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Dokumentenidentifikation DE10021488B4 22.11.2007
Titel Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
Anmelder Fuji Electric Device Technology Co., Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Tanaka, Yasushi, Nagano, JP;
Terasawa, Akira, Nagano, JP
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Anmeldedatum 03.05.2000
DE-Aktenzeichen 10021488
Offenlegungstag 25.01.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse G03G 5/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird ein elektrophotographischer, strahlungssensitiver Körper beansprucht, der ein zylindrisches Harzelement umfaßt, das an dem Trommelkörper eines strahlungssensitiven Körpers in einem Druckkontakt mit diesem befestigt ist. Der Trommelkörper des strahlungssensitiven Körpers arbeitet mittels eines Kontaktaufladeverfahrens und weist die Fähigkeit auf, aufgrund der Aufladung entstehende Geräuschentwicklungen zu absorbieren, wobei das zylindrische Harzelement auch bei widrigen Umgebungsbedingungen beziehungsweise Klimabedingungen nicht negativ beeinflußt wird. Gemäß der Erfindung weist das Harzelement 11 einen Schlitz auf, der sich an einer Position des Umfangs befindet, so daß er sich in der axialen Richtung des Harzelementes erstreckt und einen C-förmigen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung aufweist. Eine metallische Feder 41 ist in oder an dem zylindrischen Harzelement 11 befestigt, so daß sie dazu tendiert, den Schlitz in dem zylindrischen Harzelement 11 zu weiten.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein zylindrisches, elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, besonders für elektrophotographische bilderzeugende Vorrichtungen, insbesondere elektrophotographische Drucker bzw. Laserdrucker.

Konventionelle Aufladeverfahren für elektrophotographische bilderzeugende Vorrichtungen verwenden üblicherweise eine auf Kontakt basierende Aufladevorrichtung. Die auf Kontakt basierende Aufladevorrichtung bringt ein Aufladeelement, an das eine hohe Spannung angelegt wird, in direkten Kontakt mit einer Oberfläche eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, um eine strahlungssensitive Schicht desselben aufzuladen. In diesem Fall umfaßt das Aufladeelement Walzen und Kontaktbürsten.

Vorteile des Kontaktverfahrens gegenüber dem Korona-Entladungsverfahren, welches üblicherweise verwendet wurde, bevor das Kontaktverfahren gebräuchlich wurde, umfassen eine deutliche Reduktion der Menge des erzeugten Ozons und einen relativ einfachen und kompakten strukturellen Aufbau der Vorrichtung.

Ein Problem des Kontaktaufladeverfahrens ist die Geräuschentwicklung, die während des Aufladens auftritt. Im allgemeinen wird bei dem Kontaktaufladeverfahren beim Anlegen einer Spannung an das Aufladeelement eine geeignete Wechselspannung einer grundlegenden Gleichspannung überlagert, um die Gleichmäßigkeit des Aufladens auf der Oberfläche des strahlungsintensiven Körpers zu verbessern. Diese Wechselkomponente kann die Ursache für die durch das Laden hervorgerufene Geräuschentwicklung sein, weil dadurch Vibrationen zwischen dem Aufladeelement und dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt werden, wobei die Vibrationsniveaus mit der angelegten Wechselfrequenz variieren (japanische Patentanmeldung, JP 4-86682A). Die Geräuschentwicklung hängt von den Zuständen der Vorrichtung ab und wird von Menschen als ein relativ hoher Ton wahrgenommen. Dieser Ton wirkt in normalen Büroräumen sehr kreischend und störend und sollte auf Niveaus reduziert werden, bei denen die Büroumgebung nicht mehr durch störende Effekte beeinflußt wird.

Bei einem konventionellen bekannten Verfahren, das geeignet ist, das Aufladegeräusch zu reduzieren, wird ein geräuschabsorbierendes Element auf der Innenseite der elektrophotographischen Aufzeichnungstrommel befestigt (japanisches Patent, JP 5-35166A; japanische Patentanmeldungen, JP 5-35167A; JP 5-35048A und JP 8-54804A).

6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines konventionellen Zylinderelements, das aus einem Harz hergestellt ist. In dieser Darstellung weist das zylindrische Harzelement einen in ihm ausgeformten Schlitz auf, der sich in seiner axialen Richtung erstreckt. Das Harz hat eine Federfunktion, mittels der das zylindrische Element innerhalb der elektrophotographischen Aufzeichnungstrommel befestigt werden kann, wobei es mit dieser in einem Druckkontakt steht (JP 8-54804A).

Gleichwohl das oben beschriebene Verfahren mit dem zylindrischen Harzelement im allgemeinen bezüglich seiner Funktion, Bedienbarkeit und seiner ökonomischen Aspekte sehr gut ist, wird das zylindrische Element von Umwelteinflüssen nachteilig beeinflußt, d.h. es kann seine geräuschreduzierende Wirkung abhängig von den Umgebungsbedingungen verlieren.

Dieses Problem tritt aufgrund von Streß bzw. Spannungen auf, die fortdauernd innerhalb des elektrophotographischen Trommelkörpers auf einen Bereich des Harzes wirken, der die Federfunktion aufweist (wobei dieser Bereich im wesentlichen der dem Schlitz gegenüberliegende Bereich ist). Diese Probleme treten zum Teil dann auf, wenn der elektrophotographische Trommelkörper einer hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt wird. Aufgrund seiner Langzeiteigenschaften tendiert das Harz dazu, unabhängig von der Stärke des auf das Harz ausgeübten Stresses bzw. der ausgeübten Spannung, über die Zeit zu deformieren. Darüber hinaus expandieren das Harz und der Zylinder, wenn die Umgebungstemperatur steigt; wodurch die Spannungsniveaus und Spannungsbelastungen steigen und das Harz selbst leicht aufgrund der Wärme zu deformieren ist. Nachdem das zylindrische Element einer hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt worden ist, sinkt die Druckkontaktkraft im Vergleich zu den ursprünglichen Werten deutlich, sobald die Temperaturen wieder auf normale Raumtemperatur absinken. Dadurch wird die geräuschreduzierende Wirkung des Elements deutlich vermindert. Abhängig von den thermischen Bedingungen, denen das zylindrische Element über die Zeit ausgesetzt wird, kann die Druckkontaktkraft vollständig verloren gehen, was dazu führt, daß eine ausreichende Befestigung des Elements nicht mehr sichergestellt ist. In diesem Fall wird die dämpfende Funktion des Elements nicht mehr aufrechterhalten. Es wird davon ausgegangen, daß solche Bedingungen mit hoher Umgebungstemperatur sowohl während des Transports als auch beim praktischen Einsatz einer bilderzeugenden Vorrichtung auftreten.

Aus US 5,579,093 A ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Trommel bekannt, die an beiden Seiten mit einer Nabe aus Kunststoff versehen ist, die sie trägt und antreibt. Die Nabe weist einen in die Trommel eingebauten in Längsaxialrichtung mehrfach geschlitzten expandierbaren Teil auf, der durch ein elastisches Element, wie einen in ihm angeordneten geschlitzten Federring radial nach außen beaufschlagt ist. Dadurch sollen enge Toleranzen in Zusammenbau und Betrieb des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials erreicht werden.

Im Hinblick auf die oben geschilderten Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Trommelkörper zur Verfügung zu stellen, das ein zylindrisches Harzelement umfaßt, das in dem Trommelkörper angeordnet ist und in einem Druckkontakt mit diesem steht, wobei der Trommelkörper im Kontaktaufladeverfahren arbeitet: Die Trommel soll bezüglich der beim Aufladen auftretenden Geräuschentwicklung absorbierende Eigenschaften aufweisen, wobei das zylindrische Harzelement nicht nachteilig beeinflußt wird, wenn es widrigen oder belastenden Umgebungsbedingungen ausgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, daß ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial in Form einer Trommel zur Verfügung gestellt wird, bei dem innerhalb der Trommel ein zylindrisches, axial längsgeschlitztes Harzelement, das eine darin eingesetzte axial längsgeschlitzte Metallfeder aufweist, mittig mit Abstand den Enden der Trommel angeordnet ist und mittels einer Druckkontaktkraft gegen die innere Oberfläche des Trommelkörpers des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials angedrückt wird.

Insbesondere aufgrund des Zusammenwirkens der beiden einzelnen Elemente und der unterschiedlichen Materialien wird dadurch sichergestellt, daß auch bei unterschiedlichsten äußeren Einflüssen die Funktion sichergestellt wird und keine Ermüdungserscheinungen auftreten, die die Funktion beeinträchtigen könnten.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung deutlicher werden.

1 ist eine Querschnittsansicht eines zylindrischen Harzelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine Querschnittsansicht eines zylindrischen Harzelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 ist eine perspektivische Darstellung einer metallischen Feder gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

4 zeigt zylindrische Harzelemente, die für vergleichende Experimente eingesetzt worden sind.

4a ist eine Querschnittsdarstellung eines zylindrischen Harzelements, das nur aus Harz besteht und nicht mit einer Feder versehen ist.

4b ist eine Querschnittsdarstellung eines anderen zylindrischen Harzelements mit einer darin befestigten metallischen Feder.

5 zeigt elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien, die für Vergleichsexperimente eingesetzt worden sind.

5(a) ist eine Querschnittansicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit dem zylindrischen Harzelement aus 4(a).

5(b) ist eine Querschnittansicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit dem zylindrischen Harzelement aus 4(b).

5(c) ist eine Querschnittansicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials ohne ein darin eingesetztes Harzelement.

6 ist eine perspektivische Darstellung eines konventionellen zylindrischen Harzelements.

In 1 ist ein zylindrisches Harzelement 11 gezeigt, das bevorzugt einen darin eingebrachten Schlitz an einer Stelle aufweist, so daß sich dieser in einer axialen Richtung des Elements erstreckt. Das zylindrische Harzelement 11 hat daher einen C-förmigen Querschnitt, der sich senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt. Eine metallische Feder 41, die in 3 gezeigt ist, ist an einer inneren Oberfläche des zylindrischen Harzelements 11 so befestigt, daß sie dazu tendiert, den Schlitz in dem zylindrischen Harzelement 11 zu weiten.

In 2 ist die in 3 gezeigte Feder 41 in dem zylindrischen Harzelement 11 eingebettet, so daß sie dazu tendiert, den Schlitz in dem zylindrischen Harzelement 11 zu weiten.

Zusätzlich zu einer C-förmigen Blattfeder, die einen C-förmigen Querschnitt hat, der sich senkrecht zu der axialen Richtung in dem zylindrischen Harzelement 11, wie es in 3 gezeigt ist, erstreckt, kann die metallische Feder 41 eine C-förmige Drahtfeder sein.

4 zeigt zylindrische Harzelemente, die für vergleichende Experimente verwendet worden sind. 4(a) ist eine Querschnittsansicht eines der zylindrischen Harzelemente, welches nur aus einem Harz besteht, und in 4(b) ist eine Querschnittsansicht eines anderen zylindrischen Harzelementes gezeigt, in dem eine metallische Feder an der Innenseite befestigt ist. Ein zylindrisches Harzelement 11 besteht aus Polypropylen und eine metallische Feder 41 besteht aus einer rostfreien Blattfeder (die eine Lagendicke von 0,5 mm aufweist).

5 zeigt Körper von elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, die für vergleichende Experimente verwendet worden sind. Die 5(a) und (b) sind Querschnittsansichten zweier dieser Körper 61, die dadurch hergestellt worden sind, daß die zylindrischen Harzelemente, die in den 4(a) und (b) dargestellt sind, in die entsprechenden Körper eingesetzt worden sind. Die 5(c) ist eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Körpers, in dem kein zylindrisches Harzelement eingesetzt worden ist. Ein Körper 61 besteht aus einem Aluminiumrohr (mit einem inneren Durchmesser von 28,5 mm), dessen Oberfläche mit einer organischen strahlungssensitiven Schicht beschichtet worden ist.

Diese elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien sind, mit Ausnahme des zylindrischen Harzelements, identisch und wurden bei normalen Temperaturen (25°C) und bei einer normalen relativen Luftfeuchtigkeit (50% RH) hergestellt.

Die Experimente bezüglich der durch das Aufladen erzeugten Geräusche werden wie folgt durchgeführt:

In einem schalltoten bzw. reflektionsfreien Raum wurden sowohl eine bilderzeugende Vorrichtung, die das Walzenaufladeverfahren verwendet, als auch ein Geräusch- bzw. Schall-Meßinstrument an festgelegten Positionen installiert, die etwa 50 cm voneinander entfernt lagen. Der schalltote Raum wurde auf einer normalen Temperatur (25°C) und auf einer normalen relativen Luftfeuchtigkeit (50% relative Feuchte) gehalten. Vor allen tatsächlichen Messungen der Aufladegeräusche wurde die an eine Aufladewalze innerhalb der bilderzeugenden Vorrichtung anzulegende Spannung abgeschaltet, während die Vorrichtung ansonsten weiter betrieben worden ist. Die Geräuschentwicklung n (dB) wurden dann gemessen, wobei bei den Messungen kein Aufladegeräusch aufgetreten ist. Danach wurde die Spannung an die Walzen angelegt und die in den 5(a) bis (c) gezeigten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden in die bilderzeugende Vorrichtung eingesetzt. Danach wurden die entsprechenden Geräuschentwicklungen bzgl. der in den 5(a) bis 5(c) gezeigten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemessen (dB). Das Aufladegeräusch &Dgr; (dB) wurde als numerischer Wert definiert, der durch eine Subtraktion der Geräuschentwicklung n (dB) von jeder der Gesamtgeräuschentwicklungen, die bei elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der 5(a) bis (c) aufgetreten sind, a bis c (dB) errechnet wurde. Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messungen bezüglich der Aufladegeräuschentwicklung. Bei dem gegebenen Hörsystem treten keinerlei Probleme auf, wenn die Aufladegeräuschentwicklung &Dgr; (dB) bei 4 dB oder niedrigeren Werte liegt.

Tabelle 1

Experimente bei niedrigen Temperaturbedingungen wurden ebenfalls wie nachfolgend beschrieben durchgeführt:

Die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, die in den 5(a) bis 5(c) gezeigt sind, wurden in eine Klimavorrichtung gebracht und dort Temperaturen von –20°C und einer Luftfeuchtigkeit von 20 % (relative Feuchte, RH) ausgesetzt. Die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden in der Klimavorrichtung für einen Zeitraum von 24 Stunden aufbewahrt. Nachfolgend wurden die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wieder normalen Temperaturen (25°C) und einer normalen Feuchtigkeit (50% relative Luftfeuchtigkeit) für einen Zeitraum von einer Stunde ausgesetzt und die aufgrund der Aufladung hervorgerufene Geräuschentwicklung wurde erneut gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt. Wenn die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien weiterhin den niedrigen Temperaturen ausgesetzt worden sind, haben sie ihre Dämpfungsfunktion unabhängig von der Anwesenheit der metallischen Feder 41 beibehalten.

Tabelle 2

Experimente in einer Hochtemperaturumgebung wurden wie folgt durchgeführt:

Die in der 5(a) bis (c) gezeigten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden in einer Klimavorrichtung einer Temperatur von 50°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 % ausgesetzt. Die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden dann für einen Zeitraum von 24 Stunden in der Klimavorrichtung belassen. Nachfolgend wurden die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien für einen Zeitraum von 1 Stunde einer normalen Temperatur (25°C) und einer normalen Luftfeuchtigkeit (50% relative Luftfeuchte, RFI ausgesetzt, woraufhin die durch das Aufladen hervorgerufene Geräuschentwicklung erneut gemessen worden ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. In dem Fall, daß die Aufzeichnungsmaterialien weiterhin der hohen Raumtemperatur ausgesetzt worden sind, hat das in 5(a) gezeigten elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial seinen Dämpfungseffekt und seine entsprechende Funktion eingebüßt.

Tabelle 3

Tabelle 4 zeigt die Abmessungen d (4) des zylindrischen Harzelements 11, die vor und nach den Klimaexperimenten gemessen worden sind.

Tabelle 4

Wie die Tabelle zeigt, vermindert sich die Abmessung d des zylindrischen Harzelements 11, das in der 4(a) gezeigt ist, unter den Wert des inneren Durchmesser des Aluminiumrohrs, nachdem das zylindrische Element weiterhin der hohen Temperatur ausgesetzt worden ist. Aus diesem Grunde wäre das zylindrische Harzelement, wenn es in der Hochtemperaturumgebung belassen worden wäre, vermutlich deformiert worden, was dazu geführt hätte, daß die Druckkontaktkraft auf das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial vermindert wird und der Dämpfungseffekt und die entsprechende Funktion verloren gehen.

Auf der anderen Seite hat das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial, das in 5(b) gezeigt ist, seine Funktion und seinen Dämpfungseffekt beibehalten. Da die Abmessung d (äußerer Durchmesser, gemessen wie in 4 gezeigt) des zylindrischen Harzelements 11, das in 4(b) gezeigt ist, konstant bei 28,7 mm geblieben ist, auch nachdem das zylindrische Element weiterhin der hohen Temperatur ausgesetzt gewesen war, hat die innere metallische Feder 41 eine Deformation des Harzes verhindert, wodurch die Druckkontaktkraft, die erforderlich ist, um den Dämpfungseffekt aufrechtzuerhalten, beibehalten worden ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird daher ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt, das seine Dämpfungsfunktion auch dann beibehält, wenn es Umgebungsbedingungen mit einer hohen Temperatur ausgesetzt wird. Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher bezüglich seiner Fähigkeit, eine durch Aufladung hervorgerufene Geräuschentwicklung zuverlässig zu unterdrücken, besonders zuverlässig.


Anspruch[de]
Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial in Form einer Trommel dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Trommel mittig mit Abstand zu den beiden Trommelenden ein zylindrisches Harzelement (11) mit C-förmigem Querschnitt senkrecht zu seiner Längsachse mit einer darin eingesetzten metallischen Feder (41) mit C-förmigem Querschnitt senkrecht zu ihrer Längsachse angeordnet ist, wobei die Feder das Harzelement durch Druckkontaktkraft gegen die innere Oberfläche der Trommel drückt. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (41) eine Blattfeder ist. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (41) eine Drahtfeder ist. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (41) auf der Innenseite des zylindrischen Harzelements (11) angeordnet ist. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (41) in dem zylindrischen Harzelement (11) eingebettet ist.






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