DE69733729T2

DE69733729T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69733729T2
Application number: DE69733729T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Ohta-ku Ito; Hiroyuki Ohta-ku Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: JP3634547B2; EP0800122B1; JPH09325578A; DE69733729D1; EP0800122A1; US5970285A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsgerät, welches ein Aufladeteil enthält, welches mit einem bildtragenden Teil in Kontakt gesetzt werden kann um das bildtragende Teil aufzuladen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In der Vergangenheit wurde im allgemeinen eine Koronatyp-Aufladevorrichtung als Mittel oder Vorrichtung zum Aufladen eines bildtragenden Teils, wie beispielsweise ein elektrofotografisch lichtempfindliches Teil oder ein elektrostatisch aufzeichenbares dielektrisches Teil, von einem Bilderzeugungsgerät verwendet, wie beispielsweise ein elektrofotografisches Gerät oder ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät, genauer gesagt, eine Kopiermaschine, ein Drucker, ein Faxgerät oder dergleichen. Beim Aufladen eines bildtragenden Teils unter Verwendung einer Koronatyp-Aufladevorrichtung wird die tatsächliche Aufladesektion der Koronatyp-Aufladevorrichtung nahe, aber nicht in Kontakt, zur Oberfläche des bildtragenden Teils als ein aufzuladendes Teil platziert, und die Oberfläche des bildtragenden Teils wird durch einen von der Koronatyp-Aufladevorrichtung ausgegebenen Korona-Schauer auf eine vorbestimmte Polarität und einen vorbestimmten Spannungspegel aufgeladen, sobald eine Hochspannung an die Koronatyp-Aufladevorrichtung angelegt wird.
In jüngsten Jahren wurde ein Kontakttyp-Aufladegerät anstelle einer Koronatyp-Aufladevorrichtung in praktische Anwendung gesetzt. Im Falle eines Kontakttyp-Aufladegeräts wird ein elektrisch leitfähiges Aufladeteil (Kontakttyp-Aufladeteil) mit einem aufzuladenden Objekt in Kontakt platziert, und die Oberfläche des aufzuladenden Objekts wird durch Anlegen einer Spannung an das Kontakttyp-Aufladeteil aufgeladen. Im Vergleich zu einer Koronatyp-Aufladevorrichtung genießt ein Kontakttyp-Aufladegerät viele Vorteile, beispielsweise erzeugt es eine geringere Menge an Ozon und verbraucht weniger Energie.
Unter verschiedenen Kontakttyp-Aufladesystemen ist ein Rollentyp-Aufladesystem, welches eine elektrisch leitfähige Rolle als Kontakttyp-Aufladeteil verwendet, hinsichtlich einer Aufladeleistung am stetigsten, und ebenfalls beträgt die Menge an erzeugten Ozon ungefähr ein Tausendstel der Menge an Ozon, die eine typische Korona-Aufladevorrichtung erzeugt, welches hinsichtlich von Umweltbetrachtungen in einem Büro sehr vorteilhaft ist. Als Ergebnis wurde zuletzt die Verwendung eines Rollentyp-Aufladesystems weit verbreitet.
Im Falle eines Rollentyp-Aufladesystems wird ein aufzuladendes Objekt durch Anlegen einer Spannung an eine elektrisch leitfähige elastische Rolle (Aufladerolle) aufgeladen, welche mit einem vorbestimmten Druck mit dem aufzuladenden Objekt in Kontakt platziert wird.
Die japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 3,921/1994 offenbart ein neues Kontakttyp-Aufladesystem, nämlich ein "Direktauflade-Injektionssystem". Gemäß diesem System wird eine Aufladung direkt in ein aufzuladendes Objekt (lichtempfindliches Teil) injiziert.
Im Falle diesen neuen Kontakttyp-Aufladesystems hat ein aufzuladendes Objekt als Oberflächenschicht eine Ladeinjektionsschicht zu haben, und das Objekt wird durch Injektion einer Ladung in die elektrisch leitfähigen Partikel in der Ladeinjektionsschicht aufgeladen. Da dieses System unabhängig von einer elektrischen Entladung ist, braucht die zum Laden eines Objektes notwendige Spannung nur dieselbe zu sein wie ein gewünschtes Oberflächenpotential, auf welches das Objekt aufzuladen ist, und zusätzlich ist dessen Ozonerzeugung hervorragend, welche sich nur auf ein zehntel, verglichen mit einem typischen herkömmlichen Rollentyp-Aufladesystem, beläuft.
Was das Kontakttyp-Aufladeteil betrifft, welches mit diesem Kontakttyp-Aufladesystem verwendbar ist, sind ein Faserbürstentyp-Aufladeteil, ein Magnetbürstentyp-Aufladeteil, welches magnetische Partikel enthält, und dergleichen, geeigneter als andere.
Ein Faserbürstentyp-Aufladeteil enthält einen elektrisch leitfähigen Borstenabschnitt mit eingestelltem Widerstand. Dieser Borstenabschnitt wird mit der Oberfläche eines aufzuladenden Objekts in Kontakt platziert, und eine Spannung wird über den Halteabschnitt des Borstenabschnitts (im folgenden Fellborste) an den Borstenabschnitt angelegt.
Ein Magnetbürstentyp-Aufladeteil enthält einen Magnetborstenabschnitt, welcher durch Magnetpartikel ausgebildet ist, deren Widerstand magnetisch beschränkend eingestellt ist. Der Magnetborstenabschnitt wird mit der Oberfläche eines aufzuladenden Objekts in Kontakt platziert, und eine Spannung wird über den Halteteil des Magnetborstenabschnitts (im folgenden Magnetbürste) an den Magnetborstenabschnitt angelegt.
Im Falle eines Übertragungstyp-Bilderzeugungsgeräts wird ein Tonerbild über eine Bilderzeugungsverarbeitung, inklusive einer Verarbeitung zum Aufladen des bildtragenden Teils, auf einem bildtragenden Teil ausgebildet, und das auf dem bildtragenden Teil erzeugte Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen. Das bildtragende Teil wird wiederholt zur Bilderzeugung verwendet. Um die Gerätegröße zu reduzieren und den Geräteaufbau zu vereinfachen, und ebenfalls wegen Umweltbetrachtungen, wurde ein neuer Typ an Bilderzeugungsgerät vorgeschlagen. Im Falle dieses sogenannten reinigerlosen Bilderzeugungsgerätes wird ein Reinigungsgerät als zugewiesenes Mittel zum Entfernen des Toners (Resttoner), welcher auf dem bildtragenden Teil verbleibt, nachdem das auf dem bildtragenden Teil erzeugte Bild auf das Aufzeichnungsmedium übertragen ist, beseitigt, und der Resttoner wird durch ein Entwicklungsgerät wiedererlangt und recycelt.
Jedoch hat das sogenannte reinigerlose Bilderzeugungsgerät vom herkömmlichen Typ den Nachteil von Geisterbildern, nämlich von Bildern von den vorhergehenden Bilderzeugungszyklen, welche auf den Bildern der darauf folgenden Bilderzeugungszyklen erscheinen. Dieses Geisterphänomen tritt auf, weil die Oberfläche des bildtragenden Teils aufgeladen wird, während der Resttoner immer noch vorliegt, und daher wird das bildtragende Teil nicht korrekt aufgeladen. Genauer gesagt, werden Bereiche mit Resttoner und Bereiche ohne Resttoner unterschiedlich aufgeladen, welches eine Ungleichförmigkeit in einer Oberflächenpotentialverteilung erzeugt. Wenn die folgenden Bilderzeugungszyklen, inklusive der elektrostatisch latenten Bilderzeugungsverarbeitung, als auch die Entwicklungsverarbeitung unter einer solchen Bedingung durchgeführt werden, werden die Bilder von den vorherigen Bilderzeugungszyklen auf eine überlagernde Weise zusammen mit den Bildern der folgenden Bilderzeugungszyklen sichtbar gemacht, welche wie Geister aussehen.
Wenn das Kontakttyp-Ladeinjektionssystem als ein Teil des Mittels zum Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes auf dem bildtragenden Teil eines reinigerlosen Bilderzeugungsgeräts verwendet wird, ist die Bildqualität einer Beeinflussung durch die Übertragungsverarbeitung unterworfen. Genauer gesagt, ist der Pegel der Tonerladung oder des Widerstandswerts eines Übertragungsblattes, welches im Allgemeinen sehr empfindlich auf Umgebungsfeuchtigkeit sind, ein wesentlicher Parameter bei einer Übertragungsverarbeitung. Daher ist es eher schwierig eine Übertragungswirksamkeit beim optimalen Pegel aufrechtzuerhalten. Ferner sind die Kennzeichen der Resttonerladung unstetig, da sie hinsichtlich dieser Parameter schwanken, der Bereich des Ladepegels der Resttonerpartikel wird sehr breit, wobei er häufig die Schwelle zwischen positiver Polaritätsseite zur negativen Polaritätsseite kreuzt. Dies liegt häufig an der elektrischen Entladung, welche lokal auftritt, wenn ein Übertragungsblatt von einem bildtragenden Teil abgeschält wird.
Wenn sich die Übertragungswirksamkeit verschlechtert, steigt die Menge des Resttoners an, und daraus folgend wird eine wesentliche Menge des Resttoners zu einem Punkt befördert, bei welchem eine Injektionsladung auftritt, d.h. an den Kontaktabschnitt zwischen einem Kontakttyp-Aufladeteil und einem bildtragendem Teil, welches verhindert, dass die Oberfläche des bildtragenden Teils wirksam aufgeladen wird, wodurch verhindert wird, dass der durch den Resttoner bedeckte Oberflächenbereich wirksam aufgeladen wird. Daraus folgend versagt das bildtragende Teil korrekt aufgeladen zu werden.
Als Mittel zum Verhindern von Geisterbildern offenbaren die Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschriften Nos. 371,975–371,977/1992 ein Aufladegerät, bei welchem zwei Fellbürsten dazu verwendet werden um die zwei Fellbürsten-Funktionen zu trennen, d.h., die Umrührfunktion und die Aufladefunktion, welche zuvor durch eine einzelne Fellbürste durchgeführt wurden. Die Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift 161,211/1994 offenbart ein weiteres Aufladegerät, bei welchem zwei Magnetbürsten dazu verwendet werden um die zwei Magnetbürstenfunktionen zu trennen, d.h. die Magnetträger-Wiedererlangungsfunktion und die Aufladefunktion, welche zuvor durch eine einzelne Magnetbürste durchgeführt wurden. Die Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 348,107/1994 offenbart ein weiteres Aufladegerät, bei welchem die Magnetaufladebürste an der Stromaufwärtsseite des bildtragenden Teils, und zwar relativ zu der Richtung, in welche sich die Oberfläche eines bildtragenden Teils bewegt, angeordnet ist, und eine Fellbürste zum Wiedererlangen des Magnetträgers, welcher versehentlich aus der Magnetbürste leckt, an der Stromabwärtsseite angeordnet ist.
Jedoch wurde das Folgende durch aktuelle Tests offensichtlich. Im Falle eines Aufladegerätes, welches nur eine einzelne Fellbürste enthält, wie in den Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschriften Nos. 371,975–371,977/1994 offenbart, wird ein ungleichförmiges unstetiges Lademuster erzeugt, welches wie eine dahinrauschende Markierung aussieht, welches hinsichtlich der Bildqualität fatal ist. Im Falle eines Aufladegerätes, welches nur eine Magnetbürste verwendet, wie in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 161,211/1994 offenbart, war es schwierig, den fest an einem bildtragenden Teil anhaftenden Resttoner zu lösen, und es konnte ebenfalls nicht verhindert werden, dass der gelöste und abgeschälte Toner sich in der Magnetbürste ansammelt, und daraus folgend stieg der Widerstandswert der Magnetbürste an, welches eine Verschlechterung der Aufladeleistung bewirkte. Um Falle eines Aufladegerätes, wie das in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 348,107/1994 offenbarte, wurde das ungleichförmige Lademuster wie eine dahinrauschende Markierung durch die Fellbürste bewirkt, da die Fellbürste mit groben Borsten an der am weitesten stromabwärtigen Seite angeordnet war.
Ferner ist das einfache Anordnen einer den Toner verlierenden Bürste oder einer den Speicher löschenden Bürste zwischen dem Übertragungspunkt und dem Aufladepunkt, wie in der Japanischen Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 241,587/1988 oder 118,879/1989 offenbart, nicht ausreichend um den Geist zu beseitigen.
Die Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift No. 6,086/1993 offenbart ein Aufladegerät, bei welchem ein Loslöse-Aufladeteil oder ein Kontakttyp sowohl an der Stromaufwärts als auch Stromabwärtsseite des bildtragenden Teils angeordnet ist, und eine AC Spannung und eine negative DC Spannung auf eine überlagernde Weise an beiden der Kontakttyp-Aufladegeräte angelegt werden. Da jedoch der Resttoner manchmal sowohl negativ aufgeladene Partikel als auch positiv aufgeladene Partikel enthält, wie oben beschrieben, ist es schwierig, sowohl die negativ aufgeladenen Tonerpartikel als auch die positiv aufgeladenen Tonerpartikel abzulösen. Daher war es sogar im Falle dieses Aufladegerätes schwierig, den Geist vollständig zu beseitigen.
Als weiterer Stand der Technik offenbart die JP 04 371977 A ein Bilderzeugungsgerät, welches ein bildtragendes Teil, ein elektrostatisches Bilderzeugungsmittel, ein Entwicklungsmittel, ein Übertragungsmittel und ein Ladeanlegungsmittel enthält. Gemäß dieser Bezugnahme ist das Entwicklungsmittel in der Lage, das bildtragende Teil zu reinigen um Resttoner vom bildtragenden Teil zu entfernen, und zwar ohne die Bereitstellung eines Reinigungsmittels zum Entfernen des Resttoners vom bildtragenden Teil an einer Position stromaufwärts des Aufladeteils und stromabwärts des Übertragungsmittels, und zwar aufgrund der Aufladung des Resttoners auf dem bildtragenden Teil durch das Ladeanlegungsmittel. In diesem Zusammenhang verwendet das Ladeanlegungsmittel eine Polarität, welche zu der Aufladepolarität des Aufladeteils entgegengesetzt ist.
Gemäß dem Stand der Technik, wie in der Referenz EP 0 763 786 A2 offenbart, enthält ein Bilderzeugungsgerät ein lichtempfindliches Teil, eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des Dienstes des lichtempfindlichen Teils bei einem konstanten Potential, einen Lichtstrahl zum Belichten des durch die Aufladevorrichtung aufgeladenen lichtempfindlichen Teils, um ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen, eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des elektrostatisch latenten Bildes durch selektives Anheften von Toner auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils. Das offenbarte Bilderzeugungsgerät wird bei einem reinigerlosen System angewendet, bei welchem die Entwicklungsvorrichtung das Tonerbild entwickelt und gleichzeitig den Resttoner, welcher auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils verbleibt, nach der Übertragung aufsammelt und wiedererlangt. Das Bilderzeugungsgerät enthält ferner ein Schabemittel, welches gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils gedrückt wird, und an der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils schabt, während es ermöglicht, dass der Resttoner hindurch passiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Erscheinung eines Geisterbildes auf dem durch ein Bilderzeugungsgerät erzeugten Bild zu verhindern, bei welchem ein Entwicklungsmittel den Resttoner nach einer Bildübertragung vom bildtragenden Teil entfernt.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, dessen Aufladeteil das bildtragende Teil nicht ungleichförmig auflädt, sogar wenn der Resttoner nach der Bildübertragung auf dem bildtragenden Teil ist.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Bilderzeugungsgerät bereitzustellen, welches in der Lage ist das bildtragende Teil unabhängig von den Polaritäten der Resttonerpartikel aufzuladen, welche nach der Bildübertragung auf dem bildtragenden Teil vorliegen.
Die Aufgabe wird durch ein Bilderzeugungsgerät gelöst, welches die Merkmale von Anspruch 1 hat. Weitere Entwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen bestimmt.
Diese Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht werden, deutlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Sektion eines Bilderzeugungsgerätes in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Sektion der Laminarstruktur eines lichtempfindlichen Teils gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Zeichnung, welche ein Prinzip einer Kontakttyp-Ladeinjektion darstellt.
4 ist eine schematische Sektion eines Magnetbürstentyp-Aufladeteils, welches eine Rotationshülse hat.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Ausführungsformen
(1) Bilderzeugungsgerät (1)
1 ist eine schematische Sektion der Struktur eines Bilderzeugungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Bilderzeugungsgerät in dieser Ausführungsform ist ein reinigungsloser Laserstrahldrucker, welcher eine Übertragungstyp-Elektrophotografische Verarbeitung, ein Kontakttyp-Ladeinjektionssystem, welches eine Mehrzahl an Kontakttyp-Aufladeteilen enthält, und eine herausnehmbar einsetzbare Verarbeitungskassette verwendet.
Bezugsziffer 1 kennzeichnet ein elektrophotografisch lichtempfindliches Teil vom Typ einer Rotationstrommel als ein bildtragendes Teil (aufzuladendes Objekt). Es ist ein organisches lichtempfindliches Teil (organisches lichtdurchlässiges Teil), welches eine Aufladeinjektions-Oberflächenschicht hat. Es hat einen Durchmesser von 30 mm und wird rotationsartig im Uhrzeigersinn angetrieben, welches durch einen Pfeil angezeigt ist, und zwar bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) von 150 mm/sec. Die Laminarstruktur dieses lichtempfindlichen Teils 1 wird später detailliert in Kapitel (2) beschrieben.
Bezugsziffer 2 kennzeichnet eine Magnetbürste vom Rotationshülsentyp als ein Kontakttyp-Aufladeteil. Es wird mit dem lichtempfindlichen Teil 1 in Kontakt platziert. Bezugszeichen S1 kennzeichnet eine elektrische Energiequelle zum Anlegen einer Ladevorspannung an die Magnetbürste 2.
In dieser Ausführungsform wird eine DC Spannung von –700 V als eine Ladevorspannung von der Ladevorspannung Anlege-Energiequelle S1 an die Elektrodenhülse der Magnetbürste 2 angelegt, wobei die Umfangsoberfläche des rotierenden lichtempfindlichen Teils 1 gleichförmig auf ungefähr –700 V aufgeladen wird, wobei die Ladung direkt durch Kontakt injiziert wird. Die Details der Magnetbürste 2 werden später in Kapitel (4) beschrieben.
Die gleichförmig aufgeladene Oberfläche des rotierenden lichtempfindlichen Teils 1 wird durch einen emittierenden Abtastlaserstrahl L belichtet, welcher in seiner Intensität hinsichtlich von sequentiellen elektrischen digitalen Signalen moduliert wird, welche die Bilddaten eines Zielbildes widerspiegeln, und zwar von einem nicht dargestellten Laserstrahl-Abtaster, welcher im Falle dieser Ausführungsform eine Laserdiode, einen Polygonspiegel, und dergleichen enthält. Daraus folgend wird ein elektrostatisch latentes Bild entsprechend der Bilddaten vom Zielbild auf der Umfangsoberfläche des rotierenden lichtempfindlichen Teils 1 erzeugt.
Das elektrostatisch latente Bild wird durch ein Entwicklungsgerät 3 als ein Tonerbild entwickelt. Das Entwicklungsgerät 3 ist ein Entwicklungsgerät vom Umkehrtyp, welches einen Einzelkomponenten-Magnettoner (Negativ-Toner) verwendet. Bezugszeichen 3a kennzeichnet eine nichtmagnetische Entwicklungshülse, welche einen Durchmesser von 16 mm hat. Sie enthält einen Magneten 3b. Der zuvor genannte Negativ-Toner wird auf die Entwicklungshülse 3a gehüllt. Die nichtmagnetische Entwicklungshülse 3a wird bei derselben Umfangsgeschwindigkeit wie das lichtempfindliche Teil 1 rotiert, wobei der Abstand zwischen ihr selber und dem lichtempfindlichen Teil 1 bei 300 μm festgelegt ist, und von einer Entwicklungs-Vorspannungsenergiequelle S2 wird eine Entwicklungsvorspannung auf die Hülse 3a angelegt. Die Entwicklungsvorspannung dieser Ausführungsform ist eine Spannung, welche aus einer Überlagerung einer DC Spannung von –500 V und einer AC Spannung mit einer Frequenz von 1800 Hz, einer Spitze-zu-Spitze Spannung von 1600 V und einer Rechteck-Wellenform zusammengesetzt ist. Das elektrostatisch latente Bild auf dem lichtempfindlichen Teil 1 wird durch das Sprungentwicklungsverfahren (jumping developing method) entwickelt, welches zwischen der Hülse 3a und dem lichtempfindlichen Teil 1 durchgeführt wird, wodurch der Negativ-Toner auf dem lichtempfindlichen Teil 1 anhaftet, und zwar auf den Bereichen, welche einer helleren Belichtung entsprechen, wodurch das elektrostatisch latente Bild als ein Tonerbild visualisiert wird.
In der Zwischenzeit wird ein Übertragungsmaterial P als ein Material (Aufzeichnungsmedium), auf welchem ein Bild aufgezeichnet wird, von einem nicht dargestellten Blattzufuhr-Abschnitt zugeführt und bei einem vorbestimmten Zeitpunkt in einen Druck-Berührungspunkt (Übertragungsabschnitt) T eingeführt, welcher durch das lichtempfindliche Teil 1 und eine mediumresistente Übertragungsrolle 4 als Kontakttyp-Übertragungsmittel, welches mit einem vorbestimmten Kontaktdruck mit der lichtempfindlichen Trommel 1 in Kontakt platziert wird, ausgebildet ist.
An die Übertragungsrolle 4 wird durch eine Übertragungsvorspannungs-Anlegeenergiequelle S3 eine vorbestimmte Übertragungsvorspannung angelegt. Während das in den Übertragungsabschnitt T eingeführte Übertragungsmaterial P weiter befördert wird, welches durch das lichtempfindliche Teil 1 und die Übertragungsrolle 4 gedrückt wird, wird das auf der Umfangsoberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 ausgebildete und gehaltene Tonerbild durch elektrostatische Kraft und Druckkraft kontinuierlich von einem Ende zum anderen auf die Vorder- (obere) Oberfläche des Übertragungsmaterials P übertragen. In dieser Ausführungsform beträgt der Widerstandswert der Übertragungsrolle 4 gleich 5·10⁸ Ω, und die zur Bildübertragung angelegte Spannung ist eine DC Spannung von +2000 V.
Das Übertragungsmaterial P, auf welchem das Tonerbild übertragen wurde, wird von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 getrennt, und wird in ein Fixiergerät 5 eingeführt, welches ein thermisches Fixiersystem oder dergleichen verwendet, in welchem das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial P fixiert wird. Danach wird das Übertragungsmaterial P als ein Ausdruck oder eine Kopie vom Bilderzeugungsgerät ausgegeben.
Was die Kräfte betrifft, welche auf den Toner auf dem lichtempfindlichen Teil 1 wirken, so gibt es neben dem übertragenden elektrischen Feld, welches durch die Übertragungsvorspannung erzeugt wird, die Klebekraft des Toners. Daher tritt es selten auf, dass die das Bild auf dem lichtempfindlichen Teil 1 erzeugenden Tonerpartikel zu 100% auf die Übertragungsmaterialseite übertragen werden, ein bestimmter Abschnitt der Tonerpartikel verbleibt als Nachübertragungs-Resttoner auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1. Herkömmlicher Weise ist ein Bilderzeugungsgerät mit einem Reinigungsgerät bereitgestellt, welches hinter dem Übertragungsabschnitt T angeordnet ist, und dieser Resttoner wird durch das Reinigungsgerät von der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils entfernt, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils zu reinigen, so dass das lichtempfindliche Teil 1 wiederholt zur Bilderzeugung verwendet werden kann.
Jedoch ist in einem reinigerlosen Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise das Bilderzeugungsgerät in dieser Ausführungsform, kein Reinigungsgerät zwischen dem Übertragungsabschnitt T und dem Aufladepunkt des Aufladeteils 2 angeordnet, wobei ersteres in Relation zur Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 auf der Stromaufwärtsseite und letzteres auf der Stromabwärtsseite ist. Bei einem solchem Bilderzeugungsgerät wird der auf dem lichtempfindlichen Teil 1 verbleibende Toner, nachdem das Übertragungsmaterial P von der lichtempfindlichen Trommel 1 getrennt ist, zum tatsächlichen Aufladeabschnitt des Aufladeteils 2 befördert, wenn das lichtempfindliche Teil 1 rotiert. Mit anderen Worten, wird die Umfangsoberfläche des lichtempfindlichen Teils, welche teilweise mit dem Nachübertragungs-Resttoner bedeckt ist, durch das Aufladeteil für die darauffolgende Bilderzeugung aufgeladen und zur Bilderzeugung belichtet, wodurch ein elektrostatisch latentes Bild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1 erzeugt wird, welches teilweise mit dem Resttoner bedeckt ist. Danach erreicht der Resttoner auf dem lichtempfindlichen Teil 1, wenn das lichtempfindliche Teil 1 rotiert, den Entwicklungsabschnitt des Entwicklungsgerätes 3. Im Entwicklungsgerät 3 wird eine Entwicklungsvorspannung (Gleichstrom), deren Spannungspegel zwischen dem Potentialpegel entsprechend den dunkelsten Abschnitten des elektrostatisch latenten Bildes und dem Potentialpegel entsprechend den hellsten Abschnitten des elektrostatisch latenten Bildes fällt, an die Entwicklungshülse des Entwicklungsgerätes 3 angelegt. Der Resttoner wird von den Oberflächenbereichen des lichtempfindlichen Teils auf die Entwicklungshülse übertragen (wiedererlangt), und zwar entsprechend dem dunklen Abschnitt des elektrostatisch latenten Bildes, und zwar aufgrund der Differenz (Nebelentfernende Potentialdifferenz V_back) zwischen den Potentialpegeln der dunklen Abschnitte des elektrostatisch latenten Bildes und dem Pegel der auf die Entwicklungshülse angelegten DC Spannung. Zur selben Zeit, bei der der Resttoner auf die Entwicklungshülse übertragen (wiedererlangt) wird, wird der Toner auf der Entwicklungshülse auf die Oberflächenbereiche des lichtempfindlichen Teils 1 entsprechend den hellen Abschnitten des elektrostatisch latenten Bildes übertragen, wodurch das elektrostatisch latente Bild durch den Toner entwickelt wird. Mit anderen Worten, wird der Resttoner zur selben Zeit, bei der das latente Bild entwickelt wird, durch das Entwicklungsgerät 3 gereinigt und als Entwickler für den drauffolgenden Bilderzeugungszyklus recycelt. Ein reinigerloses Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise das in dieser Ausführungsform beschriebene, kann in der Größe reduziert und im Aufbau vereinfacht werden, und zwar ganz offensichtlich aufgrund des Nichtvorliegens eines Reinigungsgerätes. Ebenfalls erzeugt es keinen Abfalltoner, welches vom wirtschaftlichen Standpunkt aus vorteilhaft ist.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Fellbürste 6, d.h. ein elastisches Teil, als Auflademittel zwischen dem Übertragungsabschnitt T und dem Aufladepunkt des Aufladeteils 2 angeordnet, wobei ersterer relativ zur Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 auf der Stromaufwärtsseite des elastischen Teils ist und letzterer auf der Stromabwärtsseite ist. Diese Fellbürste 6 enthält ein nichtrotierendes elektrisch leitfähiges Halteteil und einen elektrisch leitfähigen Faserborstenabschnitt (Widerstand: 10³–10⁴ Ω/cm; Länge: 3 mm; Querschnitt: 30 μm pro Borste; Dichte: 100.000 Borsten/Inch²). An die Fellbürste 6 wird eine vorbestimmte DC Vorspannung (eine Spannung, welche eine zur Ladepolarität des Aufladeteils 2 entgegengesetzte Polarität hat) durch eine elektrische Energiequelle S4 angelegt.
Der nach der Trennung des Übertragungsmaterials vom lichtempfindlichen Teil 1 auf dem lichtempfindlichen Teil 1 verbleibende Toner wird zum Entwicklungsgerät 3 befördert, und zwar hinter der Fellbürste 6, der Magnetbürste 2 und dem Belichtungsabschnitt.
Was die Ladepolarität des Resttoners betrifft, so kann die Ladepolarität von jedem Tonerpartikel unterschiedlich von jenen weiteren sein, und zwar in Abhängigkeit von dessen Vorübertragungs-Triboelektrischem Ladepegel, welcher von Umgebungstemperatur und -Feuchtigkeit abhängt, und ebenfalls in Abhängigkeit des Widerstandes des Übertragungsmaterials. Mit anderen Worten können einige Resttonerpartikel eine positive Polarität haben, wohingegen andere eine negative Polarität haben. Daher werden, nachdem das auf dem lichtempfindlichen Teil 1 erzeugte Tonerbild auf das Übertragungsmaterial P übertragen ist, die auf dem lichtempfindlichen Teil 1 verbleibenden Tonerpartikel gleichförmig auf eine Polarität (positive Polarität) aufgeladen, welche der Aufladepolarität des Aufladeteils 2 entgegengesetzt ist, und zwar durch die Fellbürste 6 als das elastische Aufladeteil. Die Resttonerpartikel werden durch die Fellbürste 6 zeitweilig festgehalten, so dass die Resttonerpartikel, welche eine negativ Triboelektrische Aufladung haben, bevor sie der Aufladung durch die Fellbürste 6 unterworfen sind, einfach auf die Polarität aufgeladen werden können, welche der Ladepolarität des Aufladeteils 2 entgegengesetzt ist. Die Resttonerpartikel, welche die positive Polarität haben, bevor sie der Aufladung durch die Fellbürste 6 unterworfen sind, verbleiben bei der positiven Polarität, wenn sie die Fellbürste 6 passieren. Somit werden die Resttonerpartikel gleichförmig auf die positive Polarität aufgeladen, wenn sie die Fellbürste 6 passieren. Dann, wenn die Resttonerpartikel, welche nun die positive Polarität haben, die Aufladeposition des Aufladeteils 2 erreichen, werden sie von der lichtempfindlichen Trommel 1 durch elektrostatische Anziehung auf die Magnetbürste übertragen (wiedererlangt) und in die Magnetpartikel gemischt. Nachdem sie in die Magnetpartikel gemischt sind, werden die Resttonerpartikel innerhalb der Magnetbürste auf die negative Polarität geladen, und dann gleichförmig auf das lichtempfindliche Teil 1 ausgestoßen, ohne dass sie eine Spur des vorhergehenden Bildmusters hinterlassen. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1 wird durch die Magnetbürste gleichförmig aufgeladen, und zwar gleichzeitig wenn der Resttoner vom lichtempfindlichen Teil 1 auf die Magnetbürste übertragen wird und zurück auf das lichtempfindliche Teil 1 wiedererlangt wird. Der Grund dafür, warum die in die Magnetbürste gemischten Resttonerpartikel zurück auf die lichtempfindliche Trommel 1 wiedererlangt werden, ist wie folgt. Wenn die Menge an in der Magnetbürste gemischtem Resttoner zunimmt, wird der elektrische Widerstand der Magnetbürste reduziert, welches wiederum die Differenz des elektrischen Potentials zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse des Magnetbürstenabschnittes erhöht, und daraus folgend wird das Tonerpartikel ausstoßende elektrische Feld erzeugt. Daher nimmt, wenn die Menge an in der Magnetbürste gemischtem Toner zunimmt, ebenfalls die Menge des auf das lichtempfindliche Teil ausgestoßenen Toners zu.
Daher kann, wie oben beschrieben, da der Resttoner zeitweilig auf das Magnetbürstentyp-Aufladeteil übertragen wird, das lichtempfindliche Teil gleichförmig derart geladen werden, dass der Geist nicht erscheint. Ferner spielt die Fellbürste als Auflademittel dahingehend eine Rolle, als dass sie die Resttonerpolarität, welche für die gesamten Tonerpartikel nach der Tonerbildübertragung nicht positiv ist, für alle Resttonerpartikel positiv macht, d.h., dass sie dafür Sorge trägt, dass die Resttonerpartikel die Polarität haben, welche der Ladepolarität des Aufladeteils entgegengesetzt ist, so dass die Resttonerpartikel einfach auf das Aufladeteil übertragen werden können.
Das Bilderzeugungsgerät in dieser Ausführungsform ist ein Kassettentyp-Bilderzeugungsgerät, welches eine in den Hauptkörper des Geräts entfernbar einsetzbare Verarbeitungskassette verwendet. Die mit dem Bilderzeugungsgerät dieser Ausführungsform verwendbare Kassette enthält vier Verarbeitungsvorrichtungen- das lichtempfindliche Teil 1, die Magnetbürste 2 (Aufladeteil), die Fellbürste 6 und das Entwicklungsgerät 3, welche integral innerhalb einer Kassettenhülle 30 angeordnet sind. Bezugsziffer 31 kennzeichnet ein Teil, welches eine Verarbeitungskassette hält und führt, wenn die Kassette eingesetzt oder entfernt wird. Die Kombination der Verarbeitungsvorrichtungen, welche in der Verarbeitungskassettenhülle 30A angeordnet sind, ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt, eine jegliche Kombination wird genügen, solange wie sie das lichtempfindliche Teil 1 und zumindest eine der drei Verarbeitungsvorrichtungen: Aufladeteil 2, Fellbürste 6 und Entwicklungsgerät 3 enthält.
(1) lichtempfindliches Teil 1 (2)
Das lichtempfindliche Teil 1, als ein bildtragendes Teil ist in dieser Ausführungsform ein negativ aufladbares lichtempfindliches Teil vom OPC Typ. Wie anhand von 2 offensichtlich, welche schematisch die Laminarstruktur des lichtempfindlichen Teils 1 darstellt, enthält das lichtempfindliche Teil 1 ein Basisteil 11, welches eine Aluminiumtrommel ist, und fünf (erste bis fünfte) Funktionalschichten 12–16, welche in dieser Reihenfolge von unten an auf der Umfangsoberfläche des Basisteils 11 laminiert sind, wobei die Oberflächenschicht eine Ladeinjektionsschicht 16 ist.
Die erste Schicht 12 ist eine Unterhüllschicht, welche eine ungefähr 20 μm dicke elektrisch leitfähige Schicht ist. Sie wird platziert, um Oberflächenfehler oder dergleichen des trommelartigen Aluminiumbasisteils 11 zu bedecken, und ebenfalls das Auftreten des Moire-Musters zu verhindern, welches durch die Reflektion eines Belichtungslaserstrahls verursacht wird.
Die zweite Schicht 13 ist eine Schicht zur Verhinderung der Injektion von positiver Ladung; sie spielt eine Rolle zum Verhindern, dass die vom trommelartigen Aluminiumbasisteil injizierte positive Ladung die negative Ladung löscht, welche auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils gegeben wird. Sie ist eine ungefähr 1 μm dicke Schicht, welche Amylan-Kunstharz und Methoxymethyl Nylon enthält, und ihr Widerstand wird auf ungefähr 10⁶ Ω cm eingestellt.
Die dritte Schicht 14 ist eine Ladeerzeugungsschicht, welche eine ungefähr 0,3 μm dicke Kunstharzschicht ist, in welche Diazo-Gruppen Pigment dispergiert wird. Sie erzeugt Lade-Paare, welche eine positive Ladung und eine negative Ladung enthalten, wenn sie mit einem Laserlicht belichtet wird.
Die vierte Schicht 15 ist eine Ladeübertragungsschicht, welche Polykarbonat-Kunstharz enthält, in welches Hydrazon dispergiert ist; sie ist ein P-Typ Halbleiter. Daher kann die negative Ladung, welche der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils gegeben ist, nicht durch diese Schicht übertragen werden, wohingegen ermöglicht wird, dass die in der Ladeerzeugungsschicht erzeugte positive Ladung auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils übertragen wird.
Die fünfte Schicht 16 ist eine Ladeinjektionsschicht, welche ein fotofestigendes Acryl-Kunstharz als elektrisch isolierenden Binder, und Mikropartikel aus SnO₂ als elektrisch leitfähige Partikel (elektrisch leitfähiger Füller) 16a enthält, welche im Acryl-Kunstharz dispergiert sind. Sie wird durch Aufstrich laminiert.
Genauer gesagt, betragen die Mikropartikel, aus SnO₂ ungefähr 0,03 μm im Partikeldurchmesser, und sie werden mit Antimon dotiert, um ihren elektrischen Widerstand zu reduzieren. Es wird mit 70% Gewichtseinheit in das Binder-Kunstharz dispergiert. Die somit vorbereitete Lösung wird durch Eintauchen auf eine Dicke von ungefähr 2 μm beschichtet, um die Ladeinjektionsschicht auszubilden.
Durch die Bereitstellung der oben beschriebenen Laminarstruktur wird der Oberflächenwiderstand des lichtempfindlichen Teils bis auf 1·10¹³ Ω/cm herunter reduziert, im Vergleich zu 1·10¹⁵ Ω/cm, welches der Oberflächenwiderstand eines lichtempfindlichen Teils ist, welches nur die Ladeübertragungsschicht 15 hat. Der Volumenwiderstand der Ladeinjektionsschicht ist vorzugsweise im Bereich von 1·10¹⁰–1·10¹⁴ Ω/cm. Er wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens gemessen. Ein Probestück der Ladeinjektionsschicht wird in Scheibenform ausgebildet, und deren Volumenwiderstand wird durch einen High Resistance Meter 4329A (Yokogawa-Hewlette-Packard Co., Ltd.) gemessen, welcher mit einer Restistivity Cell 16008A verbunden ist, während eine Spannung von 100 V angelegt wird.
(3) Prinzip der Kontakttyp-Ladeinjektion (3)
Bei dieser Kontakttyp-Ladeinjektion wird eine Ladung durch ein Kontakttyp-Aufladeteil, welches einen Widerstand im mittleren Bereich hat, in die Oberflächenschicht eines aufzuladenden Objekts injiziert, welches ebenfalls einen Widerstand im mittleren Bereich hat. Bei dieser Ausführungsform wird die Ladung nicht in die Störstellen des Oberflächenschichtmaterials des lichtempfindlichen Teils als das aufzuladende Objekt injiziert, sondern in die elektrisch leitfähigen Partikel 16a in der Ladeinjektionsschicht 16 gegeben.
Genauer gesagt, unter Bezugnahme der schematisch äquivalenten Schaltung in 3, basiert die Kontakttyp-Ladeinjektion bei dieser Ausführungsform auf der Theorie, dass ein mikroskopischer Kondensator, welcher durch die Ladeübertragungsschicht 15 als ein dielektrisches Teil, die trommelartige Aluminiumbasis 11 als eine der zwei Elektroden und die elektrisch leitfähigen Partikel (SnO₂) 16a als die weitere Elektrode innerhalb der Ladeinjektionsschicht 16 gebildet wird, durch das Kontakttyp-Aufladeteil 2 geladen wird.
Gemäß dieser Theorie ist jeder der elektrisch leitfähigen Partikel 16 elektrisch unabhängig von den anderen, welches eine Art an mikroskopisch fließender Elektrode bildet. Daher ist, sogar obwohl die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils in makroskopischer Hinsicht als gleichförmig geladen erscheint, die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel tatsächlich mit einer unendlichen Anzahl an geladenen mikroskopisch elektrisch leitfähigen Partikeln 16 bedeckt. Somit kann das elektrostatisch latente Bild, welches erzeugt wird, wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils mit einem bilderzeugenden Belichtungsstrahl L belichtet wird, aufrecht erhalten werden, da jeder der elektrisch leitfähigen Partikel 16 elektrisch unabhängig von den anderen ist.
(4) Magnetbürste 2 (4)
4 ist ein Querschnitt der Rotationshülsentyp-Magnetbürste 2 in dieser Ausführungsform.
Diese Magnetbürste 2 enthält: einen Metallkern 22a; eine Magnetrolle 22 als ein Magnetkraft-Erzeugungsteil, welches koaxial und fixiert um den Metallkern 22a angepasst ist; eine nicht magnetische Hülse 21 als eine Elektrode (im folgenden Elektrodenhülse 21), welche koaxial und drehbar um die Magnetrolle 22 angepasst ist, und einen Magnetborstenabschnitt 23, welcher Magnetpartikel enthält, welche durch die Magnetkraft von der Magnetrolle 22, welche in der nicht magnetischen Elektrodenhülse 21 enthalten ist, auf der Umfangsoberfläche der nicht magnetischen Elektrodenhülse 21 gehalten werden.
Diese Magnetbürste 2 ist im wesentlichen parallel zum lichtempfindlichen Teil 1 angeordnet, so dass der Magnetborstenabschnitt 23 in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1 als ein aufzuladendes Objekt platziert wird, um eine Aufladestation N (Ladeinjektionsabschnitt oder Auflade-Berührungspunkt) auszubilden, welche eine vorbestimmte Breite hat. Die Magnetrolle 22 wird drehfest gehalten, und die Elektrodenhülse 21 wird drehbar derart angetrieben, dass deren Rotationsrichtung in der Aufladestation N entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 wird. Wenn die Elektrodenhülse 21 rotiert wird, werden die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt 23 ebenfalls in dieselbe Richtung bewegt, wodurch sie an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 reiben. Da die vorbestimmte Aufladevorspannung durch die Aufladevorspannungs-Energiequelle S1 an die Elektrodenhülse 21 angelegt wird, wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 gleichförmig auf eine vorbestimmte Polarität und einen vorbestimmten Potentialpegel geladen, wodurch die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1 durch das Kontakttyp-Aufladesystem aufgeladen wird.
Der Spalt α in der Aufladestation N zwischen dem lichtempfindlichen Teil 1 und der Hülse 21 als die Elektrode wird derart eingestellt, dass er kleiner als die Dicke des auf der Umfangsoberfläche der Elektrodenhülse 21 ausgebildeten Magnetborstenabschnitts 23 ist, daher werden, wenn die Elektrodenhülse 21 rotiert, die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt durch die Aufladestation N auf eine Weise befördert, dass sie in den Spalt α gepackt werden. Durch diese Anordnung erstellen die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt 23 einen Kontakt mit dem lichtempfindlichen Teil 1 in höherer Dichte, wodurch sichergestellt wird, dass die Magnetbürste 22 einen vorteilhaften Kontakt mit dem lichtempfindlichen Teil 1 erstellt.
Durch diese Anordnung erhöht sich ebenfalls die Reibung zwischen den Magnetpartikeln im Magnetborstenabschnitt 23 und der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 in der Aufladestation N, welches die Wirksamkeit beim Befördern der Magnetpartikel durch die Aufladestation N reduziert. Um diese Reduktion der Wirksamkeit zur Beförderung der Magnetpartikel zu verhindern, wird die Umfangsoberfläche der Elektrodenhülse 21 als Elektrode durch Sandstrahlen oder dergleichen aufgeraut, um dieser Reduktion entgegenzuwirken.
An der Umfangsoberfläche der Elektrodenhülse 21 beträgt die Dichte des Magnetflusses von der Magnetrolle 23 gleich 800·10^–4 T (Tesla).
Der Magnetborstenabschnitt 23 wird durch Beschichten von Magnetpartikeln auf der Umfangsoberfläche der Elektrodenhülse 21 als Elektrode auf eine Dicke von 1 mm ausgebildet, und wird in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Teil 1 platziert, welches die Aufladestation N ausbildet, welche eine Breite von ungefähr 5 mm hat. Die Menge an Magnetpartikeln, welche auf den Magnetborstenabschnitt 23 beschränkt sind, beträgt ungefähr 10 g, und der Spalt α zwischen der Elektrodenhülse 21 und dem lichtempfindlichen Teil 1 in der Aufladestation N beträgt 500 μm.
In der Aufladestation N wird die Elektrodenhülse 21 drehbar in die durch einen Pfeil angezeigte Richtung angetrieben, d.h., in die der Rotationsrichtung des lichtempfindlichen Teils 1 entgegensetzte Richtung, und da die Elektrodenhülse 21 rotiert, wird der Magnetborstenabschnitt 23 ebenfalls rotiert, welcher gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1 reibt.
Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Magnetbürste und dem lichtempfindlichen Teil 1 wird durch die folgende Gleichung bestimmt:
Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit (%) = {(Umfangsgeschwindigkeit der Magnetbürste – Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Teils)/Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Teils}·100

* Wenn in Gegenrichtung rotiert, hat die Umfangsgeschwindigkeit der Magnetbürste einen negativen Wert.

Ein Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit von –100% bedeutet, dass die Magnetbürste stationär ist, und unter dieser Bedingung ist es wahrscheinlich, dass ein dem Magnetbürsten-Fußabdruck auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils 1 entsprechender Geist auf dem erzeugten Bild erscheint. In einem Fall, bei welchem sich die Umfangsoberflächen der Magnetbürste und des lichtempfindlichen Teils in der Aufladestation N in dieselbe Richtung bewegen, erfordert ein Versuch, dasselbe Verhältnis an Umfangsgeschwindigkeit zu erlangen, wie es erlangt wird wenn sie sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen, eine Zunahme der Magnetbürstenrotation. Wenn die Magnetbürste, welche bei einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert, einen Kontakt mit dem lichtempfindlichen Teil herstellt, während sich ihre Umfangsoberflächen in dieselbe Richtung bewegen, ist es wahrscheinlich, dass die Magnetpartikel im Magnetborstenabschnitt an dem lichtempfindlichen Teil 1 anhaften. Daher ist es vorteilhaft, dass das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit nicht mehr als –100 beträgt. In dieser Ausführungsform wurde es auf –150 eingestellt.
Was die Magnetpartikel betrifft, welche den Magnetborstenabschnitt 23 ausbilden, so werden sie auf die folgende Weise ausgebildet.

(1) Kunstharz und Pulver aus Magnetmaterial, wie beispielsweise Magnetit, werden zusammen geknetet, und die Mischung wird in Partikel geformt, wobei die somit erlangten Partikel mit elektrisch leitfähigen Partikeln, wie beispielsweise Karbon-Partikel, gemischt werden können, um den elektrischen Widerstand einzustellen.
(2) Magnetit oder Ferrit werden geschmolzen, die erlangten Partikel können reduziert oder oxidiert werden, um ihren elektrischen Widerstand einzustellen.
(3) Die obigen Magnetpartikel werden mit Beschichtungsmaterial (Phenol-Kunstharz, in welchen Kohlenstoff dispergiert ist, oder dergleichen) beschichtet, dessen elektrischer Widerstand eingestellt ist, oder mit Metall überzogen, wie beispielsweise Ni, um ihren elektrischen Widerstand auf einen korrekten Wert einzustellen.

Was die Widerstandswerte jener Magnetpartikel betrifft, so kann, wenn sie zu hoch sind, eine Ladung nicht gleichförmig in das lichtempfindliche Teil injiziert werden, welches ein Nebelbild bewirkt, welches durch Lade-Fehler auf einer mikroskopischen Skala verursacht wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn sie zu hoch sind, Strom auf Stiftlöcher konzentriert, wenn es welche auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils gibt, was einen Abfall der Aufladespannung bewirkt, und daher ein Aufladen der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils verhindert. Daher ist es vorteilhaft, dass der elektrische Widerstandswert des Magnetpartikels in einem Bereich von 1·10⁴–1·10⁷ Ω ist.
Der Widerstandswert des Magnetpartikels wurde gemessen, während eine Spannung von 1–1000 V auf zwei Gramm der Magnetpartikel angelegt wurde, welche in einer Metallzelle (Bodengröße: 228 mm²) zusammengefasst wurden, an welche die Spannung angelegt werden kann.
Was den Partikeldurchmesser des Magnetpartikels betrifft, so wird, wenn er zu klein ist, die Koerzitivkraft des Magnetpartikels zu klein, und daher haften die Magnetpartikel an dem lichtempfindlichen Teil als das aufzuladende Objekt an. Wenn er zu groß ist, so wird der Kontaktbereich zwischen dem Magnetpartikel und dem lichtempfindlichen Teil kleiner, welches zu einem Aufladefehler führt. Daher ist es vorteilhaft, wenn der mittlere Partikeldurchmesser der Magnetpartikel in einem Bereich von 5–100 μm ist.
Der mittlere Partikeldurchmesser der Magnetpartikel wird durch die maximale Sehnenlänge in horizontaler Richtung dargestellt. Er wird unter Verwendung eines Mikroskops gemessen, wobei die Durchmesser von nicht weniger als 300 zufällig ausgewählten Magnetpartikeln tatsächlich gemessen werden um ihren mathematischen Mittelwert zu erlangen.
Was die Magneteigenschaften des Magnetpartikels betrifft, so ist es, um zu verhindern, dass die Magnetpartikel am lichtempfindlichen Teil anhaften, vorteilhaft, wenn die Koerzitivkraft des Magnetpartikels hoch ist, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Sättigungsmagnetisierung des Magnetpartikels nicht kleiner als 50 A·m²/kg ist.
Für die Messung der Magneteigenschaften des Magnetpartikels kann ein automatisches DC Strommagnetisierung B-H Aufzeichnungsgerät BHH-50 (Riken Electronics Co., Ltd.) verwendet werden. Beim Messen werden ungefähr zwei Gramm an Magnetpartikeln in einem zylindrischen Behälter gesetzt, der einen Innendurchmesser von 6,5 mm und eine Höhe von 10,0 mm hat, und werden derart zusammengefasst, dass sie sich innerhalb des Behälters nicht verschieben. Ihre Sättigungsmagnetisierung wird anhand ihrer B-H Kurve erlangt.
Wenn das lichtempfindliche Teil 1 als ein aufzuladendes Objekt durch den Magnetborstenabschnitt 23 gerieben wird, wird das lichtempfindliche Teil 1 stufenförmig zerstört. Um diese Zerstörung des lichtempfindlichen Teils 1 zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn die den Magnetborstenabschnitt 23 ausbildende Magnetpartikel abgerundet sind.
Was die Spezifikationen der Magnetpartikel betrifft, welche tatsächlich in dieser Ausführungsform verwendet werden, so war der mittlere Partikeldurchmesser 30 μm, der elektrische Widerstandswert war 1·10⁶ Ω und die Sättigungsmagnetisierung war 58 (A·m²/kg).
(5) Vorspannung, welche an die Fellbürste angelegt wird
Es wird ein Test durchgeführt, um die Wirkungen der von der Energiequelle S4 an die Fellbürste 6 angelegten Vorspannung zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
Wie offensichtlich ist, ist ein Anlegen von einer Spannung an die Fellbürste 6 wirksam, welche die Polarität (positiv) hat, welche entgegengesetzt ist zu der Polarität (negativ in dieser Ausführungsform) der an der Magnetbürste 22 angelegten Vorspannung.
Es wird ebenfalls offensichtlich, dass jedoch das Anlegen einer sehr hohen Spannung (mehrere Kilovolt) nicht so vorteilhaft ist. Der Reinigungsaufbau in dieser Ausführungsform ist unterschiedlich vom herkömmlichen Reinigungsaufbau, welcher eine Fellbürste verwendet, in der, nachdem sie der Aufladeverarbeitung im Fellbürstenabschnitt unterworfen ist, der Resttoner von der Fellbürste 6 wegbefördert wird. Bei diesem Aufbautyp kommt es nicht vor, dass die Fellbürste 6 zunehmend verschmutzt wird und ihre Reinigungsleistung verliert. Mit anderen Worten, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Fellbürste 6 einer Langzeitverwendung widerstehen kann. Was den Bereich der an der Fellbürste 6 angelegten Spannung betrifft, so ist ein Bereich von 100 V–2 kV vorteilhaft.
Es sollte hier erwähnt werden, dass dieselben Ergebnisse erlangt werden können, wenn ein Schwammteil, eine Reibklinge oder dergleichen, anstelle der Fellbürste als elastisches Aufladeteil verwendet wird.
Was die Spannung betrifft, welche an die Fellbürste 6 angelegt wird, so kann sie eine Spannung sein, welche durch Überlagerung von einer AC Spannung und einer DC Spannung (+700 V) zusammengesetzt ist. Wenn jedoch eine AC Spannung angelegt wird, ist es wahrscheinlicher, dass der Resttoner an der Fellbürste 6 anhaftet und die Aufladeleistung der Fellbürste 6 verschlechtert, als wenn eine DC Spannung alleine angelegt wird. Daher ist es vorteilhaft, wenn die an die Fellbürste 6 angelegte Spannung nur eine DC Spannung ist.
Es wurde eine Dauerprüfung durchgeführt, bei welcher ein Drucker, welcher den in 1 dargestellten Aufbau hat, dazu verwendet wurde, um kontinuierlich ein Bild auf Übertragungsmaterialien von A-Größe auszubilden.
Der Nummer 2 Typ Aufbau war anfänglich wirksam bei der Verhinderung des Geistes, jedoch konnte nach 1000 Blättern der Geist überhaupt nicht mehr verhindert werden. Der Nummer 3 Typ Aufbau war vorteilhaft hinsichtlich des Geistes, und es bedarf einer viel höheren Anzahl an Blättern bevor der Geist erschien, als beim Nummer 2 Typ. Jedoch war der Nummer 3 Typ Aufbau, welcher eine Magnetbürste und eine DC Spannung verwendet, hinsichtlich der Aufladeleistung einem Aufbau unterlegen, welcher eine DC Spannung verwendet, und war hinsichtlich der Verschmutzungs-Widerstandsfähigkeit schwach. Mit anderen Worten, ist der Nummer 3 Typ Aufbau für ein kostengünstiges Gerät mit kurzer Lebensdauer geeignet.
Der Nummer 4 Typ Aufbau ist derselbe wie der Nummer 2 Aufbau, mit Ausnahme der Verbesserung hinsichtlich des Geistes.
Beim Nummer 5 Typ Aufbau wurde die Funktion zur Verhinderung des Geistes der Fellbürste 6 zugewiesen. Was die Magnetbürste 2 betrifft, so wurde eine AC Spannung, welche die minimale Vpp hat, die zum Aufrechterhalten der Aufladeleistung und der darauffolgenden Leistung zur Verhinderung des Geistes notwendig ist, sogar nachdem die Magnetbürste 2 etwas verschmutzt wurde, an die Magnetbürste 2 angelegt, so dass ein AC Nebel verhindert werden kann. Mit anderen Worten, ist der Nummer 5 Aufbau geeignet für Equipment, was zur langen Lebensdauer bestimmt ist.
Da es möglich ist aus den vorherigen Ergebnissen vorherzusagen, dass der Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung eine bemerkenswerte Wirkung hinsichtlich von langer Lebensdauer erzeugen kann, und zwar von einem Ausmaß, welches nie zuvor gesehen wurde, und zwar solange es nicht vorkommt, dass die Magnetbürste 2 oder die Fellbürste 6 derart verschmutzt werden, dass sie ihre Wirksamkeit verliert.
Bei diesem Test wurde weder die Magnetbürste 2 noch die Fellbürste 6 gereinigt. Jedoch kann, wenn Kosten es zulassen, der Toner von der tonerverschmutzten Fellbürste 6 abgebürstet werden, und eine Vorspannung kann energisch an die Magnetbürste 2 und die Fellbürste 6 angelegt werden, um sie zu reinigen. Eine solche Anordnung ist gedacht um die Lebensdauer des Gerätes über einen langen Zeitraum zu verbessern.
Wenn eine Spannung (oszillierende Spannung), welche durch Überlagerung einer AC Spannung und einer DC Spannung zusammengesetzt ist, an das Magnetbürstentyp-Aufladeteil angelegt wird, bewegen sich die Magnetpartikel, welche den Magnetborstenabschnitt ausbilden, während der Aufladeverarbeitung aktiver, als wenn eine DC Spannung alleine angelegt wird, daher wird beim Ladeinjektionsabschnitt der Resttoner auf dem bildtragenden Teil effektiver losgelöst, und das bildtragende Teil wird wirksamer aufgeladen. Ferner, wenn die durch Überlagerung einer AC Spannung und einer DC Spannung zusammengesetzte Spannung angelegt wird, zeigt das Aufladegerät eine stabile Aufladeleistung an, sogar unter den Bedingungen, bei denen sich das Kontakttyp-Aufladeteil aufgrund von ausgedehnter Verwendung oder bei geänderter Umgebung verschlechtert hat. Daher ist die Anlegung einer solchen Spannung vorteilhaft.
Jedoch kann beim Aufladen eines bildtragenden Teils, insbesondere unter Verwendung eines Ladeinjektionssystems, ein Erhöhen der Spitze-zu-Spitze Spannung Vpp einer AC Spannung manchmal Nebel verursachen, welcher für eine ungleichförmige Aufladung verantwortlich ist. Daher ist hinsichtlich der Verhinderung dieses Typs an Nebel der Nummer 5 Typ Aufbau gegenüber dem Nummer 4 Typ Aufbau vorteilhaft, und es ist vorteilhaft, dass die Spitze-zu-Spitze Spannung Vpp nicht höher als 900 V ist.
Verschiedene Ausführungsformen

(1) Bei der vorhergehenden Ausführungsform ist die Magnetbürste 2 vom Typ einer rotierenden Hülse, jedoch kann sie vom Typ einer rotierenden Magnetrolle sein, bei welcher die Magnetpartikel magnetische auf einer rotierenden Magnetrolle gehalten werden, und zwar direkt oder über eine elektrisch leitfähig umhüllte Schicht, oder sie kann ein nicht rotierender Magnetbürstentyp sein. Sie kann ebenfalls von einem Typ sein, bei welchem die Magnetpartikel magnetisch als eine Magnetbürste im Borstenabschnitt einer rotierenden oder nicht rotierenden Fellbürste durch die Magnetkraft beschränkt werden, welche durch ein Magnetkraft-Erzeugungsmittel erzeugt wird.
(2) Die Fellbürste 6 als ein elastisches Aufladeteil kann vom rotierenden Typ sein. Ferner braucht das elastische Aufladeteil nicht in der Form einer Fellbürste zu sein; es kann in der Form eines rotierenden oder nicht rotierenden Teils aus Schwammmaterial, einer Reibklinge oder dergleichen sein.
(3) Das Kontakttyp-Aufladeteil braucht nicht gerade ein elastisches Aufladeteil 6 oder ein Magnetbürstentyp-Aufladeteil 2 zu haben, es kann ein Teil oder beide Teile in Mehrzahl haben.
(4) Beim Anlegen einer AC Vorspannung an die Magnetbürste 2, an das elastische Aufladeteil 6 und/oder an das Entwicklungsteil 3a kann die Wellenform der AC Vorspannung jegliche aus einer Sinuswelle, einer Rechteckwelle, einer Dreieckswelle und dergleichen, und zwar in Abhängigkeit der Zweckdienlichkeit sein. Ferner kann die AC Vorspannung eine Spannung sein, welche eine durch periodisches Ein- und Ausschalten einer DC Energiequelle ausgebildete Rechteckwellenform hat. Mit anderen Worten, kann jegliche Vorspannung, welche periodisch ihren Spannungswert ändert, als die AC Vorspannung verwendet werden.
(5) Das bildtragende Teil als ein aufzuladendes Objekt braucht nicht ein elektrofotografisch lichtempfindliches Teil zu sein, es kann ein dielektrisches Teil oder dergleichen sein, welches beim elektrostatischen Aufzeichnen verwendet wird. Im Falle eines Aufladesystems, bei welchem die Kontakttyp-Injektionsladung dominiert, ist es vorteilhaft, wenn das aufzuladende Objekt eine Oberflächenschicht hat, welche einen Widerstand von 10⁹–10¹⁴ Ω·cm hat. Was das elektrofotografisch lichtempfindliche Teil betrifft, so ist es möglich ein lichtempfindliches Teil zu verwenden, welches ein OPC lichtempfindliches Teil und eine beschichtete Oberflächenschicht (Ladeinjektionsschicht) enthält, welche dispersiv Partikel aus elektrisch leitfähigen Material enthält, wie beispielsweise SnO₂, ein lichtempfindliches Teil, welches eine Oberflächenschicht enthält, die aus α-Si (amorphes Silizium) zusammengesetzt ist, oder jegliches weitere lichtempfindliche Teil, welches durch Ladeinjektion aufladbar ist.
(6) Das Bildbelichtungsmittel als Mittel zum Schreiben von Information auf der Oberfläche des bildtragenden Teils in einem Bilderzeugungsgerät braucht kein Belichtungsmittel zu sein, welches auf einem abtastenden Laserstrahl basiert, wie beispielsweise das in der vorhergehenden Ausführungsform beschriebene, welches ein digital latentes Bild ausbildet, es wird jegliches Mittel ausreichen, welches in der Lage ist ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen, welches Bilddaten widerspiegelt, und zwar beispielsweise ein herkömmliches analoges Bildbelichtungsmittel, ein lichtemittierendes Mittel, wie beispielsweise eine LED oder eine Kombination, aus einem lichtemittierenden Element, wie beispielsweise eine fluoreszierende Lampe, und einem Flüssigkristall-Verschluss. Wenn das bildtragende Teil ein elektrostatisch aufzeichenbares dielektrisches Teil ist, so wird ein elektrostatisch latentes Bild, welches die Bilddaten von einem Zielbild widerspiegelt, auf der gleichförmig aufgeladenen Oberfläche des dielektrischen Teils durch Entladen der ausgewählten Oberflächenbereiche des dielektrischen Teils durch einen Entlade-Nadelkopf, eine Elektronenkanone oder dergleichen geschrieben.
(7) Was das Entwicklungsgerät 3 betrifft, so kann jegliches verwendet werden, welches auf verschiedenen Entwicklungsprinzipien oder Systemen basiert, offensichtlich kann es eines sein, welches auf einem normalen Entwicklungssystem basiert.
(8) Das Bildübertragungssystem ist nicht auf das in der vorhergehenden Ausführungsform verwendete rollenbasierte Übertragungssystem beschränkt; es kann ein klingenbasierendes Übertragungssystem oder jegliches weitere Kontakttyp-Aufladesystem zur Bildübertragung oder ein auf Korona-Entladung basierendes System verwendet werden.
(9) Das Bilderzeugungsgerät braucht kein Bilderzeugungsgerät zu sein, welches nur ein monochromatisches Bild ausbildet, es kann ein Bilderzeugungsgerät sein, welches ein Zwischenübertragungsteil verwendet, wie beispielsweise eine Übertragungstrommel oder ein Übertragungsriemen, und ein Mehrfarbenbild, ein Vollfarbenbild oder dergleichen ausbildet, als auch ein monochromatisches Bild durch eine Überlagerung von mehreren Übertragungsverarbeitungen oder dergleichen.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die hier offenbarten Aufbauten beschrieben wurde, so ist sie nicht auf die dargelegten Details beschränkt, und diese Anmeldung ist dazu gedacht, solche Modifikationen oder Änderungen abzudecken, wie sie innerhalb der Zweckbestimmungen des Umfangs der folgenden Ansprüche fallen können.

Claims

Bilderzeugungsgerät mit: einem bewegbaren bildtragenden Teil (1); einem elektrostatischen Bilderzeugungsmittel zum Erzeugen eines elektrostatischen Bildes auf dem bildtragenden Teil (1), wobei das elektrostatische Bilderzeugungsmittel ein mit dem bildtragenden Teil (1) kontaktierbares Aufladeteil (2) enthält, um das bildtragende Teil (1) aufzuladen; einem Entwicklungsmittel (3) zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit Toner um ein Tonerbild auf dem bildtragenden Teil (1) zu erzeugen; einem Übertragungsmittel (4) zum Übertragen des Tonerbildes vom bildtragenden Teil (1) auf einem Übertragungsmaterial (P); und einem mit Bezug auf die Bewegungsrichtung stromaufwärts des Aufladeteils (2) und stromabwärts des Übertragungsmittels (4) bereitgestellten Aufladeanlegemittel (6) um Resttoner auf dem bildtragenden Teil (1) aufzuladen; wobei das Entwicklungsmittel (3) in der Lage ist das bildtragende Teil (1) zu reinigen um den Resttoner vom bildtragenden Teil (1) zu entfernen, und zwar ohne Bereitstellung eines Reinigungsmittels zum Entfernen des Resttoners vom bildtragenden Teil (1), und zwar an einer Position, mit Bezug auf eine Bewegungsrichtung des bildtragenden Teils (1), stromaufwärts des Aufladeteils (2) und stromabwärts des Übertragungsmittels (4), aufgrund der Aufladung des Resttoners auf dem bildtragenden Teil (1) durch das Aufladeanlegemittel (6) mit einer Polarität, welche der Aufladepolarität des Aufladeteils (2) entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufladeteil (2) Magnetpartikel in der Form einer Magnetbürste enthält, welche mit dem bildtragenden Teil kontaktierbar ist; und das Aufladeteil (2) den durch das Aufladeanlegemittel (6) in entgegengesetzter Polarität aufgeladenen Resttoner aufsammelt und den aufgesammelten Resttoner an das bildtragende Teil (1) zurückgibt, indem der aufgesammelte Resttoner auf dieselbe Polarität wie die Aufladepolarität in der Magnetbürste aufgeladen wird.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem den Aufladeteil mit einer AC-vorgespannten DC-Spannung versorgt ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Aufladeanlegemittel mit einem zweiten Aufladeteil bereitgestellt ist, welches mit dem bildtragenden Teil kontaktierbar ist.
Gerät nach Anspruch 3, bei welchem das zweite Aufladeteil mit einer nicht AC-vorgespannten DC-Spannung versorgt ist.
Gerät nach Anspruch 3, bei welchem das zweite Aufladeteil eine Elastizität hat.
Gerät nach Anspruch 3, bei welchem das zweite Aufladeteil eine faserförmige Bürste enthält.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem das Aufladeteil den Resttoner vom bildtragenden Teil aufsammelt und dann den Resttoner an das bildtragende Teil zurückgibt.
Gerät nach Anspruch 1, welches ferner eine entnehmbar an einen Hauptkörper des Geräts befestigbare Verarbeitungskassette enthält, wobei die Verarbeitungskassette das bildtragende Teil und das Aufladeteil enthält.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem das bildtragende Teil eine Ladeinjektions-Oberflächenschicht hat, in welche eine elektrische Ladung über einen Abschnitt davon, welcher mit dem Aufladeteil in Kontakt steht, injiziert wird.
Gerät nach Anspruch 9, bei welchem die Ladeinjektionsschicht einen Durchgangswiderstand von 1 × 10¹⁰–1 × 10¹⁴ Ohm·cm hat.
Gerät nach Anspruch 10, bei welchem die Ladeinjektionsschicht ein elektrisch isolierendes Harzmaterial und elektrisch leitfähige Partikel enthält.
Gerät nach Anspruch 9, bei welchem das bildtragende Teil innerhalb der Ladeinjektionsschicht eine elektrofotografisch lichtempfindliche Schicht enthält.