DE4333215A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität bei einem Bildträger - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von statischer Elektrizität und auf eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität bei einem Träger eines reproduzierten Bildes (wie Druck­ papier), die der Rückseite des Bildträgers Ionen von ent­ gegengesetzter Polarität zuführt, um den geladenen Zustand des genannten Bildträgers zu beseitigen, nachdem der geladene Bildträger ein übertragenes Bild angenommen hat.

2. Verwandte Technik

In einem Kopierer oder Drucker, bei denen die Prinzipien der Elektrofotografie genutzt werden, (1) beleuchtet Licht einen gleichförmig geladenen fotoempfindli­ chen Körper, um ein latentes Bild als geladenes Muster zu bilden, (2) wird ein Tonerpulver auf dem latenten Bild verteilt, um ein übertragbares Bild gemäß dem geladenen Muster zu bilden, und (3) wird ein Bildträger, wie Druck­ papier, zum Aufnehmen des Tonerbildes auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Körpers angeordnet, um bei dem Vorgang des Anordnens des Bildträgers, wie Papier, auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Körpers das Tonerbild aufzunehmen, (4) wird der Bildträger mit einer entgegengesetzten Polarität geladen, verglichen mit dem Tonerbild, zum Sichern der Anziehungskraft zwischen dem Bildträger und dem Tonerbild, (5) und werden nachdem das Bild übertragen worden ist, die Ionen von entgegengesetzter Polarität auf dem Bildträger von der hinteren Fläche des Bildträgers her entfernt, um die Trennung des Bildträgers von dem fotoempfindlichen Körper zu vereinfachen.

In einem Laserdrucker, bei dem ein zylindrischer fotoempfindlicher Körper verwendet wird, sind zum Beispiel die Verarbeitungseinheiten der obengenannten Punkte (1) bis (5) der Reihe nach an dem Umfang des rotierbaren fotoemp­ findlichen Körpers angeordnet, und bei einer Rotation des fotoempfindlichen Körpers, der sich mit hoher Geschwindig­ keit dreht, wird die Verarbeitung der obengenannten Punkte (1) bis (5) auf der Linie, die die zylindrische Fläche überquert (siehe Fig. 2), sequentiell ausgeführt.

Das heißt, (1) ein ständiger Laserstrahl tastet die zylindrische Fläche des fotoempfindlichen Körpers ab, die auf +400 V geladen ist, um die Ladung an dem bestrahlten Punkt absinken zu lassen und um ein latentes Bild durch ein elektrisches Ladungsmuster zu bilden, (2) ein schwarzer Toner wird auf dem latenten Bild verteilt, um ihn mit der elektrostatischen Elektrizität auf dem latenten Bild selek­ tiv zu halten und um das Ladungsmuster zu entwickeln, (3) das entwickelte schwarze Tonerbild wird auf die Oberfläche des Bildträgers (Papier) übertragen, (4) das Papier wird, bevor es mit dem fotoempfindlichen Körper in Berührung gelangt, von seiner Rückseite her mit negativen Ionen bestrahlt und auf -200 V geladen, und (5) dann werden, wenn das Papier mit dem fotoempfindlichen Körper in Kontakt gelangt, positive Ionen von seiner Rückseite her ein­ gestrahlt, um die elektrische Ladung auf dem Papier zu versetzen.

Hier umfaßt jede beliebige Ionenerzeugungseinheit, die bei den Anwendungen der Punkte (4) und (5) verwendet werden kann, Drahtelektroden, die gegenüber der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers angeordnet sind. Den Drahtelektroden wird eine Hochspannung zugeführt, um eine Entladung zum Bilden von positiven und negativen Ionen in der Luft auszuführen. Die Polarität der Spannung, die den Drahtelektroden zugeführt wird, entscheidet, welche dieser positiven und negativen Ionen benutzt werden. Bei der Anwendung von Punkt (4) wird zum Beispiel eine relative hohe Gleichstromspannung, wie -7 kV, einer einzelnen Drahtelek­ trode zugeführt, wogegen bei der Anwendung von Punkt (5) eine Wechselstromspannung von 12 kV Spitze-Spitze mit einer Vorspannung von 1000 V (Gleichstrom) den zwei Drahtelek­ troden zugeführt wird, die parallel angeordnet sind.

Von einem Kopierer und einem Drucker, bei denen das Prinzip der Elektrofotografie eingesetzt wird, wird eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit verlangt. (5) Die Elek­ trizitätsentfernungseinheit zum Emittieren eines Ions von entgegengesetzter Polarität gegenüber dem geladenen Zustand des Bildträgers von der hinteren Fläche des Bildträgers her wird jedoch zu einem Hindernis bei der Realisierung einer hohen Geschwindigkeit.

Mit anderen Worten, falls eine Hochgeschwindigkeitsver­ arbeitung angewendet wird, wird die Geschwindigkeit des Bildträgers erhöht und dies verkürzt die Zeit, die zur Verfügung steht, um die Ladung von dem Bildträger zu entfer­ nen. Falls die Ioneneinstrahlungsintensität erhöht wird, um die Elektrizitätsbeseitigung innerhalb einer kurzen Zeit abzuschließen, wird ein Teil des Toners, der auf dem Bild­ träger adsorbiert ist, von dem Bildträger abgestoßen und kehrt zu dem fotoempfindlichen Körper zurück, und die Qualität eines gedruckten Bildes oder von gedruckter Schrift wird reduziert.

Wenn die Ioneneinstrahlungsintensität jedoch nicht erhöht wird, kann die elektrostatische Ladung nicht voll­ ständig von dem Bildträger entfernt werden, der fotoempfind­ liche Körper kann nicht leicht von dem Bildträger getrennt werden, und die statische Elektrizität auf dem Bildträger erschwert die Handhabung des Bildträgers bei jedem der späteren Vorgänge.

Bei dem obengenannten Laserdrucker, bei dem ein zylin­ drischer fotoempfindlicher Körper als fotoempfindlicher Körper verwendet wird, (4) wird zum Beispiel das schwarze Tonerbild, das auf dem Ladungsmuster (latentes Bild) durch eine Ladung von +50 V auf der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers gehalten wird, mit dem Papier überdeckt, das auf -200 V geladen ist, zum elektrostatischen Adsorbieren des schwarzen Tonerbildes auf der Seite des Papiers. Falls die Vorspannung, die der Drahtelektrode zuzuführen ist, bis auf 1500 V erhöht würde, um die Ionen­ einstrahlungsintensität (Ausgangsstrom) zu vergrößern und um den geladenen Zustand des Papiers rapide zu versetzen, würde die Anziehungskraft auf der zylindrischen Fläche des foto­ empfindlichen Körpers gegenüber dem schwarzen Tonerbild einflußreicher als die Anziehungskraft des Papiers. Deshalb könnte, wenn das Papier von dem fotoempfindlichen Körper getrennt worden ist, das schwarze Tonerbild durch den fotoempfindlichen Körper gehalten werden.

Falls jedoch die Vorspannung, die der Drahtelektrode zuzuführen ist, bei 1000 V bliebe, um das schwarze Tonerbild auf dem Papier zu hinterlassen, wäre die Ladungsentfernung unausreichend, wenn sich der fotoempfindliche Körper mit hoher Geschwindigkeit dreht, und das Papier kann nicht leicht von dem fotoempfindlichen Körper getrennt werden. Deshalb kann ein mechanisches Mittel zum Trennen (eine Schabeklinge, etc.) erforderlich sein. Und es ist wahr­ scheinlich, daß bei dem Papierzuführungsmechanismus bei einer späteren Stufe ferner ein Papierstau verursacht wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Entfernen von statischer Elektrizität und eine Einheit zum Entfernen von statischer Elektrizität bei einem Bildträger vorzustellen, die die Hochgeschwindigkeitsver­ arbeitung in einem Kopierer und einem Drucker, bei denen das Prinzip der Elektrofotografie eingesetzt wird, nicht verhin­ dert.

Diese Erfindung umfaßt eine Aufgabe zum Vorsehen eines Verfahrens zum Entfernen von statischer Elektrizität und einer Einheit zum Entfernen von statischer Elektrizität bei einem Bildträger, bei der die Qualität von Drucksachen garantiert werden kann, da der Toner, der auf dem Bildträger adsorbiert wurde, nicht zu dem fotoempfindlichen Körper zurückkehrt, und der Bildträger von dem fotoempfindlichen Körper leicht getrennt werden kann, da die Elektrizitäts­ entfernung von dem Bildträger ausreichend gesichert ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Entfernen von statischer Elektrizität vor­ gesehen, mit den folgenden Schritten: Bilden eines Bildes auf einem fotoempfindlichen Körper; elektrostatisches Anheften eines elektrisch geladenen Bildträgers an den genannten fotoempfindlichen Körper; Zuführen von Ionen mit einer Polarität, die zu der elektrischen Ladung auf dem genannten Bildträger entgegengesetzt ist, zu einer hinteren Oberfläche von ihm, um den geladenen Zustand des genannten Bildträgers zu versetzen, um den genannten Bildträger von dem genannten fotoempfindlichen Körper leicht zu trennen; und Emittieren von Ionen von wenigstens zwei Ionenerzeu­ gungsmitteln, die angeordnet sind, um Ionen auf den Bild­ träger zu emittieren, so daß die Stärke des elektrischen Vorspannungsfeldes zwischen dem ersten Ionenerzeugungs­ mittel, das stromabwärts positioniert ist, und dem genannten fotoempfindlichen Körper größer als jene des elektrischen Vorspannungsfeldes zwischen dem zweiten Ionenerzeugungs­ mittel, das stromaufwärts positioniert ist, und dem genann­ ten fotoempfindlichen Körper ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elek­ trizität vorgesehen, mit: wenigstens zwei Ionenerzeugungs­ mitteln, die nahe der fotoempfindlichen Oberfläche eines fotoempfindlichen Körpers angeordnet sind, zum Emittieren von Ionen auf die genannte fotoempfindliche Oberfläche; und bei der ein Abstand zwischen dem ersten Ionenerzeugungs­ mittel, das stromabwärts positioniert ist, und der genannten fotoempfindlichen Oberfläche kürzer als ein Abstand zwischen dem genannten zweiten Ionenerzeugungsmittel, das stromauf­ wärts positioniert ist, und der genannten fotoempfindlichen Oberfläche ist.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität vorgesehen, mit: wenigstens zwei Ionenerzeu­ gungsmitteln, die nahe einer fotoempfindlichen Oberfläche eines fotoempfindlichen Körpers angeordnet sind, zum Emit­ tieren von Ionen auf die genannte fotoempfindliche Ober­ fläche; und bei der eine Vorspannung, die auf das erste Ionenerzeugungsmittel angewendet wird, das stromabwärts positioniert ist, höher als die ist, die auf das zweite Ionenerzeugungsmittel angewendet wird, die stromaufwärts positioniert ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elek­ trizität vorgesehen, mit: wenigstens zwei Drähten, die in einer Richtung quer über eine fotoempfindliche Oberfläche eines fotoempfindlichen Körpers und parallel zueinander angeordnet sind, zum Emittieren von Ionen auf die genannte fotoempfindliche Oberfläche; einem Rahmenmittel zum Stützen und Isolieren der genannten Drähte, so daß die Positionen der genannten Drähte bezüglich der genannten fotoempfindli­ chen Oberfläche fixiert sind; einem Mittel zum Zuführen eines Hochspannungswechselstroms, der durch eine Gleich­ stromspannung vorgespannt ist, jeweils zu den genannten Drähten; und bei der die Stärke des elektrischen Vorspan­ nungsfeldes, das zwischen dem ersten Draht, der stromabwärts positioniert ist, und dem genannten fotoempfindlichen Körper gebildet ist, größer als jene des elektrischen Vorspannungs­ feldes ist, das zwischen dem zweiten Draht, der stromauf­ wärts positioniert ist, und dem genannten fotoempfindlichen Körper gebildet ist.

Bei einer Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität ferner: einen anderen Draht, zusätzlich zu den genannten wenigstens zwei Drähten, wobei dem genannten anderen Draht ein negativer Hochspannungsgleichstrom zugeführt wird; einen Bildträger; und bei der das genannte Rahmenmittel ferner den genannten anderen Draht integral mit den genannten wenig­ stens zwei Drähten stützt, so daß der genannte andere Draht an einer Position angeordnet ist, die sich noch weiter stromaufwärts befindet als die genannten wenigstens zwei Drähte, und die Position des genannten anderen Drahtes fixiert ist.

Bei einer anderen Ausführungsform ist der erste Draht, der stromabwärts positioniert ist, näher an der genannten fotoempfindlichen Oberfläche angeordnet als der genannte zweite Draht, der stromaufwärts positioniert ist; und die Vorrichtung umfaßt ferner: ein Hochspannungsenergie­ versorgungsmittel zum Zuführen eines Wechselstroms mit einer gleichen Amplitude zu den genannten wenigstens zwei Drähten; und ein Vorspannungsregelungsmittel zum Regeln des Wechsel­ stroms, der durch das genannte Hochspannungsenergie­ versorgungsmittel zugeführt wird, gemäß einer Bildträgerart oder der Oberflächengeschwindigkeit des genannten fotoemp­ findlichen Körpers.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine erläuternde Zeichnung der Grundstruktur des Verfahrens zum Entfernen einer statischen elektrischen Ladung von dem Bildträger;

Fig. 2 ist eine erläuternde Zeichnung der Struktur einer Laserdruckerdruckeinheit bei einer bevorzugten Aus­ führungsform;

Fig. 3 ist ein Verarbeitungsflußdiagramm bei der in Fig. 2 gezeigten Druckeinheit;

Fig. 4 ist eine teilweise erweiterte Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Druckeinheit; und

Fig. 5 ist eine erläuternde Zeichnung des Effektes, der bei der vorliegenden Ausführungsform erreichbar ist.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- FORMEN

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird bei dem Verfahren zum Entfernen von statischer Elektrizität, das in Fig. 1 gezeigt ist, die Stärke des elektrischen Vorspan­ nungsfeldes zum Beschleunigen des erzeugten Ions zu dem Bildträger (Druckpapier) hin vergrößert oder verkleinert, zum Einstellen einer Differenz bei der Elektrizitätsent­ fernungsfähigkeit zwischen einem Ionenerzeugungsmittel 14F, das stromabwärts positioniert ist (eine anschließende Position in der Fortschrittsrichtung des Bildträgers), und einem Ionenerzeugungsmittel 14B, das stromaufwärts positio­ niert ist (eine vorausgehende Position).

Der Bildträger 13, der gegenüber der Oberfläche eines fotoempfindlichen Körpers 11 (die ein übertragenes Bild 12 hält) auf eine entgegengesetzte Polarität geladen ist, kommt mit dem fotoempfindlichen Körper 11 in Kontakt. Das über­ tragene Bild 12 auf dem fotoempfindlichen Körper 11 wurde anfangs auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Körpers 11 elektrostatisch gehalten, wird aber zu der stärkeren elek­ trischen Ladung des Bildträgers 13 hingezogen und an diesen angeheftet.

Falls das Ionenerzeugungsmittel 14 Ionen zu der Rück­ seite des Bildträgers 13 emittiert, um die elektrische Ladung auf dem Bildträger 13 zu versetzen, und außerdem dem Bildträger 13 eine elektrische Ladung mit entgegengesetzter Polarität (dieselbe Polarität wie auf dem fotoempfindlichen Körper 11) in einer Höhe verliehen hat, daß der Bildträger 13 in der Lage ist, das übertragene Bild 12 zu halten, verschwinden danach die gegenseitigen Anziehungskräfte zwischen dem fotoempfindlichen Körper 11 und dem Bildträger 13, und der Bildträger 13 kann von dem fotoempfindlichen Körper 11 leicht getrennt werden, wobei er das übertragene Bild 12 auf sich trägt.

Falls die statische Elektrizität auf dem Bildträger 13 durch das Ionenerzeugungsmittel 14B, durch das der genannte Körper zuerst hindurchlief, zu plötzlich entfernt wird, kehrt das übertragene Bild 12, das zu dem Bildträger 13 hinübergetragen wurde, zu dem fotoempfindlichen Körper 11 zurück, und das übertragene Bild 12 ist nicht auf dem Bildträger 13 verblieben, der von dem fotoempfindlichen Körper 11 getrennt wurde. Deshalb muß die Stärke des elek­ trischen Vorspannungsfeldes zum Erregen des Ionenerzeugungs­ mittels 14B zu dem Bildträger 11 hin herabgesetzt werden, um eine Entfernung der statischen Elektrizität von dem Bild­ träger 13 langsam auszuführen.

Als Verfahren zum Herabsetzen der Stärke des elek­ trischen Vorspannungsfeldes kann ein Verfahren zum (1) Herabsetzen der Vorspannung, die dem Ionenerzeugungsmittel 14B zu verleihen ist, oder zum (2) Hinwegbewegen des Ionen­ erzeugungsmittels 14B von dem fotoempfindlichen Körper 11 angewendet werden.

Hier wurde der fotoempfindliche Körper 11 hergestellt, indem die Oberfläche eines leitenden Stützmaterials mit einer Substanz beschichtet wurde, die ihre Leitfähigkeit in der Gegenwart von Licht ändert. Zum Beispiel kann ein fotoempfindlicher Körper eingesetzt werden, bei dem das Stützmaterial aus einem Metallzylinder besteht, oder ein fotoempfindliches Band, bei dem das Stützmaterial aus einem Metallblatt hergestellt ist, das in einem Bandsystem gestützt wird. Ferner kann der fotoempfindliche Körper 11 einer sein, bei dem ein latentes Bild durch irgendein anderes Verfahren als durch Licht gebildet wird. Ferner kann zum Bilden eines elektrostatischen latenten Bildes durch elektrische, magnetische oder mechanische Wirkungen ein ein Latentbild tragender Körper im weiten Sinne verwendet werden.

Außerdem ist der Bildträger 13 ein Aufzeichnungsmedium zum Reproduzieren eines übertragenen Bildes auf dem fotoemp­ findlichen Körper 1, das durch den Toner (zum Beispiel ein schwarzes Tonerpulver) gebildet wurde, um das Bild auf der Oberfläche zu fixieren. Ein zusammenhängendes Material, oder ein Blatt (zum Beispiel ein Einzelblatt), das aus solchen Materialien wie Papier, Stoff, Harz, Leder, etc., besteht, kann verwendet werden.

Zusätzlich kann als Ionenerzeugungsmittel 14 eine Koronaentladungserzeugungseinheit eingesetzt werden, die einen Draht, eine Messerschneide oder einen Stab benutzt, eine elektronische Auslöseeinheit, die ein fotoelektrisches Material und eine Lichtquelle benutzt, oder eine Plasma­ erzeugungseinheit, die eine elektrische Hochfrequenzent­ ladung nutzt. Auf jeden Fall wird dem Ionenerzeugungsmittel 14 eine Vorspannung zugeführt, die auf die entgegengesetzte Polarität (positiv oder negativ) gegenüber der elektrischen Ladung des Bildträgers 13 eingestellt ist. Die Vorspannung bildet ein elektrisches Vorspannungsfeld zwischen der Ionenerzeugungseinheit 14 und dem fotoempfindlichen Körper 11 und erregt den Bildträger 13 mit erzeugten Ionen von entgegengesetzter Polarität, verglichen mit der elektrischen Ladung des Bildträgers 13.

Bei der obengenannten Einheit zum Entfernen von stati­ scher Elektrizität wird das Ionenerzeugungsmittel, das stromaufwärts positioniert ist, von dem fotoempfindlichen Körper ferngehalten, und seine Elektrizitätsentfernungs­ fähigkeit ist im Vergleich zu jener des Ionenerzeugungs­ mittels, das auf der vorderen Seite positioniert ist, niedrig.

Bei der gezeigten Elektrizitätsentfernungseinheit wird dem Ionenerzeugungsmittel, das stromaufwärts positioniert ist, eine niedrigere Vorspannung zugeführt, und seine Elektrizitätsentfernungsfähigkeit wurde im Vergleich zu jener des Ionenerzeugungsmittels, das auf der vorderen Seite positioniert ist, reduziert.

Bei der Elektrizitätsentfernungseinheit dieser Erfin­ dung kann das Ionenerzeugungsmittel auf einen Generator einer elektrischen Koronaentladung des Drahttyps begrenzt sein. Dem Draht wird eine Hochspannung zugeführt, um eine elektrische Koronaentladung zum Erzeugen von Ionen in der Luft zu erzeugen. Die erzeugten Ionen werden längs des elektrischen Felds rings um den Draht beschleunigt und erreichen den Bildträger, wodurch die elektrische Ladung des Bildträgers versetzt wird.

Mehr als zwei Drähte können zum Vorsehen ihrer unabhängigen Vorspannungen gemeinsam durch einen Rahmenkör­ per gestützt sein, oder der Abstand zwischen dem Draht und dem fotoempfindlichen Körper kann auch vergrößert oder verkleinert werden, wenn eine gemeinsame Vorspannung zugeführt wird. Auf jeden Fall ist für den Draht, der stromaufwärts positioniert ist, im Vergleich zu dem Draht, der stromabwärts positioniert ist, ein schwächeres elek­ trisches Vorspannungsfeld vorgesehen, und seine Elektrizi­ tätsentfernungsfähigkeit ist reduziert.

Bei der Elektrizitätsentfernungseinheit dieser Erfin­ dung kann eine Einrichtung zum elektrischen Laden, zum negativen Laden des übertragenen Körpers, bevor er den fotoempfindlichen Körper kontaktiert, mit der Elektrizitäts­ entfernungseinheit integral konstruiert sein. Die Einrich­ tung zum elektrischen Laden besteht aus einem Koronaent­ ladungsgenerator eines Drahttyps, der der Elektrizitäts­ entfernungseinheit ähnlich ist, und unterscheidet sich nur in ihrer Montageposition, verglichen mit dem fotoempfindli­ chen Körper, und ihrer eingeprägten Spannung.

Bei der Elektrizitätsentfernungseinheit dieser Erfin­ dung kann ein Hochspannungswechselstrom gemeinsam mehr als zwei Drähten durch eine Hochspannungsstromquelle zugeführt werden. Der Hochspannungswechselstrom, der dem Draht zugeführt wird, erzeugt eine elektrische Koronaentladung rings um den Draht, um Ionen zu bilden. Ferner bildet die Vorspannung von entgegengesetzter Polarität, die dem Bild­ träger zugeführt wurde, ein elektrisches Vorspannungsfeld in dem Raum rings um den fotoempfindlichen Körper (oder ein elektrisch geladenes Papier und dergleichen), beschleunigt das Ion (dessen Polarität zu der elektrischen Ladung des Bildträgers entgegengesetzt ist) zu der Seite des Bild­ trägers hin und bildet einen Ableitungsstrom in dem Draht. Die Vorspannungen in den mehr als zwei Drähten können gleich oder unterschiedlich sein.

Falls die Oberflächengeschwindigkeit des fotoempfindli­ chen Körpers zu hoch ist, wird das absolute Volumen der Ionen mit entgegengesetzter Polarität, die durch den Bild­ träger empfangen werden, während der Zeit, in der der Bildträger durch die Elektrizitätsentfernungseinheit hin­ durchläuft, reduziert, und es besteht die Wahrscheinlich­ keit, daß die Entfernung der statischen Elektrizität unvoll­ ständig erfolgt. Deshalb regelt das Vorspannungsregelungs­ mittel die Balance der entsprechenden Vorspannungen in mehr als zwei Drähten und erhöht das absolute Volumen der Ionen mit entgegengesetzter Polarität, die durch den Bildträger empfangen werden müssen, wenn er durch die Elektrizität­ sentfernungseinheit hindurchläuft.

Ferner benötigt ein dünner oder schwacher Bildträger mehr Ionen mit entgegengesetzter Polarität, um die Trennung durch elektrostatische Kraft zu verstärken, da eine Trennung von dem fotoempfindlichen Körper durch die eigene Elastizi­ tät der Bildträger nicht erwartet werden kann. Deshalb erhöht das Vorspannungsregelungsmittel die Vorspannung für den Draht, um das absolute Volumen von Ionen mit entgegen­ gesetzter Polarität, die durch den Bildträger empfangen werden, während der Zeit, in der er durch die Elektrizitäts­ entfernungseinheit hindurchläuft, zu vergrößern.

Die Vorspannung kann entweder durch (1) einen Bediener geregelt werden, der eine angemessene Vorspannung einstellt, oder (2) es ist ein Sensor installiert, um die Druckbedin­ gungen zu detektieren, um zu veranlassen, daß ein Drucker eine ähnliche Einstellung automatisch ausführt.

Einige Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 4 eingehend beschrieben, in denen Fig. 2 eine erläuternde Zeichnung der Struktur eines Laserdruckers bei einer bevorzugten Ausführungsform ist, Fig. 3 ein Verarbei­ tungsflußdiagramm in dem Laserdrucker von Fig. 2 ist, und Fig. 4 eine teilweise erweiterte Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Laserdruckers ist. Hier besteht die Einheit zum Entfernen der Papierelektrizität aus einem Generator einer elektrischen Koronaentladung, bei dem drei Drähte verwendet werden. Der Abstand zwischen dem fotoempfindlichen Körper und dem Draht vorn in Drehrichtung des fotoempfindlichen Körpers ist reduziert.

In Fig. 2 ist der fotoempfindliche Körper 20 in dem Laserdrucker rotierbar gestützt. Eine Einrichtung zum gleichförmigen elektrischen Laden 29, eine optische Einheit 21, ein Restladungsbeseitigungsabschnitt 23, eine Papier­ ladeeinrichtug 31, eine Anordnung zum Entfernen von stati­ scher Elektrizität des Papiers 32, eine Trennrolle 24, ein Schaber 26, eine Anordnung zum Entfernen von statischer Elektrizität der Trommel 27, eine Reinigungseinheit 28, etc., sind rings um die fotoempfindliche Trommel 20 angeord­ net.

Ferner ist eine Fixiereinheit 25 stromabwärts in einem Papierdurchgang 30 angeordnet, und die Hochspannung, die einer Einrichtung zum elektrischen Laden des Papiers 31 und einer Anordnung zum Entfernen der statischen Elektrizität des Papiers 32 zuzuführen ist, wird durch die Energiequel­ leneinheit 33 erzeugt.

An jeder Position der zylindrischen Fläche der fotoemp­ findlichen Trommel 20 in Fig. 2 wird während einer Umdrehung der fotoempfindlichen Trommel 20 kontinuierlich ein neues Übertragungsbild gebildet und auf das Papier übertragen. Andererseits wird das vorherige übertragene Bild gelöscht.

Das heißt, in der Einrichtung zum gleichförmigen elektrischen Laden 29 wird die zylindrische Fläche der fotoempfindlichen Trommel 20 mit Elektrizität in der Größen­ ordnung von bis zu 400 V gleichförmig geladen. In der optischen Einheit 21 tastet ein ständiger Laserstrahl die zylindrische Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 20 ab, um ein latentes Bild zu bilden, dessen Potential lokal auf etwa 50 V reduziert wurde.

Die Entwicklungseinheit 22 wurde auf 200 V vorgespannt, und der Farbtoner mit hohem Widerstand wird auf Grund des Potentials auf dem latenten Bild bewegt und haftet selektiv an dem latenten Bild. In dem Restladungsbeseitigungs­ abschnitt 23 scheint ein intensives Licht auf die zylin­ drische Fläche des fotoempfindlichen Körpers 20, zum Ent­ laden der statischen Elektrizität in dem Hintergrundbereich, der nicht durch den Farbtoner bedeckt ist.

Die Einrichtung zum elektrischen Laden des Papiers 31 erzeugt eine elektrische Koronaentladung unter Verwendung einer Gleichstromspannung (in den Zeichnungen als "DC" bezeichnet) von -7 kV von der Energiequelleneinheit 33, überträgt negative Ionen auf die hintere Oberfläche des Papiers, das längs des Papierdurchgangs 30 zugeführt wird, lädt das Papier elektrisch auf etwa -200 V. Das elektrisch geladene Papier gelangt mit der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers 20 in Kontakt und haftet an ihr, um den Farbtoner von der zylindrischen Fläche des fotoemp­ findlichen Körpers 20 zu entfernen.

Die Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung des Papiers 32 erzeugt eine elektrische Koronaentladung unter Verwendung einer Wechselstromspannung (in den Zeichnungen als "AC" bezeichnet) von 12 kV Spitze-Spitze (in den Zeich­ nungen auch als "P-P" bezeichnet), die von der Energie­ quelleneinheit 33 zugeführt wurde, und emittiert die positi­ ven und negativen Ionen auf die hintere Fläche des Papiers, um die elektrische Ladung zu versetzen, die durch die Einrichtung zum elektrischen Laden des Papiers 31 erzeugt wurde. Zu dieser Zeit wird der Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung des Papiers 32 eine Vorspannung von etwa 1000 V verliehen, das Papier wird schließlich auf etwa 100 V geladen, erhält dieselbe Polarität wie jene des fotoemp­ findlichen Körpers 20, um eine Repulsionskraft zu verursa­ chen, und das Papier trennt sich von der fotoempfindlichen Trommel 20.

Eine Trennrolle 24 schält das Ende des Papiers von der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers 20 ab und befördert es auf ein Übertragungsband und führt das Papier zu einer Fixiereinheit 25. In der Fixiereinheit 25 scheint ein Stroboskoplicht auf die Oberfläche des Papiers, die den Farbtoner hält, der das Licht selektiv absorbiert und mit dem Papier verschmilzt, wodurch das übertragene Bild auf dem Papier fixiert wird. Außerdem schält der Schaber 26 jedes Papier, das durch die Trennrolle 24 nicht getrennt werden konnte, von dem fotoempfindlichen Körper 20 ab.

Andererseits wird in der Anordnung zur Elektrizitäts­ entfernung der Trommel 27 und in der Reinigungseinheit 28 der Farbtoner entfernt, der auf der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers 20 zurückgeblieben ist, und ein leichtes Muster der elektrischen Ladung, das auf der Ober­ fläche verblieben ist, wird auch entfernt, um das latente Bild und dergleichen bezüglich des vorhergehenden Druckens zu löschen.

Von der Einrichtung zum gleichförmigen elektrischen Laden 29, der Einrichtung zum elektrischen Laden des Papiers 31, der Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung des Papiers 32 oder der Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung der Trommel 27 kann jede ein Generator einer elek­ trischen Koronaentladung des Drahttyps sein. Der Generator einer elektrischen Koronaentladung wird gebildet, indem ein dünner Wolframdraht gespannt und in einem isolierten box­ förmigen Rahmenkörper gehalten wird, der gegenüber der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers 20 positioniert ist. Die Einrichtung zum gleichförmigen elek­ trischen Laden 29, die Einrichtung zum elektrischen Laden des Papiers 31, die Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung des Papiers 32 und die Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung der Trommel 27 weisen ihre jeweiligen Funktionen in Abhängigkeit von ihren Montagepositionen und von der Art der zugeführten Spannung auf.

Bei der in Fig. 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist, um die Ausgewogenheit der elektrischen Entladungs­ fähigkeiten zwischen den drei Drähten 32A, 32B und 32C einzustellen, die bei der Einrichtung zum Entfernung der elektrischen Ladung des Papiers 32 ausgelegt sind, die zuzuführende Spannung gleich gemacht worden, während der Abstand von den drei Wolframdrähten 32A, 32B und 32C zu dem fotoempfindlichen Körper 20 unterschiedlich gemacht wurde.

Mit anderen Worten, die Drähte 32A, 32B und 32C wurden mit einem Abstand von 8 mm zwischen ihnen in Papierzufüh­ rungsrichtung ausgelegt, der Abstand zu dem fotoempfindli­ chen Körper 20 von dem Draht 32A und von dem Zwischendraht 32B, die auf der hinteren Seite der Drehrichtung des foto­ empfindlichen Körpers 20 positioniert sind, wurde auf 10 mm eingestellt, während der Abstand zu dem fotoempfindlichen Körper 20 von dem Draht 32C, der auf der vorderen Seite der Drehrichtung des fotoempfindlichen Körpers 20 positioniert ist, auf 8 mm eingestellt wurde. Zusätzlich sind die Drähte 32A, 32B und 32C an der Außenseite des Rahmenkörpers mitein­ ander verbunden, wobei die Wechselspannung von 12 kV Spitze- Spitze mit einer Gleichspannung von 1000 V vorgespannt ist.

Dadurch kann die Fähigkeit zum Entfernen der elek­ trischen Ladung des Drahtes 32C im Vergleich zu jener des Drahtes 32A verstärkt werden, die Geschwindigkeit der Entfernung der elektrischen Ladung von dem Papier kann durch die Drähte 32A, 32B und 32C reduziert werden, während die Gesamtfähigkeit zum Entfernen der elektrischen Ladung durch die Drähte 32A, 32B und 32C garantiert ist, und eine plötz­ liche Entfernung der elektrischen Ladung von dem Papier kann vermieden werden, selbst wenn die Geschwindigkeit des Papiers durch schnelles Drehen des fotoempfindlichen Körpers 20 erhöht wird.

Fig. 5 ist eine erläuternde Ansicht des Effektes dieser bevorzugten Ausführungsform. Teil (a) in dieser Figur zeigt das Vergleichsergebnis gegenüber zwei Vergleichsbeispielen, während Teil (b) ein Konzeptdiagramm der Geschwindigkeit der Entfernung der elektrischen Ladung darstellt.

Bei den Vergleichsbeispielen A und B in Fig. 5 (a) wurde der Draht 32C in der Anordnung zum Entfernen der elektrischen Ladung des Papiers bei der vorliegenden Aus­ führungsform um 2 mm zurückbewegt, und alle drei Drähte 32A, 32B und 32C sind 10 mm von der Oberfläche des fotoempfindli­ chen Körpers 20 entfernt angeordnet. Und bei Vergleich A wurde nur die zuzuführende Vorspannung auf 1200 V angehoben und unterscheidet sich von den Spannungen der anderen Drähte, wogegen bei Vergleich B die Wechselstromspannung und die Vorspannung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform eingestellt wurden.

Wenn das Drucken bei der Geschwindigkeit von 120 Seiten pro Minute unter Verwendung des fotoempfindlichen Körpers 20 mit einem Durchmesser von 250 mm durchgeführt wurde, traten eine gute Trennung des Papiers und ein Drucken mit hoher Qualität zusammen nur bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform auf. Im Gegensatz dazu ging bei Vergleichs­ beispiel A die Druckqualität zurück, und bei Beispiel B kam es während der Trennung dem Papiers von dem fotoempfindli­ chen Körper zu Schwierigkeiten, wodurch häufige Papierstaus und eine Falschanordnung des Toners auf dem Papier auf Grund von Reibung herbeigeführt wurden.

Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform in Fig. 5(b) kann die Fähigkeit zum Entfernen der elektrischen Ladung des Drahtes 32C nahe der fotoempfindlichen Trommel verstärkt werden, und die Gesamtfähigkeit zum Entfernen der elektrischen Ladung kann gesichert werden, selbst nachdem die Fähigkeiten zum Entfernen der elektrischen Ladung der Drähte 32A und 32B verringert sind. Aus diesem Grund könnte die Potentialsteigungsgeschwindigkeit des Papiers in dem Abschnitt zwischen den Drähten 32A und 32B als gleichwertig zu der Potentialsteigungsgeschwindigkeit in dem Falle von Vergleichsbeispiel A angesehen werden, wo die Papierge­ schwindigkeit beträchtlich abfiel.

Ferner wird, da die Gesamtfähigkeit zum Entfernen der elektrischen Ladung bei Vergleichsbeispiel B niedrig ist, die Entfernung der statischen elektrischen Ladung von dem Papier während des Hochgeschwindigkeitsdruckens unausrei­ chend. Mit anderen Worten, da die Entfernung der statischen elektrischen Ladung zu der Papierzuführungsrichtung hin bei der vorliegenden Ausführungsform allmählich intensiviert wird, wird die günstige Potentialbeziehung zwischen dem fotoempfindlichen Körper und dem Toner selbst nach Erhöhen der Papiergeschwindigkeit beibehalten, und deshalb treten während einer Hochgeschwindigkeitsdruckoperation eine gute Trennung des Papiers und das Drucken mit hoher Qualität zusammen auf.

Der Grund dafür, daß sich der Toner nicht von dem Papier trennt, wenn die Geschwindigkeit des Entfernens der elektrischen Ladung von dem Papier verlangsamt worden ist, ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß, wenn die Ionen der hinteren Fläche des Papiers zugeführt werden, um die statische elektrische Ladung zu entfernen, die Entfernung der statischen elektrischen Ladung des Toners gleichzeitig ausgeführt wird und der Toner dem Zustand der elektrischen Ladung ausgesetzt ist, die zu der zylindrischen Fläche des fotoempfindlichen Körpers 20 abstoßend ist. Das heißt, es wird vermutet, daß der Toner, falls die Geschwindigkeit der Entfernung der statischen elektrischen Ladung zu hoch ist, seinen statischen elektrischen Zustand nicht vollkommen ändern kann und deshalb der Toner dazu neigt, zu dem foto­ empfindlichen Körper 20 hingezogen zu werden, wenn sich das Papier von dem fotoempfindlichen Körper 20 trennt.

Falls die Druckgeschwindigkeit weiter erhöht wird, kann dies deshalb selbst bei der Einheit zum Entfernen der elektrischen Ladung dieser Ausführungsform gleichbedeutend mit einem Reduzieren des Abstandes zwischen den Drähten 32A, 32B und 32C sein, die in Fig. 5 (b) gezeigt sind, wobei die Geschwindigkeit zum Entfernen der elektrischen Ladung, die dem Vergleichsbeispiel A entspricht, auferlegt wird, und dann der Toner auf dem Papier zu dem fotoempfindlichen Körper zurückkehrt, wobei die Möglichkeit besteht, daß die Druckqualität verringert wird. Gleichzeitig besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß nur der abschließende Zustand des Entfernens der statischen elektrischen Ladung erhalten werden kann, der dem Vergleichsbeispiel B entspricht, wodurch es erschwert wird, das Papier von dem fotoempfindli­ chen Körper zu trennen.

Deshalb wird, um die Druckgeschwindigkeit weiter zu erhöhen, die Zeit des Durchlaufens der Einheit zum Entfernen der elektrischen Ladung durch Vergrößern des Abstandes zwischen den Drähten 32A, 32B und 32C ausgedehnt. Falls die Vergrößerung angesichts des verfügbaren Montageraumes schwierig ist, wird der abschließende Zustand des Entfernens der elektrischen Ladung gesteuert, während die Geschwindig­ keit des Entfernens der elektrischen Ladung durch Einstellen des Ausgewogenheit der Vorspannungen zwischen den Drähten 32A, 32B und 32C beibehalten wird. Zum Beispiel sind die Drähte 32A, 32B und 32C von dem fotoempfindlichen Körper weiter entfernt zu positionieren.

Bei den obengenannten Ausführungsformen wurde der Abstand von den Drähten 32A, 32B und 32C zu dem fotoempfind­ lichen Körper eingestellt, um die Vorspannung gleich zu machen, aber ungeachtet dessen kann, (1) selbst wenn der Abstand von den Drähten 32A, 32B und 32C zu dem fotoempfind­ lichen Körper gleich ist, wobei sich die Vorspannungen jeweils unterscheiden, oder (2) selbst wenn sich sowohl der Abstand von den Drähten 32A, 32B und 32C zu dem fotoempfind­ lichen Körper als auch die Vorspannungen unterscheiden, der ähnliche Effekt zu jenem der obengenannten Ausführungsform erreicht werden.

Da im Fall eines festen Papiers die Trennungskraft des Papiers durch seine Elastizität erwartet werden kann, kann die Vorspannung, die den Drähten 32A, 32B und 32C gemeinsam zuzuführen ist, verringert werden. Da außerdem bei einem Hochgeschwindigkeitsdrucken die Trennungskraft des Papiers auf Grund der Zentrifugalkraft des fotoempfindlichen Körpers erwartet werden kann, kann es akzeptabel sein, die Ein­ stellung der Vorspannungen der Drähte 32A, 32B und 32C anzuwenden.

Claims (6)

1. Ein Verfahren zum Entfernen von statischer Elek­ trizität mit den folgenden Schritten:
Bilden eines übertragenen Bildes auf einem fotoempfindlichen Körper;
elektrostatisches Anheften eines elektrisch geladenen Bildträgers an den fotoempfindlichen Körper;
Zuführen von Ionen mit einer Polarität, die zu der elektrischen Ladung des Bildträgers entgegengesetzt ist, zu einer hinteren Oberfläche von ihm, um den geladenen Zustand des Bildträgers zu versetzen, um den Bildträger von dem fotoempfindlichen Körper leicht zu trennen; und
Emittieren von Ionen von wenigstens zwei Ionenerzeugungsmitteln, die angeordnet sind, um Ionen senkrecht zu einer Fortschrittsrichtung der Entfernung der statischen Elektrizität des Bildträgers auszusenden, so daß die Stärke des elektrischen Vorspannungsfeldes, das zwischen dem ersten Ionenerzeugungsmittel, das stromabwärts positio­ niert ist, und dem fotoempfindlichen Körper gebildet ist, größer als jene des elektrischen Vorspannungsfeldes ist, das zwischen dem zweiten Ionenerzeugungsmittel, das stromauf­ wärts positioniert ist, und dem fotoempfindlichen Körper gebildet ist.

2. Eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität mit:
wenigstens zwei Ionenerzeugungsmitteln, die nahe der fotoempfindlichen Oberfläche eines fotoempfindli­ chen Körpers angeordnet sind, zum Emittieren von Ionen auf die fotoempfindliche Oberfläche; und
bei der ein Abstand zwischen dem ersten Ionenerzeugungsmittel, das stromabwärts positioniert ist, und der fotoempfindlichen Oberfläche kürzer als ein Abstand zwischen dem genannten Ionenerzeugungsmittel, das strom­ aufwärts positioniert ist, und der fotoempfindlichen Ober­ fläche ist.

3. Eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität mit:
wenigstens zwei Ionenerzeugungsmitteln, die nahe einer fotoempfindlichen Oberfläche eines fotoempfindli­ chen Körpers angeordnet sind, zum Emittieren von Ionen auf die fotoempfindliche Oberfläche; und
bei der eine Vorspannung, die auf das erste Ionenerzeugungsmittel angewendet wird, das stromabwärts positioniert ist, höher als die ist, die auf das zweite Ionenerzeugungsmittel angewendet wird, das stromaufwärts positioniert ist.

4. Eine Elektrizitätsentfernungsvorrichtung mit:
wenigstens zwei Drähten, die in einer Rich­ tung längs einer fotoempfindlichen Oberfläche eines fotoemp­ findlichen Körpers und parallel zueinander angeordnet sind, zum Emittieren von Ionen auf die fotoempfindliche Oberflä­ che;
einem Rahmenmittel zum Stützen und Isolieren der Drähte, so daß Positionen der Drähte bezüglich der genannten fotoempfindlichen Oberfläche fixiert sind;
einem Mittel zum Zuführen eines Hochspan­ nungswechselstroms, der durch eine Gleichstromspannung vorgespannt ist, jeweils zu den Drähten; und
bei der die Stärke des elektrischen Vor­ spannungsfeldes, das zwischen dem ersten Draht, der strom­ abwärts positioniert ist, und dem fotoempfindlichen Körper gebildet ist, größer als jene des elektrischen Vorspan­ nungsfeldes ist, das zwischen dem zweiten Draht, der strom­ aufwärts positioniert ist, und dem fotoempfindlichen Körper gebildet ist.

5. Eine Elektrizitätsentfernungsvorrichtung nach Anspruch 4, die ferner umfaßt:
einen anderen Draht, zusätzlich zu den wenigstens zwei Drähten, wobei dem anderen Draht eine negative hohe Gleichspannung zugeführt wird;
einen Bildträger; und
bei der das Rahmenmittel ferner den anderen Draht integral mit den wenigstens zwei Drähten stützt, so daß der andere Draht an einer Position angeordnet ist, die sich noch weiter stromaufwärts befindet als die wenigstens zwei Drähte, und die Position des genannten anderen Drahtes fixiert ist.

6. Eine Vorrichtung zum Entfernen von statischer Elektrizität nach Anspruch 4 oder 5, bei der der erste Draht, der stromabwärts positioniert ist, näher an der fotoempfindlichen Oberfläche angeordnet ist als der zweite Draht, der stromaufwärts positioniert ist, und die ferner umfaßt:
ein Hochspannungsenergieversorgungsmittel zum Zuführen eines Wechselstroms mit einer gleichen Amplitude zu den wenigstens zwei Drähten; und
ein Vorspannungsregelungsmittel zum Regeln des Wechselstroms, der durch das Hochspannungsenergieversor­ gungsmittel zugeführt wird, gemäß der Art des Bildträgers oder der Oberflächengeschwindigkeit des genannten fotoem­ pfindlichen Körpers.