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GEBIET DER
ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsgerät, welches
ein Aufladeteil enthält,
welches mit einem bildtragenden Teil in Kontakt gesetzt werden kann
um das bildtragende Teil aufzuladen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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In
der Vergangenheit wurde im allgemeinen eine Koronatyp-Aufladevorrichtung
als Mittel oder Vorrichtung zum Aufladen eines bildtragenden Teils, wie
beispielsweise ein elektrofotografisch lichtempfindliches Teil oder
ein elektrostatisch aufzeichenbares dielektrisches Teil, von einem
Bilderzeugungsgerät
verwendet, wie beispielsweise ein elektrofotografisches Gerät oder ein
elektrostatisches Aufzeichnungsgerät, genauer gesagt, eine Kopiermaschine, ein
Drucker, ein Faxgerät
oder dergleichen. Beim Aufladen eines bildtragenden Teils unter
Verwendung einer Koronatyp-Aufladevorrichtung
wird die tatsächliche
Aufladesektion der Koronatyp-Aufladevorrichtung nahe, aber nicht
in Kontakt, zur Oberfläche
des bildtragenden Teils als ein aufzuladendes Teil platziert, und
die Oberfläche
des bildtragenden Teils wird durch einen von der Koronatyp-Aufladevorrichtung
ausgegebenen Korona-Schauer auf eine vorbestimmte Polarität und einen
vorbestimmten Spannungspegel aufgeladen, sobald eine Hochspannung
an die Koronatyp-Aufladevorrichtung angelegt wird.
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In
jüngsten
Jahren wurde ein Kontakttyp-Aufladegerät anstelle einer Koronatyp-Aufladevorrichtung
in praktische Anwendung gesetzt. Im Falle eines Kontakttyp-Aufladegeräts wird
ein elektrisch leitfähiges
Aufladeteil (Kontakttyp-Aufladeteil) mit einem aufzuladenden Objekt
in Kontakt platziert, und die Oberfläche des aufzuladenden Objekts
wird durch Anlegen einer Spannung an das Kontakttyp-Aufladeteil
aufgeladen. Im Vergleich zu einer Koronatyp-Aufladevorrichtung genießt ein Kontakttyp-Aufladegerät viele
Vorteile, beispielsweise erzeugt es eine geringere Menge an Ozon
und verbraucht weniger Energie.
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Unter
verschiedenen Kontakttyp-Aufladesystemen ist ein Rollentyp-Aufladesystem,
welches eine elektrisch leitfähige
Rolle als Kontakttyp-Aufladeteil verwendet, hinsichtlich einer Aufladeleistung
am stetigsten, und ebenfalls beträgt die Menge an erzeugten Ozon
ungefähr
ein Tausendstel der Menge an Ozon, die eine typische Korona-Aufladevorrichtung erzeugt,
welches hinsichtlich von Umweltbetrachtungen in einem Büro sehr
vorteilhaft ist. Als Ergebnis wurde zuletzt die Verwendung eines
Rollentyp-Aufladesystems weit verbreitet.
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Im
Falle eines Rollentyp-Aufladesystems wird ein aufzuladendes Objekt
durch Anlegen einer Spannung an eine elektrisch leitfähige elastische Rolle
(Aufladerolle) aufgeladen, welche mit einem vorbestimmten Druck
mit dem aufzuladenden Objekt in Kontakt platziert wird.
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Die
japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 3,921/1994 offenbart
ein neues Kontakttyp-Aufladesystem, nämlich ein "Direktauflade-Injektionssystem". Gemäß diesem
System wird eine Aufladung direkt in ein aufzuladendes Objekt (lichtempfindliches
Teil) injiziert.
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Im
Falle diesen neuen Kontakttyp-Aufladesystems hat ein aufzuladendes
Objekt als Oberflächenschicht
eine Ladeinjektionsschicht zu haben, und das Objekt wird durch Injektion
einer Ladung in die elektrisch leitfähigen Partikel in der Ladeinjektionsschicht
aufgeladen. Da dieses System unabhängig von einer elektrischen
Entladung ist, braucht die zum Laden eines Objektes notwendige Spannung nur
dieselbe zu sein wie ein gewünschtes
Oberflächenpotential,
auf welches das Objekt aufzuladen ist, und zusätzlich ist dessen Ozonerzeugung
hervorragend, welche sich nur auf ein zehntel, verglichen mit einem
typischen herkömmlichen
Rollentyp-Aufladesystem,
beläuft.
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Was
das Kontakttyp-Aufladeteil betrifft, welches mit diesem Kontakttyp-Aufladesystem
verwendbar ist, sind ein Faserbürstentyp-Aufladeteil,
ein Magnetbürstentyp-Aufladeteil, welches
magnetische Partikel enthält,
und dergleichen, geeigneter als andere.
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Ein
Faserbürstentyp-Aufladeteil
enthält
einen elektrisch leitfähigen
Borstenabschnitt mit eingestelltem Widerstand. Dieser Borstenabschnitt
wird mit der Oberfläche
eines aufzuladenden Objekts in Kontakt platziert, und eine Spannung
wird über
den Halteabschnitt des Borstenabschnitts (im folgenden Fellborste)
an den Borstenabschnitt angelegt.
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Ein
Magnetbürstentyp-Aufladeteil
enthält
einen Magnetborstenabschnitt, welcher durch Magnetpartikel ausgebildet
ist, deren Widerstand magnetisch beschränkend eingestellt ist. Der
Magnetborstenabschnitt wird mit der Oberfläche eines aufzuladenden Objekts
in Kontakt platziert, und eine Spannung wird über den Halteteil des Magnetborstenabschnitts
(im folgenden Magnetbürste)
an den Magnetborstenabschnitt angelegt.
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Im
Falle eines Übertragungstyp-Bilderzeugungsgeräts wird
ein Tonerbild über
eine Bilderzeugungsverarbeitung, inklusive einer Verarbeitung zum Aufladen
des bildtragenden Teils, auf einem bildtragenden Teil ausgebildet,
und das auf dem bildtragenden Teil erzeugte Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen.
Das bildtragende Teil wird wiederholt zur Bilderzeugung verwendet.
Um die Gerätegröße zu reduzieren
und den Geräteaufbau
zu vereinfachen, und ebenfalls wegen Umweltbetrachtungen, wurde
ein neuer Typ an Bilderzeugungsgerät vorgeschlagen. Im Falle dieses
sogenannten reinigerlosen Bilderzeugungsgerätes wird ein Reinigungsgerät als zugewiesenes
Mittel zum Entfernen des Toners (Resttoner), welcher auf dem bildtragenden
Teil verbleibt, nachdem das auf dem bildtragenden Teil erzeugte
Bild auf das Aufzeichnungsmedium übertragen ist, beseitigt, und
der Resttoner wird durch ein Entwicklungsgerät wiedererlangt und recycelt.
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Jedoch
hat das sogenannte reinigerlose Bilderzeugungsgerät vom herkömmlichen
Typ den Nachteil von Geisterbildern, nämlich von Bildern von den vorhergehenden
Bilderzeugungszyklen, welche auf den Bildern der darauf folgenden
Bilderzeugungszyklen erscheinen. Dieses Geisterphänomen tritt
auf, weil die Oberfläche
des bildtragenden Teils aufgeladen wird, während der Resttoner immer noch vorliegt,
und daher wird das bildtragende Teil nicht korrekt aufgeladen. Genauer
gesagt, werden Bereiche mit Resttoner und Bereiche ohne Resttoner
unterschiedlich aufgeladen, welches eine Ungleichförmigkeit
in einer Oberflächenpotentialverteilung
erzeugt. Wenn die folgenden Bilderzeugungszyklen, inklusive der
elektrostatisch latenten Bilderzeugungsverarbeitung, als auch die
Entwicklungsverarbeitung unter einer solchen Bedingung durchgeführt werden, werden
die Bilder von den vorherigen Bilderzeugungszyklen auf eine überlagernde
Weise zusammen mit den Bildern der folgenden Bilderzeugungszyklen
sichtbar gemacht, welche wie Geister aussehen.
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Wenn
das Kontakttyp-Ladeinjektionssystem als ein Teil des Mittels zum
Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes auf dem bildtragenden
Teil eines reinigerlosen Bilderzeugungsgeräts verwendet wird, ist die
Bildqualität
einer Beeinflussung durch die Übertragungsverarbeitung
unterworfen. Genauer gesagt, ist der Pegel der Tonerladung oder
des Widerstandswerts eines Übertragungsblattes,
welches im Allgemeinen sehr empfindlich auf Umgebungsfeuchtigkeit
sind, ein wesentlicher Parameter bei einer Übertragungsverarbeitung. Daher
ist es eher schwierig eine Übertragungswirksamkeit
beim optimalen Pegel aufrechtzuerhalten. Ferner sind die Kennzeichen
der Resttonerladung unstetig, da sie hinsichtlich dieser Parameter
schwanken, der Bereich des Ladepegels der Resttonerpartikel wird
sehr breit, wobei er häufig
die Schwelle zwischen positiver Polaritätsseite zur negativen Polaritätsseite
kreuzt. Dies liegt häufig
an der elektrischen Entladung, welche lokal auftritt, wenn ein Übertragungsblatt
von einem bildtragenden Teil abgeschält wird.
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Wenn
sich die Übertragungswirksamkeit
verschlechtert, steigt die Menge des Resttoners an, und daraus folgend
wird eine wesentliche Menge des Resttoners zu einem Punkt befördert, bei
welchem eine Injektionsladung auftritt, d.h. an den Kontaktabschnitt
zwischen einem Kontakttyp-Aufladeteil und einem bildtragendem Teil,
welches verhindert, dass die Oberfläche des bildtragenden Teils
wirksam aufgeladen wird, wodurch verhindert wird, dass der durch
den Resttoner bedeckte Oberflächenbereich wirksam
aufgeladen wird. Daraus folgend versagt das bildtragende Teil korrekt
aufgeladen zu werden.
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Als
Mittel zum Verhindern von Geisterbildern offenbaren die Japanischen
Patentanmeldung Offenlegungsschriften Nos. 371,975–371,977/1992
ein Aufladegerät,
bei welchem zwei Fellbürsten
dazu verwendet werden um die zwei Fellbürsten-Funktionen zu trennen, d.h., die Umrührfunktion
und die Aufladefunktion, welche zuvor durch eine einzelne Fellbürste durchgeführt wurden.
Die Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift 161,211/1994
offenbart ein weiteres Aufladegerät, bei welchem zwei Magnetbürsten dazu
verwendet werden um die zwei Magnetbürstenfunktionen zu trennen,
d.h. die Magnetträger-Wiedererlangungsfunktion
und die Aufladefunktion, welche zuvor durch eine einzelne Magnetbürste durchgeführt wurden.
Die Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 348,107/1994 offenbart
ein weiteres Aufladegerät,
bei welchem die Magnetaufladebürste
an der Stromaufwärtsseite
des bildtragenden Teils, und zwar relativ zu der Richtung, in welche
sich die Oberfläche
eines bildtragenden Teils bewegt, angeordnet ist, und eine Fellbürste zum Wiedererlangen
des Magnetträgers,
welcher versehentlich aus der Magnetbürste leckt, an der Stromabwärtsseite
angeordnet ist.
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Jedoch
wurde das Folgende durch aktuelle Tests offensichtlich. Im Falle
eines Aufladegerätes, welches
nur eine einzelne Fellbürste
enthält,
wie in den Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschriften Nos.
371,975–371,977/1994
offenbart, wird ein ungleichförmiges
unstetiges Lademuster erzeugt, welches wie eine dahinrauschende
Markierung aussieht, welches hinsichtlich der Bildqualität fatal
ist. Im Falle eines Aufladegerätes,
welches nur eine Magnetbürste
verwendet, wie in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift
No. 161,211/1994 offenbart, war es schwierig, den fest an einem
bildtragenden Teil anhaftenden Resttoner zu lösen, und es konnte ebenfalls
nicht verhindert werden, dass der gelöste und abgeschälte Toner
sich in der Magnetbürste
ansammelt, und daraus folgend stieg der Widerstandswert der Magnetbürste an,
welches eine Verschlechterung der Aufladeleistung bewirkte. Um Falle
eines Aufladegerätes,
wie das in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 348,107/1994
offenbarte, wurde das ungleichförmige Lademuster
wie eine dahinrauschende Markierung durch die Fellbürste bewirkt,
da die Fellbürste mit groben
Borsten an der am weitesten stromabwärtigen Seite angeordnet war.
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Ferner
ist das einfache Anordnen einer den Toner verlierenden Bürste oder
einer den Speicher löschenden
Bürste
zwischen dem Übertragungspunkt
und dem Aufladepunkt, wie in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift
No. 241,587/1988 oder 118,879/1989 offenbart, nicht ausreichend
um den Geist zu beseitigen.
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Die
Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 6,086/1993 offenbart
ein Aufladegerät,
bei welchem ein Loslöse-Aufladeteil
oder ein Kontakttyp sowohl an der Stromaufwärts als auch Stromabwärtsseite
des bildtragenden Teils angeordnet ist, und eine AC Spannung und
eine negative DC Spannung auf eine überlagernde Weise an beiden der
Kontakttyp-Aufladegeräte
angelegt werden. Da jedoch der Resttoner manchmal sowohl negativ
aufgeladene Partikel als auch positiv aufgeladene Partikel enthält, wie
oben beschrieben, ist es schwierig, sowohl die negativ aufgeladenen
Tonerpartikel als auch die positiv aufgeladenen Tonerpartikel abzulösen. Daher
war es sogar im Falle dieses Aufladegerätes schwierig, den Geist vollständig zu
beseitigen.
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Als
weiterer Stand der Technik offenbart die
JP 04 371977 A ein Bilderzeugungsgerät, welches ein
bildtragendes Teil, ein elektrostatisches Bilderzeugungsmittel,
ein Entwicklungsmittel, ein Übertragungsmittel
und ein Ladeanlegungsmittel enthält. Gemäß dieser
Bezugnahme ist das Entwicklungsmittel in der Lage, das bildtragende
Teil zu reinigen um Resttoner vom bildtragenden Teil zu entfernen,
und zwar ohne die Bereitstellung eines Reinigungsmittels zum Entfernen
des Resttoners vom bildtragenden Teil an einer Position stromaufwärts des
Aufladeteils und stromabwärts
des Übertragungsmittels,
und zwar aufgrund der Aufladung des Resttoners auf dem bildtragenden
Teil durch das Ladeanlegungsmittel. In diesem Zusammenhang verwendet
das Ladeanlegungsmittel eine Polarität, welche zu der Aufladepolarität des Aufladeteils
entgegengesetzt ist.
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Gemäß dem Stand
der Technik, wie in der Referenz
EP 0 763 786 A2 offenbart, enthält ein Bilderzeugungsgerät ein lichtempfindliches
Teil, eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des Dienstes des lichtempfindlichen
Teils bei einem konstanten Potential, einen Lichtstrahl zum Belichten
des durch die Aufladevorrichtung aufgeladenen lichtempfindlichen Teils,
um ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen, eine Entwicklungsvorrichtung
zum Entwickeln des elektrostatisch latenten Bildes durch selektives Anheften
von Toner auf die Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils. Das offenbarte Bilderzeugungsgerät wird bei
einem reinigerlosen System angewendet, bei welchem die Entwicklungsvorrichtung
das Tonerbild entwickelt und gleichzeitig den Resttoner, welcher
auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils verbleibt, nach der Übertragung
aufsammelt und wiedererlangt. Das Bilderzeugungsgerät enthält ferner ein
Schabemittel, welches gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen
Teils gedrückt
wird, und an der Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils schabt, während es ermöglicht,
dass der Resttoner hindurch passiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Erscheinung
eines Geisterbildes auf dem durch ein Bilderzeugungsgerät erzeugten
Bild zu verhindern, bei welchem ein Entwicklungsmittel den Resttoner
nach einer Bildübertragung
vom bildtragenden Teil entfernt.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, dessen
Aufladeteil das bildtragende Teil nicht ungleichförmig auflädt, sogar
wenn der Resttoner nach der Bildübertragung
auf dem bildtragenden Teil ist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen,
welches in der Lage ist das bildtragende Teil unabhängig von
den Polaritäten
der Resttonerpartikel aufzuladen, welche nach der Bildübertragung
auf dem bildtragenden Teil vorliegen.
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Die
Aufgabe wird durch ein Bilderzeugungsgerät gelöst, welches die Merkmale von
Anspruch 1 hat. Weitere Entwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen bestimmt.
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Diese
Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden unter Betrachtung der folgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen in
Verbindung gebracht werden, deutlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Sektion eines Bilderzeugungsgerätes in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine schematische Sektion der Laminarstruktur eines lichtempfindlichen
Teils gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
eine schematische Zeichnung, welche ein Prinzip einer Kontakttyp-Ladeinjektion
darstellt.
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4 ist
eine schematische Sektion eines Magnetbürstentyp-Aufladeteils, welches eine Rotationshülse hat.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen
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(1) Bilderzeugungsgerät (1)
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1 ist
eine schematische Sektion der Struktur eines Bilderzeugungsgerätes gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Das
Bilderzeugungsgerät
in dieser Ausführungsform
ist ein reinigungsloser Laserstrahldrucker, welcher eine Übertragungstyp-Elektrophotografische Verarbeitung,
ein Kontakttyp-Ladeinjektionssystem, welches eine Mehrzahl an Kontakttyp-Aufladeteilen enthält, und
eine herausnehmbar einsetzbare Verarbeitungskassette verwendet.
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Bezugsziffer 1 kennzeichnet
ein elektrophotografisch lichtempfindliches Teil vom Typ einer Rotationstrommel
als ein bildtragendes Teil (aufzuladendes Objekt). Es ist ein organisches
lichtempfindliches Teil (organisches lichtdurchlässiges Teil), welches eine
Aufladeinjektions-Oberflächenschicht
hat. Es hat einen Durchmesser von 30 mm und wird rotationsartig
im Uhrzeigersinn angetrieben, welches durch einen Pfeil angezeigt
ist, und zwar bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit)
von 150 mm/sec. Die Laminarstruktur dieses lichtempfindlichen Teils 1 wird
später
detailliert in Kapitel (2) beschrieben.
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Bezugsziffer 2 kennzeichnet
eine Magnetbürste
vom Rotationshülsentyp
als ein Kontakttyp-Aufladeteil. Es wird mit dem lichtempfindlichen Teil 1 in
Kontakt platziert. Bezugszeichen S1 kennzeichnet eine elektrische
Energiequelle zum Anlegen einer Ladevorspannung an die Magnetbürste 2.
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In
dieser Ausführungsform
wird eine DC Spannung von –700
V als eine Ladevorspannung von der Ladevorspannung Anlege-Energiequelle S1
an die Elektrodenhülse
der Magnetbürste 2 angelegt, wobei
die Umfangsoberfläche
des rotierenden lichtempfindlichen Teils 1 gleichförmig auf
ungefähr –700 V aufgeladen
wird, wobei die Ladung direkt durch Kontakt injiziert wird. Die
Details der Magnetbürste 2 werden
später
in Kapitel (4) beschrieben.
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Die
gleichförmig
aufgeladene Oberfläche des
rotierenden lichtempfindlichen Teils 1 wird durch einen
emittierenden Abtastlaserstrahl L belichtet, welcher in seiner Intensität hinsichtlich
von sequentiellen elektrischen digitalen Signalen moduliert wird, welche
die Bilddaten eines Zielbildes widerspiegeln, und zwar von einem
nicht dargestellten Laserstrahl-Abtaster, welcher im Falle dieser
Ausführungsform
eine Laserdiode, einen Polygonspiegel, und dergleichen enthält. Daraus
folgend wird ein elektrostatisch latentes Bild entsprechend der
Bilddaten vom Zielbild auf der Umfangsoberfläche des rotierenden lichtempfindlichen
Teils 1 erzeugt.
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Das
elektrostatisch latente Bild wird durch ein Entwicklungsgerät 3 als
ein Tonerbild entwickelt. Das Entwicklungsgerät 3 ist ein Entwicklungsgerät vom Umkehrtyp,
welches einen Einzelkomponenten-Magnettoner (Negativ-Toner) verwendet.
Bezugszeichen 3a kennzeichnet eine nichtmagnetische Entwicklungshülse, welche
einen Durchmesser von 16 mm hat. Sie enthält einen Magneten 3b.
Der zuvor genannte Negativ-Toner wird auf die Entwicklungshülse 3a gehüllt. Die
nichtmagnetische Entwicklungshülse 3a wird
bei derselben Umfangsgeschwindigkeit wie das lichtempfindliche Teil 1 rotiert,
wobei der Abstand zwischen ihr selber und dem lichtempfindlichen Teil 1 bei
300 μm festgelegt
ist, und von einer Entwicklungs-Vorspannungsenergiequelle S2 wird
eine Entwicklungsvorspannung auf die Hülse 3a angelegt. Die Entwicklungsvorspannung
dieser Ausführungsform
ist eine Spannung, welche aus einer Überlagerung einer DC Spannung
von –500
V und einer AC Spannung mit einer Frequenz von 1800 Hz, einer Spitze-zu-Spitze
Spannung von 1600 V und einer Rechteck-Wellenform zusammengesetzt
ist. Das elektrostatisch latente Bild auf dem lichtempfindlichen
Teil 1 wird durch das Sprungentwicklungsverfahren (jumping
developing method) entwickelt, welches zwischen der Hülse 3a und
dem lichtempfindlichen Teil 1 durchgeführt wird, wodurch der Negativ-Toner
auf dem lichtempfindlichen Teil 1 anhaftet, und zwar auf
den Bereichen, welche einer helleren Belichtung entsprechen, wodurch
das elektrostatisch latente Bild als ein Tonerbild visualisiert
wird.
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In
der Zwischenzeit wird ein Übertragungsmaterial
P als ein Material (Aufzeichnungsmedium), auf welchem ein Bild aufgezeichnet
wird, von einem nicht dargestellten Blattzufuhr-Abschnitt zugeführt und
bei einem vorbestimmten Zeitpunkt in einen Druck-Berührungspunkt
(Übertragungsabschnitt)
T eingeführt,
welcher durch das lichtempfindliche Teil 1 und eine mediumresistente Übertragungsrolle 4 als Kontakttyp-Übertragungsmittel,
welches mit einem vorbestimmten Kontaktdruck mit der lichtempfindlichen
Trommel 1 in Kontakt platziert wird, ausgebildet ist.
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An
die Übertragungsrolle 4 wird
durch eine Übertragungsvorspannungs-Anlegeenergiequelle
S3 eine vorbestimmte Übertragungsvorspannung
angelegt. Während
das in den Übertragungsabschnitt
T eingeführte Übertragungsmaterial
P weiter befördert wird,
welches durch das lichtempfindliche Teil 1 und die Übertragungsrolle 4 gedrückt wird,
wird das auf der Umfangsoberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 ausgebildete und gehaltene
Tonerbild durch elektrostatische Kraft und Druckkraft kontinuierlich von
einem Ende zum anderen auf die Vorder- (obere) Oberfläche des Übertragungsmaterials
P übertragen. In
dieser Ausführungsform
beträgt
der Widerstandswert der Übertragungsrolle 4 gleich
5·108 Ω,
und die zur Bildübertragung
angelegte Spannung ist eine DC Spannung von +2000 V.
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Das Übertragungsmaterial
P, auf welchem das Tonerbild übertragen
wurde, wird von der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 getrennt, und wird in
ein Fixiergerät 5 eingeführt, welches
ein thermisches Fixiersystem oder dergleichen verwendet, in welchem
das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial
P fixiert wird. Danach wird das Übertragungsmaterial
P als ein Ausdruck oder eine Kopie vom Bilderzeugungsgerät ausgegeben.
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Was
die Kräfte
betrifft, welche auf den Toner auf dem lichtempfindlichen Teil 1 wirken,
so gibt es neben dem übertragenden
elektrischen Feld, welches durch die Übertragungsvorspannung erzeugt wird,
die Klebekraft des Toners. Daher tritt es selten auf, dass die das
Bild auf dem lichtempfindlichen Teil 1 erzeugenden Tonerpartikel
zu 100% auf die Übertragungsmaterialseite übertragen
werden, ein bestimmter Abschnitt der Tonerpartikel verbleibt als Nachübertragungs-Resttoner
auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils 1. Herkömmlicher Weise ist ein Bilderzeugungsgerät mit einem
Reinigungsgerät bereitgestellt,
welches hinter dem Übertragungsabschnitt
T angeordnet ist, und dieser Resttoner wird durch das Reinigungsgerät von der
Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils entfernt, um die Oberfläche des
lichtempfindlichen Teils zu reinigen, so dass das lichtempfindliche
Teil 1 wiederholt zur Bilderzeugung verwendet werden kann.
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Jedoch
ist in einem reinigerlosen Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise das Bilderzeugungsgerät in dieser
Ausführungsform,
kein Reinigungsgerät
zwischen dem Übertragungsabschnitt
T und dem Aufladepunkt des Aufladeteils 2 angeordnet, wobei ersteres
in Relation zur Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 auf
der Stromaufwärtsseite
und letzteres auf der Stromabwärtsseite
ist. Bei einem solchem Bilderzeugungsgerät wird der auf dem lichtempfindlichen
Teil 1 verbleibende Toner, nachdem das Übertragungsmaterial P von der
lichtempfindlichen Trommel 1 getrennt ist, zum tatsächlichen
Aufladeabschnitt des Aufladeteils 2 befördert, wenn das lichtempfindliche
Teil 1 rotiert. Mit anderen Worten, wird die Umfangsoberfläche des
lichtempfindlichen Teils, welche teilweise mit dem Nachübertragungs-Resttoner
bedeckt ist, durch das Aufladeteil für die darauffolgende Bilderzeugung
aufgeladen und zur Bilderzeugung belichtet, wodurch ein elektrostatisch
latentes Bild auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils 1 erzeugt wird, welches teilweise
mit dem Resttoner bedeckt ist. Danach erreicht der Resttoner auf
dem lichtempfindlichen Teil 1, wenn das lichtempfindliche
Teil 1 rotiert, den Entwicklungsabschnitt des Entwicklungsgerätes 3.
Im Entwicklungsgerät 3 wird
eine Entwicklungsvorspannung (Gleichstrom), deren Spannungspegel
zwischen dem Potentialpegel entsprechend den dunkelsten Abschnitten des
elektrostatisch latenten Bildes und dem Potentialpegel entsprechend
den hellsten Abschnitten des elektrostatisch latenten Bildes fällt, an
die Entwicklungshülse
des Entwicklungsgerätes 3 angelegt.
Der Resttoner wird von den Oberflächenbereichen des lichtempfindlichen
Teils auf die Entwicklungshülse übertragen
(wiedererlangt), und zwar entsprechend dem dunklen Abschnitt des
elektrostatisch latenten Bildes, und zwar aufgrund der Differenz
(Nebelentfernende Potentialdifferenz Vback)
zwischen den Potentialpegeln der dunklen Abschnitte des elektrostatisch latenten
Bildes und dem Pegel der auf die Entwicklungshülse angelegten DC Spannung.
Zur selben Zeit, bei der der Resttoner auf die Entwicklungshülse übertragen
(wiedererlangt) wird, wird der Toner auf der Entwicklungshülse auf
die Oberflächenbereiche des lichtempfindlichen
Teils 1 entsprechend den hellen Abschnitten des elektrostatisch
latenten Bildes übertragen,
wodurch das elektrostatisch latente Bild durch den Toner entwickelt
wird. Mit anderen Worten, wird der Resttoner zur selben Zeit, bei
der das latente Bild entwickelt wird, durch das Entwicklungsgerät 3 gereinigt
und als Entwickler für
den drauffolgenden Bilderzeugungszyklus recycelt. Ein reinigerloses
Bilderzeugungsgerät,
wie beispielsweise das in dieser Ausführungsform beschriebene, kann
in der Größe reduziert
und im Aufbau vereinfacht werden, und zwar ganz offensichtlich aufgrund
des Nichtvorliegens eines Reinigungsgerätes. Ebenfalls erzeugt es keinen
Abfalltoner, welches vom wirtschaftlichen Standpunkt aus vorteilhaft
ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird eine Fellbürste 6,
d.h. ein elastisches Teil, als Auflademittel zwischen dem Übertragungsabschnitt
T und dem Aufladepunkt des Aufladeteils 2 angeordnet, wobei ersterer
relativ zur Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 auf
der Stromaufwärtsseite
des elastischen Teils ist und letzterer auf der Stromabwärtsseite
ist. Diese Fellbürste 6 enthält ein nichtrotierendes
elektrisch leitfähiges
Halteteil und einen elektrisch leitfähigen Faserborstenabschnitt
(Widerstand: 103–104 Ω/cm; Länge: 3 mm;
Querschnitt: 30 μm
pro Borste; Dichte: 100.000 Borsten/Inch2).
An die Fellbürste 6 wird
eine vorbestimmte DC Vorspannung (eine Spannung, welche eine zur
Ladepolarität des
Aufladeteils 2 entgegengesetzte Polarität hat) durch eine elektrische
Energiequelle S4 angelegt.
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Der
nach der Trennung des Übertragungsmaterials
vom lichtempfindlichen Teil 1 auf dem lichtempfindlichen
Teil 1 verbleibende Toner wird zum Entwicklungsgerät 3 befördert, und
zwar hinter der Fellbürste 6,
der Magnetbürste 2 und
dem Belichtungsabschnitt.
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Was
die Ladepolarität
des Resttoners betrifft, so kann die Ladepolarität von jedem Tonerpartikel unterschiedlich
von jenen weiteren sein, und zwar in Abhängigkeit von dessen Vorübertragungs-Triboelektrischem
Ladepegel, welcher von Umgebungstemperatur und -Feuchtigkeit abhängt, und
ebenfalls in Abhängigkeit
des Widerstandes des Übertragungsmaterials.
Mit anderen Worten können
einige Resttonerpartikel eine positive Polarität haben, wohingegen andere
eine negative Polarität
haben. Daher werden, nachdem das auf dem lichtempfindlichen Teil 1 erzeugte
Tonerbild auf das Übertragungsmaterial
P übertragen
ist, die auf dem lichtempfindlichen Teil 1 verbleibenden
Tonerpartikel gleichförmig auf
eine Polarität
(positive Polarität)
aufgeladen, welche der Aufladepolarität des Aufladeteils 2 entgegengesetzt
ist, und zwar durch die Fellbürste 6 als
das elastische Aufladeteil. Die Resttonerpartikel werden durch die
Fellbürste 6 zeitweilig
festgehalten, so dass die Resttonerpartikel, welche eine negativ
Triboelektrische Aufladung haben, bevor sie der Aufladung durch
die Fellbürste 6 unterworfen
sind, einfach auf die Polarität
aufgeladen werden können,
welche der Ladepolarität
des Aufladeteils 2 entgegengesetzt ist. Die Resttonerpartikel,
welche die positive Polarität haben,
bevor sie der Aufladung durch die Fellbürste 6 unterworfen
sind, verbleiben bei der positiven Polarität, wenn sie die Fellbürste 6 passieren.
Somit werden die Resttonerpartikel gleichförmig auf die positive Polarität aufgeladen,
wenn sie die Fellbürste 6 passieren.
Dann, wenn die Resttonerpartikel, welche nun die positive Polarität haben,
die Aufladeposition des Aufladeteils 2 erreichen, werden
sie von der lichtempfindlichen Trommel 1 durch elektrostatische
Anziehung auf die Magnetbürste übertragen
(wiedererlangt) und in die Magnetpartikel gemischt. Nachdem sie
in die Magnetpartikel gemischt sind, werden die Resttonerpartikel
innerhalb der Magnetbürste
auf die negative Polarität
geladen, und dann gleichförmig
auf das lichtempfindliche Teil 1 ausgestoßen, ohne
dass sie eine Spur des vorhergehenden Bildmusters hinterlassen.
Die Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils 1 wird durch die Magnetbürste gleichförmig aufgeladen,
und zwar gleichzeitig wenn der Resttoner vom lichtempfindlichen
Teil 1 auf die Magnetbürste übertragen
wird und zurück
auf das lichtempfindliche Teil 1 wiedererlangt wird. Der
Grund dafür,
warum die in die Magnetbürste
gemischten Resttonerpartikel zurück
auf die lichtempfindliche Trommel 1 wiedererlangt werden,
ist wie folgt. Wenn die Menge an in der Magnetbürste gemischtem Resttoner zunimmt,
wird der elektrische Widerstand der Magnetbürste reduziert, welches wiederum
die Differenz des elektrischen Potentials zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und
der Hülse
des Magnetbürstenabschnittes
erhöht,
und daraus folgend wird das Tonerpartikel ausstoßende elektrische Feld erzeugt.
Daher nimmt, wenn die Menge an in der Magnetbürste gemischtem Toner zunimmt,
ebenfalls die Menge des auf das lichtempfindliche Teil ausgestoßenen Toners zu.
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Daher
kann, wie oben beschrieben, da der Resttoner zeitweilig auf das
Magnetbürstentyp-Aufladeteil übertragen
wird, das lichtempfindliche Teil gleichförmig derart geladen werden,
dass der Geist nicht erscheint. Ferner spielt die Fellbürste als
Auflademittel dahingehend eine Rolle, als dass sie die Resttonerpolarität, welche
für die
gesamten Tonerpartikel nach der Tonerbildübertragung nicht positiv ist, für alle Resttonerpartikel
positiv macht, d.h., dass sie dafür Sorge trägt, dass die Resttonerpartikel
die Polarität
haben, welche der Ladepolarität
des Aufladeteils entgegengesetzt ist, so dass die Resttonerpartikel
einfach auf das Aufladeteil übertragen
werden können.
-
Das
Bilderzeugungsgerät
in dieser Ausführungsform
ist ein Kassettentyp-Bilderzeugungsgerät, welches eine in den Hauptkörper des
Geräts
entfernbar einsetzbare Verarbeitungskassette verwendet. Die mit
dem Bilderzeugungsgerät
dieser Ausführungsform
verwendbare Kassette enthält
vier Verarbeitungsvorrichtungen- das lichtempfindliche Teil 1, die
Magnetbürste 2 (Aufladeteil),
die Fellbürste 6 und das
Entwicklungsgerät 3,
welche integral innerhalb einer Kassettenhülle 30 angeordnet
sind. Bezugsziffer 31 kennzeichnet ein Teil, welches eine
Verarbeitungskassette hält
und führt,
wenn die Kassette eingesetzt oder entfernt wird. Die Kombination
der Verarbeitungsvorrichtungen, welche in der Verarbeitungskassettenhülle 30A angeordnet
sind, ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt, eine jegliche Kombination
wird genügen,
solange wie sie das lichtempfindliche Teil 1 und zumindest
eine der drei Verarbeitungsvorrichtungen: Aufladeteil 2,
Fellbürste 6 und
Entwicklungsgerät 3 enthält.
-
(1) lichtempfindliches
Teil 1 (2)
-
Das
lichtempfindliche Teil 1, als ein bildtragendes Teil ist
in dieser Ausführungsform
ein negativ aufladbares lichtempfindliches Teil vom OPC Typ. Wie
anhand von 2 offensichtlich, welche schematisch
die Laminarstruktur des lichtempfindlichen Teils 1 darstellt,
enthält
das lichtempfindliche Teil 1 ein Basisteil 11,
welches eine Aluminiumtrommel ist, und fünf (erste bis fünfte) Funktionalschichten 12–16, welche
in dieser Reihenfolge von unten an auf der Umfangsoberfläche des
Basisteils 11 laminiert sind, wobei die Oberflächenschicht
eine Ladeinjektionsschicht 16 ist.
-
Die
erste Schicht 12 ist eine Unterhüllschicht, welche eine ungefähr 20 μm dicke elektrisch
leitfähige
Schicht ist. Sie wird platziert, um Oberflächenfehler oder dergleichen
des trommelartigen Aluminiumbasisteils 11 zu bedecken,
und ebenfalls das Auftreten des Moire-Musters zu verhindern, welches
durch die Reflektion eines Belichtungslaserstrahls verursacht wird.
-
Die
zweite Schicht 13 ist eine Schicht zur Verhinderung der
Injektion von positiver Ladung; sie spielt eine Rolle zum Verhindern,
dass die vom trommelartigen Aluminiumbasisteil injizierte positive
Ladung die negative Ladung löscht,
welche auf die Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils gegeben wird. Sie ist eine ungefähr 1 μm dicke Schicht,
welche Amylan-Kunstharz
und Methoxymethyl Nylon enthält, und
ihr Widerstand wird auf ungefähr
106 Ω cm
eingestellt.
-
Die
dritte Schicht 14 ist eine Ladeerzeugungsschicht, welche
eine ungefähr
0,3 μm dicke Kunstharzschicht
ist, in welche Diazo-Gruppen Pigment dispergiert wird. Sie erzeugt
Lade-Paare, welche
eine positive Ladung und eine negative Ladung enthalten, wenn sie
mit einem Laserlicht belichtet wird.
-
Die
vierte Schicht 15 ist eine Ladeübertragungsschicht, welche
Polykarbonat-Kunstharz enthält,
in welches Hydrazon dispergiert ist; sie ist ein P-Typ Halbleiter.
Daher kann die negative Ladung, welche der Oberfläche des
lichtempfindlichen Teils gegeben ist, nicht durch diese Schicht übertragen werden,
wohingegen ermöglicht
wird, dass die in der Ladeerzeugungsschicht erzeugte positive Ladung auf
die Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils übertragen
wird.
-
Die
fünfte
Schicht 16 ist eine Ladeinjektionsschicht, welche ein fotofestigendes
Acryl-Kunstharz als elektrisch isolierenden Binder, und Mikropartikel aus
SnO2 als elektrisch leitfähige Partikel
(elektrisch leitfähiger
Füller) 16a enthält, welche
im Acryl-Kunstharz dispergiert sind. Sie wird durch Aufstrich laminiert.
-
Genauer
gesagt, betragen die Mikropartikel, aus SnO2 ungefähr 0,03 μm im Partikeldurchmesser, und
sie werden mit Antimon dotiert, um ihren elektrischen Widerstand
zu reduzieren. Es wird mit 70% Gewichtseinheit in das Binder-Kunstharz
dispergiert. Die somit vorbereitete Lösung wird durch Eintauchen auf
eine Dicke von ungefähr
2 μm beschichtet,
um die Ladeinjektionsschicht auszubilden.
-
Durch
die Bereitstellung der oben beschriebenen Laminarstruktur wird der
Oberflächenwiderstand
des lichtempfindlichen Teils bis auf 1·1013 Ω/cm herunter
reduziert, im Vergleich zu 1·1015 Ω/cm,
welches der Oberflächenwiderstand
eines lichtempfindlichen Teils ist, welches nur die Ladeübertragungsschicht 15 hat.
Der Volumenwiderstand der Ladeinjektionsschicht ist vorzugsweise
im Bereich von 1·1010–1·1014 Ω/cm.
Er wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens gemessen. Ein
Probestück
der Ladeinjektionsschicht wird in Scheibenform ausgebildet, und
deren Volumenwiderstand wird durch einen High Resistance Meter 4329A
(Yokogawa-Hewlette-Packard Co., Ltd.) gemessen, welcher mit einer Restistivity
Cell 16008A verbunden ist, während
eine Spannung von 100 V angelegt wird.
-
(3) Prinzip der Kontakttyp-Ladeinjektion
(3)
-
Bei
dieser Kontakttyp-Ladeinjektion wird eine Ladung durch ein Kontakttyp-Aufladeteil,
welches einen Widerstand im mittleren Bereich hat, in die Oberflächenschicht
eines aufzuladenden Objekts injiziert, welches ebenfalls einen Widerstand
im mittleren Bereich hat. Bei dieser Ausführungsform wird die Ladung
nicht in die Störstellen
des Oberflächenschichtmaterials
des lichtempfindlichen Teils als das aufzuladende Objekt injiziert,
sondern in die elektrisch leitfähigen
Partikel 16a in der Ladeinjektionsschicht 16 gegeben.
-
Genauer
gesagt, unter Bezugnahme der schematisch äquivalenten Schaltung in 3,
basiert die Kontakttyp-Ladeinjektion bei dieser Ausführungsform
auf der Theorie, dass ein mikroskopischer Kondensator, welcher durch
die Ladeübertragungsschicht 15 als
ein dielektrisches Teil, die trommelartige Aluminiumbasis 11 als
eine der zwei Elektroden und die elektrisch leitfähigen Partikel
(SnO2) 16a als die weitere Elektrode
innerhalb der Ladeinjektionsschicht 16 gebildet wird, durch
das Kontakttyp-Aufladeteil 2 geladen wird.
-
Gemäß dieser
Theorie ist jeder der elektrisch leitfähigen Partikel 16 elektrisch
unabhängig
von den anderen, welches eine Art an mikroskopisch fließender Elektrode
bildet. Daher ist, sogar obwohl die Oberfläche des lichtempfindlichen
Teils in makroskopischer Hinsicht als gleichförmig geladen erscheint, die
Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel tatsächlich mit einer unendlichen
Anzahl an geladenen mikroskopisch elektrisch leitfähigen Partikeln 16 bedeckt.
Somit kann das elektrostatisch latente Bild, welches erzeugt wird,
wenn die Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils mit einem bilderzeugenden Belichtungsstrahl
L belichtet wird, aufrecht erhalten werden, da jeder der elektrisch
leitfähigen
Partikel 16 elektrisch unabhängig von den anderen ist.
-
(4) Magnetbürste 2 (4)
-
4 ist
ein Querschnitt der Rotationshülsentyp-Magnetbürste 2 in
dieser Ausführungsform.
-
Diese
Magnetbürste 2 enthält: einen
Metallkern 22a; eine Magnetrolle 22 als ein Magnetkraft-Erzeugungsteil,
welches koaxial und fixiert um den Metallkern 22a angepasst
ist; eine nicht magnetische Hülse 21 als
eine Elektrode (im folgenden Elektrodenhülse 21), welche koaxial
und drehbar um die Magnetrolle 22 angepasst ist, und einen
Magnetborstenabschnitt 23, welcher Magnetpartikel enthält, welche durch
die Magnetkraft von der Magnetrolle 22, welche in der nicht
magnetischen Elektrodenhülse 21 enthalten
ist, auf der Umfangsoberfläche
der nicht magnetischen Elektrodenhülse 21 gehalten werden.
-
Diese
Magnetbürste 2 ist
im wesentlichen parallel zum lichtempfindlichen Teil 1 angeordnet,
so dass der Magnetborstenabschnitt 23 in Kontakt mit der
Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils 1 als ein aufzuladendes Objekt
platziert wird, um eine Aufladestation N (Ladeinjektionsabschnitt
oder Auflade-Berührungspunkt)
auszubilden, welche eine vorbestimmte Breite hat. Die Magnetrolle 22 wird
drehfest gehalten, und die Elektrodenhülse 21 wird drehbar
derart angetrieben, dass deren Rotationsrichtung in der Aufladestation
N entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 wird.
Wenn die Elektrodenhülse 21 rotiert
wird, werden die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt 23 ebenfalls in
dieselbe Richtung bewegt, wodurch sie an der Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 reiben. Da die vorbestimmte
Aufladevorspannung durch die Aufladevorspannungs-Energiequelle S1
an die Elektrodenhülse 21 angelegt
wird, wird die Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 gleichförmig auf
eine vorbestimmte Polarität
und einen vorbestimmten Potentialpegel geladen, wodurch die Oberfläche des lichtempfindlichen
Teils 1 durch das Kontakttyp-Aufladesystem aufgeladen wird.
-
Der
Spalt α in
der Aufladestation N zwischen dem lichtempfindlichen Teil 1 und
der Hülse 21 als
die Elektrode wird derart eingestellt, dass er kleiner als die Dicke
des auf der Umfangsoberfläche
der Elektrodenhülse 21 ausgebildeten
Magnetborstenabschnitts 23 ist, daher werden, wenn die
Elektrodenhülse 21 rotiert,
die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt durch die Aufladestation
N auf eine Weise befördert,
dass sie in den Spalt α gepackt
werden. Durch diese Anordnung erstellen die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt 23 einen
Kontakt mit dem lichtempfindlichen Teil 1 in höherer Dichte,
wodurch sichergestellt wird, dass die Magnetbürste 22 einen vorteilhaften
Kontakt mit dem lichtempfindlichen Teil 1 erstellt.
-
Durch
diese Anordnung erhöht
sich ebenfalls die Reibung zwischen den Magnetpartikeln im Magnetborstenabschnitt 23 und
der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 in der Aufladestation
N, welches die Wirksamkeit beim Befördern der Magnetpartikel durch
die Aufladestation N reduziert. Um diese Reduktion der Wirksamkeit
zur Beförderung der
Magnetpartikel zu verhindern, wird die Umfangsoberfläche der
Elektrodenhülse 21 als
Elektrode durch Sandstrahlen oder dergleichen aufgeraut, um dieser
Reduktion entgegenzuwirken.
-
An
der Umfangsoberfläche
der Elektrodenhülse 21 beträgt die Dichte
des Magnetflusses von der Magnetrolle 23 gleich 800·10–4 T
(Tesla).
-
Der
Magnetborstenabschnitt 23 wird durch Beschichten von Magnetpartikeln
auf der Umfangsoberfläche
der Elektrodenhülse 21 als
Elektrode auf eine Dicke von 1 mm ausgebildet, und wird in Kontakt mit
dem lichtempfindlichen Teil 1 platziert, welches die Aufladestation
N ausbildet, welche eine Breite von ungefähr 5 mm hat. Die Menge an Magnetpartikeln,
welche auf den Magnetborstenabschnitt 23 beschränkt sind,
beträgt
ungefähr
10 g, und der Spalt α zwischen
der Elektrodenhülse 21 und
dem lichtempfindlichen Teil 1 in der Aufladestation N beträgt 500 μm.
-
In
der Aufladestation N wird die Elektrodenhülse 21 drehbar in
die durch einen Pfeil angezeigte Richtung angetrieben, d.h., in
die der Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 entgegensetzte Richtung,
und da die Elektrodenhülse 21 rotiert,
wird der Magnetborstenabschnitt 23 ebenfalls rotiert, welcher
gegen die Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils 1 reibt.
-
Das
Verhältnis
der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Magnetbürste und dem lichtempfindlichen
Teil 1 wird durch die folgende Gleichung bestimmt:
Verhältnis der
Umfangsgeschwindigkeit (%) = {(Umfangsgeschwindigkeit der Magnetbürste – Umfangsgeschwindigkeit
des lichtempfindlichen Teils)/Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Teils}·100
- *
Wenn in Gegenrichtung rotiert, hat die Umfangsgeschwindigkeit der
Magnetbürste
einen negativen Wert.
-
Ein
Verhältnis
der Umfangsgeschwindigkeit von –100%
bedeutet, dass die Magnetbürste
stationär
ist, und unter dieser Bedingung ist es wahrscheinlich, dass ein
dem Magnetbürsten-Fußabdruck auf
der Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils 1 entsprechender Geist auf
dem erzeugten Bild erscheint. In einem Fall, bei welchem sich die
Umfangsoberflächen
der Magnetbürste
und des lichtempfindlichen Teils in der Aufladestation N in dieselbe
Richtung bewegen, erfordert ein Versuch, dasselbe Verhältnis an Umfangsgeschwindigkeit
zu erlangen, wie es erlangt wird wenn sie sich in entgegengesetzte
Richtungen bewegen, eine Zunahme der Magnetbürstenrotation. Wenn die Magnetbürste, welche
bei einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert, einen Kontakt mit dem
lichtempfindlichen Teil herstellt, während sich ihre Umfangsoberflächen in
dieselbe Richtung bewegen, ist es wahrscheinlich, dass die Magnetpartikel
im Magnetborstenabschnitt an dem lichtempfindlichen Teil 1 anhaften.
Daher ist es vorteilhaft, dass das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit
nicht mehr als –100
beträgt.
In dieser Ausführungsform
wurde es auf –150 eingestellt.
-
Was
die Magnetpartikel betrifft, welche den Magnetborstenabschnitt 23 ausbilden,
so werden sie auf die folgende Weise ausgebildet.
- (1)
Kunstharz und Pulver aus Magnetmaterial, wie beispielsweise Magnetit,
werden zusammen geknetet, und die Mischung wird in Partikel geformt, wobei
die somit erlangten Partikel mit elektrisch leitfähigen Partikeln,
wie beispielsweise Karbon-Partikel, gemischt werden können, um
den elektrischen Widerstand einzustellen.
- (2) Magnetit oder Ferrit werden geschmolzen, die erlangten Partikel
können
reduziert oder oxidiert werden, um ihren elektrischen Widerstand
einzustellen.
- (3) Die obigen Magnetpartikel werden mit Beschichtungsmaterial
(Phenol-Kunstharz, in welchen Kohlenstoff dispergiert ist, oder
dergleichen) beschichtet, dessen elektrischer Widerstand eingestellt
ist, oder mit Metall überzogen,
wie beispielsweise Ni, um ihren elektrischen Widerstand auf einen
korrekten Wert einzustellen.
-
Was
die Widerstandswerte jener Magnetpartikel betrifft, so kann, wenn
sie zu hoch sind, eine Ladung nicht gleichförmig in das lichtempfindliche
Teil injiziert werden, welches ein Nebelbild bewirkt, welches durch
Lade-Fehler auf einer mikroskopischen Skala verursacht wird. Im
Gegensatz dazu wird, wenn sie zu hoch sind, Strom auf Stiftlöcher konzentriert,
wenn es welche auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Teils gibt, was einen Abfall der Aufladespannung
bewirkt, und daher ein Aufladen der Oberfläche des lichtempfindlichen
Teils verhindert. Daher ist es vorteilhaft, dass der elektrische
Widerstandswert des Magnetpartikels in einem Bereich von 1·104–1·107 Ω ist.
-
Der
Widerstandswert des Magnetpartikels wurde gemessen, während eine
Spannung von 1–1000
V auf zwei Gramm der Magnetpartikel angelegt wurde, welche in einer
Metallzelle (Bodengröße: 228
mm2) zusammengefasst wurden, an welche die Spannung
angelegt werden kann.
-
Was
den Partikeldurchmesser des Magnetpartikels betrifft, so wird, wenn
er zu klein ist, die Koerzitivkraft des Magnetpartikels zu klein,
und daher haften die Magnetpartikel an dem lichtempfindlichen Teil als
das aufzuladende Objekt an. Wenn er zu groß ist, so wird der Kontaktbereich
zwischen dem Magnetpartikel und dem lichtempfindlichen Teil kleiner,
welches zu einem Aufladefehler führt.
Daher ist es vorteilhaft, wenn der mittlere Partikeldurchmesser
der Magnetpartikel in einem Bereich von 5–100 μm ist.
-
Der
mittlere Partikeldurchmesser der Magnetpartikel wird durch die maximale
Sehnenlänge
in horizontaler Richtung dargestellt. Er wird unter Verwendung eines
Mikroskops gemessen, wobei die Durchmesser von nicht weniger als
300 zufällig
ausgewählten
Magnetpartikeln tatsächlich
gemessen werden um ihren mathematischen Mittelwert zu erlangen.
-
Was
die Magneteigenschaften des Magnetpartikels betrifft, so ist es,
um zu verhindern, dass die Magnetpartikel am lichtempfindlichen
Teil anhaften, vorteilhaft, wenn die Koerzitivkraft des Magnetpartikels
hoch ist, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Sättigungsmagnetisierung des
Magnetpartikels nicht kleiner als 50 A·m2/kg
ist.
-
Für die Messung
der Magneteigenschaften des Magnetpartikels kann ein automatisches
DC Strommagnetisierung B-H Aufzeichnungsgerät BHH-50 (Riken Electronics
Co., Ltd.) verwendet werden. Beim Messen werden ungefähr zwei
Gramm an Magnetpartikeln in einem zylindrischen Behälter gesetzt,
der einen Innendurchmesser von 6,5 mm und eine Höhe von 10,0 mm hat, und werden
derart zusammengefasst, dass sie sich innerhalb des Behälters nicht
verschieben. Ihre Sättigungsmagnetisierung
wird anhand ihrer B-H Kurve erlangt.
-
Wenn
das lichtempfindliche Teil 1 als ein aufzuladendes Objekt
durch den Magnetborstenabschnitt 23 gerieben wird, wird
das lichtempfindliche Teil 1 stufenförmig zerstört. Um diese Zerstörung des lichtempfindlichen
Teils 1 zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn die den
Magnetborstenabschnitt 23 ausbildende Magnetpartikel abgerundet
sind.
-
Was
die Spezifikationen der Magnetpartikel betrifft, welche tatsächlich in
dieser Ausführungsform verwendet
werden, so war der mittlere Partikeldurchmesser 30 μm, der elektrische
Widerstandswert war 1·106 Ω und
die Sättigungsmagnetisierung
war 58 (A·m2/kg).
-
(5) Vorspannung, welche
an die Fellbürste
angelegt wird
-
Es
wird ein Test durchgeführt,
um die Wirkungen der von der Energiequelle S4 an die Fellbürste 6 angelegten
Vorspannung zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
-
Wie
offensichtlich ist, ist ein Anlegen von einer Spannung an die Fellbürste 6 wirksam,
welche die Polarität
(positiv) hat, welche entgegengesetzt ist zu der Polarität (negativ
in dieser Ausführungsform) der
an der Magnetbürste 22 angelegten
Vorspannung.
-
Es
wird ebenfalls offensichtlich, dass jedoch das Anlegen einer sehr
hohen Spannung (mehrere Kilovolt) nicht so vorteilhaft ist. Der
Reinigungsaufbau in dieser Ausführungsform
ist unterschiedlich vom herkömmlichen
Reinigungsaufbau, welcher eine Fellbürste verwendet, in der, nachdem
sie der Aufladeverarbeitung im Fellbürstenabschnitt unterworfen ist,
der Resttoner von der Fellbürste 6 wegbefördert wird.
Bei diesem Aufbautyp kommt es nicht vor, dass die Fellbürste 6 zunehmend
verschmutzt wird und ihre Reinigungsleistung verliert. Mit anderen
Worten, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
die Fellbürste 6 einer
Langzeitverwendung widerstehen kann. Was den Bereich der an der
Fellbürste 6 angelegten
Spannung betrifft, so ist ein Bereich von 100 V–2 kV vorteilhaft.
-
Es
sollte hier erwähnt
werden, dass dieselben Ergebnisse erlangt werden können, wenn
ein Schwammteil, eine Reibklinge oder dergleichen, anstelle der
Fellbürste
als elastisches Aufladeteil verwendet wird.
-
Was
die Spannung betrifft, welche an die Fellbürste 6 angelegt wird,
so kann sie eine Spannung sein, welche durch Überlagerung von einer AC Spannung
und einer DC Spannung (+700 V) zusammengesetzt ist. Wenn jedoch
eine AC Spannung angelegt wird, ist es wahrscheinlicher, dass der
Resttoner an der Fellbürste 6 anhaftet
und die Aufladeleistung der Fellbürste 6 verschlechtert,
als wenn eine DC Spannung alleine angelegt wird. Daher ist es vorteilhaft,
wenn die an die Fellbürste 6 angelegte
Spannung nur eine DC Spannung ist.
-
Es
wurde eine Dauerprüfung
durchgeführt, bei
welcher ein Drucker, welcher den in 1 dargestellten
Aufbau hat, dazu verwendet wurde, um kontinuierlich ein Bild auf Übertragungsmaterialien
von A-Größe auszubilden.
-
Der
Nummer 2 Typ Aufbau war anfänglich wirksam
bei der Verhinderung des Geistes, jedoch konnte nach 1000 Blättern der
Geist überhaupt
nicht mehr verhindert werden. Der Nummer 3 Typ Aufbau war vorteilhaft
hinsichtlich des Geistes, und es bedarf einer viel höheren Anzahl
an Blättern
bevor der Geist erschien, als beim Nummer 2 Typ. Jedoch war der Nummer
3 Typ Aufbau, welcher eine Magnetbürste und eine DC Spannung verwendet,
hinsichtlich der Aufladeleistung einem Aufbau unterlegen, welcher eine
DC Spannung verwendet, und war hinsichtlich der Verschmutzungs-Widerstandsfähigkeit
schwach. Mit anderen Worten, ist der Nummer 3 Typ Aufbau für ein kostengünstiges
Gerät mit
kurzer Lebensdauer geeignet.
-
Der
Nummer 4 Typ Aufbau ist derselbe wie der Nummer 2 Aufbau, mit Ausnahme
der Verbesserung hinsichtlich des Geistes.
-
Beim
Nummer 5 Typ Aufbau wurde die Funktion zur Verhinderung des Geistes
der Fellbürste 6 zugewiesen.
Was die Magnetbürste 2 betrifft,
so wurde eine AC Spannung, welche die minimale Vpp hat, die zum
Aufrechterhalten der Aufladeleistung und der darauffolgenden Leistung
zur Verhinderung des Geistes notwendig ist, sogar nachdem die Magnetbürste 2 etwas
verschmutzt wurde, an die Magnetbürste 2 angelegt, so
dass ein AC Nebel verhindert werden kann. Mit anderen Worten, ist
der Nummer 5 Aufbau geeignet für
Equipment, was zur langen Lebensdauer bestimmt ist.
-
Da
es möglich
ist aus den vorherigen Ergebnissen vorherzusagen, dass der Aufbau
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine bemerkenswerte Wirkung hinsichtlich von langer Lebensdauer
erzeugen kann, und zwar von einem Ausmaß, welches nie zuvor gesehen
wurde, und zwar solange es nicht vorkommt, dass die Magnetbürste 2 oder
die Fellbürste 6 derart
verschmutzt werden, dass sie ihre Wirksamkeit verliert.
-
Bei
diesem Test wurde weder die Magnetbürste 2 noch die Fellbürste 6 gereinigt.
Jedoch kann, wenn Kosten es zulassen, der Toner von der tonerverschmutzten
Fellbürste 6 abgebürstet werden,
und eine Vorspannung kann energisch an die Magnetbürste 2 und
die Fellbürste 6 angelegt
werden, um sie zu reinigen. Eine solche Anordnung ist gedacht um die
Lebensdauer des Gerätes über einen
langen Zeitraum zu verbessern.
-
Wenn
eine Spannung (oszillierende Spannung), welche durch Überlagerung
einer AC Spannung und einer DC Spannung zusammengesetzt ist, an
das Magnetbürstentyp-Aufladeteil
angelegt wird, bewegen sich die Magnetpartikel, welche den Magnetborstenabschnitt
ausbilden, während
der Aufladeverarbeitung aktiver, als wenn eine DC Spannung alleine
angelegt wird, daher wird beim Ladeinjektionsabschnitt der Resttoner
auf dem bildtragenden Teil effektiver losgelöst, und das bildtragende Teil
wird wirksamer aufgeladen. Ferner, wenn die durch Überlagerung
einer AC Spannung und einer DC Spannung zusammengesetzte Spannung
angelegt wird, zeigt das Aufladegerät eine stabile Aufladeleistung an,
sogar unter den Bedingungen, bei denen sich das Kontakttyp-Aufladeteil
aufgrund von ausgedehnter Verwendung oder bei geänderter Umgebung verschlechtert
hat. Daher ist die Anlegung einer solchen Spannung vorteilhaft.
-
Jedoch
kann beim Aufladen eines bildtragenden Teils, insbesondere unter
Verwendung eines Ladeinjektionssystems, ein Erhöhen der Spitze-zu-Spitze Spannung
Vpp einer AC Spannung manchmal Nebel verursachen, welcher für eine ungleichförmige Aufladung
verantwortlich ist. Daher ist hinsichtlich der Verhinderung dieses
Typs an Nebel der Nummer 5 Typ Aufbau gegenüber dem Nummer 4 Typ Aufbau
vorteilhaft, und es ist vorteilhaft, dass die Spitze-zu-Spitze Spannung
Vpp nicht höher
als 900 V ist.
-
Verschiedene
Ausführungsformen
-
- (1) Bei der vorhergehenden Ausführungsform
ist die Magnetbürste 2 vom
Typ einer rotierenden Hülse,
jedoch kann sie vom Typ einer rotierenden Magnetrolle sein, bei
welcher die Magnetpartikel magnetische auf einer rotierenden Magnetrolle gehalten
werden, und zwar direkt oder über
eine elektrisch leitfähig
umhüllte
Schicht, oder sie kann ein nicht rotierender Magnetbürstentyp
sein.
Sie kann ebenfalls von einem Typ sein, bei welchem die
Magnetpartikel magnetisch als eine Magnetbürste im Borstenabschnitt einer
rotierenden oder nicht rotierenden Fellbürste durch die Magnetkraft
beschränkt
werden, welche durch ein Magnetkraft-Erzeugungsmittel erzeugt wird.
- (2) Die Fellbürste 6 als
ein elastisches Aufladeteil kann vom rotierenden Typ sein. Ferner
braucht das elastische Aufladeteil nicht in der Form einer Fellbürste zu
sein; es kann in der Form eines rotierenden oder nicht rotierenden
Teils aus Schwammmaterial, einer Reibklinge oder dergleichen sein.
- (3) Das Kontakttyp-Aufladeteil braucht nicht gerade ein elastisches
Aufladeteil 6 oder ein Magnetbürstentyp-Aufladeteil 2 zu haben, es
kann ein Teil oder beide Teile in Mehrzahl haben.
- (4) Beim Anlegen einer AC Vorspannung an die Magnetbürste 2,
an das elastische Aufladeteil 6 und/oder an das Entwicklungsteil 3a kann
die Wellenform der AC Vorspannung jegliche aus einer Sinuswelle,
einer Rechteckwelle, einer Dreieckswelle und dergleichen, und zwar
in Abhängigkeit
der Zweckdienlichkeit sein. Ferner kann die AC Vorspannung eine
Spannung sein, welche eine durch periodisches Ein- und Ausschalten
einer DC Energiequelle ausgebildete Rechteckwellenform hat. Mit
anderen Worten, kann jegliche Vorspannung, welche periodisch ihren
Spannungswert ändert,
als die AC Vorspannung verwendet werden.
- (5) Das bildtragende Teil als ein aufzuladendes Objekt braucht
nicht ein elektrofotografisch lichtempfindliches Teil zu sein, es
kann ein dielektrisches Teil oder dergleichen sein, welches beim elektrostatischen
Aufzeichnen verwendet wird.
Im Falle eines Aufladesystems,
bei welchem die Kontakttyp-Injektionsladung
dominiert, ist es vorteilhaft, wenn das aufzuladende Objekt eine
Oberflächenschicht
hat, welche einen Widerstand von 109–1014 Ω·cm hat.
Was das elektrofotografisch lichtempfindliche Teil betrifft, so
ist es möglich
ein lichtempfindliches Teil zu verwenden, welches ein OPC lichtempfindliches
Teil und eine beschichtete Oberflächenschicht (Ladeinjektionsschicht)
enthält,
welche dispersiv Partikel aus elektrisch leitfähigen Material enthält, wie
beispielsweise SnO2, ein lichtempfindliches
Teil, welches eine Oberflächenschicht
enthält,
die aus α-Si
(amorphes Silizium) zusammengesetzt ist, oder jegliches weitere lichtempfindliche
Teil, welches durch Ladeinjektion aufladbar ist.
- (6) Das Bildbelichtungsmittel als Mittel zum Schreiben von Information
auf der Oberfläche
des bildtragenden Teils in einem Bilderzeugungsgerät braucht
kein Belichtungsmittel zu sein, welches auf einem abtastenden Laserstrahl
basiert, wie beispielsweise das in der vorhergehenden Ausführungsform
beschriebene, welches ein digital latentes Bild ausbildet, es wird
jegliches Mittel ausreichen, welches in der Lage ist ein elektrostatisch
latentes Bild zu erzeugen, welches Bilddaten widerspiegelt, und
zwar beispielsweise ein herkömmliches
analoges Bildbelichtungsmittel, ein lichtemittierendes Mittel, wie
beispielsweise eine LED oder eine Kombination, aus einem lichtemittierenden
Element, wie beispielsweise eine fluoreszierende Lampe, und einem
Flüssigkristall-Verschluss.
Wenn
das bildtragende Teil ein elektrostatisch aufzeichenbares dielektrisches
Teil ist, so wird ein elektrostatisch latentes Bild, welches die
Bilddaten von einem Zielbild widerspiegelt, auf der gleichförmig aufgeladenen
Oberfläche
des dielektrischen Teils durch Entladen der ausgewählten Oberflächenbereiche
des dielektrischen Teils durch einen Entlade-Nadelkopf, eine Elektronenkanone
oder dergleichen geschrieben.
- (7) Was das Entwicklungsgerät 3 betrifft,
so kann jegliches verwendet werden, welches auf verschiedenen Entwicklungsprinzipien
oder Systemen basiert, offensichtlich kann es eines sein, welches
auf einem normalen Entwicklungssystem basiert.
- (8) Das Bildübertragungssystem
ist nicht auf das in der vorhergehenden Ausführungsform verwendete rollenbasierte Übertragungssystem
beschränkt;
es kann ein klingenbasierendes Übertragungssystem
oder jegliches weitere Kontakttyp-Aufladesystem zur Bildübertragung
oder ein auf Korona-Entladung
basierendes System verwendet werden.
- (9) Das Bilderzeugungsgerät
braucht kein Bilderzeugungsgerät
zu sein, welches nur ein monochromatisches Bild ausbildet, es kann
ein Bilderzeugungsgerät
sein, welches ein Zwischenübertragungsteil
verwendet, wie beispielsweise eine Übertragungstrommel oder ein Übertragungsriemen,
und ein Mehrfarbenbild, ein Vollfarbenbild oder dergleichen ausbildet,
als auch ein monochromatisches Bild durch eine Überlagerung von mehreren Übertragungsverarbeitungen
oder dergleichen.
-
Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf die hier offenbarten Aufbauten beschrieben
wurde, so ist sie nicht auf die dargelegten Details beschränkt, und
diese Anmeldung ist dazu gedacht, solche Modifikationen oder Änderungen
abzudecken, wie sie innerhalb der Zweckbestimmungen des Umfangs
der folgenden Ansprüche
fallen können.