DE69522404T2

DE69522404T2 - Aufladevorrichtung

Info

Publication number: DE69522404T2
Application number: DE69522404T
Authority: DE
Inventors: Youichirou Maebashi; Hiroshi Sasame
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: EP0708380A2; EP0708380B1; JPH0950170A; EP0708380A3; US5649268A; DE69522404D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung zum Aufladen eines aufzuladenden Gliedes, wie eines bildtragenden Gliedes, das sich in einem Kopierer, einem Laserstrahldrucker oder dergleichen befindet.
Eine Aufladevorrichtung zum Aufladen einer Oberfläche eines lichtempfindlichen Gliedes einer elektrophotographischen Art (bildtragendes Glied) in einem Bilderzeugungsgerät, wie einem Kopierer, Laserstrahldrucker oder dergleichen, eine Kontaktaufladevorrichtung ist als die Aufladevorrichtung bekannt, die während der Aufladeoperation weniger Ozon erzeugt (beispielsweise die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. SHO-63-149668 und die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. SHO-63-149669)
Die Aufladewalze als Aufladeglied, das in der Kontaktaufladevorrichtung verwendet wird, enthält ein Mittenkernmetall, darauf eine elektrisch leitende elastische Schicht und darauf eine Urethangummischicht, in die Kohlenstoff dispergiert ist. Die gegenüberliegenden Ende des Kernmetalls werden von Druckgliedern zum Ausüben eines Druckkontaktes der Urethangummischicht auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Glieds mit genauer Andruckkraft gedrückt. Während der Aufladeoperation wird das Kernmetall mit einer überlagerten Spannung beliefert, einer Gleichspannung von -700 V und einer Wechselspannung mit einer Frequenz von 1 000 Hz und einer Spitzezu-Spitze-Spannung VPp von 1 800 V beispielsweise, durch die die lichtempfindliche Gliedoberfläche einheitlich auf ein Potential von ungefähr -700 V durch die Urethangummischicht aufgeladen wird. Zum Zwecke der Aufladungsgleichförmigkeit wird die Spitzezu-Spitze-Spannung nicht weniger als doppelt so groß eingestellt wie die Aufladestartspannung des lichtempfindlichen Gliedes als das aufzuladende Glied, so daß das sich ergebende Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes im wesentlichen gleich der Gleichspannung ist, die am Aufladeglied anliegt.
Die Aufladevorrichtung des Kontaktaufladetyps unter Verwendung der Aufladewalze, wie zuvor beschrieben, hat den Vorteil, daß das Erzeugen von Ozon gering ist, verglichen mit einem Koronaauflader, der ein typischer kontaktloser Auflader ist. Andererseits gibt es den Nachteil, daß die Oberfläche des lichtempfindlichen Gliedes relativ leicht beschädigt wird, daß beim Toner die Neigung zum auftreten der Tonerschmelze besteht, und daß das lichtempfindliche Glied schnell zerkratzt wird, mit dem Ergebnis einer kurzen Lebensdauer des lichtempfindlichen Gliedes. Der Nachteil ergibt sich hauptsächlich aus der Entladung durch die Wechselspannung, die zum Zwecke des Verbesserns der Ladungsgleichförmigkeit von der Oberfläche des lichtempfindlichen Gliedes überlagert ist.
Um die Nachteile zu vermeiden, kann das lichtempfindliche Glied allein durch Gleichspannung aufgeladen werden (Gleichspannungsladung). Um ein Zielpotential V&sub0; der Oberfläche des lichtempfindlichen Gliedes durch die Gleichstromaufladung bereitzustellen, wird an das Aufladeglied ein Potential einer Aufladestartspannung V&sub1; des lichtempfindlichen Gliedes plus einem Zielpotential V&sub0; (V&sub0; + V&sub1;) angelegt.
Mit der Gleichspannung allein ist jedoch die Gleichförmigkeit des Potentials der Oberfläche des lichtempfindlichen Gliedes nicht gut, mit dem Ergebnis, daß eine Ungleichförmigkeit aufgrund ungenauer Aufladung an verschiedenen Stellen auftritt.
Folglich ist es wünschenswert, daß die Gleichspannungsaufladung während der Vordrehung oder während des Aufladens für die Nichtbild-Erzeugungszone (die Zone, die zwischen benachbarten Übertragungsblättern liegt) bewirkt wird, in der keine hohe Gleichförmigkeit gefordert ist, während die Wechselstromaufladung für die Bilderzeugungszone ausgeführt wird, wodurch die Nachteile vermieden werden. Durch Umschalten der Spannung zwischen Gleichstromaufladung und Wechselstromaufladung kann die Gleichförmigkeit der Aufladung und gleichzeitig die Verunreinigung oder das Zerkratzen des lichtempfindlichen Gliedes minimiert werden, um so eine lange Lebensdauer des lichtempfindlichen Gliedes und geringe Unterhaltskosten zu verwirklichen.
Wenn das Umschalten von der Gleichstromaufladung (nur die Gleichspannung wird an das Aufladeglied angelegt) auf die Wechselstromaufladung (die überlagerte Spannung der Gleichspannung und Wechselspannung wird angelegt an das Aufladeglied) bewirkt wird, ist es vorzuziehen, daß die Gleichspannung, die am Aufladeglied anliegt, allmählich verringert wird, und die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselspannung, die der Gleichspannung zu überlagern ist, wird allmählich erhöht, so daß die Potentialdifferenz auf dem lichtempfindlichen Glied vor und nach dem Umschalten nicht zu groß ist. Ein Beispiel der Spannungsumschaltung ist offenbart in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. SHO-63-208876.
Im Falle, daß die Spannungsumschaltung realisiert wird, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. SHO-63- 208876 offenbart ist, kommen die folgenden Probleme auf. Wenn die Verwendung mit einem organischen lichtempfindlichen Glied mit einer Aufladestartspannung von beispielsweise 550 V erfolgt, verringert sich das Potential des lichtempfindlichen Gliedes während des Prozesses des allmählichen Absenkens der Gleichspannung und des allmählichen Ansteigens der Spitze-zu- Spitze-Spannung zu sehr. Wenn dies auftritt, führt dies zu einer Potentialungleichförmigkeit.
Dieses Problem ist nachstehend anhand Fig. 6(a) und (b) detailliert beschrieben.
Fig. 6(b) zeigt ein Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes, wenn das Ladeglied mit der Vorspannwellenform von Fig. 6(a) beliefert wird, wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. SHO-63-208876 dargelegt.
In Fig. 6(b) behält das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes -650 V während der Periode t&sub1; bei und fällt ab von -650 V auf -250 V während der Periode t&sub2;. In der Periode t&sub2; beginnt die Wechselspannungskomponente der angelegten Vorspannung anzusteigen, aber die Spitze-zu-Spitze-Spannung erreicht nicht das Doppelte (550 V · 2 = 1 100 V) der Entladestartspannung, so daß die Gleichspannungsaufladung im wesentlichen bewirkt wird. Folglich sinkt das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes mit dem Absinken der Gleichspannungskomponente ab. Nach der Periode t&sub2; ist die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselstromkomponente nicht geringer als 1 100 V, und folglich wird die Wechselspannungsaufladung in ihrer Wirkung gestartet, so daß das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes -800 V wird, was gleich der angelegten Gleichspannungskomponente ist.
Wenn die Vorspannwellenform von Fig. 6(a) verwendet wird, verringert sich somit das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes zeitweilig auf ungefähr -250 V, und diese Potentialungleichförmigkeit tritt im Bild auf.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht eine Aufladevorrichtung vor, bei der das Erzeugen einer Potentialungleichförmigkeit nach Umschalten zwischen dem Gleichspannungskomponentenmodus und dem Überlagerungskomponentenmodus vermieden wird.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht eine Aufladevorrichtung vor, bei der exzessives Verringern des Potentials vom aufzuladenden Glied nach Umschalten zwischen dem Überlagerungskomponentenmodus und dem Gleichspannungskomponentenmodus verhindert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung zum gleichförmigen Aufladen des aufzuladenden Gliedes bereitzustellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Aufladevorrichtung vorgesehen, wie sie im Patentanspruch 1 oder im Patentanspruch 3 angegeben ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist ein Verfahren zum Aufladen eines lichtempfindlichen Gliedes vorgesehen, wie es im Patentanspruch 7 angegeben ist.
Die Erfindung sieht auch eine elektrophotographische Prozeßkassette vor, wie sie im Patentanspruch 10 angegeben ist. Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels eines Bilderzeugungsgerätes unter Verwendung einer Aufladevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Aufladevorrichtung.
Fig. 3 ist ein Graph, der eine Spannungswellenform und ein Oberflächenpotential nach Umschalten vom Gleichspannungsauflademodus zum Wechselspannungsauflademodus im Ausführungsbeispiel 1 zeigt.
Fig. 4 ist ein Graph, der eine Spannungswellenform und ein Oberflächenpotential nach Umschalten von Gleichstromaufladung auf Wechselstromaufladung im Ausführungsbeispiel 2 zeigt.
Fig. 5 ist eine Zeittafel, die im Ausführungsbeispiel 2 verwendet wird.
Fig. 6 ist ein Graph, der eine Spannungswellenform und ein Oberflächenpotential in einem herkömmlichen Beispiel zeigt.
Fig. 7 ist eine Zeittafel, die im Ausführungsbeispiel 1 Verwendung findet.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Nachstehend sind anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Bilderzeugungsgerätes nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. Das Bilderzeugungsgerät von diesem Ausführungsbeispiel ist ein Laserstrahldrucker, bei dem eine Prozeßkassette P eine lichtempfindliche Trommel 1, ein Aufladeglied 2, eine Entwicklungseinrichtung 3, eine Reinigungseinrichtung 4 und so weiter als eine Einheit enthält, die herausnehmbar im Hauptgerät der Vorrichtung eingesteckt ist. Die Prozeßkassette P kann die Trommel 1 und wenigstens ein Aufladeglied 2, Entwicklungseinrichtung 3 und Reinigungseinrichtung 4 enthalten.
Die lichtempfindliche Trommel 1 besteht aus einem trommelförmigen Aluminiumblock, einem organischen lichtempfindlichen Glied (OPC) oder einem photoleitfähigen Glied, wie beispielsweise A-Si, CdS, Se oder dergleichen darauf, und wird in Pfeilrichtung R1 durch ein nicht dargestelltes Mittel gedreht. In diesem Ausführungsbeispiel ist das lichtempfindliche Glied aus OPC, und die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 wird gleichförmig auf ein vorbestimmtes negatives Potential von einer Aufladewalze (Aufladeglied) aufgeladen, das ein Teil einer Kontaktaufladevorrichtung ist, die hiernach beschrieben wird.
Sie wird dann durch ein Belichtungsmittel (nicht dargestellt) mit einem Laserstrahl 8 belichtet, der gemäß der Bildinformation moduliert ist, so daß ein elektrostatisches latentes Bild darauf erzeugt wird. Das elektrostatische latente Bild wird mit negativ aufgeladenem Toner durch eine Entwicklungswalze 3a einer Entwicklungseinrichtung 3 vom elektrostatischem latenten Bild in ein Tonerbild entwickelt. Das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel wird auf ein Übertragungsmaterial 7 übertragen, das von einer nicht dargestellten Zuführeinrichtung durch einen Übertragungsauflader 5 geliefert wird. Das Übertragungsmaterial 7 nach der Übertragung des Tonerbildes wird der Fixiereinrichtung 6 zugeführt, und das Tonerbild auf der Oberfläche wird erwärmt und gepreßt und geschmolzen und fixiert. Das Übertragungsmaterial 7 wird nach dem Tonerbildfixieren von dem Grundkörper der Einrichtung nach außen abgegeben. Andererseits wird die lichtempfindliche Trommel 1 nach der Tonerbildübertragung von einer Reinigungsklinge 4a von der Reinigungseinrichtung 4 gereinigt, so daß der nicht übertragene Toner beseitigt wird, um für die nachfolgende Bilderzeugung vorbereitet zu sein.
Fig. 2 ist ein vergrößerter Längsabschnitt der Kontaktaufladevorrichtung. Die Kontaktaufladevorrichtung, die dort gezeigt ist, hat eine Aufladewalze 2 als Aufladeglied, das mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 in Kontakt steht. Die Aufladewalze 2 enthält ein Kernmaterial 21 aus Metall, das sich parallel zu einer Welle der lichtempfindlichen Trommel 1 befindet, eine elektrisch leitende elastische Schicht 22 auf dem Kernmaterial 21, eine Oberflächenschicht 23 auf der Oberfläche der elastischen Schicht 22. Die Oberflächenschicht 23 hat einen eingestellten Widerstandswert, der geschaffen wird durch dispergierten Kohlenstoff in der Urethangummischicht.
Eine Spannungsquelle 24 ist mit dem Kernmetall 21 verbunden. Die Sgannungsquelle 24 enthält eine Gleichspannungsquelle 25 und eine Wechselspannungsquelle 26, so daß sie an das Kernmetall 21 eine Gleichspannung oder eine überlagerte Spannung aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung liefern kann. Die Spannungsanlegezeit oder dergleichen werden von einer Steuervorrichtung 27 genau gesteuert.
Fig. 7 zeigt eine Zeittafel des Bilderzeugungsgerätes.
Zuerst wird ein Bilderzeugungs-Startsignal von außen vom Drucker gesandt, und die Vorbereitung der lichtempfindlichen Trommel beginnt, und unmittelbar danach wird das lichtempfindliche Glied von der Aufladewalze 2 zu Beginn des Anstiegs vom Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes aufgeladen. Normalerweise wird die lichtempfindliche Trommel während des Aufladens um nicht weniger als zwei volle Umdrehungen (vorzugsweise 3 volle Umdrehungen) gedreht, um das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Gliedes auf einen vorbestimmten Wert anzuheben (Zielspannung -700 V). Jedoch ist eine Wechselstromaufladung nur unmittelbar vor der Bilderzeugung, die Gleichförmigkeit der Aufladung fordert, erwünscht. Beim Aufladen davor genügt es, wenn das Potential in einem gewissen Grad erhöht wird, und die Gleichförmigkeit der Ladung ist nicht unbedingt erforderlich. In Hinsicht darauf wird beim Aufladen während der Vordrehung der Trommel das Potential vom lichtempfindlichen Glied auf ein gewisses Maß durch die Gleichstromaufladung mit geringerer Aufladegleichförmigkeit angehoben, und die Wechselstromaufladung wird für die letzte Volldrehung ausgeführt, um eine gleichförmige Aufladung zu erreichen.
Während der Bilderzeugungsperiode wird eine Wechselstromaufladung ausgeführt, da die Gleichförmigkeit der Aufladung erwünscht ist. Die Bilderzeugungsperiode ist eine Periode, in der die Zone, die ein Bild haben wird, in der Aufladeposition aufgeladen wird. Ein Teil der Zone des lichtempfindlichen Gliedes, das der Wechselstromaufladung unterzogen worden ist, wird mit einem Laserstrahl belichtet, der gemäß der Bildinformation moduliert ist, durch Aktivieren vom VIDEO-Signal.
In der Blattintervallperiode nach der Bilderzeugung wird die Gleichstromaufladung fortgesetzt, um das Potential beizubehalten. Der Grund dafür liegt darin, daß, wenn das Potential in einem Blattintervall unter 0 Volt verringert wird, das Potential des lichtempfindlichen Gliedes beginnend bei 0 Volt an angehoben werden muß, und folglich ist ein großer Betrag der Trommelumdrehung und -aufladung erforderlich. Die Wechselstromaufladung ist hier erneut nur vor einer Umdrehung für die Bilderzeugung erforderlich, ebenso wie bei der Vordrehung, und folglich wird die Gleichstromaufladung mit Ausnahme dafür ausgeführt. Die Blattintervallperiode ist eine Periode, in der eine solche Zone des lichtempfindlichen Gliedes zwischen der Hinterkante eines Übertragungsmaterials und der Vorderkante eines nachfolgenden Übertragungsmaterials in der Aufladeposition ist.
Während des Nachdrehens zur Blattübertragung wird die Aufladung fortgesetzt. Dies liegt daran, weil ein nächster Druckbefehl von außen angeliefert werden kann; und in einem solchen Falle ist es wünschenswert, das Potential unmittelbar zu erhöhen. Während dieser Periode ist die Gleichförmigkeit der Aufladung nicht erforderlich, und folglich wird die Gleichstromaufladung ausgeführt. Bevor das Nachdrehen der Trommel endet, wird die Trommel nur unter Verwendung der Wechselspannung entladen während wenigstens einer vollen Umdrehung der Trommel zur Entladung. Die Entladung wird bewirkt zur Verringerung aller Ladungspotentiale der Trommel im wesentlichen auf 0 V, einschließlich der Reibungsaufladung.
Wie im Vorstehenden beschrieben, kann durch Anwenden der Gleichspannungsaufladung auf ein maximales Ausmaß zum Aufladen des lichtempfindlichen Gliedes die Gleichförmigkeit der Aufladung im Bilderzeugungsabschnitt bereitgestellt werden, und gleichzeitig kann die Kontamination und das Zerkratzen des lichtempfindlichen Gliedes im Nichtbildabschnitt minimiert werden. Wenn nur die Wechselstromaufladung als herkömmliches Beispiel angewandt wird, kann die Kontamination oder das Zerkratzen des lichtempfindlichen Gliedes zu einem Problem werden.
In einem Bilderzeugungsgerät des Umkehrentwicklungstyps, bei dem ein Toner auf einen nichtgeladenen Abschnitt aufgetragen wird, wie beim Laserdrucker, digitalen Kopierer oder dergleichen, wenn die Ladung nicht während des Vor- und Nachdrehens bewirkt wird, erfolgt die Entwicklung der Nichtbildzone, und folglich ist es vorzuziehen, die Aufladung immer zu bewirken, ungeachtet der Tatsache, ob es sich um eine Bildzone oder eine Nichtbildzone handelt. Somit wird die Umschaltung zwischen Wechselspannungsaufladung und Gleichspannungsaufladung insbesondere im Bilderzeugungsgerät der Umkehrentwicklungsart effektiv.
In Fig. 3 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die an die Aufladewalze 2 angelegte Spannung unterdrückt wird durch eine Steuereinrichtung 27, so daß das Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel nach Umschalten von der Gleichspannungsaufladung auf die Wechselspannungsaufladung daran gehindert ist, sich zu stark zu verringern. Hier bedeutet die Gleichspannungsaufladung, daß nur die Gleichspannung an das Aufladungsglied angelegt wird, oder daß eine überlagerte Spannung der Gleichspannung und eine Wechselspannung angelegt wird, in der die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Spannung kleiner als das Doppelte der Aufladestartspannung vom lichtempfindlichen Glied ist. Das Wechselspannungsauflademittel bedeutet, daß eine überlagerte Spannung einer Gleichspannung und einer Wechselspannung anlegt wird, wobei die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Spannung nicht geringer als das Doppelte der Ladestartspannung des lichtempfindlichen Gliedes ist.
Die Aufladestartspannung ist eine Spannung, bei der die Aufladung des aufzuladenden Gliedes beginnt, wenn die Gleichspannung allein am Aufladeglied anliegt, das mit dem aufzuladenden Glied in Kontakt steht, und die Spannung wird erhöht.
In diesem Ausführungsbeispiel hat das lichtempfindliche Glied als das aufzuladende Glied eine organische photoleitende Schicht einer Negativaufladungseigenschaft, und eine Aufladestartspannung des lichtempfindlichen Gliedes ist 550 V.
Die Gleichstromkomponente der angelegten Spannung in Fig. 3 ist die Vorspannung der Gleichspannungsaufladung während 0 bis 25 ms, und ist eine konstante Spannung von V2 = -1 250 V. Das Fallen der Gleichspannungskomponente beginnt bei 25 ma und ändert sich von V2 = -1 250 V auf V0 (Zielspannung) = -700 V in 100 ms (bis 125 ms in derselben Figur). Nach 125 ms wird eine konstante Spannung vom Zielpotential V0 (= -700 V) für die Wechselspannungsaufladung beibehalten. Andererseits beginnt die Wechselspannungskomponente (Schwingungskomponente) der angelegten Spannung, sich bei 25 ms in der Figur zu erhöhen, und erhöht sich weiter auf 85 ms (bis 110 ms in der Figur) auf 1 800 V der Spitze-zu-Spitze-Spannung. Danach (nach 110 ms in der Figur) wird die Spitze-zu-Spitze-Spannung von 1 800 V beibehalten. Die Anstiegsrate während der Anstiegsperiode der Wechselspannungskomponente ist größer als die herkömmliche Vorspannwellenform (Fig. 6). Folglich erreicht die Spitze-zu- Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente 1 100 V (das Doppelte der Ladestartspannung 550 V), wobei die Wechselspannungsaufladung 50 ms nach dem Start des Anstiegs beginnt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Gleichspannungskomponente im Wege des Anstiegs.
Das Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel, wenn die lichtempfindliche Trommel unter Verwendung der obigen Vorspannwellenform geladen wird, ist wie in Fig. 3(b) gezeigt. Der Minimalwert des Oberflächenpotentials in dieser Figur ist - 425 V, und der Abfall des Oberflächenpotentials ist geringer als beim herkömmlichen Beispiel.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Wechselspannungsaufladung während des Absinkens der Gleichspannungskomponente begonnen (75 ms in Fig. 3(a)). Unter Verwendung dieser Wellenform wird das Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel so, daß der Mittelwert zwischen dem Minimalwert (Fig. 3(b), Potential A) und dem Maximalwert (Fig. 3(b), Potential B) im wesentlichen gleich dem Zielpotential -700 V des lichtempfindlichen Gliedes ist. Die Anmelder haben herausgefunden, daß die Bildungleichförmigkeit aufgrund der Potentialungleichförmigkeit unter der obigen Bedingung minimiert ist. Im Vorstehenden erfolgte die Beschreibung wie in dem Fall, bei dem die Gleichspannungskomponente der Vorspannung abgesenkt und die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente erhöht wird nach Umschalten aus der Gleichspannungsaufladung zur Wechselspannungsaufladung, und die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente wird erhöht auf nicht weniger als das Doppelte der Aufladestartspannung vom aufzuladenden Glied während der Absinkperiode der Gleichspannungskomponente durch Bestimmen der Anstiegsgeschwindigkeit der Wechselstromkomponente, so daß das Absinken des Oberflächenpotentials verringert ist.
Nach Umschalten von Wechselspannungsaufladung auf Gleichspannungsaufladung wird gleichermaßen die Gleichspannungskomponente der Vorspannung erhöht, und die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente wird abgesenkt, und zusätzlich wird die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente um nicht mehr als das Zweifache der Aufladestartspannung vom aufzuladenden Glied innerhalb der Erhöhungsperiode innerhalb der Gleichspannungskomponente abgesenkt, so daß das Absinken des Oberflächenpotentials verringert werden kann.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2

Nachstehend beschrieben ist ein zweites Ausführungsbeispiel zum Umschalten zwischen der Gleichspannungsaufladung und der Wechselspannungsaufladung. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Aufbau und die Arbeitsweise der Einrichtung dieselben wie im Ausführungsbeispiel 1, und folglich wird eine erneute Beschreibung fortgelassen.
Fig. 4 zeigt eine angelegte Vorspannwellenform, die in diesem Ausführungsbeispiel an die Aufladewalze nach dem Umschalten von der Gleichspannungsaufladung zur Wechselspannungsaufladung geliefert wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Wechselspannungskomponentenerhöhung nach einer Verzögerungszeit nach dem Start des Abfallens der Gleichspannung begonnen. Durch die Bereitstellung der Verzögerungsperiode gemäß der Anstiegsrate der Wechselspannungskomponente kann die Zeit des Umschaltens von der Gleichspannungsaufladung auf die Wechselspannungsaufladung so eingestellt werden, daß die Oberflächenpotentialungleichförmigkeit der lichtempfindlichen Trommel minimiert werden kann.
In der Figur ist die Gleichspannungskomponente der angelegten Spannung so, daß die Vorspannung für die Gleichspannungsaufladung während 0 bis 25 ms erfolgt und eine konstante Spannung von V2 = -1 250 V ist. Das Abfallen der Gleichspannungskomponente beginnt bei 25 ms und ändert sich von V2 = -1250 V auf V0 (Zielspannung) = -700 V in 100 ms (bis 125 ms in der Figur). Nach 125 ms wird die konstante Spannung des Zielpotentials V0 ( = -700 V) für die Wechselspannungsaufladung beibehalten. Andererseits wird die Wechselspannungskomponente (Schwingungskomponente) mit einer Verzögerungszeit T1 ( = 40 ms) vom Beginn der Verringerung der Gleichspannungskomponente an gestartet (65 ms in der Figur). Danach wird das Erhöhen während 25 ms (95 ms in der Figur) fortgesetzt, so daß die Spitze-zu-Spitze-Spannung 1 800 V erreicht. Danach wird (nach 95 ms in der Figur) die Spitze-zu- Spitze-Spannung von 1 800 V beibehalten. Die Spitze-zu-Spitze- Spannung der Wechselspannungskomponente erreicht eine Spannung von 1 100 V (das Doppelte der Ladestartspannung 550 V) für den Wechselspannungsaufladestart 10 ms nach (75 ms) vom Start des Anstiegs der Spitze-zu-Spitze-Spannung, und dann beginnt die Wechselspannungsaufladung. Zu diesem Zeitpunkt sinkt die Gleichspannungskomponente der Aufladungsstartspannung.
Das Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel ist in Fig. 4(b) dargestellt, wenn die lichtempfindliche Trommel unter Verwendung der Vorspannwellenform aufgeladen wird. In Fig. 4(b) ist der Minimalwert vom Oberflächenpotential 425 V, und das Absinken des Oberflächenpotentials ist kleiner als beim herkömmlichen Beispiel.
In diesem Beispiel wird die Wechselstromaufladung begonnen während des Abfallens der Gleichstromkomponente (75 ms in Fig. 4(a)). Unter Verwendung dieser Wellenform wird der Mittelwert zwischen dem Minimalwert (A in Fig. 4(b)) und dem Maximalwert (B in Figur (b)) im wesentlichen gleich dem Zielpotential von -700 V. Der Anmelder hat herausgefunden, daß die Bildungleichförmigkeit aufgrund der Potentialungleichförmigkeit unter den obigen Bedingungen minimiert wird.
Fig. 5 ist eine Zeittafel zur Bilderzeugung, wenn dieses Ausführungsbeispiel zur Anwendung kommt.
Die Beschreibung in diesem Ausführungsbeispiel erfolgte wie im Falle, bei dem die Verzögerungszeit T gemäß der Anstiegsgeschwindigkeit der Wechselstromkomponente bereitgestellt wird nach dem Start des Abfallens der Gleichspannung nach dem Umschalten der Gleichspannungsaufladung zur Wechselspannungsaufladung, und nach der Verzögerungszeit wird das Ansteigen der Wechselstromkomponente begonnen, und während der Abfallperiode der Gleichstromkomponente wird die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselstromkomponente auf das Doppelte der Aufladestartspannung vom aufzuladenden Glied erhöht, so daß das Absinken des Oberflächenpotentials reduziert wird.
Nach dem Umschalten vom Wechselstromaufladen zum Gleichstromaufladen kann eine Verzögerungszeit T vom Start des Anstiegs der Gleichstromkomponente der Vorspannung und nach der Verzögerung vorgesehen sein, wobei die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente herabgesetzt ist, und die Spitzezu-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente wird auf weniger als das Doppelte der Aufladestartspannung des aufzuladenden Gliedes während der Anstiegsperiode der Gleichstromkomponente abgesenkt, so daß das Absinken des Oberflächenpotentials reduziert werden kann.
Nach dem Umschalten von der Gleichspannungsaufladung zur Wechselspannungsaufladung oder nach dem Umschalten in entgegengesetzter Richtung kann in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 die Spannung, die an das Aufladeglied angelegt wird, daran gehindert werden, die Leckgrenzspannung (Spannungsfestigkeit des lichtempfindlichen Gliedes) zu überschreiten, so daß eine Beschädigung des lichtempfindlichen Gliedes oder des Aufladegliedes verhindert werden kann, und gleichzeitig kann das Weglaufen der elektronischen Schaltung des Hauptzusammenbaus der Einrichtung verhindert werden.
Wie im vorstehenden beschrieben, wird die Anstiegsgeschwindigkeit der Wechselstromkomponente nach Umschalten von der Gleichspannungsaufladung zur Wechselspannungsaufladung eingestellt, oder der Anstieg der Wechselspannungskomponente wird gestartet, nach der Verzögerungszeit T gemäß der Anstiegsrate der Wechselspannungskomponente nach dem Abfallstart der Gleichstromkomponente, so daß die Spitze-zu-Spitze-Spannung der Wechselstromkomponente nicht geringer als das Doppelte der Ladestartspannung vom aufzuladenden Glied während der Absinkperiode der Gleichspannungskomponente ansteigt, so daß die Ungleichförmigkeit des Oberflächenpotentials reduziert werden kann.
In Fig. 3(a) und in Fig. 4(a) ist die Wechselspannung in der Form einer Sinuswelle, aber es kann auch eine Dreieckswelle, eine Rechteckwelle oder dergleichen sein. Anstelle der sinusförmigen Welle von Fig. 3(a) und von Fig. 4(a) ist eine Rechteckwelle verwendbar, und in einem solchen Fall kann nur eine Gleichspannungsquelle verwendet werden. Genauer gesagt, die Spannungswellenform der überlagerten Wechselspannung und Gleichspannung kann nur durch eine Gleichspannungsquelle erzeugt werden,
Während die Erfindung beschrieben worden ist unter Bezug auf hier offenbarte Strukturen, gibt es keine Beschränkung für offengelegte Einzelheiten, und diese Anmeldung beabsichtigt, derartige Abwandlungen oder Änderungen in den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche aufzunehmen.

Claims

1. Aufladevorrichtung, mit:

einem zu ladenden Glied (1)

einem Aufladeglied (2) zum Aufladen des aufzuladenden Gliedes, wobei das Aufladeglied mit dem aufzuladenden Glied verbindbar ist und im Betrieb mit einer Spannung beliefert wird; und

einem Spannungsliefer-Steuermittel, das so eingerichtet, daß nach Schalten der Spannung von einem Gleichstromkomponentenmodus auf einen Überlagerungskomponentenmodus mit einer Gleichstromkomponente und einer Schwingungskomponente die Gleichstromkomponente abgesenkt und die größte Spannungsschwankung der Schwingungskomponente in einer gemeinsamen Periode erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel so eingerichtet ist, daß das Aufladen der größten Spannungsschwankung durch Wechseln von einer ersten Spannung, die kleiner als die doppelte Ladestartspannung vom aufzuladenden Glied ist, zu einer zweiten Spannung erfolgt, die doppelt so hoch wie die Ladestartspannung ist, bevor das Absinken der Gleichstromkomponente endet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Anstieg der Schwingungskomponente beginnt, nachdem eine vorbestimmte Zeit (Ti) vom Start des Absinkens der Gleichstromkomponente an verstrichen ist.

3. Aufladeeinrichtung, mit:

einem aufzuladenden Glied;

einem Aufladeglied, das mit dem aufzuladenden Glied zum Aufladen des aufzuladenden Gliedes verbindbar ist, wobei das aufzuladende Glied im Betrieb mit einer Spannung versorgt wird; und

einem Spannungsliefer-Steuermittel, das so eingerichtet ist, daß nach Schalten der Spannung von einem Überlagerungskomponentenmodus einer Gleichstromkomponente mit einer Schwingungskomponente zu einem Gleichstromkomponentenmodus die größte Spannungsschwankung der Schwingungskomponente abgesenkt und die Gleichstromkomponente in einer gemeinsamen Periode erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel so eingerichtet ist, daß die größte Spannungsschwankung von einer ersten Spannung, die nicht geringer als die doppelte Ladestartspannung vom aufzuladenn Glied ist, auf eine zweite Spannung geändert wird, die geringer als die doppelte Ladestartspannung ist, bevor das Absinken der größte Spannungsschwankung endet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Absinken der Schwingungskomponente beginnt, nachdem eine vorbestimmte Zeit (Ti) nach dem Start des Anstiegs der Gleichstromkomponente verstrichen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Aufladeglied die Form einer Walze hat.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen aufzuladendes Glied ein Bildtragenglied zum Tragen eines Bildes ist, und bei dem die Spannung in dem Schwingungskomponentenmodus für eine erste Zone angelegt wird, die eine Bildzone sein soll, und im Gleichstromkomponentenmodus für eine zweite Zone vor der ersten Zone angelegt wird.

7. Verfahren zum Aufladen eines lichtempfindlichen Gliedes in einem elektrofotografischen Aufzeichnungsgerät, mit den Verfahrensschritten des Anlegens einer Gleichspannung an ein Aufladeglied (2), um so ein elektrofotoempfindliches Glied (1) aufzuladen und die Gleichspannung zu einer Wechselspannung umzuschalten, die einer Gleichstromkomponente überlagert ist, wobei der größte Spannungsschwankungswert der Wechselspannung größer als das doppelte des Ladestartpotentials (V&sub0;) des lichtempfindlichen Gliedes ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Umschaltens die Gleichspannung progressiv abgesinkt und die Wechselstromkomponentenspannung progressiv ansteigt, um einen größten Spannungsschwankungswert zu erreichen, der größer als das doppelte Aufladestartpotential ist, bevor das Absinken der Gleichspannung endet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem beim Umschalten von der Wechselspannung, die der Gleichspannung überlagert ist, auf die Gleichspannung nur die Wechselspannung mit einer größten Spannungsschwankung verbleibt, die größer als die Ladestartspannung des lichtempfindlichen Gliedes für eine Periode ist, innerhalb der Periode, während der die Gleichstromkomponentenspannung auf die letztliche Gleichspannung ansteigt.

9. Elektrofotografische Prozeßkassette, die herausnehmbar in ein elektrofotografisches Aufzeichnungsgerät eingesetzt ist und eine Aufladeeinrichtung enthält, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 angegeben ist, wobei das elektrofotografische Gerät zur Steuerung der am Aufladeglied anliegenden Spannung gemäß dem Verfahren eingerichtet ist, wie es in einem der Ansprüche 7 oder 8 angegeben ist.

10. Prozeßkassette nach Anspruch 9, deren Aufladeglied eine Walze ist und deren lichtempfindliches Glied eine Trommel ist.