DE69823949T2

DE69823949T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69823949T2
Application number: DE69823949T
Authority: DE
Inventors: Seiichi Ohta-ku Shinohara; Junichi Ohta-ku Kato; Satoru Ohta-ku Inami; Masahiro Ohta-ku Yoshida; Yusuke Ohta-ku Nakazono
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: EP0908792A3; US6163663A; EP1367455A2; EP1367456A2; EP0908792A2; EP1367456A3; EP0908792B1; EP1367455B1; DE69823949D1; EP1367455A3

Description

Gebiet der Erfindung und verwandte Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise eine Kopiermaschine oder ein Drucker, welches ein elektrostatisches Aufzeichnungssystem oder ein elektrofotografisches Aufzeichnungssystem einsetzt.
Ein elektrofotografisches Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise ein Laserstrahldrucker oder eine ein elektrofotografisches System einsetzende Kopiermaschine, verwendet einen (nachfolgend als „Toner" bezeichneten) Entwickler in der Form von Pulver.
Toner wird in einem Entwicklerbehälter gehalten, der ein Entwicklerhaltebehälter ist. Er wird von einer Tonertransporteinrichtung zu einem (nachfolgend als „Entwicklungshülse" bezeichneten) Entwicklertragebauteil transportiert und wird an der Entwicklungshülse gehalten. Von einem (nachfolgend als „Schaberklinge" bezeichneten) Tonerschichtregulierungsbauteil wird ihm eine vorbestimmte elektrische Ladung verliehen, und er wird auf ein (nachfolgend als „lichtempfindliches Bauteil" bezeichnetes) Bildhervorbringbauteil übertragen, um ein elektrostatisches Latentbild an dem lichtempfindlichen Bauteil in ein sichtbares Bild zu entwickeln. Danach wird das sichtbare Bild von einer Übertragungseinrichtung auf ein Stück von Übertragungsmedium, wie beispielsweise ein Blatt Papier, übertragen, und dann wird es in einem Fixiergerät an dem Transfermedium bzw. Übertragungsmedium fixiert. Der Toner, welcher an dem lichtempfindlichen Bauteil verbleibt, ohne dass er auf das Übertragungsmedium übertragen wird, wird durch ein in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Bauteil platziertes Reinigungsbauteil von dem lichtempfindlichen Bauteil abgestreift bzw. abgelöst, und in einen Reinigungsbehälter gesendet, was einen einzelnen Zyklus des Bilderzeugungsvorgangs beendet, und ein Benutzer kann eine Kopie mit einem gewünschten Bild empfangen.
Als eins von verschiedensten Bildentwicklungsverfahren war ein Sprungentwicklungsverfahren bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Latentbild an einem lichtempfindlichen Bauteil durch Positionieren bzw. Anordnen des Tonertragebauteils eines Bildentwicklungsgeräts nahe an dem lichtempfindlichen Bauteil entwickelt, das heißt ohne dass ein Kontakt zwischen den beiden Bauteilen zugelassen ist. Zu dieser Zeit wird ein herkömmliches Bildentwicklungsgerät, welches ein Sprungentwicklungsverfahren einsetzt, unter Bezugnahme auf ein in 12 dargestelltes typisches herkömmliches Bildentwicklungsgerät beschrieben.
Bei dem Entwicklungsgerät 7 in 12 wird ein negativ ladbarer Toner 32, der in einem Entwicklerbehälter 3 enthalten ist, an einer Entwicklungshülse 10 getragen. Bei einer Drehung der Entwicklungshülse 10 in der Richtung einer Pfeilmarkierung b wird der an der Entwicklungshülse 10 getragene Toner in Richtung auf eine Bildentwicklungsstation transportiert, bei welcher die Rand- bzw. Umfangsoberflächen bzw. die äußeren Oberflächen der Entwicklungshülse 10 und des lichtempfindlichen Bauteils 1 einander direkt zugewandt sind. Auf seinem Weg zu der Entwicklungsstation wird der Toner von einer Schaberklinge 9 reguliert, die in Kontakt mit der Entwicklungshülse 10 platziert ist, welcher in einer dünnen Schicht an der äußeren Oberfläche der Entwicklungshülse 10 überzogen ist. In der Entwicklungsstation ist eine Lücke von 50 – 500 μm zwischen den äußeren Oberflächen der Entwicklungshülse 10 und dem lichtempfindlichen Bauteil 1 aufrecht erhalten, und bei einem Anlegen einer aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung zusammengesetzten Entwicklungsvorspannung von einer Vorspannungs-Energiequelle 33 an die Entwicklungshülse 10 springt der in einer dünnen Schicht an der Entwicklungshülse 10 überzogene Toner zu dem elektrostatischen Latentbild an dem lichtempfindlichen Bauteil 1 über und haftet an es an, wodurch wiederum das Latentbild in ein Tonerbild entwickelt wird, das heißt ein sichtbares Bild.
Die zuvor erwähnte Entwicklungsvorspannung wird an die Entwicklungshülse 10 nicht nur während der Periode bzw. Dauer angelegt, in welcher das lichtempfindliche Bauteil aktiv zur Bilderzeugung Verwendung findet, sondern auch während anderen Perioden, bei welchen das lichtempfindliche Bauteil 1 im Hinblick auf eine Bilderzeugung untätig gedreht wird; beispielsweise die Vordrehperiode, bei welcher das lichtempfindliche Bauteil 1 vor einer tatsächlichen Bilderzeugungsoperation gedreht wird, die Nachdrehperiode, in welcher das lichtempfindliche Bauteil 1 nach der Beendigung einer Bilderzeugungsoperation gedreht wird, die Periode oder das Intervall, zwischen den vorangehenden und folgenden Bilderzeugungszyklen, und dergleichen.
Bei einem derartigen Bildentwicklungsgerät, wie dem zuvor beschriebenen, entsteht manchmal der sogenannte „Fließbildeffekt", das heißt ein Phänomen, dass bestimmte Abschnitte eines an dem lichtempfindlichen Bauteil 1 gebildeten Latentbilds aufgrund den an dem lichtempfindlichen Bauteil 1 erzeugten Ozonverbindungen austropfen.
Um das Auftreten des „Fließbildeffekts" zu verhindern, ist es möglich bzw. praktikabel bzw. realisierbar, dem Entwickler extern einen Schleifzusatz hinzuzufügen bzw. zuzusetzen, so dass die Ozonverbindungen während der Bilderzeugung kontinuierlich von der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils 1 abgeschabt werden. Gegenwärtig hat jedoch die Zugabe eines externen Zusatzes zu einem Entwickler keine wünschenswerte Ergebnisse erstellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bilderzeugungsgerät zur Verfügung zu stellen, welches in der Lage ist, den von dem Anhaften von Ozonverbindungen an dem Bildhervorbringbauteil verursachten Fließbildeffekt zu verhindern.
Diese Aufgabe wird von einem Bilderzeugungsgerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Bilderzeugungsgerät in der Lage, die äußere Oberfläche des Bildhervorbringbauteils durch die Verwendung eines externen Additivs bzw. Zusatzes sauber zu polieren, welcher dem Entwickler extern hinzugefügt ist.
Zudem ist das Bilderzeugungsgerät in der Lage, das Verhältnis zu Toner zu steuern, bei welchem ein externer Zusatz dem Bildhervorbringbauteil zugeführt wird.
Die Aufgabe, die Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung offensichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematischer Schnitt des Bilderzeugungsgeräts bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und stellt seine allgemeine Struktur bzw. Aufbau dar.
2 ist ein Graph, welcher bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Änderung des Verhältnisses zu Toner zeigt, bei welchem positiv ladbarer externer Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, wenn der Spannungspegel der Entwicklungsvorspannung konstant gehalten wurde.
3 ist ein Graph, welcher bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Änderung in dem Verhältnis zu Toner zeigt, bei welchem der positiv ladbare externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, wenn die Größe des Bereichs der Entwicklungsvorspannungs-Signalform, entsprechend zu dem Springen des positiv geladenen externen Zusatzes, gesteuert wurde.
4 ist eine erläuternde Zeichnung, welche die Entwicklungsvorspannung bei dem ersten Ausführungsbeispiel graphisch darstellt.
5 ist ein Blockschaltbild des Bilderzeugungsgeräts bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
6 ist ein Flussdiagramm zur Steuerung der Entwicklungsvorspannung im Hinblick auf die Größe des Bereichs der Signalform der Entwicklungsvorspannung, entsprechend zu dem Springen des positiv geladenen externen Zusatzes.
7 ist ein schematischer Schnitt des Bilderzeugungsgeräts bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und stellt seine allgemeine Struktur bzw. Aufbau dar.
8 ist ein Graph, welcher bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Änderung des Betrags des positiv geladenen Zusatzes zeigt, welcher auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, wenn die Entwicklungsvorspannung konstant gehalten wurde.
9 ist ein Blockschaltbild des Bilderzeugungsgeräts bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Flussdiagramm zur Steuerung der Entwicklungsvorspannung im Hinblick auf die Größe des Bereichs der Signalform, entsprechend zu dem Springen des positiv geladenen externen Zusatzes, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
11 ist ein Graph, welcher bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Änderung des Verhältnisses zu Toner zeigt, bei welchem der positiv geladene externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, wenn die Entwicklungsvorspannung im Hinblick auf die Größe des Bereichs der Signalform entsprechend zu dem Springen des positiv geladenen externen Zusatzes gesteuert wurde.
12 ist ein schematischer Schnitt eines herkömmlichen Bilderzeugungsgeräts, und stellt seine allgemeine Struktur dar.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird das Bilderzeugungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 – 6 beschrieben. 1 stellt das Bilderzeugungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Ein Bilderzeugungsgerät 100 weist eine Prozesskartusche 43, eine Transferwalze bzw. Übertragungswalze 13, ein Fixiergerät 19, ein aus einem Laserscanner 4 und einem Spiegel 6 bestehendes optisches System, und dergleichen auf. Die Prozesskartusche umfasst einteilig mehrere Verarbeitungsgeräte: ein lichtempfindliches Bauteil 1, eine Ladungswalze 2, ein Entwicklungsgerät 7, und ein Reinigungsgerät 14.
Das lichtempfindliche Bauteil 1 ist ein Bildhervorbringbauteil und besteht aus einem elektrisch leitenden Basisbauteil 1b, welches ein Aluminiumzylinder ist, und einer lichtleitenden lichtempfindlichen Schicht 1a, welche an der äußeren Oberfläche des Basisbauteils 1b ausgelegt ist. Es wird in der von einer Pfeilmarkierung a angezeigten Richtung in einer Drehung angesteuert bzw. angetrieben.
Die äußere Oberfläche des sich drehenden lichtempfindlichen Bauteils 1 wird von der Ladungswalze 2 gleichförmig auf die negative Polarität geladen, und wird dann mit einem Laserstrahl 5 belichtet, welcher von einem Laserscanner 4 projiziert wird und von dem in der Hauptanordnung des Bilderzeugungsgeräts 100 angeordneten Spiegel 6 abgelenkt. Der Laserstrahl 5 wird mit sequentiellen digitalen elektrischen Bildsignalen moduliert, welche von einer (nicht abgebildeten) Videosteuereinrichtung auf der Grundlage der Bilddaten gesendet werden. Als ein Ergebnis wird ein elektrostatisches Latentbild an der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils 1 gebildet.
Das elektrostatische Latentbild an dem lichtempfindlichen Bauteil 1 wird innerhalb dem Entwicklungsgerät 7 von dem an der Entwicklungshülse 10 getragenen Toner 8 wiederum in ein Tonerbild, das heißt ein sichtbares Bild, entwickelt.
Das Tonerbild wird durch die Funktion einer Übertragungswalze 13 auf ein Stück eines Übertragungsblattes P übertragen, welches von einer Blattspeiseablage gespeist bzw. zugeführt wird. Nach Empfangen des Tonerbildes wird das Übertragungsblatt P von dem lichtempfindlichen Bauteil 1 getrennt und in ein Fixiergerät 19 eingeführt, bei welchem das Tonerbild an dem Übertragungsblatt P fixiert wird. Danach wird das Übertragungsblatt P aus der Bilderzeugungsgerät-Hauptanordnung auf eine Auslieferungsablage 23 ausgestoßen.
Unterdessen wird der Resttoner, das heißt der Toner, welcher an dem lichtempfindlichen Bauteil 1 nach der Tonerbildübertragung zurückbleibt, von einem Reinigungsgerät 14 entfernt, und dann beginnt der nächste Zyklus einer Bilderzeugung.
Die Ladungswalze 2 besteht aus einem metallischen Kern 2a und einer elastischen Kautschukschicht 2b in der Form einer Walze, welche um die äußere Oberfläche des metallischen Kerns 2a herum angepasst ist. Der elektrische Widerstand der elastischen Schicht liegt in dem mittleren Bereich. Die Ladungswalze 2 ist bei beiden longitudinalen Enden des metallischen Kerns 2a durch Lager drehbar gestützt, wobei sie immer in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Bauteil 1 gehalten wird. Die Ladungswalze 2 wird durch die Drehung des lichtempfindlichen Bauteils 1 gedreht.
Der metallische Kern 2a der Ladungswalze 2 ist mit einer Ladungsvorspannungsanlege-Energiequelle 17 elektrisch verbunden, die in der Lage ist, eine aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung bestehende Verbindungsspannung anzulegen. Bei einem Anlegen der Ladungsvorspannung an die Ladungswalze 2 durch den metallischen Kern 2a wird die äußere Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils 1 auf einem vorbestimmten Potentialpegel geladen.
Das Entwicklungsgerät 7 setzt ein Entwicklungssystem des kontaktlosen Typs ein. Es weist eine Entwicklungshülse 10, welche den Toner 8 trägt und ihn zu dem lichtempfindlichen Bauteil 1 transportiert, und einen Entwicklerbehälter 3 auf, welcher den Toner 8 speichert.
Die Entwicklungshülse 10 wird durch Überziehen eines Karbon verteilten bzw. dispergierten Anstrichs an der äußeren Oberfläche eines röhrenförmigen Basisbauteils erstellt, und sie ist nichtmagnetisch. Die röhrenförmige Basis ist aus Aluminium, Edelstahl, oder dergleichen gebildet. Die äußere Oberfläche der Entwicklungshülse 10 zeigt aufgrund der Eigenschaften des darauf überzogenen Anstrichs ein gewisses Maß von Rauhigkeit an, und die Rauhigkeit trägt zu dem Tonertransport durch die Entwicklungshülse 10 bei.
Die Entwicklungshülse 10 wird durch nicht dargestellte Lager drehbar gestützt, und sie wird von dem lichtempfindlichen Bauteil 1 über ein (nicht dargestelltes) Getriebe bzw. Zahnrad in der durch eine Pfeilmarkierung b angezeigten Richtung gedreht. Die Entwicklungshülse 10 ist mit einer Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 verbunden, die in der Lage ist, eine aus einer Gleichvorspannung und einer Wechselvorspannung zusammengesetzte Verbindungsvorspannung an die Entwicklungshülse 10 anzulegen. Wenn von der Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 an die Entwicklungshülse 10 eine Vorspannung angelegt ist, wird das Latentbild an dem lichtempfindlichen Bauteil 1 als ein Tonerbild visualisiert bzw. sichtbar gemacht. Zudem ist die Entwicklungshülse 10 derart gestützt, dass die äußere Oberfläche der Entwicklungshülse 10 eine vorbestimmte Entwicklungslücke von der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils 1 einhält.
Die Schaberklinge 9 ist ein Tonerschichtdicke-Regulierungsbauteil, welches die Dicke der Schicht des Toners 8 an der Entwicklungshülse 10 reguliert. Sie verleiht dem Toner 8 in Kooperation mit der Entwicklungshülse 10 einen richtigen Betrag einer triboelektrischen Ladung; die Schaberklinge 9 lädt den Toner 8 in Kooperation mit der Entwicklungshülse 10 triboelektrisch auf einen richtigen Potentialpegel.
Was das Material der Schaberklinge 9 betrifft, ist es möglich, elastisches Material, wie beispielsweise Urethan oder Siliziumkautschuk, elastisches Metall wie beispielsweise Phosphorbronze oder Edelstahl, oder relativ steifes elastisches Harz, wie beispielsweise Polyethylen-Terephtalat, zu verwenden. Die Schaberklinge 9 ist an eine metallische Platte 22 geschweißt, die an die Innenseite des Entwicklungsgeräts 7 fixiert ist.
Der Toner 8 ist ein nichtmagnetischer, negativ ladbarer Einzelkomponententoner und ist in dem Entwicklerbehälter 3 gespeichert. Zu dem Toner 8 ist ein (nicht dargestellter) externer Zusatz hinzugefügt, um den Fließbildeffekt zu verhindern.
Was den externen Zusatz betrifft, ist es wünschenswert, dass der externe Zusatz in der Form von positiv ladbaren Partikeln vorliegt, und dass er wahrscheinlicher auf die drucklosen Abschnitte (Nicht-Bildabschnitte) der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils springt (normale Entwicklung), als auf die Druckabschnitte (Bildabschnitte), da der Fließbildeffekt wahrscheinlicher an den drucklosen Abschnitten auftritt. Außerdem stellt die Zugabe des externen Zusatzes zu dem negativ ladbaren Toner sicher, dass der Toner 8 auf einen zufriedenstellenden Potentialpegel von dem Anfang der Lebensdauer der Prozesskartusche 43 triboelektrisch geladen wird, und daher während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 wünschenswerte Bilder gebildet bzw. erzeugt werden.
Was die positiv ladbaren Partikel betrifft, sind Strontiumtitanatpartikel oder Melaminpartikel verfügbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Strontiumtitanatpartikel eingesetzt (nachfolgend als „positiver externer Zusatz" bezeichnet). Der positive externe Zusatz wird dem Toner mit einem Verhältnis von 1,3 Gewichtsprozent (nachfolgend als „wt. %" bezeichnet) hinzugefügt bzw. zugegeben bzw. zugesetzt.
Innerhalb der Entwicklungshülse 10 ist eine Magnetwalze 11 fixiert angeordnet. Die Magnetwalze 11 weist vier Magnetpole S1, S2, N1 und N2 auf. Der Pol S1 ist unmittelbar als nächster zu dem lichtempfindlichen Bauteil angeordnet, so dass die Schleier bzw. Nebel verursachenden Tonerpartikel an der Entwicklungshülse 10 anhaftend gehalten werden, während der Toner 8 veranlasst wird, auf das lichtempfindliche Bauteil 1 zu springen, um ein Latentbild zu entwickeln. Der Pol S2 ist über die Magnetwalze 11 von dem Pol S1 positioniert, und seine Funktion besteht darin, den Toner 8 in dem Entwicklerbehälter 3 in Richtung auf die Entwicklungshülse 10 zu befestigen, so dass der Toner 8 (in der durch eine Pfeilmarkierung E in der Zeichnung angezeigte Richtung) benachbart zu der Entwicklungshülse 10 zirkuliert, wobei er der Drehung der Entwicklungshülse 10 folgt. Diese Zirkulation des Toners 8 trägt zu dem triboelektrischen Laden des Toners 8 bei. Die Pole N1 und N2 tragen zu dem Transport und dem triboelektrischen Laden des Toners 8 bei, der an der Entwicklungshülse 10 überzogen ist. Auch wenn bei diesem Ausführungsbeispiel eine Magnetwalze mit vier Magnetpolen eingesetzt ist, muss die Anzahl der Magnetpole nicht auf vier beschränkt sein; die Anzahl ist egal, so lange Magnetpole vorhanden sind, die in der Lage sind, die zuvor erwähnten Funktionen zur Verfügung zu stellen.
Innerhalb des bei einer Position unter der Entwicklungshülse 10 angeordneten Entwicklerbehälters 3 ist ein Tonerausblasverhinderungsblatt 18 angeordnet, um zu verhindern, dass der Toner 8 ausgeblasen wird, so dass verhindert wird, dass der Toner von dem Boden der Entwicklungshülse 10 austritt.
Die Lebensdauer der Prozesskartusche 43 bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt im Hinblick auf die kumulative Anzahl von Kopien 5.000, wenn das durchschnittliche Punktverhältnis pro Seite 4% beträgt.
Unter dem Entwicklungsgerät 7 befindet sich eine nicht flüchtige Speicher einsetzende Datenspeichereinrichtung 50. Die Datenspeichereinrichtung 50 ist mit einer CPU 104, die sich in der Hauptanordnung des Bilderzeugungsgeräts 100 befindet, durch eine Verbindungsvorrichtung 105 verbunden. In der Datenspeichereinrichtung 50 ist die kumulative Anzahl der Kopien gespeichert, welche von der CPU 104 eingegeben wird, und sie wird jedes Mal erhöht, wenn eine Kopie gedruckt wird. Es gibt keine Beschränkung für die in der Datenspeichereinrichtung zu speichernde Daten, so lange die kumulative Verwendung der Prozesskartusche 43 von der Hauptanordnung des Bilderzeugungsgeräts 100 erfasst werden kann. Beispielsweise kann, was offensichtlich ist, die kumulative Länge der Zeit, die eine Ladungsvorspannung an das lichtempfindliche Bauteil 1 von der Ladungswalze 2 angelegt wurde, die kumulative Länge der Zeit, die das lichtempfindliche Bauteil 1 gedreht wurde, und dergleichen gespeichert werden.
Auch wenn sich die Prozesskartusche 43 in dem Bilderzeugungsgerät 100 befindet, verbleibt die Datenspeichereinrichtung 50 in Verbindung mit der CPU 104, und die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien wird von der CPU 104 kontinuierlich in die Datenspeichereinrichtung 50 geschrieben oder aus ihr gelesen.
Als Nächstes wird das Entwicklungsvorspannungs-Anlegeverfahren bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass zum richtigen Einstellen des Verhältnisses zu dem Toner, bei welchem der positive externe Zusatz, das heißt der auf die entgegengesetzte Polarität zu der Polarität des Entwicklers geladene externe Zusatz, auf das lichtempfindliche Bauteil springt, während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche, das heißt während der gesamten Länge der Zeit, in der die Prozesskartusche 43 für eine praktische Verwendung gebrauchtüchtig bleibt, die Größe des Bereichs der Signalform der an die Entwicklungshülse 10 anlegten Entwicklungsvorspannung, entsprechend zu dem Springen des positiven externen Zusatzes auf das lichtempfindliche Bauteil, an den drucklosen Abschnitten, (nachfolgend einfach „Sprungseitenbereichgröße" genannt) ansprechend auf die kumulative Anzahl der von der Prozesskartusche 43 gedruckten Kopien variiert wird.
Das Bilderzeugungsgerät 100 bei diesem Ausführungsbeispiel wurde einem Dauerhaftigkeitstest unterzogen, bei welchem 5000 Kopien angefertigt wurden, indem eine aus Gleichspannungs- und Wechselspannungskomponenten zusammengesetzte Entwicklungsvorspannung angelegt wird. Die Wechselspannungskomponente weist eine Spannung von 1200 V (Vpp = 1200 V) und eine Frequenz von 1800 Hz (Vf = 1800 Hz) auf, und die Gleichspannungskomponente weist eine Spannung von –400 V (Vdc = –400 V) auf. Zudem wurde der Entwicklungsvorspannung eine rechteckige Signalform mit einer festgelegten Einschaltdauer von 1:1 gegeben. Während diesem Test wurde das Verhältnis des Toners, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil 1 sprang, bestätigt.
Die Ergebnisse des Tests zeigen, dass in Bezug auf das Problem, dass die Bilddichte zu dem Beginn der Lebensdauer niedrig war, Verbesserungen vorgenommen wurden, jedoch hielten die Effekte bzw. Wirkungen dieses Ausführungsbeispiels bei dem Fließbildeffekt nicht bis zu der 5000sten Kopie an. Zudem zeigten die Ergebnisse außerdem, dass zu dem Beginn der Lebensdauer streifige Bilder angefertigt wurden, und dass es nach dem Mittelpunkt des Dauerhaftigkeitstests begann, dass Bilder mit weißen Punkten bzw. Flecken angefertigt wurden. In Bezug auf die streifigen Bilder wurde entdeckt, dass sie angefertigt wurden, da ein Teil bzw. Abschnitt des positiven externen Zusatzes durch den Reinigungspunkt entwich und mit der Erzeugung des Latentbildes überlagert wurde bzw. interferierte. Was den direkten Grund der Bilder mit weißen Flecken betraf, wurde entdeckt, dass sie angefertigt wurden, da einige der positiven Zusatzpartikel in der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils 1 eingegraben waren, wobei sie Zellkerne wurden, an welchen die Tonerpartikel fusionierten (sogenanntes „Bild mit Tonerfusionsflecken").
Die Änderung des Verhältnisses, bei welchem der positive externe Zusatz während des zuvor erwähnten Dauerhaftigkeitstests auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, ist in 2 gezeigt. Wie aus 2 ersichtlich, war das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, zu dem Beginn des Dauerhaftigkeitstests exzessiv, jedoch nahm er mit fortschreitendem Test allmählich ab, wobei er letztendlich weniger als das vorbestimmte Verhältnis wurde, bei welchem der positive externe Zusatz zu Anfang dem Toner hinzugefügt wurde. Mit anderen Worten verursachte das exzessive Springen des positiven externen Zusatzes bei dem Anfang den Fehler bzw. die Störung bei einem Reinigen des lichtempfindlichen Bauteils durch den positiven externen Zusatz, welches wiederum verursachte, dass Bilder streifig werden. Das exzessive Springen des positiven externen Zusatzes zu dem Anfang verursachte auch, dass der positive externe Zusatz in die äußere Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils vergraben wurde, was wiederum verursachte, dass der Toner an der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils anhaften blieb (Tonerfusion). Zudem wurde mit fortschreitendem Test das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, unter das vorbestimmte Verhältnis vermindert, so dass er nicht länger gegen den Fließbildeffekt effektiv wurde, und als ein Ergebnis verschlimmerte sich der Fließbildeffekt.
Bei einem weiteren Dauerhaftigkeitstest wurde eine Entwicklungsvorspannung mit einer rechteckigen Signalform verwendet, deren Einschaltdauer variabel war. Mit anderen Worten wurde die Größe des Bereichs der Signalform der Entwicklungsvorspannung entsprechend zu dem Springen des positiven externen Zusatzes, in 4, variiert, und das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang (nachfolgend „das Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes" genannt), wurde in Beziehung zu der Größe des zuvor erwähnten Signalformbereichs geprüft.
Als Nächstes wird die bei diesem Test verwendete Entwicklungsvorspannung unter Bezugnahme auf 4 ausführlich beschrieben.
4 ist eine erläuternde Ansicht, welche eine Entwicklungsvorspannung mit einer Frequenz von 1800 Hz darstellt, die an einer Entwicklungshülse 10 angelegt ist. Ein Bezeichnungscode Vdc bezeichnet den zeitdurchschnittlichen Spannungspegel der Entwicklungsvorspannung, das heißt einen integrierten Spannungspegel, welcher durch Integrieren des Spannungspegels der Entwicklungsvorspannung über einen einzelnen Zyklus der Entwicklungsvorspannung erlangt wird (nachfolgend einfach als „integrierter Spannungspegel" bezeichnet). Die Bezeichnungscodes V1 und V2 repräsentieren die höchsten und niedrigsten Spannungspegel, das heißt die Spitzenspannungen der Entwicklungsvorspannung, und die Bezeichnungscodes T1 und T2 repräsentieren jeweils die Perioden bzw. Dauern, während welcher die Spitzenspannungen V1 und V2 angelegt sind. Es ist möglich, die Bilddichte unter Verwendung dieses integrierten Spannungspegels zu steuern. Ein Bezeichnungscode VL repräsentiert den Oberflächenpotentialpegel der Latentbilddruckabschnitte des lichtempfindlichen Bauteils, und ein Bezugscode VD repräsentiert den Oberflächenpotentialpegel des drucklosen Abschnitts des Latentbild von dem lichtempfindlichen Bauteil.
Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Entwicklungsvorspannung ist eine derartige Entwicklungsvorspannung, welche die folgenden Spezifikationen aufweist: wenn T1 = T2 (Einschaltdauer beträgt 1:1), |V1–V2| = 1200 V, und Vdc = –400 V beträgt, dann weisen die Potentialpegel VL und VD die Werte VL = – 150 V, und VD = –650 V auf. Ändert sich die Bilddichte aufgrund des Steuerns der Sprungseitenbereichsgröße in großem Maße, wird die Lichtmenge bzw. der Betrag des Lichtes derart eingestellt, dass der Wert von |Vdc–VL| auf 250 V bleibt, und außerdem wird die Entwicklungsvorspannung eingestellt, so dass die gesamte Signalform auf die negative oder positive Seite verschoben wird, so dass der Wert von |Vdc–VD| auf 250V bleibt.
An den Druckabschnitten des lichtempfindlichen Bauteils wird wiederum unter Verwendung des negativ geladenen Toners ein Latentbild mit der negativen Polarität entwickelt. Genauer wirkt während der Periode T1 ein elektrisches Feld in der Richtung, dass der Toner 8 veranlasst wird, sich von der Entwicklungshülse 10 auf das lichtempfindliche Bauteil 1 zu bewegen (Richtung um ein Latentbild zu entwickeln), mit einer Größe entsprechend zu |VL–V1|, und daher wird der Toner 8 von einer Kraft beeinflusst, welche in der selben Richtung mit einer Größe proportional zu |VL–V1| wirkt. Andererseits wirkt in der Periode T2 ein elektrisches Feld in der Richtung, dass der positive externe Zusatz veranlasst wird, sich von der Entwicklungshülse 10 auf das lichtempfindliche Bauteil 1 zu bewegen, mit einer Größe entsprechend zu |V2–VL|, und daher wird der positive externe Zusatz von einer Kraft beeinflusst, welche in der selben Richtung mit einer Größe proportional zu |V2–VL| wirkt (in dieser Periode T2 wirkt eine Kraft in der Richtung, dass der Toner von dem lichtempfindlichen Bauteil abgestreift wird, und er zu der Entwicklungshülse bewegt wird).
Andererseits wirkt an den drucklosen Abschnitten des lichtempfindlichen Bauteils in der Periode T1 ein elektrisches Feld auf den Toner 8 in der Richtung, dass der Toner 8 veranlasst wird, sich von der Entwicklungshülse 10 in Richtung auf das lichtempfindliche Bauteil 1 zu bewegen (Richtung zum Entwickeln eines Latentbildes an einem lichtempfindlichen Bauteil), mit einer Größe von |VD–V1|, und daher wirkt die Kraft mit einer Größe proportional zu |VD–V1| auf den Toner 8, um ihn zu veranlassen, sich in die selbe Richtung zu bewegen, wohingegen bei der Periode T2 ein elektrisches Feld an dem externen Zusatz in der Richtung wirkt, dass der externe Zusatz veranlasst wird, sich von der Entwicklungshülse 10 in Richtung auf das lichtempfindliche Bauteil 1 zu bewegen (Richtung, um den an das lichtempfindliche Bauteil anhaftenden Toner abzustreifen), mit einer Größe von |V2–VD|, und daher wirkt eine Kraft mit einer Größe proportional zu |V2–VD| auf den externen Zusatz in der selben Richtung.
Bezugnehmend auf 4 kann die Sprungseitenbereichsgröße als das Produkt des Kontrasts V zwischen dem Oberflächenpotentialpegel VD des drucklosen Abschnitts des lichtempfindlichen Bauteils und dem höchsten Spannungspegel V2 der Entwicklungsvorspannung sowie der Länge der Periode T2 definiert werden, während welcher der Spannungspegel der Entwicklungsvorspannung am höchsten ist.
Die nachfolgend dargestellte Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse eines Tests, welcher durchgeführt wurde, um die Korrelation zwischen der Sprungseitenbereichsgröße und dem Verhältnis zu bestätigen, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang.
Tabelle 1
Gemäß Tabelle 1 gibt es eine wünschenswerte Beziehung zwischen der Sprungseitenbereichsgröße und dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang. Mit Reduktion der Sprungseitenbereichsgröße reduzierte sich das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, wohingegen sich das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, mit zunehmender Sprungseitenbereichsgröße erhöhte. Dies impliziert, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz springt, durch Steuerung der Sprungseitenbereichsgröße gesteuert werden kann. Es wurde auch bestätigt, dass keine der beiden zuvor erwähnten Komponenten der Sprungseitenbereichsgröße, das heißt der Kontrast V und die Länge der Periode T2, eine größere Korrelation mit dem Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes zeigte als die andere. Alles was bestätigt wurde, war, dass sowohl der Kontrast V als auch die Länge der Dauer T2 einige Korrelation mit dem Sprungverhältnis von dem positiven externen Zusatz aufwies. Daher kann die Sprungseitenbereichsgröße durch Steuerung von entweder der Größe des Kontrast V oder der Länge der Periode T2, oder durch Steuerung von beiden gesteuert werden.
Außerdem wurde bei dem Test unter Verwendung der zuvor erwähnten Entwicklungsvorspannung, deren Einschaltdauer variabel ist, die Beziehung zwischen dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, und den verschiedensten Bilddefekten (nicht ausreichende Bilddichte bei dem Anfang einer Verwendung, nicht ausreichende Reinigung durch den positiven externen Zusatz, Tonerfusion, Fließbildeffekt) bestätigt.
Die Ergebnisse des Tests sind in der unten angegebenen Tabelle 2 gezeigt. In der Tabelle bedeutet ein Bezugszeichen o dass kein Bilddefekt aufgetreten war; ein Bezugszeichen Δ bedeutet, dass Defekte auftraten, die im Hinblick auf eine praktische Verwendung nicht signifikant waren; und ein Bezugszeichen x bedeutet, dass ein signifikanter Defekt auftrat.
Tabelle 2
Gemäß Tabelle 2 besteht eine klare Korrelation zwischen dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz sprang und den verschiedensten Bilddefekten. Mit anderen Worten sollte, um das Auftreten des nicht ausreichenden Reinigens durch den positiven externen Zusatz und das Auftreten der Tonerfusion zu verhindern, eine Steuerung derart ausgeführt werden, dass das Verhältnis bei welchem der positive externe Zusatz auf die lichtempfindliche Trommel springt, unter 2,0 wt.% gehalten wird. Um zu verhindern, dass die Bilddichte bei dem Anfang der Lebensdauer der Prozesskartusche 43 zu niedrig wird, oder um zu verhindern, dass der Fließbildeffekt auftritt, sollte das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, über 0,5 wt.% gehalten werden. Mit anderen Worten ist, um das Auftreten der zuvor beschriebenen Bilddefekte während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 zu verhindern, das heißt, der Länge der Zeit, in der die Prozesskartusche 43 gebrauchstüchtig bleibt, alles das, was notwendig ist, das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, zwischen 0,5 wt.% bis 2,0 wt.% zu halten.
Daher ist es aus der vorstehenden Tabelle offensichtlich, welche die Korrelation zwischen dem Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes, der Sprungseitenbereichsgröße, und den verschiedensten Bilddefekten zeigt, dass, um eine wünschenswerte Bildqualität aufrecht zu erhalten, das heißt, um das Auftreten der zuvor erwähnten verschiedensten Bilddefekte zu verhindern, während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 eine Steuerung derart ausgeführt werden sollte, dass die Sprungseitenbereichsgröße zwischen 0,38 V.sec und 0,58 V.sec bleibt.
Im Hinblick auf die Änderung des Sprungverhältnisses des positiven externen Zusatzes bei dem Dauerhaftigkeitstest, deren Ergebnisse in 2 gegeben sind, und bei welchem die Entwicklungsvorspannung fixiert war, ist es offensichtlich, dass das Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes in der Periode zwischen der ersten und 500sten Kopie über 2,0 wt.% bliebt, und die Bildqualität im Hinblick auf die unzureichende Bilddichte zu dem Beginn der Lebensdauer der Prozesskartusche 43 verbessert wurde, jedoch das unzureichende Reinigen durch den positiven externen Zusatz auftrat.
In der Periode von der 2500sten Kopie zu der 5000sten Kopie blieb das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, unter 0,5 wt.%, und der Fließbildeffekt begann aufzutreten, und wurde fortschreitend schlimmer. Folglich kann es angenommen werden, dass das Auftreten des Fließbildeffektes während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 verhindert werden kann, so lange eine Steuerung derart ausgeführt wird, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz springt, während der Anfangsperiode bis zu der 500sten Kopie über 0,5 wt.% jedoch unter 2,0 wt.% bleibt (die Sprungseitenbereichsgröße liegt zwischen 0,38 V.sec und 0,50 V.sec), was das Auftreten der unzureichenden Reinigung und der Tonerfusion verhindert, während die Bildqualität im Hinblick auf die anfängliche unzureichende Bilddichte verbessert wird, wohingegen, während der Periode von der 2500sten Kopie und danach, das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz springt, über 0,5 wt.% bleibt (die Sprungseitenbereichsgröße liegt über 0,38 V.sec).
Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel, um während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 Kopien mit wünschenswerter Bildqualität auszugeben, eine derartige Operationssequenz eingesetzt, dass auf der Grundlage der Daten, die in der sich in dem Bilderzeugungsgerät 100 befindenden Datenspeichereinrichtung 50 gespeichert sind, die Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung auf 0,43 V.sec gehalten, während die kumulative Anzahl von gedruckten Kopien zwischen 0 und 500 liegt; von 501 bis 2500 auf 0,47 V.sec gehalten; und von 2501 bis 5000 auf 0,48 V.sec gehalten.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 und 6 das Verfahren bei diesem Ausführungsbeispiel zur Steuerung der Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung ansprechend auf die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien ausführlich beschrieben. 5 zeigt das Blockschaltbild für die Steuersequenz bei diesem Ausführungsbeispiel.
Bezugnehmend auf 5 umfasst die Prozesskartusche 43 die Datenspeichereinrichtung 50, welche die Anzahl der gedruckten Kopien speichert, und das Bilderzeugungsgerät 100 umfasst eine Lese-/Schreibeinrichtung 182, eine Recheneinrichtung 183, die Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12, und die CPU 104. Die Lese-/Schreibeinrichtung 182 liest Daten aus der Datenspeichereinrichtung 50 aus oder schreibt Daten in die Datenspeichereinrichtung 50, und die Recheneinrichtung 183 berechnet auf der Grundlage der aus der Datenspeichereinrichtung 50 ausgelesenen Daten die kumulative Verwendung der Prozesskartusche 43.
Die Recheneinrichtung 183 sendet auf der Grundlage der kumulativen Anzahl der in der Prozesskartusche 43 gespeicherten Kopien ein die kumulative Verwendung der Prozesskartusche 43 repräsentierendes Signal an die CPU 104.
Beim Empfangen des Signals von der Recheneinrichtung 183 steuert die CPU 104 die Sprungseitenbereichsgröße der von der Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 ausgegebene Entwicklungsvorspannung.
Nach dem Drucken wird die Anzahl der gerade gedruckten Kopien zu der kumulativen Anzahl der gedruckten Kopien addiert, die vor der laufenden bzw. gegenwärtigen Druckoperation aus der Datenspeichereinrichtung 50 ausgelesen werden, und die Summe wird durch die Lese-/Schreibeinrichtung 182 in die Datenspeichereinrichtung 50 eingegeben, und wird dort gespeichert.
Als Nächstes wird die Steuerung des Bilderzeugungsgeräts 100 bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 6 ausführlich beschrieben.
Zuerst liest die CPU 104 beim Empfangen eines von einer Bildsignal-Eingabeeinrichtung, wie beispielsweise einem Computer, eingegebenen Bildsignals durch die Lese-/Schreibeinrichtung 182 Informationen im Bezug auf die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien aus der Datenspeichereinrichtung 50 aus.
Als Nächstes bestimmt die Recheneinrichtung 183, in welchen der folgenden Spannen bzw. Bereiche sich die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien befindet: (a) 0 – 500, (b) 501 – 2500 oder (c) 2501 oder mehr (Schritt 2).
Wird es bestimmt, dass sich die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien in einer Spanne (a) befindet, wird die Ausgabe der Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 derart gesetzt, dass die Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung 0,43 V.sec wird. Wird es bestimmt, dass die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien in der Spanne (b) liegt, wird die Ausgabe der Entwicklungsvorspannungs-Spannungsquelle 12 derart gesetzt, dass die Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung 0,97 V.sec wird. Liegt die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien in der Spanne (c), wird die Ausgabe der Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 derart gesetzt, dass die Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung 0,48 V.sec wird (Schritt 3).
Dann wird unter Verwendung der vorangehenden Einstellungen eine Druckoperation bzw. ein Druckbetrieb ausgeführt (Schritt 4). Während der Druckoperation wird die Anzahl der bei der laufenden Druckoperation gedruckten Kopien kontinuierlich zu der kumulativen Anzahl der gedruckten Kopien addiert, die aus der Datenspeichereinrichtung 50 ausgelesen ist (Schritt 5). Als Nächstes wird die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien durch die Lese-/Schreibeinrichtung 182 in die Datenspeichereinrichtung 50 geschrieben (Schritt 6), und die Druckoperation wird beendet (Schritt 7).
Das zuvor beschriebene Steuerverfahren wurde zum Drucken von 5000 Kopien verwendet, um die Dauerhaftigkeit der Prozesskartusche 43 im Bezug auf Bildqualität zu testen. Während des Tests wurde auch das Verhältnis bestätigt, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang.
Die Ergebnisse des Tests zeigten, dass das nicht ausreichende Reinigen durch den positiven externen Zusatz, die Tonerfusion, und der Fließbildeffekt nicht auftraten, und die Bildqualität war sogar bei der anfänglichen Dauer bzw. Periode der Prozesskartuschenverwendung stabil; während des gesamten Tests konnten wünschenswerte Kopien ausgegeben werden. In Anbetracht des Graphen in 3, welcher die Änderung der Menge des gesprungenen positiven externen Zusatzes zeigt, ist es ersichtlich, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz sprang, während des gesamten Tests über 0,5 wt.% jedoch unter 2,0 wt.% gehalten wurde.
Wie zuvor beschrieben, wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Entwicklungsvorspannung verwendet, deren Sprungseitenbereichsgröße variabel ist, um das Verhältnis zu steuern, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt. Daher wird das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 auf einem richtigen Pegel gehalten, was die Bildqualität während der anfänglichen Periode der Lebensdauer der Prozesskartusche 43 stabilisiert, die Effekte des positiven externen Zusatzes auf den Fließbildeffekt bewahrt, die Produktion bzw. Erzeugung von streifigen Bildern verhindert, und die Tonerfusion verhindert, so dass während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 43 Hochqualitätsbilder erzeugt werden können.
Ausführungsbeispiel 2
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7–11 das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 7 stellt das Bilderzeugungsgerät 101 bei diesem Ausführungsbeispiel dar.
Das Bilderzeugungsgerät 101 umfasst eine Prozesskartusche 44, eine Übertragungswalze 13, ein Fixiergerät 19, ein aus einem Laserscanner 4, einem Spiegel 6, und dergleichen bestehendes optisches System. Die Prozesskartusche 44 umfasst einteilig Verarbeitungsgeräte: ein lichtempfindliches Bauteil 1, eine Ladungswalze 2, ein Entwicklungsgerät 30, und ein Reinigungsgerät 14. Den selben Komponenten oder Teilen, wie denjenigen in 1, sind die selben Bezugszeichen gegeben, wie denjenigen in 1.
In dem Entwicklerbehälter 3 ist ein Toner 21 gehalten. Der positive externe Zusatz in dem Toner 21 ist der selbe, wie derjenige bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der positive externe Zusatz zu Anfang mit 0,75 wt.% hinzugefügt. Die Lebensdauer der Prozesskartusche 44 beträgt 4000 Kopien, wenn das durchschnittliche Punktverhältnis pro Seite 4% beträgt.
Als Nächstes wird das Entwicklungsvorspannungs-Anlegeverfahren bei diesem Ausführungsbeispiel, welches der spezifische Aspekt dieses Ausführungsbeispiel ist, der es charakterisiert, ausführlich beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass, um das Auftreten des Fließbildeffekts zu verhindern, welcher dazu neigt, gegen Ende der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 schlimmer zu werden, eine derartige Entwicklungsvorspannung angelegt wird, die während der gesamten letzteren Hälfte der Lebensdauer der Prozesskartusche das Verhältnis zu dem Toner erhöht, bei welchem der positive externe Zusatz während den Übertragungsblattintervallen bei einer kontinuierlichen Druckoperation auf das lichtempfindliche Bauteil springt, und die Vordrehperiode erhöht, in welcher das lichtempfindliche Bauteil vor der Erzeugung eines Latentbildes gedreht wird.
Das Bilderzeugungsgerät 100 bei diesem Ausführungsbeispiel wurde einem Dauerhaftigkeitstest unterzogen, bei welchem 4000 Kopien angefertigt wurden, wobei eine aus Wechselspannung- und Gleichspannungskomponenten zusammengesetzte Entwicklungsvorspannung angelegt ist. Die Wechselspannungskomponente weist eine Spannung von 1600 V (Vpp = 1600 V) und eine Frequenz von 2400 Hz (Vf = 2400 Hz), und die Gleichspannungskomponente weist eine Spannung von –400 V (Vdc = –400 V) auf. Zudem erhielt die Entwicklungsvorspannung eine rechteckige Signalform mit einer fixierten Einschaltdauer von 1:1. Während dieses Tests wurde das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, bestätigt. Die Ergebnisse waren wie folgt: die Bildqualität konnte im Hinblick auf den Bilddichteinbetreibsetzung bei der anfänglichen Periode der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 verbessert werden, jedoch war die Wirkung bzw. der Effekt des positiven externen Zusatzes im Hinblick auf eine Verhinderung des Fließbildeffekts nur bis zu der 2000sten Kopie zufriedenstellend, wobei es misslang, dass er zu der 4000sten Kopie, oder dem Ende der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 zufriedenstellend blieb. Zusätzlich waren Bilder während der anfänglichen Periode der Lebensdauer etwas streifig, und außerdem erschienen gegen Ende der Lebensdauer in den Bildern weiße Flecken, jedoch lagen beide Defekte bei den Pegeln, die kein Problem im Hinblick auf eine praktische Verwendung verursachten. Hier sei erwähnt, dass die Streifigkeit und die weißen Flecken bei diesem Ausführungsbeispiel aufgrund der selben Gründe, wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auftraten.
Die Änderung des Verhältnisses, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, war bei dem vorangehenden Dauerhaltbarkeitstest wie in 8 gezeigt. In 8 war das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das positive Bauteil sprang, während der anfänglichen Periode der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 größer und nahm allmählich ab, und nahm letztendlich auf einen Pegel ab, bei welchem das Verhältnis des positiven externen Zusatzes zu dem Toner an der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Bauteils geringer als das Verhältnis war, bei welchem der positive externe Zusatz zu Anfangs dem Toner hinzugefügt wurde. Mit anderen Worten verursachte das höhere Sprungverhältnis des externen Zusatzes während der anfänglichen Periode der Prozesskartusche 44 das nicht ausreichende Reinigen durch den positiven externen Zusatz, was zu der Erzeugung der Zellkerne führte, welche der Grund der Tonerfusion an dem lichtempfindlichen Bauteil waren, wohingegen gegen das Ende der Prozesskartusche 44 das Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes geringer als das vorbestimmte Verhältnis wurde, bei welchem der positive externe Zusatz zu Anfangs dem Toner hinzugefügt wurde, und als ein Ergebnis verminderten sich die Effekte des positiven externen Zusatzes im Hinblick auf eine Verhinderung des Fließbildeffekts allmählich, was den Fließbildeffekt verschlimmerte.
Als Nächstes wurde das Bilderzeugungsgerät 101 bei diesem Ausführungsbeispiel einem weiteren Dauerhaftigkeitstest unterzogen, welcher, außer für einen Aspekt der Entwicklungsvorspannung, im Wesentlichen der selbe war, wie der erste Test bei diesem Ausführungsbeispiel. Genauer wies die an die Entwicklungshülse 10 angelegte Entwicklungsvorspannung eine Wechselspannungskomponente mit einem Spannungspegel von 1600 V (Vpp = 1600 V) und eine Frequenz von 2400 Hz (Vf = 2400 Hz), und eine Gleichspannungskomponente mit einer Spannung von –400 V (Vdc = –400 V) auf, wie es die Entwicklungsvorspannung bei dem vorangehenden Test bei diesem Ausführungsbeispiel aufwies. Die Signalform war auch rechteckig. Jedoch wurde bei diesem Ausführungsbeispiel die Einschaltdauer der Entwicklungsvorspannung variabel gemacht. Genauer wurde während der tatsächlichen Entwicklungsdauer eine Entwicklungsvorspannung mit einer fixierten Einschaltdauer von 1:1 angelegt, wohingegen während dem Blattintervall und der Vordrehperiode eine Entwicklungsvorspannung angelegt wurde, deren Einschaltdauer variabel war (nachfolgend „Blattintervall-Entwicklungsvorspannung" genannt). Dann wurde das Verhältnis gemessen, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, während die Sprungseitenbereichsgröße der Signalform der Blattintervall-Entwicklungsvorspannung geändert wurde; in dem Test wurde die Sprungseitenbereichsgröße der Blattintervall-Entwicklungsvorspannung variiert, und das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, wurde für jede der verschiedensten Sprungseitenbereichsgrößen gemessen.
Da dieses Ausführungsbeispiel einen derartigen Fließbildeffekt betrifft, der nach dem Drucken von der 2000sten Kopie auftritt, das heißt ein derartiger Fließbildeffekt, der ein Problem bei der praktischen Verwendung schafft, wurde dieser Test ausgeführt, nachdem 2000 Kopien mit der Verwendung der Prozesskartusche 44 gedruckt waren. Die Blattintervall-Vorspannung bei diesem Test war grundsätzlich die selbe, wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel, außer dass bei diesem Ausführungsbeispiel |V1–V2| = 1600 V gilt, wenn T1 = T2 in 4 gilt: Die Frequenz der Entwicklungsvorspannung betrug 2400 Hz, und Vdc = –400 V. Zudem war, während die Blattintervall-Vorspannung angelegt wurde, der Oberflächenpotentialpegel VD des lichtempfindlichen Bauteils auf –650 V fixiert. Die Länge des Blattintervalls und die Länge der Vordrehperiode waren äquivalent zu dem Umfang des lichtempfindlichen Bauteils, oder einer einzelnen Drehung des lichtempfindlichen Bauteils gesetzt.
Die nachfolgend angegebene Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse dieses Tests, welcher ausgeführt wurde, um die Korrelation zwischen der Sprungseitenbereichsgröße und dem Verhältnis zu bestätigen, bei welchem der positive externe Zusatz sprang.
Tabelle 3
Gemäß Tabelle 3 gab es eine wünschenswerte Beziehung zwischen der Sprungseitenbereichsgröße und dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, welches ähnlich zu der Beziehung bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Mit reduzierter Sprungseitenbereichsgröße reduzierte sich die Menge des gesprungenen positiven externen Zusatzes, wohingegen mit zunehmender Sprungseitenbereichsgröße die Menge des gesprungenen positiven externen Zusatzes zunahm. Dies impliziert, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, durch Steuerung der Sprungseitenbereichsgröße gesteuert werden kann. Es sei hier erwähnt, dass, gemäß Tabelle 3, das Verhältnis der Sprungseitenbereichsgröße relativ zu der Menge des gesprungenen positiven externen Zusatzes bei diesem Ausführungsbeispiel kleiner als bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Dies gründet sich auf die Tatsache, dass, bei diesem Ausführungsbeispiel, das Verhältnis des positiven externen Zusatzes, relativ zu dem Toner, welcher während der tatsächlichen Entwicklungsperiode auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, ungefähr einen Wert von 0,4 wt.% aufwies.
Durch den Test wurde auch bestätigt, dass keine der beiden zuvor erwähnten Komponenten der Sprungseitenbereichsgröße, das heißt der Kontrast V und die Länge der Periode T, eine größere Korrelation mit der Menge des gesprungenen positiven externen Zusatzes anzeigte als die andere. Alles was bestätigt wurde, war, dass sowohl der Kontrast V als auch die Länge der Periode T2 eine Korrelation bzw. einen Zusammenhang mit der Menge des gesprungenen positiven externen Zusatzes aufwiesen. Daher kann die Sprungseitenbereichsgröße durch Steuerung von entweder der Größe des Kontrast V oder der Länge der Periode T2, oder durch Steuern von beiden gesteuert werden.
Das Bilderzeugungsgerät 101 wurde einem weiteren Test unterzogen, bei welchem die Beziehung zwischen dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, und den verschiedensten Bilddefekten (unzureichende Bilddichte bei dem Anfang der Verwendung, unzureichende Reinigung durch den positiven externen Zusatz, Tonerfusion, und Fließbildeffekt) unter Verwendung der zuvor erwähnten Entwicklungsvorspannung bestätigt wurde, deren Einschaltdauer variabel war. Dieser Test wurde auch ausgeführt, nachdem 2000 Kopien unter Verwendung der Prozesskartusche 44 gedruckt waren.
Die Ergebnisse des Tests sind in der nachstehend angegebenen Tabelle 4 gezeigt. In dieser Tabelle bedeutet ein Bezugszeichen o, dass kein Bilddefekt auftrat; ein Bezugszeichen Δ bedeutet, dass Bilddefekte auftraten, welche im Hinblick auf eine praktische Verwendung nicht signifikant sind; und ein Bezugszeichen x bedeutet, dass signifikante Bilddefekte auftraten.
Tabelle 4
Gemäß Tabelle 4 ist es klar, dass es eine definitive Korrelation zwischen dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, und den verschiedensten Bilddefekten gibt. Mit anderen Worten sollte, um das Auftreten des unzureichenden Reinigens durch den positiven externen Zusatz und das Auftreten der Tonerfusion zu verhindern, eine Steuerung derart ausgeführt werden, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, unter 2 wt.% gehalten werden sollte. Um zu verhindern, dass der Fließbildeffekt auftritt, sollte das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, über 0,5 wt.% gehalten werden. Mit anderen Worten ist, um den Fließbildeffekt zu unterdrücken, während das Auftreten der unzureichenden Reinigung des positiven externen Zusatzes und der Tonerfusion verhindert wird, während der letzteren Hälfte der Lebensdauer der Prozesskartusche 43 alles das, was notwendig ist, das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, zwischen 0,5 wt.% bis 2,0 wt.% zu halten. Mit anderen Worten ist es von der zuvor beschriebenen Korrelation zwischen dem Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang, der Sprungseitenbereichsgröße, und den verschiedensten Bildproblemen (nachprüfbar für unzureichende Reinigung durch den positiven externen Zusatz, die Tonerfusion, und den Fließbildeffekt) offensichtlich, dass, um das Auftreten der unzureichenden Reinigung durch den positiven externen Zusatz, der Tonerfusion, und des Fließbildeffektes zu verhindern, die Sprungseitenbereichsgröße während der letzteren Hälfte der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 über 0,25 V.sec jedoch unter 0,42 V.sec gehalten werden sollte.
Im Hinblick auf die Änderung bei dem Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes bei dem Dauerhaftigkeitstest dessen Ergebnisse in 8 angegeben sind, und bei welchem die Entwicklungsvorspannung fixiert war, ist es offensichtlich, dass das Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes in der Periode zwischen der ersten und 2000sten Kopie über 0,5 wt.% jedoch unter 3,0 wt.% verblieb, und die Bildqualität im Bezug auf die Probleme verbessert wurde, die mit der unzureichenden Bilddichte bei dem Beginn der Lebensdauer der Prozesskartusche 43 im Zusammenhang stehen. Außerdem trat während dieser Periode von der ersten zu der 2000sten Kopie die unzureichende Reinigung durch den positiven externen Zusatz auf, und außerdem wurden die Tonerfusionszellkerne erzeugt, aber sie waren nicht schwer genug, um bei einer praktischen Verwendung Probleme zu verursachen. In der Periode von der 2000sten Kopie zu der 4000sten Kopie blieb das Sprungverhältnis des positiven externen Zusatzes unter 0,5 wt.%, und der Fließbildeffekt begann aufzutreten, wobei er sich fortschreitend verschlimmerte. Dies impliziert, dass das Auftreten des Fließbildeffektes verhindert werden kann, während die Bildqualität im Bezug auf die anfängliche unzureichende Bilddichte während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 44 verbessert wurde, so lange wie eine Steuerung derart ausgeführt wurde, dass während der Periode nach der 2000sten Kopie das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz sprang, über 0,5 wt.% blieb (die Sprungseitenbereichsgröße liegt über 0,25 V.sec).
Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel, um während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 44 Kopien mit wünschenswerter Bildqualität auszugeben, eine derartige Operationssequenz bzw. Betriebsablauf eingesetzt, dass auf der Grundlage der Daten, welche in der sich in dem Bilderzeugungsgerät 101 befindenden Datenspeichereinrichtung 50 gespeichert sind, die Blattintervall-Entwicklungsvorspannung nicht während der Periode angelegt wird, in welcher die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien 0 – 1999 beträgt und dann die Blattintervall-Entwicklungsvorspannung während der Periode angelegt wird, in welcher die kumulative Anzahl von gedruckten Kopien 2000 – 4000 beträgt, so dass die Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung bei 0,33 V.sec gehalten wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 das Verfahren bei diesem Ausführungsbeispiel zum Steuern der Sprungseitenbereichsgröße der Entwicklungsvorspannung ansprechend auf die kumulative Anzahl der gedruckten Kopien beschrieben. 9 zeigt das Blockschaltbild für den Steuerablauf bzw. die Steuersequenz bei diesem Ausführungsbeispiel. Den selben Komponenten, wie denjenigen in 5, sind die selben Bezugszeichen gegeben, wie denjenigen in 5. Die in 9 dargestellte Operationsstruktur ist die selbe, wie die in 5, und daher wird ihre Beschreibung ausgelassen.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 10, ein Flussdiagramm, der Steuerablauf für das Bilderzeugungsgerät 101 bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele sind nur bei den Schritten 2 und 3 verschieden, und daher wird die Beschreibung der Schritte bei diesem Ausführungsbeispiel, die sich von den Schritten 2 und 3 unterscheiden, welche die selben sind, wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels, ausgelassen.
Bei Schritt 2 bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die Berechnungseinrichtung 183, ob die kumulative Anzahl der von der Prozesskartusche 44 gedruckten Kopien in einer Spanne von (a) 0 – 2000 oder einer Spanne von (b) 2001 oder mehr liegt. Bei Schritt 3 wird eine Anordnung vorgenommen, so dass die Blattintervall-Entwicklungsvorspannung nicht von der Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 ausgegeben wird, wenn es bei Schritt 2 bestimmt wird, dass die kumulative Anzahl der von der Prozesskartusche 44 gedruckten Kopien in einer Spanne (a) liegt, wohingegen, wenn es bestimmt wird, dass die kumulative Anzahl in der Spanne (b) liegt, die Blattintervall-Entwicklungsvorspannung von der Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle 12 ausgegeben wird, wobei die Sprungseitenbereichsgröße bei 0,33 V.sec gehalten wird.
Unter Verwendung des zuvor erwähnten Steuerverfahrens wurde das Bilderzeugungsgerät 101 bei diesem Ausführungsbeispiel einem Dauerhaftigkeitstest unterzogen, bei welchem 4000 Kopien gedruckt wurden. Während dem Test wurde auch das Verhältnis bestätigt, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil sprang.
Die Ergebnisse des Tests zeigten, dass das unzureichende Reinigen durch den positiven externen Zusatz, die Tonerfusion, und der Fließbildeffekt nicht auftraten; während des gesamten Dauerhaftigkeitstests konnten wünschenswerte Kopien ausgegeben werden. Im Hinblick auf den Graphen in 11, welcher die Änderung bei dem Verhältnis zeigt, bei welchem der positive externe Zusatz sprang, ist es offensichtlich, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz sprang, während der letzteren Hälfte der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 über 0,5 wt.% jedoch unter 2,0 wt.% gehalten wurde.
Wie zuvor beschrieben, wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Blattintervall-Entwicklungsvorspannung, deren Sprungseitenbereichsgröße ansprechend auf die kumulative Anzahl der von der Prozesskartusche 44 gedruckten Kopien variiert werden kann, derart verwendet, dass das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, kontrolliert werden kann. Daher können während der gesamten Lebensdauer der Prozesskartusche 44 die Effekte des positiven externen Zusatzes bei dem Fließbildeffekt bewahrt werden, wobei die Bildqualität während der anfänglichen Periode der Lebensdauer der Prozesskartusche 44 stabilisiert wird; es können Hochqualitätsbilder stabil ausgegeben werden.
Zudem wird bei diesem Ausführungsbeispiel das Verhältnis, bei welchem der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil springt, während den Blattintervallen gesteuert, wobei sichergestellt wird, dass der positive externe Zusatz auf das lichtempfindliche Bauteil bei dem richtigen Verhältnis springt, ungeachtet von dem Punktverhältnis während der tatsächlichen Entwicklungsperiode. Außerdem wird die Sprungseitenbereichsgröße während der Periode gesteuert, in welcher sich bildlose Abschnitte des lichtempfindlichen Bauteils in der Entwicklungsstation befinden, und daher ist es nicht notwendig, die Änderung der Bilddichte zu betrachten, die von der Steuerung der Sprungseitenbereichsgröße verursacht wird. Mit anderen Worten ist es möglich, eine drastische bzw. spürbare bzw. durchgreifende Steuerung auszuführen.

Claims

Bilderzeugungsgerät, mit einem Bildhervorbringbauteil (1) zum Hervorbringen eines elektrostatischen Bildes, einem Entwicklertragebauteil (10) zum Tragen eines Entwicklers (8) und zum Erzeugen einer Entwicklungszone mit dem Bildhervorbringbauteil (1), wobei zu dem Entwickler ein Zusatz mit einer zu der Ladungspolarität des Entwicklers entgegengesetzten Ladungspolarität hinzugefügt ist, einer Spannungsanlegeeinrichtung (12) zum Anlegen einer Entwicklungsspannung an das Entwicklertragebauteil, die in einer Kraft zum Richten des Zusatzes in Richtung auf das Bildhervorbringbauteil (1) resultiert, einer Spannungssteuereinrichtung (104) zur Steuerung der Entwicklungsspannung derart, dass die Kraft zum Richten des Zusatzes in Richtung auf einen Nicht-Bildbereich des Bildhervorbringbauteils gemäß einer Anzahl von Bilderzeugungsoperationen geändert wird.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Entwicklungsspannung in der Form einer rechteckigen Welle vorliegt, und die Steuereinrichtung eine relative Einschaltdauer der Entwicklungsspannung steuert.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung eine Größe eines Sprungseitenbereichs des Zusatzes bei einer Wellenform der Entwicklungsspannung mit der Zunahme der Anzahl der Bilderzeugungsoperationen erhöht.
Gerät nach Anspruch 1, wobei das Entwicklertragebauteil (10) in einer Entwicklungskartusche enthalten ist, die an einem Hauptaufbau des Bilderzeugungsgeräts entfernbar montiert werden kann.
Gerät nach Anspruch 4, wobei das Entwicklertragebauteil (10) in einer Einheit (43) enthalten ist, die das Bildhervorbringbauteil (1) und das Entwicklertragebauteil (10) integriert enthält.
Gerät nach Anspruch 5, wobei die Einheit (43) eine Speichereinrichtung (50) zum Speichern der Anzahl von Bilderzeugungsoperationen umfasst, wobei die Steuereinrichtung die Entwicklungsspannung gemäß in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen steuert.