DE69725364T2

DE69725364T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69725364T2
Application number: DE69725364T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Ohta-ku Furuya
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2017-03-05
Also published as: DE69725364D1; EP0794473A2; EP0794473A3; US6118952A; EP0794473B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das mit einer Aufladeeinrichtung versehen ist, welche mit einem Bildträgerelement kontaktierbar ist, um das Bildträgerelement aufzuladen.
Ein elektrophotographisches Gerät ist bekannt, bei dem ein Bildträgerelement, wie beispielsweise ein lichtempfindliches Element, durch eine Magnetbürsten-Kontaktaufladevorrichtung geladen wird. Die Kontaktaufladevorrichtung weist einen Vorteil dahingehend auf, dass eine Menge des Ozonprodukts kleiner ist als bei einer Korona-Entladevorrichtung.
Die Kontaktaufladung bringt jedoch ein Problem mit sich, dass, wenn die Tonerpartikel in die Magnetbürste eingebracht werden, die Aufladeeigenschaft der Aufladevorrichtung verschlechtert wird, da die Magnetpartikel, die die Magnetbürste bilden, elektrisch leitend sind, wohingegen die Tonerpartikel des Tonerbilds, das auf dem Bildträgerelement gebildet wird, isolierend sind.
Insbesondere wenn die Reinigung zum Entfernen von Resttoner von dem lichtempfindlichen Element nach einer Bildübertragung zum Zwecke einer Verkleinerung des Bilderzeugungsgeräts nicht verwendet wird, wobei ein derartiger Toner durch die Entwicklungsvorrichtung entfernt wird, wird eine Menge des eingebrachten Toners groß, da eine große Menge des Toners die Ladeposition der Aufladevorrichtung erreicht. In dem Fall, dass ein Resttoner zeitweise von dem lichtempfindlichen Element durch die Aufladevorrichtung gesammelt wird, ist ferner die Tonermischmenge groß, mit dem Ergebnis einer bemerkenswerten Verschlechterung der Aufladeeigenschaft. Die Menge des eingebrachten Toners variiert in Abhängigkeit von Bilderzeugungsbedingungen, wobei die Aufladeeigenschaft in Abhängigkeit von der Menge des eingebrachten Toners unterschiedlich ist.
Bei einem Injektionsaufladetyp, bei dem die Ladung direkt in das lichtempfindliche Element injiziert wird, injiziert eine Kontaktaufladevorrichtung die Ladung direkt in die Ladungsinjektionsschicht, die bei der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bereitgestellt ist. Folglich ist die Verschlechterung der Aufladeeigenschaft, die aus der Tonereinbringung resultiert, deutlicher als bei dem üblichen Aufladetyp, der eine elektrische Entladung verwendet.
Die Verschlechterung der Aufladeeigenschaft hat einen Bilddefekt in dem resultierenden Bild zur Folge.
In der Druckschrift EP-A-0 622 703 ist ein Bilderzeugungsgerät offenbart, das eine Kontakttyp-Aufladeeinrichtung zum Laden einer Photoempfangseinrichtung verwendet. In der Druckschrift JP 06-266266 A ist ein Bilderzeugungsgerät offenbart, das ein Reinigungselement in der Nähe der Magnetbürste umfasst, um Toner hiervon zu sammeln. In der Druckschrift JP 06-230654 A ist offenbart, eine elektrostatische Aufladeleistung einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung durch Erfassen eines Stromes zu erfassen.
Folglich ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, bei dem eine Verschlechterung der Aufladeeigenschaft aufgrund eines Einbringens des Toners in die Aufladevorrichtung verhindert wird.
Weiterhin ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, bei dem der Bilddefekt aufgrund eines Einbringens des Toners in die Aufladevorrichtung verhindert wird.
Diese Aufgaben werden durch ein Bilderzeugungsgerät gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Diese und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher ersichtlich.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem Beispiel, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist,
2 einen Graphen, der ein Lichtempfindliches-Element-Potenzial zeigt, das durch eine Ladungsstrommessung in einem ersten Beispiel erhalten wird, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist,
3 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung und dem Strom gemäß dem ersten Beispiel, das nicht durch die Patenansprüche abgedeckt ist, zeigt,
4 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer angelegten Spannung und einem Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements bei einem Injektionsaufladetyp zeigt,
5 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Farbbilderzeugungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
6 einen Graphen, der eine Lade-Gleichspannungsvorspannung und ein geladenes Potenzial gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
7 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Menge eines eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung und ein geladenes Potenzial bei einem Injektionsaufladetyp zeigt,
8 eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
9 eine schematische Darstellung einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung eines Drehbare-Hülse-Typs,
10 ein Flussdiagramm für eine Wechselspannungsvorspannungssteuerung, die gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird,
11 ein Flussdiagramm für eine Wechselspannungsvorspannungssteuerung, die gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird,
12 ein Flussdiagramm für eine Wechselspannungsvorspannungssteuerung, die in einem fünften Ausführungsbeispiel verwendet wird,
13 einen Graphen eines Beispiels einer Beziehung zwischen einer Tonermenge in einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung und einer Wechselspannungsvorspannung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
14 ein Zeitablaufdiagramm in einer Reinigungsbetriebsart,
15 ein Flussdiagramm zur Bestimmung einer Einstellung bei einer Reinigungsbetriebsart,
16 ein Zeitablaufdiagramm einer Reinigungsbetriebsart, die bei einem Gerät gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel verwendet wird,
17 eine Beziehung zwischen einer Ladewechselspannungsvorspannung und einem geladenen Potenzial des lichtempfindlichen Elements und
18 eine Beziehung zwischen einer Ladewechselspannungsvorspannung und einem geladenen Potenzial des lichtempfindlichen Elements.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
(Erstes Beispiel, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist)
Dieses Beispiel betrifft ein Bilderzeugungsgerät, bei dem ein nicht übertragener Toner zumindest zeitweise in einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung bzw.
Magnetbürstenaufladevorrichtung gesammelt wird, wobei eine Tonermenge in der Magnetbürste auf der Grundlage eines Stroms durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung vorhergesagt oder abgeschätzt wird, wobei die Einstellung der Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts verändert wird.
In 1 ist eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem Beispiel, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist, gezeigt. Das Bilderzeugungsgerät gemäß diesem Beispiel ist ein Laserstrahldrucker, der einen elektrophotographischen Prozess verwendet.
Durch Bezugszeichen 1 ist ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element eines Drehbare-Trommel-Typs als ein Bildträgerelement bezeichnet. Das lichtempfindliche Element 1 wird im Uhrzeigersinn gedreht, was durch den Pfeil angezeigt ist. Die lichtempfindliche Trommel 1 umfasst eine elektrisch leitende Basis aus Metall oder dergleichen, die elektrisch geerdet beziehungsweise mit Masse verbunden ist, und eine lichtempfindliche Schicht.
Gemäß diesem Beispiel ist die lichtempfindliche Schicht eine organische lichtempfindliche Schicht mit einer negativen Ladepolarität.
Durch Bezugszeichen 2 ist eine Kontaktaufladeeinrichtung bezeichnet, die eine Magnetbürste verwendet, die mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Kontakt ist, wobei sie eine drehbare nicht-magnetische Elektrodenhülse 21, einen Magneten 22 und elektrisch leitende Magnetpartikel 23 umfasst, die bei der Hülse durch die Magnetkraft des Magneten 22 angebracht beziehungsweise abgelagert sind. An die Hülse 21 für die Magnetbürste 2 ist eine Ladungsvorspannung, die eine Gleichspannungsvorspannung beziehungsweise DC-Vorspannung (negative Polarität) und eine Wechselspannungsvorspannung beziehungsweise AC-Vorspannung, die dieser überlagert ist, umfasst, von einer Ladungsvorspannungsanlegespannungsquelle S1 angelegt, um die äußere Umfangsoberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 gleichförmig zu laden. Zwischen der Magnetbürstenaufladeeinrichtung und der Ladungsvorspannungselektrode S1 ist eine Erfassungsvorrichtung 24 zur Erfassung eines Stroms durch die Magnetbürste bereitgestellt, wobei eine Verarbeitungsbedingung für die Bilderzeugung entsprechend dem hierdurch erfassten Strom verändert wird. Der spezifische Volumenwiderstand der Magnetpartikel 23 beträgt vorzugsweise 1 × 10⁵–1 × 10⁸ Ωcm.
Die geladene Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird einer Abtastbelichtung L ausgesetzt, die von einem Laserstrahl emittiert wird, der in der Intensität entsprechend dem Bildelementsignal moduliert wird, so dass ein elektrostatisches latentes Bild auf der Umfangsoberfläche des drehbaren lichtempfindlichen Elements 1 entsprechend den beabsichtigten Bildinformationen erzeugt wird. Das elektrostatische latente Bild wird in ein Tonerbild mit einem isolierenden Toner (negative Ladungspolarität) durch ein Entwicklungsvorspannung entwickelt, die von einer Entwicklungsvorspannungsanlegespannungsquelle S2 angelegt wird.
Der spezifische Volumenwiderstand des Toner ist vorzugsweise nicht kleiner 1 × 10¹⁵ Ωcm.
Demgegenüber wird ein Übertragungsmaterial P als ein Aufzeichnungsmaterial von einer nicht gezeigten Blattzufuhrstation zugeführt und bei einer vorbestimmten Zeitsteuerung in einen Spalt (Übertragungsabschnitt) T eingeführt, der zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und einer Übertragungswalze 4 als eine Kontakttypübertragungseinrichtung gebildet ist, die damit bei einem vorbestimmten Druck in Kontakt ist und die einen Zwischenwiderstand aufweist. An die Übertragungswalze 4 wird eine Übertragungsvorspannung (positive Polarität) der Polarität, die zu der des Toners entgegengesetzt ist, von einer Übertragungsvorspannungsanlegespannungsquelle S3 angelegt, so dass eine Ladung der Polarität, die zu der der Tonerladung entgegengesetzt ist, an die Rückseite des Übertragungsmaterials angelegt ist.
Das Übertragungsmaterial P, das in den Übertragungsabschnitt T eingeführt wird, geht durch den Spalt, und das Tonerbild wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 auf das Übertragungsmaterial P durch die elektrostatische Kraft und den Druck kontinuierlich übertragen. Der auf dem lichtempfindlichen Element nach der Bildübertragung verbleibende Resttoner wird teilweise auf die positive Polarität durch die Übertragungsladung geladen.
Das Übertragungsmaterial P, das nun das Tonerbild aufweist, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 getrennt und einer Wärmefixierungstyp-Fixiervorrichtung 5 zugeführt, bei der das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial P fixiert wird. Abschließend wird es als ein Ausdruck ausgeladen.
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements nach der Tonerbildübertragung auf das Übertragungsmaterial P erreicht eine Position, bei der es mit der Magnetbürstenaufladevorrichtung 2 in Kontakt gebracht wird, während es den nicht übertragenen Toner trägt. Durch die Magnetbürstenaufladevorrichtung 2 wird der nicht übertragene Toner teilweise durch eine Gleitkraft und die (negative) Ladungsvorspannung der Magnetbürste aufgenommen, so dass die Oberfläche gereinigt wird, um wieder für die Bilderzeugung verwendet zu werden. Unter dem Resttoner nach der Übertragung geht derjenige, der auf die negative Polarität geladen ist, durch den Kontaktabschnitt hindurch, wobei aber derjenige, der auf die positive Polarität geladen ist, in die Magnetbürste angezogen wird. Der Bereich des lichtempfindlichen Elements mit dem nicht übertragenen Toner wird durch die Aufladeeinrichtung geladen, wobei er dann bezüglich eines Bildes belichtet wird, so dass ein latentes Bild erzeugt wird.
Der nicht übertragene Toner, der in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 eingebracht ist, wird durch die Reibung mit den Magnetpartikeln 23 auf die negative Polarität geladen, welche die übliche Ladungspolarität ist, und gleichförmig auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entladen beziehungsweise ausgestoßen, wobei er dann durch die Entwicklungsvorrichtung 3 bei einer Entwicklungsstation gesammelt wird, um für die Entwicklung wieder verwendet zu werden. Die Entwicklungsvorspannung der Entwicklungsvorrichtung wird so ausgewählt, dass ein negativer Resttoner entfernt wird, während der übliche bewirkt wird. Genauer gesagt wird sie ausgewählt, um zwischen dem Dunkelabschnittpotenzial und dem Hellabschnittpotenzial zu liegen, durch die ein elektrisches Feld in einer derartigen Richtung erzeugt wird, dass Toner von der Entwicklungshülse bei dem Hellpotenzialabschnitt abgelagert wird, wohingegen der Toner von dem Dunkelpotenzialabschnitt zu der Entwicklungshülse zurückkehrt. Die Polarität des nicht übertragenen Toners wird auf die übliche negative Polarität durch die Aufladeeinrichtung 2 gleichförmig gemacht, so dass Muster des nicht übertragenen Toners entfernt werden, wobei somit eine Erzeugung des verbleibenden Bilds verhindert wird.
Nachstehend wird eine Beschreibung bezüglich einer Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe angegeben, die die Tonermenge betrifft, um die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung vorherzusagen, die in diesem Beispiel verwendet wird.
Die Magnetbürstenaufladeeinrichtung gemäß diesem Beispiel umfasst, wie es in 1 gezeigt ist, eine drehbare nicht-magnetische Elektrodenhülse 21, einen Magneten 22 und Magnetpartikel 23, die durch die Magnetkraft bei der Hülse abgelagert sind.
An die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird die Ladungsvorspannung in der Form der Gleichspannung bzw. DC-Spannung, die mit der Wechselspannungsvorspannung unter Vorspannung gesetzt wird, von der Ladungsvorspannungsanlegespannungsquelle S1 angelegt, wobei die Erfassungsvorrichtung 24 zwischen der Magnetbürstenaufladevorrichtung 2 und der Ladungsvorspannungsspannungsquelle S1 bereitgestellt ist, um den Gleichstrom durch die Magnetbürste zu erfassen.
Um den Widerstand der Magnetbürste korrekt zu erfassen, wird die Potenzialdifferenz zwischen der Magnetbürste und dem lichtempfindlichen Element 1 konstant gemacht. Während der Bilderzeugung ist die Potenzialdifferenz von dem lichtempfindlichen Element aufgrund der Änderung des Bildverhältnisses und/oder der Übertragungsspannung nicht konstant. Folglich wird die Stromerfassung während der Bilderzeugungsoperation nicht ausgeführt und wird ausgeführt, wenn das Bild nicht erzeugt wird, wobei das Potenzial des lichtempfindlichen Elements konstant gehalten wird. Gemäß diesem Beispiel wird das lichtempfindliche Element einer Gesamtoberflächenbelichtung mit einem gleichförmigen Laserstrahl L unterzogen, wenn die Bilderzeugungsoperation nicht ausgeführt wird, wobei die Entwicklungsvorspannungsanlegespannungsquelle S2 und die Übertragungsvorspannungsanlegespannungsquelle S3 ausgeschalten sind, und eine vorbestimmte Spannung Vdc wird an die Hülse 21 angelegt, während das Hellabschnittpotenzial des lichtempfindlichen Elements V1 ist. Der der Hülse 21 zugeführte Gleichstrom wird dann gemessen.
Der gemessene Strom (eine physikalische Größe, die die Tonermenge betrifft) wird mit einer Beziehung, wie sie in 3 gezeigt ist, zwischen der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung und dem Strom verglichen, wobei diese Beziehung zuvor gemessen worden ist. Dabei wird die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 als die Tonermenge für die gemessene Potenzialdifferenz (Vdc – V1) bestimmt.
Entsprechend der so bestimmten Tonermenge bestimmt eine Verarbeitungsvorrichtung 6 Bilderzeugungsverarbeitungsbedingungen, wie beispielsweise die Ladungsvorspannung und die Entwicklungsvorspannung, und verändert die Verarbeitungsbedingungen entsprechend. Gemäß diesem Beispiel wird, wenn die Menge des Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 ist, die Bilderzeugungsoperation der Hauptanordnung verhindert und ein Warnsignal wird für eine Bedienungsperson erzeugt.
Wenn die Anzahl von Ausdrücken ansteigt, steigt die Menge des eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 an, und wenn die an die Elektrodenhülse angelegte Spannung konstant ist, findet eine ungenügende Ladung statt, mit dem Ergebnis, dass fehlerhafte Bilder erzeugt werden. Dieses Problem wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel überwunden, da die Hauptanordnungsoperation gestoppt wird, wenn die Ladungseigenschaft verschlechtert ist.
Gemäß diesem Beispiel weist die Ladungsvorspannung die Form einer mit einer Wechselspannung bzw. AC-Spannung vorgespannten Gleichspannung auf, wobei die Entladung hierdurch verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen spezifischen Ladungstyp begrenzt, wobei sie bei einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung eines beliebigen Injektionsaufladetyps anwendbar ist, bei der die Ladung direkt in eine Ladungsinjektionsschicht eines lichtempfindlichen Elements injiziert wird.
Bei dem Injektionsladungstyp wird die Ladungsinjektion durch ein Kontaktladungselement, das einen Zwischenwiderstand aufweist, in die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ohne ein Entladungsphänomen direkt bewirkt. Folglich wird das lichtempfindliche Element auf ein Potenzial geladen, das der an das Ladungselement angelegten Spannung entspricht, auch wenn die angelegte Spannung niedriger als der Entladungsschwellenwert ist.
Eine Beziehung zwischen der angelegten Spannung und dem Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements ist in 4 gezeigt (wenn der Toner nicht in die Aufladeeinrichtung eingebracht ist).
Die Ladungsinjektionsschicht gemäß diesem Beispiel wird wie nachstehend beschrieben erzeugt. SnO₂-Partikel mit einer spezifischen Größe von näherungsweise 0.03 μm, die durch eine Antimon-Dotierung elektrisch leitend gemacht sind, werden in ein Acrylharzmaterial eines photohärtenden Typs mit 5 : 2 Teilen pro Gewichtseinheit dispergiert, wobei 3 Teile pro Gewichtseinheit von Teflonpartikeln mit einer Partikelgröße von 0,5 μm hierzu hinzugefügt werden. Das so erzeugte Material wird auf die lichtempfindliche OPC-Schicht über ein Tauchlackierungsverfahren aufgebracht. Die zugehörige Dicke beträgt 3 μm.
Wenn der Widerstandswert zu niedrig ist, wird das Bild aufgrund eines Lateralflusses der latenten Bildladung entlang der Oberfläche verwischt, und wenn er zu hoch ist, wird die Ladungsinjektion in die Ladungsinjektionsschicht schwierig. Der spezifische Volumenwiderstand der Ladungsinjektionsschicht liegt vorzugsweise in dem Bereicht von 1 × 10¹⁰–1 × 10¹⁹ Ωcm und ist weiterhin vorzugsweise 1 × 10¹²– 1 × 10¹³ Ωcm unter Normaltemperatur- und Normalfeuchtigkeitsbedingung (23,5°C, 60%) , wenn die Widerstandänderung unter Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeits- sowie Niedrigtemperatur-Niedrigfeuchtigkeits-Bedingungen berücksichtigt wird.
Der spezifische Volumenwiderstand der Ladungsinjektionsschicht wird unter Verwendung einer zugehörigen Probe in der Form eines Blattes und eines HIGH RESISTANCE METER 4329A (erhältlich von Yokogawa Hewlett-Packard Kabushiki Kaisha, Japan), das mit einer RESISTIVITY CELL 16008A verbunden ist, mit einer angelegten Spannung von 100 V gemessen.
Die Steuerung dieses Beispiels kann mit einem derartigen Bilderzeugungsgerät des Injektionsladungstyps durch Messen des Gleichstroms durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung verwendet werden.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist gemäß diesem Beispiel ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, bei dem der nicht übertragene Toner zumindest zeitweilig durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird, die Tonermenge in der Magnetbürste auf der Grundlage des Stroms durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung vorhergesagt wird und entsprechend der vorhergesagten Tonermenge die Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts verändert wird oder die Bilderzeugungsoperation verhindert wird, so dass eine Erzeugung eines fehlerhaften Bilds aufgrund der Verschlechterung der Ladungsleistung im Vorfeld verhindert werden kann.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Dieses Beispiel stellt ein Bilderzeugungsgerät bereit, bei dem der nicht übertragene Toner zumindest zeitweise durch eine Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird, wobei eine Reinigungsvorspannung an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung angelegt wird, um einen Teil des Toners von der Aufladeeinrichtung zu dem lichtempfindlichen Element zurückzuführen, wobei ein Tonerinhalt auf dem lichtempfindlichen Element zu dieser Zeit (eine physikalische Größe, die die Menge eines eingebrachten Toners betrifft) gemessen wird. Die Tonermenge in der Magnetbürste wird auf der Grundlage der Messung vorhergesagt und die Verarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts wird entsprechend der Vorhersage eingestellt. Als eine weitere Alternative, die aber nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist, wird die Bilderzeugungsoperation verhindert.
In 5 ist eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Gemäß diesem Beispiel ist das Bilderzeugungsgerät ein Farbbilderzeugungsgerät, das eine elektrophotographische Verarbeitung verwendet.
Das Farbbilderzeugungsgerät gemäß diesem Beispiel ist mit einer Vielzahl lichtempfindlicher Elemente zum Zwecke einer Hochgeschwindigkeitsfarbbildausgabe versehen, wobei ein Übertragungsmaterial durch eine Zufuhreinrichtung in der Form eines Riemens zugeführt wird und die Tonerbilder überlagert auf das Übertragungsmaterial sequentiell übertragen werden. Eine Bilderzeugungseinheit ist durch ein lichtempfindliches Element, die Magnetbürstenaufladeeinrichtung, eine Bildbelichtungsvorrichtung und eine Entwicklungsvorrichtung gebildet, wobei der nicht übertragene Toner zumindest zeitweilig durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird. Die Strukturen sind ziemlich ähnlich zu denjenigen des ersten Beispiels, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist.
Die Bilderzeugungseinheit bildet Farbbilder unter Verwendung von vier Einheiten für einen Magenta-Toner (UM), einen Zyan-Toner (UC), einen Gelb-Toner (UY) und einen Schwarz-Toner (UBK) .
In der Bilderzeugungseinheit für (Magenta) UM wird ein lichtempfindliches Element 1M im Uhrzeigersinn, der durch einen Pfeil angegeben ist, gedreht, wobei die äußere Umfangsfläche des lichtempfindlichen Elements 1M gleichförmig durch eine Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2M geladen wird, die in Kontakt mit der Oberfläche ist.
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1M, die so geladen wird, wird einem Laserstrahl LM ausgesetzt, der entsprechend einem Bildelementsignal für die Magenta-Farbe moduliert wird, welches durch eine Farbtrennung eines Farbbildes bereitgestellt wird, so dass ein elektrostatisches latentes Bild auf der Umfangsoberfläche des lichtempfindlichen Elements 1M entsprechend der Bildinformation für die Magentafarbe erzeugt wird. Das elektrostatische latente Bild wird in ein Magenta-Tonerbild durch eine Entwicklungsvorrichtung 3M entwickelt, die isolierenden Magenta-Toner beinhaltet.
Eine ähnliche Verarbeitung wird bei jeder der Einheiten für Zyan UC, der Gelb-Einheit UY, der Schwarz-Einheit UBk ausgeführt, so dass Tonerbilder entsprechend den Bildinformationen für jede Farbe erzeugt werden.
Demgegenüber wird ein Übertragungsmaterial P als ein Aufzeichnungsmaterial von einer nicht gezeigten Blattzufuhrstation zugeführt und auf einem Übertragungsriemen 41 getragen. Die Tonerbilder werden überlagert auf das Übertragungsmaterial P durch Übertragungsklingen 42 übertragen, die den Übertragungsriemen 41 mit dem lichtempfindlichen Element 1 einpferchen.
Das Übertragungsmaterial P, das nun das Tonerbild aufweist, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 getrennt und wird zu einer Fixiervorrichtung 5 eines Wärmefixiertyps geführt, bei der das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial P fixiert wird. Abschließend wird es als ein Ausdruck ausgestoßen beziehungsweise entladen.
Die Oberfläche jedes der lichtempfindlichen Elemente nach der Tonerbildübertragung auf das Übertragungsmaterial P erreicht die Position, bei der sie mit der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 in Kontakt gebracht wird, während sie den nicht übertragenen Toner trägt. Durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird der nicht übertragene Toner teilweise durch eine Gleitkraft und die (negative) Ladungsvorspannung der Magnetbürste aufgenommen, so dass die Oberfläche gereinigt ist, um wieder für die Bilderzeugung verwendet zu werden.
Der nicht übertragene Toner, der in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 aufgenommen ist, weist eine normale Ladungspolarität als ein Ergebnis einer Reibung mit den Magnetpartikeln 23 auf. Der Toner (negativ) wird gleichförmig auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entladen und ähnlich zu dem ersten, nicht abgedeckten Beispiel wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, die den verbleibenden Toner trägt, gleichförmig geladen und einem Bildlicht ausgesetzt, wobei sie dann einer Entwicklungsoperation bei der Entwicklungsstation durch eine Entwicklungsvorrichtung 3 unterzogen wird, wobei gleichzeitig damit der Resttoner durch die Entwicklungsvorrichtung gesammelt wird und erneut verwendet wird.
Nachstehend ist eine Beschreibung bezüglich einer Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe, die die Tonermenge betrifft, angegeben, um die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung vorherzusagen, die in diesem Beispiel verwendet wird.
Das Farbbilderzeugungsgerät gemäß diesem Beispiel ist mit der Reflexionsdichtemessvorrichtung 7 zum Messen einer Tonerdichte auf dem lichtempfindlichen Element versehen, um die Farbbalance aufrechtzuerhalten.
Die Reflexionsdichtemessvorrichtung 7 misst die Tonerdichte des entwickelten Bilds bei dem Nicht-Bild-Durchgangsbereich (Nicht-Bild-Bereich) auf dem lichtempfindlichen Element nach der Entwicklung und vor der Übertragung, wobei entsprechend der Messung die Vorspannung eingestellt wird, um die Farbbalance einzustellen.
Gemäß diesem Beispiel wird die Reflexionsdichtemessvorrichtung 7 verwendet. Wenn das Bild nicht erzeugt wird, ist eine konstante Potenzialdifferenz bei der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 bereitgestellt, wobei zu dieser Zeit ein Teil des Toners in der Aufladeeinrichtung von der Aufladeeinrichtung auf das lichtempfindliche Element 1 entladen wird. Die Tonerdichte des entladenen Toners (eine physikalische Größe, die die Menge des eingebrachten Toners betrifft) wird gemessen, wobei auf der Grundlage hiervon die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 vorhergesagt wird.
Tatsächlich wird, wenn das Bild nicht erzeugt wird, das lichtempfindliche Element einer Gesamtoberflächenbelichtung durch den Laserstrahl L unterzogen, wobei die Entwicklungsvorspannung und die Übertragungsvorspannung ausgeschaltet bleiben, um ein gleichförmiges Potenzial bereitzustellen. Die Wechselspannungsvorspannungskomponente der Ladungsvorspannung wird gestoppt und eine Gleichspannungsvorspannung von –100 V wird angelegt, durch die die Potenzialdifferenz zwischen dem Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements und dem Potenzial (–100 V) bei der Magnetbürstenaufladeeinrichtung konstant gemacht wird. Hierbei ist, wenn die Ladungsvorspannung, die lediglich die Gleichspannungsvorspannung aufweist, an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 angelegt wird, eine Beziehung zwischen der angelegten Gleichspannungsvorspannung in dem Fall des Ladungstyps, der die Entladung verwendet, und dem geladenen Potenzial des lichtempfindlichen Elements (welches 0 vor der Aufladung ist) wie in 6 gezeigt. Das lichtempfindliche Element 1 weist eine Ladungsstartspannung Vth auf. So kann, wenn die Gleichspannungsvorspannung nicht größer als Vth ist, der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 eine konstante Potenzialdifferenz zugeführt werden, wobei das lichtempfindliche Element 1 nicht geladen wird. Die Ladungsstartspannung Vth ändert sich mit der Dicke und der dielektrischen Konstante der lichtempfindlichen Schicht.
Durch die konstante Potenzialdifferenz zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird ein Teil des Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung auf dem lichtempfindlichen Element 1 abgelagert. Indem der Hülsenantrieb in der Entwicklungsvorrichtung 3 gestoppt wird, erreicht er die Reflexionsdichtemesseinrichtung 7, ohne durch die Entwicklungsvorrichtung 3 gesammelt zu werden.
Ähnlich zu dem normalen Betrieb, bei dem die Reflexionsdichtemessvorrichtung 7 den zu entwickelnden Toner für die Dichtebalanceeinstellung erfasst, erfasst sie den Toner auf der Trommel, der von der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 entladen wird, wobei die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 auf der Grundlage der erfassten Reflexionsdichte berechnet wird. Auch wenn die Menge des Toners, der von der Aufladeeinrichtung entladen wird, klein ist, kann die Tonermenge in der Aufladeeinrichtung vorhergesagt werden, indem die entladene Tonermenge erfasst wird, da eine bestimmte Beziehung zwischen der entladenen Tonermenge und der Tonermenge, die in der Aufladeeinrichtung nach der Entladung verbleibt, besteht.
Entsprechend der Vergrößerung der Tonermenge wird die Einstellung verändert, um die Gleichspannungsvorspannung der Aufladevorspannung unter den Verarbeitungsbedingungen so zu vergrößern, dass das vorbestimmte geladene Potenzial bereitgestellt wird, auch wenn der Toner in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung eingebracht ist. Andererseits wird als Alternative, die nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist, die Bilderzeugungsoperation verhindert, wenn die Tonermenge höher als ein vorbestimmter Pegel ist.
Vordem nimmt mit einer Vergrößerung der Anzahl der Ausdrucke die Menge des eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 zu, wobei folglich die zugehörige Ladungseigenschaft mit dem Ergebnis eines sogenannten Umkehrladungsschleiers verschlechtert wird, der durch eine Ablagerung des Toners, der auf die zu der normalen Polarität entgegengesetzten Polarität geladen ist, verursacht wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann das geladene Potenzial für die Bilderzeugungseinheit für jede Farbe gesteuert werden, so dass stabilisierte Farbbilder auf lange Sicht erzeugt werden können.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, bei dem nicht übertragene Toner zumindest zeitweilig durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird, die vorbestimmte Reinigungsvorspannung an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung angelegt wird, um den Toner von der Aufladevorrichtung auf das Bildträgerelement zurückzuführen, und die Tonerdichte des zu dem lichtempfindlichen Elements zurückgeführten Toners gemessen wird, wobei auf der Grundlage der Messung die Tonermenge in der Magnetbürste vorhergesagt wird und dann die Einstellung der Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts geändert wird oder, als eine nicht abgedeckte Alternative, die Bilderzeugungsoperation verhindert wird, wodurch das fehlerhafte Bild aufgrund der Verschlechterung der Ladungseigenschaft als ein Ergebnis der Vergrößerung der Menge von eingebrachten Toner in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung im Vorfeld verhindert werden kann.
Gemäß diesem Beispiel, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist, wird ein Farbbilderzeugungsgerät verwendet, wobei dies aber nicht einschränkend ist. Die Einstellung der Ladungsvorspannung ist ebenso nicht einschränkend, wobei ein Beispiel der Verarbeitungsbedingungsänderung gezeigt ist.
(Zweites Beispiel, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist)
Dieses Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei aber ein Injektionsladungstyp verwendet wird. Das Tonerdichteerfassungsverfahren ist nachstehend beschrieben.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die angelegte Gleichspannungsvorspannung im Wesentlichen die Gleiche wie das geladene Potenzial bei dem Injektionsladungstyp, wobei folglich der eingebrachte Toner nicht durch eine konstante Potenzialdifferenz entladen werden kann.
Wie es in 7 gezeigt ist, wird entsprechend einem Einbringen des Toners in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung die Ladungseigenschaft verschlechtert, so dass das geladenen Potenzial kleiner wird. Dies hat eine Potenzialdifferenz zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 zur Folge.
Eine Beziehung zwischen der Tonerdichte des Toners, der durch die Potenzialdifferenz zu dieser Zeit entladen wird, und der Menge des eingebrachten Toners in der Aufladeeinrichtung wird im Vorfeld bestimmt. Unter Verwendung der Beziehung sind die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist gemäß diesem nicht abgedeckten Beispiel ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, das einen Injektionsladungstyp verwendet, wobei die Tonermenge in der Magnetbürste unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung vorhergesagt wird, indem die Tonerdichte auf dem lichtempfindlichen Element gemessen wird und auf der Grundlage der Messung die Tonermenge in der Magnetbürste vorhergesagt wird, wobei dann die Einstellung der Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts verändert wird oder die Bilderzeugungsoperation verhindert wird, wodurch das fehlerhafte Bild aufgrund der Verschlechterung der Ladungseigenschaft als einem Ergebnis der Vergrößerung der Menge des eingebrachten Toners in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung in Vorfeld verhindert werden kann.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Dieses Ausführungsbeispiel stellt ein Bilderzeugungsgerät bereit, bei dem der nicht übertragene Toner zumindest zeitweilig durch eine Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird, wobei die Tonermenge in der Magnetbürste auf der Grundlage von Bilddaten und einer Übertragungseffektivität vorhergesagt wird und entsprechend der vorhergesagten Tonermenge die Einstellung der Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung für das Bilderzeugungsgerät verändert wird, oder als eine Alternative, die nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist, die Bilderzeugungsoperation verhindert wird.
Gemäß diesem Beispiel ist das Bilderzeugungsgerät ein Kopiergerät oder ein Laserstrahldrucker mit einer digitalen Bildverarbeitungsfunktion. Die Grundstruktur ist ähnlich zu dem ersten Beispiel, das nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist.
Die Menge des Toners auf dem lichtempfindlichen Element wird auf der Grundlage der Menge von Bilddaten (Videosignal), die auf das lichtempfindliche Element 1 als ein Laserstrahl zu projizieren sind, berechnet, wobei der sich ergebene Wert mit eine Übertragungseffektivität bei dem Übertragungsabschnitt multipliziert wird, wodurch die nicht übertragene Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 berechnet wird.
nicht übertragene Tonermenge = Entwicklungstonermenge × (1 – Übertragungseffektivität).
Der in die Aufladeeinrichtung 2 eingebrachte Toner weist eine spezifische Beziehung mit der nicht übertragenen Tonermenge auf.
Entsprechend der Menge des eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2, die so berechnet wird, wird die Einstellung der Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts verändert oder die Bilderzeugungsoperation wird verhindert. Gemäß diesem Beispiel wird, um den Umkehrladungsschleier zu verhindern, der sich aus einer Verschlechterung der Ladungseigenschaft ergibt, die Einstellung der Gleichspannungsvorspannung der Entwicklungsvorspannung verkleinert.
Tatsächlich ist die Übertragungseffektivität des Bilderzeugungsgeräts stabil bei 90–95%, wobei folglich eine konstante Übertragungseffektivität verwendet wird. Folglich ist die Übertragungseffektivität in diesem Ausführungsbeispiel nicht erfasst worden. Um die Berechnung genauer zu machen, kann ein Sensor oder dergleichen bereitgestellt werden, um die Übertragungseffektivität (Dichte) bei der Stromabwärtsseite des Übertragungsabschnittes in Bezug auf eine Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements zu messen.
Vordem vergrößert sich bei einer Vergrößerung der Anzahl der Ausdrücke die Menge des eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2, wobei folglich die zugehörige Ladungseigenschaft mit dem Ergebnis eines sogenannten Umkehrladungsschleiers verschlechtert wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Entwicklungsvorspannung entsprechend der Verschlechterung der Ladungseigenschaft verkleinert, so dass ein Umkehrladungsschleier verhindert werden kann.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt, bei dem ein nicht übertragener Toner zumindest zeitweilig durch eine Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird, wobei die Tonermenge in der Magnetbürste auf der Grundlage der Bilddaten (und der Übertragungseffektivität) berechnet wird, wobei die Einstellung der Bilderzeugungsverarbeitungsbedingung des Bilderzeugungsgeräts entsprechend der Tonermenge verändert wird oder, als eine Alternative, die nicht durch die Patentansprüche abgedeckt ist, die Bilderzeugungsoperation verhindert wird, wodurch das fehlerhafte Bild aufgrund der Verschlechterung der Ladungseigenschaft als ein Ergebnis der Vergrößerung der Menge des eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung im Vorfeld verhindert werden kann. Des Weiteren kann die Menge des eingebrachten Toners in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung ohne Hinzufügen einer besonderen Einrichtung gemessen werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen und Ausführungsbeispielen ist die Ladungsvorspannung, die an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung angelegt wird, eine oszillierende Spannung in der Form einer Gleichspannungsvorspannung (Gleichspannung bzw. DC-Spannung) plus einer Wechselspannungsvorspannung (Wechselspannung bzw. AC-Spannung), die einander überlagert werden, um die Ladungseigenschaft zu vergrößern. Dies soll das geladene Potenzial bei der Polarität, die die gleiche ist wie das Wechselspannungsvorspannungsladungspotenzial, vergrößern und das Ladungspotenzial an das vorbestimmte Potenzial (Gleichspannungsvorspannungspegel) durch das wechselnde Anlegen annähern, wobei somit die Verschlechterung der Ladungseigenschaft der Magnetbürstenaufladeeinrichtung aufgebessert wird.
Der Grad des Anstiegs des Ladungspotenzials der Wechselspannungsvorspannung wird durch den Pegel der Spannung bei der gleichen Polarität wie das Ladungspotenzial bestimmt. Um das Ladungspotenzial an das vorbestimmte Potenzial anzunähern, ist es zu bevorzugen, dass der Pegel bei der zu der des Ladungspotenzials der Wechselspannungsvorspannung entgegengesetzten Polaritätsseite der gleiche ist wie der bei der gleichen Polaritätsseite. Folglich wird die Ladungseigenschaft der Magnetbürstenaufladeeinrichtung durch die Spitze-Spitze-Spannung (Vpp) der Wechselspannungsvorspannung bestimmt. Wenn die Wechselspannungsvorspannung hinsichtlich des Falles, dass eine große Menge des Toners in den Magnetbürstenabschnitt eingebracht ist, ziemlich hoch ist, ist die Potenzialdifferenz zwischen dem geladenen Potenzial und der an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung angelegten Ladungsvorspannung ebenso groß. Dann kann die Potenzialdifferenz ausreichend sein, um die Magnetpartikel, die den Magnetbürstenabschnitt bilden, auf das lichtempfindliche Element als das zu ladende Element abzulagern. Somit ist es schwierig, beides zu erfüllen.
Um sowohl die Verbesserung der Ladungseigenschaft als auch die Verkleinerung der Ablagerung der Magnetpartikel auf das lichtempfindliche Element zu erreichen, ist es zu bevorzugen, das die Größe der an die Ladungshülse angelegten Wechselspannung entsprechend der bei der Aufladevorrichtung eingebrachten Tonermenge verändert wird. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben.
<Drittes Ausführungsbeispiel> (8–10)
Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts
In 8 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Bilderzeugungsgeräts gemäß dem nicht abgedeckten Beispiel 1 gezeigt. Das Bilderzeugungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Laserstrahldrucker eines reinigungseinrichtungslosen Typs, der einen Übertragungstyp verwendet, welcher eine elektrophotographische Verarbeitung verwendet und eine Magnetbürstenladung verwendet.
Mit Bezugszeichen 1 ist ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element eines drehbaren Trommeltyps als ein Bildträgerelement bezeichnet. Das lichtempfindliche Element 1 wird im Uhrzeigersinn, der durch einen Pfeil angegeben ist, mit einer vorbestimmten Verarbeitungsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) gedreht.
Mit Bezugszeichen 2 ist eine Magnetbürstenaufladeeinrichtung als eine Kontaktaufladeeinrichtung bezeichnet, die in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element 1 steht. Sie weist die Form einer drehbaren Hülse auf. Die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 ist nachstehend beschrieben.
An die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird eine oszillierende Spannung mit einem sich periodisch ändernden Spannungspegel (Gleichspannung (DC) plus Wechselspannung (AC)) von einer Ladungsvorspannungsanlegespannungsquelle S1 angelegt, um die äußere Umfangsoberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 auf ein vorbestimmte Polarität und ein vorbestimmtes Potenzial gleichförmig zu laden. Die Gleichspannungsvorspannungskomponente weist einen Pegel auf, der gleich dem gewünschten geladenen Potenzial ist, wobei er –700 V (Vdc) ist.
Die geladenen Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird einer Abtastbelichtung L durch eine Laserabtasteinrichtung 7 ausgesetzt, so dass ein elektrostatisches latentes Bild auf der Umfangsoberfläche des drehbaren lichtempfindlichen Elements 1 entsprechend der beabsichtigten Bildinformation erzeugt wird. Die Laserabtasteinrichtung 7 emittiert einen Laserstrahl, der in eine Intensität entsprechend einem zeitseriellen digitalen Bildelementsignal von beabsichtigten Bildinformationen moduliert wird. Mit Bezugszeichen 7a ist ein Ablenkspiegel bezeichnet, um den Ausgangslaserstrahl von der Laserabtasteinrichtung 7 auf das lichtempfindlichen Element 1 zu leiten.
Das elektrostatische latente Bild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird in ein Tonerbild durch eine Entwicklungsvorrichtung 3, die einen isolierenden Toner verwendet, entwickelt (Umkehrentwicklung). Mit Bezugszeichen S2 ist eine Entwicklungsvorspannungsanlegespannungsquelle zum Anlegen einer vorbestimmten Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungsvorrichtung 3 bezeichnet.
Demgegenüber wird ein Übertragungsmaterial P als ein Aufzeichnungsmaterial zu einer nicht gezeigten Blattzufuhrstation geführt und in einen Spalt (Übertragungsabschnitt) T geführt, der zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und einer Übertragungswalze 4 als eine Kontakttyp-Übertragungsvorrichtung mit einem Zwischenwiderstand gebildet ist, die damit mit einer vorbestimmten Vorspannungskraft kontaktiert ist. An die Übertragungswalze 4 wird eine Übertragungsvorspannung der Polarität, die entgegengesetzt zu der des Toners ist, von der Übertragungsvorspannungsanlegespannungsquelle S3 angelegt.
Das Übertragungsmaterial P, das in den Übertragungsabschnitt T eingebracht ist, geht durch den Spalt, wobei das Tonerbild von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 auf das Übertragungsmaterial P durch die elektrostatische Kraft und den Druck kontinuierlich übertragen wird.
Das Übertragungsmaterial P, das nun das Tonerbild aufweist, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 getrennt und wird einer Fixiervorrichtung 5 eines Wärmefixiertyps zugeführt, bei der das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial P fixiert wird. Schließlich wird es als ein Ausdruck entladen.
Es ist keine Reinigungsvorrichtung exklusiv für das Entfernen des nicht übertragenen Toners von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements nach der Tonerbildübertragung bereitgestellt. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements nach der Tonerbildübertragung auf das Übertragungsmaterial P erreicht den Kontaktabschnitt n, bei dem sie mit der Magnetbürstenaufladevorrichtung 2 in Kontakt ist, während sie den nicht übertragenen Toner trägt. Durch die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird der nicht übertragene Toner zumindest zeitweilig durch eine Gleitkraft und die (negative) Ladungsvorspannung der Magnetbürste aufgenommen, so dass die Oberfläche gereinigt wird (gleichzeitiges Laden und Reinigen), um wieder für die Bilderzeugung verwendet zu werden.
Der nicht übertragene Toner, der in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 eingebracht ist, wird durch die Reibung mit den Magnetpartikeln 23 geladen und wird gleichförmig auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entladen, wobei er daraufhin durch die Entwicklungsvorrichtung 3 bei einer Entwicklungsstation gesammelt wird (gleichzeitige Entwicklung und Reinigung), um für die Entwicklung wieder verwendet zu werden.
(2) Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2
In 9 ist eine Darstellung einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 gezeigt. Sie umfasst eine Magnetwalze 2b als eine Magnetfelderzeugungseinrichtung, eine nicht-magnetische Elektrodenhülse 2a aus Aluminium oder dergleichen, die die Magnetwalze koaxial und drehbar umschließt, eine Magnetbürstenschicht 2d aus Magnetpartikeln 2c, die magnetisch zu der äußeren Umfangsoberfläche der Elektrodenhülse durch die Magnetkraft der darin befindlichen Magnetwalze 2b angezogen werden, und ein Erfassungseinrichtung 25, die benachbart zu der Magnetbürstenschicht angeordnet ist, zur Erfassung einer Tonermenge in der Magnetbürstenschicht.
Die Magnetpartikel 2c, die den Magnetbürstenabschnitt 2d bilden, können aus magnetischen Metallpartikeln, wie beispielsweise Ferrit- oder Magnetit-Partikeln oder diesen Partikeln, die durch einen Haftbereich gebunden sind, bestehen. Der Widerstandswert ist vorzugsweise 1 × 10⁵–10⁸ Ωcm. Die zugehörige Partikelgröße ist vorzugsweise 10– 50 μm. Es ist zu bevorzugen, eine Vielzahl von Magnetpartikeln zu mischen, da die Ladungseigenschaft verbessert werden kann.
Der Widerstandswert der Magnetpartikel wird auf die nachstehend beschriebene Weise gemessen: 2 g der Magnetpartikel werden in einer Metallzelle mit einer Bodenoberflächenfläche von 228 mm² platziert, an die eine Spannung angelegt werden kann, und der Strom wird gemessen, wenn eine Spannung von 100 V angelegt wird. Dies wird ebenso bei den Ausführungsbeispielen 1–4 verwendet.
Die durchschnittliche Partikelgröße der Magnetpartikel wird durch einen maximalen Winkelabstand in der horizontalen Richtung angegeben. Mehr als 300 Partikel werden zufällig unter Verwendung eines optischen Mikroskops ausgesondert und zugehörige Durchmesser werden gemessen, wobei die Messungen Bemittelt werden.
Für die Magneteigenschaftsmessung des Magnetpartikels ist eine automatische Gleichstrommagnetisierung-B-H-Eigenschaft-Aufzeichnungsvorrichtung BH-50 verwendbar, die von Riken Denshi Kabushiki Kaisha erhältlich ist. Die Partikel werden in ein zylindrisches Behältnis mit einem Durchmesser (Innendurchmesser) von 6,5 mm und einer Höhe von 10 mm bei näherungsweise 2 g eingefüllt, wobei eine Bewegung der Partikel in dem Behältnis verhindert wird. Die Sättigungsmagnetisierung wird von der B-H-Kurve gemessen.
Die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird im Wesentlichen parallel zu dem lichtempfindlichen Element 1 mit einem Raum von 0,5 mm zwischen der Oberfläche der Elektrodenhülse 2a und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 angeordnet. Der Raum wird durch ein (nicht gezeigtes) Abstandshalteelement aufrechterhalten, das mit dem lichtempfindlichen Element bei den longitudinalen Enden in Kontakt ist. Die Magnetbürstenschicht 2d wird mit einer vorbestimmten Breite (Ladungsabschnitt n) in Bezug auf die Oberfläche gebildet und mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 kontaktiert.
Bei dem Ladungsabschnitt n ist die Richtung der Bewegung der Oberfläche der Elektrodenhülse 2a entgegengesetzt zu der des lichtempfindlichen Elements 1, wobei sie im Uhrzeigersinn gedreht wird, der durch den Pfeil in der Figur angegeben ist. Sie können mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten gedreht werden, wobei die Magnetbürstenschicht 2d in die gleiche Richtung wie die Hülse gedreht wird, so dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 durch die Magnetbürstenschicht 2d gerieben wird.
Während der Ladungsoperation wird an die Elektrodenhülse 2a der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 von der Ladungsvorspannungsanlegespannungsquelle S1 eine vorbestimmte Ladungsvorspannung Vdc + Vac (oszillierende Spannung) angelegt, so dass die lichtempfindliche Elementoberfläche im Wesentlichen auf das gleiche Potenzial wie die Gleichspannungsvorspannungskomponente Vdc der angelegten Ladungsvorspannung durch den Ladungsabschnitt n über die Magnetpartikel 2c der Magnetbürstenschicht 2d geladen wird.
(3) Wechselspannungsvorspannungssteuerung
Wie es vorstehend beschrieben ist, erreicht der nicht übertragene Toner auf der Oberfläche auf dem lichtempfindlichen Element nach der Tonerbildübertragung durch die Drehung des lichtempfindlichen Elements 1 den Abschnitt der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 und wird zumindest zeitweilig in der Magnetbürstenschicht 2d gesammelt (gleichzeitiges Laden und Reinigen). Die Ladungseigenschaft der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 wird auf Grund des Einbringens des Toners, der einen hohen Widerstand aufweist, in der Magnetbürstenschicht 2d verschlechtert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Erfassungseinrichtung 25 zur Erfassung der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 (Magnetbürstenschicht 2d) bereitgestellt. Die erfasste Information wird dem Steuerungsschaltungsabschnitt (CPU) 26 zugeführt. Der Steuerungsschaltungsabschnitt 26 steuert die Ladungsvorspannungsanlegespannungsquelle S1 entsprechend der erfassten Tonermenge, um eine Wechselspannungsvorspannungskomponente Vac der Ladungsvorspannung Vdc + Vac zwischen einem ersten Vorspannungswert V1 (Referenz) und einem zweiten Vorspannungswert V2 mit einer Spitze-Spitze-Spannung, die größer als die des ersten Vorspannungswerts V1 ist, zu verändern. Indem dies ausgeführt wird, wird die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung verändert, um eine stabilisierte Ladungseigenschaft bereitzustellen und die Ablagerung der Magnetpartikel bei dem lichtempfindlichen Element zu verhindern.
Die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 kann eine beliebige sein, wenn sie die Tonermenge in der Magnetbürstenschicht 2d erfassen kann. Beispielsweise ist ein Photosensor, der bei einer Zwei-Komponenten-Entwickler-Typ-Entwicklungsvorrichtung verwendet wird, verfügbar, der die reflektierte Lichtgröße erfasst.
Wie es vorstehend beschrieben ist, tritt, wenn die Wechselspannungsvorspannungskomponente (Spitze-Spitze) der Ladungsvorspannung Vdc + Vac, die an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 angelegt wird, unter Berücksichtigung der Möglichkeit, dass eine zugehörige Ladungseigenschaft durch das Einbringen des nicht übertragenen Toners in die Magnetbürstenschicht verschlechtert wird, groß gemacht wird, eine große Potenzialdifferenz in Magnetpartikeln bei der Anfangsstufe einer Verwendung der Magnetbürstenaufladeeinrichtung auf, bei der die Menge des nicht übertragenen Toners klein ist.
Dies kann die Magnetpartikelablagerung auf dem lichtempfindlichen Element 1 verursachen.
Gemäß diesem Beispiel, wie es in einem Flussdiagramm gemäß 10 gezeigt ist, wird, wenn die Menge von eingebrachten Toner in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung (Magnetbürstenschicht), die durch die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 erfasst wird, kleiner als ein vorbestimmter Pegel a ist, die erste Wechselspannungsvorspannung V1 mit einer Spitze-Spitze-Spannung, die kleiner als eine Referenzspannung ist, bei der Ladungsvorspannung angelegt. Wenn die Tonermenge größer als der vorbestimmte Pegel a ist, wird die zweite Wechselspannungsvorspannung V2 mit einer Spitze-Spitze-Spannung, die größer als die Referenzspannung ist, bei der Ladungsvorspannung angelegt.
Hierdurch wird, wenn die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung klein ist, die Wechselspannungsvorspannung kleiner gemacht, um die Ablagerung der Magnetpartikel bei dem lichtempfindlichen Element zu verhindern, wobei die Wechselspannungsvorspannung größer gemacht wird, um die Ladungseigenschaft zu verbessern, wenn die Tonermenge groß ist.
Wenn die Tonermenge groß ist, tritt die Magnetpartikelablagerung nicht auf, da auch wenn die Wechselspannungsvorspannung größer gemacht wird, der Toner auf dem lichtempfindlichen Element abgelagert wird, da der Toner einen höheren Widerstandswert als die Magnetpartikel aufweist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Referenz, nämlich die erste Wechselspannungsvorspannung V1 = 500 Vpp, und die zweite Wechselspannungsvorspannung V2 = 1000 Vpp. Durch diese Pegel werden sowohl die stabilisierte Ladungseigenschaft als auch die Magnetpartikelablagerungsverhinderung erreicht, auch wenn die Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung variiert.
<Viertes Ausführungsbeispiel> (11)
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Pegel der Wechselspannungsvorspannungskomponente der Ladungsvorspannung, die an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 entsprechend der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung, die durch die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 erfasst wird, angelegt wird, zwischen drei Pegeln, nämlich einem ersten Vorspannungswert V1 (Referenz), einem zweiten Vorspannungswert V2 mit einer größeren Spitze-Spitze-Spannung, die größer als die des ersten Vorspannungswerts V1 ist, und einem dritten Vorspannungswert V3 mit einer kleineren Spitze-Spitze-Spannung als diese gesteuert. Das Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in anderer Hinsicht das gleiche wie das des dritten Ausführungsbeispiels.
Wie es in einem Flussdiagramm gemäß 11 gezeigt ist, wird der Steuerungsfluss gemäß 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel modifiziert, um die Wechselspannungsvorspannung V3 mit einer Spitze-Spitze-Spannung, die kleiner als V₂ ist, anzulegen. Hierdurch wird die Wechselspannungsvorspannung kleiner als der Referenzwert gemacht, die Ablagerung der Magnetpartikel kann weiter verringert werden, wenn die Menge des eingebrachten Toners sehr klein ist, wie beispielsweise unmittelbar nachdem die Reinigungsvorspannung angelegt ist, um den eingebrachten Toner auf das lichtempfindliche Element zurückzuführen.
Zwei Unterscheidungspegel a, b sind für die Tonermenge gemäß diesem Beispiel bereitgestellt, wobei die Referenz-Wechselspannungsvorspannung V1 = 500 Vpp ist, eine größere Wechselspannungsvorspannung V2 = 1000 Vpp ist und eine kleinere Wechselspannungsvorspannung V3 = 200 Vpp ist. Hierdurch kann die Menge abgelagerter Magnetpartikel verkleinert werden.
<Fünftes Ausführungsbeispiel> (12 und 13)
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Wechselspannungsvorspannungskomponente der Ladungsvorspannung, die an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 entsprechend der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung angelegt wird, die durch die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 erfasst wird, kontinuierlich verändert. Das Gerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in anderer Hinsicht das gleiche wie das gemäß den dritten Ausführungsbeispiel.
Gemäß den dritten und vierten Ausführungsbeispielen wird die Wechselspannungsvorspannung schrittweise entsprechend der Menge des eingebrachten Toners verändert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Wechselspannungsvorspannung kontinuierlich entsprechend der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung verändert, wie es in dem Flussdiagramm gemäß 12 gezeigt ist. Hierdurch kann die Wechselspannungsvorspannung präzise der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung entsprechen, so dass eine Ladungseigenschaft der Magnetbürstenaufladeeinrichtung stabilisiert ist, wobei folglich gute Bilder auf lange Sicht bereitgestellt werden können.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Beziehung V = f(x) zwischen der Tonermenge x in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung und der Wechselspannungsvorspannung V bestimmt, wie es in 13 gezeigt ist. Genauer gesagt ist die Wechselspannungsvorspannung V = 200 Vpp bei einer Tonermenge x = 0 g, die Wechselspannungsvorspannung V = 1000 Vpp bei einer Tonermenge x = 5 g, wobei diese zwei graphischen Darstellungen durch eine Linie verbunden werden, um eine Beziehung gemäß V = f(x) = 160x + 200 bereitzustellen. Unter Verwendung dieser Beziehung wird die Wechselspannungsvorspannung V entsprechend der Tonermenge x gesteuert, die durch die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 erfasst wird. Es ist bestätigt worden, dass gute Bilder auf lange Sicht bereitgestellt werden.
Die Beziehung kann durch eine nichtlineare Linie bestimmt sein. Beispielsweise wird die Beziehung zwischen der Tonermenge in der Magnetbürstenaufladeeinrichtung und dem geladenen Potenzial im Vorfeld auf der Grundlage von Messungen bestimmt, wobei der relationale Ausdruck bei einer derartigen Beziehung bestimmt werden kann. Indem dies ausgeführt wird, wird eine weitere Stabilisierung der Ladungseigenschaft erreicht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann bei dem Bilderzeugungsgerät, bei dem der nicht übertragene Toner zumindest zeitweilig durch die (reinigungseinrichtungsfreie) Magnetbürstenaufladeeinrichtung gesammelt wird, die Ladungseigenschaft der Magnetbürstenaufladeeinrichtung durch ein Einbringen des nicht übertragenen Hochwiderstand- Toners in den Magnetbürstenabschnitt der Magnetbürstenaufladeeinrichtung verschlechtert werden.
Dieses Problem tritt ebenso bei einem Bilderzeugungsgerät mit der Reinigungsvorrichtung für die exklusive Verwendung auf, wenn die Bilderzeugungen wiederholt werden. Dies liegt daran, dass eine kleine Menge des Toners, der durch die Reinigungsvorrichtung hindurchgegangen ist, den Magnetbürstenabschnitt der Magnetbürstenaufladeeinrichtung durch die Drehung des lichtempfindlichen Elements erreicht und dort angesammelt wird.
Angesichts dessen ist es zu bevorzugen, dass der in dem Magnetbürstenabschnitt eingebrachte und angesammelte Toner entladen wird, wenn die Bilderzeugungsoperation nicht ausgeführt wird, um die Ansammlungsmenge unter einem erlaubten Pegel zu begrenzen, wobei somit die Ladungseigenschaft aufrechterhalten wird. Dies kann erreicht werden, indem die Vorspannungseinstellung oder der Betriebszustand der Magnetbürstenaufladeeinrichtung (Magnetbürstenreinigungsbetriebsart) verändert wird.
Indem dies ausgeführt wird, wird die Potenzialdifferenz zwischen dem geladenen Potenzial des lichtempfindlichen Elements und der Vorspannung, die an den Magnetbürstenabschnitt angelegt ist, verändert, wobei der Toner in dem Magnetbürstenabschnitt zu dem lichtempfindlichen Element unter Verwendung der Potenzialdifferenz bewegt wird. Die elektrisch leitenden Magnetpartikel, die den Magnetbürstenabschnitt der Magnetbürstenaufladeeinrichtung bilden, weisen vorzugsweise einen Widerstandswert von 1 × 10⁵–1 × 10⁸ Ωcm vom Standpunkt einer Sicherstellung der Ladungseigenschaft und der Verhinderung einer Leckage auf, wenn das lichtempfindliche Element als das zu ladende Element ein Nadelloch aufweist.
Demgegenüber weist der Toner einen Widerstandswert von nicht weniger als 1 × 10¹⁵ Ωcm (hoher Widerstand) auf. Folglich ist die Ladungszurückhaltung des Toners höher als die der Magnetpartikel. Wenn die Potenzialdifferenz erzeugt wird, wird der Toner selektiv auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements übertragen. Der so auf das lichtempfindliche Element entladene Toner wird durch die Entwicklungsvorrichtung gesammelt.
Wenn die Tonerentladungsreinigung für die Magnetbürstenaufladeeinrichtung bei vorbestimmten Intervallen ausgeführt wird, wie es vorstehend beschrieben ist, können die Magnetpartikel sowie der Toner auf das lichtempfindliche Element übertragen werden, wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt klein ist.
Wenn eine Menge einer derartigen Magnetpartikelübertragung zu groß ist, wird die Menge der Magnetpartikel in dem Magnetbürstenabschnitt unzureichend, mit dem Ergebnis einer Verschlechterung der Ladungseigenschaft, wobei die Entwicklungsvorrichtung nachteilig beeinflusst werden kann.
Im nachstehenden Ausführungsbeispiel werden sowohl die Aufrechterhaltung der Ladungseigenschaft durch ein Entladen des Toners auf das lichtempfindliche Element als auch die Verringerung der Ablagerung der Magnetpartikel auf das lichtempfindliche Element erreicht.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird entsprechend der Tonermenge, die in die Magnetbürstenaufladeeinrichtung eingebracht ist, bestimmt, ob eine Reinigungsbetriebsartoperation zum Entladen des Toners auf das lichtempfindliche Element ausgeführt wird oder nicht.
Das Bilderzeugungsgerät, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist das gleiche wie das gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel (8), wobei der Grundaufbau der Magnetbürstenaufladeeinrichtung der gleiche ist wie der gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel (9). Folglich wird zur Vereinfachung eine ausführliche Beschreibung hiervon weggelassen.
Die Magnetpartikel 2c, die die Magnetbürstenschicht 2d bilden, können aus Ferrit, Magnetit oder anderen magnetischen Metallpartikeln bestehen oder können derartige Partikel sein, die durch ein Bindemittelharz gebunden sind. Die zugehörige durchschnittliche Partikelgröße ist vorzugsweise 10–100 μm, wobei die Sättigungsmagnetisierung bei 1000 Gauß vorzugsweise 20–300 emu/cm³ ist, und der Widerstand vorzugsweise 10⁵–10⁸ Ωcm ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind Ferritpartikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 30 μm, einem spezifischen Volumenwiderstand von 6 × 10⁷ Ωcm, einer Sättigungsmagnetisierung bei 1000 Gauß von 280 emu/cm³ und einer relativen Dichte von 5,2 g/cm³ verwendet worden.
Die durchschnittliche Partikelgröße, der Widerstand und die Magneteigenschaft der Magnetpartikel wird auf die gleiche Weise wie gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gemessen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung 25 zur Erfassung der Tonermenge, die in dem Magnetbürstenabschnitt 2d eingebracht ist, bereitgestellt, wie es in 9 gezeigt ist. Entsprechend der erfassten Tonermenge durch die Erfassungseinrichtung 25 wird die Reinigungsbetriebsart ausgeführt oder nicht.
Die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 kann eine beliebige sein, wenn sie die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d erfassen kann. Beispielsweise ist ein Photosensor, der in einer Zwei-Komponenten-Entwicklungsvorrichtung verwendet wird, verwendbar, der die reflektierte Lichtgröße erfasst; oder eine Widerstandsänderung des Magnetbürstenabschnitts wird auf der Grundlage einer Erfassung des Ladungsstroms durch die Aufladeeinrichtung vorhergesagt. Die Tonermengenerfassungseinrichtung oder das Tonermengenerfassungsverfahren begrenzen nicht die vorliegende Erfindung.
Das Ausgangssignal der Tonermengenerfassungseinrichtung 25 wird einer Steuerschaltung zugeführt. Die Steuerschaltung 26 steuert die Ladungsvorspannungsanlegespannungsquelle S1 entsprechend den eingegebenen erfassten Informationen, um das Einschalten der Reinigungsbetriebsartoperation zu schalten.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Tonerentladungsreinigungsbetriebsart für den Magnetbürstenabschnitt 2d im Grunde wie bei einem Zeitablaufdiagramm gemäß 14 gezeigt ausgeführt, aber nicht, wenn die Ladung für die Bilderzeugung für den schraffierten Abschnitt ausgeführt wird. Genauer gesagt wird sie zwischen einer Ladungsoperation für eine bestimmte Bilderzeugung und eine Ladungsoperation für die nächste Bilderzeugung (zwischen Auszeichnungsblättern), vor der Ladung für die Anfangsbilderzeugung oder nach der Ladung für die Endbilderzeugung ausgeführt.
Die Entladung des Toners auf das lichtempfindliche Element von den Magnetbürstenabschnitt 2d wird durch die Potenzialdifferenz zwischen der Gleichspannungsvorspannungskomponente, die daran angelegt wird, und dem geladenen Potenzial des lichtempfindlichen Elements 1 bewirkt, wenn die Wechselspannungsvorspannungskomponente der Ladungsvorspannung, die an die Magnetbürstenaufladeeinrichtung 2 angelegt wird, ausgeschaltet ist. Gemäß diesem Beispiel ist, wenn lediglich die Gleichspannungsvorspannungskomponente von –700 V angelegt ist, das geladene Potenzial bei dem lichtempfindlichen Element 1 –400 V gewesen.
Wie es in einem Flussdiagramm gemäß 15 gezeigt ist, steuert, wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d, die durch die Tonermengenerfassungseinrichtung 25 erfasst wird, nicht kleiner als ein vorbestimmter Regulierungswert ist, die Steuerschaltung 26 die Spannungsquelle S1, um die Reinigungsbetriebsart auszuführen, um den Toner aus dem Magnetbürstenabschnitt 2d positiv zu entladen. Wenn demgegenüber die erfasste Tonermenge kleiner als der vorbestimmte Regulierungswert ist, steuert die Steuerschaltung 26 die Spannungsquelle S1, um die Reinigungsbetriebsart nicht auszuführen (zu überspringen).
Indem dies ausgeführt wird, wird, wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d groß ist, die Reinigungsbetriebsartoperation ausgeführt, um die Ladungseigenschaft aufrechtzuerhalten, und wenn die Tonermenge klein ist, wird die Reinigungsbetriebsart nicht ausgeführt, um die Ablagerung der Magnetpartikel auf dem lichtempfindlichen Element zu verhindern.
Gemäß diesem Beispiel wird die Reinigungsbetriebsart ausgeführt, wenn die Tonermenge nicht kleiner als 0,03 wt% ist. Es ist bestätigt worden, dass sowohl eine stabilisierte Ladungseigenschaft als auch eine Trägerablagerungsverhinderung erreicht worden sind, auch wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d variiert wird.
<Siebtes Ausführungsbeispiel> (16)
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung 25 zur Erfassung der Tonermenge, die in dem Magnetbürstenabschnitt 2d eingebracht ist, bereitgestellt, wobei entsprechend der erfassten Tonermenge durch die Erfassungseinrichtung 25 die Betriebszeitdauer der Reinigungsbetriebsart für den Magnetbürstenabschnitt 2d geschaltet wird.
Wie es in einem Zeitablaufdiagramm gemäß 16 gezeigt ist, wird die Betriebszeitdauer der Reinigungsbetriebsart, wenn die Bilderzeugungsoperation nicht ausgeführt wird, entsprechend der Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d, die durch die Erfassungseinrichtung 25 erfasst wird, verändert, und wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d nicht kleiner als ein vorbestimmter Regulierungswert ist, wird eine Reinigungsbetriebsart A mit einer langen Betriebszeitdauer ausgeführt, um den Toner aus dem Magnetbürstenabschnitt 2d positiv zu entladen, um die Verschlechterung der Ladungseigenschaft beizubehalten. Demgegenüber wird, wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d kleiner als der vorbestimmte Regulierungswert ist, eine Reinigungsbetriebsart B mit einer kurzen Betriebszeitdauer ausgeführt, um die Ablagerung der Magnetpartikel von dem Magnetbürstenabschnitt 2d auf die Trommel zu verhindern.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Reinigungsbetriebsart B eine kürzere Betriebszeitdauer auf. Dies ist eine Alternative für eine kontinuierliche Änderung der Zeitdauer entsprechend der Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d. Wenn der Magnetbürstenabschnitt 2d kaum Toner beinhaltet, kann die Betriebszeitdauer auf 0 (t = 0) eingestellt werden, wobei somit die Reinigungsbetriebsart ausgeschaltet ist.
Durch Steuern der Betriebszeitdauer der Reinigungsbetriebsart entsprechend der Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d auf diese Weise kann die stabilisierte Ladungseigenschaft aufrechterhalten werden, während die Ablagerung der Magnetpartikel verhindert wird.
Gemäß einem Beispiel dieses Ausführungsbeispiels ist, wenn die Tonermenge nicht größer als 0,01 wt% ist, die Betriebszeitdauer t = 0, und wenn die Tonermenge nicht kleiner als 0,05 wt% ist, ist die Betriebszeitdauer maximal, wobei die Betriebszeitdauer dazwischen entsprechend der erfassten Tonermenge linear verändert wird. Es ist bestätigt worden, dass hierdurch die stabilisierte Ladungseigenschaft bereitgestellt worden ist, während die Magnetpartikelablagerung verhindert wird.
<Achtes Ausführungsbeispiel> (17, 18)
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung 25 zur Erfassung der Tonermenge, die in dem Magnetbürstenabschnitt 2d eingebracht ist, bereitgestellt, wobei entsprechend der Tonermenge, die durch die Erfassungseinrichtung 25 erfasst wird, eine Reinigungsintensität der Reinigungsbetriebsart für den Magnetbürstenabschnitt geschaltet wird, indem die Potenzialdifferenz zum Entladen des Toners aus dem Magnetbürstenabschnitt während der Reinigungsbetriebsart verändert wird.
Es gibt einige Verfahren, um die Potenzialdifferenz zum Entladen des Toners aus dem Magnetbürstenabschnitt 2d zu verändern. Wie es beispielsweise in 17 gezeigt ist, wird die Spitze-Spitze-Spannung der Wechselspannungsvorspannungskomponente der Ladungsvorspannung allmählich verkleinert, oder die Wechselspannungsvorspannungskomponente ausgeschaltet, wobei die Gleichspannungsvorspannungskomponente verändert wird, wie es in 18 gezeigt ist. Das Veränderungsverfahren für die Reinigungsintensität begrenzt nicht die vorliegende Erfindung.
Die Betriebszeitdauer in der Reinigungsbetriebsart gemäß diesem Beispiel ist ähnlich zu der, die in dem Zeitablaufdiagramm gemäß 15 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Sie ist eine Alternative, um die Betriebszeitdauer entsprechend der Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d wie gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel zu verändern.
Durch Verändern der Reinigungsintensität entsprechend der Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt 2d auf diese Weise wird eine Hochintensitäts-Reinigungsbetriebsartoperation ausgeführt, wenn die Tonermenge in dem Magnetbürstenabschnitt nicht kleiner als ein Regulierungswert ist, um die Ladungseigenschaft aufrechtzuerhalten, und wenn die Tonermenge kleiner als der Regulierungswert ist, wird eine Niedrigintensitäts-Reinigungsbetriebsartoperation ausgeführt, um die Magnetpartikelablagerung zu verringern.
Gemäß diesem Beispiel ist, wenn die erfasste Tonermenge nicht größer als 0,01 wt% ist, die Potenzialdifferenz bezüglich des lichtempfindlichen Elements 1 50 V, und wenn die Tonermenge 0,05 wt% ist, wird die Potenzialdifferenz auf 300 V verändert. Hierdurch können sowohl die Verbesserung der Ladungseigenschaft als auch die Verhinderung der Magnetpartikelablagerung erreicht werden.
Gemäß Ausführungsbeispielen 3–8 kann das Verfahren zum Erfassen einer physikalischen Größe, die die Tonermenge in der Aufladevorrichtung betrifft, wie sie in Ausführungsbeispielen 1–2 und den nicht abgedeckten Beispielen 1–2 gezeigt ist, verwendet werden.
Es ist bei jedem der Ausführungsbeispielen wünschenswert, dass ein Bildträgerelement mit einer Oberflächenladungsinjektionsschicht (Injektionsladungstyp) ähnlich zu dem nicht abgedeckten Beispiel 1 bereitgestellt ist.

1. Der Signalverlauf der wechselnden Spannung bei der Wechselspannungsvorspannung weist die Form einer Sinuswelle, einer Rechteckwelle, einer Dreieckswelle oder dergleichen auf. Die Rechteckswelle kann durch periodisches Ein- und Aus-Schalten einer Gleichspannung erzeugt werden. Die Wechselspannungsvorspannung oder wechselnde Spannung kann eine Spannung sein, deren Spannung sich periodisch verändert.
2. Die Magnetbürstenaufladevorrichtung 3 ist nicht für die Verwendung mit dem drehbaren Hülsentyp, wie es vorstehend beschrieben ist, begrenzt, sondern sie ist bei einer Vorrichtung, bei der sich die Magnetwalze 3b dreht, bei einer Vorrichtung anwendbar, bei der die Oberfläche der Magnetwalze 3b eine elektrische Energieversorgungselektrode aufweist, die durch eine elektrische Leitfähigkeitsbehandlung bereitgestellt ist, wobei die Ladungsmagnetpartikel auf die Oberfläche magnetisch begrenzt sind, um den Magnetbürstenabschnitt zu bilden und zu tragen, wobei die Magnetwalze gedreht wird (drehbarer Magnetwalzentyp). Die vorliegende Erfindung ist bei einer Magnetbürstenaufladeeinrichtung eines nicht-drehbaren Typs anwendbar.
3. Die Ladung des Bildträgerelements kann dominant durch die Ladungsinjektion oder dominant durch die Entladung bewirkt werden.
4. Was die Bildbelichtungseinrichtung für die elektrostatische latente Bilderzeugung betrifft, ist sie nicht auf die Laserabtastbelichtungseinrichtung zur Erzeugung eines digitalen latenten Bilds wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen begrenzt. Sie kann eine übliche Analogbildbelichtungseinrichtung sein oder ein anderes Lichtemissionselement verwenden, wie beispielsweise eine LED. Ein fluoreszierendes Lichtemissionselement und ein Flüssigkristallverschluss können kombiniert werden. Sie kann eine Beliebige sein, wenn sie ein elektrostatisches latentes Bild entsprechend einer Bildinformation erzeugen kann. Das Bildträgerelement kann ein dielektrisches Element für eine elektrostatische Aufzeichnung sein. In diesem Fall wird die dielektrische Elementoberfläche gleichförmig einer primären Ladung auf eine vorbestimmte Polarität und ein vorbestimmtes Potenzial unterzogen, wobei dann die Oberfläche selektiv durch eine Entladungseinrichtung, wie beispielsweise einen Entladungsnadelkopf, eine elektronische Kanone oder dergleichen, entladen wird, um ein beabsichtigtes elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen.
5. Das Tonerentwicklungssystem für das elektrostatische latente Bild kann ein Beliebiges sein, wobei es insbesondere ein Umkehrentwicklungstyp oder ein reguläres Entwicklungssystem sein kann.
6. Das Bildübertragungsverfahren ist nicht auf eine Walzenübertragungsvorrichtung wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen begrenzt, es kann ein Klingenübertragungstyp, ein anderer Kontaktübertragungsladungstyp oder ein kontaktfreier Typ, der eine Koronaentladungsvorrichtung verwendet, sein. Des Weiteren kann es ein Typ sein, bei dem eine Übertragungstrommel oder ein Übertragungsriemen oder ein Zwischenübertragungselement für eine überlagernde Bildübertragung, eine Mehrfarbenbildübertragung oder eine Vollfarbenbildübertragung verwendet wird.
7. Das elektrophotographische lichtempfindliche Element und das elektrostatische dielektrische Aufzeichnungselement als das Bildtärgerelement können ein Drehungsriementyp sein, auf dem ein Tonerbild durch eine Ladung, eine latente Bilderzeugung und eine Entwicklung erzeugt wird. Das Tonerbild wird angezeigt, wobei der Riemen wiederholt verwendet wird. Das Bilderzeugungsgerät umfasst eine derartige Bildanzeigevorrichtung.
8. Die Magnetbürstenaufladeeinrichtung, die in Verbindung mit dem Bilderzeugungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist für ein beliebiges Element, das durch eine Magnetbürstenkontaktladung zu laden ist, verwendbar.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier offenbarten Strukturen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die angegebenen Einzelheiten begrenzt, wobei diese Anmeldung derartige Modifikationen oder Änderungen abdecken soll, die in den Bereich der nachstehenden Patentansprüche kommen können.

Claims

Bilderzeugungsgerät mit: einer Bilderzeugungseinrichtung (1, 2, 3, 4, 5) zur Erzeugung eines Tonerbilds auf einem Aufzeichnungsmaterial (P), wobei die Bilderzeugungseinrichtung ein Bildträgerelement (1) zum Tragen eines Tonerbilds und eine Aufladeeinrichtung (2) umfasst, die mit einer Magnetpartikelschicht (23) versehen ist, welche mit dem Bildträgerelement (1) kontaktierbar ist, um das Bildträgerelement (1) aufzuladen, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung (24, 6; 25, 26) zum Bestimmen einer Tonermenge, die in die Magnetpartikelschicht eingebracht ist, durch Erfassen einer physikalischen Größe, die auf die Tonermenge bezogen ist, zum Entscheiden auf der Grundlage der physikalischen Größe, ob eine Entladungsbedingung für eine Entladungsoperation zum Entladen des Toners auf das Bildträgerelement (1) von der Aufladeeinrichtung (2) erfüllt ist, und zum Auslösen der Entladungsoperation in dem Fall, dass die Entladebedingung erfüllt ist, indem eine AC-Spannung von AC- und DC-Spannungen, die an die Aufladeeinrichtung angelegt sind, modifiziert wird oder gestoppt wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung angepasst ist, eine Aufladebedingung als eine Bilderzeugungsbedingung der Bilderzeugungseinrichtungen entsprechend der physikalischen Größe zu modifizieren, die auf die Tonermenge bezogen ist, welche in die Magnetpartikelschicht eingebracht ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung eine Operationsperiode der Entladungsoperation verändert.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung eine Potenzialdifferenz zwischen einem Potenzial des Bildträgerelements (1), das durch die Aufladeeinrichtung (2) aufzuladen ist, und einer DC-Spannung, die an die Aufladeeinrichtung (2) angelegt ist, entsprechend der physikalischen Größe verändert.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Aufladeeinrichtung (2) in der Lage ist, mit einer oszillierenden Spannung versorgt zu werden, wobei die Bestimmungseinrichtung eine Spitze-Spitze-Spannung der oszillierenden Spannung entsprechend der physikalischen Größe verändert.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die physikalische Größe eine Dichte des Toners ist, der von dem Bildträgerelement (1) zu der Aufladeeinrichtung zurückgegeben wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Bilderzeugungseinrichtung eine Übertragungseinrichtung (4) zur Übertragung des Tonerbilds von dem Bildträgerelement (1) auf das Aufzeichnungsmaterial (P) umfasst, wobei die physikalische Größe eine Resttonermenge nach einer Bildübertragungsoperation der Übertragungseinrichtung ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Bilderzeugungseinrichtung eine Latentbild-Erzeugungseinrichtung (7, 7a, L) zur Erzeugung eines latenten Bilds auf dem Bildträgerelement (1) entsprechend Bilddaten umfasst, wobei die physikalische Größe die Bilddaten ist.
Gerät nach Anspruch 8, wobei die Bilderzeugungseinrichtung eine Übertragungseinrichtung (4) zur Übertragung des Tonerbilds von dem Bildträgerelement (1) auf das Aufzeichnungsmaterial (P) umfasst, wobei die physikalische Größe eine Resttonermenge nach einer Bildübertragungsoperation der Übertragungseinrichtung ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die physikalische Größe ein Strom durch die Aufladeeinrichtung (2) ist, wenn die Aufladeeinrichtung (2) mit einer vorbestimmten Spannung versorgt wird.
Gerät nach Anspruch 1, mit einer Erfassungseinrichtung (25) in der Aufladeeinrichtung (2) zur optischen Erfassung der Tonermenge in der Magnetpartikelschicht, um die physikalische Größe zu erfassen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Bilderzeugungseinrichtung eine Entwicklungseinrichtung (3) zur Entwicklung eines auf dem Bildträgerelement (1) erzeugten, latenten Bildes mit dem Toner umfasst, wobei die Entwicklungseinrichtung (3) den Resttoner von dem Bildträgerelement gleichzeitig mit einer zugehörigen Entwicklungsoperation entfernt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Bildträgerelement (1) eine Oberflächenschicht mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10¹⁰–1 × 10¹⁴ Ωcm aufweist.
Gerät nach Anspruch 13, wobei das Bildträgerelement (1) eine lichtempfindliche Schicht innerhalb der Oberflächenschicht aufweist.