DE19900466A1

DE19900466A1 - Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19900466A1
Application number: DE19900466A
Authority: DE
Inventors: Su-Jong Jeong
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2019-01-09
Also published as: CN1245302A; DE19900466C2; KR100285750B1; KR20000013888A; US6021300A; CN1184543C

Abstract

Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Übertragen eines Tonerbildes ohne Koronaentladung, indem die Quantität des von Vorübertragungslampen ausgestrahlten Lichtes angepaßt wird. In dem Druckermechanismus bildet eine Ladungswalze eine gleichmäßige Ladung auf einer organischen photoleitenden (OPC) Trommel vor, wobei eine Belichtungseinheit die OPC-Trommel mit einem Lichtstrahl belichtet, um ein elektrostatisches Latenzbild zu erzeugen. Die Vorübertragungslampen beleuchten den Nicht-Bildbereich auf der OPC-Lampe mit einer vorbestimmten Lichtintensität, um das Potential des Nicht-Bildbereiches dem Potential des Bildbereiches auf der OPC-Trommel ähnlich zu machen, wobei der Widerstandswert der mit den Vorübertragungslampen verbundenen Widerstände angepaßt wird, um zu verhindern, daß Toner an der Grenze zwischen dem Bildbereich und dem Nicht-Bildbereich zurückbleibt. EIne Übertragungswalze überträgt den auf der OPC-Trommel haftenden Toner auf ein Aufzeichnungsblatt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung und insbesondere einen Druckermechanismus, der ein Tonerbild ohne Koronaentladung auf ein Aufzeichnungsblatt übertragen kann, indem die Quantität des Lichts angepaßt wird, das von den Vorübertragungslampen ausgestrahlt wird.

Eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung umfaßt eine Bilderzeugungseinheit zum Erzeugen eines Tonerbildes sowie eine Übertragungseinheit zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsblatt, das aus einem Blattzuführungsfach in Hauptkörper der Vorrichtung zugeführt wird. Insbesondere umfaßt die Bilderzeugungseinheit eine organische photoleitende (OPC = Organic Photoconductive) Trommel, auf der ein Tonerbild erzeugt wird, wobei das auf der OPC-Trommel erzeugte Tonerbild dann durch die Übertragungseinheit auf das Aufzeichnungsblatt übertragen wird. Das Aufzeichnungsblatt mit dem Tonerbild geht dann durch eine Fixiereinheit des Hauptkörpers hindurch, um das Tonerbild auf dem Blatt zu fixieren, und wird danach durch eine Blattausgabeeinheit aus dem Hauptkörper ausgegeben.

Fig. 1 stellt einen herkömmlichen Druckermechanismus für eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung dar. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Entwicklungseinheit 10 an einer bestimmten Position im Hauptkörper der Bilderzeugungsvorrichtung angebracht, wobei die Entwicklungseinheit 10 eine OPC-Trommel 11 umfaßt, von der ein Teil vom Boden der Entwicklungseinheit 10 nach unten vorsteht.

Weiterhin ist im Blattpfad 20 eine Übertragungswalze 18 derart angebracht, daß ihr oberes Ende nach oben vorsteht, so daß die Übertragungswalze 18 in Kontakt mit der OPC-Trommel 11 kommt, wobei ein konstanter Druck zwischen denselben aufrechterhalten wird.

Weiterhin sind eine Ladungswalze 12 zum gleichmäßigen Aufladen der Oberfläche der OPC-Trommel 11 mit einer hohen Spannung und eine Entwicklungswalze 13 zum Zuführen von Toner auf die OPC-Trommel 11 derart drehbar befestigt, daß sie die OPC-Trommel 11 kontaktieren. Eine Zuführwalze 14 zum Zuführen des Toners 15 aus einem Tonerbehälter 16 der Entwicklungseinheit 10 zur Entwicklungswalze 13 unter Verwendung einer Kontaktaufladung ist derart drehbar befestigt, daß sie die Entwicklungswalze 13 kontaktiert. Eine Belichtungseinheit 17 zum Erzeugen eines elektrostatischen Latenzbildes auf der OPD-Trommel 11 ist an einer bestimmtem Position zwischen der Ladungswalze 12 und der Entwicklungswalze 13 angeordnet.

Am Eingang zur Übertragungswalze 18 ist eine gedruckte Leiterplatte (PCB) 30 mit einer Vielzahl von z. B. 16 Vorübertragungslampen 31 auf einem Rahmen 21 unterhalb des Blattpfades 20 angebracht. Die Vorübertragungslampen 31 sind durch eine transparente Kunststoffabdeckung 32 geschützt. Die im Blattpfad 20 angeordnete Abdeckung 32 führt ein transportiertes Aufzeichnungsblatt 50 zu der OPC-Trommel 11. Bevor die Übertragungswalze 18 das Tonerbild von der OPC- Trommel 11 auf das Aufzeichnungsblatt 50 überträgt, belichten die Vorübertragungslampen 31 die OPC-Trommel 11, um das Oberflächenpotential der OPC-Trommel herabzusetzen und dadurch die Übertragungseffizienz der Übertragungswalze 18 zu erhöhen. Weiterhin verhindert eine Koronaentladungslampe 34, daß der auf der OPC-Trommel 11 haftende Toner durch die Herabsetzung des Oberflächenpotentials der OPC-Trommel 11 durch die Vorübertragungslampen 31 verstreut wird.

Während des Betriebs erzeugt die Ladungswalze 12 eine gleichmäßige elektrische Ladung auf der OPC-Trommel 11. Durch das Belichten der OPC-Trommel 11 mit einem von der Belichtungseinheit 17 ausgestrahlten Lichtstrahl wird ein elektrostatisches Latenzbild auf der OPC-Trommel 11 erzeugt. Dabei weist die OPC-Trommel 11 im Nicht-Bildbereich, wo das elektrostatische Latenzbild nicht erzeugt wird, ein Potential von -800 V auf, während sie im Bildbereich, wo das elektrostatische Latenzbild erzeugt wird, ein Potential von -50 V aufweist. Die Entwicklungswalze 13 weist eine Entwicklungsspannung von -300 V bis -400 V auf und dreht sich in Kontakt mit der OPC-Trommel 11, um von der Zuführwalze 14 zugeführten Toner auf das elektrostatische Latenzbild auf der OPC-Trommel 11 aufzutragen. Das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 13 mit der Entwicklungsspannung von -300 V bis -400 V setzt das Potential von -800 V des Nicht- Bildbereichs auf der OPD-Trommel 11 mit der Zeit herab, so daß das Potential des Nicht-Bildbereichs auf der OPC-Trommel 11 an einer Position "a" im Bereich zwischen -650 V und -700 V liegt. Wenn das Aufzeichnungsblatt 50 die Übertragungswalze 18 erreicht, wird eine Übertragungsspannung von 1000 V an der Übertragungswalze 18 vorgesehen, um den auf der OPC-Trommel 11 haftenden Toner auf das Aufzeichnungsblatt 50 zu übertragen. Dabei kann es geschehen, daß Toner an der Grenze zwischen dem Bildbereich und dem Nicht-Bildbereich auf der OPC-Trommel 11 nicht übertragen wird und auf der OPC-Trommel 11 zurückbleibt. Um dieses Problem zu lösen, belichten die Vorübertragungslampen 31 den Nicht-Bildbereich (mit einem Potential von -650 V bis -700 V) der OPC-Trommel 11 mit Licht. Dadurch nähert sich das Potential des Nicht-Bildbereichs dem Potential des Bildbereichs an, wodurch ein Verstreuen des Toners auftreten kann. Um das Verstreuen des Toners zu verhindern, legt eine Koronaentladungseinheit 34 ein Potential von 4000 V an der OPC- Trommel an. Der Druckermechanismus muß deshalb eine Leistungsversorgung für die Koronaentladungslampe aufweisen, um eine Hochspannung für die Koronaentladung vorzusehen, was die Größe und die Kosten für die Vorrichtung erhöht.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten und kostengünstigen Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung anzugeben, der ein Tonerbild ohne eine Koronaentladung vornehmen kann, indem die Quantität des Lichtes angepaßt wird, das von den Vorübertragungslampen ausgestrahlt wird.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung angegeben, welcher umfaßt: eine OPC-Trommel, eine Ladungswalze zum Erzeugen einer gleichmäßigen Ladung auf der OPC-Trommel, eine Belichtungseinheit zum Belichten der OPC-Trommel mit einem Lichtstrahl, um ein elektrostatisches Latenzbild zu erzeugen, eine Vielzahl von Vorübertragungslampen zum Belichten des Nicht-Bildbereiches auf der OPC-Trommel mit einer vorbestimmten Lichtintensität, um das Potential des Nicht-Bildbereiches auf einen Wert zu ändern, der dem Potential des Bildbereiches auf der OPC-Trommel ähnlich ist, indem der Widerstandswert der mit den Vorübertragungslampen verbundenen Widerstände angepaßt wird, um zu verhindern, daß Toner an der Grenze zwischen dem Bildbereich und dem Nicht-Bildbereich zurückbleibt, sowie eine Übertragungswalze zum Übertragen des auf der OPC-Trommel haftenden Toners auf ein Aufzeichnungsblatt.

Der Bildbereich der OPC-Trommel, auf dem der Toner haftet, weist ein Potential von -50 V auf, und der Widerstandswert der Widerstände beträgt 620 Ω. Das Oberflächenpotential eines bestimmten Punktes auf der OPC-Trommel beträgt zwischen -80 V und 0 V, wenn der bestimmte Punkt durch das von den Vorübertragungslampen ausgestrahlte Licht belichtet wird. Das Oberflächenpotential des bestimmten Punktes auf der OPC-Trommel beträgt zwischen -400 V und -100 V, wenn der bestimmte Punkt die Übertragungswalze erreicht. Das Oberflächenpotential des bestimmten Punktes auf der OPC-Trommel beträgt zwischen -20 V und +30 V, wenn der bestimmte Punkt an der Übertragungswalze vorbeigeht.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen identische Teile bezeichnen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, das einen herkömmlichen Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung darstellt,

Fig. 2 ein Diagramm, das einen Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und

Fig. 3 ein detailliertes Schaltungsdiagramm der Vorübertragungslampen 31 von Fig. 2 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In der folgenden Beschreibung werden wohlbekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht ausführlich beschrieben, um keine unnötigen Details in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung aufzunehmen.

Fig. 2 stellt einen Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Entwicklungseinheit 10 an einer bestimmten Position im Hauptkörper der Bilderzeugungsvorrichtung angebracht. Die Entwicklungseinheit 10 umfaßt einen Tonerbehälter 16, in dem Toner 15 enthalten ist, sowie eine OPC-Trommel 11, auf der das Latenzbild durch eine am Hauptkörper 17 angebrachte Belichtungseinheit 17 erzeugt wird. Auf einer Seite der OPC-Trommel 11 ist eine Ladungswalze 12 zum Aufladen der OPC-Trommeloberfläche mit einer hohen Spannung drehbar in Kontakt mit der OPC-Trommel 11 befestigt. Auf der anderen Seite der OPC-Trommel 11 ist eine Entwicklungswalze 13 zum Auftragen von Toner auf dem elektrostatischen Latenzbild drehbar in Kontakt mit der OPC-Trommel 11 befestigt. Auf einer Seite der Entwicklungswalze 13 ist eine Zuführwalze 14 zum Zuführen des im Tonerbehälter 16 enthaltenen Toners 15 drehbar in Kontakt mit der Entwicklungswalze 13 befestigt. Weiterhin ist über der Entwicklungswalze 13 eine Regulierungsklinge 13a zum Regulieren der Dicke des auf der Entwicklungswalze 13 haftenden Toners am Tonerbehälter 16 befestigt. Der untere Teil der in der Entwicklungseinheit 10 angebrachten OPC-Trommel 11 steht vom Boden der Entwicklungseinheit 10 nach unten vor, so daß die OPC-Trommel sich in Kontakt mit einer Übertragungswalze 18 dreht, die an einem Rahmen 21 unter dem Blattpfad 20 befestigt ist. Weiterhin sind Vorübertragungslampen 31 auf dem Rahmen 21 unter dem Blattpfad 20 befestigt.

Fig. 3 zeigt ein ausführliches Schaltungsdiagramm der Vorübertragungslampen 31 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, sind acht Vorübertragungslampen L1 bis L8 über einen Widerstand R1 mit einem Leistungsknoten (5 V) verbunden, und sind acht Vorübertragungslampen L9 bis L 16 über einen Widerstand R2 mit demselben Leistungsknoten verbunden. Die Intensität des von den Vorübertragungslampen ausgestrahlten Lichts kann durch das Ändern des Widerstandswertes der Widerstände R1 und R2 eingestellt werden.

Im folgenden wird der Betrieb der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschrieben.

Wenn sich die OPC-Trommel 11 in Kontakt mit der Ladungswalze 12 dreht, lädt die Ladungswalze 12 die Oberfläche der OPC-Trommel 11 mit einer Ladungsspannung V_CH einer dorthin zugeführten Hochspannung auf. Die OPC-Trommel 11 wird zum Beispiel mit einer Ladungsspannung von -800 V aufgeladen. Danach wird durch die Belichtungseinheit 17 ein elektrostatisches Latenzbild auf der OPC-Trommel 11 erzeugt. Zum Beispiel weist der belichtete Bereich der OPC-Trommel 11, in dem das elektrostatische Latenzbild erzeugt wird, ein Potential von -50 V auf, während der nicht belichtete Bereich, in dem das elektrostatische Latenzbild nicht erzeugt wird, ein Potential von -800 V aufweist. Wenn sich die OPC-Trommel 11 in Kontakt mit der Entwicklungswalze 13 dreht, wird Toner auf den belichteten Bereich (d. h. auf das elektrostatische Latenzbild) auf der OPC-Trommel 11 aufgetragen. Da die Entwicklungswalze 13 eine Entwicklungsspannung V_D von ungefähr -300 V bis -400 V aufweist, haftet der Toner fest auf dem belichteten Bereich auf der OPC-Trommel 11. Danach werden der belichtete Bereich und der nicht belichtete Bereich auf der OPC-Trommel 11 beide durch das von den Vorübertragungslampen 31 ausgestrahlte Licht belichtet, so daß das Potential des nicht belichteten Bereichs auf ungefähr -50 V, zum Beispiel auf einen Bereich zwischen -80 V und 0 V, vermindert wird. Dabei wird die Stärke des von den Vorübertragungslampen 31 ausgestrahlten Lichts in Übereinstimmung mit dem Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 geändert, wobei das Potential des nicht belichteten Bereichs in Übereinstimmung mit der Stärke des Lichts geändert wird.

EXPERIMENT 1

Wenn ein bestimmter Punkt auf der OPC-Trommel 11 die Position "a" erreicht, weist er ein Potential im Bereich zwischen -650 V und -700 V auf. Dabei strahlen die Vorübertragungslampen 31 Licht aus, so daß der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 ein Potential von weniger als -80 V aufweist, wenn er die Position "b" erreicht. Wenn der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 die Übertragungswalze 18 kontaktiert, weist er ein Potential unter -400 V auf. Wenn der bestimmte Punkt danach die Position "c" erreicht, ist das Potential des bestimmten Punkten unter -20 V. Dieses Potential von unter -20 V wird zu der Ladungsspannung V_CH addiert, wenn der Punkt wieder durch die Ladungswalze 12 aufgeladen wird, so daß das Potential des Punktes an der Position "a" erhöht wird. Die Erhöhung des Potentials an dem bestimmten Punkt verursacht ein Geisterrauschen.

EXPERIMENT 2

Wenn der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 die Position "a" erreicht, dann weist er ein Potential im Bereich von -650 V bis -700 V auf. Dabei strahlen die Vorübertragungslampen 31 Licht aus, so daß der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 ein Potential im Bereich zwischen -80 V und 0 V aufweist, wenn er die Position "b" erreicht. Wenn der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 die Übertragungswalze 18 kontaktiert, weist er ein Potential zwischen -400 V und -100 V auf. Wenn der bestimmte Punkt danach die Position "c" erreicht, ist das Potential des bestimmten Punktes im Bereich zwischen -20 V und +30 V, also in einem annehmbaren Bereich, in dem kein Geisterrauschen auftritt. Deshalb kann der Motor das Tonerbild ohne Verstreuen des Toners und ohne Geisterrauschen übertragen. Dabei weisen die Widerstände R1 und R2 Widerstandswerte von ungefähr 620 Ω auf.

EXPERIMENT 3

Wenn der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 die Position "a" erreicht, dann weist er ein Potential im Bereich von -650 V bis -700 V auf. Dabei strahlen die Vorübertragungslampen 31 Licht aus, so daß der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 ein Potential von über +0 V aufweist, wenn er die Position "b" erreicht. Wenn der bestimmte Punkt auf der OPC-Trommel 11 die Übertragungswalze 18 kontaktiert, weist er ein Potential von über -100 V auf. Wenn der bestimmte Punkt danach die Position "c" erreicht, ist das Potential des bestimmten Punktes über +30 V. Das Potential von über +30 V wird zu der Ladungsspannung V_CH addiert, wenn der Punkt wieder durch die Ladungswalze 12 aufgeladen wird, so daß das Potential des Punktes an der Position "a" erhöht wird. Die Erhöhung des Potentials an dem bestimmten Punkt verursacht ein Verstreuen des Toners sowie ein Geisterrauschen.

Das Oberflächenpotential des nicht belichteten Bereichs auf der OPC-Trommel 11 wird mit Hilfe der Vorübertragungslampen 31 herabgesetzt, weil eine hohe Energie erforderlich ist und weil die Übertragungseffizienz der Übertragungswalze 18 herabgesetzt wird, wenn das Oberflächenpotential des nicht belichteten Bereichs an der Grenze des Tonerbildes höher ist. Durch das Anpassen der Intensität des von den Vorübertragungslampen 31 ausgestrahlten Lichts kann dementsprechend das Potential des belichteten Bereichs auf der OPC-Trommel 11 auf unter -50 V reduziert werden und kann auch das Potential des nicht belichteten Bereichs auf ungefähr -50 V reduziert werden. Danach wird der Toner auf der OPC-Trommel 11 mit Hilfe einer an der Übertragungswalze 18 angelegten Übertragungsspannung VT (z. B. 1,0 KV) auf das Aufzeichnungsblatt 50, das durch den Spalt zwischen der OPC- Trommel 11 und der Übertragungswalze 18 hindurchgeht, übertragen.

Durch das Setzen der Widerstandswerte der Widerstände R1 und R2, so daß die OPC-Trommel 11 ein Oberflächenpotential zwischen -80 V und -0 V an der Position "b" und ein Oberflächenpotential zwischen -20 V und +30 V an der Position "c" aufweist, kann ein gutes Bild erzeugt werden, wobei das Streuen des Toners und das Geisterrauschen verhindert wird, obwohl keine Koronaentladungseinheit verwendet wird.

Wie oben genannt, kann der Druckermechanismus der vorliegenden Erfindung das Streuen der Tonerbildes sowie ein Geisterrauschen verhindern, indem die Lichtintensität der Vorübertragungslampen angepaßt wird, wobei die Übertragungseffizienz auch mit einer niedrigen Übertragungsspannung erhöht werden kann. Da keine Koronaentladungseinheit verwendet wird, erfordert der Druckermechanismus keine Leistungsversorgung zum Erzeugen der hohen Spannung, was zu einer Reduktion der Größe der Bilderzeugungsvorrichtung beiträgt.

Claims

1. Druckermechanismus für eine Bilderzeugungsvorrichtung mit:
einer organischen photoleitenden (OPC) Trommel (11),
einer Ladungswalze (12) zum Erzeugen einer gleichmäßigen Ladung auf der OPC-Trommel (11),
einer Belichtungseinheit (17) zum Belichten der OPC- Trommel (11) mit einem Lichtstrahl, um ein elektrostatisches Latenzbild zu erzeugen,
einer Vielzahl von Vorübertragungslampen (31) zum Belichten des Nicht-Bildbereiches auf der OPC-Trommel (11) mit einer vorbestimmten Lichtintensität, um das Potential des Nicht-Bildbereiches auf einen Wert zu ändern, der dem Potential des Bildbereiches auf der OPC-Trommel (11) ähnlich ist, indem der Widerstandswert der mit den Vorübertragungslampen (31) verbundenen Widerstände (R1, R2) angepaßt wird, um zu verhindern, daß Toner (15) an der Grenze zwischen dem Bildbereich und dem Nicht-Bildbereich zurückbleibt, und
einer Übertragungswalze (18) zum Übertragen des auf der OPC-Trommel (11) haftenden Toners (15) auf ein Aufzeichnungsblatt (50).

2. Druckermechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildbereich der OPC-Trommel (11), auf dem der Toner (15) haftet, ein Potential von -50 V aufweist.

3. Druckermechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert der Widerstände (R1, R2) 620 Ω beträgt.

4. Druckermechanismus nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenpotential eines bestimmten Punktes auf der OPC-Trommel (11) zwischen -80 V und 0 V beträgt, wenn der bestimmte Punkt mit dem durch die Vorübertragungslampen (31) ausgestrahlten Licht belichtet wird.

5. Druckermechanismus nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenpotential des bestimmten Punktes auf der OPC-Trommel (11) zwischen -400 V und -100 V beträgt, wenn der bestimmte Punkt mit der Übertragungswalze (18) in Kontakt kommt.

6. Druckermechanismus nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenpotential des bestimmten Punktes auf der OPC-Trommel (11) zwischen -20 V und +30 V beträgt, wenn der bestimmte Punkt an der Übertragungswalze (18) vorbeigeht.