DE69824517T2

DE69824517T2 - Kontaktaufladungselement, Bilderzeugungseinheit mit diesem Kontaktaufladungselement und elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät mit dieser Bilderzeugungseinheit

Info

Publication number: DE69824517T2
Application number: DE69824517T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Tama-shi Abe; Masaki Kodaira-shi Kanasugi; Takao Higashiyamato-shi Yorifuji; Noriki Higashiyamato-shi Ono; Moriyuki Higashimurayama-shi Kouroku
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: US5999776A; CA2235795C; DE69824517D1; EP0911702B1; KR19990036488A; CA2235795A1; EP0911702A2; AU705476B1; JPH11125956A; KR100281310B1; EP0911702A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktladeelement, das ein Element elektronisch auflädt, auf eine Bilderzeugungseinheit, die das Kontaktladeelement enthält und auf ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät, das die Bilderzeugungseinheit enthält, wobei das Gerät einen Drucker, eine Kopierer und ähnliches einschließt.
Ein Koronaentladegerät ist häufig benutzt worden, um ein elektrisches Ladegerät zum Aufladen eines Bildträgers, z. B. eine fotoempfindliche Trommel der Bilderzeugungseinheit des elektrofotografischen Bilderzeugungsgerätes, gleichmäßig aufzuladen. In der jüngsten Zeit jedoch wird es nicht mehr häufig verwendet, weil es eine Menge Ozon erzeugt, der für eine Arbeitsumgebung schädlich ist, und größere Außenabmessungen besitzt, so dass es die Außenabmessungen der Einheit und schließlich diejenigen des Gerätes vergrößert und dem Liefern einer kompakten Ausrüstung für die Büroautomatisierung, was ein zeitgemäßer Trend ist, entgegensteht. Anstelle des Koronaentladegerätes sind eine Kontaktladebürste und eine Kontaktladewalze in Gebrauch gekommen.
7A zeigt eine herkömmliche Ladebürste 1, die aus US-Patent Nr. 5.294.962 bekannt ist, und 7B zeigt eine herkömmliche Ladewalze 4, die aus dem japanischen Patent Nr. 2.632.899 bekannt ist.
Die Ladebürste 1 wird durch Befestigen eines Grundgewebes 1b an einer leitfähigen Grundplatte 1d mit einem leitfähigen Kleber 1c ausgebildet, wobei das Grundgewebe 1b eine große Anzahl von daran angebrachten leitfähigen Borsten 1a aufweist. Eine Hochspannungs-Stromversorgung legt der leitenden Grundplatte 1d eine Hochspannung an, z. B. ungefähr 1 kV, und die leitenden Borsten 1a des Grundgewebes 1b bringen ihre Endspitzen mit einer kreisförmigen Fläche einer fotoempfindlichen Trommel 3 so in Kontakt, dass die Oberfläche der Trommel gleichmäßig aufgeladen wird.
Die Ladewalzen 4 werden ausgebildet, indem eine Metallstange 4a mit einer leitfähigen Gummischicht 4b, die relativ hart ist, ausgestattet wird und ferner eine Außenfläche der Gummischicht 4b mit einer Oberflächenschicht 4c mit relativ hohem Widerstand versehen wird. An die Metallstange 4a wird durch die Hochspannungsversorgung 2 eine Hochspannung angelegt, und ein unteres Ende der kreisförmigen Oberfläche der Ladewalze 4 wird so gegen die kreisförmige Oberfläche der Trommel 3 gedrückt, dass die kreisförmige Oberfläche der Trommel gleichmäßig aufgeladen wird.
Nach dem oben beschriebenen japanischen Patent wird die Härte der Ladewalze 4 mit Asker C 54,5° angegeben, die Oberflächenschicht 4c wird durch eine Nylonharzbeschichtung mit 10 μm Dicke ausgebildet und ein spezifischer Volumen-Widerstand der Ladewalze 4 beträgt 10⁹ bis 10¹⁰ Ω·cm.
Die Ladebürste hat insofern ein Problem, dass sie durch Staub und durch der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel anhaftenden Resttoner zur Verschmutzung neigt, wobei der anhaftende Staub oder Toner schwer zu entfernen ist. Ferner weist die schmutzige Ladebürste manchmal eine unstabile Ladecharakteristik auf. Aus diesem Grund ist die Ladewalze nun gerade verstärkt in das Blickfeld derjenigen geraten, die sich in diesem technischen Feld betätigen.
US-Patent Nr. 5.475.473 legt ein walzenförmiges Kontaktladeelement offen, bei dem die Oberfläche des leitenden Abschnittes aus Schaumstoff einen spezifischen Volumen-Widerstand von 10 bis 10¹⁰ Ω·cm aufweist und mit leitfähigem Harzmaterial umhüllt ist. Diese Veröffentlichung erwähnt jedoch nicht die Härte des walzenförmigen Kontaktladeelementes.
Um durch die Verwendung der Ladewalze eine gute Bildqualität zu erhalten, muss der auf beide Enden der Metallstange ausgeübte Druck gleichmäßig über die ganze Stange entlang ihrer Längsrichtung so verteilt werden, dass die Walze gleichmäßig gegen die fotoempfindliche Trommel gedrückt wird. Wenn es nur eine leichte Ungleichmäßigkeit in der Trommelaufladung gibt, verursacht das eine ausgeprägte Unregelmäßigkeit in einem Tonerbild, das auf der fotoempfindlichen Trommel ausgebildet ist, und verringert die Bildqualität, weil die Auflösung eines zu erzeugenden Bildes in den letzten Jahren verbessert worden ist und die Tonerpartikel viel feiner geworden sind.
Um in solch einer Ladewalze mit einer relativ harten, leitenden Gummischicht den Druck, der auf beide Enden einer Metallstange ausgeübt wird, auf sie als Ganzes gleichmäßig zu verteilen, muss der Außendurchmesser der Metallstange groß gemacht werden.
Das größte Bild, das von einem herkömmlichen Bilderzeugungsgerät für Desktopanwendungen gestaltet werden kann, entspricht einem Papierblatt der Größe A4 (210 mm × 297 mm), wie es JIS (Japanese Industrial Standard) P0138 definiert. Seit kurzem gibt es jedoch eine starke Nachfrage durch Bilderzeugungsgeräte für Desktopanwendungen ein Bild zu erzeugen, das einem Papierblatt der Größe A3 (zweimal so groß wie A4) entspricht, wie es von JIS P0138 definiert wird. Um diese Nachfrage zu befriedigen, müssen die fotoempfindliche Trommel und folglich auch die Ladewalze länger werden. Dies vergrößert den Außendurchmesser der Metallstange und den der Ladewalze und vergrößert die Außenabmessungen der Bilderzeugungseinheit und diejenigen des Bilderzeugungsgerätes. Als Folge davon wird es bei einem modernen Bilderzeugungsgerät für Desktopanwendungen, in dem eine Bilderzeugungseinheit schwenkbar in einer vertikalen Richtung von den verbleibenden Geräteelementen abgenommen werden kann, um die Wartung des Gerätes leicht durchzuführen, schwierig, die Bilderzeugungseinheit zu öffnen.
Um eine Vergrößerung der Außenabmessungen der Einheit und derjenigen des Gerätes zu vermeiden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine solche kleine Ladewalze hergestellt, die einen Außendurchmesser von 10 mm und eine Oberflächenhärte von Asker C 45° besitzt, eine Metallstange mit einem Durchmesser von 6 mm und eine Gummischicht mit 2 mm Dicke aufweist. Und die Erfinder haben ein Bilderzeugungsgerät betrieben, das mit einer Bilderzeugungseinheit versehen war, die die kleine Ladewalze verwendete. Als Ergebnis dieses Betriebs konnte die kleine Ladewalze im Wesentlichen nicht gleichmäßig gegen die fotoempfindliche Trommel gedrückt werden. Besonders wenn die Kraft, die die Ladewalze gegen die kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel drückte, erhöht wurde, verbog sich die Ladewalze, um ihren Mittelabschnitt in Längsrichtung von der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel so zu trennen, dass ein durch das Gerät auf einem Aufzeichnungsmedium, z. B. einem Blatt Papier, erzeugten Bild an seinem Abschnitt einen Schaden hatte, der einem Mittelabschnitt der Trommelfläche in Längsrichtung entsprach, von dem der längs gerichtete Mittelabschnitt der gebogenen kleinen Ladewalze getrennt war. Wenn im Gegensatz dazu die Kraft, die die Ladewalze gegen die kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel drückte, verringert wurde, hatte das vom Gerät ausgebildete Bild auf dem Blatt viele weiße Stellen.
Diese Erfindung leitet sich von den oben beschriebenen Umständen ab und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kontaktladeelement, das nicht nur ein Element sicher gleichmäßig aufladen kann, sondern auch kompakt ist und eine lange Lebensdauer besitzt, eine Bilderzeugungseinheit, die das Kontaktladeelement enthält, und ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät zur Verfügung zu stellen, das die Bilderzeugungseinheit enthält.
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird ein Kontaktladeelement dieser Erfindung auf einem mittigen Teil vorgesehen, das einen leitenden Abschnitt aus Schaumstoff, der den mittigen Teil umhüllt, und einen leitende Abschnitt aus Harzmaterial umfasst, der den leitenden Schaumstoffabschnitt umhüllt und zum Kontakt mit einem zu ladenden Element benutzt wird, wobei der leitende Abschnitt aus Schaumstoff einen elektrischen Widerstand von 9 × 10⁵ Ω oder weniger besitzt, der leitende Abschnitt aus Harzmaterial leitfähige Stoffe enthält und einen elektrischen Oberflächenwiderstand im Bereich von 1 × 10⁵ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ aufweist und die Härte des Kontaktladeelementes Asker F 90° oder weniger beträgt.
In dem Kontaktladeelement der vorliegen Erfindung, das durch die obige Konfiguration gekennzeichnet ist, kann der leitende Abschnitt aus Schaumstoff eine Walzenform aufweisen, der leitende Abschnitt aus Harzmaterial kann eine röhrenförmige Gestalt besitzen und das Kontaktladeelement kann walzenförmig sein. Das zu ladende Teil kann ein Bildträger sein, der eine Oberfläche mit einem Bild erzeugenden Bereich enthält, auf dem ein Bild ausgebildet wird, und mit an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches angeordneten bildfreien Bereiche, wobei der röhrenförmige, leitende Abschnitt aus Harzmaterial bevorzugt zwei Endbereiche aufweist, die den bildfreien Bereichen des Bildträgers entsprechen und er bevorzugt mit den beiden Endbereichen am walzenförmigen leitenden Abschnitt aus Schaumstoff durch einen Kleber befestigt ist.
Um das oben beschriebene Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, umfasst eine Bilderzeugungseinheit der vorliegenden Erfindung einen Bildträger und ein Kontaktladeelement, das mit einer Oberfläche des Bildträgers in Kontakt ist und die Oberfläche des Bildträgers gleichmäßig auflädt, wobei das Kontaktladeelement an einem mittigen Teil vor gesehen ist und einen leitenden Abschnitt aus Schaumstoff, der den mittigen Teil umhüllt, und einen leitenden Abschnitt aus Harzmaterial enthält, der den leitenden Schaumstoffabschnitt umhüllt und mit der Oberfläche des Bildträgers in Kontakt ist, wobei der leitende Schaumstoffabschnitt einen elektrischen Widerstand von 9 × 10⁵ Ω oder weniger besitzt, der leitende Abschnitt aus Harzmaterial leitfähige Mittel enthält und einen elektrischen Oberflächenwiderstand im Bereich von 1 × 10⁵ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ aufweist und die Härte des Kontaktladeelementes Asker F 90° oder weniger beträgt.
In der Bilderzeugungseinheit der vorliegenden Erfindung, die durch die obige Konfiguration gekennzeichnet ist, können der leitende Schaumstoffabschnitt eine walzenförmige, der leitende Harzmaterialabschnitt eine röhrenförmige und das Kontaktladeelement eine walzenförmige Gestalt aufweisen. Der Bildträger kann eine Oberfläche mit einem Bilderzeugungsbereich, auf dem ein Bild ausgebildet wird, und an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches angeordnete bildfreie Bereiche enthalten, wobei der röhrenförmige leitende Harzmaterialabschnitt bevorzugt zwei Endbereiche aufweist, die den bildfreien Bereichen des Bildträgers entsprechen, und er bevorzugt mit den beiden Endbereichen am walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt durch Klebstoff befestigt ist.
Der Bildträger besitzt bevorzugt eine Trommelform und wird drehbar angetrieben, und das walzenförmige Kontaktladeelement bringt den leitenden Harzmaterialabschnitt bevorzugt so in Kontakt mit der Oberfläche des Bildträgers, dass das Ladungselement durch die Rotation des Bildträgers gedreht werden kann.
In der Bilderzeugungseinheit der vorliegenden Erfindung, die durch die oben beschriebene Konfiguration gekennzeichnet ist, umfasst der Bildträger eine Aluminiumtrommel mit einer eloxierten Aluminiumschicht, die an deren Außenfläche vorgesehen ist, und eine fotoempfindliche Stoffschicht, mit der die eloxierte Aluminiumschicht ausgestattet ist.
Um das oben beschriebene Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, umfasst ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung einen Bildträger, der eine fotoempfindliche Trommel mit eine kreisförmige Oberfläche enthält, ein walzenförmiges Kontaktladeelement, das mit der kreisförmigen Fläche der fotoempfindlichen Trommel in Kontakt ist und die Oberfläche der Trommel gleichmäßig elektrisch auflädt, eine Belichtungsvorrichtung, die die gleichmäßig geladene Oberfläche der Trommel mit einem ge wünschten Bild belichtet, eine Entwicklungsvorrichtung, die das belichtete gewünschte Bild auf der Trommeloberfläche entwickelt, eine Zuführvorrichtung für Aufzeichnungsmedien, die ein Aufzeichnungsmedium zu dem entwickelten gewünschten Bild auf der Trommeloberfläche hinführt, eine Übertragungsvorrichtung, die das entwickelte gewünschte Bild von der Trommeloberfläche auf das zugeführte Aufzeichnungsmedium überträgt, und eine Ausgabevorrichtung für das Aufzeichnungsmedium, die das Aufzeichnungsmedium mit dem von der Trommeloberfläche übertragenen, entwickelten gewünschten Bild herausgibt, wobei das walzenförmige Kontaktladeelement, das an einem mittigen Teil vorgesehen ist und einen walzenförmigen leitenden Schaumstoffabschnitt, der den mittigen Teil umhüllt und einen elektrischen Widerstand von 9 × 10⁵ Ω oder weniger aufweist, und einen röhrenförmigen leitenden Harzmaterialabschnitt enthält, der den leitenden Schaumstoffabschnitt umhüllt, mit der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel in Kontakt ist, leitfähige Stoffe enthält und einen elektrische Oberflächenwiderstand im Bereich von 1 × 10⁵ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ aufweist, und die Härte des Kontaktladeelementes Asker F 90° oder weniger beträgt.
In dem elektrofotografischen Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung, die durch die oben beschriebene Konfiguration gekennzeichnet ist, besitzt die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel einen Bilderzeugungsbereich in dem ein Bild ausgebildet wird, und bildfreie Bereiche, die an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches ausgebildet sind, wobei der röhrenförmige leitende Harzmaterialabschnitt des walzenförmigen Kontaktladeelementes zwei Endbereiche aufweisen kann, die den bildfreien Bereichen der Trommel entsprechen und er mit den beiden Endbereichen an dem walzenförmigen leitenden Schaumstoffabschnitt des walzenförmigen Kontaktladeelementes durch einen Kleber befestigt sein kann.
In dem elektrofotografischen Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung, die durch die oben beschriebene Konfiguration gekennzeichnet ist, wird die fotoempfindliche Trommel drehbar angetrieben und das walzenförmige Kontaktladeelement kann durch die Rotation der fotoempfindlichen Trommel über die Reibung gedreht werden, die zwischen der Oberfläche des leitenden Harzmaterialabschnittes des walzenförmigen Kontaktladeelementes und derjenigen der fotoempfindlichen Trommel erzeugt wird.
In dem elektrofotografischen Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung, die durch die oben beschriebene Konfiguration gekennzeichnet ist, enthält die fotoempfindliche Trommel bevorzugt eine eloxierte Aluminiumschicht, die auf deren Außenfläche vorgesehen ist, und eine auf der eloxierten Aluminiumschicht vorgesehene fotoempfindliche Materialschicht.
Die Erfindung kann mittels der folgenden Detailbeschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen noch besser verstanden werden. Dabei gilt:
1A ist eine Seitenansicht, die schematisch eine gesamte Struktur einer Bilderzeugungseinheit nach einer Ausführungsform zeigt, die mit einer Kontaktladewalze als einem Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
1B ist ein vergrößerter Querschnitt, der schematisch einen Querschnitt der Kontaktladewalze und den eines Abschnittes einer fotoempfindlichen Trommel zeigt, gegen die die Walze gedrückt wird, wobei die Trommel einen Bildträger als ein Element darstellt, das durch das Kontaktladeelement der in 1A gezeigten Bilderzeugungseinheit aufzuladen ist;
2 ist eine schematische Ansicht von einem Gerät zum Messen eines Oberflächenwiderstandes der Kontaktladewalze von 1A;
3A ist ein vergrößerter Längsschnitt, der schematisch die Beziehung eines gegenseitigen Eingriffes zwischen der Kontaktladewalze und der fotoempfindlichen Trommel zeigt, wobei die Walze und die Trommel in der Bilderzeugungseinheit der Ausführungsform vorgesehen sind und die Walze als Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
3B ist eine schematische Seitenansicht der Walze und der in 3A gezeigten Trommel;
3C ist ein vergrößerter Längsschnitt, der schematisch eine Kontaktbeziehung zwischen der Kontaktladewalze und der fotoempfindlichen Trommel zeigt, wobei die Walze und die Trommel in einer Bilderzeugungseinheit nach einer Abänderung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind und die Walze als das Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
4A ist eine Tabelle, in welcher Veränderungen in der Bilderzeugungsqualität, die durch die Bilderzeugungseinheit hervorgerufen werden, welche die Kontaktladewalze als Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt, und solche gezeigt werden, die durch die herkömmliche Bilderzeugungseinheit hervorgerufen werden, welche die herkömmliche Kontaktladewalze als Kontaktladeelement benutzt. Diese Veränderungen werden durch Ändern des Eingreifmaßes der Kontaktladewalze gegenüber der fotoempfindliche Walze bei jeder Einheit der vorliegenden Erfindung, wie auch bei der herkömmlichen Einheit verursacht;
4B ist eine Tabelle, in welcher Veränderungen in der Bilderzeugungsqualität, die durch die Bilderzeugungseinheit hervorgerufen werden, welche die Kontaktladewalze als Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt, gezeigt wird, wobei diese Veränderungen durch Ändern eines Widerstandes eines leitenden Schaumstoffabschnittes, der einen mittigen Teil eines Stangenelementes in der Kontaktladewalze umhüllt, und durch Ändern des Oberflächenwiderstandes einer Röhre eines leitenden Harzmaterialabschnittes, der den Schaumstoffabschnitt in der Kontaktladewalze umhüllt, verursacht werden;
5 ist ein schematischer Längsschnitt, der ein Verfahren zum Befestigen des röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnitts auf dem walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt zeigt, welcher die mittige Stange in der Kontaktladewalze als Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umhüllt;
6A ist ein schematischer Längsschnitt eines elektrofotografischen Bilderzeugungsgerätes, wobei das Gerät mit einer Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten ausgestattet ist, von denen jede die Kontaktladewalze als das Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
6B ist ein vergrößerter schematischer Längsschnitt von einer der in 6A gezeigten Bilderzeugungseinheiten;
7A ist ein vergrößerter schematischer Querschnitt eines herkömmlichen, bürstenförmigen Kontaktladeelementes in einem Zustand, wo es in Kontakt mit einer kreisförmigen Oberfläche einer fotoempfindlichen Trommel als einem Element ist, das durch das bürstenförmige Kontaktladeelement aufzuladen ist; und
7B ist ein vergrößerter Querschnitt eines herkömmlichen, walzenförmigen Kontaktladeelementes in einem Zustand, wo es in Kontakt mit einer kreisförmigen Oberfläche einer fotoempfindlichen Trommel als einem Element ist, das durch das walzenförmige Kontaktladeelement aufzuladen ist.
Eine Kontaktladewalze als Kontaktladeelement nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Bilderzeugungseinheiten, welche die Kontaktladewalze nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die einer Abänderung davon benutzen, und ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl der Einheiten verwendet, werden im Detail und mit Bezug zu 1A bis 6B der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Zunächst werden nun das elektrofotografische Bilderzeugungsgerät und die Bilderzeugungseinheit mit Bezug zu 6A und 6B genau beschrieben.
6A zeigt schematisch einen Längsschnitt eines elektrofotografischen Farbdruckers als das Bilderzeugungsgerät nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Drucker 31 enthält einen manuellen Zuführschacht für Papierblätter 32a, der zwischen einer geschlossenen vertikalen Stellung und einer geöffneten horizontalen Stellung in einer Vorderwand eines Außengehäuses des Druckers 31 geschwenkt werden kann, und einen zusätzlichen Ausgabeschacht für Papierblätter 32b, der zwischen einer geschlossenen vertikalen Stellung und einer geöffneten horizontalen Stellung in der Hinterwand des Außengehäuses geschwenkt werden kann. Eine Papierblattkassette 33 ist in einem unteren Abschnitt des Gehäuses abnehmbar angeordnet, und eine große Anzahl von Papierblättern P mit einer vorgegebenen Größe ist auf einer Bodenplatte 33-1 gestapelt und diese werden durch ein Antriebsteil in der Kassette nach oben befördert. Eine obere Wand des Gehäuses ist als oberste Abdeckung 34 ausgebildet, die um ihr hinteres Ende zwischen einer in 6A gezeigten geschlossenen, horizontalen Stellung und einer geöffneten vertikalen Stellung nach oben und nach unten geschwenkt werden kann. An einem vorderen Endabschnitt einer oberen Fläche der obersten Abdeckung 34 sind ein Netzschalter, eine Flüssigkeitskris tall-Anzeigevorrichtung, Eingabetasten usw. (welches nicht gezeigt wird) vorgesehen. Ein hinterer Endabschnitt der obersten Abdeckung 34 bildet einen Hauptausgabeschacht für Papierblätter 35, der zum hinteren Ende nach unten geneigt ist.
Ein Förderband für Papierblätter 36, das sich im Wesentlichen in die Richtungen nach hinten und nach vorne erstreckt, ist in der Mitte des Innenraums des Gehäuses angeordnet. Das Förderband 36 ist zwischen einer Antriebswalze 37 und einer mitgenommenen Walze 38 eingespannt, welche an zwei vorgegebenen Positionen voneinander mit Abstand versehen im der rückwärtigen und vorderen Richtung im Innenraum angeordnet sind, und welches durch die Antriebswalze 37 wie durch ein Pfeil D in 6A gezeigt zur Umdrehung gegen den Uhrzeigersinn angetrieben wird.
Vier Bilderzeugungseinheiten PU sind mit gleichen Abständen entlang eines sich oben erstreckenden Abschnitts des Bandes 36 im Innenraum des Außengehäuses angeordnet. Die vier Bilderzeugungseinheiten PU sind in ihren Strukturen identisch und enthalten jeweils eine fotoempfindliche Trommel 16, die ein Bildträger als ein Element darstellt, das durch eine Kontaktladewalze 11 als später beschriebenes Kontaktladeelement gleichmäßig aufzuladen ist.
6B zeigt einen vergrößerten Längsschnitt einer der Bilderzeugungseinheiten PU. Wie in 6B gezeigt enthält die Bilderzeugungseinheit einen Reiniger 41, eine Kontaktladewalze 11, einen Schreibkopf 43 und einen Entwickler 44, welche um die Trommel 16 herum angeordnet sind, mit Ausnahme einer Stelle, die einem unteren Ende der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 entspricht.
Der Reiniger 41, die Kontaktladewalze 11, der Schreibkopf 43 und der Entwickler 44 sind in 6B in dieser Reihenfolge entgegen dem Uhrzeigersinn um die Trommel 16 herum angeordnet und werden mit Ausnahme des Schreibkopfs 43 zusammen mit der fotoempfindlichen Trommel 16 durch eine gemeinsame Rahmeneinheit gehalten.
Die vier Schreibköpfe 43 der Bilderzeugungseinheiten PU werden an vier vorgegebenen Stellen an einer unteren Fläche der obersten Abdeckung 34 des Gehäuses gehalten und bewegen sich durch das Schwenken der obersten Abdeckung 34 nach oben und unten auf und nieder. Wenn die obersten Abdeckung 34 von der in 6A gezeigten geschlosse nen Stellung in die geöffnete Stellung geschwenkt wird, werden die vier Schreibköpfe 43 aus ihren vorgegebenen Positionen in den vier Einheiten nach oben bewegt, wobei jede der vier vorgegebenen Positionen, wie durch die Linie mit zwei Punkten und Strichen in 6B gezeigt, zwischen der Kontaktladewalze 11 und dem Entwickler 44 entsprechend um die Trommel 16 herum platziert ist. Mit einer solchen Struktur können die vier Bilderzeugungseinheiten PU ohne die vier Druckköpfe 43 zur Durchführung einer Wartung, einer Reparatur oder eines Austausches leicht aus den vier vorgegebenen Positionen im Gehäuse entfernt werden.
Während beim Betrieb jeder Bilderzeugungseinheit die fotoempfindliche Trommel 16 einmal gedreht wird, säubert der Reiniger 41 die kreisförmige Oberfläche der Trommel, lädt die Kontaktladewalze 11 die Oberfläche der Trommel gleichmäßig mit hoher negativer elektrischer Ladung elektrisch auf, wirft der Schreibkopf 43 einen Lichtstrahl auf die elektrisch geladene Oberfläche der Trommel, um ein latentes elektrostatisches Bild mit geringer elektrischer Ladung im Einklang mit den in eine Steuereinheit (später beschrieben) des Druckers durch die oben erwähnten Eingabetasten der obersten Abdeckung 34 oder durch einen mit der Steuereinheit des Druckers verbundenen Rechner (später beschrieben) eingegebenen Schreibdaten auszubilden, und entwickelt ein Entwickler 44 das latente Bild auf der Trommeloberfläche mittels Toner in ein Tonerbild.
Die vier Entwickler 44 der Bilderzeugungseinheiten enthalten Toner 51 aus verschiedenen Farben und besonders in dieser Ausführungsform enthalten die Entwickler 44 die Toner 51 aus Magenta M, Cyan C, Gelb Y und Schwarz K in einer Reihenfolge, dass die Entwickler 44 entlang des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbands 36 in dessen vorgegebener Bewegungsrichtung „D" angeordnet sind.
Jeder der Entwickler 44 enthält eine Tonerrührvorrichtung 44a, eine Tonerzuführwalze 44b, eine Entwicklerwalze 46 und ein Abstreifblech 44c. Die Tonerrührvorrichtung 44a hält den im Entwickler 44 enthaltenen Toner 51 in Bewegung, die Tonerzuführwalze 44b versorgt die Entwicklerwalze 46 mit durchgerührtem Toner, die Entwicklerwalze bringt den Toner mit der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 in Kontakt, um das latente Bild, das sich wie oben beschrieben auf der Oberfläche gebildet hat, zu entwickeln, und das Abstreifblech 44c entfernt den an der Entwicklerwalze 46 haftenden Resttoner.
Wie in 6A gezeigt hält das Papierblatt-Förderband 36 seine Spannung immer auf einem geeigneten Wert, weil ein sich unten erstreckender Abschnitt des Bandes durch die Spannwalzen 48 so nach unten gedrückt wird, dass die obere Fläche des sich oben erstreckenden Abschnittes des Förderbandes 36 zwischen der Antriebswalze 37 und der mitgenommenen Walze 38 ohne irgendwelche Wellen gespannt wird, um immer mit den unteren Enden der fotoempfindlichen Trommeln 16 der vier Bilderzeugungseinheiten in Kontakt zu sein. Ferner wird das Band 36 an vier Stellen der unteren Fläche seines sich oben erstreckenden Abschnittes durch vier elastische Übertragungselemente 45 nach oben gedrückt, wobei die vier Stellen den unteren Enden der vier fotoempfindlichen Trommeln 16 entsprechen. Bei dieser Struktur sind die vier Stellen der oberen Fläche des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36, die den unteren Enden der vier fotoempfindlichen Trommeln 16 entsprechen, mit den unteren Enden der vier Trommeln in Kontakt und bilden vier Bildübertragungsabschnitte im Drucker 31, und die vier elastischen Übertragungselemente 45 bilden vier Bildübertragungsvorrichtungen.
Der in 6A gezeigte elektrofotografische Farbdrucker 31 enthält des Weiteren eine Zuführvorrichtung für Aufzeichnungsmedien, die das Papierblatt P als eine Art von Aufzeichnungsmedium von der Papierkassette 33 am Boden des Innenraums des Außengehäuses einem vorgeschalteten Ende des sich oben erstreckenden Abschnittes des Förderbandes zuführt, wobei das vorgeschaltete Ende der mitgenommenen Walze 38 in der Mitte des Innenraums entspricht. Des Weiteren wird das Papierblatt P durch Verwendung des Bandes den oben beschriebenen vier Bildübertragungsabschnitten der oberen Fläche des sich oben erstreckenden Abschnittes des Bands 36 zugeführt.
Die Zuführvorrichtung für Aufzeichnungsmedien enthält einen Zuführpfad für Aufzeichnungsmedien 53, der sich von einem vorderen Ende der Papierkassette 33 aufwärts zu dem vorgeschalteten Ende des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36 entlang einer gekrümmten Bahn erstreckt, die den Scheitel ihrer Krümmung zu der Stirnwand des Gehäuses hin richtet. Eine Anschubwalze 55 ist nahe einem Eingang des Zuführpfades 53 angeordnet, in Übereinstimmung mit dem vorderen Ende der Papierkassette 33. Auf einer nachgeschalteten Seite der Anschubwalze 55 entlang des Zuführpfades 53 ist ein Paar Einfädelwalzen 54 angeordnet. Auf einer nachgeschalteten Seite der Einfädelwalzen 54 entlang des Zuführpfades 53, d. h. am Ausgang des Zuführpfades 53, ist ein Paar Aufnahmewalzen 52 angeordnet. Ferner wird eine Andruckwalze 49, die in der Nähe des Paars Aufnahmewalzen 52 angeordnet ist, an das vorgeschaltete Ende des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36 gedrückt.
Der in 6A gezeigte elektrofotografische Farbdrucker 31 enthält darüber hinaus eine Ausgabevorrichtung für die Aufzeichnungsmedien, die das Papierblatt von einem nachgeschalteten Ende des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36, wobei das nachgeschaltete Ende der Antriebswalze 37 in der Mitte des Innenraums entspricht, auf den zusätzlichen Ausgabeschacht 32b in der Rückwand des äußeren Gehäuses oder den Hauptausgabeschacht für Papierblätter 35 in der obersten Abdeckung 34 des Gehäuses zu ausgibt. Die Ausgabevorrichtung enthält einen Ausgabepfad für Aufzeichnungsmedien 57, der sich von einem nachgeschalteten Ende des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36 durch den zusätzlichen Ausgabeschacht für Papierblätter 32b bis zu dem Hauptausgabeschacht für Papierblätter 35 entlang einer gekrümmten Bahn erstreckt, deren Krümmungsscheitel nach hinten gerichtet ist. Ein Trennelement für Papierblätter (nicht gezeigt) ist in der Nähe des nachgeschalteten Endes des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36 angeordnet, das sich nahe dem Eingang des Ausgabepfades 57 befindet. Zwischen dem nachgeschalteten Ende des sich oben erstreckenden Abschnitts des Förderbandes 36 und dem zusätzlichen Ausgabeschacht 32b ist entlang des Ausgabepfades 57 eine Bildfixiervorrichtung 56 angeordnet, und ein Paar Ausgabewalzen 58 sind am Ausgang des Ausgabepfads 57 angeordnet, um das Papierblatt wirksam aus dem Ausgang des Pfades 57 auf den Hauptausgabeschacht 35 zu ziehen.
Der in 6A gezeigte elektrofotografische Farbdrucker 31 enthält des Weiteren im Innenraum des Außengehäuses zwischen dem Förderband 36 für Papierblätter, das in der Mitte des Innenraums platziert ist, und Papierkassette 33, die am Boden des Innenraums angebracht ist, eine Steuereinheit 59. Die Steuereinheit 59 besitzt verschiedene elektrische und elektronische Schaltkreise zum Steuern des Betriebs des Druckers 31.
Der elektrofotografische Farbdrucker 31 beginnt seinen Betrieb, wenn der oben erwähnte Netzschalter (nicht gezeigt) angeschaltet ist und Druckdaten einschließlich des gewünschten Papierblattmaterials P, dessen Anzahl, des gewünschten Druckmodus und anderen Informationen durch die oben beschriebenen Eingabetasten an der obersten Abdeckung 34 des Druckers 31 oder durch den mit der Steuereinheit 59 verbundenen Computer in die Steuereinheit 59 eingegeben werden.
Zuerst wird das oberste Blatt Papier aus der großen Anzahl von Papierblättern P aus der Papierkassette 33 auf der Bodenplatte 33-1 dem Eingang des Zuführpfades für Aufzeichnungsmedien 53 durch die Anschubwalze 55 zugeführt. Das Paar Papiereinfädelwalzen 54 am Eingang des Pfades 53 klemmt das von der Kassette 33 entnommene Papierblatt P ein und führt das Papierblatt dem Paar Aufnahmewalzen 52 zu. Das Papierblatt P von den Einfädelrollen 54 stößt mit seiner Vorderkante so an eine Kontaktlinie zwischen den Aufnahmewalzen, dass ein Schräglauf korrigiert wird, und das Zuführen des Papierblattes P durch die Einfädelwalzen vorübergehend angehalten wird.
Während des vorübergehenden Anhaltens der Zuführung des Papierblattes P wird der Umlauf des Förderbandes 36 durch die Antriebswalze 37 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie durch Pfeil D in 6A gezeigt wird, begonnen. Ferner beginnen die fotoempfindliche Trommel 16 und die Entwicklerwalzen 46, die wie in 6B gezeigt beide in jeder der vier Bilderzeugungseinheiten PU vorgesehen sind, ihre vorgegebenen Drehungen im Uhrzeigersinn bei einer Zeiteinstellung, bei der das auf der Trommel 16 einer jeden Bilderzeugungseinheit PU ausgebildete Tonerbild an jeder der vier Bildübertragungsabschnitten auf das Papierblatt P übertragen werden wird, während das Papierblatt P durch das Förderband 36 voranbewegt wird.
Nachdem die Aufnahmewalzen 52 ihre Drehung begonnen haben, wird das Papierblatt P durch die Andruckwalze 49 an das vorgeschalteten Ende des sich oben erstreckenden Abschnittes des Förderbandes 36 gedrückt und die Andruckwalze 49 legt eine das Papier anziehende Vorspannung so an das Papierblatt P, dass das Papierblatt elektrostatisch wirksam von der oberen Fläche des sich oben erstreckenden Abschnittes des Bandes 36 angezogen wird. Als ein Ergebnis davon werden die Tonerbilder der vier Farben, die durch die vier Bilderzeugungseinheiten ausgebildet wurden, an den vier Übertragungsabschnitten sicher und ohne Positionsfehler auf die vorgegebenen vier Positionen des Papierblattes übertragen.
Das Papierblatt P, auf das mindestens ein Farbtonerbild von den vier Farbtonerbildern im Einklang mit den Druckdaten übertragen worden ist, wird durch das Trennelement (nicht gezeigt) am nachgeschalteten Ende von der oberen Fläche des sich oben erstreckenden Abschnittes des Förderbandes 36 getrennt und dann durch die Fixiervorrichtung 56 bewegt, an der das mindestens eine auf das Papierblatt P übertragene Farbtonerbild auf dem Papierblatt P fixiert wird, indem durch die Fixiervorrichtung 56 Hitze auf das Tonerbild aufgebracht wird. Das durch die Fixiervorrichtung 56 gelaufene Papierblatt P wird von dem Ausgabepfad 57, wenn der zusätzliche Ausgabeschacht 32b sich in seiner geöffneten horizontalen Stellung (oben beschrieben, aber nicht gezeigt) befindet, an den zusätzliche Ausgabeschacht 32b oder an den Hauptausgabeschacht 32 ausgegeben, wenn der zusätzliche Ausgabeschacht in seiner geschlossenen vertikalen Stellung (oben beschrieben und in 6A gezeigt) angeordnet ist, wobei das Papierblatt P mit dem darauf fixierten mindesten einem Tonerbild in den zusätzlichen Schacht 32b mit dem Bild nach oben und das Papierblatt P mit dem darauf fixierten mindestens einem Tonerbild in dem Hauptausgabeschacht 35 mit dem Bild nach unten abgelegt wird.
Wie in 1B gezeigt enthält die Kontaktladewalze 11 jeder der vier Bilderzeugungseinheiten PU des in 6A gezeigten elektrofotografischen Farbdruckers 31 eine rund geformte Metallstange 11-1 als ein mittiger Teil, einen walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt 11-2, der die runde Stange umhüllt, und einen röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnitt 11-3, der den leitenden Schaumstoffabschnitt umhüllt. Und wie in 1A gezeigt ist eine Hochspannungsstromversorgung 12 mit der runden Stange 11-1 verbunden. Die Rundstange ist aus Edelstahl hergestellt und besitzt einen Durchmesser von 6 mm. Der leitende Schaumstoffabschnitt 11-2 wird aus Polyurethanschaum gemacht, der durch eine Reaktion von Polyol mit Isocyanat gebildet wird, und enthält Kohlestoffteilchen als leitende Partikel, damit der Schaumstoffabschnitt einen elektrischen Widerstand von 10³ Ω erhält. Der leitende Harzmaterialabschnitt 11-3 wird aus einer leitenden Nylonröhre hergestellt, die durch Strangpressen gebildet wird und eine Dicke von 100 μm und einen Oberflächenwiderstand von 5 × 10⁶ Ω/⧠ aufweist.
Die Kontaktladewalze 11 besitzt als Ganzes einen Außendurchmesser von 10 mm, eine Härte von Asker F 80° und einen elektrischen Widerstand von 1 × 10⁶ Ω.
2 zeigt ein Gerät zum Messen des Oberflächenwiderstandes der Kontaktladewalze 11. In diesem Messgerät wird an jedem der beiden Enden der Metallstange 11-1 eine Last von 500 g aufgebracht, wobei die beiden Enden, die in Längsrichtung der Walze 11 von den leitenden Schaumstoff- und Harzmaterialabschnitten 11-2 und 11-3 so vorstehen, dass die kreisförmige Fläche der Walze in Kontakt mit der Messelektrode ist 13. Eine Stromquelle 14 mit 10 V Ausgangsspannung ist mit der Messelektrode 13 und mit der Metallstange 11-1 über ein Amperemeter 15 verbunden. Zu dieser Zeit zeigt das Amperemeter 15 den Widerstand von 1 × 10⁶ Ω als denjenigen der Kontaktladewalze 11 an.
3A zeigt schematisch eine ineinander greifende Beziehung zwischen der Kontaktladewalze 11 und der fotoempfindlichen Trommel 16 in jeder der vier Bilderzeugungseinheiten PU des in 6A gezeigten elektrofotografischen Farbdruckers 31 und 3B zeigt schematisch eine Seitenansicht der Ladewalze 11 und der in 3A gezeigten Trommel 16.
Wie in 3A und 3B zu sehen ist, wird ein die Trommel haltender Schaft 17 der fotoempfindlichen Trommel 16 an seinen beiden Enden durch ein Paar Lager 18a an der Rahmeneinheit 18 (siehe 6B) der Bilderzeugungseinheit PU drehbar gehalten. Ein Trommelgetriebe 19 ist an dem die Trommel haltenden Schaft 17 an einem Ende der fotoempfindlichen Trommel 16 befestigt und wird von einem Antriebssystem (nicht gezeigt) des Druckers 31 auswählbar drehbar angetrieben. Beide Enden 21 der Kontaktladewalze 11 sind auch durch ein Paar Lager 22 an der Rahmeneinheit 18 (siehe 6B) der Bilderzeugungseinheit PU drehend gehalten, und ein Ritzel 23, das an einem der beiden Enden 21 der Kontaktladewalze 11 angebracht ist, ist so im Eingriff mit dem Trommelgetriebe 19, dass die Ladewalze 11 durch die Rotation des Trommelgetriebes 19 drehbar angetrieben wird.
Alternativ kann wie in 3C gezeigt die Kontaktladewalze 11 durch die Rotation des Trommelgetriebes 19 über eine Reibung drehbar angetrieben werden, die zwischen der Oberfläche der Walze 11 und der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 erzeugt wird. Bei dieser Abänderung besitzt eines der beiden Enden 21 der Kontaktladewalze 11 kein Ritzel 23, das in der einen oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, und das oben beschriebene eine der beiden Enden 21 der Kontaktladewalze 11 wird nur durch ein Lager 20 drehbar gehalten, das an dem Rahmen 18 vorgesehen ist. Eine Struktur für eine Kontaktbeziehung zwischen der Kontaktladewalze 11 und der fotoempfindlichen Trommel 16 in der in 3C gezeigten Modifikation ist einfacher, als die für eine gegenseitig ineinander greifende Beziehung in der oben beschriebenen und in 3A und 3B gezeigten einen Ausführungsform.
In jeder der vier Bilderzeugungseinheiten PU des Druckers 31 der vorliegenden Ausführungsform wird die Kontaktladewalze 11 so gegen die kreisförmige Oberfläche der Trommel 16 gedrückt, dass die Ladewalze 11 mit ihrer Oberfläche die kreisförmige Oberfläche der Trommel 16 mit 0,4 mm fasst. Die Hochspannungsstromversorgung 12 legt eine Ladespannung, die erzeugt wird, indem eine Gleichstromspannung V_DC (etwa –700 V) über eine Wechselstromspannung V_AC (deren Frequenz etwa 1300 Hz ist) mit einer Spitze-Spitze-Spannung V_PP von etwa 1400 V bis 1500 V überlagert wird, an die mittige Metallstange 11-1 so an, dass ein Ladungspotential der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 auf etwa –650 V eingestellt wird.
Nachdem die kreisförmige Oberfläche der Trommel 16 wie oben beschrieben durch die Kontaktladewalze 11 gleichmäßig aufgeladen wurde, versuchen die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Bild auf dem Aufzeichnungspapier auszubilden, z. B. aus Halbtonpunkten, das über seinen ganzen Bereich gleichmäßig ist, und es kann eine sehr feine Qualität eines Halbtonbildes erreicht werden. Das heißt, es gibt keine Fehler im Bild auf dem Aufzeichnungspapier. Genauer gesagt, wird nicht nur kein weißer Gürtel oder Linie im Mittelabschnitt des Bildes ausgebildet, dem Mittelabschnitt, der dem länglichen Mittelabschnitt der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 16 entspricht, von dem der längliche Mittelabschnitt der Kontaktladewalze 11 durch die Krümmung der Ladewalze verlassen wird, sondern es werden auch kaum weiße Punkte gefunden, die durch einen unzureichenden Kontakt der Ladewalze 11 mit der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 16 verursacht werden.
In dieser Ausführungsform enthält die fotoempfindliche Trommel 16 einen leitenden, aus Aluminium gebildeten Trommelgrundkörper 16-1, eine auf dem leitenden Trommelgrundkörper 16-1 ausgebildete eloxierte Aluminiumschicht 16-2 mit einer Dicke von 5 μm, eine Unterschicht 16-3 aus synthetischem Harz mit einer Dicke von 2 μm, die auf der eloxierten Aluminiumschicht 16-2 ausgebildet ist, und eine auf der Unterschicht aus Harz 16-3 ausgebildete fotoempfindliche Schicht 16-4. Ein Gesamtwiderstand der eloxierten Aluminiumschicht 16-2 und der Unterschicht aus Harz 16-3 wird so hoch eingestellt, z. B. im Bereich von 109 Ω bis 10¹⁰ Ω, dass er die Charakteristiken der fotoempfindlichen Trommel 16 (z. B. eine Ladecharakteristik und eine Fotoleitfähigkeit, wenn die Trommel mit Licht belichtet wird) nicht verringert. Der oben beschriebene hohe Widerstand verhindert, dass elektrische Ladungen mit hoher Spannung, die durch die Kontaktladewalze 11 gleichmäßig auf die fotoempfindliche Schicht geladen werden, und Transportladungen mit geringer Spannung, die sich in den gleichmäßig geladenen elektrischen Ladungen durch dem Licht-Aussetzen von mindestens einem Abschnitt der gleichmäßig geladenen elektrischen Ladungen ausbilden, von der fotoempfindlichen Schicht 16-4 abfließen. Da ferner die eloxierte Aluminiumschicht 16-2 eine sehr hohe Härte aufweist, werden die eloxierte Aluminiumschicht 16-2 und die leitende Trommelgrundform 16-1 nicht beschädigt, auch wenn die kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 16 geschädigt wird.
Nachfolgend wird im Detail erläutert, wie die oben beschriebene Anordnung und Struktur der Kontaktladewalze 11 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingestellt wird.
Zunächst wird eine andere Kontaktladewalze mit derselben Struktur und Größe wie die der Kontaktladewalze 11 nach der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, jedoch mit unterschiedlicher Härte hergestellt. Genauer gesagt ist die Härte der anderen Kontaktladewalze insgesamt Asker C 45°, was insgesamt dieselbe wie bei der zuvor erwähnten, im japanischen Patent Nr. 2.632.899 beschriebenen, herkömmlichen Kontaktladewalze ist, und die Härte der Kontaktladewalze 11 nach der einen oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt Asker F 80°. Es ist zu bemerken, dass Asker C zur Bestimmung der Härte von etwas mit relativ hoher Härte benutzt wird, Asker F zur Bestimmung für etwas mit geringer Härte verwendet wird und die Härte von etwas mit einer relativ geringen Härte wird nicht durch Asker C gemessen werden. Als nächstes wird die andere Kontaktladewalze in einer Bilderzeugungseinheit eines Druckers eingebaut, wobei die Struktur der Bilderzeugungseinheit dieselbe wie bei der in 6B gezeigten Bilderzeugungseinheit PU und gemäß der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und der Drucker nur eine oben beschriebene Bilderzeugungseinheit aufweist.
Durch den Gebrauch des Druckers werden Bild erzeugende Wirkungen vielmals ausgeführt, wobei sich das Eingreifmaß der anderen Kontaktladewalze in die kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel ändert. 4 zeigt Druckqualitäten, wie sie der Drucker bei Änderung des Eingreifmaßes liefert. Um diese vergleichen zu können zeigt 4A ferner Druckqualitäten, die ein Drucker liefert, in dem nur eine Bilderzeugungseinheit benutzt wird, und diese Bilderzeugungseinheit ist dieselbe wie die in 6B gezeigte Bil derzeugungseinheit PU, welche die Kontaktladewalze 11 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt.
In 4A kann der Drucker, der die Kontaktladewalze 11 (Asker F –80°) benutzt, gute Druckqualitäten vorweisen, wenn das Eingreifmaß auf 0,2 mm, 0,4 mm und 0,7 mm, aber nicht bei 0 mm eingestellt ist, weil dann wegen einem unzureichenden Kontakt der Kontaktladewalze 11 mit der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 in dem Bild viele weiße Punkte erzeugt werden. Im Gegensatz dazu kann der Drucker, der die andere Kontaktladewalze (Asker C –45°) benutzt, in allen Fällen keine guten Druckqualitäten erzielen, wo das Eingreifmaß auf 0 mm, 0,2 mm, 0,4 mm und 0,7 mm eingestellt ist, weil in den Fällen, wo das Eingreifmaß auf 0,1 mm und 0,2 mm eingestellt ist, wegen dem unzureichenden Kontakt der anderen Kontaktladewalze insgesamt mit der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 auf dem Bild viele weiße Punkte ausgebildet werden, und es wird wegen dem unzureichenden Kontakt des länglichen Mittelabschnittes der anderen Kontaktladewalze mit der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 im Bild ein weißer Gürtel oder Linie ausgebildet, was durch die Durchbiegung der anderen Kontaktladewalze verursacht wird.
Damit die Kontaktladewalze 11 eine gute Ladecharakteristik bekommt, d. h. der Drucker, der die Kontaktladewalze 11 benutzt, eine gute Druckqualität erzielt, müssen jeweils beide Widerstände des leitenden Harzmaterialabschnittes 11-3 und des leitenden Schaumstoffabschnittes 11-2 in geeigneten Bereichen eingestellt werden. Und dieser Bereich wurde durch einen Versuch, den die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgeführt haben, bestimmt. 4B zeigt ein Ergebnis des Versuches und zeigt genauer gesagt eine Beziehung zwischen der Ladecharakteristik der Kontaktladewalze 11, d. h. der Druckqualität des durch den Drucker auf dem Aufzeichnungspapier erzeugten Bildes, einer Veränderung des Oberflächenwiderstandes des röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnittes 11-3 und einer Veränderung des Widerstandes des leitenden Schaumstoffabschnittes 11-2.
Wie in 4B gezeigt wird eine gute Ladecharakteristik der Kontaktladewalze 11, d. h. eine gute Druckqualität des durch den Drucker auf dem Aufzeichnungspapier erzeugten Bildes, erzielt, wenn der Oberflächenwiderstand des leitenden Harzmaterialabschnittes 11-3 sich im Bereich von 1 × 10⁵ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ und der Widerstand des leitenden Schaumstoffabschnittes 11-2 sich in einem Bereich von 9 × 10⁵ Ω/⧠ bevorzugt 9 × 10⁴ Ω/⧠ bewegt. Der leitende Harzmaterialabschnitt 11-3 mit einen Oberflächenwiderstand von 10⁴ Ω/⧠ oder weniger kann nicht ausgeführt werden, weil er zu viel Kohlestoffteilchen enthalten muss, um den elastischen, leitenden Harzmaterialabschnitt 11-3 auszubilden.
5 zeigt ein Verfahren, durch das der röhrenförmige, leitende Harzmaterialabschnitt 11-3 an dem leitenden Schaumstoffabschnitt 11-2 befestigt wird, ohne die gute Ladecharakteristik der Kontaktladewalze 11 zu beeinflussen. Nach diesem Verfahren werden beide Längsenden des röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnitts 11-3 an beiden Längsenden C der kreisförmigen Oberfläche des leitenden Schaumstoffabschnittes 11-2 durch einen Klebstoff 24 befestigt, und die beiden Längsenden C der kreisförmigen Oberfläche des leitenden Schaumstoffabschnittes 11-2 sind an beiden Außenseiten eines Mittelabschnittes B der kreisförmigen Oberfläche angeordnet, der einem Bilderzeugungsbereich der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 16 (in 1B gezeigt) entspricht. Das heißt, die beiden Längsenden C entsprechen den beiden Längsenden der kreisförmigen Oberfläche des Schaumstoffabschnittes 11-2 und entsprechen ferner den bildfreien Bereichen, die an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches auf der kreisförmigen Oberfläche der Trommel 16 angeordnet sind. Und durch das Herstellen des röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnitts 11-3 unabhängig von dem leitenden Schaumstoffabschnitt 11-2 auf der mittigen Stange 11-1 und durch das Befestigen des röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnittes auf der kreisförmigen Oberfläche des leitenden Schaumstoffabschnitts 11-2 mit dem Kleber 24 kann, auch wenn die Kontaktladewalze die zwei Schichten besitzt, d. h. den leitenden Schaumstoffabschnitt 11-2 und den leitenden Harzmaterialabschnitt 11-3, die Kontaktladewalze 11 einfach und preiswert ausgebildet werden. Da die Härte der Kontaktladewalze als Ganzes, wie oben im Detail beschrieben, in der vorliegenden Erfindung bevorzugt bei Asker F 90° oder weniger eingestellt wird, kann die Kontaktladewalze mit der kreisförmigen Oberfläche des Bildträgers auch dann gleichmäßig in Kontakt sein, wenn die Walze mit einem kleineren Durchmesser als bei einer herkömmlichen gestaltet wird, so dass die Kontaktladewalze der vorliegenden Erfindung die kreisförmige Oberfläche des Bildträgers gleichförmig aufladen kann, um am Bildträger für ein gutes Bild zu sorgen, wobei die Bilderzeugungseinheit, welche die Kontaktladewalze verwendet, und das elektrofotografische Bilderzeugungsgerät mit geringen Außenabmessungen ausgebildet werden können.
Da der Bildträger der Bilderzeugungseinheit der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine eloxierte Aluminiumschicht als Sperrschicht und die auf der eloxierten Aluminiumschicht vorgesehene fotoempfindliche Schicht besitzt, und da ferner der Bildträger der einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Harzunterschicht als zusätzliche Sperrschicht aufweist, welche auf der eloxierten Aluminiumschicht aber unter der fotoempfindlichen Schicht vorgesehen ist, wird die Stehspannung des Bildträgers erhöht und ein Ladungsverlust vom Bildträger wird verhindert, so dass die Haltbarkeit des Bildträgers gesteigert wird, wobei seine gute Bild erzeugende Leistung erhalten bleibt.
Da bei der vorliegenden Erfindung des Weiteren der röhrenförmige, leitende Harzmaterialabschnitt bevorzugt beide Endbereiche besitzt, die den bildfreien Bereichen des Bildträgers außerhalb seines Bilderzeugungsbereiches entsprechen, und an seinen beiden Endbereichen am walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt durch Kleber befestigt wird, ist die Herstellung der leitenden Ladewalze einfach und wird die Bilderzeugungsqualität des Bildträgers nicht beeinflussen.

Claims

Kontaktladeelement (11), das auf einem mittigen Teil (11-1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: einen leitenden Schaumstoffabschnitt (11-2), der das mittige Teil umhüllt und einen elektrischen Widerstand von 9 × 10⁵ Ω aufweist; und einen leitenden Harzmaterialabschnitt (11-3), der den leitenden Schaumstoffabschnitt umhüllt und der benutzt wird, um in Kontakt mit einem Element (16) zu sein, das durch das Kontaktladeelement aufgeladen werden soll, wobei der leitende Harzmaterialabschnitt leitende Stoffe enthält und einen elektrischen Oberflächenwiderstand in einem Bereich von 1 × 10⁵ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ besitzt, und eine Härte des Kontaktladeelementes Asker F 90° oder weniger beträgt.
Ein Kontaktladeelement nach Anspruch 1, bei dem der leitende Schaumstoffabschnitt (11-2) eine Walzenform hat, der leitende Harzmaterialabschnitt (11-3) die Form einer Röhre besitzt, und das Kontaktladeelement (11) walzenförmig ist.
Kontaktladeelement nach Anspruch 2, bei dem das aufzuladende Element (16) ein Bildträger mit einer Oberfläche ist, die einen Bilderzeugungsbereich (B), auf dem ein Bild ausgebildet wird, und bildfreie Bereiche (C) besitzt, die an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches angeordnet sind, der röhrenförmige, leitende Harzmaterialabschnitt (11-3) zwei Enden besitzt, die den bildfreien Bereichen des Bildträgers (16) entsprechen, und der mit seinen beiden Enden an dem walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt (11-2) durch einen Klebstoff (24) befestigt ist.
Bilderzeugungseinheit (PU), die umfasst: einen Bildträger (16); und ein Kontaktladeelement (11), welches mit einer Oberfläche des Bildträgers in Kontakt ist und die Oberfläche des Bildträgers gleichmäßig elektrisch auflädt, wobei die Bilderzeugungseinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass das Kontaktladeelement (11) auf einem mittigen Teil (11-1) angebracht ist und enthält: einen leitenden Schaumstoffabschnitt (11-2), der das mittige Teil umhüllt und einen elektrischen Widerstand von 9 × 10⁵ Ω oder weniger aufweist, und einen leitenden Harzmaterialabschnitt (11-3), der den leitenden Schaumstoffabschnitt umhüllt und mit dem Bildträger in Kontakt ist, wobei der leitende Harzmaterialabschnitt leitende Stoffe enthält und einen elektrischen Oberflächenwiderstand im Bereich von 1 × 10⁵ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ besitzt, und eine Härte des Kontaktladeelementes Asker F 90° oder weniger beträgt.
Bilderzeugungseinheit nach Anspruch 4, bei der der leitende Schaumstoffabschnitt (11-2) des Kontaktladeelementes (11) eine Walzenform aufweist, der leitende Harzmaterialabschnitt (11-3) des Kontaktladeelementes eine Röh renform besitzt, das Kontaktladeelement walzenförmig ist, und der Bildträger (16) die Form einer Trommel hat.
Bilderzeugungseinheit nach Anspruch 5, bei der der Bildträger (16) eine Oberfläche mit einem Bilderzeugungsbereich (B), auf dem ein Bild geformt wird, und bildfreie Bereiche (C) enthält, die an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches angeordnet sind, der ringförmige, leitende Harzmaterialabschnitt (11-3) zwei Enden hat, die den bildfreien Bereichen des Bildträgers entsprechen, und der mit den beiden Enden am walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt (11-2) durch einen Kleber (24) befestigt ist.
Bilderzeugungseinheit nach Anspruch 5, bei welcher der trommelförmige Bildträger (16) drehbar angetrieben wird, und das walzenförmige Kontaktladeelement (11) durch die Rotation des trommelförmigen Bildträgers über Reibung gedreht wird, die zwischen der Oberfläche des leitenden Harzmaterialabschnittes (11-3) des walzenförmigen Kontaktladeelementes und der des trommelförmigen Bildträgers erzeugt wird.
Bilderzeugungseinheit nach Anspruch 5, bei welcher der Bildträger (16) eine Aluminiumtrommel mit einer eloxierten Aluminiumschicht (16-2), die an deren Außenfläche vorgesehen ist und eine Schicht aus fotoempfindlichem Material (16-4) enthält, die auf der eloxierten Aluminiumschicht vorgesehen ist.
Elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät (31), welches umfasst: einen Bildträger (16), der eine fotoempfindliche Trommel mit einer kreisförmigen Oberfläche enthält; ein walzenförmiges Kontaktladeelement (11), das mit der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel (16) in Kontakt ist und die kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel gleichmäßig elektrisch auflädt; eine Belichtungsvorrichtung (43), welche die gleichmäßig aufgeladene, kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel mit einem gewünschten Bild belichtet; eine Entwicklungsvorrichtung (44), welche das belichtete gewünschte Bild auf der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel entwickelt; eine Zuführvorrichtung für Aufzeichnungsmedien (33, 55, 53, 54, 52, 49, 37, 38, 36), welche dem entwickelten gewünschten Bild auf der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel ein Aufzeichnungsmedium (P) zuführt; eine Übertragungsvorrichtung (45), welche das entwickelte gewünschte Bild von der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel auf das zugeführte Aufzeichnungsmedium übertragt; und eine Ausgabevorrichtung für das Aufzeichnungsmedium (57, 32b, 58, 5), die das Aufzeichnungsmedium herausgibt, auf welches das entwickelte gewünschte Bild von der kreisförmigen Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel übertragen worden ist, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, dass das walzenförmige Kontaktladeelement (11) an einem mittigen Teil (11-1) vorgesehen ist und enthält: einen walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt (11-2), welcher das mittige Teil umhüllt und einen elektrischen Widerstand von 9 × 10³ Ω oder weniger aufweist, und einen röhrenförmigen, leitenden Harzmaterialabschnitt (11-3), welcher den lei tenden Schaumstoffabschnitt umhüllt und mit dem Bildträger (16) in Kontakt ist, wobei der leitende Harzmaterialabschnitt leitende Stoffe enthält und einen elektrischen Oberflächenwiderstand in einem Bereich von 1 × 10¹³ Ω/⧠ bis 9 × 10⁷ Ω/⧠ besitzt, und eine Härte des walzenförmigen Kontaktladeelementes Asker F 90° oder weniger beträgt.
Elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 9, bei dem die kreisförmige Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel (16) einen Bilderzeugungsbereich (B), auf dem ein Bild geformt wird, und bildfreie Bereiche (C) besitzt, die an beiden Außenseiten des Bilderzeugungsbereiches angeordnet sind, der röhrenförmige, leitende Harzmaterialabschnitt (11-3) des walzenförmigen Kontaktladeelementes (11) zwei Enden besitzt, die den bildfreien Bereichen der fotoempfindlichen Trommel entsprechen, und der mit den beiden Enden am walzenförmigen, leitenden Schaumstoffabschnitt (11-2) durch einen Klebstoff (24) befestigt ist.
Elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 9, bei dem die fotoempfindliche Trommel (16) drehbar angetrieben wird, und das walzenförmige Kontaktladeelement (11) durch die Rotation der fotoempfindlichen Trommel über Reibung gedreht wird, die zwischen der Oberfläche des leitenden Harzmaterialabschnittes (11-3) des walzenförmigen Kontaktladeelementes und derjenigen der fotoempfindlichen Trommel erzeugt wird.
Elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 9, bei dem die fotoempfindliche Trommel (16) eine eloxierte Aluminiumschicht (16-2), die an deren Außenfläche vorgesehen ist, und eine Schicht aus fotoempfindlichen Material (16-4) enthält, die auf der eloxierten Aluminiumschicht vorgesehen ist.