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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Ladegerät
mit einem Ladeelement zum Laden eines Objekts, wobei das Ladeelement
in Kontakt mit dem zu ladenden Objekt platziert werden kann. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Energieversorgungselement
zum Versorgen des Ladeelements mit Energie.
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Es sind verschiedene Geräte als ein
Gerät zum
Laden (einschließlich
Entladen) der Oberfläche eines
Bildhalteelements (zu ladendes Objekt), wie beispielsweise ein elektrofotografisches
lichtempfindliches Element, ein elektrostatisches dielektrisches
Aufzeichnungselement oder dergleichen, in einem Bilderzeugungsgerät bekannt,
zum Beispiel ein elektrofotografisches Gerät (Kopiergerät, Laserstrahldrucker
und dergleichen), ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät oder dergleichen.
Von diesen Ladegeräten
sind diese, die ein Ladesystem der sogenannten Kontaktbauart einsetzen,
in dem ein zu ladendes Objekt durch Platzieren eines Ladeelements in
Kontakt mit dem zu ladenden Element geladen wird, von dem Standpunkt
des Verringerns der Versorgungsspannung, der Höhe der Ozonproduktion und des
Energieverbrauchs bevorzugt. Von den Ladesystemen der Kontaktbauart
ist ein System der Bauart mit Laderolle, das ein Ladeelement der
Kontaktbauart in der Form einer Rolle (Laderolle) einsetzt, von
dem Standpunkt der Ladungsstabilität bevorzugt.
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9 zeigt
den allgemeinen Aufbau eines Ladegeräts der Kontaktbauart, das eine
Laderolle einsetzt. In der Zeichnung kennzeichnet ein Bezugszeichen 1 eine
Laderolle und ein Bezugszeichen 2 kennzeichnet ein zu ladendes
Objekt, zum Beispiel die lichtempfindliche Drehtrommel eines Bilderzeugungsgerätes, mit
dem die Laderolle in Kontakt platziert ist.
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Die Laderolle 1 hat einen
elektrisch leitfähigen
Metallkern 1a als eine Drehachse und eine elastische Schicht 1b mit
einem eingestellten Widerstand. Die elastische Schicht 1b kann
eine einzige Schicht haben oder kann viele Unterschichten haben,
die koaxial auf der Umfangsfläche
des elektrisch leitfähigen
Metallkerns 1a geschichtet sind, wobei beide Endabschnitte
des Metallkerns 1a von der elastischen Schicht 1b ausgenommen
sind. Die Laderolle 1 ist durch ein U-förmiges Lager 9 drehbar
gehalten, das an jedem Ende der Laderolle 1 platziert ist,
wobei das offene Ende jedes U-förmigen
Lagers 9, das den entsprechenden Endabschnitt des Metallkerns 1a hält, von
der elastischen Schicht 1b ausgenommen ist. Jedes Lager 9 ist
in ein vertikales Führungsloch
eingeführt,
das in die nicht dargestellte Seitenplatte gebohrt ist, um ihr zu
ermöglichen,
sich zu einer lichtempfindlichen Trommel 2 hinzubewegen oder
davon wegzubewegen. Zwischen jedem Lager 9 und einem nicht
dargestellten Element, das über dem
Lager 9 fixiert ist, ist eine Feder 10 (elastisches Element)
angeordnet, um Abwärtsdruck
auf das Lager 9 aufzugeben, so dass die Laderolle 1 in
Kontakt mit der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 mit einem vorgegebenen
Kontaktdruck gegen die Elastizität
der elastischen Schicht 1b der Laderolle 1 platziert
ist.
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Die lichtempfindliche Trommel 2 ist
durch Lager zwischen den nicht dargestellten Seitenplatten des Gerätes drehbar
gelagert und ein Ende der lichtempfindlichen Trommel 2 ist
mit einem Trommelzahnrad 2a versehen, auf das eine Drehkraft
von einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus übertragen
wird, um die lichtempfindliche Trommel 2 in eine vorgegebene
Richtung mit einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit (Prozessgeschwindigkeit) drehend
anzutreiben. Die Laderolle 1 wird durch die Drehung der
lichtempfindlichen Trommel 2 gedreht.
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Das Lager 9, das an jedem
Ende der Laderolle 1 angeordnet ist, ist aus Kunststoffmaterial
ausgebildet. Das Lager 9, das an der Seite angeordnet ist,
von dem Energie zu der Laderolle 1 zugeführt wird,
ist durch Mischen von Kohlefasern in das Kunststoffmaterial elektrisch
leitfähig
ausgeführt,
wenn das Lager 9 auf der Energiezuführseite ausgebildet wird. Die
Feder 10 auf der Seite des elektrisch leitfähigen Lagers 9 ist
in dem zusammengedrückten
Zustand zwischen dem elektrisch leitfähigen Lager 9 und
einer Elektrodenplatte 11 angeordnet, die an der abwärts gerichteten
Fläche
des vorstehend genannten nicht dargestellten Elements angebracht
ist, das über dem
Lager 9 fixiert ist. Die Feder 10 ist elektrisch
leitfähig.
Die Elektrodenplatte 11 erstreckt sich abwärts und
ist an dem Ende gebogen, wodurch ein elastischer Kontaktpunkt 11a ausgebildet
wird, der elastisch in Kontakt mit der Stirnfläche 1g des Metallkerns 1a der
Laderolle 1 auf der Seite platziert ist, von der Energie
zu der Laderolle 1 zugeführt wird. Die Elektrodenplatte 11 ist
mit einer Energiequelle 13 zum Aufgeben einer Ladungsvorspannung
verbunden. Daher wird, da eine vorgegebene Ladungsvorspannung auf
die Elektrodenplatte 11 von der Energiequelle 13 aufgebracht
wird, während
die lichtempfindliche Trommel 2 drehend angetrieben wird,
wobei die Laderolle 1 der Drehung der lichtempfindlichen Trommel 2 folgt,
Ladungsspannung auf die Laderolle 1 durch den ersten Energieversorgungsweg
(a) ebenso wie durch den zweiten Energieversorgungsweg (b) aufgebracht:
- (a) Elektrodenplatte 11 → elektrisch
leitfähige
Feder 10 → elektrisch
leitfähiges
Lager 9 → Metallkern
der Laderolle 1a;
- (b) Elektrodenplatte 11 → elastischer Kontaktpunkt 11a → Stirnfläche des
Metallkerns 1g der Laderolle 1 → Metallkern
der Laderolle 1a.
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Wenn die Laderolle 1 in
dem vorstehend beschriebenen Ladegerät, das in einem Bilderzeugungsgerät angeordnet
ist, nicht mit einer geeigneten Energiemenge versorgt wird, wird
die lichtempfindliche Trommel 2, als das zu ladende Objekt,
nicht auf den vorgegebenen Potentiallevel geladen, was ein minderwertiges
Bild bewirkt. Daher sind die Energieversorgungswege, der erste (a)
und der zweite (b), wie vorstehend beschrieben vorgesehen, so dass, sogar
wenn einer der Wege nicht ausreichend Energie weiterleitet, eine
ausreichende Menge an Ladungsvorspannung auf die Laderolle 1 über den
anderen Weg aufgebracht wird; in anderen Worten wird Energie zuverlässig zu
der Laderolle 1 zugeführt.
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In einem Ladegerät mit dem vorstehend beschriebenen
Aufbau, der auf dem Stand der Technik basiert, führt der elastische Kontaktpunkt 11a einen Kontakt
mit der Stirnfläche 1g des
Metallkerns der Laderolle 1a aus. Mit diesem Aufbau ist
eine Oxidschicht, während
das Gerät
für einen
längeren
Zeitraum gelagert ist, wahrscheinlich zwischen den Kontaktflächen des
elastischen Kontaktpunkts 11a und der Stirnfläche des
Metallkerns 1g der Laderolle 1 entlang, wo sie
aneinander reiben, ausgebildet, was den Widerstand des Kontakts
zwischen den zwei Flächen
erhöht.
Folglich wird die elektrische Leitfähigkeit an dem Kontakt wahrscheinlich
unzureichend. Zusätzlich
wird die elastische Elektrodenplatte 11 wahrscheinlich
während
dem Zusammenbau der anderen Bestandteile als der elastischen Elektrodenplatte 11 in
das Gerät
permanent verformt, und ferner wird der Kontaktdruck zwischen der
Stirnfläche 1g und
dem Kontaktpunkt 11a wahrscheinlich durch die Bewegung
der Laderolle 1 in ihre axiale Richtung instabil. Folglich
wird die elektrische Leitfähigkeit
zwischen dem elastischen Kontaktpunkt 11a und der Stirnfläche des
Metallkerns 1g der Laderolle 1 wahrscheinlich
unzureichend.
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Des Weiteren wird der Aufbau des
Stands der Technik, in dem der Kontaktpunkt 11a der elastischen
Elektrodenplatte 11 in elastischen Kontakt mit der Stirnfläche des
Metallkerns 1g der Laderolle 1 platziert ist,
wahrscheinlich ungewohnte Geräusche machen,
wenn Energie angelegt wird, und um das Auftreten dieser ungewohnten
Geräusche
zu verhindern, muss Fett auf den Kontakt zwischen den zwei Bestandteilen
aufgebracht werden.
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Als Weiteren Stand der Technik offenbart
das Dokument JP-A-05/303263
eine elektrostatische Laderolle, die in Kontakt mit einer lichtempfindlichen Trommel
gebracht wird. In der elektrostatischen Rolle des Stands der Technik
kann das Laden über
verschiedene Versorgungswege ausgeführt werden.
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Entsprechend dem Stand der Technik
des Dokuments US-A-5 500 714 ist eine Prozesskartusche offenbart,
die an ein Bilderzeugungsgerät
montierbar ist. In dieser Anordnung ist ein Kontaktelement in Kontakt
mit einer Stirnfläche
einer drehenden Rollenwelle angeordnet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Zuverlässigkeit
und Stabilität
des Aufbaus der Energieversorgungseinrichtung eines Ladegeräts der vorstehend
beschriebenen Bauart zum Zuführen
von Energie zu dem Drehladeelement des Ladegeräts zu verbessern, das in Kontakt
mit einem Objekt platziert ist, um das Objekt zu laden.
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Andere Aufgaben der vorliegenden
Erfindung dienen dazu, die Notwendigkeit zum Aufbringen elektrisch
leitfähigen
Fetts zu beseitigen, das zum Verhindern der Erzeugung der ungewohnten Geräusche dient,
die wahrscheinlich auftreten, wenn Energie zu dem Ladeelement zugeführt wird,
und um zu verhindern, dass Kontaktdruck zwischen dem Kontaktpunkt
der Kontaktelektrodenplatte und der Stirnfläche des Metallkerns des Ladeelements
durch die permanente Verformung der Kontaktelektrodenplatte instabil
wird, was wahrscheinlich während
dem Einbau der anderen Bestandteile der Elektrodenplatte in das
Gerät auftritt.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Berücksichtigung
der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang genommen mit den begleitenden
Zeichnungen besser ersichtlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein schematischer Schnitt des Bilderzeugungsgerätes in dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Seitenansicht des Energieversorgungsabschnitts des Ladegeräts in dem
ersten Ausführungsbeispiel.
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3 ist
ein schematischer Schnitt einer Laderolle.
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4 ist
eine Seitenansicht eines ersten Energieversorgungselements.
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5 ist
eine äußere Perspektivansicht
des zweiten Energieversorgungselements.
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6 ist
eine Seitenansicht des Energieversorgungsabschnitts des Ladegeräts, der
sich von dem Energieversorgungsabschnitt unterscheidet, der in 2 dargestellt ist.
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7 ist
eine Seitenansicht des Ladegeräts in
dem zweiten Ausführungsbeispiel.
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8 ist
eine äußere Perspektivansicht
des zweiten Energieversorgungselements in dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine Seitenansicht des wesentlichen Abschnitts eines Ladegeräts basierend
auf dem Stand der Technik.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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(1) Bilderzeugungsgerät
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1 ist
ein schematischer Schnitt eines Beispiels eines Bilderzeugungsgerätes, das
ein Ladegerät
entsprechend der vorliegenden Erfindung einsetzt, und veranschaulicht
seinen Hauptaufbau. Das Bilderzeugungsgerät in dieser Zeichnung ist ein Laserstrahldrucker
und setzt eine auswechselbare Prozesskartusche basierend auf einem
System der Bauart mit elektrofotografischer Übertragung ein.
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In der Zeichnung kennzeichnet ein
Bezugszeichen A eine Prozesskartusche, die abnehmbar an einer vorgegebenen
Stelle in der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgerätes einbaubar
ist. Die Prozesskartusche A hat vier Prozessvorrichtungen: eine elektrofotografische
lichtempfindliche Drehtrommel als ein Bildlagerelement, eine Drehladerolle 1 als
ein Ladeelement zum Laden der lichtempfindlichen Trommel 2,
eine Entwicklungsvorrichtung 5 und eine Reinigungsvorrichtung 8,
die integral in dem Kartuschengehäuse angeordnet sind, die eine
vorgegebene Positionsbeziehung untereinander einhalten. Es sollte
hier angemerkt werden, dass eine Prozesskartusche nur ein Bildlagerelement
und mindestens eine Prozessvorrichtung von dem Ladeelement, der
Entwicklungsvorrichtung und der Reinigungsvorrichtung haben muss.
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Da die Prozesskartusche A an der
vorgegebenen Stelle in der Hauptbaugruppe des Druckers platziert
ist, machen die Prozesskartusche A und die Hauptbaugruppe des Druckers
eine vorgegebene mechanische und elektrische Verbindung, was den Drucker
zur Bilderzeugung bereit macht.
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Ein Bezugszeichen 21 kennzeichnet
eine Trommelabdeckung. Sie ist an die Unterseite der Prozesskartusche
angebracht, und bedeckt die Bodenseite der lichtempfindlichen Trommel 2,
um die lichtempfindliche Trommel 2 zu schützen, wenn
die Prozesskartusche A außerhalb
der Hauptbaugruppe des Druckers ist. Sie ist zu der Stelle bewegt,
die in 1 dargestellt
ist, um die Bodenseite der lichtempfindlichen Trommel 2 zu
exponieren, wenn die Prozesskartusche A in der Hauptbaugruppe des
Druckers eingebaut ist. Wenn die Prozesskartusche A an der vorgegebenen
Stelle in der Hauptbaugruppe des Druckers ist, ist der exponierte
Bodenabschnitt der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt mit einer Übertragungsrolle 15,
als eine Übertragungseinrichtung,
auf der Seite der Hauptbaugruppe des Druckers mit einem vorgegebenen
Kontaktdruck platziert und bildet einen Übertragungsspalt T.
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Bezugszeichen 16 und 17 kennzeichnen
einen Laserabtaster beziehungsweise einen Laserstrahlablenkungsspiegel
auf der Seite der Hauptbaugruppe des Druckers. Ein Bezugszeichen 18 kennzeichnet
eine Entladungslampe (Löschlampe),
die ebenso auf der Seite der Hauptbaugruppe des Druckers ist.
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Im Ansprechen auf ein Druckstartsignal
wird die lichtempfindliche Trommel 2 drehend mit einer vorgegebenen
Umfangsgeschwindigkeit in die Richtung des Uhrzeigersinns angetrieben,
die durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Da die Laderolle 1 mit dem
vorgegebenen Kontaktdruck in Kontakt mit der lichtempfindlichen
Trommel 2 ist, wird sie durch die Drehung der lichtempfindlichen
Trommel 2 gedreht. Auf die Laderolle 1 wird eine
vorgegebene Ladungsvorspannung von einer nicht dargestellten Ladungsvorspannungsquelle
aufgebracht. Folglich wird die Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Trommel 2 gleichmäßig auf
eine bestimmte Polarität
und ein bestimmtes Potentialniveau geladen (Erstladung); die Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel wird unter Verwendung des Systems der
Kontaktladebauart geladen.
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Als nächstes wird ein Laserstrahl
L, der mit den Bildsignalen geregelt wird, die von einem Sollbild stammen,
von einem Laserabtaster 16 ausgestrahlt. Der Laserstrahl
L wird durch einen Spiegel 17 abgelenkt und tritt durch
ein erstes Bestrahlungsfenster 22 der Hauptbaugruppe der
Prozesskartusche ein, indem er die Umfangsfläche der lichtempfindlichen Trommel 2 abtastet,
die durch die Laderolle 1 geladen worden ist. Folglich
wird ein elektrostatisches latentes Bild des Sollbildes auf der
Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel ausgebildet.
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Als nächstes wird das elektrostatische
latente Bild auf der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Drehtrommel 2 invers in ein Tonerbild
durch die Entwicklungsvorrichtung 5 entwickelt (Toner haftet
auf den exponierten Flächen
der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 entsprechend dem Betrag
proportional zu dem Betrag der Bestrahlung). In der Entwicklungsvorrichtung 5 kennzeichnen
Bezugszeichen 6 und 3 eine Entwicklungshülse beziehungsweise
einen Tonerbehälter
und ein Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Rühreinrichtung
zum Rühren
des Toners in dem Tonerbehälter 3 und
ferner zum Bewegen des Toners zu der Entwicklungshülse.
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Das Tonerbild in der lichtempfindlichen Drehtrommel 2 wird
in dem Übertragungsspalt
T auf ein Übertragungsmedium
P übertragen,
das von dem nicht dargestellten Blattzuführabschnitt der Druckerhauptanordnung
mit vorgegebener Zeitgebung zu dem Übertragungsspalt T zugeführt wird.
Die Übertragung
des Tonerbildes auf das Übertragungsmedium
P wird elektrostatisch bewirkt, da eine vorgegebene Übertragungsvorspannung
auf die Übertragungsrolle 15 von
der nicht dargestellten Übertragungsvorspannungsquelle
aufgebracht ist.
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Nach Empfangen des Tonerbildes, während dem
Durchlaufen durch den Übertragungsspalt
T, wird das Übertragungsmedium
P von der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Drehtrommel 2 getrennt und dann
in eine nicht dargestellte Fixiervorrichtung eingeführt, in der
das Tonerbild permanent auf dem Übertragungsmedium
P fixiert wird. Danach wird das Übertragungsmedium
P mit dem fixierten Tonerbild als ein abgeschlossener Druck von
dem Bilderzeugungsgerät
ausgegeben.
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Nach dem Abtrennen des Übertragungsmediums
P wird die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Drehtrommel 2 durch die Reinigungsvorrichtung 8 gereinigt;
die Tonerpartikel, die auf der Umfangsfläche der lichtempfindlichen
Drehtrommel 2 verbleiben, werden durch die Reinigungsklinge
der Reinigungsvorrichtung 8 weggeschabt. Dann wird, während sie
zwischen der Reinigungsklinge und der Übertragungsrolle 1 ist,
die gereinigte Umfangsfläche auf
der lichtempfindlichen Drehtrommel 2 komplett mit Licht
von der Entladungslampe 18 auf der Seite der Hauptbaugruppe
des Druckers bestrahlt, was in die Prozesskartuschenhauptbaugruppe
durch das zweite Bestrahlungsfenster der Prozesskartuschenhauptbaugruppe
projiziert wird. Als Ergebnis wird der elektrische Speicher von
der lichtempfindlichen Drehtrommel 2 gelöscht und
die lichtempfindliche Drehtrommel 2 für den nachstehenden Bilderzeugungsprozess
verwendet.
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(2) Ladegerät
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2 ist
eine Seitenansicht des Ladegeräts der
Kontaktbauart, das eine Laderolle, wie beispielsweise die vorstehend
beschriebene, einsetzt und veranschaulicht den allgemeinen Aufbau
des Ladegeräts. 3 ist ein schematischer
Schnitt der Laderolle und veranschaulicht ihren Schichtaufbau. 4 ist eine Außenansicht
des ersten Energieversorgungselements und 5 ist eine Außenansicht des zweiten Energieversorgungselements.
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Die Laderolle 2 in diesem
Ausführungsbeispiel
ist ein Ladeelement der Kontaktbauart. Es hat einen elektrisch leitfähigen Metallkern 1a als
eine Drehwelle und eine elastische Schicht 1b, die konzentrisch
um die Umfangsfläche
des Metallkerns 1a geschichtet ist. Die elastische Schicht 1b ist
aus einer Vielzahl von Unterschichten ausgebildet: eine elektrisch
leitfähige
elastische Basisschicht 1d, eine elastische Schicht mit
hohem Widerstand 1e, die auf der elastischen Schicht 1d liegt,
und eine äußerste Schutzschicht 1f,
die auf einer elastischen Schicht mit hohem Widerstand 1e liegt.
Der volumetrische Widerstand der elastischen Schicht mit hohem Widerstand 1e ist
größer, als
die elektrisch leitfähige elastische
Schicht 1d. Die elektrisch leitfähige elastische Schicht 1d funktioniert,
um die Vorspannungsspannung zu leiten, die zu dem Metallkern 1a zugeführt wird.
Die elastische Schicht mit hohem Widerstand 1e funktioniert,
um den Strom, der zu der lichtempfindlichen Trommel 2 entweicht,
zu regeln, um zu verhindern, dass die Vorspannungsspannung plötzlich fällt, sogar
wenn die Laderolle 1, die verhältnismäßig gut leitfähig ist,
einem kleinen Loch oder dergleichen auf der Umfangsfläche der
lichtempfindlichen Trommel 2 begegnet. Die äußerste Schutzschicht 1f funktioniert,
um zu verhindern, dass die Bestandteile der elastischen Schicht 1d oder
die elastische Schicht mit dem hohen Widerstand 1e in Kontakt
mit der Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 kommen und sie denaturiert.
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Die Laderolle 1 ist drehbar
mit jedem Ende des Metallkerns 1a, der die Mitte der Laderolle 1 durchdringt,
der in die Lager 9 eingeführt ist, durch die Lager 9 gelagert.
Jedes Lager 9 ist in sein eigenes vertikales Führungsloch
eingeführt,
mit dem die Kartuschenhauptbaugruppe vorgesehen ist. Daher ist es
möglich,
in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 2 zu kommen
oder sich davon wegzubewegen. Über
jedem Lager 9 ist ein unbewegliches Element 12,
das aus einem elektrisch isolierenden Harz ausgebildet ist, an der
Kartuschenhauptbaugruppe fixiert und zwischen jedem Lager 9 und
dem unbeweglichen Element 12 ist eine Schraubenfeder 10 (elastisches
Element) in dem komprimierten Zustand angeordnet, so dass die Schraubenfeder 10 das
Lager 9 in die Richtung der lichtempfindlichen Trommel 2 (abwärts) drückt.
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Folglich wird die elastische Schicht 1b der Laderolle 1 gegen
die Umfangsfläche
der lichtempfindlichen Trommel 2 gedrückt, wodurch ein vorgegebener
Kontaktdruck durch die Elastizität
der elastischen Schicht 1b erzeugt wird.
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Die Laderolle 1 ist nicht
mit einer Einrichtung zum direkten Antreiben der Laderolle 1 versehen
und wird durch die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 2 angetrieben.
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Die Elektrode 11, die aus
der Metallplatte ausgebildet ist, ist an die Bodenfläche des
vorstehend genannten nicht beweglichen Elements 12 fixiert.
Sie ist an nur einer Seite der Längsenden
der Laderolle 1 angeordnet. Da die Kartusche auf der vorgegebenen
Stelle in der Druckerhauptbaugruppe installiert ist, sind die elektrische
Energiequelle 13 auf der Seite der Hauptbaugruppe des Druckers
und die Elektrode 11 elektrisch verbunden.
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Die Schraubenfeder 10 ist
eine zweistufig zusammengesetzte Feder, die aus dem ersten und dem zweiten
Abschnitt 10a und 10b besteht. Zwei Abschnitte 10a und 10b sind
konzentrisch und der zweite Abschnitt 1b ist im Durchmesser
größer als
der erste Abschnitt. Der Endabschnitt 10c des ersten Abschnitts
der zusammengesetzten Feder 10 ist um einen Zapfen 9a gepasst,
der auf dem Lager 9 angeordnet ist, und drückt das
Lager 9 mit dem Druck von dem ersten Abschnitt 10a der
Feder 10. Der obere Endabschnitt des Zapfens 9a des
Lagers 9 ist mit einem Federsitz 9e (4) versehen, der in Kontakt mit
dem Endabschnitt 10c des ersten Abschnitts 10a ist
und den Druck von dem Abschnitt 10a trägt. Der Endabschnitt 10c des
ersten Abschnitts 10c hat mindestens eine volle Windung
der Feder, so dass der Druck von dem ersten Abschnitt 10a der
Feder 10 vollständig
durch den Federsitz 9e des Lagers 9 getragen wird.
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Das Lager 9 hat durch Mischen
von Kohlefasern in das Lagermaterial eine elektrische Leitfähigkeit,
wenn das Lager 9 ausgebildet wird, und bildet einen Teil
(erstes Energieversorgungselement) des ersten Energieübertragungsweges
der Ladungsvorspannung zu der Laderolle 1. Mit dieser Anordnung wird
die Laderolle 1 gegen das Lager 9 mit einem Druck
von 400 g –1000
g gedrückt,
der durch den Abschnitt 10a der Feder 10 erzeugt
wird, und daher muss das Lager 9 beides, elektrische Leitfähigkeit und
Schmiereigenschaften, quer zu seiner Lagerfläche haben, d. h. die Fläche, die
in Kontakt mit dem Metallkern 1a der Laderolle 1 verbleibt.
Daher ist als das Material für
das Lager 9, Verbundmaterial, das durch Mischen von Kohlefasern
als elektrisch leitfähige
Partikel mit 10–30
Massenprozent in Basisharz, beispielsweise Polyacetal, besteht,
bevorzugt.
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Ferner ist die Feder 10 elektrisch
leitfähig ausgeführt. Mit
dieser Anordnung sind die Elektrode 11 und der Metallkern 1a elektrisch
durch die Feder 10 und das Lager 9 verbunden.
Des Weiteren ist die nach innen gerichtete Fläche, d. h. die eigentliche
Lagerfläche,
des Lagers 9 mit einer Vielzahl von Wölbungen 9c versehen,
um zu fördern,
dass Kohlefasern in ihren Umgebungen angesammelt werden, und daher
der Metallkern 1a der Laderolle 1 auf diesen Wölbungen
gleitet, um die Zuverlässigkeit
hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit zu verbessern. Ferner
ist das Lager mit einem Schubfänger 9d für den Schub
von der Laderolle 1 versehen, um die Bewegung (Schub) der
Laderolle 1 in die axiale Richtung zu regulieren.
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Der Basisabschnitt 9b der
Wölbung 9a des Lagers 9 ist
in das Loch 14a eines Kontaktelements (zweites Kontaktelement) 14 eingeführt. Das
Loch 14a des Kontaktelements 14 ist im Durchmesser
größer als
der Basisabschnitt 9b des Zapfens 9a des Lagers 9 ausgeführt, so
dass das Kontaktelement 14 auf der Umfangsfläche des
Basisabschnitts 9b des Zapfens 9a des Lagers 9 in
die Richtung gleiten kann, in die die Feder zusammengedrückt wird
oder sich ausdehnen kann. Der Übergangspunkt 10a der Schraubenfeder 10,
an dem der erste Abschnitt 10a in den zweiten Abschnitt 10b wechselt,
ist an dem oberen Abschnitt des Zapfens 9a des Lagers 9 fixiert. Der
zweite Abschnitt 10b der Feder 10 ist in dem komprimierten
Zustand zwischen diesem oberen Abschnitt des Zapfens 9a und
der oberen Fläche (Druckaufnahmefläche) des
Kontaktelements 14 angeordnet, wodurch der Kontaktabschnitt 14c des Kontaktelements 14 auf
die Umfangsfläche
des Metallkerns 1a gedrückt
wird. Die obere Fläche
(Druckaufnahmefläche)
des Kontaktelements 14 ist mit einer Vielzahl von Wölbungen 14b versehen,
die das Sammeln von Kohlefasern fördern. Mit dieser Anordnung,
in der die Wölbungen 14b des
Kontaktelements 14 und der Bodenendabschnitt 10d des
zweiten Abschnitts 10b der Feder 10 miteinander kontaktieren,
ist die Zuverlässigkeit
hinsichtlich elektrischer Leitfähigkeit
verbessert.
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Es sollte hier angemerkt werden,
dass das Kontaktelement 14 sich von dem Lager 9 dahingehend
unterscheidet, dass ersteres den Metallkern 1a nicht lagert
und nichts als ein Kontaktelement ist. Daher ist es von dem Standpunkt
der Haltbarkeit gewünscht,
dass der Druck, der auf das Kontaktelement 14 aufgebracht
ist, gerade genug für
das Kontaktelement ist, so dass es seine Funktion erfüllt. In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Druck von 50 gf–200
gf aufgebracht. Daher ist elektrisch leitfähiges Verbundmaterial, das
durch Mischen von Kohlefasern mit 30–40 Massenprozent in Basisharz,
zum Beispiel Polyphenylensulfid, aufgebaut ist, das fähig ist,
eine verhältnismäßig große Menge
an Kohlefasern zu enthalten, als das Material für das Kontaktelement 14 wünschenswert.
Die elektrischen Widerstände
des Lagers 9 und des Kontaktelements 14 sind auf
nicht mehr als 5 kΩ eingestellt.
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Das Kontaktelement 14 hat
einen Abschnitt 14d, der sich von dem druckaufnehmenden
Hauptabschnitt in die Richtung erstreckt, in der die Feder 10 zusammengedrückt ist
oder sich entspannen kann, d. h. die Richtung senkrecht zu der Druckaufnahmerichtung
des Kontaktelements 14, und dieser erweiterte Abschnitt 14d des
Kontaktelements 14 hat zwei Kontaktabschnitte 14c,
die Kontakt mit dem Metallkern 1a ausführen, indem sie den Metallkern 1a quer
zu seiner axialen Linie überspannen,
und hierdurch Kontakt mit dem Metallkern 1a an zwei Stellen ausführen, eine
an jeder Seite der Längsmittellinie der
Feder 10, wie in 5 dargestellt
ist. Diese Anordnung ist aus nachstehendem Grund ausgeführt. Das
Positionieren des Lagers 9 ist nämlich hauptsächlich durch
die Position der Längsenden
der Reinigungsklingen beeinflußt,
und dadurch kann ein Energieversorgungsabschnitt, der diese Anordnung
einsetzt, in Prozesskartuschen auf unterschiedliche Arten verwendet
werden; zum Beispiel der Energieversorgungsabschnitt, der in 6 dargestellt ist, in dem
die Abmessung des Lagers 9 in die axiale Richtung der Laderolle 1 gekürzt ist,
um zu bewirken, dass die Kontaktabschnitte 14c Kontakt
mit dem Metallkern 1a auf der inwärtigen Seite der Feder 10 relativ
zu der Längsrichtung
der Laderolle 1 ausführen. In
anderen Worten hat diese Anordnung einen Vorzug darin, dass sie
die gleichen Bestandteile in unterschiedlichen Geräten einsetzbar
macht, wodurch hierbei die Gerätekosten
durch den Vorteil der Massenfertigung gleicher Bestandteile verringert
werden.
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Der Endabschnitt 10d des
zweiten Abschnitts 10b der Feder 10, der das Kontaktelement 14 kontaktiert,
besteht aus mindestens einer vollen Windung der Feder. Dies ist
so, da das Kontaktelement 14 zwei Kontaktabschnitte 14c,
die die axiale Linie des Metallkerns 1a überspannen,
oder einen Kontaktabschnitt 14c auf jeder Seite der Längsmittellinie
der Feder 10 hat, und daher der Druck, der auf einen Kontaktabschnitt 14c aufgebracht
wird, von dem unterschiedlich wird, der auf den anderen Kontaktabschnitt 14c aufgebracht
wird, abhängig
davon, wo das Ende der Schraubenfeder angeordnet ist, außer wenn
der Endabschnitt 10c aus mindestens einer vollen Windung
der Feder ausgebildet ist.
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Daher wird eine vorgegebene Ladungsvorspannung
auf die Ladungsplatte 11 von der Energiequelle 13 aufgebracht,
während
die lichtempfindliche Trommel 2 drehbar angetrieben wird,
wobei die Laderolle 1 der Drehung der lichtempfindlichen
Trommel 2 folgt, wird die Vorspannungsladung auf die Laderolle 1 durch
den ersten Energieversorgungsweg (a) wie durch den zweiten Energieversorgungsweg (b)
aufgebracht:
- (a) Elektrodenplatte 11 → erster
Abschnitt 10a der Feder 10 → elektrisch leitfähiges Lager 9 → Metallkern 1a der
Laderolle 1;
- (b) Elektrodenplatte 11 → erster Abschnitt 10a der Feder 10 → zweiter
Abschnitt 10b der Feder 10 → Kontaktelement 14 → Metallkern 1a der
Laderolle 1.
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Daher wird, sogar wenn eine Energieübertragung
durch einen der zwei Energieversorgungswege schwierig wird, die
Ladungsvorspannung mit dem vorgegebenen Betrag durch den anderen
Energieversorgungsweg aufgebracht und dementsprechend die lichtempfindliche
Trommel 2 richtig geladen, als wenn es keine Schwierigkeiten
hinsichtlich der Energieübertragung
gäbe.
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Der Energieversorgungsabschnitt in
diesem Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem Energieversorgungsabschnitt basierend
auf dem Stand der Technik insbesondere darin, dass der zweite Energieversorgungsweg
so aufgebaut ist, dass die Energie, die zu der Laderolle 1 durch
Platzieren des Kontaktelements 14 in Kontakt mit der Umfangsfläche des
Metallkerns 1a mittels Verwendung des zweiten Abschnitts 10b der
elektrisch leitfähigen Schraubenfeder 10 zugeführt wird,
wogegen in dem Fall des Energieversorgungsabschnitts basierend auf
dem Stand der Technik die Energie zu der Laderolle 1 durch
elastisches Platzieren der elastischen Kontaktplatte 11a in
Kontakt mit der Endfläche 1g des
Metallkerns der Laderolle 1 (9)
zugeführt wird.
Daher werden in dem Fall des Energieversorgungsabschnitts in diesem
Ausführungsbeispiel
der Fehler der Energieversorgung hinsichtlich der Oxidschicht, die
ausgebildet wird, wenn eine Kartusche, die den Energieversorgungsabschnitt
basierend auf dem Stand der Technik einsetzt, für einen verlängerten
Zeitraum oder während
des gleichen Zeitraums gelagert wird, die ungewohnten Geräusche, die
auftreten, wenn Energie zu der Laderolle 1 durch die Energieversorgungsabschnitte
basierend auf dem Stand der Technik zugeführt wird, und die permanente
Verformung der Elektrode, die bei dem Energieversorgungsabschnitt
basierend auf dem Stand der Technik während dem Einbau der anderen
Bestandteile als diese des Energieversorgungsabschnitts auftritt,
nicht auftreten und offensichtlich ist es nicht notwendig, elektrisch
leitfähiges
Fett auf die Kontaktfläche
aufzubringen, da die ungewohnten Geräusche nicht erzeugt werden.
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Des Weiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel
Energie nicht durch die Stirnfläche
des metallischen Kerns 1a der Laderolle 1 zugeführt, und
daher kann die Abmessung des Energieversorgungsabschnitts in die
Längsrichtung
der Laderolle 1 verringert werden, was zur Verringerung
der Größe der Kartusche
A beiträgt.
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Daher wird in einem Bilderzeugungsgerät oder einer
Prozesskartusche, die das Ladungsgerät einsetzt, das in dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, das Bildlagerelement
als das zu ladende Objekt wünschenswert
aufgeladen, so dass wirksam das Auftreten von Bildfehlern hinsichtlich
unzureichender Ladung verhindert wird.
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Ausführungsbeispiel 2
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7 ist
eine Seitenansicht des Energieversorgungsabschnitts in dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und veranschaulicht den Energieversorgungsweg
des Ladegeräts.
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8 ist
eine äußere Perspektivansicht
des Kontaktelements 14, das in 7 dargestellt ist. Dieses Ausführungsbeispiel
ist mit Ausnahme der Form des Kontaktelements 14 im Wesentlichen
das gleiche wie das vorstehende.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 14 mit
vier Kontaktabschnitten 14c versehen, die tatsächlich Kontakt
mit der Laderolle 1 ausführen, und diese vier Kontaktabschnitte 14c befinden
sich symmetrisch um die Längsmittelachse der
Schraubenfeder 10. Mit dieser Anordnung wird der Druck
von dem zweiten Abschnitt 10b der Feder 10 eben über das
Kontaktelement 14 verteilt, wodurch er wirksamer als in
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
eingesetzt wird. Des Weiteren erhöht eine erhöhte Zahl der Kontaktabschnitte 14c die
Gesamtkontaktfläche
zwischen dem Kontaktelement 14 und der Laderolle 1,
was ermöglicht,
dass Energie zuverlässiger
als im vorstehenden Ausführungsbeispiel
zugeführt
wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird
gemäß der vorliegenden
Erfindung Energie zu der Laderolle 1 durch die Umfangsfläche des
Metallkerns 1a der Laderolle 1 zugeführt. Daher
kann der Energieversorgungsweg durch die Stirnfläche des Metallkerns 1a beseitigt
werden. Dementsprechend kann der Aufbau des Energieversorgungsabschnittes
vereinfacht werden und ferner kann der Raum für den Energieversorgungsabschnitt
verringert werden. Ferner ist es hinsichtlich der Fläche des
Metallkerns 1a, auf der der Kontaktpunkt oder die Abschnitte
des Kontaktelements gleiten, leichter die Umfangsfläche des Metallkerns 1a als
sein Längsende
zu bearbeiten, und die Zahl der Schritte, die notwendig sind, um
die Umfangsfläche
des Metallkerns 1a zu bearbeiten ist kleiner als die Zahl
der Schritte, die notwendig sind, um das Längsende des Metallkerns 1a zu
bearbeiten. Daher kann der Energieversorgungsabschnitt gemäß der vorliegenden
Erfindung die Herstellungskosten verringern. Zusätzlich besteht im Fall des
Aufbaus des Energieversorgungsabschnitts basierend auf dem Stand
der Technik Bedenken, dass der Kontaktdruck zwischen dem Kontaktelement
und dem Metallkern 1a anfällig für den Schub des Ladungselements
ist, wogegen in dem Fall des Aufbaus des Energieversorgungsabschnitts
gemäß der vorliegenden Erfindung,
in dem die Kontaktabschnitte auf den Umfangsflächen des Metallkerns gleiten,
der Kontaktdruck zwischen dem Kontaktelement und dem Metallkern
stabil ist. In anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung
die Laderolle stabil mit Energie versorgt.
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Während
die Erfindung in Bezug auf die hierin offenbarten Aufbauten beschrieben
worden ist, ist sie nicht auf die ausgeführten Details beschränkt, und
es ist beabsichtigt, dass diese Anmeldung derartige Modifikationen
oder Änderungen,
wie sie innerhalb der Gründe
der Verbesserung oder des Umfangs der nachstehenden Ansprüche auftreten
können,
abdeckt.
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Eine Ladungsvorrichtung hat ein Ladungselement,
das mit einem zu ladenden Element zum Laden des zu ladenden Elements
kontaktierbar ist, wobei das Ladeelement mit einer Drehwelle; einem elektromagnetischen
Lagerelement zum Tragen der Drehwelle; einem elastischen Element
zum Vorspannen des Lagerelements zum Druckkontakt des Ladeelements
mit dem zu ladenden Element, wobei ein erster elektrischer Energieversorgungsweg
von dem elastischen Element zu der Drehwelle durch das Lagerelement
eingesetzt ist, um elektrische Energie von dem elastischen Element
zu der Drehwelle zuzuführen;
und einem elektrischen Energieversorgungselement versehen ist, das
mit einer Umfangsfläche der
Drehwelle kontaktiert, wobei das elastische Element das elektrische
Energieversorgungselement zum Druckkontakt des elektrischen Energieversorgungselements
mit der Umfangsfläche
der Drehwelle vorspannt; wobei ein zweiter elektrischer Energieversorgungsweg
zum Zuführen
von elektrischer Energie von dem elastischen Element zu der Drehwelle
durch das elektrische Energieversorgungselement eingesetzt ist,
und das elektrische Energieversorgungselement in eine Richtung zum Vorspannen
des elastischen Elements unabhängig
von dem Lagerelement beweglich ist.