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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie
ein Kopiergerät,
einen Drucker oder ein Faxgerät.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine solche Bilderzeugungsvorrichtung,
die mit einer Aufladevorrichtung versehen ist, welche von einer
magnetischen Bürste
Gebrauch macht, die mit dem Bildträgerelement der Bilderzeugungsvorrichtung
in Kontakt bringbar ist.
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Allgemein
gesagt, findet bei herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtungen
eine Aufladevorrichtung auf Koronabasis als Einrichtung zum Aufladen eines
Bildträgerelementes,
wie eines lichtempfindlichen elektrofotografischen Elementes, eines
statisch aufladbaren dielektrischen Elementes u.ä., Verwendung.
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In
den letzten Jahren sind Aufladevorrichtungen vom Kontakttyp in die
Praxis eingeführt
worden, da sie mit ei ner geringen Ozonerzeugung, einem geringen
Stromverbrauch u.ä.
verbunden sind. Diese Aufladevorrichtungen vom Kontakttyp verwenden
ein System, das ein Bildträgerelement,
d.h. ein aufzuladendes Element, auflädt, indem es ein Aufladeelement,
das mit einer Spannung beaufschlagt wird, mit dem Bildträgerelement
in Kontakt bringt. Von diesen Vorrichtungen wurden diejenigen, bei
denen ein Aufladesystem auf Walzenbasis Verwendung findet, das von
einer elektrisch leitenden Walze Gebrauch macht, aufgrund ihrer
Zuverlässigkeit
besonders bevorzugt.
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Im
Falle eines Aufladesystems auf Walzenbasis wird jedoch ein Bildträgerelement
durch elektrische Entladung von einem Aufladeelement auf das Bildträgerelement
aufgeladen. Daher besteht das Problem, daß die elektrische Ladung, die
das Bildträgerelement
empfängt,
in Abhängigkeit
von Änderungen
der Umgebung im Potentialniveau variiert. Dies ist deswegen der
Fall, weil Umgebungsänderungen den
elektrischen Widerstand der Aufladewalze und des Bildträgerelementes
beeinflussen.
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Es
sind daher Anstrengungen unternommen worden, um dieses Problem zu
lösen.
Beispielsweise beschreibt die japanische Patentanmeldung Nr. 66150/1993
o.ä. ein
Aufladesystem, das relativ immun gegenüber Umweltänderungen ist und gemäß dem ein
Bildträgerelement
aufgeladen wird, indem eine Spannung an ein elektrisch leitendes
Aufladeelement vom Kontakttyp gelegt wird, um eine elektrische Ladung
in Fangstellen zu injizieren, die in der Umfangsfläche eines
Bildträgerelementes
vorhanden sind.
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Dieses
Ladungsinjektionssystem ist relativ unabhängig von Umgebungsveränderungen
und hängt
darüber
hinaus nicht von einer elektrischen Entladung ab. Daher besitzt
es die Vorteile, daß das Potentialniveau
der zur Aufladung des Bildträgerelementes
anzulegenden Spannung nur ungefähr
so hoch sein muß wie
das Potentialniveau, auf das das Bildträgerelement aufgeladen werden
soll. Darüber hinaus
erzeugt es kein Ozon, das die Lebensdauer des Bildträgerelementes
verringert.
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Als
leitendes Aufladeelement vom Kontakttyp kann beispielsweise eine
Pelzbürste,
eine magnetische Bürste
u.ä. Verwendung
finden. Eine Pelzbürste
ist jedoch mit dem Phänomen
verbunden, daß sich
ihr Aufladeverhalten infolge eines Zusammenfallens der einzelnen
Haare der Pelzbürste,
das wahrscheinlich auftritt, wenn der kumulative Gebrauch der Pelzbürste zunimmt
oder die Pelzbürste über einen langen
Zeitraum nicht benutzt wird, verschlechtert, während eine magnetische Bürste ein
derartiges Phänomen
nicht besitzt, so daß sie
ein zuverlässigeres
Aufladeverhalten als die Pelzbürste
besitzt.
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Bei
der in 11 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung,
bei der das lichtempfindliche elektrofotografische Element 100 in
der Form einer Trommel durch Anordnung der elektrisch leitenden
magnetischen Partikel 102 (hiernach als "magnetische Partikel" bezeichnet), die
auf der Hülse 101 der
Aufladevorrichtung auf Magnetbürstenbasis
angeordnet sind, in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element 100 aufgeladen
wird, entspricht die durch die Hülse 101,
die magnetischen Partikel 102 und das licht empfindliche
Element 100 gebildete elektrische Schaltung einer elektrischen
Reihenschaltung, die aus einem Widerstand R und einem Kondensator
C besteht, wie in 11 gezeigt. Bei einem idealen
Ladungsinjektionsprozeß auf
Basis der magnetischen Partikel 102 steigt das elektrische
Potential eines vorgegebenen Punktes der Umfangsfläche des
lichtempfindlichen Elementes auf einen Pegel an, der im wesentlichen
dem Potentialniveau der angelegten Spannung entspricht, wenn der
Kondensator C aufgeladen wird, während
der vorgegebene Punkt der Umfangsfläche des lichtempfindlichen
Elementes 100 mit den magnetischen Partikeln 102 in
Kontakt steht (Breite des Aufladespaltes x Umfangsgeschwindigkeit
der lichtempfindlichen Trommel).
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In
den letzten Jahren sind aus Gründen
der Größenverringerung
und Vereinfachung und aus Gründen
der Verhinderung der Erzeugung von Abfalltoner, d.h. aus Umweltgründen, reinigerfreie
Systeme in praktischen Gebrauch genommen worden, die über eine
Entwicklungsvorrichtung die Tonerpartikel, die auf der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 nach der Bildübertragung
zurückbleiben,
zurückgewinnen.
Wenn jedoch eine Aufladevorrichtung auf Magnetbürstenbasis als Aufladevorrichtung
in einer reinigerfreien Bilderzeugungsvorrichtung Verwendung findet,
mischen sich die Tonerpartikel in die magnetische Bürste, die
aus magnetischen Partikeln besteht, wodurch allmählich der elektrische Widerstand
der magnetischen Bürste
erhöht wird.
Genauer gesagt, bei einer reinigerfreien Bilderzeugungsvorrichtung
werden die Tonerpartikel, die auf der Umfangsfläche der licht empfindlichen
Trommel 1 verbleiben, zeitweise von der Aufladevorrichtung
auf magnetischer Basis zurückgewonnen,
um das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 durch den vorhergehenden
Bilderzeugungszyklus verbleibende Bildmuster zu löschen. Infolgedessen
wird der Widerstand der Aufladevorrichtung größer.
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Daher
wird keine ausreichende Menge an elektrischer Ladung von der magnetischen
Bürste auf
die lichtempfindliche Trommel 1 im Aufladespalt übertragen,
so daß das
Niveau des elektrischen Potentials der Umfangsfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 nach
Passieren des Aufladespaltes geringer ist als das Potentialniveau
der angelegten Spannung (hiernach wird die Differenz des Potentialniveaus
zwischen der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 und der angelegten Spannung
als "ΔV" bezeichnet).
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Wenn
das Oberflächenpotentialniveau
der lichtempfindlichen Trommel 1 ohne das Vorhandensein
einer Einrichtung zum Detektieren des Oberflächenpotentialniveaus der lichtempfindlichen
Trommel 1 und einer Einrichtung zum Steuern der Entwicklungsvorspannung
abnimmt, haften die Tonerpartikel an der lichtempfindlichen Trommel 1 auf
den Abschnitten, die den Hintergrundabschnitten eines latenten Bildes
entsprechen. Mit anderen Worten, es tritt eine Trübung oder
Schleierbildung auf. Wenn die vorstehend erwähnte Potentialniveaudifferenz ΔV groß ist, haften
darüber
hinaus die magnetischen Partikel an der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1, so daß die lichtempfindliche Trommel 1 unzureichend
aufgeladen wird.
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Wenn
andererseits die Tonerpartikel, die sich in die magnetische Bürste gemischt
haben, mit einer triboelektrischen Ladung mit der gleichen Polarität wie der
des Oberflächenpotentials
der lichtempfindlichen Trommel 1 beaufschlagt werden, indem
sie mit den magnetischen Partikeln in Kontakt treten, werden die
Tonerpartikel durch die vorstehend erwähnte Potentialniveaudifferenz ΔV aus der
magnetischen Bürste
heraus auf die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 getrieben und dann von
der Entwicklungsvorrichtung zurückgewonnen.
Genauer gesagt, wie in 12 gezeigt, ist die Bilderzeugungsvorrichtung
so ausgebildet, daß das
Potentialniveau Vdc der an die Entwicklungsvorrichtung gelegten Gleichstromvorspannung
relativ zum Oberflächenpotentialniveau
der lichtempfindlichen Trommel 1 (Potentialniveau der beim
Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 1 angelegten Gleichstromvorspannung)
niedrig genug wird, damit die Aufladevorrichtung (Aufladevorrichtung
auf Magnetbürstenbasis) die
Tonerpartikel heraustreibt. Die Tonerpartikel, die aus der magnetischen
Bürste
auf die Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 zurückgetrieben wurden, werden
durch die Potentialdifferenz zwischen den Abschnitten der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 entsprechend den Dunkelabschnitten
des latenten Bildes, die an die Entwicklungsvorrichtung angelegte
Gleichspannung sowie den mechanischen Kontakt in die Entwicklungsvorrichtung
zurückgewonnen.
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Es
ist bekannt, daß die
Größe der vorstehend
erwähnten
Potentialniveaudifferenz ΔV
von der an die lichtempfindliche Trommel
1 gelegten Vorspannung
abhängig
ist und größer wird,
wenn die Aufladungsvorspannung aus einer Wechselspannung und einer
Gleichspannung besteht, als wenn die Aufladungsvorspannung nur aus
einer Gleichspannung besteht. Es wird davon ausgegangen, daß dies durch
folgendes verursacht wird: Es ist leichter für die magnetischen Partikel
in der magnetischen Bürste
sich zu bewegen, wenn eine Wechselspannung angelegt wird als wenn
keine Wechselspannung angelegt wird. Mit anderen Worten, durch das Anlegen
einer Wechselspannung wird die Kontaktfrequenz zwischen den magnetischen
Partikeln und der lichtempfindlichen Trommel
1 erhöht. Ferner
besitzt ein magnetischer Partikel die Eigenschaft, daß der elektrische
Widerstand des magnetischen Partikels um so niedriger wird, je stärker das
elektrische Feld ist, in dem sich der magnetische Partikel befindet. Wenn
daher eine Wechselspannung angelegt wird, wird der magnetische Partikel
leichter aufgeladen. Diese Eigenschaft eines magnetischen Partikels
wird durch das in der
EP 766 146 beschriebene
Verfahren ausgenutzt. Bei diesem Verfahren wird die Tonerdichte
in einer Aufladevorrichtung durch Verwendung von zwei unterschiedlichen
Vorspannungen niedrig gehalten: Während der Perioden, in denen
ein Bild zu erzeugen ist, wird eine zusammengesetzte Vorspannung
aus einer Wechselspannung und einer Gleichspannung angelegt, und
während
der Perioden, während
der Tonerpartikel herausgetrieben werden sollen (Perioden, in denen
kein Bild erzeugt werden soll, beispielsweise Blattintervalle oder
Nachbilderzeugungsreduktionsperio den) wird eine Vorspannung angelegt,
die nur aus einer Gleichspannung besteht. In diesem Fall ist es
möglich,
durch einfaches Verringern der Amplitude der zusammengesetzten Vorspannung
aus der Wechselspannung und der Gleichspannung während der Toneraustreibungsperioden zu
bewirken, daß die
Tonerpartikel ausgetrieben werden, anstelle die zusammengesetzte
Spannung vollständig
abzuschalten. Des weiteren spielen in diesem Fall die Zeitpunkte,
die zum Beenden des Aufladeprozesses und des Entwicklungsprozesses
eingestellt werden, eine wichtige Rolle, insbesondere dann, wenn
die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß die Tonerpartikel während der
Nachbilderzeugungsrotationsperioden ausgetrieben werden.
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Genauer
gesagt, wenn die Entwicklungsvorspannung abgeschaltet und/oder die
Drehung der Entwicklungshülse
gestoppt wird, bevor der Abschnitt der Umfangsfläche der lichtempfindlichen Trommel 1,
der dem Zeitpunkt entspricht, in dem der Status der Aufladevorspannung,
die zum Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 1 angelegt
wird, auf AUS steht, die Entwicklungsstation passiert, werden nicht
alle Tonerpartikel, die aus der Aufladevorrichtung herausgetrieben
wurden, von der Entwicklungsvorrichtung wiedergewonnen, so daß daher
die Aufladevorrichtung für
die Bildübertragung
(Aufladevorrichtung auf Koronabasis, Aufladevorrichtung auf Walzenbasis
o.ä.) und/oder
das Übertragungsband mit
den Tonerpartikeln, die nicht rückgewonnen
wurden, verunreinigt werden. Infolgedessen werden Bilder nicht richtig übertragen/oder
wird das Aufzeichnungsmedium auf der Rückseite verunreinigt.
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Wenn
im Gegensatz dazu die Entwicklungsvorspannung abgeschaltet und/oder
die Drehung der Entwicklungshülse
später
als zu dem Zeitpunkt gestoppt wird, bei dem die Linie auf der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1, die dem Zeitpunkt entspricht,
bei dem die zum Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 1 angelegte
Aufladevorspannung abgeschaltet wird, die Entwicklungsstation passiert, wird
ein elektrisches Feld in der Entwicklungsstation erzeugt, das bewirkt,
daß die
Tonerpartikel von der Entwicklungsvorrichtung auf die lichtempfindliche Trommel übertragen
werden und daher eine große Menge
von Tonerpartikeln an der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 haftet, und zwar auf dem Bereich zwischen der
Linie, die dem Zeitpunkt entspricht, bei dem die Aufladevorspannung
abgeschaltet wird, und der Linie, die dem Zeitpunkt entspricht,
an dem die Entwicklungsvorspannung abgeschaltet wird. Infolgedessen
werden Bilder nicht richtig übertragen
und wird das Aufzeichnungsmedium auf der Rückseite verunreinigt. Des weiteren
mischt sich diese große
Menge an Tonerpartikeln, die an der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 haften, in die Aufladevorrichtung und bewirkt
einen drastischen Abfall im Aufladeverhalten.
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Daher
muß die
Bilderzeugungsvorrichtung so ausgebildet sein, daß die Linie
auf der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1, die dem Zeitpunkt entspricht,
bei dem die Aufladevorspannung abgeschaltet wird, genau mit der
Linie auf der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 zusammenfällt, die
dem Zeitpunkt ent spricht, bei dem die Entwicklungsvorspannung abgeschaltet
wird. In Wirklichkeit ist es jedoch ziemlich schwierig zu bewirken,
daß die
beiden Linien immer zusammenfallen, da Schwankungen in der Zeit,
die zum Starten einer Vorspannungsstromquelle benötigt wird,
in der Zeit, die man zum Starten eines Motors benötigt, in
der Kupplungsansprechzeit, der Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen
Trommel 1 u.ä.
existieren.
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Es
ist möglich,
jeden Bilderzeugungszyklus nach Verhinderung des Auftretens einer
Trübung
und die Adhäsion
der magnetischen Partikel in der Entwicklungsstation zu beenden,
indem man allmählich das
Potentialniveau der Gleichstromkomponente der Aufladevorspannung
und das Potentialniveau der Entwicklungsvorspannung reduziert. Da
jedoch dieses Verfahren viel Zeit benötigt, um jeden Bilderzeugungszyklus
zu beenden, ist das Problem vorhanden, daß eine Bilderzeugungsvorrichtung
nur langsam stoppt, wenn ein Papierstau auftritt.
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In
der vorstehend erwähnten
EP 0 766 146 ist eine Bilderzeugungsvorrichtung
offenbart, die ein Bildträgerelement
zum Tragen eines Tonerbildes und ein Aufladeelement, das mit dem
Bildträgerelement zum
elektrischen Aufladen desselben in Kontakt bringbar ist, umfasst,
wobei δV
= /Vdc – Vs/
zwischen einem ersten Bereich des Bildträgerelementes, der zu einem
Bildbereich wird, und einem zweiten Bereich des Bildträgerelementes,
der zu einem bildfreien Bereich wird, verschieden ist, wobei Vdc
eine Gleichstromkomponente einer an das Aufladeelement gelegten
Spannung und Vs das Potential des vom Aufladeelement aufgeladenen
Bildträgerelementes
sind.
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Das
Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bilderzeugungsvorrichtung
zu schaffen, bei der die Menge der Tonerpartikel, die auf der Umfangsfläche des
Bildträgerelementes
nach dem Ende des Entwicklungsprozesses zurückbleiben, extrem gering ist.
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Des
weiteren ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung
zu schaffen, bei der die Menge der von der Aufladevorrichtung auf
Magnetbürstenbasis
auf das Bildträgerelement übertragenen
Tonerpartikel, die auf dem Bildträgerelement zurückbleibt,
extrem gering ist.
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Des
weiteren ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung
zu schaffen, bei der der Bereich des Bildträgerelementes, der sich in der
Entwicklungsstation am Ende des Entwicklungsprozesses befindet,
vorher von der Aufladeeinrichtung aufgeladen wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung
einer Bilderzeugungsvorrichtung, bei der die Menge der Tonerpartikel,
die auf dem Bildträgerelement
auf dem Bereich zurückbleiben,
der sich in der Entwicklungsstation am Ende des Entwicklungsprozesses
befindet, gering ist.
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Diese
Ziele werden mit einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Patentanspruch
1 erreicht.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Diese
und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden deutlicher bei der Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Hiervon zeigen:
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1 einen
schematischen Schnitt der Bilderzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wobei der generelle Aufbau der Bilderzeugungsvorrichtung
dargestellt ist;
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2 einen
schematischen Schnitt der Aufladevorrichtung auf Magnetbürstenbasis
der Bilderzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wobei der generelle Aufbau der Vorrichtung dargestellt
ist;
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3 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Messen des elektrischen
Widerstandes eines magnetischen Partikels;
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4 eine
schematische Schnittdarstellung der lichtempfindlichen Trommel und
der Komponenten benachbart zur Trommel, wobei die Lagebeziehung
der Elemente dargestellt ist;
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5 eine
grafische Darstellung, die die Nachbilderzeugungsrotationssequenz
bei der ersten Ausführungsform
zeigt;
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6 eine
grafische Darstellung, die eine vergleichbare Nachbilderzeugungsrotationssequenz mit
der Sequenz der ersten Ausführungsform
zeigt;
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7 eine
grafische Darstellung, die die Nachbilderzeugungsrotationssequenz
der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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8 eine
grafische Darstellung, die die vergleichbare Nachbilderzeugungsrotationssequenz
mit der Sequenz der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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9 eine
grafische Darstellung, die die vergleichbare Nachbilderzeugungsrotationssequenz
der dritten Ausführungsform
zeigt;
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10 eine
grafische Darstellung, die die vergleichbare Nachbilderzeugungsrotationssequenz mit
der Sequenz der dritten Ausführungsform
zeigt;
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11 eine
schematisch Darstellung, die die elektrische Schaltung zeigt, die
aus der Aufladevorrichtung auf Magnetbürstenbasis und der lichtempfindlichen
Trommel gebildet ist, sowie eine elektrische Schaltung zeigt, die
zu der vorhergehenden Schaltung äquivalent
ist;
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12 eine
Darstellung, die das Prinzip zeigt, gemäß dem die Tonerpartikel aus
der Aufladevorrichtung auf Magnetbürstenbasis herausgetrieben und
von der Entwicklungsvorrichtung zurückgewonnen werden;
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13 eine
vergrößerte Schnittansicht
des Oberflächenabschnittes
der lichtempfindlichen Trommel gemäß der vorliegenden Erfindung;
und
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14 eine
schematische Schnittansicht der Bilderzeugungsvorrichtung der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei deren genereller Aufbau dargestellt
ist.
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Es
werden nunmehr die Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.
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Ausführungsform 1
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1 ist
ein schematischer Schnitt der Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform, wobei
der generelle Aufbau der Vorrichtung dargestellt ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung
dieser Ausführungsform
benutzt eine Aufladevorrichtung auf Magnetbürstenbasis als Einrichtung
zum Aufladen des Bildträgerelementes.
Es handelt sich hierbei um eine reinigerfreie Vorrichtung, d.h.
eine Bilderzeugungsvorrichtung, die nicht mit einem speziellen Reiniger
versehen ist, der üblicherweise
in einer herkömmlichen
Bilderzeugungsvorrichtung benachbart zur lichtempfindlichen Trommel
abstromseitig der Bildübertragungsstation
und/oder aufstromseitig der Aufladestation angeordnet ist.
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Diese
Bilderzeugungsvorrichtung ist mit einem lichtempfindlichen elektrofotografischen
Element 1 (hiernach als "lichtempfindliche Trommel" bezeichnet) in der
Form einer Trommel versehen, die sich in der durch den Pfeil a angedeuteten
Richtung dreht. Sie ist ferner mit einer Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis,
einer Belichtungsvorrichtung (nicht dargestellt) als Einrichtung
zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes, einer Entwicklungsvorrichtung 3,
einer Übertragungsvorrichtung 4, einer
Fixiervorrichtung 5 und einer Vorbelichtungslampe 6 als
Belichtungseinrichtung versehen, die um die lichtempfindliche Trommel 1 herum
angeordnet sind.
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Die
lichtempfindliche Trommel 1 wird bei dieser Ausführungsform
von einem negativ aufladbaren organischen Fotoleiter gebildet. Wie
in 13 gezeigt, besteht sie aus einem Basiselement 1a,
bei dem es sich um ein Stück
einer Aluminiumtrommel mit einem Außendurchmesser von 30 mm handelt, und
aus fünf
Funktionsschichten. Die Trommel wird in der durch den Pfeil a angedeuteten
Richtung mit einer Prozessgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit)
von 150 mm/sec gedreht.
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Bei
der ersten Schicht 1b handelt es sich um eine etwa 20 μm dicke elektrisch
leitende Grundierungsschicht, die auf die Basistrommel 1a aufgebracht
ist, um die Defekte der Basistrommel 1a zu beheben und
das Auftreten eines Moiré-Effektes
zu verhindern, der durch die Reflexion des von der Belichtungsvorrichtung
(nicht dargestellt) projizierten Laserstrahles L erzeugt wird. Die
zweite Schicht 1c ist eine Positivladungsinjektionsverhinderungsschicht, die
eine Rolle spielt, um das Injizieren einer Positivladung vom Aluminiumbasiselement
zu verhindern und die der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 zugeführte
negative Ladung zu löschen.
Sie ist etwa 1 μm
dick und besteht aus Harz (Amilan) und Methoxylnylon. Ihr elektrischer
Widerstand ist auf etwa 106 Ohm.cm eingestellt.
Die dritte Schicht 1b ist etwa 0,3 μm dick und besteht aus einem
Harz, in das Diazo-Pigment dispergiert worden ist. Sie erzeugt ein Paar
von negativen und positiven Ladungen, wenn sie dem vorstehend er wähnten Laserstrahl
L ausgesetzt wird. Die vierte Schicht 1e ist eine Ladungsübertragungsschicht,
die aus Polycarbonatharz besteht, in das Hydrazon dispergiert worden
ist. Mit anderen Worten, die vierte Schicht 1e wird von
einem Halbleiter vom p-Typ gebildet.
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Daher
kann die negative Ladung, die auf die Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 aufgebracht wird, die vierte Schicht 1e nicht
durchdringen, während
die in der Ladungserzeugungsschicht 1d erzeugte positive
Ladung auf die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 übertragen werden kann. Die
fünfte
Schicht 1f ist eine Ladungsinjektionsschicht, die etwa
3 μm dick
ist. Sie besteht aus einem fotohärtenden
Acrylharz als Bindemittel, in das elektrisch leitende Partikel 1g dispergiert
sind. Bei dieser Ausführungsform
handelt es sich bei den elektrisch leitenden Partikeln 1g um
ultramikroskopisch kleine Partikel aus Zinnoxid, das mit Antimon
dotiert ist, um den elektrischen Widerstand zu verringern. Die Partikel
besitzen einen Durchmesser von 0,3 μm und sind lichtdurchlässig. Der
Anteil der Zinnoxidpartikel relativ zum Bindemittel beträgt 70 Gew.%
Der elektrische Widerstand dieser fünften Schicht 1f oder
der Ladungsinjektionsschicht 1f sollte in einem Bereich
von 1 × 1010 – 1 × 1014 Ohm.cm liegen, so daß die lichtempfindliche Trommel 1 in
ausreichender Weise aufgeladen und auch der sogenannte Fließbildeffekt
verhindert werden kann. Der tatsächliche
spezifische Volumenwiderstand der Ladungsinjektionsschicht der lichtempfindlichen
Trommel 1 bei dieser Ausführungsform beträgt 1 × 1011 Ohm.cm, der erhalten wurde, indem eine Probelage
der Ladungsinjektionsschicht mit Hilfe eines Hochwiderstandsmessers
4329A (Yokogawa-Hewlett Packard) und einer Widerstandszelle 16008A
(Yokogawa-Hewlett Packard), die an einen Hochwiderstandsmesser 4329A
angeschlossen war, gemessen wurde.
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Wie
man 2 entnehmen kann, besitzt die Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
ein Aufladevorrichtungsgehäuse 10,
eine Magnetwalze 11, eine Hülse 12, elektrisch
leitende magnetische Partikel 13 und ein Regulierblatt 14.
Die Magnetwalze 11 ist fest angeordnet. Die Hülse 12 ist
aus einem nichtmagnetischen Material (beispielsweise rostfreiem
Stahl) ausgebildet und drehbar um die Magnetwalze 11 angeordnet.
Die magnetischen Partikel 13 sind auf der Umfangsfläche der
Hülse 12 vorgesehen und
treten mit der lichtempfindlichen Trommel 1 in Kontakt,
um die elektrische Ladung in die lichtempfindliche Trommel 1 zu
injizieren. Das Regulierblatt 14 ist aus einem nichtmagnetischen
Material (beispielsweise rostfreiem Stahl) geformt. Es reguliert
die Dicke der Schicht der magnetischen Partikel 13, die auf
der Umfangsfläche
der Hülse 12 angeordnet
sind.
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Die
Hülse 12 wird
in der gleichen Richtung wie die lichtempfindliche Trommel 1 (im
Uhrzeigersinn) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 225 mm/sec gedreht.
Das Regulierblatt 14 ist so angeordnet, daß der Spalt
zwischen der Spitze des Regulierblattes 14 und der Umfangsfläche der
Hülse 12 900 μm beträgt.
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Die
Magnetwalze 11 ist so angeordnet, daß ihr Nordpol (Hauptpol) mit
einer magnetischen Induktionskraft von etwa 900 Gauss in bezug auf
die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 1 10° aufstromseitig
an dem Punkt angeordnet ist, an dem der Abstand zwischen der Hülse 12 und
der lichtempfindlichen Trommel 1 am kürzesten ist. Dieser Hauptpol sollte
so angeordnet sein, daß sein
Winkel θ von
dem Punkt, an dem der Abstand zwischen der Hülse 12 und der lichtempfindlichen
Trommel 1 am geringsten ist, innerhalb eines Bereiches
von 20° aufstromseitig bis
10° abstromseitig,
vorzugsweise 0° bis
15° aufstromseitig,
in bezug auf die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibt.
Wenn der Winkel θ außerhalb
des vorstehend genannten Bereiches auf der abstromseitigen Seite
liegt, werden die magnetischen Partikel 13 zur Hauptpolposition
hin angezogen, wodurch wahrscheinlich bewirkt wird, dass sich die
magnetischen Partikel 13 an der abstromseitigen Seite des
Ladungsspaltes sammeln. Wenn sich der Winkel θ außerhalb des vorstehend genannten Bereiches
auf der aufstromseitigen Seite befindet, ist die Effizienz, mit
der die magnetischen Partikel 13 gefördert werden, nachdem sie durch
den Ladungsspalt gefördert
wurden, schlecht, wodurch wahrscheinlich ebenfalls bewirkt wird,
dass sich die magnetischen Partikel 13 sammeln.
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Wenn
kein Magnetpol in dem dem Aufladespalt entsprechenden Bereich vorhanden
ist, ist die Kraft, die die magnetischen Partikel 13 gegen
die Hülse 12 zieht,
schwach, wodurch die magnetischen Partikel 13 an der lichtempfindlichen
Trommel 1 haften können.
Der vorstehend erwähnte
Aufladespalt bedeutet den Bereich, über den die magnetischen Partikel 13 mit
der lichtempfindlichen Trommel 1 in Kontakt stehen, wenn
die lichtempfindliche Trommel 1 aufgeladen wird.
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An
die Hülse 12 und
das Regulierblatt 14 wird eine Aufladevorspannung (zusammengesetzte Spannung
aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung) von einer Aufladevorspannungsstromquelle 15 gelegt.
Das Potentialniveau der Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung
ist so eingestellt, daß es
dem notwendigen Oberflächenpotentialniveau
für die
lichtempfindliche Trommel 1 entspricht (bei dieser Ausführungsform -700V).
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Die
Spannung (Vpp) von Spitze zu Spitze der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung sollte in einem Bereich von 100-2000 V, vorzugsweise
in einem Bereich von 300-1200 V, liegen. Wenn die Spitzen-Spitzen-Spannung
Vpp nicht größer ist
als 100 V, ist der Effekt der Wechselspannungskomponente in bezug
auf die Verbesserung der Gleichmäßigkeit,
mit der die Ladung auf die lichtempfindliche Trommel 1 überführt wird,
und in bezug auf den Beginn der elektrischen Aufladung der lichtempfindlichen
Trommel 1 marginal. Wenn sie andererseits mehr als 2000
V beträgt,
verschlechtert sich die vorstehend erwähnte Ansammlung der magnetischen
Partikel 13 und/oder Adhäsion der magnetischen Partikel 13 an
der lichtempfindlichen Trommel 1. Was die Frequenz der
Wechselspannungskomponente anbetrifft, so sollte diese vorzugsweise
in einem Bereich von 100-500 Hz, vorzugsweise in einem Bereich von
500-2000 Hz, liegen. Wenn sie nicht größer ist als 100 Hz, verschlechtert
sich die Adhäsion der
magnetischen Partikel 13 an der lichtempfindlichen Trommel 1 und
wird der Effekt der Wechselspannungskomponente in bezug auf die
Verbesserung der Gleichmäßigkeit,
mit der die lichtempfindliche Trommel 1 aufgeladen wird,
und in bezug auf die Verbesserung des Beginns der elektrischen Aufladung
der lichtempfindlichen Trommel 1 marginal. Wenn sie größer ist
als 5000 Hz, wird der Effekt der Wechselspannungskomponente in bezug
auf die Verbesserung der Gleichmäßigkeit,
mit der die lichtempfindliche Trommel 1 aufgeladen wird,
und in bezug auf den Beginn der Aufladung der lichtempfindlichen
Trommel 1 ebenfalls marginal. Die Wellenform der Wechselspannung
sollte rechteckig, dreieckig, sinusförmig u.ä. sein. Die Wechselspannungskomponente
kann durch periodisches Verändern
des Ausgabesignales einer Gleichstromquelle zusammengesetzt werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die Spannung Vpp von Spitze zu Spitze der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung der Bilderzeugung auf 700 V und auf 0V gehalten,
während die
Tonerpartikel, die sich in die magnetischen Partikel 13 gemischt
haben, ausgetrieben werden. Mit anderen Worten, während sich
der Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1, der dem Bildbereich
entspricht, in der Aufladestation befindet, wird eine solche Aufladevorspannung
angelegt, die aus einer Gleichspannung von -700 V und einer Wechselspannung
mit einer Spitzen-Spitzen-Spannung Vpp von 700 V besteht, um die
Potentialniveaudifferenz δV zwischen
der angelegten Gleichspannung (-700 V) und dem Poten tialniveau,
auf das die lichtempfindliche Trommel 1 aufgeladen wird,
zu minimieren. Während
sich der Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1, der
dem bildfreien Bereich entspricht, beispielsweise dem einen Blattintervall
entsprechenden Bereich, dem dem Hintergrund eines latenten Bildes entsprechenden
Bereich oder dem Bereich, der der Nachbilderzeugungsdrehung entspricht,
in der Aufladestation befindet, wird eine solche Aufladevorspannung,
die aus der Gleichspannung (-700 V) allein (ohne die Wechselspannungskomponente)
besteht, angelegt, um die Potentialniveaudifferenz δV zu erhöhen, so
daß die
in die Aufladevorrichtung gemischten Tonerpartikel auf die lichtempfindliche
Trommel 1 herausgetrieben werden. Die Tonerpartikel, die
sich in die Aufladevorrichtung gemischt haben, werden von der Magnetbürste auf
eine negative Polarität
triboelektrisch aufgeladen und daher durch die Funktion des elektrischen
Feldes, das durch die Potentialniveaudifferenz δV erzeugt wurde, auf die lichtempfindliche
Trommel 1 herausgetrieben.
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Die
magnetischen Partikel 13 bei dieser Ausführungsform
sind aus einer Substanz gebildet, die durch Reduzieren von gesintertem
ferromagnetischen Material (Ferrit) erhalten wurde. Es können jedoch
ebenfalls Partikel verwendet werden, die aus einer Substanz geformt
sind, welche durch Kneten von Harz und ferromagnetischem Material
erhalten wurde, Partikel, die aus einer Substanz geformt sind, die durch
Kneten von Harz, ferromagnetischem Material und eines elektrischen
Widerstandseinstellers, wie elektrisch leitendem Kohlenstoff o.ä., erhalten
wurde, und Partikel, die im wesentlichen den vorstehend erwähnten Partikeln
entsprechen mit Ausnahme der Hinzufügung einer Oberflächenbehandlung.
Die magnetischen Partikel 13 müssen in der Lage sein, zwei Rollen
zu spielen: Sie müssen
in wünschenswerter Weise
elektrische Ladung in die Fangstellen in der Oberflächenschicht
der lichtempfindlichen Trommel 1 injizieren und verhindern,
daß der
Ladungsstrom zu den Defekten, wie feinen Löchern, der lichtempfindlichen
Trommel 1 konvergiert und die magnetischen Partikel 13 sowie
die lichtempfindliche Trommel 1 zerstört.
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Daher
sollte der Wert des elektrischen Widerstandes der magnetischen Partikel 13 in
einem Bereich von 1 × 104 – 1 × 109 Ohm, vorzugsweise in einem Bereich von
1 × 104 – 1 × 107 Ohm, bevorzugter in einem Bereich von 1 × 104 – 1 × 107 Ohm, liegen. Wenn der Wert des elektrischen
Widerstandes der magnetischen Partikel 13 geringer ist
als 1 × 104 Ohm, tritt wahrscheinlich eine Lochleckage
auf, während
bei einem Übersteigen
von 1 × 109 Ohm die Wahrscheinlichkeit gering ist,
daß elektrische
Ladung in wünschenswerter
Weise injiziert wird. Um den Wert des elektrischen Widerstandes
der magnetischen Partikel 13 innerhalb des vorstehend erwähnten Bereiches
zu halten, sollte der spezifische Volumenwiderstand der magnetischen
Partikel 13 in einem Bereich von 1 × 104 – 1 × 109 Ohm.cm, insbesondere in einem Bereich von
1 × 104 – 1 × 107 Ohm.cm, liegen. Bei dieser Ausführungsform
finden magnetische Partikel 13 mit einem spezifischen Volumenwiderstand
von 1 × 106 Ohm.cm Verwendung.
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Der
spezifische Volumenwiderstand der magnetischen Partikel 13 wurde
unter Verwendung der in 3 gezeigten Meßvorrichtung
gemessen. Beim Messen des Volumenwiderstandswertes der magnetischen
Partikel 13 werden die magnetischen Partikel 13 in
die Zelle 20 eingefüllt,
und die Hauptelektrode 21 sowie die obere Elektrode 22 werden
mit den in die Zelle 20 gefüllten magnetischen Partikeln 13 in Kontakt
gebracht. Dann wird eine Spannung zwischen die Hauptelektrode 20 und
die obere Elektrode 21 gelegt, und es wird der Strom, der
zwischen den beiden Elektroden fließt, gemessen. Dann wird der spezifische
Volumenwiderstand des magnetischen Partikels 13 aus dem
auf diese Weise erhaltenen Stromwert berechnet.
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Genauer
gesagt, beim Messen des elektrischen Widerstandswertes der magnetischen
Partikel 13 dieser Ausführungsform
wiesen die Umgebungsbedingungen, bei denen die magnetischen Partikel 13 in
die Zelle 20 gefüllt
wurden, eine Temperatur von 23°C
und eine Feuchtigkeit von 65 % auf. Die Größe S des Kontaktbereiches zwischen
den in die Zelle gepackten magnetischen Partikeln 13 und
der Elektrode 21 oder 22 betrug 2 cm2.
Die Dicke d der Schicht der magnetischen Partikel 13 in
der Zelle betrug 1 mm. Die auf die obere Elektrode 22 aufgebrachte Last
hatte einen Wert von 10 kg, und die zwischen die beiden Elektroden
gelegte Spannung hatte einen Wert von 100 V. In der gleichen Zeichnung
zeigen die Bezugszeichen 23a und 23b Teile eines
Isolators, das Bezugszeichen 24 einen Führungsring, das Bezugszeichen 25 ein
Strommessgerät,
das Bezugszeichen 26 ein Spannungsmeßgerät und das Bezugszeichen 27 einen
Spannungsstabilisator.
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Damit
das Aufladeverhalten nicht durch die Oberflächenverunreinigung der magnetischen
Partikel 13 verschlechtert wird, sollte der Peak der Partikelgrößenverteilungskurve,
die durch Messen des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der
magnetischen Partikel 13 erhalten wird, in einem Bereich von
5-100 μm
liegen.
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Die
Entwicklungsvorrichtung 3 dieser Ausführungsform ist eine Entwicklungsvorrichtung
vom Kontakttyp, die Entwickler T verwendet, der aus zwei Komponenten
besteht. Die Vorrichtung ist mit einer frei drehbaren Entwicklungshülse 30 ausgerüstet, in der
eine Magnetwalze (nicht gezeigt) fest angeordnet ist. Wenn sich
die Entwicklungshülse 30 dreht,
wird die Umfangsfläche
der Entwicklungshülse 30 mit
einer dünnen
Schicht des im Entwicklerbehälter 31 enthaltenen
Entwicklers T beschichtet, die dann der Entwicklungsstation zugeführt wird.
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Der
Entwickler T besteht aus zwei Komponenten: negativ aufladbaren nicht
magnetischen Tonerpartikeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser
von 8 μm
und positiv aufladbaren magnetischen Trägerpartikeln mit einem durchschnittlichen
Durchmesser von 50 μm.
Die Tonerdichte relativ zum magnetischen Träger beträgt 5 Gew.%. Der Toner dieser Ausführungsform
wurde über
ein Polymerisationsverfahren hergestellt. Die Tonerpartikel sind
kugelförmiger
als bei üblichem
Toner, der bei dieser Art von Vorrichtung Verwendung findet, so
daß sie
daher ein verbessertes Fließvermögen besitzen.
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Auf
die Entwicklungshülse 30 wird
eine Entwicklungsvorspannung von einer Entwicklungsvorspannungsstromquelle 32 aufgebracht.
Bei der Entwicklungsvorspannung handelt es sich um eine zusammengesetzte
Spannung, die aus einer Gleichspannung, beispielsweise einer Spannung
von -400 V, und einer Wechselspannung, beispielsweise einer Spannung
mit einer Spitzen-Spitzen-Spannung von 2000 V und einer Frequenz
von 2000 Hz, zusammengesetzt ist.
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Bei
der Übertragungsvorrichtung 4 dieser Ausführungsform
handelt es sich um eine Aufladevorrichtung auf Koronabasis, an die
eine Übertragungsvorspannungsstromquelle 33 angeschlossen ist.
Die Übertragungsvorrichtung 4 kann
anstelle einer Aufladevorrichtung auf Koronabasis auch eine Aufladevorrichtung
vom Kontakttyp sein. Beispielsweise kann es sich um eine Kombination
aus einer Aufladebürste,
einer elektrisch leitenden Walze oder einem Übertragungsband und einer elektrisch
leitenden Bürste,
einem elektrisch leitenden Blatt, einer elektrisch leitenden Walze
o.ä. handeln,
wobei eines der zuletzt genannten Elemente gegenüber einem der zuerst genannten
Elemente angeordnet ist.
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Die
Vorbelichtungslampe 6 ist entlang der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 nach der Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
und vor der Übertragungsvorrichtung 4 in
Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 1 angeordnet.
Die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 wird mit dem Licht von
der Vorbelichtungslampe 6 belichtet. An die Vorbelichtungs lampe 6 ist
eine Belichtungsvorspannungsstromquelle 34 angeschlossen.
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Die
Zeitpunkte zum Einschalten oder Ausschalten der Aufladevorspannungsstromquelle 15, der
Entwicklungsvorspannung 32, der Übertragungsvorspannungsstromquelle 33 und
der Belichtungsvorspannungsstromquelle 34, d.h. die Zeitpunkte zum
Einschalten oder Ausschalten der entsprechenden Vorspannungen, werden
zusammen von einer Steuervorrichtung 35 (CPU) gesteuert.
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Als
nächstes
wird der Bilderzeugungsvorgang der vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung
beschrieben.
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Bei
der Erzeugung von Bildern wird die lichtempfindliche Trommel 1 in
der durch den Pfeil a angedeuteten Richtung von einer Antriebseinrichtung (nicht
gezeigt) gedreht und von einer Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
auf ein Potentialniveau von etwa -700 V aufgeladen. Dann wird ein
mit Bildsignalen modulierter Laserbelichtungsstrahl L auf die Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 projiziert. Infolgedessen
fällt das
Potentialniveau der Abschnitte der Umfangsfläche der lichtempfindlichen Trommel 1,
die mit dem Laserstrahl L belichtet werden, wodurch ein latentes
elektrostatisches Bild erzeugt wird. Dann wird das latente elektrostatische Bild
von der Entwicklungsvorrichtung 3 auf umgekehrte Weise
entwickelt, wobei die negativ aufgeladenen Tonerpartikel an der
Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 auf den mit dem Laserstrahl
L belichte ten Abschnitten zum Haften gebracht werden. Die Bilderzeugungsvorrichtung
dieser Ausführungsform
hat die Eigenschaft, daß dann,
wenn die Differenz des Potentialniveaus zwischen dem Potentialniveau,
auf das die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel aufgeladen wurde, und der Gleichspannungskomponente
der Entwicklungsvorspannung nicht mehr als 200 V betrug, Trübungserscheinungen
auftraten und, wenn die Differenz nicht geringer war als 250 V,
der Träger
des Entwicklers an der lichtempfindlichen Trommel 1 haftete.
Daher wurde das Potentialniveau der Gleichspannungskomponente der
Entwicklungsvorspannung bei dieser Ausführungsform auf -400 V eingestellt.
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Das
Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 wird auf
ein Stück
eines Transfermediums P, beispielsweise einen Papierbogen, der aus
einer Bogenzuführkassette 7 herausgenommen
wird, übertragen
und mit Hilfe eines Paares von Bogenförderrollen 8 der Übertragungsvorrichtung 4 (Aufladevorrichtung
auf Koronabasis) zugeführt.
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Das
Transfermedium P, auf das das Tonerbild übertragen wurde, wird von einem
Förderband (nicht
gezeigt) der Fixiervorrichtung 5 (Fixiervorrichtung auf
Basis einer thermischen Walze) zugeführt, in der das Tonerbild am
Transfermedium P thermisch fixiert wird. Dann wird das Transfermedium
P abgegeben.
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In
der Zwischenzeit werden die restlichen Tonerpartikel, d.h. die Tonerpartikel,
die nicht übertragen
wurden und auf der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 verblieben sind, von der
Magnetbürste
der Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis einstweilig zurückgewonnen.
Sie werden einstweilig unter die magnetischen Partikel gemischt. Bevor
ein vorgegebener Punkt der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 in die Aufladestation eindringt, wird das Potentialniveau
dieses Punktes von der vorstehend erwähnten Vorbelichtungslampe 6,
die zwischen der Übertragungsvorrichtung 4 und
der Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis angeordnet ist,
auf etwa 0V reduziert. Anstelle der Verwendung der Vorbelichtungslampe 6 kann auch
eine elektrisch leitende Bürste
verwendet werden, mit der das gleiche Ergebnis erzielt wird. Im
Falle der Verwendung einer elektrisch leitenden Bürste wird
diese in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 1 angeordnet,
und es werden eine Wechselstromvorspannung, eine Gleichstromvorspannung mit
einer Polarität,
die zu der des Oberflächenpotentials
der lichtempfindlichen Trommel 1 entgegengesetzt ist, oder
eine zusammengesetzte Vorspannung, die aus einer Wechselstromvorspannung
und einer Gleichstromvorspannung mit einer Polarität, die zu der
des Oberflächenpotentials
der lichtempfindlichen Trommel 1 entgegengesetzt ist, an
die Bürste
gelegt.
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Gleichzeitig
mit der Rückgewinnung
der restlichen Tonerpartikel durch die Aufladevorrichtung 2 wird
die lichtempfindliche Trommel 1 von der Aufladevorrichtung 2 aufgeladen.
Wenn die Menge der von der Aufladevorrichtung 2 rückgewonnenen
Tonerpartikel ansteigt, d.h. die Menge der Tonerpartikel, die sich
in die magnetischen Partikel in der Aufladevorrichtung 2 gemischt
haben, ansteigt, nimmt auch die vorstehend erwähnte Potentialniveaudifferenz δV selbst
dann zu, wenn die aus der Wechselspannung und Gleichspannung zusammengesetzte
Spannung angelegt wird. Infolgedessen werden die Tonerpartikel allmählich aus
der Aufladevorrichtung 2 auf die lichtempfindliche Trommel 1 herausgetrieben.
Wie jedoch vorstehend beschrieben, ist die Potentialniveaudifferenz δV kleiner,
während
die zusammengesetzte Spannung aus der Wechselspannung und der Gleichspannung
angelegt wird als beim Anlegen einer Gleichspannung allein. Somit
wird die lichtempfindliche Trommel 1 belichtet, wobei die
geringe Menge der Tonerpartikel, die von der Aufladevorrichtung 2 herausgetrieben
wurden, auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibt,
und es wird hierauf ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt.
In dieser Entwicklungsstation wird zur gleichen Zeit, wie ein elektrisches
Feld erzeugt wird, das bewirkt, daß die Tonerpartikel auf der
Entwicklungshülse 30 an
der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 auf den Bereichen, die
den hellen Abschnitten des latenten elektrostatischen Bildes entsprechen,
haften, ein anderes elektrisches Feld erzeugt, das bewirkt, daß die Tonerpartikel
auf den Bereichen der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1, die den Dunkelabschnitten
des latenten elektrostatischen Bildes entsprechen, von der Entwicklungshülse 30 zurückgewonnen
werden. Mit anderen Worten, die Entwicklungsvorrichtung 3 führt gleichzeitig
den Entwicklungsvorgang und den Reinigungsvorgang durch.
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4 ist
eine Darstellung, die Positionen der Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis,
der Entwick lungsvorrichtung 3, der Übertragungsvorrichtung 4 und
der Vorbelichtungslampe 6 zeigt, die benachbart zur lichtempfindlichen
Trommel 1 in einer Weise angeordnet sind, daß sie die
lichtempfindliche Trommel 1 umgeben. Die Figur zeigt die
Positionen dieser Komponente während
des vorstehend genannten Bilderzeugungsvorganges. Sie zeigt ferner die
Abstände
zwischen den Komponenten. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Abstand
L1 von der Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis
bis zur Entwicklungsvorrichtung 3 in Drehrichtung der lichtempfindlichen
Trommel 1 entlang der Umfangsfläche der Trommel 40 mm, während der
Abstand L2 von der Vorbelichtungslampe 6 zur Entwicklungsvorrichtung 3 in
Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 1 entlang der
Umfangsfläche
der Trommel 50 mm beträgt.
Der Abstand L3 von der Übertragungsvorrichtung 4 zur
Entwicklungsvorrichtung 3 in Drehrichtung der lichtempfindlichen
Trommel 1 entlang der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 beträgt
75 mm. Die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 1 beträgt 150 mm/sec. Daher
betragen die Zeiten, die ein vorgegebener Punkt der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 braucht, um sich über die
Abstände
L1, L2 und L3 zu bewegen, 267 msec, 330 msec und 500 msec.
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Bei
der Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform, bei der die Hülse 2 der
Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis die magnetischen Partikel 13 trägt, unter
die sich die restlichen Tonerpartikel mit 1 Gew.% gemischt haben,
wird die lichtempfindliche Trommel 1 nach der Beendigung
eines jeden Bilderzeugungszyklus gedreht. 5 ist eine grafische
Darstellung, die die Sequenz dieser Nachbilderzeugungsdrehung (hiernach
als "Nachdrehung" bezeichnet) bei
dieser Ausführungsform
zeigt, während 6 eine
grafische Darstellung ist, die die Sequenz einer vergleichbaren
Nachdrehung zeigt.
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Sobald
die Aufladung des Bereiches der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1, der zum Bildbereich wird, beendet ist, wie in 5 gezeigt,
wird der Zustand der Wechselspannungskomponente der Aufladevorspannung
von EIN auf AUS verändert,
wodurch mit dem Austreiben der Tonerpartikel (restlichen Tonerpartikel),
die sich unter die magnetischen Partikel 13 gemischt haben,
begonnen wird. Dann wird der Zustand der Wechselspannungskomponente
wieder von AUS auf EIN verändert.
Dieser Zeitpunkt, an dem der Zustand der Wechselspannungskomponente
wieder von AUS auf EIN verändert
wird, ist der zeitliche Bezugspunkt (0 msec) in der Zeichnung. Wie
vorstehend beschrieben, benötigt
ein vorgegebener Punkt der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 267 msec, um sich über den Abstand L1 zwischen
der Aufladestation und der Entwicklungsstation zu bewegen, so daß daher
die Steuervorrichtung 35 (CPU) die Aufladevorspannungsstromquelle 15 und
die Entwicklungsvorspannungsstromquelle 32 so steuert,
daß das
Potentialniveau der Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung
beginnt, sich 100 msec vor der Zustandsänderung der Entwicklungsvorspannung
von EIN auf AUS zu verringern. Dann wird das Potentialniveau der
Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung von 700 V auf 0
V in 300 msec verringert (allmählich
verringert und abgeschaltet, um zu verhindern, daß die magnetischen
Partikel 13 an der lichtempfindlichen Trommel 1 haften.
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Mit
anderen Worten, bei der in 5 gezeigten
Nachdrehungssequenz wird der Zustand der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung wieder auf EIN 300 msec vor der Änderung
des Zustandes der Entwicklungsvorspannung von EIN auf AUS geändert. Dann
wird er auf AUS 100 msec vor der Änderung des Zustandes der Entwicklungsvorspannung
von EIN auf AUS geändert. Die
schräge
Linie A in 5 ist eine Linie, die den Zeitpunkt,
an dem sich ein vorgegebener Punkt der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 am Aufladepunkt befindet, und den Zeitpunkt,
an dem der gleiche Punkt der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 den Entwicklungspunkt erreicht, verbindet.
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Die
Tonerpartikel werden auf die lichtempfindliche Trommel 1 herausgetrieben,
während
die Aufladevorspannung, deren Wechselspannungskomponente abgeschaltet
wurde, anliegt, d.h. während
nur die Gleichspannungskomponente der Aufladespannung anliegt. Während sich
jedoch der Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1, auf
den die Tonerpartikel abgegeben wurden, in der Entwicklungsstation
befindet, befindet sich die Entwicklungsvorspannung im EIN-Zustand,
so daß daher
die Tonerpartikel auf der lichtempfindlichen Trommel 1 im Bereich
der Entwicklungsstation von der Entwicklungsvorrichtung zurückgewonnen
werden. Während sowohl
die Wechselspannungs- als auch die Gleichspannungskomponente der
Aufladevorspannung an der Aufladevorrichtung anliegt, werden die
Tonerpartikel kaum von der Aufladevorrichtung ausgestoßen. Daher
verbleiben kaum Tonerpartikel auf dem Bereich der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1, der die Aufladestation passiert,
während sich
sowohl die Gleichspannungs- als auch die Wechselspannungskomponente
im EIN-Zustand befinden.
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Zu
dem Zeitpunkt, an dem der Bereich der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1, der die Aufladestation passiert hat, während die
Aufladevorspannung den AUS-Zustand eingenommen hat, d.h. der Bereich
der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1, der nicht aufgeladen
wurde, die Entwicklungsstation erreicht, hat sich der Zustand der
Entwicklungsvorspannung von EIN auf AUS verändert, so daß daher
ein elektrisches Feld, das bewirkt, daß die Tonerpartikel von der
Entwicklungshülse
an der lichtempfindlichen Trommel 1 in der Entwicklungsstation
haften, nicht in der Entwicklungsstation vorhanden ist. Somit können die
Tonerpartikel von der Entwicklungsvorrichtung daran gehindert werden,
auf dem Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1 zu bleiben,
der sich benachbart zur Entwicklungsstation befindet, wenn der Zustand
der Entwicklungsvorspannung von EIN auf AUS verändert wird.
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Die
Steuervorrichtung 35 (CPU) führt eine solche Steuerung durch,
daß der
Zeitpunkt, an dem der Zustand der an die Vorbelichtungslampe 6 von der
Vorbelichtungsvorspannungsstromquelle 34 angelegten Vorspannung
von EIN auf AUS verändert wird,
mindestens L2/Vmsec vor dem Zeitpunkt liegt, an dem der Zustand
der Entwicklungsvorspannung von EIN auf AUS verändert wird. Wie vorstehend
beschrieben, ist mit L2 der Abstand von der Vorbelichtungslampe 6 zur
Entwicklungsvorrichtung 3 in Drehrichtung der lichtempfindlichen
Trommel 1 entlang der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel bezeichnet, während
mit V die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 1 (150
mm/sec) bezeichnet ist.
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Wenn
der Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1, der von der
Vorbelichtungslampe 6 belichtet wurde, und der Bereich
der lichtempfindlichen Trommel 1, der von der Vorbelichtungslampe 6 nicht belichtet
wurde, unter den gleichen Bedingungen aufgeladen werden, wird der
vorbelichtete Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1 im
Vergleich zu dem Potentialniveau, auf das der nicht belichtete Bereich
der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgeladen wird, auf ein
niedrigeres Potentialniveau aufgeladen. Mit anderen Worten, die
Potentialniveaudifferenz δV zwischen
dem vorbelichteten Bereich der lichtempfindlichen Trommel 1 und
dem Potentialniveau der zum Aufladen der lichtempfindlichen Trommel 1 angelegten
Spannung wird größer als
die Potentialniveaudifferenz δV
zwischen den nicht belichteten Bereichen der lichtempfindlichen
Trommel und dem Potentialniveau der zum Aufladen der lichtempfindlichen
Trommel 1 angelegten Spannung. Daher ist die Menge der
von der Aufladevorrichtung auf den vorbelichteten Bereich der lichtempfindlichen
Trommel 1 herausgetriebenen Tonerpartikel größer als
die Menge der von der Aufladevorrichtung auf den nicht belichteten
Be reich der lichtempfindlichen Trommel 1 ausgetriebenen
Tonerpartikel. Um daher die von der Aufladevorrichtung auf den vorbelichteten
Bereich der lichtempfindlichen Trommel herausgetriebenen Tonerpartikel
von der Entwicklungsvorrichtung zurückzugewinnen, ist es wünschenswert,
den Zeitpunkt, an dem der Zustand der Vorbelichtungslampe 6 von
EIN auf AUS verändert
wird, so einzustellen, daß er
mindestens L2/Vmsec vor dem Zeitpunkt liegt, an dem der Zustand
der Entwicklungsvorspannung von EIN auf AUS verändert wird.
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Im
Falle der vergleichsweisen Nachdrehungssequenz, die in 6 gezeigt
ist, wird nach der Beendigung eines jeden Bilderzeugungszyklus die Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung im AUS-Zustand gehalten, während die Gleichspannungskomponente
der Aufladevorspannung im EIN-Zustand gehalten wird, wobei eine
allmähliche
Verringerung von 700 V auf 0 V in 300 msec stattfindet. Dann wird
die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 300 msec nach
Beendigung der Aufbringung der Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung
300 gestoppt.
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Bei
Versuchen, die im Falle der Nachdrehungssequenz gemäß der vorliegenden
Erfindung wie in 5 durchgeführt wurden, wurden nach dem Stoppen
der Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 keine restlichen
Tonerpartikel der lichtempfindlichen Trommel 1 festgestellt,
während
im Falle der Vergleichsnachdrehungssequenz gemäß 6 die Tonerpartikel,
die von der Aufladevorrichtung herausgetrieben, jedoch nicht von
der Entwicklungs vorrichtung zurückgewonnen
wurden, auf der lichtempfindlichen Trommel 1 auf dem Bereich
unmittelbar abstromseitig der Entwicklungslinie über eine Breite von etwa 12
mm in Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 1 festgestellt
wurden.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird im Falle der Nachdrehungsoperationssequenz
bei dieser Ausführungsform
das Anlegen der Entwicklungsvorspannung gestoppt, während der
Bereich der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1, der durch das Anlegen
der zusammengesetzten Aufladevorspannung aus der Gleichspannung
und Wechselspannung aufgeladen wurde, sich an der Entwicklungsstation
befindet. Daher werden nach Beendigung eines jeden Bilderzeugungszyklus
sämtliche Tonerpartikel,
die sich unter die magnetischen Partikel 13 gemischt haben,
welche auf der Hülse 12 der Aufladevorrichtung
auf Magnetbürstenbasis
angeordnet und unter den magnetischen Partikeln 13 zurückgeblieben
sind, aus ihrer Position unter den magnetischen Partikeln 13 herausgetrieben
und vollständig
von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen.
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Ausführungsform 2
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform entspricht im wesentlichen
der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, mit Ausnahme eines
zusätzlichen
Merkmales, daß die
Bilderzeugungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß während eines kontinuierlichen
Bilderzeugungsvorganges, d.h. während
Bilder nacheinander auf eine Vielzahl von Bögen eines Transfermediums übertragen
werden, nachdem ein einziges Bilderzeugungsstartsignal eingegeben
wurde, die Tonerpartikel auf die lichtempfindliche Trommel 1 auf
den dem Bogenintervall entsprechenden Bereich ausgestoßen werden.
Die Konstruktion und der Bilderzeugungsvorgang selbst der Bilderzeugungsvorrichtung
dieser Ausführungsform sind
im wesentlichen die gleichen wie bei der Bilderzeugungsvorrichtung
der ersten Ausführungsform. Daher
wird auf ihre Beschreibung hier verzichtet. 7 ist eine
grafische Darstellung, die die Operationssequenz zum Beenden der
Nachdrehung zeigt, wenn ein Papierstau auftritt, während Tonerpartikel ausgestoßen werden,
und 8 ist eine grafische Darstellung, die die Vergleichsoperationssequenz zur
Beendigung der Nachdrehung in der gleichen Papierstausituation zeigt.
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Wie
in 7 gezeigt, werden die Gleichspannungskomponente
der Aufladevorspannung und die Entwicklungsvorspannung im EIN-Zustand gehalten,
während
Tonerpartikel auf die lichtempfindliche Trommel 1 auf den
Bereich, der dem Bogenintervall entspricht, ausgestoßen werden.
Sobald ein Papierstau festgestellt wird, wird der Zustand der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung von AUS auf EIN verändert (dieser Zeitpunkt ist
der zeitliche Bezugspunkt (0 msec) in der Zeichnung). Dann steuert
die Steuervorrichtung 35 (CPU) die Aufladevorspannungsstromquelle 15 so, daß die Zustände sowohl
der Wechselspannungs- als auch der Gleichspannungskomponente der
Aufladevorspannung 200 msec nach dem Referenzzeitpunkt verändert werden,
die Wechselspannungskomponente ausgeschaltet wird und die Gleichspannungskomponente
beginnt, allmählich
im Potentialniveau auf 0 V in 300 msec reduziert zu werden. Die Steuervorrichtung 35 steuert
ferner die Entwicklungsvorspannungsstromquelle 32 so, daß die Aufbringung
der Entwicklungsvorspannung 300 msec nach dem Referenzzeitpunkt
gestoppt wird.
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Im
Falle der in 8 gezeigten Vergleichssequenz
wird das Anlegen der Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung
zur gleichen Zeit wie die Detektion eines Papierstaus begonnen und
das Anlegen der Entwicklungsvorspannung zur gleichen Zeit wie die
Beendigung des Anlegens der Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung
gestoppt. Wie die Wechselspannungskomponente der Aufladevorspannung
nach Detektion des Papierstaus wird sie im AUS-Zustand belassen.
In beiden Sequenzen wird die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 unmittelbar
nach dem Stoppen des Anlegens der Gleichspannungskomponente der Aufladevorspannung
gestoppt.
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In
Versuchen wurden im Falle der in 7 gezeigten
Sequenz zum Beenden der Nachdrehungsoperation zum Zeitpunkt eines
Papierstaus keine restlichen Tonerpartikel auf der lichtempfindlichen Trommel 1 nach
dem Stoppen der Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 festgestellt,
während
im Falle der in 8 dargestellten Vergleichssequenz zum
Beenden der Nachdrehungsoperationssequenz zum Zeitpunkt eines Papierstaus
die Tonerpartikel, die von der Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
herausgetrieben und nicht von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen
wurden, auf der licht empfindlichen Trommel 1 auf dem Bereich
zwischen der Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis
und der Entwicklungsvorrichtung verblieben, nachdem die Drehung
der lichtempfindlichen Trommel 1 gestoppt wurde.
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Wie
vorstehend beschrieben, können
gemäß der vorliegenden
Erfindung, selbst wenn ein Papierstau (Transfermediumstau) auftritt,
während
die Tonerpartikel auf die lichtempfindliche Trommel 1 auf den
Bereich, der einem Bogenintervall entspricht, während eines Bilderzeugungsvorganges,
bei dem eine Vielzahl von Bögen
einer nach dem anderen zugeführt
wird, ausgestoßen
werden, sämtliche
ausgestoßenen
Tonerpartikel von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen
werden.
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Ausführungsform 3
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die Nachdrehungssequenz mit Hilfe einer elektrisch leitenden Bürste 36,
die in 14 gezeigt ist, anstelle der
Vorbelichtungslampe 6, die bei der Bilderzeugungsvorrichtung
der ersten Ausführungsform
gemäß 1 vorgesehen
ist, durchgeführt.
Die restliche Konstruktion und der Bilderzeugungsvorgang selbst
der Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform entsprechen denen
der Bilderzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform. Diese elektrisch
leitende Bürste 36 umfaßt ein Bündel von
Stücken
einer elektrisch leitenden Faser, das mit der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 in Kontakt gebracht wird.
An die Bürste 36 wird
eine Vorspannung von einer Vorspannungs anlegestromquelle 37,
die an die Bürste 36 angeschlossen
ist, gelegt.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist so ausgebildet,
daß dann,
wenn die restlichen Tonerpartikel den Kontaktbereich zwischen der
elektrisch leitenden Bürste 36 und
der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 durchdringen, eine positive
Spannung, d.h. eine Spannung, deren Polarität entgegengesetzt zu der Polarität ist, auf
die die Aufladevorrichtung die lichtempfindliche Trommel 1 auflädt (normale
Polarität,
auf die die Tonerpartikel aufgeladen werden), von der Stromquelle 37 an
die elektrisch leitende Bürste 36 gelegt wird,
wodurch die restlichen Tonerpartikel gleichmäßig positiv aufgeladen werden.
Nach dem Aufladen auf eine positive Polarität werden die restlichen Tonerpartikel
zeitweise von der Aufladevorrichtung, an der eine negative Spannung
liegt, aufgenommen. Auf diese Weise wird das Tonerbildmuster, das
auf der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 vom vorhergehenden Bilderzeugungszyklus
verblieben ist, gelöscht.
Es kann auf diese Weise verhindert werden, daß das Tonerbildmuster vom vorhergehenden
Bilderzeugungszyklus in dem Bild erscheint, das vom nachfolgenden
Bilderzeugungszyklus gebildet wird. Die restlichen Tonerpartikel,
die sich unter die magnetischen Partikel der Aufladevorrichtung
gemischt haben, werden von den magnetischen Partikeln auf eine negative
Polarität
triboelektrisch aufgeladen und dann auf die lichtempfindliche Trommel 1 ausgestoßen.
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Wie
vorstehend beschrieben, wird bei der Nachdrehungssequenz dieser
Ausführungsform
die lichtempfindliche Trommel 1 auf eine Polarität aufgeladen,
die zu der Polarität
entgegengesetzt ist, auf die die lichtempfindliche Trommel 1 normalerweise zur
Bilderzeugung durch Anlegen einer Vorspannung, deren Polarität entgegengesetzt
zur normalen Polarität
der Aufladevorspannung ist, an die vorstehend erwähnte elektrisch
leitende Bürste 36 von
der Vorspannungsaufbringungsstromquelle 37 aufgeladen wird.
Wenn sich daher das Aufladeverhalten der Aufladevorrichtung infolge
des Mischens der restlichen Tonerpartikel unter die magnetischen
Partikel 13 verschlechtert hat, wird eine geringe Menge
an Tonerpartikeln ausgestoßen,
selbst wenn die zusammengesetzte Aufladevorspannung aus einer Gleichspannung
und einer Wechselspannung von der Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
angelegt wird. Das gleiche Ergebnis wie im vorstehenden Fall kann
erwartet werden, wenn die an die elektrisch leitende Bürste gelegte
Vorspannung eine zusammengesetzte Vorspannung, die aus einer Wechselspannung
zusätzlich
zu einer Gleichspannung besteht, oder eine Vorspannung ist, die
allein aus einer Wechselspannung besteht (lichtempfindliches Element wird
entladen).
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9 ist
eine grafische Darstellung, die die Nachdrehungssequenz bei dieser
Ausführungsform zeigt,
wobei das Timing, mit dem die Aufladevorspannung (Wechselspannungskomponente
und Gleichspannungskomponente) und die Entwicklungsvorspannung eingeschaltet
oder ausgeschaltet werden, das gleiche ist wie bei der ersten Ausführungsform. Auch
die Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausfüh rungsform ist die gleiche
wie die Bilderzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform,
da die Vorrichtung mit einer Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis
ausgestattet ist, die eine Hülse 2 aufweist, auf
der magnetische Partikel 13, unter die sich restliche Tonerpartikel
mit 1 Gew.% wie bei der ersten Ausführungsform gemischt haben,
gelagert sind.
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Sobald
das Aufladen des Bereiches der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1, der zum Bilderzeugungsbereich werden soll, beendet worden
ist, wird, wie in 9 gezeigt, das Anlegen der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung gestoppt, um mit dem Ausstoßen der
Tonerpartikel 31, die sich unter die magnetischen Partikel 13 gemischt
haben, zu beginnen. Dann wird das Anlegen der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung wieder zu einem vorgegebenen Zeitpunkt begonnen.
Dieser Zeitpunkt wird als Referenzpunkt (0 msec) in 9 bezeichnet.
In bezug auf das Timing, mit dem das Anlegen der Vorspannung an
die elektrisch leitende Bürste 36 gestoppt
wird, wurden drei unterschiedliche Zeitpunkte getestet: -200 msec,
-50 msec und 100 msec nach dem zeitlichen Referenzpunkt. Der Abstand
von der elektrisch leitenden Bürste 36 zur
Aufladestation beträgt
10 mm.
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Des
weiteren ist es wünschenswert,
daß die Steuervorrichtung 35 (CPU)
eine derartige Steuerung durchführt,
daß das
Anlegen der Vorspannung an die elektrisch leitende Bürste 36 mindestens
L2/V vor dem Abschalten der Entwicklungsvorspannung begonnen wird.
In diesem Fall kennzeichnet das Bezugszeichen L2 den Abstand von
der elektrisch leitenden Bürste 36 zur
Entwicklungsvorrichtung entlang der Umfangsfläche der Lichtempfindlichen Trommel 1 in
Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel (50 mm), während das
Bezugszeichen V die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel
(150 mm/sec) bezeichnet. Daher beträgt der Wert von L2/V 333 msec.
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In
dem Test, in dem die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der in 9 gezeigten
Sequenz nach jedem Bilderzeugungszyklus betätigt wurde, wurden, wenn das
Anlegen der Vorspannung an die elektrisch leitende Bürste 36 bei – 200 msec
oder -50 msec vom zeitlichen Referenzpunkt aus gestoppt wurde, mit
anderen Worten, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung so ausgebildet
war, daß der
Zeitpunkt, bei dem der Zustand der an die elektrisch leitende Bürste 36 gelegten
Vorspannung von EIN auf AUS geschaltet wurde, nicht weniger als
L2/V früher auftrat
als der Zeitpunkt, bei dem der Zustand der Entwicklungsvorspannung
von EIN auf AUS geschaltet wurde, die aus der Position unter den
magnetischen Partikeln 13 auf der Hülse 12 der Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
ausgestoßenen Tonerpartikel
vollständig
von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen. Wenn jedoch der
Zeitpunkt, an dem der Zustand der an die elektrisch leitende Bürste 36 gelegten
Vorspannung von EIN auf AUS umgeschaltet wurde, auf 100 msec nach
dem zeitlichen Referenzpunkt eingestellt wurde, mit anderen Worten,
wenn der Zeitpunkt, an dem der Zustand der an die elektrisch leitende
Bürste 36 angelegten Vorspannung
von EIN auf AUS umgeschaltet wurde, auf nicht mehr als L2/V früher als
der Zeitpunkt, an dem der Zustand der Entwicklungsvorspannung von EIN
auf AUS umgeschaltet wurde, eingestellt wurde, verblieb eine geringe
Menge an Tonerpartikeln auf der lichtempfindlichen Trommel 1.
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Im
Vergleich zu dem Fall, in dem die Vorspannung an die elektrisch
leitende Bürste 36 im AUS-Zustand
gehalten wird, wird in dem Fall, in dem die Vorspannung an die elektrisch
leitende Bürste 36 gelegt
wird, die lichtempfindliche Trommel 1 entladen oder positiv
aufgeladen. Daher wird das Potentialniveau, auf das die lichtempfindliche
Trommel 1 durch die Aufladevorrichtung aufgeladen wird,
geringer. Somit wird in dem Fall, in dem Vorspannung an die elektrisch
leitende Bürste 36 gelegt
wird, die Potentialniveaudifferenz ΔV größer, wodurch die Neigung besteht,
daß die
Menge erhöht
wird, mit der die Tonerpartikel aus der Aufladevorrichtung 2 auf
die lichtempfindliche Trommel 1 ausgestoßen werden.
Daher ist eine Ausbildung der Bilderzeugungsvorrichtung derart,
daß die
an die elektrisch leitende Bürste 36 angelegte
Vorspannung mindestens L2/V abgeschaltet wird, bevor die Entwicklungsvorspannung
abgeschaltet wird, wünschenswert,
um die Menge der auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibenden
Tonerpartikel zu reduzieren, da diese Ausführungsform bewirkt, daß der Bereich
der lichtempfindlichen Trommel 1, der der Zeitdauer entspricht,
in dem der Zustand der an die elektrisch leitende Bürste 36 gelegten
Vorspannung AUS entspricht, sich an der Entwicklungsstation befindet,
wenn das Anlegen der Entwicklungsvorspannung gestoppt wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann auch bei dieser Ausführungsform
die Menge der aus der Position unter den magnetischen Partikeln 13 auf
der Hülse 2 der
Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis ausgestoßenen Tonerpartikel,
die auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibt, ohne
von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen zu werden, nach
jedem Bilderzeugungszyklus reduziert werden.
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Ausführungsform 4
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Bei
der Nachdrehungssequenz dieser Ausführungsform wird anstelle der
Verwendung der Vorbelichtungslampe 6 der Bilderzeugungsvorrichtung der
ersten Ausführungsform
gemäß 1 oder
der elektrisch leitenden Bürste 36 der
Bilderzeugungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der 14 das
Oberflächenpotentialniveau
der lichtempfindlichen Trommel 1 mit Hilfe der Übertragungsvorrichtung 4 (Transferaufladevorrichtung)
der Bilderzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der 1,
an die positive Spannung gelegt wird, eingestellt. Die anderen Teile
und der Bilderzeugungsvorgang selbst der Bilderzeugungsvorrichtung
dieser Ausführungsform
sind die gleichen wie bei der Bilderzeugungsvorrichtung der ersten
Ausführungsform.
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10 ist
eine grafische Darstellung, die die Nachdrehungssequenz dieser Ausführungsform zeigt,
wobei das Timing, mit dem die Zustände der Aufladevorspannung
(Wechselspannungskomponente und Gleichspannungskompo nente) und der Entwicklungsvorspannung
zwischen EIN und AUS umgeschaltet werden, das gleiche wie bei der
ersten Ausführungsform
ist. Auch bei dieser Ausführungsform
ist die Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Aufladevorrichtung 2 auf
Magnetbürstenbasis
ausgerüstet,
die eine Hülse 2 aufweist,
auf der sich magnetische Partikel 13 befinden, unter die
sich restliche Tonerpartikel mit 1 Gew.% gemischt haben, wie dies
bei der Bilderzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform
der Fall ist.
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Sobald
das Aufladen des Bereiches der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1, der zum Bilderzeugungsbereich werden soll, beendet
ist, wird, wie in 10 gezeigt, das Anlegen der
Wechselspannungskomponente der Aufladevorspannung gestoppt, wodurch
mit dem Ausstoßen
der Tonerpartikel 31, die sich unter die magnetischen Partikel 13 gemischt
haben, begonnen wird. Dann wird das Anlegen der Wechselspannungskomponente
der Aufladevorspannung wieder zu einem vorgegebenen Zeitpunkt begonnen.
Dieser Zeitpunkt wird als Referenzpunkt (0 msec) in 10 definiert.
In bezug auf das Timing, mit dem das Anlegen der Vorspannung an
die Transfervorrichtung 4 (Transferaufladevorrichtung) gestoppt
wird, wurden drei unterschiedliche Zeitpunkte getestet: -400 msec,
-250 msec und 100 msec nach dem zeitlichen Referenzpunkt. Der Abstand
von der Übertragungsvorrichtung
zur Aufladestation beträgt
25 mm. Die Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist so ausgebildet,
daß der
Transferstrom während
der Bilderzeugung 8-15 uA beträgt.
Während
des Ausstoßens
der Tonerpartikel muß jedoch
eine Steuerung durchgeführt
werden, um den Transferstrom unter dem Normalpegel zu halten, damit
kein Memory-Effekt auf der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 1 stattfindet. Somit wird während der Nachdrehungssequenz
bei dieser Ausführungsform
eine solche Steuerung durchgeführt,
daß der
Transferstrom 5 uA beträgt.
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Des
weiteren ist die Steuervorrichtung 35 (CPU) so eingestellt,
daß sie
eine derartige Steuerung durchführt,
daß das
Anlegen der Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung 4 der Übertragungsvorspannungsstromquelle 33 mindestens
L3/V vor dem Zeitpunkt, an dem die Entwicklungsvorspannung abgeschaltet
wird, abgeschaltet wird. In diesem Fall ist mit L3 der Abstand von
der Übertragungsvorrichtung 4 zur
Entwicklungsvorrichtung 3 in Drehrichtung der lichtempfindlichen
Trommel 1 entlang der Umfangsfläche derselben (115 mm) bezeichnet, während mit
V die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 1 (50
mm/sec) bezeichnet ist. Daher beträgt der Wert von L3/V 500 msec.
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Im
Test, der unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen durchgeführt wurde,
als das Anlegen der Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung (Transferaufladevorrichtung)
bei -400 msec oder -250 msec vor dem zeitlichen Referenzpunkt gestoppt
wurde, wurden die Tonerpartikel, die sich unter die magnetischen
Partikel 13 auf der Hülse 12 der
Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis gemischt hatten,
nach jedem Bilderzeugungszyklus vollständig von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen.
Wenn jedoch das Anlegen der Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung 4 100 msec
nach dem zeit lichen Bezugspunkt gestoppt wurde, verblieb eine geringe
Menge an Tonerpartikeln auf der lichtempfindlichen Trommel 1.
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Wie
aus der obigen Beschreibung deutlich wird, war es auch im Falle
dieser Ausführungsform möglich, die
Menge zu reduzieren, mit der die aus ihrer Position unter den magnetischen
Partikeln 13 auf der Hülse 12 der
Aufladevorrichtung 2 auf Magnetbürstenbasis herausgetriebenen
Tonerpartikel nicht von der Entwicklungsvorrichtung 3 zurückgewonnen wurden
und auf der lichtempfindlichen Trommel 1 nach jedem Bilderzeugungszyklus
verblieben.
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Die
vorliegenden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wurden in Verbindung mit Vorrichtungen
zur Erzeugung von Schwarz-Weiß-Bildern
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar bei Vorrichtungen
zur Erzeugung von Vollfarbbildern. Des weiteren wurde bei den vorhergehenden
Ausführungsformen
die Wechselspannungskomponente der an die Aufladevorrichtung 2 gelegten
Aufladevorspannung abgeschaltet, um die Tonerpartikel aus der Aufladevorrichtung 2 auf
die lichtempfindliche Trommel 1 auszustoßen. Der
gleiche Effekt kann jedoch erzielt werden, wenn die Spitzen-Spitzen-Spannung
der Wechselspannungskomponente der Aufladevorspannung im Vergleich
zur Spitzen-Spitzen-Spannung während
der Bilderzeugung reduziert wird, anstelle die Wechselspannungskomponente
abzuschalten.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung mit hier offenbarten Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist sie nicht auf die angegebenen Details beschränkt und
soll auch solche Modifikationen oder Änderungen umfassen, die unter
den Umfang der beigefügten Patentansprüche fallen.