DE69408268T2

DE69408268T2 - Bilderzeugungsgerät mit einem Kontaktteil in Kontakt mit einem Bildträger

Info

Publication number: DE69408268T2
Application number: DE69408268T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Hayakawa; Nobuo Kikuchi; Kentaro Matsumoto; Naomi Misago; Yoshiaki Miyashita; Hirohisa Otsuka; Takeshi Tabuchi; Sadao Takahashi; Kouichi Yamazaki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-11-09
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: EP0652492A1; DE69408268D1; ES2113034T3; CN1053973C; US5585896A; EP0652492B1; CN1112690A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung, die ein Ladeteil, ein Bildtransferteil oder ein ähnliches Kontaktteil aufweist, das in Berührung mit einem photoleitfähigen bzw. lichtelektrischen Element oder einem ähnlichen Bildträger und mit bzw. ohne ein dazwischen befindliches Papier mit einer Spannung beaufschlagt wird.
Im allgemeinen enthält eine Bilderzeugungsvorrichtung des beschriebenen Typs, wie beispielsweise ein Fax-Gerät oder ein Drucker, ein Ladegerät zum Laden eines photoleitfähigen Elementes oder eines Bildträgers und ein Bildtransfergerät zum Übertragen eines Tonerbildes von dem photoleitfähigen Element auf Papier. Das Ladegerät und das Bildtransfergerät sind oftmals in Gestalt eines Coranaentladers realisiert worden, der einen Entladedraht aus Wolfram aufweist und das aufzuladende Objekt nicht berührt. Das mit Hilfe eines Coranaentladers realisierte Ladegerät weist die folgenden Nachteile auf.
(1) Eine Spannung so hoch wie 4 kV bis 8 kV muß an den Entladedraht angelegt werden, um ein Ladungspotential von 500 V bis 800 V auf das photoleitfähige Element aufzutragen.
(2) Weil der größte Teil des Stroms von dem Entladedraht in eine Abschirmung hinein fließt, stehen nur einige Prozent des gesamten Aufladestroms zur Verfügung, um die Oberfläche des photoleitfähigen Elementes auf die vorbestünnite Spannung bzw. das vorbestimmte Potential aufzuladen, was eine effiziente Energieausnutzung verhindert.
(3) Die Coronaentladung ionisiert die Luft und erzeugt eine große Menge an Ozon, Stickoxiden und anderen schädigenden Substanzen. Um zu verhindern, daß solche Substanzen die Teile der Vorrichtung und die Oberfläche des photoleitfähigen Elementes beeinträchtigen, muß die Vorrichtung mit einem Ozonfilter, einem Lüfter zum Erzeugen eines Luftstroms, etc. versehen sein.
(4) Es kommt leicht vor, daß Bilder ungleichmäßig werden, und zwar aufgrund der Verschmutzung des Entladedrahtes.
Im Hinblick auf das zuvor Gesagte hat man ein Entladegerät vorgeschlagen, das eine Laderolle oder ein ähnliches Ladeteil aufweist, die bzw. das das photoleitfähige Element auflädt, und zwar in Berührung mit diesem, wenn es mit einer Spannung beaufschlagt wird. Ein solches Ladegerät, bei dem keine Berührung erfolgt, ist vorteilhaft im Vergleich zu dem oben genannten Gerät, bei dem eine Berührung erfolgt, und zwar aus den folgenden Gründen: Das Gerät verringert die Spannung, die für das vorbestimmte Ladepotential, das auf die Oberfläche des photoleitfähigen Elementes aufgebracht werden soll, erforderlich ist. Das Gerät erzeugt während des Lade- bzw. Aufladevorgangs ein Minimum an Ozon und beseitigt deshalb die Notwendigkeit eines Ozonfilters, während es zugleich eine Abluftanordnung vereinfacht.
Bei dem Ladegerät, bei dem eine Berührung erfolgt, ergibt sich jedoch das Problem, daß sich der Ladewirkungsgrad, d.h. das Verhältnis der Ladespannung zu der angelegten Spannung, bei einer Änderung der Oberflächentemperatur der Laderolle verändert; der erste Wert nimmt bei einer Abnahme des letztgenannten Wertes ab. Es folgt, daß für den Fall einer konstanten Steuerspannung eine Abnahme im Ladewirkungsgrad die Ladespannung verringert und deshalb auch die Bilddichte für eine gegebene, angelegte Spannung. Außerdem wird die andere Prozeßsteuerung, die ebenfalls das Ladepotential als Bezugswert verwendet, fehlerhaft.
Um die zuvor genannten Probleme zu beseitigen, schlägt beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr.4-6567 eine Anordnung vor, bei der die Laderolle selbst oder ein vergleichbares aufladendes Teil auf eine Temperatur von 35º C bis 55 C aufgeheizt wird, um eine mangelhafte Aufladung selbst bei einer niedrigen Umgebungstemperatur zu vermeiden. Um das Ladeteil zu erwärmen, wird eine Wärmequelle in oder in der Nähe des Ladeteus angeordnet, oder es wird dem Ladeteil Wärme von einem Fixiergerät zugeführt. Zur Temperatureinstellung wird ein Thermostat oder ein vergleichbares, herkömmliches Temperatureinstellteil verwendet.
Indem so die Temperatur der Laderolle oder eines vergleichbares Kontaktteils, das das photoleitfähige Element berührt, gesteuert wird, ist es möglich, ein Ladepotential aufrechtzuerhalten, das Bilder nicht verschlechtert. Die Wärme erwärmt jedoch nicht nur das Ladeteil, sondern auch das photoleitfähige Element und andere Prozeßeinheiten, die an der Wärmequelle anliegen. Als Ergebnis wird Toner, der nach einem Bildtransfer von dem photoleitfähigen Element gesammelt wird, aufgewärmt, während er zu einer Entwicklungseinheit zurückgeführt wird. Dies bringt eine sogenannte Toner-Blockierung bzw. -verstopfüng (toner blocking) mit sich und verschlechtert die Kohäsion des Toners.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr.4-186381 lehrt beispielsweise ein verbessertes Ladegerät, das einen Temperatursensor aufweist, der die Laderolle direkt berührt. In Reaktion auf die Ausgangsgröße des Temperatursensors, die die Oberflächentemperatur der Laderolle darstellt, wird die an die Rolle anzulegende Spannung geregelt, um auf das photoleitfähige Element eine stabile bzw. konstante Ladespannung aufzubringen. Dies beseitigt erfolgreich die zuvor im Zusammenhang mit der Offenlegungsschrift Nr.4-6567 erörterten Probleme. Weil der Temperatursensor die Laderolle unmittelbar berührt, kann er die Oberflächentemperatur außerdem unabhängig von der umgebenden Atmosphärentemperatur fühlen und deshalb eine angemessen Spannung sicherstellen.
Jedoch weist selbst das Ladegerät, das einen Temperatursensor verwendet, wie er vorstehend dargelegt worden ist, einige Probleme auf, die noch zu lösen sind, und zwar wie folgt. Obwohl die Ladeanordnung, bei der es zu einer Berührung kommt, im Vergleich zu der Ladeanordnung, bei der es zu keiner Berührung kommt und die einen Coronaentlader verwendet, die Spannung verringert, die für die Laderolle benötigt wird, ist weiterhin eine hohe Spannung beispielsweise so hoch wie 1 kV - 2 kV notwendig und beeinflußt den Temperatursensor und andere Bestandteile auf mannigfache Weise.
Wenn beispielsweise eine solche Hochspannung an die Laderolle angelegt wird, neigt ein elektrisches Rauschen dazu, in eine Regelschaltung einzudringen, die die Spannung für die Laderolle steuert, und zwar über den Sensor, der die Laderolle berührt. Außerdem kommt es leicht vor, daß ein Kurzschluß auftritt, und zwar wegen der geringen Durchbruchspannung. Dies bewirkt eine Fehlfunktion des Steuersystems oder zerstört diese im schlimmsten Fall. Außerdem bewirkt der Sensor, der die Laderolle berührt, daß sich die Rolle abnutzt, daß sich Toner- und Papierstaub und andere Verunreinigungen an der Rolle anlagern, und daß Lärm erzeugt wird, während sich die Laderolle in Berührung mit dem Sensor dreht. Obwohl diese Probleme beseitigt werden können, falls der Sensor in einem Abstand zur Laderolle angeordnet ist, kann der Sensor dann nicht mehr die Oberflächentemperatur der Rolle genau fühlen.
Die vorstehende Beschreibung hat sich auf eine Laderolle konzentriert, die mit einer Spannung beaufschlagt wird, und zwar in Berührung mit einem photoleitfähigen Element. Dies ist jedoch auch bei einer Bildtransferrolle der Fall, die mit einer Spannung in Berührung mit einem photoleitfähigen Element beaufschlagt wird, und zwar mit einem dazwischen befindlichen Papier. Insbesondere kann für den Fall einer konstanten Steuerspannung, falls die Oberflächentemperatur des Bildtransferteils niedrig ist, ein Tonerbild nicht effizient von dem photoleitfähigen Element auf das Papier übertragen werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die ein Ladeteil, ein Bildtransferteil oder ein vergleichbares Kontaktteil aufweist, das einen Bildträger berührt und eine gewünschte Ladespannung oder eine Bildtransferspannung sicherstellt, und zwar selbst dann, wenn dieses bei einer relativ niedrigen Umgebungstemperatur mit einer Spannung beaufschlagt wird.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die ein Kontaktteil von der genannten Art aufweist, das, wenn es mit einer Spannung beaufschlagt wird, ein Steuersystem vor Fehlfunktionen und einer Zerstörung bewahrt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die ein Kontaktteil von der genannten Art aufweist, das verhindert, daß Toner und Verunreinigungen einschließlich von Papierstaub an seiner Oberfläche haften, und das kein Geräusch aufgrund eines Rubbelns erzeugt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die ein Kontaktteil von der zuvor genannten Art aufweist, das eine Tonerblockierung vermeidet und verhindert, daß die Kohäsion von Toner verschlechtert wird.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die beispielsweise verhindert, daß ein Temperatursensor bewirkt, daß sich die Oberfläche eines Kontaktteils der genannten Art abnützt oder zerstört.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Bilderzeugungsvorrichtung ein photoleitfähiges bzw. lichtelektrisches Element, ein Kontaktteil, das mit einer Spannung beaufschlagt wird, in Berührung mit dem lichtelektrischen Element, eine Spannungsquelle zum Anlegen der Spannung an das Kontaktteil, einen Temperatursensor zum Fühlen der Oberflächentemperatur des Kontaktteils, einen Controller bzw. eine Steuereinrichtung zum Steuern der von der Spannungsquelle an das Kontaktteil in Reaktion auf die Ausgangsgröße des Temperatursensors anzulegenden Spannung und einen Bewegungsmechanismus auf, um den Temperatursensor selektiv zu einer Kontaktposition zu bewegen, in der dieser die Oberfläche des Kontaktteils berührt, oder zu einer Nichtkontakt-Position, in der dieser das Kontaktteil nicht berührt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Bilderzeugungsvorrichtung auch ein photoleitfähiges bzw. lichtelektrisches Element, ein Kontaktteil, das mit einer Spannung beaufschlagt wird, in Berührung mit dem photoleitfähigen Element, einen Bewegungsmechanismus zum selektiven Bewegen des Kontaktteils in oder weg von einer Berührung mit dem photoleitfähigen Element, eine Spannungsquelle zum Anlegen der Spannung an das Kontaktteil, einen Temperatursensor zum Fühlen der Oberflächentemperatur des Kontaktteils und einen Controller zum Steuern der von der Spannungsquelle an das Kontaktteil in Reaktion auf die Ausgangsgröße des Temperatursensors anzulegenden Spannung auf. Der Temperatursensor befindet sich bei einer Position, wo er die Oberfläche des Kontaktteils berührt, wenn das Kontaktteil und das photoleitfähige Element in einem Abstand zueinander angeordnet sind oder er berührt die Oberfläche nicht, wenn das Kontaktteil und das photoleitfähige Element in gegenseitiger Berührung gehalten werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zuvor genannten und anderen Aufgaben, Merktnale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden, in denen:
Figur 1 einen Querschnitt darstellt, der eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung darstellt;
Figur 2 eine Ansicht darstellt, die ein photoleitfähiges Element, eine Laderolle, die das Element berührt, und einen Temperatursensor zeigt, die zusammen mit einem Steuersystem in der Ausführungsform enthalten sind;
Figur 3 eine Perspektivansicht des Temperatursensors darstellt;
Figur 4 einen Querschnitt des Temperatursensors darstellt;
Figur 5 den Temperatursensor zeigt, und zwar mit Hilfe eines Bewegungsmechanismus zu einer nichtbetriebsbereiten Position bewegt;
Figur 6 ein Zeitablaufdiagramm darstellt, das den Betrieb der Ausführungsform erläutert;
Figur 7 eine Kurve darstellt, die eine Beziehung zwischen einer Vorspannung an einer Laderolle und der Oberflächentemperatur der Rolle angibt;
Figur 8 den Temperatursensor darstellt, wie er die Laderolle außerhalb eines effektiven Bildformungsbereiches berührt;
Figur 9 einen Querschnitt darstellt, der eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; pFigur 10 einen speziellen Mechanismus zum Bewegen einer in der zweiten Ausführungsform enthaltenen Laderolle in eine Berührung und weg von einer Berührung mit einem photoleitfähigen Element zeigt;
Figuren 11 bzw. 12 eine Querschnittsansicht bzw. eine Perspektivansicht eines in der zweiten Ausführungsform enthaltenen Temperatursensors zeigen;
Figur 13 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine Laderolle, einen Temperatursensor und einen Mechanismus zum gleichzeitigen Bewegen dieser Elemente enthält;
Figuren 14A und 14B zeigen, wie der Temperatursensor vollständig getrennt von der Laderolle angeordnet werden kann, während zugleich eine Verschiebung minimiert wird, die von der Laderolle benötigt wird;
Figuren 15A und 15B eine Realisierungsform zeigen, um das gleiche Ziel wie in den Figuren 14A und 14B zu erreichen, aber mit einer anderen Art von Temperatursensor;
Figur 16 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine Laderolle, einen Temperatursensor und einen Mechanismus zum Bewegen des Sensors weg von der Laderolle enth(;lt;
Figuren 17, 18 und 19 jeweils Querschnittsansichten darstellen, die eine fünfte, eine sechste und eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Figur 20 einen speziellen Mechanismus zum Bewegen eines Temperatursensors relativ zu einer Laderolle zeigt, der in der siebten Ausführungsform enthalten ist; und
Figuren 21A und 21B die Wirkungsweise des in Figur 20 gezeigten Bewegungsmechanismus darlegen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung werden nachfolgend beschrieben werden.

1. Ausführungsform

In Figur 1 der Zeichnungen weist eine Bilderzeugungsvorrichtung einen Bildträger auf, der beispielsweise als photoleitfähiges bzw. lichtelektrisches Element 1 realisiert wurde. Eine Laderolle bzw. ein ladendes Teil 2 wird gleichbleibend in Berührung mit der Trommel 1 gehalten. Eine Spannung wird an die Laderolle 2 angelegt um zu bewirken, daß diese die Oberfläche 1a der Trommel 1 gleichmäßig auf eine vorbestimmte Spannung auflädt. Während die Trommel 1 mit einer zuvor ausgewählten Drehgeschwindigkeit in eine Richtung A gedreht wird, wird die Laderolle 2 von der Trommel 1 mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben wie die Trommel 1 und in die gleiche Richtung, und zwar an der Stelle, wo die Erstgenannte die Letztgenannte berührt. Die Trommel 1 wird von einer nicht dargestellten Trommel-Treibleitung angetrieben, und zwar einschließlich eines Synchronriemens, einer Antriebsrolle und eines Motors, um diese anzutreiben. Die Laderolle 2 wird mit Hilfe einer Feder gegen die Trommeloberfläche 1a gedrückt, die später beschrieben wird, und zwar unter einem Druck von beispielsweise 10 g/cm (im wesentlichen unter einer Linien-Berührung in Axialrichtung). Zusätzlich zu der Laderolle 2 sind um die Trommel 1 außerdem eine Löscheinheit 18, eine Entwicklungseinheit 6, eine berührende Bildtransfereinheit 7, die einen Endlosriemen 7a aufweist, der genau wie die Laderolle 2 in Berührung mit der Trommel gehalten wird, und eine Reinigungseinheit 8 angeordnet.
Bildweise fällt Licht, das von der Optik 9 (es ist nur ein Spiegel abgebildet) ausgegeben wird, auf die gleichförmig geladene Oberfläche 1a der Trommel 1, wodurch elektrostatisch ein latentes Bild gebildet wird. Die Löscheinheit 18 bringt das latente Bild in Ordnung, d.h. sie entfernt die elektrostatische Ladung der Trommeloberfläche 1a außerhalb des Größenbereichs eines verwendeten Papiers P. Das auf der Trommeloberfläche 1a verbliebene latente Bild wird mit Hilfe von Toner entwickelt, der darauf mit Hilfe einer in der Entwicklungseinheit 6 enthaltenen Entwicklungshülse- bzw. -röhre 6a abgelagert wird. Als Ergebnis wird das latente Bild in ein entsprechendes Tonerbild umgewandelt.
Das Papier P wird von einer nicht dargestellten Kassette mit Hilfe einer Aufnehmebzw. Zufülrrrolle, die mit einer vorbestimmten Synchronisierung angetrieben wird, zugeführt. Eine Ausrichtrolle 13 und eine drehbar in Berührung mit der Rolle 13 befindliche Druckrolle 14 halten das Papier P an, sobald es von der Kassette zugeführt worden ist. Anschließend führen die Rollen 13 und 14 das Papier P zu der Bildtransfereinheit 7 bzw. einer Bildtransferposition, so daß das Papier P genau zu dem auf der Trommel 1 erzeugten Tonerbild paßt. Die Bildtransfereinheit 7, an die eine Vorspannung angelegt ist, überträgt das Tonerbild von der Trommel 1 auf die Oberseite des Papiers P, wie in Figur 1 dargestellt. Das Papier P, das auf sich das Tonerbild trägt, wird von der Trommel 1 getrennt und zu einer Fixiereinheit gefördert, die nicht dargestellt ist. Nachdem die Fixiereinheit das Tonerbild auf dem Papier P fixiert hat, wird das Papier P aus der Vorrichtung heraus beispielsweise auf ein Kopie-Austragteil ausgetragen. Nach dem Bildtransfer werden der Toner und Verunreinigungen einschließlich von Papierstaub, die auf der Trommel 1 verblieben sind, mit Hilfe einer Reinigungsschneide 8a, die in der Reinigungseinheit 8 enthalten ist, entfernt. Außerdem werden Potentiale, die auf der Trommel 1 verblieben sind, von einem nicht abgebildeten Entlader aufgebraucht, um die Trommel 1 für die nächste gleichförmige Aufladung durch die Laderolle 2 vorzubereiten.
Wie in Figur 2 gezeigt, ist die Laderolle 2 aus einem Mittelteil 15, der aus Eisen oder einem vergleichbaren leitfähigen Metall hergestellt ist, und einer Rolle 16 aufgebaut, die den Mittelteil 15 überdeckt und aus EPDM (ein ternäres Copolymer aus einem Ethylen-Propylen-Dien oder einem vergleichbaren leitfähigen Gummi) hergestellt ist. Der Mittelteil bzw. Kern 15 wird durch Lager 17 an seinen gegenüberliegenden Enden drehbar gelagert. Die Lager 17 sind jeweils in Richtung auf die Trommel 1 vorgespannt, und zwar mit Hilfe einer Feder 12 und über ein Teil, das die Lager 17 zurückhält. In dieser Anordnung wird die Laderolle 2 in Berührung mit der Trommeloberfläche gehalten, wobei sich seine Längsachse parallel zu derjenigen der Trommel 1 erstreckt. Eine Hochspannungsquelle bzw. ein spannungsanlegendes Mittel 24 legt an den Mittelteil 15 eine Vorspannung an, so daß die Trommeloberfläche 1a gleichförmig geladen wird. Wie in Figur 7 gezeigt, ändert sich die Vorspannung an dem Mittelteil 15 bei einer Änderung der Oberflächentemperatur der Laderolle 2.
Ein Temperatursensor 20 spricht auf die Oberflächentemperatur der Laderolle 2 an und wird mit Hilfe eines Thermistors oder eines vergleichbaren Temperaturfühlmittels realisiert. Der Temperatursensor 20 enthält ein fühlendes Element 25, das die Laderolle 2 berührt. Wenn sich der elektrische Widerstand des Fühlmittels 25 in Reaktion auf die Temperatur der Laderolle 20 ändert, liest ein Signalwandler 21 diesen durch Umwandlung in eine Spannung oder in ein ähnliches elektrisches Signal ein. Ein Spannungsregler bzw. Spannungssteuermittel 22 regelt die Spannung, die von der Spannungsquelle 24 in Reaktion auf die Ausgangsgröße des Signalwandlers 21 an die Laderolle 2 angelegt werden soll. Genauer schlägt der Spannungsregler in Reaktion auf die Ausgangsgröße des Signalwandlers 21 in einer zuvor ausgewählten Regeltabelle (siehe Figur 7) nach, um eine Korrekturgröße bezüglich einer Bezugsspannung festzulegen. Dann gibt der Spannungsregler 22 ein Signal an die Spannungsversorgung 24 ab, damit diese an die Laderolle 2 eine Vorspannung einschließlich der Korrekturgröße anlegt.
Wie in Figur 3 gezeigt, weist der Temperatursensor 20 zwei parallele, leitfähige Blattfedern 26 auf. Wie in Figur 4 gezeigt, wird das fühlende Element 25 zwischen den freien Endabschnitten der Federn 26 gehalten und vorübergehend mit Hilfe eines Siliconfetts 27 daran angebracht. Wie ebenfalls in Figur 4 gezeigt ist, haften eine etwa 10 µm starke Folie bzw. Schicht 28 und eine Folie bzw. Schicht 29 von im wesentlichen der gleichen Stärke wie die Folie 28 aneinander, und zwar unter Vermittlung der Federn 26; die Letztgenannte liegt über der zuvor Genannten. Die Folie 28 besteht beispielsweise aus Polyimidamid, während die Folie 29 beispielsweise aus einem fluorhaltigen Harz bzw. Kunststoff (Teflon) besteht. Das Fühlmittel 25 berührt die Oberfläche der Laderolle 2, und zwar über der Folie bzw. der Schicht 28, und verändert dessen Widerstand im Zusammenhang mit der Temperatur. Weil die Folie 28 die Oberfläche der Laderolle 2 berührt, sollte sie vorzugsweise die gleiche Härte wie die Oberfläche der Laderolle 2 aufweisen, damit sie diese nicht aufrauht oder bewirkt, daß eine ungleichmäßige Aufladung erfolgt.
Wie in Figur 3 gezeigt, sind die Federn 26 in Abstand zueinander angeordnet und an ihrem einen Ende an einem isolierenden Teil 31, der aus Harz hergestellt ist, befestigt. Die Federn 26 sind jeweils mit Anschlüssen 36a und 36b in dem isolierenden Teil 31 verbunden. Wie in Figur 2 gezeigt, ist das isolierende Teil 31 an einem Träger 32 befestigt. Der Träger 32 ist um einen Schaft bzw. Zapfen 33 drehbar gelagert, und zwar in eine Richtung, die in Figur 2 durch einen Doppelpfeil B angedeutet ist. Eine Torsionsfeder 35 ist um den Schaft 33 gewickelt, um die Federn 26 bezüglich der Laderolle 2 konstant vorzuspannen Die Drehbewegung der Federn 26 ist begrenzt, wenn der untere Rand des Trägers 32 gegen einen Stopper bzw. Haltepunkt 34 anstößt.
Der Träger 32 enthält einen Hebelabschnitt 32a. Ein Bewegungsmechanismus 40 enthält einen Freigabehebel 23, der ein Betätigungsende aufweist, das in den Hebelabschnitt 32a eingreifen kann. Das Bewegungsteil 40 bewegt das Fühlelement 25 des Temperatursensors 20 selektiv zu einer in Figur 2 gezeigten betriebsbereiten Position oder Kontaktposition unter Vermittlung des in Figur 4 gezeigten Folienteils 28 oder zu einer in Figur 5 gezeigten nicht betriebsbereiten Position oder Nicht- Kontaktposition. In der betriebsbereiten Position berührt das Fühlelement 25 die Oberfläche der Laderolle 2. In dem Bewegungsmechanismus 40 ist der Freigabehebel 23 mit einem Schlitz 23b ausgebildet, in dem eine abgestufte Schraube 41 aufgenommen ist, so daß diese in die rechte und linke Richtung, wie in Figur 5 dargestellt, bewegt werden kann. Der Freigabehebel 23 ist durch eine Spannfeder 43 konstant zur linken Seite hin vorgespannt, wie in Figur 5 dargestellt. Wenn er mit Strom versorgt wird, bewegt ein Solenoid bzw. Elektromagnet 45 den Freigabehebel nach links, wie in Figur 5 gezeigt, und zwar gegen die Kraft der Spannfeder 43.
Wie in Figur 6 gezeigt, wird der Spannungsregler 22 so geregelt, daß er an die Laderolle 2 keine Spannung der Spannungsquelle 24 anlegt, wenn der Temperatursensor 20 in der iuvor genannten betriebsbereiten Position gehalten wird. Dies wird mit Hilfe eines Mikrocomputers 50 bewerkstelligt, Figur 2, der die gesamte Bilderzeugungsvorrichtung steuert. Der Mikrocomputer 50 besitzt eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), um verschiedene Arten von Entscheidungen und Verfahrensschritten auszuführen, ein ROM (Read Only Memory) oder Programmspeicher, das verschiedene Arten von Programmen und festen Datenwerten, die erforderlich sind, damit verschiedene Schritte zu jeweiligen Zeitpunkten erfolgen, abspeichert, ein RAM (Random Access Memory), das für ein Abspeichern von Eingabedaten und Ausgabedaten von der CPU zur Verfügung steht, und eine I/O-Schaltung (Eingabe/Ausgabe).
Wenn eine Drucken-Starttaste 51, die an einem nicht abgebildeten Bedienungsfeld vorgesehen ist, gedrückt wird, um einen Bilderzeugungsvorgang zu starten, empfängt der Mikrocomputer 50 von der Taste 51 ein Drucksignal. Obwohl in Figur 2 nicht dargestellt, sind auf dem Bedienungsfeld auch Tasten angeordnet, damit der Benutzer eine gewunschte Papiergröße, Bilddichte bzw. Schwärzungsgrad und andere Bilderzeugungsbedingungen auswählen kann. Auch von diesen Tasten werden Signale an den Mikrocomputer 50 angelegt. Der Mikrocomputer 50 sendet ein Treibersignal an eine Treibleitung zum Treiben der Trommel 1 und sendet an den Elektromagneten 45 ein Signal, um den Temperatursensor 20 zu der nicht betriebsbereiten Position oder Nicht-Kontaktposition zu bewegen.
Wie genauer in Figur 6 gezeigt, schaltet der Mikrocomputer 50 bei Empfang eines Drucksignals von der Drucken-Starttaste 51 und vor Anlegung der Vorspannung an die Laderolle 2 den Elektromagneten 45 ein, und zwar nach Verstreichen eines Zeitintervalls t1. In Reaktion darauf zieht der Elektromagnet 45 den Freigabehebel 23 von der in Figur 2 gezeigten Position zu der in Figur 5 gezeigten Position, und zwar gegen die Kraft der Spannfeder 43. Als Ergebnis stößt das Betätigungsende 23a des Freigabehebels 23 gegen den Hebelabschnitt 32a des Trägers 32 und zwingt diesen nach links, wie in Figur 5 gezeigt, und bewirkt dadurch, daß sich der Träger 32 gegen die Uhrzeigerrichtung um den Schaft 33 dreht. Folglich wird der auf dem Träger 32 befestigte Temperatursensor 20 in die gleiche Richtung wie der Träger 32 gedreht. Folglich wird das an den Blattfedern 26 befestigte Fühlelement 25 weg von der Laderolle 2 bewegt; der Sensor 20 wird in die in Figur 5 gezeigte nicht betriebsbereite Position gebracht.
Bei Verstreichen eines Zeitintervalls t2, Figur 6, gerechnet seit dem Anschalten des Elektromagneten 45, wird die der Trommel 1 zugeordnete Treibleitung 1 angetrieben, um die Trommel 1 in die Richtung A zu drehen, wie in Figur 5 gezeigt. Die Trommel 1 ihrerseits dreht die Laderolle 2, die die Trommeloberfläche 1a berührt, in eine durch einen Pfeil C angegebene Richtung.
Weiter legt die Spannungsquelle 24, Figur 2, eine Vorspannung an die Laderolle 2 an, nachdem ein Zeitintervall t3 (länger als t2) seit dem Anschalten des Elektromagneten 45 abgelaufen ist. Wenn ein Zeitintervall t4 seit dem Ende des Spannungsanlegens an die Laderolle 2 abgelaufen ist, wird der Elektromagnet 45 abgeschaltet.
Solange der Elektrornagnet 45 nicht abgeschaltet wird und den Temperatursensor 20 in der betriebsbereiten Position hält, d.h. das Fühlelement 25 in Berührung mit der Trommeloberfläche 1a unter Vermittlung der Folie 28, Figur 4, hält, werden somit keine Spannungen von der Spannungsquelle 24 an die Laderolle 2 angelegt. Das heißt, daß nur dann eine Spannung an die Laderolle 2 angelegt wird, wenn der Elektromagnet 45 angeschaltet ist, um den Sensor 20 in der nicht betriebsbereiten Position, die in Figur 5 gezeigt ist, hält. In diesem Zustand beeinflußt die an die Laderolle 2 angelegte Hochspannung den Sensor 20 elektrisch in keinster Weise, weil sich der Sensor 20 entfernt von der Laderolle 2 befindet. Darüber hinaus ist die Vorrichtung frei von Fehlfunktionen, weil verhindert wird, daß ein elektrisches Rauschen über den Sensor 20 in das Steuersystem eindringt, und weil die Schaltung aufgrund der kurzen bzw. kleinen Durchbruchspannung frei von Kurzschlüssen ist.
Bei dem in Figur 4 gezeigten Sensor 20 berührt sein Fühlelement 25 die Laderolle 2 über die isolierende Folie 28, wodurch ein Reibungswiderstand zwischen diesem und der Rolle 2 verringert wird und eine Isolation erreicht wird. Weil das Fühlelement 25 in Anbetracht des Ansprechverhaltens nicht stärker als 10 µm ist, könnte es eine nicht ausreichende Durchbruchspannung gegen die an die Laderolle 2 anzulegende Hochspannung aufweisen. Dieses Problem ist jedoch beseitigt, weil der Sensor 20 für den Fall eines Anlegens solch einer Hochspannung an die Laderolle 2 in Abstand zur Laderolle 2 gehalten wird.
Während an die Laderolle 2 eine Spannung angelegt wird, wird der Sensor 20 in Abstand zur Laderolle 2 gehalten, wie zuvor angeführt. Weil die Oberfläche der Laderolle 2 nicht durch den Sensor 20 gerieben wird, nutzt sich diese folglich nicht ab und es wird verhindert, daß Toner und Verunreinigungen einschließlich von Papierstaub daran haften. Außerdem wird ein Rauschen, das einer Reibung zugeordnet werden kann, vermieden.
Die Vorspannung an die Laderolle 2 wird bezüglich einer Referenzspannung in anpassender Beziehung zur von dem Sensor 20 gefühlten Oberflächentemperatur der Laderolle 2 korrigiert, wie zuvor angeführt. Die Korrektur kann in Übereinstimmung mit einer speziellen Beziehung zwischen der Oberflächentemperatur der Laderolle 22 und der in Figur 7 gezeigten Vorspannung bewerkstelligt werden.
Wie zuvor angeführt, regelt die erläuternde Ausführungsform die an die Laderolle 2 anzulegende Vorspannung auf der Grundlage der von dem Sensor 20 gefühlten Oberflächentemperatur der Laderolle 2. Folglich wird, sogar wenn die Vorrichtung bei einer vergleichsweise niedrigen Temperaturumgebung (z.B. niedriger als 25 C) eingesetzt wird, eine fehlerhafte Aufladung und deshalb fehlerhafte Bilder einschließlich von Bildern mit geringer Dichte bzw. Schwärzungsgrad beseitigt.
Wie in Figur 8 gezeigt, sollte der Sensor 20 vorzugsweise so angeordnet sein, daß das Fühlelement 25 die Laderolle 2 über die Folie 28, Figur 4, berührt, und zwar außerhalb eines effektiven Bildformungsbereiches W, der auf der Rolle 2 vorgegeben ist. Dann wird der Sensor 20 nicht den effektiven Bildformungsbereich W der Laderolle 2 berühren, wodurch er diese vor Kratzern schützt und deshalb gute Bilder sicherstellt. In Figur 8 bezeichnet das Bezugszeichen 46 eine Blattfeder, die das Mittelteil 15 der Laderolle 2 nachgiebig und gleitbeweglich berührt. Die Spannung von der Spannungsquelle 24 wird an die Blattfeder 46 angelegt.

2. Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Figur 9 dargestellt. In Figur 9 sind die wesentlichen Bestandteile, die den in Figur 1 gezeigten Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Laderolle 2 in und aus einer Berührung mit der Trommel 1 bewegbar ist.
Figur 10 zeigt einen speziellen Mechanismus zum Bewegen der Laderolle in Richtung auf und weg von der Trommel 1. Wie dargestellt, wird das Mittelteil 15 der Laderolle 2 durch die Lager 17 drehbar gelagert, die ihrerseits durch jeweilige Druckfedern 52, die aus einem leitenden Material hergestellt sind, konstant weg von der Trommel 1 vorgespannt werden. Während das Aufladen nicht beeinflußt wird, wird die Laderolle 2 in einer nicht betriebsbereiten Position gehalten, die in Figur 10 durch eine durchgezogene Linie angedeutet ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 53 eine ortsfeste Federaufnahme, an der ein Ende der Feder 52 angebracht bzw. befestigt ist. Wenn sich die Laderolle 2 in Berührung mit der Trommeloberfläche 1a befindet, wird über die leitende Feder 52 und das leitende Lager 17 eine Vorspannung von der Spannungsquelle 24 an das Mittelteil 15 der Rolle 2 angelegt. Als Ergebnis lädt die Laderolle 2 die Trommeloberfläche 1a gleichförmig auf.
Ein Arm 55 ist in etwa bei seinem Mittelpunkt drehbar um einen Schaft bzw. Zapfen 54 gelagert. Die Laderolle 2 wird über ein Ende des Arms 55 und über das leitende Lager 17 drehbar gelagert. Ein Solenoid bzw. Elektromagnet 56 besitzt einen Druckkolben 56a, der über eine Feder 57 mit dem anderen Ende des Arms 55 verbunden ist. Der Elektromagnet 56 ist an einem ortsfesten Teil der Vorrichtung befestigt. Wenn der Elektromagnet 56 nicht eingeschaltet ist, bleibt der Arm 55 aufgrund der Wirkung der Feder 56 in einer Position, die in Figur 10 durch eine durchgezogene Linie angedeutet ist, wodurch die Laderolle 2 in Abstand zur Trommel 1 gehalten wird. Wenn der Elektromagnet 56 angeschaltet wird, wird der Arm 55 in Uhrzeigerrichtung gegen die Kraft der Feder 52 zu einer Position gedreht, die in der Figur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Feder 57 leicht gedehnt, damit die Laderolle 2 die Trommeloberfläche 1a unter einem für das Aufladen angemessenen Druck berühren kann.
Der Temperatursensor 20, der auf die Oberflächentemperatur der Laderolle 2 anspricht, ist in der Nähe der Laderolle 2 angeordnet. Der Sensor 20 ist nahe einer Position angebracht, wo er die Oberfläche der Laderolle 2 berührt, wenn die Rolle 2 in Abstand zur Trommel 1 gehalten wird, oder diese nicht berührt, wenn die Rolle 2 in Berührung mit der Trommel 1 gehalten wird.
Wie in Figur 11 dargestellt, weist der Sensor 20 eine Grundfläche 58 auf, die beispielsweise aus einem Epoxyharz hergestellt ist, sowie ein Kissen bzw. Polster 59 aus einem Polyurethanschaum, der auf der Grundfläche 58 aufliegt. Wie am besten in Figur 12 dargestellt ist, ist das Fühlelement 25 in etwa nahe der Mitte der Oberseite des Kissens 59 angeordnet. Eine etwa 10 µm starke Folie 28 ist aus Polyimidamid hergestellt und überdeckt den Sensoraufbau von oberhalb des Temperaturfühlelements 25. Die Folie 28 spielt die gleiche Rolle wie die Folie 28 des in den Figuren 3 und 4 gezeigten Sensors 20.
Wie in Figur 10 gezeigt, ist der Sensor 20 bei einer Position befestigt, wo er die Oberfläche der Laderolle 2 berührt, wenn die Rolle 2 in Abstand zur Trommel 1 gehalten wird, aber er berührt diese nicht, wenn die Rolle 2 in Berührung mit der Trommel 1 gehalten wird, wie zuvor ausgeführt. Folglich bewegt sich der Sensor 20 in eine und weg von einer Berührung mit der Laderolle 2, und zwar in Zuordnung zu der Bewegung der Laderolle 2 relativ zur Trommel 1. Die dargestellte Ausführungsform erzielt deshalb die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform.

3. Ausführungsform

Figur 13 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sowohl der Sensor 20 als auch die Laderolle 2 zur gleichen Zeit bewegbar sind. In Figur 13 sind die gleichen oder ähnlichen Bestandteile wie die in Figur 2 gezeigten Teile oder Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zur kurzen Erläuterung: Ein Bewegungsmechanismus 70 ist aufgebaut, um den Sensor 20 selektiv in eine Berührung mit der Laderolle 2 zu bewegen, und um zur gleichen Zeit die Laderolle 2 weg von der Trommeloberfläche 1a zu bewegen oder um den Sensor 20 weg von der Laderolle 2 zu bewegen und um zur gleichen Zeit die Laderolle in Berührung mit der Trommeloberfläche 1a zu bewegen. Insbesondere ist ein Hebel 74 über einen Schaft 77 mit einem Träger bzw. Tragarm 76 drehbeweglich verbunden. Die Laderolle 2 wird über das Lager 17 drehbeweglich von einem Ende des Hebels 74 gelagert. In der in Figur 13 gezeigten Position wird die Laderolle 2 in Berührung mit der Trommeloberfläche 1a unter einem vorbestimmten Druck gehalten, und zwar aufgrund der Kraft einer Zugfeder 75, die an ihrem einen Ende an einer Federaufnahme befestigt ist, die in dem Hebel 74 enthalten ist.
Der Träger 32, an dem der Sensor 20 angebracht ist, wird vom Träger 76 über den Schaft 33 drehbar gelagert. Das bedeutet, daß der Sensor 20 und die Laderolle 2 vom gleichen Träger 76 aufgenommen bzw. gehalten werden und dadurch in einer vorgegebenen Ortsbeziehung gehalten werden. Ein Freigabehebel 73 kann, wie in Figur 13 gezeigt, nur in die rechte und linke Richtung bewegt werden, d.h. zwischen einer Position, die durch die durchgezogene Linie angedeutet ist, und einer Position, die durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist, wodurch der Sensor 20 und die Laderolle 2 bewegt werden. Ein Ende des Arms 72 ist mit der Oberseite des Freigabehebels 73 drehbeweglich um einen Schaft verbunden. Das andere Ende des Arms 72 ist mit einer Verbindungsplatte 78 drehbeweglich verbunden, die ihrerseits mit dem Druckkolben 45a des Elektromagneten 45 verbunden ist. Die Spannfeder 43 spannt den Arm 72 im Uhrzeigersinn konstant vor, wie in Figur 13 gezeigt.
Wenn der Elektromagnet 45 nicht eingeschaltet ist, verbleibt der Freigabehebel 73 in der durchgezogen eingezeichneten Position, weil der Arm 72 durch die Druckfeder 43 geschwenkt ist. In diesem Zustand zwingt das Betätigungsende 73a des Freigabehebels 73 den Hebelabsehnitt 32a des Trägers 32 nach links, damit dieser den Träger 32 gegen den Uhrzeigersinn schwenkt. Als Ergebnis verbleibt der auf dem Träger 32 angebrachte Sensor 20 in der nicht betriebsbereiten Position, wo er in Abstand zur Laderolle 2 gehalten wird, wie in der Figur gezeigt. Eine Nase bzw. ein Vorsprung 74a ragt vom Hebel 74 hervor, während ein Ansatz 73b am Ende des Hebels 73 befestigt ist. In dem zuvor genannten Zustand befindet sich die Nase 74a in einem vergleichsweise kleinen Abstand zum Ansatz 73b. Folglich wird der Hebel 74 durch die Druckfeder 75 zu der in der Figur gezeigten Position geschwenkt, so daß die Laderolle 2 aufgrund der Kraft der Zugfeder 75 unter einem vorbestimmten Druck gegen die Trommeloberfläche 1a gedrückt wird.
Wenn der Elektromagnet 45 angeschaltet wird, fährt der Druckkolben 45a in den Elektromagneten 45 ein, d.h. in der Figur 13 nach links. Als Ergebnis schwenkt der Arm 72 gegen die Uhrzeigerrichtung und gegen die Kraft der Spannfeder 43, wodurch der Freigabehebel zu der strichpunktiert eingezeichneten Position bewegt wird. Weil sich das Betätigungsende 73a des Freigabehebeis 73 weg vom Hebelabschnitt 32a des Trägers 32 bewegt, schwenkt der Träger 32 aufgrund der Kraft der Torsionsfeder 35 in Uhrzeigerrichtung. Somit wird der Sensor 20 zu der betriebsbereiten Position bewegt, in der das Fühlelement 25 die Laderolle 2 über die Folie 28 (siehe Figur 4) berührt. Außerdem bewegt sich der Ansatz 73b des Freigabe-hebels 73 zu der strichpunktiert eingezeichneten Position, wobei er die Nase 74a des Hebels 74 nach rechts drückt. Als Ergebnis schwenkt der Hebel 74 in Uhrzeigerrichtung gegen die Kraft der Druckfeder 75 und bewegt die Laderolle 2 weg von der Trommeloberfläche 1a, wie durch eine strrichpunktierte Linie in der Figur angedeutet.
Der Elektromagnet 45 kann im wesentlichen zu den gleichen Zeitpunkten an- und ausgeschaltet werden, die im Zusammenhang mit Figur 6 für den Elektromagneten 45 erläutert wurde.
Wie zuvor ausgeführt wurde, bewegt der Bewegungsmechanismus 70 den Sensor 20 selektiv in Berührung mit der Laderolle 2 und bewegt zur gleichen Zeit die Laderolle 2 weg von der Trommeloberfläche 1a oder bewegt den Sensor 20 weg von der Laderolle 2 und bewegt zur gleichen Zeit die Laderolle 2 in Berührung mit der Trommeloberfläche 1a. Hierdurch wird der Sensor 20 erfolgreich vollständig weg von der Laderolle 2 bewegt, wobei zugleich eine gefordete Verschiebung der Laderolle 2 minimiert wird. Zur genaueren Betrachtung sei, wie in den Figuren 14B oder 15B gezeigt, angenommen, daß der Abschnitt des Sensors 20, der die Laderolle berühren soll, und die Oberfläche der Laderolle 2 sich in einem Abstand G oder G' zueinander befinden. Es sei auch angenommen, daß der Sensor 20 mit einer elastischen Verschiebung von ΔG oder ΔG' versehen ist, um die Laderolle 2 sicher zu berühren. Sollte dann die Laderolle 2 allein bewegt werden, um den Abstand G oder G' zu erreichen, müßte sie sich über eine Strecke von L = G + ΔG oder eine Strecke L' = G' + ΔG' bewegen.
Im Gegensatz dazu wird bei der in Figur 13 gezeigten Ausführungsform der Sensor 20 weg von der Laderolle 2 bewegt, und zwar zur gleichen Zeit wie die Laderolle 2 bewegt wird. Falls man annimmt, daß dem Sensor 20 seinerseits eine Verschiebung zugeordnet ist, die größer ist als beispielsweise die elastische Verschiebung ΔG, wird folglich eine solche Verschiebung einen entsprechenden Teil der Verschiebung der Laderolle 2 rückgängig machen. Folglich sollte sich die Laderolle 2 nur um eine Strecke L bewegen, die gleich oder sogar kleiner als die Strecke G ist.

4. Ausführungsform

Figur 16 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Temperatursensor 20 in der axialen Richtung der Laderolle 2 zu einer nicht betriebsbereiten Position bewegbar ist, in der er die Rolle 2 nicht berührt. In Figur 16 werden die gleichen oder ähnlichen Bestandteile wie die in den Figuren 8 und 9 gezeigten Teile mit den gleichen Bezugszeichen benannt. In Kürze: Ein Bewegungsmechanismus 80 bewegt den Sensor 20 selektiv zu einer betriebsbereiten Position, die durch eine durchgezogene Linie angedeutet ist, oder zu einer nicht betriebsbereiten Position, die durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Wie dargestellt, weist der Bewegungsmechanismus 80 einen Träger 81 auf, der an seiner Unterseite den Sensor 20 trägt bzw. hält. Der Träger 81 ist gleitbeweglich auf und längs eines Führungsschaftes 82, wie durch einen Pfeil E in der Figur angedeutet. Der Arm 72 ist an seinem einen Ende mit dem oberen Ende des Trägers 81 drehbeweglich bzw. schwenkbar verbunden und an dem anderen Ende mit der Verbindungsplatte 78. Die Verbindungsplatte 78 ist mit dem Druckkolben 45a des Solenoids bzw. Elektromagnets 45 verbunden. Der Arm 72 wird in der N;he seines Mittelpunktes von einem Schaft 83 drehbeweglich gelagert.
Wenn der Elektromagnet 45 eingeschaltet wird, wird der Arm 72 zu der in Figur 16 strichpunktiert eingezeichneten Position bewegt. Als Ergebnis wird der Träger 81 zusammen mit dem Sensor 20 zu einer strichpunktiert eingezeichneten Position bewegt, wodurch der Sensor 20 weg von der Laderolle 2 bewegt wird. Wenn der Elektromagnet 45 ausgeschaltet wird, wird der Arm 72 durch die Zugfeder 43, die an dem oberen Ende des Arms 72 angebracht bzw. befestigt ist, zu einer Position gebracht, die in Figur 16 mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist. Folglich wird der Träger 81 gemeinsam mit dem Sensor 20 zu einer mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Position bewegt, so daß der Sensor 20 in Berührung mit der Laderolle 2 gebracht wird.

5. Ausführungsform

In Figur 17 ist eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Figur 17 sind die gleichen oder ähnlichen Bestandteile wie die in Figur 2 gezeigten Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie dargestellt, ist der Sensor 20 an dem unteren Ende des Trägers 32 angebracht, und zwar in einer solchen Art und Weise, daß er der Laderolle 2 gegenüberliegt Der Träger 32 ist drehbeweglich bzw. schwenkbar um den Schaft 33 gelagert und zwischen einer in der Figur mit einer durchgezogenen Linie eingezeichneten Position und einer mit einer strichpunktierten Linie eingezeichneten Position bewegbar. Die Zugfeder 43 ist an dem oberen Ende des Trägers 32 angebracht bzw. befestigt, um den Sensor 20 von der Laderolle 2 freizugeben bzw. wegzudrücken Der Solenoid bzw. Elektromagnet 45 ist auch mit dem oberen Ende des Trägers 32 verbunden, um den Sensor 20 gegen die Laderolle 2 zu drücken, und zwar gegen die Kraft der Feder 43. Beim Einschalten des Elektromagneten 45 bewirkt dieser, daß sich der Träger 32 in Uhrzeigersinn dreht, wie in Figur 17 dargestellt, solange bis der Sensor 20 die Laderolle 2 berührt. In diesem Zustand kann der Sensor 20 die Temperatur der Laderolle 2 fühlen bzw. messen. Wenn der Elektromagnet 45 ausgeschaltet wird, wird der Träger 32 mit Hilfe der Feder 43 gegen den Uhrzeigersinn gedreht und zu der strichpunktiert eingezeichneten Position gebracht bzw. geführt, in der sich der Sensor 20 in Abstand zur Laderolle 2 befindet.
Es sei angenommen, daß im Betrieb die Drucken-Starttaste gedrückt wird, während sich die Vorrichtung in einem Standby-Zustand befindet. Dann sendet ein nicht dargestellter Controller an den Elektromagneten 45 ein AN-Signal, um diesen anzuschalten. Während ein vorbestimmtes Zeitintervall nach der Erzeugung des AN- Signals verstreicht, tastet der Controller die Ausgangsgröße des in Berührung mit der Laderolle 2 gehaltenen Sensors 20 und erhält dadurch die zuletzt vorliegenden Temperaturwerte der Laderolle 2. Auf Grundlage dieser Temperaturwerte legt der Controller eine Gleichspannung fest, die an die Laderolle 2 angelegt werden soll. Anschließend sendet der Controller zum Elektromagneten 45 ein AUS-Signal, um diesen auszuschalten. Als Ergebnis wird der Sensor 20 wiederum weg von der Laderolle 2 bewegt. Anschließend gibt der Controller ein Regelsignal zum Treiben bzw. Antreiben der Trommel 1 aus, um einen herkömmlichen Bilderzeugungsvorgang auszuführen. Insbesondere wird der Temperaturfühlvorgang vor der Drehung der Trommel 1 beendet und die Laderolle 2 dreht sich nicht mehr, wenn sich der Sensor 20 in Berührung mit der Rolle 2 befindet. Folglich wird die Laderolle 2 kaum abgenutzt, selbst wenn sich der Sensor 20 in Berührung mit dieser befindet.
Falls es erforderlich ist, kann auf der Laderolle 2 ein Pulsgenerator oder ein ähnliches Mittel zum Fühlen einer Drehbewegung angebracht sein. Dann ist es mt glich, die zeitliche Abfolge zum Anschalten und Ausschalten des Elektromagneten 45 und die Zeitfolge zum Starten der Temperaturmessung in Antwort auf die Ausgangsgröße des Mittels zum Fühlen einer Drehbewegung zu regeln.

6. Ausführungsform

Figur 18 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Figur 18 sind die gleichen oder ähnlichen Bestandteile wie die in den Figuren 2 und 17 gezeigten Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie dargestellt, ist der Temperatursensor 20 an einem Ende eines drehbeweglichen Teils 84 angebracht, dessen anderes Ende von einem Schaft 85 gehalten wird. Der Schaft bzw. die Welle 85 ist mit Zähnen 86 ausgebildet, die in Eingriff mit einem Antriebszahnrad 87 gehalten werden. Ein nicht dargestellter Elektromotor ist antreibbar mit dem Antriebszahnrad 87 verbunden. Wenn das drehbewegliche Teil 84 vom Motor angetrieben wird, kann es um etwa 180 zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegt werden, die in Figur 18 mit einer durchgezogenen bzw. einer strichpunktierten Linie eingezeichnet sind. Wenn sich das drehbewegliche Teil 84 in der ersten Position befindet, kann der Sensor 20 die Temperatur der Laderolle 2 in Berührung mit derselben fühlen bzw. messen. Wenn das drehbewegliche Teil 84 zu der zweiten Position gebracht wird, liegt der Sensor 20 an der Oberfläche der Trommel 1 an und kann die Temperatur der Trommel 1 fühlen bzw. messen.
Mit dieser Ausführungsform ist es deshalb möglich, zwei verschiedene Arten von Temperaturwerten mit Hilfe eines einzigen Temperatursensors zu erzielen. Für gewöhnlich wird das drehbewegliche Teil 84 in der zweiten Position gehalten, damit der Sensor 20 die Temperatur der Trommel 1 messen kann. Nur wenn die Temperatur der Laderolle 2 gemessen werden sollte, wird das drehbewegliche Teil 84 zu der ersten Position bewegt.

7. Ausführungsform

Figur 19 zeigt eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Figur 19 sind die gleichen oder hnlichen Bestandteile wie die in den Figuren 2, 17 und 18 gezeigten Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wie abgebildet, kann die Laderolle 2 zu einer mit einer durchgezogenen Linie eingezeichneten Position bewegt werden, wo sie sich in Abstand zu der Trommel 1 befindet, oder zu einer mit einer strichpunktierten Linie eingezeichneten Position, wo erstere die letztere berührt. Der Temperatursensor 20 ist auf einem Träger 88 angebracht. Wenn die Laderolle 2 in der durchgezogen eingezeichneten Position gehalten wird, berührt sie den Sensor 20, damit ihre Temperatur gemessen wird.
Wie in Figur 20 dargestellt ist, ist ein Element 90 über das Mittelteil der Laderolle 2 an gegenüberliegenden Enden der Rolle 2 verbunden. Das Element 90 und deshalb auch die Laderolle 2 wird in Richtung der Trommel 1 durch eine Feder 91 konstant vorgespannt Das Element 90 wird an einem Ende durch die Laderolle 2 gehalten und an dem anderen Ende durch einen Hebel 92. Wie in den Figuren 21A und 21B gezeigt, ist ein Solenoid bzw. Elektromagnet 93 mit einem Ende des Hebels 92 verbunden. Wenn der Elektromagnet 93 eingeschaltet wird (Figur 21B), wird das Element 90 angehoben, mit dem Ergebnis, daß die Laderolle 2 weg von der Trommel 1 in Berührung mit dem Sensor 20 bewegt wird. Beim Ausschalten des Elektromagneten 93 (Figur 21A) wird die Laderolle 2 mit Hilfe der Feder 91 nach unten geführt bzw. gezwungen, um die Trommel 1 zu berühren. Zur gleichen Zeit wird die Laderolle 2 weg von dem Sensor 20 bewegt.

8. Ausführungsform

In dieser Ausführungsform befindet sich der Temperatursensor 20 in konstantem Abstand zur Laderolle 2. Während der Sensor 20 die Laderolle 2 vorzugsweise berühren oder an dieser anliegen sollte, um deren Temperatur zu messen, ordnet diese Ausführungsform den Sensor 20 nahe einer bestimmten Position an, in der er die Temperatur der Laderolle 2 am genauesten messen kann, ohne die Rolle 2 zu berühren. Im allgemeinen erzeugt eine Lampe, die in der Geräteoptik enthalten ist, Wärme, wenn ein Bilderzeugungsvorgang wiederholt wird. Im Hinblick darauf wird oftmals ein Lüfter zur Lüftung an der Rückseite einer Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet. Folglich ist die Temperatur um die Laderolle 2 zu der Zeit, zu der der Lüfter betrieben wird, anders als zu der Zeit, zu der dieser nicht betrieben wird.
Eine Reihe von Experimenten wurde durchgeführt, um eine Position zu bestimmen, in der der Sensor 20 sehr empfindlich auf die Oberflächentemperatur der Laderolle 2 anspricht, ohne Rücksicht auf den Betrieb des Lüfters. Die Versuche zeigten, daß man die höchste Empfindlichkeit erreichen kann, wenn der Sensor 20 beispielsweise nahe der in den Figuren 1 oder 9 gezeigten Löscheinheit 18 angeordnet ist. Die Anordnung des Sensors 20 an der Rückseite der Löscheinheit 18 ist nicht zweckmäßig, weil sich die Temperatur aufgrund des Lüfterbetriebs beträchtlich ändert. Auch die Anordnung des Sensors 20 in der Nähe einer Fixiereinheit oder nahe der der Laderolle 2 zugewandten Seite der Fixiereinheit ist nicht zweckmäßig, weil er empfänglich ist für Wärme, die von der Fixiereinheit erzeugt wird.
Während alle dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen einen Thermistor als Temperaturfühlmittel verwendet haben, kann dieser durch ein anderes geeignetes Temperaturfühlmittel ersetzt werden, solange dieses die Temperatur in ein elektrisches Signal umwandeln kann. Zum Beispiel kann ein Thermoelement bzw. ein Thermoelementpaar, ein Widerstand, der Platin als Widerstandselement aufweist und dessen elektrischer Widerstand sich bei einer Temperaturänderung ändert, oder ein IC-Sensor (integrierter Schaltkreis) verwendet werden, dessen Temperaturkoeffizient von etwa 2,3 mV/ C spezifisch für den Basis-Emitter-Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung eines Bipolartransistors ist und bei dem ein Verstärker und ein Ausgangstransistor auf einem einzigen Siliciumchip angeordnet bzw. in einem Gehäuse untergebracht sind.
In den Ausführungsformen wurde angenommen, daß das Element, dessen Oberflächentemperatur in Berührung mit einem photoleitfähigen Element gemessen werden soll, eine Laderolle ist. Die Laderolle kann natürlich durch ein Bildtransferelement ersetzt werden, das das photoleitfähige Element berührt. In diesem Zusammenhang kann der in den Figuren 1 und 9 abgebildete Transferriemen bzw. das Transferband durch eine Transferrolle ersetzt werden. Falls eine Anordnung gewählt wird, so daß eine an das Transferelement anzulegende Spannung in Reaktion auf die Ausgangsgröße eines auf die Oberflächentemperatur des Transferelements ansprechenden Temperatursensors geregelt wird, ist es möglich, ein Tonerbild von dem photoleitfähigen Element auf ein Papier bzw. ein Blatt zu übertragen, und zwar unter optimalen Bedingungen, zu allen Zeiten und ohne Rücksicht auf die Temperatur um die Vorrichtung herum.
Obwohl der Temperatursensor in Anordnung und Aufbau von einer Ausführungsform zur anderen abweicht, ist die Funktion einer Messung der Oberflächentemperatur der Laderolle allen Ausführungsformen gemeinsam. Die Vorteile der Ausführungsformen werden nicht aus der Anordnung oder dem Aufbau des Sensors abgeleitet, sondern ergeben sich aus dem Gesamtaufbau der Vorrichtung.
Wenn das Element, auf das sich die Ausführungsformen beziehen, als ein ladendes Element bzw. Ladeelement realisiert wird, kann das Ladeelement anstelle einer Rolle einen Riemen bzw. ein Band, eine Klinge bzw. Schneide oder eine Bürste umfassen. Falls es erforderlich ist, kann das photoleitfähige Element sogar als ein Riemen bzw. Band realisiert werden.
Während sich die Ausführungsformen auf einen Temperatursensor konzentriert haben, ist der Bilderzeugungsvorgang nicht nur empfindlich auf die Temperatur, sondern auch beispielsweise auf die Feuchtigkeit bzw. Luftfeuchtigkeit. Folglich kann ein Luftfeuchtigkeitssensor oder ein ähnlicher Sensor in Kombination mit dem Temperatursensor verwendet werden.
Zusammenfassend ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung schafft, die zahlreiche noch nicht dagewesene Vorteile aufweist, die nachfolgend aufgezählt sind.
(1) Eine an ein Kontaktteil anzulegende Spannung, das ein photoleitfähiges Element berührt, wird auf der Grundlage der Oberflächentemperatur des Kontaktteils geregelt. Folglich wird selbst, wenn die Vorrichtung bei vergleichsweise niedriger Umgebungstemperatur betrieben wird, eine Spannung, die in passender Beziehung zur Oberflächentemperatur korrigiert wird, an das Kontaktteil angelegt. Wenn man annimmt, daß das Kontaktteil ein ladendes Element bzw. Ladeelement ist, versorgt die korrigierte Spannung dieses Element mit einem vorbestimmten Aufladepotential, das verhindert, daß eine fehlerhafte Aufladung stattfindet, wodurch vorteilhafte Bilder bei ausreichender Dichte bzw. ausreichendem Schwärzungsgrad sichergestellt werden. Wenn das Kontaktteil als ein Bildtransferteil realisiert wird, fördert die korrigierte Spannung einen wirkungsvollen Bildtransfer.
(2) Der Temperatursensor kann zu einer Position bewegt werden, in der er die Oberfläche des Kontaktteils nicht berührt. In einer solchen Position verunreinigt der Sensor nicht die Oberfläche des Kontaktteils. Außerdem wird ein Rauschen aufgrund von Reibung unterbunden, solange sich der Sensor in Abstand zum Kontaktteil befindet.
(3) Wenn der Sensor in Berührung mit dem Kontaktteil gehalten wird, werden keine Spannungen von dem spannungsanlegenden Mittel an das Kontaktteil angelegt. Folglich kann der Fall vollständig bzw. nahezu vollständig vermieden werden, daß der Temperatursensor elektrisch durch die Spannung beeinflußt wird, und der Fall, daß ein Rauschen in das Regelsystem der gesamten Vorrichtung eindringt, das zahlreiche Fehler und Fehlfünktionen mit sich bringt.
(4) Der Temperatursensor ist bei einer Position angeordnet, in der er das Kontaktteil berührt, wenn sich das Kontaktteil in Abstand zum photoleitfähigen Element befindet, oder er berührt das Kontaktteil nicht, wenn das Kontaktteil das photoleitfähige Element entweder direkt oder über ein Papier berührt. Durch Verwendung eines Mechanismusses zum Bewegen des Kontaktteils in die und weg von der Berührung mit dem photoleitfähigen Element, um das Kontaktteil vor der Ablagerung von Toner und Verunreinigungen zu schützen, ist es in diesem Fall möglich, den Sensor in eine Berührung und weg von einer Berührung mit dem Kontaktteil zu bewegen, und zwar ohne auf einen Mechanismus zum Bewegen des Sensors zurückzugreifen. Dies vereinfacht erfolgreich den Aufbau und verringert die Kosten der Vorrichtung.
(5) Ein Mechanismus zum Bewegen des Temperatursensors ist so aufgebaut, daß er das Kontaktteil weg von dem photoleitfähigen Element bewegt, und zwar zur gleichen Zeit, zu der er den Sensor in Berührung mit dem Kontaktteil bewegt, oder daß er das Kontaktteil in Berührung mit dem photoleitfähigen Element bewegt, und zwar zur gleichen Zeit, zu der er den Sensor weg von dem Kontaktteil bewegt. In diesem Aufbau werden der Sensor und das Kontaktteil voneinander wegbewegt, wenn das Erstere weg von dem Letzteren bewegt wird. Folglich werden die geforderte Verschiebung des Kontaktteils und deshalb die Gesamtabmessungen der Vorrichtung verringert.
(6) Wenn der Temperatursensor das Kontaktteil außerhalb eines effektiven Bildformungsbereiches bzw. Bilderzeugungsbereiches berührt, reibt der Erstere nicht einen solchen Bereich des Kontaktteils und schützt diesen deshalb vor Kratzern.
Zahlreiche Abänderungen werden für den auf diesem Gebiet kundigen Fachmann möglich werden, und zwar ohne vom Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche abzuweichen, nachdem er mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung vertraut gemacht wird.

Claims

1. Bilderzeugungsvorrichtung, die umfaßt:

- ein photoleitfähiges bzw. lichtelektrisches Element (1);

- ein Kontaktteil (2, 7), das in Verwendung mit einer Spannung beaufschlagt wird, in Berührung mit dem lichtelektrischen Element;

- ein spannungsanlegendes Mittel (24) zum Anlegen der Spannung an das Kontaktteil;

- ein Temperaturfühlmittel (20) zum Fühlen bzw. Abtasten einer Oberflächentemperatur des Kontaktteils;

- ein Steuermittel (21, 22, 50) zum Steuern der Spannung, die von dem spannungsanlegenden Mittel in Reaktion auf eine Ausgangsgröße des Temperaturfülllmittels an das Kontaktteil angelegt werden soll; und

- ein bewegendes Mittel (40) zum selektiven Bewegen des Temperaturfühlmittels zu einer Kontaktposition, in der das Temperaturfühlmittel eine Oberfläche des Kontaktteils berührt, oder zu einer nichtberührenden Position, in der das Temperaturfühlmittel das Kontaktteil nicht berührt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Steuerfittel (50, 22) das spannungsanlegende Mittel (24) so steuert, daß das spannungsanlegende Mittel keine Spannung an das Kontaktteil (2) anlegt, wenn sich das Temperaturfüblmittel (20) bei der Kontakt Position befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das bewegende Mittel (70) das Kontaktteil (2) weg von einer Oberfläche (1a) des photoleitfähigen Elements (1) bewegt, wenn es das Temperaturfühlmittel (20) zu der Kontaktposition bewegt, oder das Kontaktteil in Berührung mit der Oberfläche des photoleitfahigen Elements bringt bzw. bewegt, wenn es das Temperaturfühlmittel zu der nichtberührenden Position bewegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Temperaturfühlmittel (20) das Kontaktteil (1) außerhalb eines effektiven Bildformungsbereichs (W) berührt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Kontaktteil (2, 7) ein Ladeorgan (2) zum Laden des photoleitfähigen Elements umfaßt, und zwar in Berührung mit der Oberfläche (1a) des photoleitfahigen Elements (1), indem es mit der Spannung von dem spannungsanlegenden Mittel (24) beaufschlagt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Kontaktteil (2, 7) ein Bildtransferelement (7) zum übertragen eines Tonerbildes von dem photoleitfähigen Element auf ein Papier (p) umfaßt, und zwar in Berührung mit der Oberfläche (1a) des photoleitfähigen Elements (1), indem es mit der Spannung von dem spannungsanlegenden Mittel (24) beaufschlagt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Temperaturfühlmittel (20) einen Berührabschnitt (25) umfaßt, der das Kontaktteil (2) berührt und eine gleiche Härte aufweist, wie die Oberfläche des Kontaktteils.

8. Bilderzeugungsvorrichtung, die umfaßt:

- ein photoleitfähiges bzw. lichtelektrisches Element (1);

- ein Kontaktteil (2, 7), beaufschlagt mit einer Spannung, in Berührung mit dem photoleitfähigen Element;

- bewegende Mittel (52, 53, 54, 55, 56, 56a, 57) zum selektiven Bewegen des Kontaktteils in eine oder weg von einer Berührung mit dem photoleitfahigen Element;

- ein spannungsanlegende Mittel (24) zum Anlegen der Spannung an das Kontaktteil;

- ein Temperaturfühlmittel (20) zum Fühlen bzw. Abtasten einer Oberflächentemperatur des Kontaktteils; und

- Steuermittel (21, 22, 50) zum Steuern der Spannung, die von dem spannungsanlegenden Mittel in Reaktion auf eine Ausgangsgröße des Temperaturfühlmittels an das Kontaktteil angelegt werden soll; wobei

- sich das Temperaturfühlmittel an einer Position befindet, in der das Temperaturfühlmittel eine Oberfläche (1a) des Kontaktteils berührt, wenn das Kontaktteil und das lichtelektrische Element sich zueinander in einem Abstand befinden, oder die Oberfläche nicht berührt, wenn das Kontaktteil und das lichtelektrische Element in gegenseitiger Berührung gehalten werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Temperaturfühlmittel (20) das Kontaktteil (1) außerhalb eines effektiven Bildformungsbereichs (W) berührt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Kontaktteil (2, 7) ein Ladeelement (2) zum Laden des photoleitfähigen Elements umfaßt, und zwar in Berührung mit der Oberfläche (1a) des photoleitfähigen Elements (1), indem es mit der Spannung von dem spannungsanlegenden Mittel (24) beaufschlagt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Kontaktteil (2, 7) ein Bildtransferelement (7) zum Übertragen eines Tonerbildes von dem photoleitfähigen Element auf em Papier (p) umfaßt, und zwar in Berührung mit der Oberfläche (1a) des photoleitfähigen Elements (1), indem es mit der Spannung von dem spannungsanlegenden Mittel (24) beaufschlagt wird.