DE19611967A1

DE19611967A1 - Bilderzeugungseinrichtung und Verfahren zum Reinigen einer Übertragungsvorrichtung einer Bilderzeugungseinrichtung

Info

Publication number: DE19611967A1
Application number: DE19611967A
Authority: DE
Inventors: Kenji Karashima; Hisashi Fuzisaki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1996-10-17
Also published as: US5621509A; JPH08328403A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung und Ver fahren zum Reinigen einer Übertragungsvorrichtung einer Bild erzeugungseinrichtung, wie eines Kopierers, eines Druckers, ei nes Faksimile-Sende-Empfängers oder ähnlicher photographischer Bilderzeugungseinrichtungen, in denen ein Bild auf einem photo leitfähigen Element erzeugt wird. Insbesondere betrifft die Er findung eine in Kontakt bzw. Anlage kommende Bilderübertragungs vorrichtung, wie beispielsweise eine Übertragungsrolle oder ein Übertragungsband, um ein Tonerbild von dem photoleitfähigen Ele ment auf ein Blatt Papier zu übertragen, das eine Berührungs stelle zwischen dem photoleitfähigen Element und der Bildüber tragungsvorrichtung durchläuft. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Einrichtung zum elektrischen Reinigen der Übertragungsvorrichtung.

Es ist bei einer Bilderzeugungseinrichtung der vorstehend be schriebenen Art üblich, eine in Kontakt bzw. Anlage kommende Bildübertragungsvorrichtung zu verwenden. An die in Anlage kom mende Bildübertragungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Über tragungsrolle wird ein elektrisches Feld angelegt, dessen Pola rität der Polarität eines Tonerbildes auf einem photoleitfähigen Element entgegengesetzt ist. Die Bildübertragungsvorrichtung überträgt das Tonerbild von dem photoleitfähigen Element an ein Blatt, das die Berührungsstelle zwischen dem photoleitfähigen Element und der Übertragungsvorrichtung durchläuft. Da die Übertragungsvorrichtung in direkten Kontakt mit dem photoleit fähigen Element kommt, wenn sich kein Blatt an der Berührungs stelle befindet, wird das Tonerbild auf der Oberfläche des pho toleitfähigen Elements an die Oberfläche der Übertragungsvor richtung übertragen. Anschließend wird das Tonerbild auf der Übertragungsvorrichtung an die Rückseite des Blattes übertra gen.

In der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-69978 ist eine Reinigungsvorrichtung für eine Übertragungsrolle be schrieben, bei der Toner auf der Oberfläche der Rolle an das photoleitfähige Element übertragen wird, indem eine Reinigungs vorspannung an die Übertragungsrolle angelegt wird, wenn die Übertragungsrolle direkt an dem photoleitfähigen Element an liegt. Die Reinigungsvorspannung wird nämlich während einer vor der Bilderzeugung liegenden Zeitspanne (beispielsweise von dem Zeitpunkt, an dem sich das photoleitfähige Element zu drehen beginnt, bis die Vorderkante des Bildbereichs auf dem bilder zeugenden Element die Berührungsstelle erreicht), während einer zwischen Bilderzeugungsvorgängen liegenden Zeitspanne (bei spielsweise zwischen aufeinanderfolgenden Kopiervorgängen) und während einer nach der Bilderzeugung liegenden Zeitspanne ange legt (beispielsweise nachdem der letzte Bildbereich auf dem photoleitfähigen Element die Berührungsstelle durchlaufen hat). Da es nicht nur regulär geladenen Toner mit positiver Polari tät, sondern auch entgegengesetzt geladenen Toner mit negativer Polarität gibt, offenbart die Veröffentlichung zum Reinigen beider Tonerarten, daß die Polarität einer Reinigungsvorspan nung zwischen der positiven und der negativen Polarität umge schaltet wird.

Jedoch muß in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 3-69978 immer eine Wartezeit für den Reinigungsvorgang mit tels Vorspannung vorgesehen sein, da der Reinigungsprozeß je desmal in Zeitspannen vor, zwischen und nach den Bilderzeu gungsvorgängen ausgeführt wird.

Wenn eine große Menge Toner an der Oberfläche der Übertragungs rolle haften geblieben ist, ist diese schlecht zu reinigen, da die zwischen einzelnen Bilderzeugungsvorgängen liegende Zeit spanne sehr kurz ist, und daher etwas Toner auf der Übertra gungsrolle verbleibt.

Zu dem Zustand, daß eine große Menge Toner an der Oberfläche der Übertragungsrolle haftet, kommt es bei einem Papierstau. Bei einem Papierstau wird Toner auf der Oberfläche des photo leitfähigen Elements direkt an die Übertragungsrolle übertra gen, da das Blatt Papier nicht zu der Berührungsstelle geführt wird, und folglich die Übertragungsrolle direkt an dem photo leitfähigen Element anliegt. Der Toner auf der Übertragungsrol le wird dann an die Rückseite des Papierblattes übertragen, nachdem der Papierstau beseitigt und der nächste Bilderzeu gungsvorgang gestartet ist.

In der veröffentlichten japanische Patentanmeldung Nr. 5-341671 ist eine Reinigungsvorrichtung für eine Übertragungsrolle be schrieben, bei der nach Beheben des Papier-Zuführstaus eine Reinigungsvorspannung negativer Polarität, welche dieselbe Po larität wie die des regulär geladenen Toners ist, an die Über tragungsrolle für zwei Sekunden angelegt wird. Dann wird die Reinigungsvorspannung von negativer auf positive Polarität um geschaltet und es wird die Reinigungsvorspannung mit positiver Polarität an die Übertragungsrolle für zwei Sekunden angelegt. Ein Zeitsteuerdiagramm bezüglich der an die Übertragungsrolle angelegten Spannung um die Übertragungsrolle zu reinigen, ist in Fig. 8 dargestellt. In Fig. 8 ist der Zeitpunkt A der Start zeitpunkt des Reinigungsvorgangs; der Zeitpunkt B ist der Zeit punkt, an dem die Polarität der Spannung geschaltet wird und zwei Sekunden nach dem Starten des Reinigungsvorgangs liegt; der Zeitpunkt C ist das Ende des Reinigungsvorgangs, und liegt vier Sekunden nach dem Starten des Reinigungsvorgangs.

Es besteht im allgemeinen das Bestreben, die Zeit zu verrin gern, die notwendig ist, um verschiedene Vorgänge in photoleit fähigen Vorrichtungen durchzuführen. Wenn dieses Bestreben bei dem in JP 5-341671 durchgeführten Reinigungsvorgang verfolgt würde, wäre es daher vorteilhaft, die Reinigungszeit zu verkür zen (beispielsweise die Zeitdauer zu verkürzen, während der die Reinigungsvorspannungen an die Übertragungsrolle angelegt wer den).

Von der Anmelderin wurde beobachtet, daß beim Ändern der Span nung von positiver auf negative Polarität positiv geladener To ner, welcher von der Übertragungsrolle an die photoleitfähige Trommel übertragen worden ist, fälschlicherweise zurück an die Übertragungsrolle übertragen werden kann. Die Anmelderin hat außerdem festgestellt, daß, wenn während des Reinigungsvorgangs die Reinigungsspannung von der positiven in die negative Pola rität geändert wird, eine Spannungsspitze oder ein Überschwin gen der geforderten Spannung negativer Polarität, die in Fig. 8 im Zeitpunkt B dargestellt, vorkommen kann. Diese Spannungs spitze oder dieses Überschwingen bewirkt ein sehr starkes Anlehen des Toners an die photoleitfähige Trommel, welche die Übertragungsrolle berührt oder in deren Nähe ist, und führt zu einem unerwünschten Übertragen von Toner zurück an die Über tragungsrolle. Der zu der Übertragungsrolle zurückübertragene Toner wird dann in unerwünschter Weise auf die Rückseite des nächsten Blattes Papier übertragen, das zwischen der photoleit fähigen Trommel und der Übertragungsrolle durchläuft.

Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine neue Bildübertra gungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung zu schaf fen, welche die vorstehend erwähnten Nachteile löst. Ein weite res Ziel der Erfindung ist es, eine Bildübertragungsvorrichtung für eine Bilderzeugungseinrichtung zu schaffen, bei welcher der Reinigungsaspekt für eine in Anlage kommende Übertragungsvor richtung verbessert werden kann.

Diese und andere Vorteile sind durch ein Verfahren und ein Sy stem zum Reinigen einer Übertragungsvorrichtung, wie einer Übertragungsrolle oder einem Übertragungsband einer Bilderzeu gungsvorrichtung erreicht. Die Bilderzeugungsvorrichtung weist einen Bildträger für ein Tonerbild, eine Ladevorrichtung zum baden des Bildträgers, die Übertragungsvorrichtung, die an dem Bildträger anliegt, wenn ein Blatt Papier nicht an der Berüh rungsstelle zwischen dem Bildträger und der Übertragungsvor richtung vorhanden ist, und eine Energiequelle auf, die Span nungen an die verschiedenen Elemente der Bilderzeugungs vorrichtung anlegt.

Tonerpartikel, Staub oder andere Materialien können störend an der Übertragungsvorrichtung haften. Dies ist insbesondere ein Problem bei Toner nach einem Papierstau, da Toner, der auf dem Bildträger ist, direkt auf die Übertragungsvorrichtung übertra gen werden kann, da zwischen dem Bildträger und der Übertra gungsvorrichtung kein Papier vorhanden ist.

Um eine optimale Reinigung durchzuführen, wird eine erste Vor spannung für eine Zeitspanne zwischen drei und zwanzig Sekunden angelegt. Danach wird die Polarität dieser Spannung gewechselt und eine zweite Vorspannung mit einer der ersten Vorspannung entgegengesetzten Polarität wird an die Übertragungsvorrichtung angelegt.

Die Übertragungsvorrichtung kann als eine Übertragungsrolle oder ein Übertragungsband ausgeführt sein. Der Bildträger wird mit Hilfe einer Vorrichtung, wie einer Laderolle, eines Lade drahts, einer in Anlage kommenden Schneide oder einer in Anlage kommenden Bürste geladen.

Durch Anlegen hoher Spannungen an die Übertragungsvorrichtung können die Spannungen für eine kurze Zeitspanne über die gefor derte Spannung hinausgehen. Dieses Überschwingen der Spannung kann ein falsches und unerwünschtes Übertragen von Tonerparti keln bewirken. Eine Lösung dieses Problems besteht darin, die erste Vorspannung für eine ausgedehnte Zeitspanne, beispiels weise von drei bis zwanzig Sekunden, oder für fünf Umdrehungen der Übertragungsrolle anzulegen. Falls ein Überschwingen vor kommt, wenn die Übertragungsvorrichtung völlig sauber ist, ist das falsche Übertragen von Toner zurück an die Übertragungsvor richtung kein Problem.

Als Alternative werden, um die Größe der als Vorspannung not wendigen Spannung zu verringern, sowohl an den Bildträger als auch die Übertragungsvorrichtung Spannungen angelegt, um die geforderte Spannungsdifferenz zwischen dem Bildträger und der Übertragungsvorrichtung zu erzeugen. Diese Spannung kann an den Bildträger angelegt werden, wenn entweder eine der ersten und zweiten Vorspannungen an die Übertragungsvorrichtung angelegt wird, oder während sowohl die erste als auch die zweite Vorspan nung an die Übertragungsvorrichtung angelegt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der folgenden detaillier ten Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnun gen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des generellen Aufbaus einer Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Zeitsteuerdiagramm der Übertragungsvorspannung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung:

Fig. 3 eine grafische Darstellung, wie eine Übertragungsrolle gemäß der Erfindung zu reinigen ist;

Fig. 4 ein Zeitsteuerdiagramm der Übertragungsvorspannung einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Reinigungsprozeß nach einer vorherbestimmten Anzahl von Kopien durchgeführt wird;

Fig. 5 ein Zeitsteuerdiagramm der Spannung der photoleitfähigen Trommel und der Vorspannung, die an die Übertragungsrol le einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung an gelegt ist, bei welcher eine Spannung an die photoleit fähige Trommel während des Reinigungsvorgangs angelegt wird;

Fig. 6 ein Zeitsteuerdiagramm der Spannung der photoleitfähigen Trommel und der Vorspannung, die an die photoleitfähige Trommel einer modifizierten Ausführungsform der Erfin dung angelegt wird, bei der die sowohl an die photoleit fähige Trommel als auch an die Übertragungsrolle angele gen Spannungen während des Reinigungsvorgangs gewechselt werden;

Fig. 7 ein Zeitsteuerdiagramm der Spannung, die während eines Reinigungsvorgangs bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik an die Übertragungsrolle angelegt worden ist, und

Fig. 8 ein Zeitsteuerdiagramm, welches das Problem des Über schwingens während eines Umschaltens der Polarität der Reinigungsvorspannung veranschaulicht, welches die An melderin herausgefunden hat.

In den Zeichnungen, in denen mit gleichen Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeich net sind und insbesondere in Fig. 1 ist eine Bilderzeugungs einrichtung 30 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Bilderzeu gungseinrichtung 30 hat eine drehbare photoleitfähige Trommel 1 und folgende Elemente, die üblicherweise um die Trommel angeord net sind: eine Laderolle 2 zum Laden der photoleitfähigen Trom mel, eine Belichtungsvorrichtung 3 zum Erzeugen eines latenten Bildes auf der photoleitfähigen Trommel 1, eine Entwicklungsvor richtung 4 zum Entwickeln des latenten Bildes und zum Erzeugen eines Tonerbildes auf der photoleitfähigen Trommel 1, eine dreh bare Übertragungsrolle 5, die sich durch Übernehmen der Dreh kraft der photoleitfähigen Trommel 1 dreht und das Tonerbild auf ein Blatt Papier überträgt, eine Papier-Trennvorrichtung 6 mit einer Elektrode zum Trennen des Blattes Papier, nachdem der To ner-Übertragungsvorgang durchgeführt ist, eine Reinigungsvor richtung 7 zum Reinigen von Resttoner auf der photoleitfähigen Trommel und eine Entladelampe 8 zum Entladen einer elektrischen Ladung auf der photoleitfähigen Trommel 1. Die photoleitfähige Trommel 1 hat einen Durchmesser von 80 mm und die Übertragungs rolle 5 hat einen Durchmesser von ungefähr 16 bis 22 mm, obwohl auch andere Größen verwendet werden können, von denen sich jede mit einer Geschwindigkeit von 120 mm/s dreht.

Die Übertragungsrolle 5 liegt mit Druck an der photoleitfähigen Trommel 1 an und bildet eine Berührungsstelle N zwischen der photoleitfähigen Trommel 1 und der Übertragungsrolle 5. Eine Energiequelle 21, von der aus eine Übertragungs-Vorspannung an die Übertragungsrolle 5 angelegt wird, ist mit der Rolle 5 ver bunden. Von einer Energiequelle 22 wird eine Entwicklungs-Vor spannung an die Entwicklungsvorrichtung 4 angelegt. Eine Ener giequelle 23 legt eine Lade-Vorspannung an die Laderolle 2 an. Die Energiequellen 21, 22 und 23 sind mit einem Steuerfeld 24 verbunden. Das Steuerfeld 24 legt an die Energiequellen 21, 22 und 23 Steuersignale an, um den Abgabezeitpunkt der Vorspannun gen, die Abgabe-Spannungswerte, die Polarität der Übertragungs-Vorspannung von der Energiequelle 21 usw. zu steuern.

Eine elektrische leitende Welle 19 der Übertragungsrolle 5 ist von Lagern 18 aus elektrisch leitendem Kunstharz getragen. Die Lager 18 sind auf einer leitenden Feder 20 in einem Rahmen 17 getragen, der ein Bewegen der Lager 18 nach oben und unten er möglicht. Die Übertragungsrolle 5 liegt mit Druck an der photo leitfähigen Trommel 1 mittels der Feder 20 an. Die Kraft von der Übertragungsrolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1 ist kleiner als 9,8 N. In dieser Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Übertragungsrolle 16 mm. Daher liegt die Breite der Berührungs stelle N zwischen 1,0 mm und 1,5 mm. Die Übertragungs-Vorspan nung wird von der Energiequelle 21 über die elektrisch leitende Feder 20, die elektrisch leitenden Lager 18 und die elektrisch leitende Welle 19 an die Übertragungsrolle 5 angelegt. Es ist auch möglich, (nicht dargestellte) geschlitzte Rollen anstelle der Feder 20 vorzusehen, um die Übertragungsrolle 5 zu positio nieren. In diesem Fall haben die geschlitzten Rollen einen Durchmesser, der kleiner ist als derjenige der Übertragungsrolle 5, sind an beiden Seiten der Welle 19 befestigt und sind in Kon takt mit einem Kern der photoleitfähigen Trommel. Dies ergibt einen ständigen Druck von der Oberfläche der Übertragungsrolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1.

Die Übertragungsrolle 5 weist die elektrisch leitende Welle 19 und eine elektrisch leitfähige Kautschukschicht, die beispiels weise aus Silikon-, Urethan-, Epichlorhydrinkautschuk, EPDM oder Verbindungen aus diesen auf, mit welchen die Welle beschichtet ist. Die elektrisch leitende Kautschukschicht hat einen elektri schen Widerstand zwischen 10¹⁰ Ω·cm und 5 × 10¹¹ 10 Ω·cm. Die Härte des Gummis ist kleiner als 40° (JIS - Japanische Indu strie-Norm A). Da der elektrische Widerstand der Enden der Rolle 5 kleiner als derjenige der anderen Teile der Rolle 5 ist, kommt es zu ungewöhnlichem Entladen an den Enden der Rolle. Um dieses ungewöhnliche Entladen zu vermeiden, laufen die Enden der Rolle 5 konisch zu. Die Länge der Rollen 5 ist kleiner als die der photoleitfähigen Trommel 1.

Während des Betriebs wird die Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 1 durch die Ladevorrichtung 2 negativ mit -800 V geladen. Die geladene Oberfläche der Trommel 1 wird von der Belichtungs vorrichtung 3 belichtet, die eine Halogenlampe aufweist, und dann wird ein elektrisch latentes Bild auf dieser erzeugt. Die geladene Oberfläche der Trommel 1, die nicht mit Licht bestrahlt wurde, wird mittels der Entwicklungsvorrichtung 4 in ein Toner bild entwickelt, indem der Toner positiv geladen wird und die negative Entwicklungs-Vorspannung angelegt wird. Das Blatt Pa pier P wird von einer (nicht dargestellten) Papierablage einem Paar Ausrichtrollen 10 und 11 zugeführt. Durch die Ausrichtrol len 10 und 11 wird das Blatt Papier P der Berührungsstelle N zwischen zwei Papierzuführungsplatten 9 hindurch zugeführt.

Das Blatt Papier P wird an der Berührungsstelle N von der Über tragungsrolle 5 mit Druck an der photoleitfähigen Trommel 1 in Anlage gehalten. Da eine negative Vorspannung von der Energie quelle 21 an die Übertragungsrolle 5 angelegt wird, wird das To nerbild auf der positiv geladenen photoleitfähigen Trommel 1 an das Blatt Papier P übertragen. Das Blatt Papier wird dann mit tels einer Entladeelektrode der Papiertrennvorrichtung 6 entla den; dann wird das Blatt Papier P von der photoleitfähigen Trom mel 1 getrennt. Das Blatt Papier P auf dem das Tonerbild er zeugt ist, wird dann über eine Führungsplatte 13 zu einer Fi xiervorrichtung 14 transportiert, die eine geheizte Rolle 15 und eine Andrückrolle 16 aufweist; das Tonerbild ist dann auf dem Blatt fixiert. Das Blatt Papier P wird dann auf eine nicht dar gestellte) Austragablage ausgetragen. Nach dem Übertragungsvor gang wird Resttoner auf der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 1 mittels der Reinigungsvorrichtung 7 entfernt und auf der Trommel 1 verbliebene elektrische Ladung wird mittels der Entladelampe 8 entfernt.

Fig. 2 zeigt das Timing des Anlegens einer Reinigungsspannung an die Übertragungsrolle nach einem Papierstau, um die Übertra gungsrolle zu reinigen. Nachdem der Papierstau aufgetreten und behoben ist, beginnt der Reinigungsvorgang zum Reinigen der Übertragungsrolle 5 zum Zeitpunkt A. Von dem Zeitpunkt A bis zu einem Zeitpunkt B wird eine positive Vorspannung, welche diesel ben Polarität wie regulär geladener Toner (positive Polarität) hat, an die Übertragungsrolle 5 angelegt. Diese Spannung kann beispielsweise 800 V betragen. Der regulär geladene Toner, der an der Übertragungsrolle 5 in einer großen Menge haftet, wird von der Übertragungrolle 5 auf die photoleitfähige Trommel 1 über tragen. Der regulär geladene Toner wird an die photoleitfähige Trommel 1 übertragen. Dann wird die Polarität der Übertragungs-Vorspannung zum Zeitpunkt B auf die negative Polarität umge schaltet. Das eingangs im Stand der Technik beschriebene Über schwingen tritt üblicherweise zu dem Zeitpunkt B auf, wenn die Spannung beispielsweise auf -1200 V geschaltet wird. Der entge gengesetzt (mit negativer Polarität) geladene Toner an der Über tragungsrolle 5 wird an die photoleitfähige Trommel 1 übertragen und diese wird mittels der Reinigungsvorrichtung 7 gereinigt. Der Reinigungsvorgang der Übertragungsrolle endet zu einem Zeit punkt C und der nächste Bilderzeugungsvorgang beginnt zu einem Zeitpunkt D.

In der Zeitspanne zwischen den vertikalen gepunkteten Linien der Fig. 2 wird ein Blatt Papier zugeführt und befindet sich zwi schen der photoleitfähigen Trommel und der Übertragungsrolle. Während dieser Zeitspanne wird das Tonerbild von der photoleit fähigen Trommel auf das Blatt Papier mit Hilfe der an die Übertragungsrolle angelegten Vorspannung übertragen.

Während des Bilderzeugungsvorgangs wird eine Übertragungs-Vor spannung mit negativer Polarität, die derjenigen des regulär ge ladenen Toners entgegengerichtet ist, an die Übertragungsrolle 5 angelegt. Bevor das Blatt Papier P die Berührungsstelle er reicht, wird der entgegengesetzt geladene Toner, der an einem nicht bilderzeugenden Bereich der photoleitfähigen Trommel 1 haftet, nicht an die Übertragungsrolle 5 übertragen, da die Übertragungs-Vorspannung mit negativer Polarität an die Übertra gungsrolle 5 angelegt ist. Da der Reinigungsvorgang für die Übertragungsrolle 5 von dem Zeitpunkt A bis C während einer Vor bereitungs-Zeitspanne ausgeführt wird, beispielsweise der Zeit spanne zum Erhöhen der Temperatur einer Fixierrolle, die abge nommen hat, da die Energiezufuhr zu der Fixiervorrichtung nach einem Papierstau abgeschaltet war, verringert sich die Wartezeit auf den Reinigungsvorgang. Der Bildübertragungsvorgang ist zu einem Zeitpunkt E beendet.

Die Anmelderin hat ein Experiment durchgeführt, um die optimale Reinigungszeitspanne herauszufinden, in der die Übertragungsrol le hinreichend gereinigt wird, so daß die Rückseite eines Blat tes Papier nicht schmutzig wird. In diesem Experiment wurde ein positiver Strom auf +5 µA eingestellt, um eine positive Vorspan nung zu erzeugen und ein negativer Strom wurde auf -10 µA einge stellt. Fig. 3 zeigt das Ergebnis des Experiments. Das Experi ment zeigte, daß eine angemessene Zeitspanne zum Anlegen eines positiven Vorstroms an die Übertragungsrolle 5 drei bis zwanzig Sekunden beträgt, was mehr als fünf Umdrehungen der Übertra gungsrolle entspricht. Es wurde festgestellt, daß eine günstige re Zeitspanne zwischen drei und zehn Sekunden liegt. Ferner be trug die Zeitspanne zum Zuführen des negativen Vorstroms an die Übertragungsrolle 5, um die negative Spannung für die Übertra gungsrolle zu erzeugen, drei bis zwanzig Sekunden; dies ent spricht mehr als fünf Umdrehungen der Übertragungrolle 5. Ein bevorzugter Bereich beträgt drei bis fünfzehn Sekunden. Jede der Zeitspannen entsprach der Zeitspanne, innerhalb welcher der To ner an der Übertragungsrolle 5 vollständig oder nahezu vollstän dig an die photoleitfähige Trommel 1 übertragen wird. Daher be einflußt das angesprochene Problem des Überschwingens den Reini gungsvorgang nicht.

Die Erfindung kann bei einem Entwicklungssystem mit umgekehrter Polarität angewendet werden, bei dem ein belichteter Bereich mit Toner negativer Polarität entwickelt wird. In diesem Fall ist die Polarität des Übertragungs-Vorstroms und der -Spannung wäh rend des üblichen Übertragungsvorgangs von Toner an das Papier positiv. Während des Reinigungsvorgangs werden der negative Rei nigungsstrom und die Spannung (beispielsweise -2000 V), welche dieselbe Polarität wie der regulär geladene Toner hat, zuerst an die Übertragungsrolle 5 angelegt und dann werden der positive Reinigungsstrom und die -Spannung (beispielsweise +1800 V) ange legt, welche dieselbe Polarität wie der entgegengesetzt (posi tiv) geladene Toner hat. Die Zeitspanne zum Anlegen des negati ven Reinigungsstroms und der -Spannung an die Übertragungsrolle 5 beträgt drei bis zwanzig Sekunden und vorzugsweise drei bis zehn Sekunden. Ferner beträgt die Zeitspanne zum Anlegens des positiven Reinigungsstroms und der -Spannung an die Übertra gungsrolle 5 drei bis zwanzig Sekunden und vorteilhafter drei bis fünfzehn Sekunden.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte zweite Ausführungsform der Erfin dung. In Fig. 4 startet ein Reinigungsvorgang der Übertragungs rolle 5, wenn eine vorherbestimmte Anzahl von Bilderzeugungsvor gängen beendet ist. Während des Reinigungsvorgangs wird ein po sitiver Reinigungsstrom und eine -Spannung, welche die gleiche Polarität wie der regulär geladene Toner hat, an die Übertra gungsrolle 5 angelegt, um den regulär geladenen Toner von der Übertragungsrolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1 zu übertra gen. Dann wird zu einem Zeitpunkt F ein negativer Reinigungs strom und eine Spannung mit negativer Polarität, welche die gleiche Polarität wie der entgegengesetzt geladene Toner hat, an die Übertragungsrolle 5 angelegt, um den entgegengesetzt gelade nen Toner von der Übertragungsrolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1 zu übertragen. Als Ergebnis eines Experiments wurde festgestellt, daß eine optimale Zeitspanne zum Zuführen jedes der Reinigungsströme mehr als drei Sekunden beträgt. Ferner wur de festgestellt, daß, wenn der Reinigungsvorgang bei jeweils 200 bis 300 Bilderzeugungsvorgängen durchgeführt wurde, die Rückseite von Papierblättern nicht verschmutzt wurde. Die Ausfüh rungsform ist auch bei Entwicklungssystemen mit umgekehrter Po larität verwendbar. Bei dieser Ausführungsform ist die Wartezeit für den Reinigungsvorgang verkürzt.

Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen gibt es keine Vor spannung oder keinen Vorstrom, der der photoleitfähigen Trommel zugeführt wird, wenn eine Vorspannung an die Übertragungsrolle angelegt wird. Wenn jedoch die photoleitfähige Trommel während des Reinigungsvorgangs geladen wird, ist es notwendig, die Pola rität einer Übertragungs-Reinigungsspannung von einer positiven auf eine negative Polarität und von einer negativen auf eine positive Polarität für negativ geladenen Toner umzuschalten; so mit ist das Problem des Überschwingens beseitigt oder gemindert.

Fig. 5 ist ein Zeitsteuerdiagramm, das die Spannung der photo leitfähigen Trommel und der Übertragungsrolle während eines Rei nigungsvorgangs für den Fall des regulär geladenen Entwicklungs systems zeigt. In Fig. 5 lädt die Laderolle 2 die photoleitfähige Trommel 1 auf -800 V während des Reinigungsvorgangs. Am Anfang des Reinigungsvorgangs beträgt die Reinigungsspannung der Über tragungsrolle OV, da der regulär (beispielsweise positiv) gela dene Toner an die photoleitfähige Trommel durch das elektrische Potential (-800 V) der photoleitfähigen Trommel übertragen wird. Dann wird negative Übertragungs-Reinigungsspannung (-2000 V) an die Übertragungsrolle 5 angelegt, wodurch der ent gegengesetzt (d. h. negativ) geladene Toner von der Übertragungs rolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1 übertragen wird. Mit anderen Worten, es ist nicht notwendig, eine positive Reini gungsspannung an die Übertragungsrolle 5 während des Reinigungs vorgangs zwischen den Zeitpunkten A und B, wie in der Ausfüh rungsform der Fig. 2 dargestellt, anzulegen.

Bei dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, eine Ener giequelle mit positiver Spannung und eine Schaltung zum Umschal ten der Polarität der Reinigungsspannung an der Energiequelle 21 vorzusehen; daher wird die Energiequelle 21 klein und die Kosten sind reduziert. Da ferner die Differenz zwischen der Übertra gungs-Reinigungsspannung für regulär geladenen Toner und derje nige für entgegengesetzt geladenen Toner kleiner wird, tritt das Überschwing-Problem nicht auf.

Fig. 6 ist ein Zeitsteuerdiagramm, das die Spannung der photo leitfähigen Trommel und die Reinigungsspannung der Übertragungs rolle im Fall eines Entwicklungssystem wiedergibt, bei dem Toner verglichen mit dem Toner entsprechend dem Beispiel der Fig. 5, eine entgegengesetzte Ladung hat (d. h. mit negativ geladenem To ner wird eine belichtete Oberfläche einer photoleitfähigen Trom mel entwickelt, wenn die photoleitfähige Trommel mit negativer Polarität geladen ist). In Fig. 6 ist am Anfang des Reinigungs vorgangs zum Zeitpunkt A die Spannung der photoleitfähigen Trom mel 1 0 V und es wird eine negative Übertragungs-Reinigungsspan nung (-2000 V) an die Übertragungsrolle 5 angelegt. In diesem Zu stand wird der regulär (d. h. negativ) geladene Toner von der Übertragungsrolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1 durch das elektrische Potentials zwischen der Übertragungsrolle 5 und der photoleitfähigen Trommel 1 übertragen.

Als nächstes lädt die Laderolle 2 die photoleitfähige Trommel 1 negativ und die Übertragungs-Reinigungsspannung wird von der ne gativen Polarität auf die positive Polarität (+1000 V) zu einem Zeitpunkt B umgeschaltet. Zum selben Zeitpunkt wird die Spannung der photoleitfähigen Trommel in -800 V geändert. Deshalb wird der entgegengesetzt (d. h. positiv) geladene Toner von der Übertra gungsrolle 5 an die photoleitfähige Trommel 1 übertragen.

Bei dieser Ausführungsform werden, da sich das elektrische Po tential zwischen der Übertragungrolle 5 und der photoleitfähigen Trommel 1 zum Übertragen des Toners aus Spannungen mit entgegen gesetzter Polarität ergibt, die an der photoleitfähigen Trommel 1 und die Übertragungsrolle 5 anzulegen sind, die einzelnen Spannungen mit negativer und positiver Polarität, die an die photoleitfähige Trommel und/oder der Übertragungsrolle angelegt sind, kleiner. Daher können der Andrückwiderstand oder die Strom- und Spannungswerte eines Relais zum Umschalten der Pola rität der Energiequelle 21 kleiner werden wodurch die Kosten re duziert werden. Da ferner der Unterschied zwischen der Übertra gungs-Reinigungsspannung für den regulär geladenen Toner und für den entgegengesetzt geladenen Toner kleiner ist, tritt kein Überschwingen auf. Daher ist der Einfluß des Überschwingens auf den Reinigungsvorgang verringert.

Bei der Erfindung kann ein Übertragungsband alternativ zu der Übertragungsrolle verwendet werden. Ferner ist es auch möglich, einen Ladedraht, eine anliegende Schneide oder eine anliegende Bürste alternativ zu der Laderolle vorzusehen. Außerdem können Energiequellen entweder mit gemeinsamer oder mit getrennter Energieversorgung verwendet werden.

Gemäß der Erfindung sind Steuerfelder zum Durchführung der be schriebenen Funktion verwendet. Diese Felder können durch einen herkömmlichen Mikroprozessor oder durch herkömmliche Universal rechner implementiert werden, der gemäß der Lehre der Anmeldung programmiert ist. Entsprechende Software-Codierung kann ohne weiteres von erfahrenen Programmierern auf der Basis der vorste henden Beschreibung vorgenommen werden. Die Erfindung kann auch durch Herstellen von anwender-spezifischen integrierten Schal tungen (ASICs) oder durch Zusammenschalten eines entsprechenden Netzes aus herkömmlichen Schaltungskomponenten ausgeführt wer den.

Gemäß der Erfindung ist somit ein Bildübertragungssystem in einer Bilderzeugungseinrichtung zum Reinigen einer Übertragungs rolle von Resttoner vorgesehen. Hierbei liegt die Übertragungsrolle an einer photoleitfähigen Trommel an und es ist eine Berührungsstelle zwischen der Rolle und der Trommel ge bildet. Ein Blatt Papier durchläuft die Berührungsstelle und ein Tonerbild auf der Trommel wird an das Blatt Papier an der Berüh rungsstelle übertragen. Wenn sich das Blatt Papier nicht an der Berührungsstelle befindet, wird eine erste Übertragungsspannung an die Übertragungsrolle für drei bis zwanzig Sekunden angelegt, nachdem ein Papier-Zuführstau behoben wurde. Mittels einer entsprechenden Polarität der Spannung wird der Toner auf der Übertragungsrolle entfernt. Dann wird eine zweite Übertragungs spannung an die Übertragungrolle angelegt, die eine Polarität hat, die der Polarität der ersten Übertragungsspannung entgegen gesetzt ist. Die Spannungsdifferenz zwischen der Übertragungs rolle und der photoleitfähigen Trommel kann durch Anlegen von Vorspannungen sowohl an die photoleitfähige Trommel als auch an die Übertragungsrolle erzeugt werden.

Fig. 1 21, 22, 23 Energiequelle

ig. 2 1 An die Übertragungsrolle angelegte Spannung,
2 Papierzufuhr

Fig. 3 1 Guger Zustand
2 Auswertung der Verschmutzung der Rückseite eines Blattes Papier
3 Anzahl Umdrehungen der Übertragungsrolle Anzahl

Fig. 4 An die Übertragungsrolle angelegte Spannung

Fig. 5/6
1 An die Photoleitfähige Trommel angelegte Spannung,
2 An die Übertragungsrolle angelegte Spannung

Fig. 7/8
An die Übertragungsrolle angelegte Reinigungsspannung

Claims

1. Bilderzeugungseinrichtung mit
einem Bildträger (1) für ein Tonerbild;
einer Ladevorrichtung (2) zum Laden des Bildträgers (1);
einer Übertragungsvorrichtung (5), die direkt an dem Bildträger (1) anliegt, wenn ein Blatt Papier (P) nicht an der Berührungs stelle (N) zwischen dem Bildträger (1) und der Übertragungsvor richtung (5) vorhanden ist;
einer Energiequelle (21), die eine Vorspannung an die Übertra gungsvorrichtung (5) anlegt; und
einer Steuervorrichtung, welche die Energiequelle (21) steuert, um eine erste Vorspannung mit einer ersten Polarität als die Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung (5) für drei bis zwanzig Sekunden anzulegen, um Material mit der ersten Polari tät von der Übertragungsvorrichtung (5) an den Bildträger (1) zu übertragen, und um eine Polarität der Vorspannung zu schal ten und eine zweite Vorspannung als die Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung (5) anzulegen, wobei die zweite Vor spannung eine zweite Polarität hat, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, um Material mit der zweiten Polarität von der Übertragungsvorrichtung (5) an die Bilderzeugungs vorrichtung (30) zu übertragen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuervorrichtung (24) die Ladevorrichtung (2) steuert, um den Bildträger (1) zu laden, wenn zumindest eine der ersten und zweiten Vorspannungen an die Übertragungsvorrichtung (5) wäh rend eines Reinigungsvorgangs anzulegen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Ladevorrichtung (2) eine Rolle ist, und die Übertragungsvorrichtung (5) eine Rolle ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Übertragungsvorrichtung (5) eine Rolle ist, und die Steuervorrichtung (24) die Energiequelle (21) steuert, um die erste Vorspannung für mindestens fünf Umdrehungen der Rolle anzulegen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuervorrichtung (24) die Energiequelle (21) steuert, um die erste Vorspannung für drei bis zehn Sekunden anzulegen.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher
die Steuervorrichtung (24) die Energiequelle (21) steuert, um die zweite Vorspannung für drei bis zwanzig Sekunden anzulegen.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuervorrich tung (24) die Energiequelle (21) steuert, um die erste und zweite Vorspannung nach Beheben eines Papierstaus anzulegen.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuervorrich tung (24) die Energiequelle (21) steuert, um die erste und zweite Vorspannung nach einer vorherbestimmten Anzahl von Bil derzeugungsvorgängen anzulegen.

9. Bilderzeugungseinrichtung mit einem Bildträger (1) für ein Tonerbild, einer Ladevorrichtung (2) zum Laden des Bildträgers, einer Übertragungsvorrichtung (5), die direkt an dem Bildträger (1) anliegt, wenn ein Blatt Papier nicht an der Berührungsstel le (N) zwischen dem Bildträger (1) und der Übertragungsvorrich tung (5) vorhanden ist;
einer Energiequelle (21), die eine Vorspannung an die Übertra gungsvorrichtung (5) anlegt, und
einer Steuervorrichtung (24), die die Energiequelle (21) steu ert, um eine erste Vorspannung mit einer ersten Polarität als Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung (5) anzulegen, um Material mit der ersten Polarität von der Übertragungsvorrich tung (5) aus an den Bildträger (1) zu übertragen, die eine Po larität der Vorspannung schaltet und eine zweite Vorspannung mit einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegen gesetzt ist, an die Übertragungsvorrichtung (5) anlegt, um Ma terial mit der zweiten Polarität von der Übertragungsvorrich tung (5) an den Bildträger (1) zu übertragen, und die Ladevor richtung (2) steuert, um den Bildträger (1) zu laden, wenn zu mindest eine der ersten und zweiten Vorspannungen an die Über tragungsvorrichtung (5) anzulegen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Steuervorrichtung (24) die Ladevorrichtung (2) steuert, um den Bildträger (1) nur zu laden, wenn eine der ersten und zwei ten Vorspannungen an die Übertragungsvorrichtung (5) anzulegen ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Steuervorrichtung (24) die Ladevorrichtung (2) steuert, um den Bildträger zu laden, wenn sowohl die erste als auch die zweite Vorspannung an die Übertragungsvorrichtung (5) anzulegen sind.

12. Verfahren zum Reinigen einer Übertragungsvorrichtung (5) einer Bilderzeugungseinrichtung (30), das die Schritte auf weist:

Anlegen einer ersten Vorspannung mit einer ersten Polarität an die Übertragungsvorrichtung (5) für drei bis zwanzig Sekunden, um Material mit erster Polarität von der Übertragungsvorrich tung (5) aus an den Bildträger (1) zu übertragen, der die Über tragungsvorrichtung (5) kontaktiert, und
Anlegen einer zweiten Vorspannung mit einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, um Material mit der zweiten Polarität von der Übertragungsvorrichtung (5) aus an den Bildträger (1) zu übertragen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner den Schritt auf weist:

Laden des Bildträgers (1), wenn zumindest eine der ersten und zweiten Vorspannungen an die Übertragungsvorrichtung (5) wäh rend eines Reinigungsvorgangs anzulegen ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Schritte, Anlegen von Vorspannungen an die Übertragungsvor richtung (5) ein Anlegen der Vorspannungen an die Übertragungs vorrichtung (5) einschließt, die eine Übertragungsrolle ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Übertragungsvorrichtung (5) eine Rolle ist und der Schritt Anlegen der ersten Vorspannung, ein Anlegen der er sten Vorspannung für zumindest fünf Umdrehungen an die Rolle (5) einschließt.

16. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem bei dem Schritt, Anlegen der ersten Vorspannung, die erste Vor spannung für drei bis zehn Sekunden angelegt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem bei dem Schritt, Anlegen der zweiten Vorspannung, die zweite Vorspannung für drei bis zwanzig Sekunden angelegt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Schritte, Anle gen der ersten und zweiten Vorspannungen nach Beheben eines Pa pierstaus durchgeführt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Schritte, Anle gen der ersten und zweiten Vorspannung nach einer vorbestimmten Anzahl von Bilderzeugungsvorgängen durchgeführt werden.

20. Verfahren zum Reinigen einer Übertragungsvorrichtung (5) einer Bilderzeugungseinrichtung (30), das die Schritte auf weist:

Anlegen einer ersten Vorspannung mit einer ersten Polarität an die Übertragungsvorrichtung (5), um Material mit der ersten Po larität von der Übertragungsvorrichtung (5) aus an einen Bild träger zu übertragen, der an der Übertragungsvorrichtung (5) anliegt;
Anlegen einer zweiten Vorspannung mit einer zweiten Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, um Material mit einer zweiten Polarität von der Übertragungsvorrichtung (5) aus an den Bildträger (1) zu übertragen, und
Laden des Bildträgers (1), wenn zumindest eine der ersten und zweiten Vorspannungen an die Übertragungsvorrichtung (5) ange legt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem der Schritt, Laden des Bildträgers (1) nur durchgeführt wird, wenn eine der ersten und zweiten Vorspannungen an die Übertra gungsvorrichtung (5) angelegt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem der Schritt, Laden des Bildträgers (1) durchgeführt wird, wenn sowohl die erste als auch die zweite Vorspannung an die Über tragungsvorrichtung (5) angelegt werden.