DE69927324T2

DE69927324T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69927324T2
Application number: DE69927324T
Authority: DE
Inventors: Takayasu Yuminamochi; Masaru Shimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2019-07-10
Also published as: US6173135B1; DE69927324D1; EP0973073B1; EP0973073A3; JP2000029281A; EP0973073A2; JP3279523B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät der elektrofotografischen oder elektrostatischen Art wie ein Kopiergerät, einen Drucker und dergleichen und bezieht sich insbesondere auf ein Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Übertragungselement gegen ein Bildträgerelement gedrückt wird.
12 zeigt ein Beispiel für ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät.
Bei diesem Bilderzeugungsgerät findet eine gegen eine fotoempfindliche Trommel 1 gedrückte Übertragungswalze 11 als Übertragungselement Verwendung, durch das ein auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildetes Tonerbild auf ein z.B. in Form von Übertragungsblättern bzw. Blättern vorliegendes Übertragungsmaterial P übertragen wird.
Wenn Toner an der Oberfläche der Übertragungswalze 11 haftet, entstehen hierbei Verunreinigungen auf der Rückseite des Blattes. Wenn das Blatt nicht über die Übertragungswalze geführt wird, wird daher vorzugsweise eine Reinigungsvorspannung mit der entgegengesetzten Polarität zu der Polarität des an der Übertragungswalze haftenden Toners zur Rückübertragung des Toners auf die fotoempfindliche Trommel 1 angelegt, wobei der rückübertragene Toner von einer Reinigungseinrichtung 5 aufgenommen wird.
10 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 1 (Trommelpotential) des vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsgeräts, einer Entwicklungsvorspannung, einer Übertragungsvorspannung sowie einer Reinigungsvorspannung. Hierbei ist die Beziehung zwischen dem Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 1, der Entwicklungsvorspannung einer Entwicklungseinrichtung 3 und der Übertragungsvorspannung einer Übertragungseinrichtung 4 unter Verwendung einer Umfangsposition der fotoempfindlichen Trommel 1 als Bezugsstellung dargestellt.
Die fotoempfindliche Trommel 1 wird von einer Aufladungswalze 6 gleichmäßig mit einem Dunkelpotential V_D von –650 V aufgeladen, wobei der gleichförmig aufgeladene Bereich in Abhängigkeit von Bildinformationen zur Bildung eines elektrostatischen Ladungsbildes belichtet wird.
Das Dunkelpotential V_D der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 wird von der Aufladungswalze 6 während einer synchron mit einer Steuerung zur Zuführung des Übertragungsmaterials P zu einem Übertragungsspaltabschnitt N erfolgenden Vordrehung, bei der der aufgeladene Bereich den Übertragungsspaltabschnitt N erreicht, bis zu einem Zeitpunkt auf –650 V gehalten, bei dem sich der aufgeladene Bereich noch synchron mit einer Steuerung zur Hindurchführung des hinteren Endes eines letzten Übertragungsblattes P durch den Übertragungsspaltabschnitt N im Übertragungsspaltabschnitt N befindet. Hierbei nimmt ein Hellpotential V_L eines mit Hilfe von Bestrahlungslicht L erzeugten Bildteils des elektrostatischen Ladungsbildes den Wert –200 V an.
Eine Entwicklungs-Gleichvorspannung von –500 V wird von einer Entwicklungsvorspannungsquelle 10 an eine Entwicklungswalze 9 während einer Vordrehung, bei der das elektrostatische Ladungsbild auf der fotoempfindlichen Trommel 1 synchron mit einer Steuerung zur Zuführung des Übertragungsmaterials P zu dem Übertragungsspaltabschnitt N entwickelt wird und den Übertragungsspaltabschnitt N erreicht, bis zu einem Zeitpunkt angelegt, bei dem ein Tonerbild den Übertragungsspaltabschnitt N synchron mit einer Steuerung zur Hindurchführung des letzten Übertragungsblattes P durch den Übertragungsspaltabschnitt N erreicht.
Eine Reinigungsvorspannung von –1500 V wird von einer Übertragungswalzen-Reinigungsvorspannungsquelle 23 an die Übertragungswalze 11 angelegt, wenn das Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 1 bei der Vordrehung und einer Nachdrehung den Wert Null aufweist. Bei dem Hindurchführen eines Blattes wird eine Übertragungsvorspannung V_T an die Übertragungswalze angelegt, während zwischen jeweiligen Blättern (d.h., in einem Blattintervall) eine kleinere Vorspannung V_TO als die Übertragungsvorspannung an die Übertragungswalze angelegt wird. Hierbei stellt die Übertragungsvorspannung V_T eine Spannung zur Aufrechterhaltung eines während der Hindurchführung des Blattes erforderlichen Übertragungsstroms dar, die in Abhängigkeit von dem ohmschen Widerstand der Übertragungswalze 11 verändert wird. Zur Bewältigung eines Übertragungsblattmaterials P mit dem Format A3 oder Briefformat (A4) wird eine Spannung an die Übertragungswalze angelegt, mit deren Hilfe ein Strom von ungefähr 10 μA aufrecht erhalten werden kann. Obwohl im Blattintervall eine Spannung zur Aufrechterhaltung des gleichen Übertragungsstroms wie bei der Hindurchführung eines Blattes angelegt wird, wird hierbei die Vorspannung V_TO verkleinert, da kein Blatt vorhanden ist, um auf diese Weise das Auftreten eines Speicher- oder Erinnerungseffektes bei der fotoempfindlichen Trommel 1 zu verhindern.
Als Verfahren zur Entfernung des Toners an der Übertragungswalze 11 sowie als Verfahren zum Anlegen einer Konstantspannung als die in 10 dargestellte Reinigungsvorspannung ist ein Verfahren zum abwechselnden Anlegen einer negativen und einer positiven Spannung bekannt, für das ein Beispiel in 11 veranschaulicht ist.
Der an der Übertragungswalze 11 in Form von Verunreinigungen haftende Toner enthält nicht nur den korrekt aufgeladenen Toner, sondern auch in der Entwicklungseinrichtung 3 entgegengesetzt aufgeladenen Toner und/oder Toner, der zunächst korrekt aufgeladen war, sodann jedoch durch den beim Anlegen der Reinigungsvorspannung erzeugten Entladungsvorgang mit der entgegengesetzten Polarität aufgeladen wurde.
Wenn auf diese Weise negativer Toner und positiver Toner an der Übertragungswalze 11 haftet, können in der in 11 veranschaulichten Weise bei einer Vordrehung und einer Nachdrehung eine negative Vorspannung und eine positive Vorspannung als Reinigungsvorspannung an die Übertragungswalze 11 angelegt werden.
Durch das Anlegen der Reinigungsvorspannung an die Übertragungswalze 11 kann jedoch ein Speicher- oder Erinnerungseffekt bei der fotoempfindlichen Trommel 1 auftreten, der dann die folgende Bilderzeugung beeinträchtigt.
Diese Beeinträchtigung durch einen Speicher- oder Erinnerungseffekt kann jedoch durch Entfernung der Wechselspannungs-Aufladungsanteile von der (durch die Reinigungsvorspannung aufgeladenen) fotoempfindlichen Trommel 1 mit Hilfe eines Laders 2 verhindert werden.
Da jedoch die als Wechselvorspannung angelegte Spannung zur Primäraufladung hohe Spitze-Spitze-Spannungswerte von 1500 bis 2000 V_PP aufweist, treten in der Nähe eines Aufladungsspaltabschnitts zwischen der Aufladungswalze 6 und der fotoempfindlichen Trommel 1 auf deren stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten Entladungserscheinungen auf.
Wenn eine fotoempfindliche Schicht auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 z.B. aus OPC-Material (einem organischen fotoempfindlichen Material) besteht, werden auf Grund der Entladungserscheinungen an der Oberfläche der Schicht Molekülketten unterbrochen, wodurch die OPC-Schicht brüchig und durch den Gleitkontakt mit einer Reinigungsklinge 13 schnell abgenutzt bzw. verschlissen wird.
Wenn somit von dem Lader 2 eine Wechselvorspannung zur Reinigung der Übertragungswalze angelegt wird, verringert sich aus den vorstehend beschriebenen Gründen die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen OPC-Schicht und damit die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1.
Aus der JP-A-6-51 654 ist die Reinigung eines Übertragungselements nach dem Ausdrucken einer voreingestellten Anzahl von Blättern bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Bilderzeugungsgerät anzugeben, mit dessen Hilfe sich Verunreinigungen einer Übertragungswalze verringern oder verhindern lassen.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Bilderzeugungsgerät anzugeben, mit dessen Hilfe sich eine Potentialspeicherung an einem fotoempfindlichen Element verringern oder verhindern lässt.
Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Bilderzeugungsgerät anzugeben, bei dem die Betriebslebensdauer des fotoempfindlichen Elements nicht verkürzt wird.
Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Bilderzeugungsgerät anzugeben, das ein Bildträgerelement zur Aufnahme eines Tonerbildes, ein Übertragungselement zur elektrostatischen Übertragung des Tonerbildes des Bildträgerelements, eine Reinigungsvorspannungs-Zuführungseinrichtung zur elektrostatischen Reinigung des Übertragungselements durch Anlegen einer Reinigungsvorspannung an das Übertragungselement und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Anlegens der Reinigungsvorspannung in Abhängigkeit von der Anzahl von Blättern umfasst, auf denen im Rahmen eines Bilderzeugungsauftrags bzw. -ablaufs Bilder zu erzeugen sind.
Diese Aufgaben werden durch ein Bilderzeugungsgerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 einen Reinigungsablauf für eine Übertragungswalze bei einer geringen Anzahl von Ausdrucken bzw. Kopien,
3 einen Reinigungsablauf für eine Übertragungswalze bei einer hohen Anzahl von Ausdrucken bzw. Kopien,
4 eine Beziehung zwischen der Anzahl von Bilderzeugungsabläufen und der Betriebslebensdauer einer fotoempfindlichen Trommel,
5 eine Beziehung zwischen der Anzahl von Bilderzeugungsabläufen und der Betriebslebensdauer einer fotoempfindlichen Trommel bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
6 einen Reinigungsablauf bei einer Übertragungswalze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 eine Beziehung zwischen der Anzahl von Bilderzeugungsabläufen und der Betriebslebensdauer einer fotoempfindlichen Trommel bei dem zweiten Ausführungsbeispiel,
8 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
9 einen Reinigungsablauf bei einer Übertragungswalze gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
10 einen Reinigungsablauf für eine Übertragungswalze,
11 einen weiteren Reinigungsablauf für eine Übertragungswalze, und
12 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Bilderzeugungsgerätes.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Bilderzeugungsgerät gemäß 1 umfasst ein fotoempfindliches Element als Bildträgerelement. Dieses fotoempfindliche Element wird von einem (nachstehend als "fotoempfindliche Trommel" bezeichneten) trommelförmigen elektrofotografischen fotoempfindlichen Drehkörper 1 gebildet, der durch Beschichtung der Oberfläche eines Aluminiumzylinders mit einem organischen fotoempfindlichen Material (OPC) erhalten wird. Die fotoempfindliche Trommel 1 weist vorzugsweise einen Außendurchmesser von 30 mm auf und wird mit einer Betriebsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) von 150 mm/s gedreht.
Um die fotoempfindliche Trommel 1 herum sind in deren (durch einen Pfeil gekennzeichneten) Drehrichtung in der nachstehenden Reihenfolge eine Aufladungseinrichtung 2 zur gleichförmigen Aufladung der fotoempfindlichen Trommel 1, eine (nicht dargestellte) Belichtungseinrichtung zur Abgabe von Belichtungslicht (Laserlicht) L zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der fotoempfindlichen Trommel 1, eine Entwicklungseinrichtung 3 zur Erzeugung (Sichtbarmachung) eines Tonerbildes durch Aufbringung von Toner auf das auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildete elektrostatische Ladungsbild, eine Übertragungseinrichtung 4 zur Übertragung des auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildeten Tonerbildes auf ein Übertragungsblatt P wie ein Blatt Papier, und eine Reinigungseinrichtung 5 zur Reinigung der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 angeordnet.
Hierbei umfasst die Aufladungseinrichtung 2 eine Aufladungswalze 6 als Kontakt-Aufladungselement sowie eine Aufladungsvorspannungsquelle 7 zum Anlegen einer Aufladungsvorspannung an die Aufladungswalze 6.
Die Entwicklungseinrichtung 3 umfasst einen Entwicklungsbehälter 8 zur Aufnahme von Toner als Entwickler, eine Entwicklungswalze (ein Entwicklungselement) 9 zur Sichtbarmachung des auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildeten elektrostatischen Ladungsbildes durch Übertragung des Toners auf die Trommel und eine Entwicklungsvorspannungsquelle 10 zum Anlegen einer Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungswalze 9.
Die Übertragungseinrichtung 4 umfasst eine Übertragungswalze (ein Kontakt-Übertragungselement) 11, das vorzugsweise einen Außendurchmesser von 20 mm aufweist, eine Übertragungsvorspannungsquelle 12 zum Anlegen einer Übertragungsvorspannung von ungefähr 1000 bis 6000 V an die Übertragungswalze 11, eine Übertragungswalzen-Reinigungsvorspannungsquelle 23 zum Anlegen einer Übertragungswalzen-Reinigungsvorspannung an die Übertragungswalze 11, wenn kein Blatt hindurchgeführt wird, sowie einen Schalter 39 zur Auswahl entweder der Übertragungsvorspannungsquelle 12 oder der Übertragungswalzen-Reinigungsvorspannungsquelle 23 zum Anlegen der Vorspannung an die Übertragungswalze 11. Die Übertragungswalze 11 wird durch Aufbringung einer leitenden elastischen Schicht 11b auf einen aus einem Metallkern bestehenden Zylinder 11a erhalten, wobei die elastische Schicht 11b einen Widerstandswert von etwa 10⁶ bis 10¹⁰ Ω·cm aufweist.
Die Reinigungseinrichtung 5 umfasst eine Reinigungsklinge 13 zum Abschaben von auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel verbliebenem und nicht auf das Übertragungsmaterial übertragenem Toner (Übertragungsresttoner) sowie einen Aufnahmebehälter 14 zur Aufnahme des von der Reinigungsklinge 13 abgeschabten Übertragungsresttoners als Abfalltoner.
Das Übertragungsblatt P mit dem übertragenen Tonerbild löst sich von der fotoempfindlichen Trommel 1 auf Grund des kleinen Durchmessers der fotoempfindlichen Trommel, wobei die an dem Übertragungsblatt haftende elektrische Ladung von einer Ladungsabführungs-Sondeneinheit (Ablösungs-Unterstützungseinrichtung) 15 abgeführt wird. Auf diese Weise verringert sich die elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem Übertragungsblatt P und der fotoempfindlichen Trommel 1, wodurch sich das Übertragungsblatt von der fotoempfindlichen Trommel 1 löst.
Die Ladungsabführungs-Sondeneinheit 15 umfasst eine Ladungsabführungssonde 15a und ein Isolationselement 15b, wobei die Ladungsabführungssonde 15a elektrisch an Masse liegt.
Nach der Trennung wird das Übertragungsblatt P über eine Transportbahn aus isolierendem Kunstharz geführt und zu einer Fixiereinrichtung 17 transportiert.
Die Fixiereinrichtung 17 umfasst eine Fixierwalze 18 (mit einer durch Spritzbeschichtung oder Dispersionsbeschichtung eines zylindrischen Aluminiumkerns 18a mit PFA-Partikeln und anschließendem Einbrennen der PFA-Partikel erhaltenen PFA-Spritzgussschicht 18b), eine Halogen-Heizeinrichtung zur internen Erwärmung der Fixierwalze, eine Andruckwalze 20 zum Andrücken eines Übertragungsblattes P gegen die Fixierwalze 18 sowie eine Fixier-Einlassführung 21 zur Führung des Übertragungsblattes P in einen Fixierspaltabschnitt zwischen der Fixierwalze 18 und der Andruckwalze 20. Beim Hindurchtreten des ein nicht fixiertes Tonerbild tragenden Übertragungsblattes P durch den Fixierspaltabschnitt wird das Tonerbild geschmolzen und auf der Oberfläche des Übertragungsblattes P fixiert.
Die fotoempfindliche Trommel 1 wird durch Anlegen der Aufladungsvorspannung der Aufladungsvorspannungsquelle 7 an die Aufladungswalze 6 gleichmäßig auf ein negatives Dunkelpotential V_D von etwa –650 V aufgeladen, woraufhin eine Bildbelichtung mit dem Belichtungslicht L erfolgt, wodurch ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, dessen belichtete Bereiche ein Hellpotential V_L von etwa –200 V aufweisen.
Das auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildete elektrostatische Ladungsbild wird von der Entwicklungseinrichtung entwickelt, d.h., das auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildete elektrostatische Ladungsbild wird als Tonerbild entwickelt (sichtbar gemacht), indem der negativ geladene Toner an der Entwicklungswalze 9 auf den Bereich der fotoempfindlichen Trommel 1 mit dem Hellpotential V_L durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung der Entwicklungsvorspannungsquelle 10 an die Entwicklungswalze 9 übertragen wird.
Das auf der fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildete Tonerbild wird auf das über eine Übertragungsführung 22 transportierte Übertragungsblatt P in einem Übertragungsspaltabschnitt N zwischen der fotoempfindlichen Trommel 1 und der Übertragungswalze 11 übertragen.
Außerdem wird der bei dem Übertragungsvorgang in Form von Verunreinigungen an der Übertragungswalze 11 haftende Toner durch Anlegen der die gleiche Polarität wie die Aufladungspolarität des Toners aufweisenden Vorspannung der Übertragungswalzen-Reinigungsvorspannungsquelle 23 an die Übertragungswalze 11 bei einer Vordrehung und einer Nachdrehung (wenn kein Blatt hindurchgeführt wird) auf die fotoempfindliche Trommel 1 übertragen, wobei der übertragene Toner von der Reinigungseinrichtung 5 aufgenommen und auf diese Weise die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 gereinigt wird.
Das vorstehend beschriebene Bilderzeugungsgerät gemäß dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst außerdem ein Druckwerk 41 mit einer Drucksteuereinheit 40 und einem Formatierer 42, der mit einem externen Gerät 43 wie einem Personalcomputer (PC) verbunden ist.
Bei der Bilderzeugung (dem Drucken) werden dem Formatierer 42 des (nachstehend als "Drucker" bezeichneten) Bilderzeugungsgerätes von dem externen Gerät 43 ein Bildsignal und ein Blattzahl-Signal zugeführt, wobei das Bildsignal in ein EIN/AUS-Signal für die Belichtungseinrichtung umgesetzt wird.
Die Drucksteuereinheit 40 erhält ein Signal von dem Formatierer 42 und führt eine Steuerung des Druckwerks für die Druckvorgänge durch, während sie mit dem Formatierer 42 kommuniziert.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgen die Anlegung der Aufladungsvorspannung und die Anlegung der Übertragungswalzen-Reinigungsvorspannung in der in den 2 und 3 dargestellten Weise.
2 zeigt hierbei einen Ablauf, bei dem eine geringe Anzahl von Blättern vorliegt (z.B. 1 bis 19 Blätter).
Hierbei ist ein Beispiel für ein kontinuierliches Ausdrucken von 3 Blättern veranschaulicht. Da der Ablauf zwischen der Vordrehung und der Nachdrehung der gleiche wie im Falle des Beispiels gemäß 10 ist, wird dieser Ablauf nicht erneut beschrieben.
Bei der Nachdrehung wird unmittelbar nach der Beendigung des Druckens die Primäraufladungs-Wechselvorspannung abgeschaltet. Auf diese Weise wird die Zeitdauer des Anliegens der Primäraufladungs-Wechselvorspannung verkürzt und damit die entladungsbedingte Beeinträchtigung der OPC-Schicht verringert, wodurch sich die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 verlängert.
Hierbei ist mit "Vordrehung" ein Schritt zur Durchführung einer Vorbehandlung des fotoempfindlichen Elements von der Eingabe des Druckbefehls bis zum Beginn des Druckens bezeichnet, während mit "Nachdrehung" ein Schritt zur Durchführung einer Nachbehandlung des fotoempfindlichen Elements nach der Beendigung des Druckens bezeichnet ist.
3 zeigt dagegen einen Ablauf für eine große Anzahl von Blättern (für ein kontinuierliches Ausdrucken von 20 oder mehr Blättern). Bei dem Ausdrucken von 20 oder mehr Blättern erfolgt die Reinigung der Übertragungswalze bei der Nachdrehung. Im Rahmen des Ablaufs der Nachdrehung wird zunächst die Primäraufladungs-Gleichvorspannung an einer Umfangsposition der fotoempfindlichen Trommel 1 synchron mit dem Übergang der Übertragungsvorspannung auf die Reinigungsvorspannung auf 0 V eingestellt. Wenn angenommen wird, dass dies eine Zone A darstellt, so ist diese Zone A vorzugsweise größer als ein Umlauf der Übertragungswalze 11 und entspricht einer ganzzahligen Anzahl der für eine Umdrehung der Übertragungswalze 11 erforderlichen Zeitdauer.
Sodann wird die Vorspannung der Übertragungswalze auf die Übertragungsvorspannung V_T eingestellt. Synchron mit dieser Position an der Umfangsfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 wird die Primäraufladungs-Gleichvorspannung der Aufladungswalze 6 auf die mit V_D konvergierende Vorspannung V_CDC eingestellt, während das Potential der fotoempfindlichen Trommel 1 auf V_D eingestellt wird. Der Wert V_CDC wird allgemein auf einen Wert eingestellt, der sich durch Addition von etwa 10 bis 30 V zu dem V_D-Potential der fotoempfindlichen Trommel 1 ergibt.
Für das Potential der fotoempfindlichen Trommel 1 wird ein V_D-Wert von –650 V gewählt, wenn die positive Vorspannung an die Übertragungswalze 11 angelegt wird, um auf diese Weise zu verhindern, dass ein sogenannter Übertragungsspeichereffekt bzw. Erinnerungseffekt auftritt, durch den eine Aufladung der fotoempfindlichen Trommel 1 durch die Übertragungsvorspannung erfolgt.
Durch die auf diese Weise erfolgende Einstellung des Potentials der fotoempfindlichen Trommel 1 auf 0 V bei dem Anlegen des negativen Potentials an die Übertragungswalze 11 und Einstellung des Potentials der fotoempfindlichen Trommel 1 auf V_D = –650 V beim Anlegen der positiven Vorspannung an die Übertragungswalze 11 kann der Reinigungskontrast vergrößert und damit das Reinigungsvermögen verbessert werden.
Wenn angenommen wird, dass ein Bereich, in dem die Übertragungsvorspannung V_T an die Übertragungswalze 11 angelegt wird, in ähnlicher Weise wie der Bereich A mit "B" bezeichnet ist, so ist dieser Bereich B vorzugsweise ebenfalls größer als ein Umlauf der Übertragungswalze 11 und entspricht einer ganzzahligen Anzahl der für eine Umdrehung der Übertragungswalze 11 erforderlichen Zeitdauer. Auf diese Weise lässt sich der gesamte Umfang der Übertragungswalze 11 gleichmäßig reinigen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Reinigungsvorspannung ausgehend von der negativen Vorspannung (gefolgt von der positiven Vorspannung) abwechselnd an die Übertragungswalze 11 angelegt wird. Wenn nämlich die negative Vorspannung zur Entfernung des negativ aufgeladenen Toners angelegt wird, wird zwar der meiste Toner zu der fotoempfindlichen Trommel 1 zurückgeführt, jedoch verbleibt ein kleiner Teil des Toners an der Übertragungswalze 11, wobei dieser restliche Toner auf Grund der Entladung der Übertragungswalze 11 und der fotoempfindlichen Trommel 1 positiv aufgeladen wird, sodass sodann das Anlegen der positiven Vorspannung zur Entfernung des restlichen Toners erforderlich ist. Wenn die positive Vorspannung zuerst angelegt wird, lässt sich anfangs keine große Reinigungswirkung erzielen, d.h., wenn bei dem abwechselnden Anlegen der Reinigungsvorspannung an die Übertragungswalze mit der positiven Vorspannung begonnen wird, ist im Vergleich zu dem Beginn der Reinigung mit einer negativen Vorspannung eine längere Reinigungszeit erforderlich, was die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 beeinträchtigt.
In diesem Falle ist ein Beispiel dargestellt, bei dem eine zweifache Kombination des Bereichs A und des Bereiches B erfolgt. Die Kombination des Bereiches A und des Bereiches B hat bei der ersten Durchführung eine geringere Wirkung, sodass die Wirkung umso höher ist, je größer die Anzahl der durchgeführten Kombinationen ist.
Nach einer zweifachen Kombination des Bereiches A und des Bereiches B wird dann in einem Bereich C die Primäraufladungs-Gleichvorspannung auf 0 V zurückgeführt, wobei das Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 1 durch Einschalten der Primäraufladungs-Wechselvorspannung dann gegen 0 V konvergiert. Auf diese Weise wird der durch Ausführung einer großen Anzahl von Druckvorgängen und Anlegen der positiven Reinigungsvorspannung entstehende Speicher- oder Erinnerungseffekt bei der fotoempfindlichen Trommel beseitigt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Material der elastischen Schicht 11b der Übertragungswalze 11 des Druckwerks 41 aus polarem bzw. polarisiertem Gummi wie NBR. Anders als im Falle von unpolarem bzw. nicht polarisiertem Gummi wie EPDM besitzt polarer bzw. polarisierter Gummi die Eigenschaft, Toner auf einfache Weise anziehen zu können, sodass eine Reinigung unter Verwendung der negativen und der positiven Vorspannung unvermeidlich ist. Wenn jedoch die elastische Schicht 11b aus unpolarem bzw. nicht polarisiertem Gummi wie EPDM besteht, kann auch nur die negative Vorspannung angelegt werden, da in diesem Falle die anhaftende Tonermenge gering ist und der Toner leicht abgelöst werden kann.
Nachstehend wird die durch den Reinigungsvorgang unter Verwendung der Primäraufladungs-Wechselvorspannung erzielbare Wirkung für den Fall näher beschrieben, dass die Anzahl der Kopien bzw. Ausdrucke einen vorgegebenen Wert überschreitet.
4 veranschaulicht in Form einer grafischen Darstellung eine Beziehung zwischen der Anzahl von Ausdrucken bzw. Kopien bei einem Ablauf bzw. Auftrag (was nachstehend als "Anzahl von Abläufen" bezeichnet ist) und der Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1. Hierbei bezeichnet "ein Ablauf" die Ausdrucke oder Kopien, die bei Eingabe eines Druck- oder Kopierbefehls einer Bedienungsperson ausgeführt werden. Die Bezeichnung "K Blätter" an der Ordinate beinhaltet 1000 Blätter. Bei dieser grafischen Darstellung veranschaulicht die durchgezogene Kennlinie das erhaltene Ergebnis, wenn bei der Nachdrehung keine Reinigung durchgeführt wird, während die gestrichelte Kennlinie das Ergebnis veranschaulicht, wenn bei der Nachdrehung eine Reinigung erfolgt. Der Grund, warum in beiden Fällen die Betriebslebensdauer umso größer ist, je höher die Anzahl von Ausdrucken bzw. Kopien in einem Ablauf ist, kann darin gesehen werden, dass das Verhältnis der Zeitdauer des Anlegens der Reinigungsvorspannung bei der Nachdrehungsreinigung zu der gesamten Zeitdauer des Anlegens der Primäraufladungs-Wechselvorspannung kleiner wird. Üblicherweise wird bei einem Drucker mit einer über 20 Blättern pro Minute liegenden Druckgeschwindigkeit die Betriebslebensdauer auf der Basis einer Anzahl von zwei Abläufen bzw. Druckvorgängen (2 Blättern, die intermittierend ausgedruckt werden) berechnet. Die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 basierte bei dieser grafischen Darstellung auf 30 000 Blättern (30 K Blättern), die in der intermittierenden Druckweise von 2 Blättern ausgedruckt wurden. Wie 4 zu entnehmen ist, beträgt die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 lediglich 20 000 Blätter (20 K Blätter), wenn die Reinigung bei der Nachdrehung in der intermittierenden Druckweise von 2 Blättern ausgeführt wurde. Zur Erzielung einer Betriebslebensdauer von 30 000 Blättern muss die Anzahl der Abläufe somit 5 oder mehr betragen.
Wenn somit bei einer geringen Anzahl von Ausdrucken bzw. Kopien bei einem Ablauf die Nachdrehungsreinigung nicht durchgeführt wird, sondern die Reinigung nur nach einer vorgegebenen Anzahl von Blättern erfolgt, verlängert sich die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1. Wenn bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Anzahl von Abläufen mit der Nachdrehungsreinigung 5 oder mehr beträgt, kann eine Betriebslebensdauer erreicht werden, die im wesentlichen der Betriebslebensdauer bei 2 Abläufen ohne die Nachdrehungsreinigung entspricht.
Der Grund, warum bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Nachdrehungsreinigung nur im Falle von 20 oder mehr Abläufen durchgeführt wird, besteht darin, dass bei einer großen Anzahl von Abläufen eine möglichst weitgehende Verlängerung der Betriebslebensdauer angestrebt wird, sodass auf Grund der Tatsache, dass die Ansammlung von Verunreinigungen an der Übertragungswalze 11 bei einem Bild bis zu einer Anzahl von 100 Abläufen einen relativ unproblematischen Wert erreicht, unter Berücksichtigung einer gewissen Toleranz eine Anzahl von 20 Abläufen ausgewählt wird.
5 zeigt ebenfalls eine Beziehung zwischen der Anzahl von Abläufen und der Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1. 5 ist zu entnehmen, dass die Beziehung zwischen der Anzahl von Abläufen und der Betriebslebensdauer bei einer Anzahl von 2 Abläufen 30 000 Blätter umfasst, was dem üblichen Fall entspricht. Obwohl sich die Betriebslebensdauer zwischen 19 Abläufen und 20 Abläufen von 47 000 Blättern auf 43 000 Blätter verringert, ergibt sich in der Praxis kein Problem, da eine Anzahl von 43 000 Blättern immer noch größer als 30 000 Blätter (der vorgegebenen Betriebslebensdauer) ist.
Bei einer geringen Anzahl von Abläufen tritt auch nur eine geringe Ansammlung von Verunreinigungen an der Übertragungswalze 11 auf, sodass die Übertragungswalze 11 unter Verwendung der Vordrehungs-Reinigungsvorspannung bei einem nächsten Druckablauf und durch Übertragung des angesammelten Toners auf die Rückseite der Übertragungsblätter P während des Druckens gereinigt werden kann. Hierbei konnte festgestellt werden, dass auf der Rückseite eines Übertragungsblattes P nur sehr geringe Verunreinigungen auftreten und dass die Abbildungsstärke (Verunreinigungen auf der Rückseite) kein Problem darstellt.
Im übrigen kann der Reinigungsvorgang der Übertragungswalze 11 nicht nur bei der Nachdrehung sondern auch bei der Vordrehung oder nach der Beendigung sämtlicher Druckvorgänge und nach dem Stillstand eines Motors erfolgen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Während sich das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel auf einen Fall bezieht, bei dem der Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 eine Toleranz zugeordnet wird, wird nachstehend ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben, bei dem dem Reinigungsvermögen Priorität verliehen wird. Da der Gesamtaufbau des Bilderzeugungsgerätes dem Aufbau gemäß 1 entspricht, erübrigt sich eine erneute Beschreibung.
6 zeigt einen Ablauf gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Dauer der Nachdrehungs-Reinigungszeit in Abhängigkeit von der Anzahl von Kopien bzw. Abläufen derart verändert wird, dass bei einer hohen Anzahl von Ausdrucken bzw. Kopien in einem Ablauf eine Verlängerung der Reinigungszeitdauer stattfindet.
Im einzelnen wird hierbei die Kombination der Bereiche A und B für das Anlegen der Nachdrehungs-Reinigungsvorspannung zweifach durchgeführt, wenn die Anzahl der Abläufe zwischen 5 bis 7 (jeweils einschließlich) liegt, dreifach durchgeführt, wenn die Anzahl der Abläufe zwischen 8 bis 12 (jeweils einschließlich) liegt, und vierfach durchgeführt, wenn die Anzahl der Abläufe zwischen 13 bis 18 (jeweils einschließlich) liegt, usw. (d.h., sie wird in Abhängigkeit von der Anzahl von Abläufen vergrößert). Auf diese Weise wird die Zeitdauer D zur Durchführung der Nachdrehungsreinigung mit steigender Anzahl von Abläufen verlängert. Wenn sich somit die Tonerverunreinigungen auf Grund einer hohen Anzahl von Abläufen vergrößern, wird hierdurch eine bessere Reinigungswirkung erhalten.
Die sich in diesem Falle ergebende Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 ist in 7 veranschaulicht. Da hierbei die Reinigungszeitdauer bei einer großen Anzahl von Abläufen verlängert wird, verlängert sich die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 nicht durch Vergrößerung der Anzahl von Abläufen. Da jedoch die Betriebslebensdauer nicht unter die vorgegebene Betriebslebensdauer abfällt, tritt in der Praxis kein Problem auf.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann bei einem System, bei dem auf Grund des Entwicklers oder einer Begrenzung der Potentialeinstellung eine Schleierbildung bzw. Umkehrschleierbildung auftreten kann, ein Bild ohne rückseitige Verunreinigungen erzeugt werden. Demzufolge wird ein höherer Freiheitsgrad in Bezug auf die Ausgestaltung des Gerätes oder die Materialwahl erhalten.
Im übrigen kann der Reinigungsvorgang der Übertragungswalze 11 nicht nur bei der Nachdrehung, sondern auch bei der Vordrehung oder nach Beendigung sämtlicher Druck- bzw. Kopiervorgänge und nach Eintritt eines Stillstands des Motors erfolgen.
Drittes Ausführungsbeispiel
8 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus eines alternativen Bilderzeugungsgerätes. Da hierbei gleiche Bauelemente wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, erübrigt sich deren erneute Beschreibung.
Das Bilderzeugungsgerät gemäß 8 umfasst ein Druckwerk 41, eine Blattzuführungskassette (Übertragungsmaterial-Aufnahmeeinrichtung) 44 zur Aufnahme von 500 Blättern sowie ein Aufnahmefach (eine Übertragungsmaterial-Aufnahmeeinrichtung) 45 zur Aufnahme von 2000 Blättern. Eine in der Blattzuführungskassette 44 angeordnete Kassetten-Zwischenplatte 46 zur Anhebung von Übertragungsblättern P sowie eine ähnliche Aufnahmefach-Zwischenplatte 47 in dem Aufnahmefach 45 werden von einem (nicht dargestellten) Hauptmotor des Druckwerkes 41 zur Ergänzung der Blätter betätigt. Beim Anheben der Kassetten-Zwischenplatte 46 und der Aufnahmefach-Zwischenplatte 47 wird somit auch die fotoempfindliche Trommel 1 in Drehung versetzt. Eine solche Anordnung ist bei Bilderzeugungsgeräten mittlerer und kleinerer Größe üblich. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel findet die Reinigung der Übertragungswalze 11 während der Anhebung der Kassetten-Zwischenplatte 46 oder der Aufnahmefach-Zwischenplatte 47 bis zum möglichen Abtransport eines Blattes aus der Kassette oder dem Aufnahmefach statt. In 9 ist dieser Reinigungsablauf veranschaulicht.
Der Reinigungsablauf für die Übertragungswalze 11 findet zusammen mit der Drehbewegung für den Anhebungsvorgang statt. Obwohl auf diesen Vorgang hier nicht näher eingegangen wird, da er dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Nachdrehungsablauf entspricht, sei festgehalten, dass nach zweifacher Kombination der Bereiche A und B zur Reinigung der Übertragungswalze 11 und einmaliger Kombination mit dem Bereich C zur Stabilisierung des Potentials der fotoempfindlichen Trommel 1 sämtliche Vorspannungen abgeschaltet werden und die Drehbewegung des Hauptmotors fortgesetzt wird, bis der Anhebungsvorgang abgeschlossen ist. Auf diese Weise kann die Reinigung der Übertragungswalze 11 vorteilhafterweise während des Anhebungsvorgangs erfolgen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird somit der Reinigungsablauf nur bei einer Ergänzung der Übertragungsblätter P der Blattzuführungskassette 44 oder des Aufnahmefachs 45 und damit nur nach jeweils 500 Blättern oder 2000 Blättern durchgeführt. Da auf diese Weise die Anzahl der Abläufe bzw. Kopien 500 oder 2000 beträgt, wird die Betriebslebensdauer der fotoempfindlichen Trommel 1 im wesentlichen nicht beeinträchtigt, wie dies aus der in 4 veranschaulichten Beziehung zwischen der Anzahl von Abläufen bzw. Blättern und der Betriebslebensdauer ersichtlich ist.
Es sei abschließend darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass Änderungen im Rahmen des Schutzumfangs der Patentansprüche vorgenommen werden können.

Claims

Bilderzeugungsgerät, mit einem Bildträgerkörper (1) zur Aufnahme eines Tonerbildes, einem Übertragungselement (11) zur elektrostatischen Übertragung des Tonerbildes auf den Bildträgerkörper, wobei das Gerät zur Durchführung einer Bilderzeugung auf einer Vielzahl von Blättern im Rahmen eines Bilderzeugungsablaufs ausgestaltet ist, und einer Reinigungsvorspannungs-Zuführungseinrichtung (23, 39) zur elektrostatischen Reinigung des Übertragungselementes (11) durch Anlegen einer Reinigungsvorspannung an das Übertragungselement, wobei die Reinigungsvorspannungs-Zuführungseinrichtung zum Anlegen der Reinigungsvorspannung an das Übertragungselement nach der Beendigung des Bilderzeugungsablaufs ausgestaltet ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (40) zur Steuerung des Anlegens der Reinigungsvorspannung nach der Beendigung des Bilderzeugungsablaufs in Abhängigkeit von der Anzahl von Blättern, die im Rahmen eines jeweiligen Bilderzeugungsablaufs einer Bilderzeugung zu unterziehen sind.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinrichtung (40) das Anlegen der Reinigungsvorspannung derart steuert, dass eine Reinigung erfolgt, wenn die Anzahl der einer Bilderzeugung zu unterziehenden Blätter größer als ein vorgegebener oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und keine Reinigung erfolgt, wenn die Anzahl der einer Bilderzeugung zu unterziehenden Blätter kleiner als der vorgegebene Wert ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Steuereinrichtung (40) eine Zeitdauer zum Anlegen der Reinigungsvorspannung steuert.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 3, bei dem die Steuereinrichtung (40) zur Steuerung der Zeitdauer dahingehend ausgestaltet ist, dass die Zeitdauer zum Anlegen der Reinigungsvorspannung vergrößert wird, wenn die Anzahl der einer Bilderzeugung zu unterziehenden Blätter größer als ein vorgegebener oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
Bilderzeugungsgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Reinigungsvorspannungs-Zuführungseinrichtung (23, 39) die Reinigungsvorspannung vor Beginn des Bilderzeugungsablaufs auch an das Übertragungselement anlegt.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 5, bei dem der Reinigungsvorspannungs-Anlegungszustand vor Beginn des Bilderzeugungsablaufs unabhängig von der Anzahl der einer Bilderzeugung zu unterziehenden Blätter konstant ist.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Reinigungsvorspannungs-Zuführungseinrichtung eine Reinigungsvorspannung mit der gleichen Polarität wie die Polarität eines Toners und eine Reinigungsvorspannung mit der entgegengesetzten Polarität zu der Polarität des Toners an das Übertragungselement anlegt.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem das Übertragungselement (11) Walzenform aufweist und mit dem Bildträgerkörper unter Bildung eines Walzenspalts zusammenwirkt.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, bei dem ein Aufladungselement (6) zur gleichmäßigen Aufladung des Bildträgerkörpers (1) und eine Wechselspannungsquelle (7) zum Anlegen einer Wechselspannung an das Aufladungselement vorgesehen sind, wobei ein beim Anliegen der Reinigungsvorspannung in einer Übertragungsposition befindlicher Oberflächenbereich des Bildträgerkörpers durch das Aufladungselement einer elektrostatischen Ladungsentfernung unterzogen wird.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 9, bei dem eine Gleichspannungsquelle zum Anlegen einer Gleichspannung an das Aufladungselement vorgesehen ist, wobei die Gleichspannung und die Wechselspannung während der Bilderzeugung in überlagerter Form an das Aufladungselement angelegt werden.