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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Aufladeeinrichtung in
einer Bilderzeugungsvorrichtung, und insbesondere eine Aufladeeinrichtung,
die einen geladenen Körper
durch Bewegen eines Aufladeteils nahe dem geladenen Körper in
einem Zustand ohne Kontakt auflädt.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Bilderzeugungsvorrichtungen, die
optische Drucker, wie Kopierer und Laserdrucker, eine elektrostatische
Bildaufnahmevorrichtung und dergleichen umfassen, verwenden einen
lichtempfindlichen Körper,
einen dielektrischen Körper
oder dergleichen, als einen Bildträger, der in der Bilderzeugung
geladen werden soll. Das heißt,
daß der
Bildträger,
wie der lichtempfindliche Körper
oder der dielektrische Körper,
ein geladener Körper
ist. Als Aufladeeinrichtung zum Laden des geladenen Körpers ist
eine Aufladeeinrichtung nach dem Koronaentladetyp, die einen Koronadraht
verwendet, bekannt.
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In den letzten Jahren ist eine Aufladeeinrichtung
vom Nadelentladetyp, die eine Metallplatte mit einer Anzahl scharfkantiger
Abschnitte auf der Seite des geladenen Körpers verwendet, d. h. eine
sog. Sägezahn-Elektrodenplatte,
vorgeschlagen worden. Diese Aufladeeinrichtung führt eine Koronaentladung vom
Ende der scharfkantigen Abschnitte durch. Die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 8-106198 offenbart die Koronaaufladeeinrichtung mit einer Sägezahnelektrode.
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In den letzten Jahren sind ferner
Aufladeeinrichtungen vom Kontakttyp, wie eine Bürstenaufladeeinrichtung, eine
Walzenaufladeeinrichtung, oder eine Blattaufladeeinrichtung, die
einen geladenen Körper
aufladen, indem ein Aufladeteil in Kontakt mit dem geladenen Körper gebracht
wird, vorgeschlagen und in praktische Anwendung gebracht worden.
Diese Aufladeeinrichtungen vom Kontakttyp führen ein Aufladen durch, indem
die Aufladeteile, wie eine Bürste,
eine Walze und ein Blatt, die mit einem Spannungsquellenausgang
verbunden sind, in Kontakt mit der Oberfläche eines Bildträgers als
dem geladenen Körper
gebracht werden.
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Die oben beschriebenen jeweiligen
Aufladeeinrichtungen haben jedoch die folgenden Probleme. Die Koronaaufladeeinrichtung,
die den Koronadraht verwendet, benötigt eine Hochspannungsquelle
mit dem absoluten Ausgangswert von 4-7 kV und Raum zum Vorsehen eines Schirms
um den Draht. Dies verursacht Probleme beim Behandeln der Einrichtung
oder Durchführen
einer Verdrahtung und Einstellen der Größe der Einrichtung. Da eine
Koronaentladung über
eine Hochspannung ferner eine große Menge an Koronaprodukten,
wie Ozon, verursacht, ist es erforderlich, Maßnahmen zum Bewältigen der
Koronaprodukte zu treffen. Die Entladung unter Verwendung eines
Drahtes verursacht ferner Entladungsunregelmäßigkeiten in einer Drahtlängsrichtung,
und verursacht daher leicht eine Aufladeunregelmäßigkeit. Die Aufladeunregelmäßigkeit
wird auch durch Verunreinigung des Drahtes hervorgerufen. Die Aufladeunregelmäßigkeit
kann durch eine Scorotron-Aufladeeinrichtung mit einer Gitterelektrode
zwischen einem Entladedraht und einem entladenen Körper verbessert
werden, in der Scorotron-Aufladeeinrichtung
muß die
Drahtspannung jedoch höher
sein, und daher steigt das Auftreten von Ozon und dergleichen.
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Als eine kompakte Aufladeeinrichtung
zum Ersatz der Koronaaufladeeinrichtung unter Verwendung des Koronadrahtes ist
eine Koronaaufladeeinrichtung vom Nadelentladetyp, die eine Nadelelektrode
oder Sägezahnelektrode
verwendet, vorgeschlagen worden. Die Aufladeeinrichtung vom Nadelentladetyp
benötigt
jedoch weiterhin eine Hochspannungsquelle ähnlich der der Koronaaufladeeinrichtung.
Da Entladeabschnitte an festgelegten Intervallen angeordnet sind,
tritt ferner leicht eine Aufladeunregelmäßigkeit auf. Diese Aufladeeinrichtung
kann nicht für
eine hochintegrierte und hochauflösende Bilderzeugung angewandt
werden, die weiter verbessert werden muß. Wenn sich Fremdmaterial
an den Endabschnitten der scharfen Entladeabschnitte anlagert oder
irgendein mechanischer Defekt auftritt, ist die Aufladegleichmäßigkeit
ein größeres Problem. Ähnlich der
oben beschriebenen Scorotron-Aufladeeinrichtung
ist eine Aufladeeinrichtung mit einer Gitterelektrode vorgeschlagen
worden, um die Aufladeunregelmäßigkeit
in der Aufladeeinrichtung vom Nadelentladetyp zu verbessern, sie
ist jedoch nicht erfolgreich beim Erzielen einer Aufladegleichmäßigkeit.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 8-106198 schlägt
eine Aufladeeinrichtung unter Verwendung einer Sägezahnelektrode und einer Gitterelektrode
vor, bei der das Ende der Sägezahnelektrodenplatte
dem Schirm gegenüberliegt,
um eine kleine und gleichmäßige Aufladecharakteristik
zu erzielen. In dieser Aufladeeinrichtung muß jedoch eine Hochspannung
von –5
kV an die Sägezahnelektrode
angelegt werden, was eine große
Menge an Ozon und dergleichen verursacht. Selbst wenn die Größe dieser
Einrichtung kleiner als die der Einrichtung vom Drahtentladetyp
ist, kann die Verkleinerung nicht im großen Maßstab vorgenommen werden. Dementsprechend
benötigt
eine Bilderzeugungsvorrichtung, die diese Einrichtung verwendet,
viel Raum, unter Berücksichtigung
der Maßnahmen
gegen die Koronaprodukte.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 61-99172 schlägt
einen Aufbau einer Scorotron-Aufladeeinrichtung vor, bei der die
Gitterelektrode in Axialrichtung eines lichtempfindlichen Körpers in
mehrere Abschnitte aufgeteilt ist, um entsprechend ein angelegtes
Potential zu empfangen. Der Gitterabschnitt mit einer ersten Elektrode,
einer Isolierschicht und einer zweiten Elektrode steuert das selektive
Aufladen bezüglich
des lichtempfindlichen Körpers.
Zu Zwecken der Aufladegleichmäßigkeit
müssen
die jeweiligen Schichten mit einem Öffnungsmuster jedoch genau
aufgetragen werden. Falls der Gitterabschnitt einen Drei-Schicht-Aufbau
hat, wird ferner eine höhere Auftragungsgenauigkeit
benötigt.
Dies erhöht
den Preis des Produktes. Ferner muß eine Verdrahtung der jeweiligen
Elektroden durchgeführt
werden, was auch den Preis erhöht.
Da die Größe und Anordnung der Öffnungsmuster
die Aufladegleichmäßigkeit
beeinflußt,
können
die Öffnungsgröße und die Öffnungsmusteranordnung
nicht ohne Schwierigkeit optimiert werden, und praktikable Muster
können
nicht ohne Schwierigkeit entworfen werden. Ferner kann, falls das
Gitter die zweite Elektrode zum Durchführen einer Lade/Nichtlade-Steuerung
aufweist, da die Öffnungsweite
und Anordnung der Öffnungsmuster
die Bilderzeugungsauflösung
beeinflußt,
diese Struktur nicht ohne Schwierigkeiten für eine hochauflösende Bilderzeugung
angewandt werden. Da die Einrichtung grundsätzlich einen Koronadraht verwendet,
hat sie ferner Probleme bezüglich
der Hochspannungsquelle, der Bauteilgröße und Koronaprodukte, ähnlich denjenigen
der oben beschriebenen Koronaaufladeeinrichtung.
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In den letzten Jahren haben auch
die Aufladeeinrichtungen vom Kontakttyp Probleme, die weitgehend
in kleinen Laserdruckern und dergleichen verwendet werden. Bei Verwendung
der Bürstenaufladung
ist es schwierig, eine stabile Aufladegleichmäßigkeit durch Herstellung der
Bürste,
Befestigung der Bürste,
Bestimmung des Spannungsanlegezustandes und dergleichen zu realisieren.
Dies kann einen Aufladeausfall hervorrufen und kann keine hohe Zuverlässigkeit
erzielen. Bei Verwendung der Walzenaufladung werden die Probleme
der Aufladegleichmäßigkeit
und Zuverlässigkeit
vermindert, da die Herstellung und Befestigung der Walzen leichter im
Vergleich zum Bürstenfall
ist, es gibt jedoch weiterhin Probleme einer Verschlechterung des
Aufladenverhaltens, wenn die Walzenoberfläche einen Formfehler aufweist
oder sich Fremdmaterial auf der Walzenoberfläche anlagert und bei einer
Bilderzeugung mit hoher Geschwindigkeit. Bei Verwendung der Blattaufladung
ist das Beibehalten der Charakteristik des Kontaktabschnitts äußerst bedeutend,
da der gleiche linare Abschnitt immer in Kontakt mit dem geladenen
Körper
ist. Dies führt
zu Problemen der Zuverlässigkeit,
Kosten und Bilderzeugung bei hoher Geschwindigkeit.
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Es kann ferner im allgemeinen für all die
Aufladeeinrichtungen vom Kontakttyp festgestellt werden, daß, falls
ein Defekt, wie ein Nadelloch auf der Seite des geladenen Körpers, vorliegt,
eine Funkenentladung auftritt und ein Entladungsausfall in Längsrichtung,
einschließlich
des Nadelloches, auftritt. Wenn ferner ein Mehrfarbenbild auf dem
Bildträger erzeugt
wird, wie ein lichtempfindlicher Körper, stört das Aufladen vom Kontakttyp
ein auf dem Bildträger erzeugtes
Bild, und das Bild kann nicht verwendet werden.
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Aus der JP-A-06-194 932 und der JP-A-06 161
218 sind mehrere schräg
angeordnete Aufladeelektroden bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist unter
Berücksichtigung
der obigen Probleme gemacht worden, und es ist ihr Ziel, eine kleine
Aufladeeinrichtung mit einem exzellenten Aufladeverhalten bereitzustellen, die
zu niedrigen Kosten hergestellt und befestigt werden kann und die
zum Erzeugen eines Mehrfarbenbildes auf einem Bildträger verwendet
werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung weist eine Aufladeeinrichtung, die ein geladenes Teil
auflädt,
ein Aufladeteil, eine erste Spannungsversorgungsschaltung und eine
zweite Spannungsversorgungsschaltung auf. Das Aufladeteil weist
erste und zweite Elektroden auf, die gegeneinander isoliert und
abwechselnd vorgesehen sind. Die ersten und zweiten Elektroden sind
nicht-parallel zu einer relativen Bewegungsrichtung des geladenen Teils
bezüglich
des Aufladeteils vorgesehen und nahe dem geladenen Teil in einem
Zustand ohne Kontakt positioniert. Die erste Spannungsversorgungsschaltung
liefert eine erste Spannung an die ersten Elektroden. Die zweite
Spannungsversorgungsschaltung liefert eine zweite Spannung an die zweiten
Elektroden. Die erste Spannung ist höher als die zweite Spannung.
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Vorzugsweise sind die ersten Elektroden
und die zweiten Elektroden abwechselnd mehrere Male nacheinander
entlang einer Linie senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung vorgesehen.
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Entsprechend der Aufladeeinrichtung
der vorliegenden Erfindung wird, da die ersten und die zweiten Elektroden,
die gegeneinander isoliert sind und abwechselnd mehrere Male auf
der Oberfläche angeordnet
sind, wo das Aufladeteil den aufgeladenen Teil in einem Zustand
ohne Kontakt gegenüberliegt,
nicht-parallel zur relativen Bewegungsrichtung vorgesehen, der geladene
Körper über zwei
Aufladestufen aufgeladen, d. h. ein Aufladen durch die ersten Elektroden,
die die erste Spannung empfangen haben, und ein Aufladen durch die
zweiten Elektroden, die die zweite Spannung empfangen haben, bezüglich der
entsprechenden Abschnitte des geladenen Teils.
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Ferner sind in der Aufladeeinrichtung
der vorliegenden Erfindung die ersten und zweiten Elektroden, die
gegeneinander isoliert und abwechselnd mehrere Male auf der Oberfläche vorgesehen
sind, wo das Aufladeteil dem aufge ladenen Teil in einem Zustand
ohne Kontakt gegenüberliegt,
nicht-parallel zur relativen Bewegungsrichtung zwischem dem Aufladeteil
und dem geladenen Teil vorgesehen, und die Entfernung zwischen den
zweiten Elektroden und dem geladenen Teil ist geringer als die zwischen
den ersten Elektroden und dem geladenen Teil. Dementsprechend wird
das geladene Teil auf eine Spannung näher der zweiten Spannung aufgeladen, über zwei Aufladestufen,
d. h. durch die erste Elektrode, die die erste Spannung empfangen
hat, und ein Aufladen durch die zweite Elektrode, die die zweite
Spannung empfangen hat, bezüglich
der entsprechenden Abschnitte des geladenen Teils.
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Ferner können in der Aufladeeinrichtung
der vorliegenden Erfindung, da sich die an die ersten Elektroden
angelegte erste Spannung und die an die zweiten Elektroden angelegte
zweite Spannung voneinander unterscheiden, die Aufladecharakteristiken durch
die ersten und zweiten Elektroden entsprechend variabel gesteuert
werden.
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In der Aufladeeinrichtung der vorliegenden Erfindung
wird, da wenigstens die Oberfläche
der ersten Elektrode auf der Seite des geladenen Teils nicht glatt
ist, eine Entladung effektiver zum Entladen von der ersten Elektrode
zum geladenen Teil durchgeführt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung
mit Bezug auf die beigefügte
Zeichnung deutlich, in der gleiche Bezugszeichen den gleichen Namen
oder ähnliche
Teile in deren gesamten Figuren bezeichnet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die beigefügte Zeichnung, die in die Figurenbeschreibung
eingefügt
und einen Teil von dieser bildet, stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung
dar und dient zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung.
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1 ist
eine schematische Querschnittansicht, die eine Aufladeeinrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Teilhöhenansicht,
die ein Aufladeteil in 1 zeigt,
von der Seite eines geladenen Körpers
gesehen;
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3A und 3B sind Teilhöhenansichten,
die ein weiteres Aufladeteil in 1 zeigen,
von der Seite des geladenen Körpers
gesehen;
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4 ist
eine schematische Querschnittansicht, die die Aufladeeinrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Elektrodenanordnungsdiagramm, das das Aufladeteil in 4 zeigt, von der Seite des
geladenen Körpers
gesehen;
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6 ist
eine schematische Querschnittansicht, die die Aufladeeinrichtung
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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7 ist
ein Elektrodenanordnungsdiagramm, das das Aufladeteil in 6 zeigt, von der Seite des
geladenen Körpers
gesehen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt
eine Aufladeeinrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt
ein Aufladeteil 100 in 1,
von einem Pfeil S gesehen, d. h., von der Seite eines geladenen
Körpers (lichtempfindlicher
Körper 18).
In 1 und 2 weist die Aufladeeinrichtung
das Aufladeteil 100, eine erste Spannungsquelle 10 und
eine zweite Spannungsquelle 11 auf. Das Aufladeteil 100 in 1 zeigt eine Querschnittansicht,
entlang der Linien A-A aus 2 gesehen.
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Das Aufladeteil 100 weist
einen isolierenden Trägerkörper 16,
erste Elektroden 14, zweite Elektroden 15, eine
erste gemeinsame Elektrode 12 und eine zweite gemeinsame
Elektrode 13 auf. In dem Aufladeteil 100 sind
die ersten und zweiten Elektroden 14 und 15 auf
der Oberfläche
des isolierenden Trägerkörpers 16 vorgesehen,
die dem lichtempfindlichen Körper 18 gegenüberliegt,
und das Aufladeteil 100 ist nahe dem lichtempfindlichen
Körper 18 in
einem Zustand ohne Kontakt vorgesehen. Die ersten Elektroden 14 empfangen
eine Ausgabe von der ersten Spannungsquelle 10 über die
erste gemeinsame Elektrode 12, und die zweiten Elektroden 15 empfangen
eine Ausgabe von der zweiten Spannungsquelle 11 über die
zweite gemeinsame Elektrode 13.
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Der isolierende Trägerkörper 16 ist
ein mit Harz oder dergleichen ausgebildetes Teil. Der geladene Körper 18 bewegt
sich in relativer Bewegungsrichtung, wie durch einen Pfeil P gezeigt.
Die ersten Elektroden 14 und die zweiten Elektroden 15 sind
bezüglich
einer Oberfläche
des isolierenden Trägerkörpers 16 auf
der Seite des geladenen Körpers
ausgebildet. Die ersten Elektroden 14 sind ferner auf einer ersten
Seitenfläche 16a des
isolierenden Trägerkörpers 16 einer
stromauf gelegenen Seite bezüglich
der relativen Bewegungsrichtung P ausgebildet, und die zweiten Elektroden
sind ferner auf einer zweiten Seitenfläche 16b einer stromab
gelegenen Seite ausgebildet.
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Wie in 2 gezeigt,
sind die ersten Elektroden 14 und die zweiten Elektroden 15 in
jeweiligen Linien in relativer Bewegungsrichtung P innerhalb der Breite
des Auflade teils vorgesehen, nicht-parallel zur relativen Bewegungsrichtung
P. Jede der Elektroden ist unter einem Winkel von etwa 45° bezüglich der
relativen Bewegungsrichtung P vorgesehen. Die ersten Elektroden 14 und
die zweiten Elektroden 15 sind abwechselnd mehrere Male
nacheinander entlang einer Linie senkrecht zur relativen Bewegungsrichtung
P vorgesehen.
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Erste Enden der jeweiligen ersten
Elektroden 14 sind an der Oberfläche angeordnet, die dem lichtempfindlichen
Körper 18 gegenüberliegt,
und nicht auf der zweiten Seitenfläche 16b ausgebildet. Erste
Enden der jeweiligen zweiten Elektroden 15 sind an der
Oberfläche
angeordnet, die dem lichtempfindlichen Körper 18 gegenüberliegt,
und nicht auf der ersten Seitenfläche 16a ausgebildet.
Die jeweiligen ersten Elektroden 14 sind über die
erste gemeinsame Elektrode 12 auf der ersten Seitenfläche 16a elektrisch
miteinander verbunden. Die jeweiligen zweiten Elektroden 15 sind
elektrisch über
die zweite gemeinsame Elektrode 13 auf der zweiten Seitenfläche 16b miteinander
elektrisch verbunden. Wie in 1 gezeigt,
ist die zweite gemeinsame Elektrode 13 auf der zweiten
Seitenfläche 16b von
einem oberen Ende des isolierenden Trägerteils 16 zu einem unteren
Ende ausgebildet, das dem lichtempfindlichen Körper 18 gegenüberliegt.
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Als die erste Elektrode 14 ist
ein mit einem leitenden Polymer, einschließlich Hartlot, Kohlenstoff oder
ein Ionen-leitendes Material, beschichtetes Elektrodenteil oder
ein Film oder ein Dünnschichtplattenteil,
das mit einem ähnlichen
leitenden Polymer ausgebildet ist, auf der Oberfläche des
isolierenden Trägerkörpers angebracht.
Der elektrische Widerstand der Elektrode ist innerhalb eines Bereichs von
10 bis 1015 Ωcm eingestellt, oder vorzugsweise innerhalb
eines Bereichs von 105 bis 1010 Ωcm unter Berücksichtigung
der Aufladecharakteristik, der Spannungsquellenkapazität und dergleichen.
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Als die zweite Elektrode 15 wird
eine mit einem leitenden Polymer oder einem Film oder einem Dünnschichtplattenmaterial
beschichtetes Elektrodenteil, ähnlich
der ersten Elektrode 14, oder ferner ein metallisiertes
oder beschichtetes Teil verwendet. Der elektrische Widerstand der
Elektrode ist auf dem gleichen Wert oder einem niedrigeren als der
der ersten Elektrode 14, da das Aufladen durch die zweite Elektrode 15 hauptsächlich zum
Stabilisieren des Ladepotentials durchgeführt wird.
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Eine niederohmige leitende Verdrahtung durch
Metallisierung, Beschichtung oder dergleichen wird auf der ersten
gemeinsamen Elektrode 12 und der zweiten gemeinsamen Elektrode 13 hergestellt, damit
keine Anlegespannungsdifferenz zwischen den ersten Elektroden 14 oder
den zweiten Elektroden 15 aufgrund von Verdrahtungsabständen von den
entsprechenden Spannungsquellen hervorgerufen wird.
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Die jeweiligen ersten Elektroden 14 sind über die
erste gemeinsame Elektrode 12 mit der ersten Spannungsquelle 10 verbunden,
die eine erste Spannung ausgibt, und empfangen die angelegte erste Spannung,
während
die jeweiligen zweiten Elektroden 15 über die zweite gemeinsame Elektrode 13 mit der
zweiten Spannungsquelle 11 verbunden sind, die die zweite
Spannung ausgibt, und empfangen die angelegte zweite Spannung. Der
Absolutwert der an die ersten Elektroden 14 angelegten
ersten Spannung ist 1 bis 4 kV, im Falle eines Gleichstroms, während der Absolutwert
der an die zweiten Elektroden 15 angelegten zweiten Spannung
500 V bis 2 kV ist. Die zweite Spannung hat einen gewünschten
Spannungswert zum Aufladen des geladenen Körpers 18 auf ein Zielladepotential
von 450 V bis 1.8 V, und die erste Spannung hat einen 1.5 bis 2.0
mal größeren Spannungswert
als die zweite Spannung. Im Aufladeteil 100 mit diesem
Aufbau ist der von einem Halteteil 17 getragene isolierende
Trägerkörper 16 derart
vorgesehen, daß die
Abstände
zwischen der Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 18 und
der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 etwa
0.1 bis 2 mm sind.
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Als nächstes wird die Operation des
ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben. Der lichtempfindliche Körper 18, der statisch
entladen und zu einer Position unterhalb des Aufladeteils 100 bewegt
wird, wird durch die ersten Elektroden 14 aufgeladen, an die
die erste Spannung von 1 bis 4 kV angelegt worden ist, über eine
Mikro-Koronaentladung von den Oberflächen der ersten Elektroden 14.
Die gesamte Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 18 wird jedoch
nicht immer auf stabile Weise auf ein Zielladepotential von 450
V bis 1.8 V aufgrund einer Änderung
der Eigenschaft des lichtempfindlichen Körpers und einer Umgebungsvariation
aufgeladen. Der durch die ersten Elektroden 14 geladene
lichtempfindliche Körper 18 wird
bewegt, während
er sowohl durch die zweiten Elektroden 15 als auch die
zweite gemeinsame Elektrode 13 aufgeladen wird, an die die
zweite Spannung 2 angelegt worden ist. Die zweite Aufladung
vereinheitlicht den von den ersten Elektroden 14 hervorgerufenen
ungleichmäßigen Ladezustand,
und lädt
damit die gesamte Oberfläche
des lichtempfindlichen Körpers 18 auf
das Zielladepotential auf.
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In dem Aufladeteil, in der Breite
in relativer Bewegungsrichtung zwischen dem Aufladeteil 100 und
dem lichtempfindlichen Körper 18,
sind wenigstens die ersten Elektroden 14 und die zweiten
Elektroden 15 nacheinander vorgesehen, auf entsprechenden
Linien in der relativen Bewegungsrichtung P, nicht-parallel, bezüglich der
relativen Bewegungsrichtung P geneigt. Die ersten und zweiten Elektroden
sind mehrere Male abwechselnd in Längsrichtung des Aufladeteils
vorgesehen, orthogonal zur relativen Bewegungsrichtung P, d. h.
zu einer Querrichtung des lichtempfindlichen Körpers 18. Diese Anordnung
verhindert Aufladeungleichmäßigkeiten.
Diese zweistufige Aufladung wird an den jeweiligen Abschnitten des
geladenen Körpers
durchgeführt
und erzielt somit eine gleichmäßige und
sta bile Aufladung, selbst wenn sich der Abstand zwischen dem Aufladeteil
und dem lichtempfindlichen Körper
geändert
hat.
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Da ferner das Aufladeteil 100 und
der geladene Körper 18 in
einem Zustand ohne Kontakt vorgesehen sind, setzt sich Fremdmaterial,
wie Schmutz, nicht am Aufladeteil an, und der geladene Körper hat
ferner keinen Formfehler auf seiner Oberfläche. Dies liefert eine Aufladeeinrichtung
mit einer hohen Operationszuverlässigkeit.
Selbst wenn die Seite des geladenen Körpers einen Defekt oder dergleichen
hat, verhindert diese Anordnung ohne Kontakt dieser Teile ferner
eine streifenförmige
Aufladeungleichmäßigkeit.
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Da die Aufladung ferner über das
Aufladeteil 100 nahe dem geladenen Körper 18 durchgeführt wird,
ist es nicht erforderlich, hohe Spannungen an die ersten und zweiten
Elektroden 14 und 15 anzulegen, die Ozon und dergleichen
hervorrufen würden. Dies
ist aus Umweltgesichtspunkten vorteilhaft. Da das Aufladeteil 100 so
aufgebaut ist, daß die
ersten Elektroden 14 und die zweiten Elektroden 15,
die grundsätzlich
die gleiche Struktur haben, auf dem isolierenden Trägerkörper 16 einfach
nacheinander angeordnet sind, kann das Aufladeteil 100 leicht
zu niedrigen Kosten gefertigt werden. Das Aufladeteil 100 kann
ferner leicht für
unterschiedliche geladene Körper,
unterschiedliche Zielladepotentiale und dergleichen verwendet werden,
indem entsprechend die erste Spannung und die zweite Spannung geändert werden.
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In 3A ist
ein weiteres Aufladeteil 100A gezeigt. Erste Enden der
ersten Elektroden 14 stehen nicht aus der Position hervor,
bei der die Enden der zweiten Elektroden 15 auf der Seite
der zweiten Seitenfläche 16b angeordnet
sind. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, daß die zweite
gemeinsame Elektrode 13 den lichtempfindlichen Körper 18 aufladen
muß; das
heißt,
lediglich die ersten und zweiten Elektroden 14 und 15 tragen
zum Aufladevorgang bei.
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In 3B ist
ein Aufladeteil 100B gezeigt. Die mit den zweiten Elektroden 15 verbundene
zweite gemeinsame Elektrode 13' ist auf der Oberfläche ausgebildet,
die dem lichtempfindlichen Körper 18 gegenüberliegt,
anstatt auf der Seitenfläche 16b.
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Die Aufladeteile 100, 100A und 100B haben Strukturen,
bei denen die zweiten Elektroden 15 oder die zweiten gemeinsamen
Elektroden 13 und 13' in der relativen Bewegungsrichtung
bezüglich
der ersten Elektroden 14 angeordnet sind. Dies ist für das Aufladen
des lichtempfindlichen Körpers 18 auf
das Zielladepotential wichtig.
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4 ist
eine schematische Querschnittansicht, die die Aufladeeinrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 ist
ein Elektrodenanordnungsdiagramm, das das Aufladeteil in 4 zeigt, von einem Pfeil
S1 gesehen, von der Seite des geladenen Körpers. Das Aufladeteil 200 in 4 zeigt eine Querschnittansicht,
entlang der Linien B-B der 5 gesehen.
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In 4 und 5 ist das Aufladeteil 200, das
erste und zweite Elektroden 24 und 25 aufweist, die
um einen isolierenden Trägerkörper 16 gewickelt sind,
von einem Halteteil 27 über
ein isolierendes Beschichtungsmaterial 29 gehalten, und
nahe einem lichtempfindlichen Körper 18 als
der geladene Körper in
einem Zustand ohne Kontakt vorgesehen.
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Wie aus 5 ersichtlich wird, sind in dem Aufladeteil
die ersten Elektroden 24 und die zweiten Elektroden 25 um
den isolierenden Trägerkörper 26 aus
Harz oder dergleichen zu geraden Intervallen unter einem Winkel
bezüglich
der Längsrichtung
des isolierenden Trägerkörpers 26 ge wickelt.
Auf der Oberfläche,
die dem lichtempfindlichen Körper 18 gegenüberliegt,
bedeckt das isolierende Beschichtungsmaterial 29 Abschnitte
der zweiten Elektroden 25 von einer Seite stromauf zur
relativen Bewegungsrichtung P. Erste und zweite Verbindungsanschlüsse 22a und 22b zum
Anlegen der Ausgabe von einer ersten Spannungsquelle 20 und
der Ausgabe von einer zweiten Spannungsquelle 21 an die
ersten Elektroden 24 und die zweiten Elektroden 25 sind
an einer Endfläche
des isolierenden Trägerkörpers 26 in Längsrichtung
vorgesehen.
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An der gegenüberliegenden Endfläche des Aufladeteils 200 ist
ein Verbindungsabschnitt 23 vorgesehen, der die gleichen
gewickelten Elektroden verbindet. Der Verbindungsabschnitt 23 ermöglicht das
Anlegen einer Spannung an die jeweiligen ersten Elektroden 24 und
die zweiten Elektroden 25 lediglich von der einen Endfläche des
isolierenden Trägerkörpers 26 in
Längsrichtung.
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Der isolierende Trägerkörper 26,
um den die ersten Elektroden 24 und die zweiten Elektroden 25 gewickelt
sind, ist mit dem isolierenden Beschichtungsmaterial 29 aus
Harz oder dergleichen auf der mit dem Halteteil 27 verbundenen
Oberfläche
beschichtet, und das Halteteil 27 ist am isolierenden Trägerkörper 26 auf
dieser Oberfläche über das
isolierende Beschichtungsmaterial 29 befestigt.
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Als die ersten Elektroden 24 und
zweiten Elektroden 25 ist ein dünnschichtiges streifenförmiges Elektrodenteil
aus einem leitenden Polymer verwendet, das leitende Partikel oder
ein Ionen-leitendes Material aufweist. Das Elektrodenteil und der
isolierende Trägerkörper 26 sind
relativ zueinander verdreht, während
das Elektrodenteil auf dem isolierenden Trägerkörper 26 durch einen
Kleber oder eine Wärmebefestigung
befestigt ist.
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Der elektrische Widerstand der ersten
Elektroden 24 und der der zweiten Elektroden 25,
die erste Spannung von der ersten Spannungsquelle 20 und die
zweite Spannung von der zweiten Spannungsquelle 21 sind
die gleichen wie die aus dem in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Ferner sind die Abstände
zwischen dem lichtempfindlichen Körper 18 und den ersten
Elektroden 24 und den zweiten Elektroden 25 die
gleichen wie diejenigen aus dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Operation des
zweiten Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie die aus dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die ersten Elektroden 24 und die zweiten Elektroden 25 um
den isolierenden Trägerkörper 26 zu
demselben Intervall unter einem Winkel bezüglich der Längsrichtung des isolierenden
Trägerkörpers 26 gewickelt sind,
kann ein Aufladeteil mit einer beliebigen Länge leicht hergestellt werden.
Da das Anlegen einer Spannung an die ersten Elektroden 24 und
die zweiten Elektroden 25 leicht an einer Endfläche durchgeführt werden
kann, kann die Aufladeeinrichtung zu sehr niedrigen Kosten gefertigt
werden.
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Eine weitere Vereinheitlichung der
Aufladecharakteristik in Längsrichtung
wird durch Anlegen einer Spannung an die ersten Elektroden 24 und
die zweiten Elektroden 25 von der anderen Endfläche sowie
der obigen Endfläche
realisiert, und ferner durch Verbinden entsprechender Spannungsquellenausgänge mit
all den jeweiligen Elektroden, die auf den jeweiligen Endflächen freigelegt
sind. Falls das isolierende Beschichtungsmaterial 29 eine
Befestigungseigenschaft hat, hat es isolierende und befestigende
Funktionen, was die Kosten reduziert.
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6 ist
eine schematische Querschnittansicht, die die Aufladeeinrichtung
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist
ein Elektrodenanordnungsdiagramm, das die Aufladeeinrichtung in 6 zeigt, von der Seite des
geladenen Körpers
aus gesehen. In 6 weist
das Aufladeteil 300 eine erste Elektrode 34, die als
das Trägerteil
verwendet wird, mit isolierenden Schichten 32 und zweite
Elektroden 35 auf, die auf einer Oberfläche aufgetragen sind, die einem
lichtempfindlichen Körper 38 als
dem geladenen Körper gegenüberliegt,
und sind nahe dem lichtempfindlichen Körper 38 in einem Zustand
ohne Kontakt vorgesehen. Die erste Elektrode 34 als das
Trägerteil empfängt die
Ausgabe von einer ersten Spannungsquelle 30. Die zweiten
Elektroden 35 empfangen die Ausgabe von einer zweiten Spannungsquelle 31.
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7 zeigt
die Form der isolierenden Schichten 32 und die auf der
ersten Elektrode 34 ausgebildeten zweiten Elektroden 35.
Die isolierenden Schichten 32 und die zweiten Elektroden 35 sind unter
einem nicht-parallelen Winkel bezüglich der relativen Bewegungsrichtung
zwischen dem Aufladeteil 300 und dem lichtempfindlichen
Körper 38 ausgebildet.
Die zweiten Elektroden 35 sind von den ersten Elektroden 34 in
Auftragungsrichtung isoliert. Die zweiten Elektroden 35 sind
auf den isolierenden Schichten 32 innerhalb einer Breite
ausgebildet, die geringer ist als die der isolierenden Schichten 32,
und sind ebenfalls von der ersten Elektrode 34 um diese herum
isoliert. Die zweiten Elektroden 35 sind in Längsrichtung
des Aufladeteils angeordnet. Als die erste Elektrode 34 wird
ein metallisches Material mit einer rauhen Oberfläche, die
durch Sandstrahlen oder dergleichen behandelt ist, oder andernfalls
ein Harzteil aus einem leitenden Polymer, wie im ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben, oder ein Metallteil, das mit einem leitenden Polymer
beschichtet ist und zum Ausbilden einer rauhen Oberfläche verarbeitet ist,
verwendet.
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Die zweiten Elektroden 35 werden
durch Metallisieren oder durch Beschichten der isolierenden Schichten 32 mit
Metall oder durch Beschichten der isolierenden Schichten 32 mit
dünnen
Schichten aus leitendem Polymer ausgebildet. Die jeweiligen zweiten
Elektroden 35 sind in Längsrich tung
des Aufladeteils an einer Seite in einer Trägerrichtung der ersten Elektrode 34 als
das Trägerteil
miteinander verbunden. Eine niederohmige leitende Verdrahtung wird
an einer gemeinsamen Elektrode 33 durchgeführt, die die
zweiten Elektroden 34 miteinander verbindet. Das Aufladeteil
ist derart vorgesehen, daß die
Abstände
zwischen den zweiten Elektroden 35 und dem geladenen Körper 0.1
bis 1 mm sind.
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Als nächstes wird die Operation der
wie oben aufgebauten und nahe dem geladenen Körper in einem Zustand ohne
Kontakt vorgesehenen Aufladeeinrichtung beschrieben. Der lichtempfindliche
Körper 38,
der statisch entladen und zu einer Position unterhalb der Aufladeeinrichtung
bewegt ist, wird durch die erste Elektrode 34 aufgeladen,
an die eine erste Spannung angelegt worden ist, durch Mikroentladung
von dessen rauher Oberfläche.
Da die Elektrodenoberfläche
auf Rauhigkeit bearbeitet worden ist, wird die Entladung von Spitzenabschnitten
der jeweiligen Projektionen der rauhen Oberfläche zum geladenen Körper durchgeführt. Da
die erste Elektrode 34 in einem Abstand vom geladenen Körper vorgesehen
ist, der länger
als derjenige zwischen den zweiten Elektroden 35 und dem
geladenen Körper
ist, ist die Entladung von der ersten Elektrode 34 weiter ausgedehnt
als die Breite der ersten Elektrode 34, und liefert somit
eine Aufladung an eine breitere Fläche. Da jedoch die erste Elektrode 34 in
Längsrichtung
des Aufladeteils vorgesehen ist, und sich die Charakteristik des
lichtempfindlichen Körpers 38 und die
Außenumgebung ändern, kann
eine gleichmäßige Aufladung
nicht alleine durch die Aufladung über die erste Elektrode 34 realisiert
werden.
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Der lichtempfindliche Körper 38 als
der geladene Körper,
der über
die erste Elektrode 34 geladen ist, wird bewegt, während er über die
zweiten Elektroden 35 geladen wird. Da die zweiten Elektroden 35 an
Positionen näher
am lichtempfindlichen Körper 38 im
Vergleich zur ersten Elektrode 34 vorgesehen sind, korrigiert
die Aufladung über
die zweiten Elektroden 35 die Aufladeungleichmäßigkeit
durch die erste Elektrode 34 auf ein gleichmäßiges Ladepotential.
Das gleichmäßige Ladepotential
wird über
den gesamten geladenen Körper
durch Anlegen einer Spannung nahe einer Zielladespannung an die
zweiten Elektroden 35 im Vornherein ausgebildet. In dieser
Anordnung bewegen sich die jeweiligen Ladungen von dem von der ersten
Elektrode 34 zu stark geladenen Abschnitt zur Seite der
zweiten Elektroden 35, und von der Seite der zweiten Elektroden 35 zu einem
zu schwach geladenen Abschnitt.
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Im Aufladeteil tritt keine Aufladeungleichmäßigkeit
auf, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben,
da wenigstens die erste Elektrode 34 und die zweiten Elektroden 35 auf
den entsprechenden Linien in der relativen Bewegungsrichtung zwischen
dem Aufladeteil und dem lichtempfindlichen Körper 38 über die
Breite in der relativen Bewegungsrichtung vorgesehen sind.
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Da die erste Elektrode 34 mit
einem Abstand zum geladenen Körper
vorgesehen ist, der länger
als der zwischen den zweiten Elektroden 35 und dem geladenen
Körper
ist, wird die Aufladung durch die erste Elektrode 34 in
einem breiteren Bereich durchgeführt,
was eine Aufladeungleichmäßigkeit
in Längsrichtung
des Aufladeteils durch die erste Elektrode 34 vermindert,
was leicht durch das Vorliegen der isolierenden Schichten 32 und
der zweiten Elektroden 35 hervorgerufen wird, und ermöglicht ferner,
daß die zweiten
Elektroden 35 den geladenen Körper leicht aufladen, um die
Aufladung zu vereinheitlichen.
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Da das Aufladeteil weiterhin einen
einfachen Aufbau hat, bei dem die isolierenden Schichten 32 und
die zweiten Elektroden 35 auf der ersten Elektrode 34 aufgetragen
sind, kann das Aufladeteil leicht zu niedrigen Kosten gefertigt
werden. Es ist möglich, gleichmäßige und
stabile unterschiedliche Aufladepegel durch entsprechendes Ändern der
ersten Spannung und der zweiten Spannung zu erhalten.
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Wie oben beschrieben, sind die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung erläutert worden,
die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele
beschränkt,
und es können
zahlreiche Änderungen
innerhalb des Bereiches der Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise kann
das dritte Ausführungsbeispiel
derart ausgestaltet sein, daß die
isolierenden Schichten und die zweiten Elektroden um die erste Elektrode
gewickelt sind, und das Aufladeteil, das drehbar gehalten ist, wird
bezüglich
des geladenen Körpers
betrieben, während
es mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht wird, wie im
zweiten Ausführungsbeispiel ausgestaltet.
In diesem Fall werden die erste Spannung und die zweite Spannung
von den beiden Enden in Längsrichtung
des Aufladeteils angelegt.
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In den Ausführungsbeispielen sind die erste Spannung
und die zweite Spannung Gleichspannungen, für eine gleichmäßigere Aufladung
und eine weitere Verbesserung der Anwendbarkeit aus Umweltgesichtspunkten
können
die Gleichströme
jedoch auch effektiv mit Wechselströmen überlagert werden. Das Aufladeteil
kann ferner aufgebaut werden, indem nacheinander flache erste Elektroden
und zweite Elektroden über
flache isolierende Teile aufgetragen werden, und gemeinsame Elektroden
für die
jeweiligen ersten und zweiten Elektroden an den beiden Endflächen parallel
zur Längsrichtung
vorgesehen werden, wie im ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
Der geladene Körper
ist nicht auf den flachen lichtempfindlichen Körper beschränkt. Ein zylindrischer geladener
Körper
kann ebenfalls verwendet werden. Ferner kann die Seite des Aufladeteils
gegenüber
dem geladenen Körper
eine Form haben, die dem geladenen Körper entspricht.
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In der Aufladeeinrichtung sind die
erste Spannung und die zweite Spannung Gleichspannungen oder Spannungen,
die durch Überlagern
von Gleichströmen
mit Wechselströmen
erhalten werden.
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Wie oben beschrieben, kann in der
Aufladeeinrichtung der vorliegenden Erfindung, da die ersten Elektroden
und die zweiten Elektroden, die gegeneinander isoliert sind, mehrere
Male nicht-parallel zur relativen Bewegungsrichtung zwischen dem
Aufladeteil und dem geladenen Körper
vorgesehen sind, der geladene Körper
auf einen vorbestimmten Ladepegel durch ein zweistufiges Aufladen
aufgeladen werden, d. h. durch Aufladen über die ersten Elektroden,
die die erste Spannung empfangen haben, und durch Aufladen über die
zweiten Elektroden, die die zweite Spannung empfangen haben.
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Da die gesamte Oberfläche des
geladenen Körpers
ferner durch das zweistufige Aufladen aufgeladen wird, kann eine
Aufladeungleichmäßigkeit
vermieden werden.
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Da das Aufladeteil und der geladene
Körper ferner
in einem Zustand ohne Kontakt vorgesehen sind, findet im geladenen
Körper
kein Fluß statt,
und Fremdmaterial kann sich nicht auf dem Aufladeteil ansetzen oder
ansammeln. Dies erzielt einen stabilen Betrieb und eine hohe Zuverlässigkeit.
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Selbst wenn ein Defekt, wie ein Nadelloch, im
geladenen Körper
vorliegt, tritt kein streifenförmiger
Aufladungsausfall auf. Die an die jeweiligen Elektroden angelegten
Spannungen sind keine Hochspannungen, wie die in den herkömmlichen
Aufladeeinrichtungen vom Koronaentladungstyp verwendeten Spannungen,
was die Erzeugung von Ozon und dergleichen vermindert, was aus Umweltgesichtspunkten
vorteilhaft ist. Da das Aufladeteil einen einfachen Aufbau hat,
bei dem die ersten Elektroden und die zweiten Elektroden nacheinander
vorgesehen sind, kann das Aufladeteil leicht zu niedrigen Kosten gefertigt
werden. Da die Aufladeeinrichtung eine hohe Zuverlässigkeit
hat, ist sie in den Betriebskosten vorteilhaft.
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Da der Abstand zwischen der ersten
Elektrode und dem geladenen Körper
länger
als der zwischen den zweiten Elektroden und dem geladenen Körper ist,
erstreckt sich die Aufladung durch die erste Elektrode, die die
erste Spannung empfangen hat, über
eine Breite, die breiter ist als die der ersten Elektrode, um eine
breitere Fläche
des geladenen Körpers
aufzuladen. Da die zweiten Elektroden ferner näher am geladenen Körper liegen,
wird der geladene Körper
gleichmäßig über die
zweiten Elektroden aufgeladen, die die zweite Spannung mit einem
Ladepotential nahe dem Zielladepotential empfangen haben. Da das
Aufladeteil ferner einfach durch nacheinander Auftragen der ersten
Elektrode, der isolierenden Schichten und der zweiten Elektroden
aufgebaut werden kann, kann das Aufladeteil zu niedrigen Kosten
gefertigt werden.
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In der Aufladeeinrichtung der vorliegenden Erfindung
wird, da die jeweiligen Abschnitte der Oberfläche des geladenen Körpers den
ersten Elektroden und den zweiten Elektroden durch die relative Bewegung
zwischen dem Aufladeteil und dem geladenen Körper gegenüberliegen müssen, die Oberfläche des
geladenen Körpers
durch ein zweistufiges Aufladen ohne Ungleichmäßigkeiten auf einen vorbestimmten
Ladepegel aufgeladen.
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Ferner können in der Aufladeeinrichtung
der vorliegenden Erfindung die jeweiligen Spannungen variabel gesteuert
werden, und die Aufladecharakteristiken können variabel gesteuert werden,
entsprechend unterschiedlicher Aufladeerfordernisse.
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Ferner kann in der Aufladeeinrichtung
der vorliegenden Erfindung, da die Aufladecharakteristik verbessert
werden kann, der geladene Körper
bei einer niedrigeren Spannung aufgeladen werden, was das Auftreten
von Ozon und dergleichen vermindert.
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Da zahlreiche offensichtlich stark
unterschiedliche Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne deren Bereich zu
verlassen, ist es selbstverständlich,
daß die Erfindung
nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, außer
die in den beigefügten Ansprüchen definierten.