DE69112780T2

DE69112780T2 - Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät.

Info

Publication number: DE69112780T2
Application number: DE69112780T
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Asako; Toshiro Honda; Hideaki Inoue; Kenji Nakayama; Yasuhito Sato; Shigeru Shimizu; Hideki Takahashi; Eiichi Takeuchi; Tadao Yamamoto
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2011-11-01
Also published as: EP0487929A2; DE69112780D1; EP0487929A3; US5196890A; EP0487929B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontaktfreies elektrostatisches Aufzeichnungsgerät zur Erzeugung eines elektrostatischen Aufzeichnungsbildes, ohne hierfür einen Aufzeichnungskopf und ein Aufzeichnungsmedium miteinander in Kontakt zu bringen.
Ein sogenannter Multistylus-Drucker (Drucker mit vielen Nadelelektroden) ist üblicherweise als elektrostatisches Aufzeichnungsgerät wohlbekannt. Ein derartiger Multistylus-Drucker hat einen Aufzeichnungskopf, der durch Anordnen einer großen Vielzahl Nadelelektroden (Nadeln) in einer Hauptabtastrichtung mit gleichmäßigen kleinen Abstandsintervallen dazwischen gebildet wird und entsprechend einem Aufzeichnungssignal selektiv eine Spannung an jede Nadelelektrode legt, um eine direkte Entladung auf Papier zu bewirken, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild entsteht. Bei diesem Drucker wird besonderes Papier, das mit einem Mittel mit hohem elektrischen Widerstand beschichtet ist, verwendet, damit eine elektrische Ladung problemlos und zuverlässig auf dem Papier festgehalten wird. Bei dem besonderen Papier dieses Typs ist jedoch die Beschriftung mit einem Schreiber oder einem Stift schwierig und seine Lagerbeständigkeit ist ebenfalls problematisch, da es in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit denaturiert. Daher wird dieses besondere Papier als Büropapier nicht bevorzugt.
Wenn ein Spalt zwischen dem distalen Ende einer jeden Nadelelektrode und der Papieroberfläche groß ist, verbreitert sich außerdem ein elektrisches Entladungsfeld von den Nadelelektroden auf der Papieroberfläche, wodurch sich die Größe der gebildeten Punkte erhöht, was wiederum zu Problemen bei der Erhaltung eines Aufzeichnungsbildes mit hoher Auflösung führt. Daher ist die Papieroberfläche mit einem Spaltmaterial versehen, welches in gleitenden Kontakt mit den distalen Enden der Nadelelektroden gebracht wird, um einen kleinen Spalt zu gewährleisten. Bei diesem System tritt jedoch das Problem auf, daß die distalen Enden der Nadelelektroden abgerieben oder abgenutzt werden.
Daher wird als elektrostatisches Aufzeichnungssystem, welches mit normalem Papier verwendet werden kann und bei dem der Spalt zwischen einem Bildmedium und den distalen Enden von Aufzeichnungselektroden klein ist, ein System zum Erzeugen eines Tonerbildes auf einem trommelartigen Zwischenaufzeichnungsmedium und Übertragen des Tonerbildes auf Papier vorgeschlagen. Da die Größe eines Geräts sich aufgrund der Verwendung eines Zwischenaufzeichnungsmediums zu erhöhen neigt, wird gemäß diesem System häufig ein Verfahren angewandt, mit dem das Bild gleichzeitig aufgezeichnet und entwickelt wird, um die Vergrößerung der Dimensionen des Geräts zu verhindern. In diesem Fall sind meistens eine große Anzahl von Aufzeichnungselektroden in Breitenrichtung (Hauptabtastrichtung) eines Förderweges für ein Entwicklungsmittel angeordnet, und ein Entwicklungsmittel wird selektiv von den Aufzeichnungselektroden auf die Oberfläche einer gegenüberliegenden Elektrode übertragen, die auch als Zwischenaufzeichnungsmedium gemäß der Aufzeichnungsinformation dient, wodurch ein aus Punkten zusammengesetztes Toneraufzeichnungsbild entwickelt wird. Bei diesem System müssen die Elektrodenabstände zwischen den Aufzeichnungselektroden und die gegenüberliegende Elektrode über die gesamte Breitenrichtung des Förderwegs für das Entwicklungsmittel hinweg konstant sein.
Die gegenüberliegende Elektrode bildet üblicherweise eine Trommel und wird für ihre weitere Funktion als Aufzeichnungsmedium gedreht. In diesem Fall, wenn die gegenüberliegende Elektrode gedreht wird, schwingt ihre Umfangsoberfläche in axialer oder Umfangsrichtung. Aus diesem Grund kann der Elektrodenspalt an bestimmten Stellen eng werden. Wenn das Entwicklungsmittel an den engen Elektrodenspalt zugeführt wird, erhöht sich die Dichte des Entwicklungsmittels und das Entwicklungsmittel wird zwischen den Elektroden unter Druck dicht. Als Ergebnis verringert sich der elektrische Widerstand des Entwicklungsmittels, der im Normalfall ca. 1 x 10¹¹ [Ω] beträgt, auf 1 x 10³ bis 1 x 10&sup6; [Ω] am dichten Abschnitt. Ein starker Strom fließt zur Erzeugung von Wärme in diesem Abschnitt, und das Entwicklungsmittel wird aufgrund der Wärme und dem Fülldruck auf die Elektroden aufgeschmolzen, was zu schwerwiegenden Problemen führt. Wenn das Entwicklungsmittel auf die Elektroden aufgeschmolzen ist, verringert sich die Bildauflösung, und der Bildkontrast oder die Sichtbarkeit verschlechtern sich. Ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät dieser Art ist aus der EP-4,831,394 bekannt.
Wenn sich der Spalt zwischen den Aufzeichnungselektroden und der gegenüberliegenden Elektrode als Ergebnis des Schwingens vergrößert, erweitert sich das elektrische Feld, mit der problematischen Folge, daß ein Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung nicht erhalten werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät zur Verfügung zu stellen, welches ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung erzeugt, indem ein Spalt zwischen Aufzeichnungselektroden und einer gegenüberliegenden Elektrode auf einem konstanten Wert gehalten wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt eine erste Ausführungsform des elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß vorliegender Erfindung eine Entwicklungsummantelung mit einer Oberfläche und angeordnet in einem vorbestimmten Förderweg eines Entwicklungsmittels, einer drehenden Magnetwalze im Inneren der Entwicklungsummantelung zum Befördern eines magnetischen Entwicklungsmittels mit Toner auf die Oberfläche der Entwicklungsummantelung in einer vorbestimmten Richtung, eine Vielzahl von Aufzeichnungselektroden, die quer zur Förderrichtung des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung mit vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnet sind, einer zylindrischen Elektrode, die der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden mit einer vorbestimmten Abstandslücke gegenüberliegend angeordnet ist und in eine Richtung dreht, so daß der Abschnitt der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode, der sich in der Lücke befindet, sich in der Lücke in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels bewegt, einer Spannungsanlegevorrichtung zum Anlegen einer Spannung, die der Aufzeichnungsinformation entspricht, an jede der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden, um den auf diesen Aufzeichnungselektroden, an die die Spannung angelegt wird, befindlichen Toner auf die zylindrische Elektrode zu übertragen, wodurch ein Toneraufzeichungsbild entsteht, das der Aufzeichnungsinformation auf der zylindrischen Elektrode entspricht, wobei die Entwicklungsummantelung eine Stufe aufweist, die quer zur Förderrichtung des Entwicklungsmittels ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe an einer Position auf der Entwicklungsummantelung stromaufwärts von einer Position angeordnet ist, bei der die Entwicklungsummantelung und die zylindrische Elektrode sich am nächsten liegen und von der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung zu einem unteren Abschnitt in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels geht, wobei dieser untere Abschnitt, der in der Entwicklungsummantelung durch diese Stufe ausgebildet ist, zu einem Punkt stromabwärts dieser Position in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels verläuft, wo die Entwicklungsummantelung und die zylindrische Elektrode sich am nächsten liegen, wobei wenigstens distale Endabschnitte der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden, die - mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte - mit einer isolierenden Beschichtung überzogen sind, von dieser Stufe und über den unteren Abschnitt auf diese nächste Position hin ragen, um Vorsprünge zu bilden, und diese Vorsprünge in einer Richtung zu der zylindrischen Elektrode hin bzw. von dieser weg schwingbar sind.
Eine zweite Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß die Entwicklungsummantelung einen flachen Abschnitt über ihre gesamte Breite an einem Abschnitt auf deren Oberfläche in der Nähe der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode aufweist, ein Polsterelement, das aus einem elastischen Material besteht und auf dem gesamten Bereich, der die Hälfte des flachen Abschnittes beträgt, auf der stromaufwärtigen Seite in einer Förderrichtung des Entwicklungsmittels befestigt ist, wobei ein Teil der Oberfläche des Polsterelements eine Umfangsoberfläche bildet, die dieselbe Krümmung hat wie die Entwicklungsummantelung, so daß sie mit dieser kontinuierlich verläuft, wobei ein stromabwärts liegender Endabschnitt dieses Teils der Oberfläche des Polsterelements der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode am nächsten ist, wodurch eine Stufe auf der unmittelbar stromabwärts befindlichen Seite dieses Abschnittes ausgebildet ist, wobei die Vielzahl von Aufzeichnungselektroden auf der Umfangsoberfläche des Polsterelementes angeordnet ist und zur stromaufwärts befindlichen Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung hin verläuft, wobei die Aufzeichnungselektroden - mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte, die mit der Endfläche des Polsterelementes bündig sind - mit einer isolierenden Beschichtung überzogen sind, wodurch diese Stufe gebildet wird, und wenigstens die distalen Endabschnitte der Aufzeichnungselektroden in einer Richtung hin zur zylindrischen Elektrode bzw. weg von ihr schwingbar sind
Die Erfindung ist anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht zeigt, die eine Gesamtanordnung eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß vorliegender Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht zeigt, die eine Einheit zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbilds sowie ihre periphere Anordnung, wie in Fig. 1 gezeigt, darstellt;
Fig. 3 eine Draufsicht im Schnitt zeigt, die einen horizontalen Zirkulationsweg für ein Entwicklungsmittel in der in Fig. 1 dargestellten Einheit zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbilds darstellt;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht zeigt, die einen Aufzeichnungsabschnitt eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zeigt, die die gesamte Einheit zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbildes wie in Fig. 1 gezeigt darstellt;
Fign. 6A und 6B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Draufsicht jeweils einer Bilderzeugungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fign. 7A und 7B schematische Aufrißansichten zur Erläuterung eines Betriebs des Aufzeichnungsabschnittes gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 8 eine schematische Aufrißdarstellung zur Erläuterung eines Betriebs des Aufzeichnungsabschnittes gemäß der ersten Ausführungsform unter verschiedenen Bedingungen darstellt;
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht zeigt, die einen Aufzeichnungsabschnitt eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht zeigt, die Aufzeichnungselektroden einer Bilderzeugungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fign. 11A und 11B schematische Aufrißansichten zur Erläuterung eines Betriebs des Aufzeichnungsabschnittes gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht, die die Gesamtanordnung eines Aufzeichnungsgeräts als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kennzeichnet die Bezugsziffer 1 eine Papierzuführkassette, in der Bögen einfachen Papiers P gestapelt sind und die abnehmbar an einem Seitenabschnitt des Geräts angebracht ist. Eine Papierzuführwalze 1a ist über dem vorderen Endabschnitt der Papierzuführkassette 1 angeordnet und derart im Gerät eingesetzt, daß sie in einer von einem Pfeil angedeuteten Richtung drehbar ist. Vor der Papierzuführwalze 1a sind obere und untere Führungsplatten 2a und 2b, die jeweils aus einem Isolierteil bestehen, derart angebracht, daß sie einen Papierzuführweg bilden. Ein Paar Registrierwalzen 3 ist im Papierzuführweg angeordnet, um die Zuführung des von der Papierzuführwalze 1a zugeführten Papiers P vorübergehend zu unterbrechen, um dadurch die Lage des Papiers einzustellen. Anschließend führt das Registrierwalzenpaar 3 das Papier wieder einem Bildübertragungsabschnitt T auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite in zeitlicher Abstimmung mit dem Empfang eines Aufzeichnungsbildes (welches nachstehend beschrieben ist) zu.
Im Bildübertragungsabschnitt T auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Registrierwalzenpaares 3 ist eine Übertragungsladevorrichtung 4 vorgesehen, die einer zylinderförmigen Elektrode 5 als Gegenelektrode gegenüberliegt, die auch als Bildträger fungiert. In dieser Ausführungsform wird die zylinderförmige Elektrode 5 entgegen den Uhrzeigersinn gedreht, wie es durch einen Pfeil α angedeutet wird. Eine Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U (die nachstehend beschrieben ist) liegt der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 auf der gegenüberliegenden Seite der Übertragungsladevorrichtung 4 gegenüber. Ein Toneraufzeichnungsbild wird durch die Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U auf der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 erzeugt, durch Drehung der zylinderförmigen Elektrode 5 an den Bildübertragungsabschnitt T befördert und auf wieder zugeführtes Papier übertragen. Der Aufbau der Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U ist im einzelnen nachstehend beschrieben.
Auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Bildübertragungsabschnittes T ist eine Trennkralle 6 derart angeordnet, daß ihr distales Ende gegen die Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode gedrückt wird. Auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite der Trennkralle 6 ist ein Förderband 7 des Luftsaug-Typs horizontal angeordnet, um von der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 abgeführtes Papier zu einer vor dem Förderband 7 angeordneten Fixiereinheit 8 zu befördern, während die hintere Oberfläche des von der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 durch die Trennkralle 6 abgeführten Papiers nach der Bildübertragung abgestoßen wird. Die Fixiereinheit 8 besteht aus einer Heizwalze 8a und einer Druckwalze 8b und fixiert das Tonerbild thermisch während des Verlaufs des Papiers zwischen den zwei Walzen. Das dem Fixierungsvorgang unterzogene Papier wird über einen Ausstoßspalt 9 ausgestoßen und mit der bedruckten Seite nach unten auf einem Papierausstoßmagazin 10 gestapelt.
Bei dem Aufzeichnungsgerät gemäß dieser voranstehend beschriebenen Ausführungsform verläuft der Papierfördervorgang aufgrund der Tatsache, daß der gesamte Papierförderweg von der Papierzuführung bis zum Papierausstoß im wesentlichen gerade ausgebildet ist, im wesentlichen reibungslos, um ein einfaches Auftreten eines Bildfehlers oder eines Fehlers bei der Papierzuführung, wie Papierstau, zu verhindern. Außerdem hat dieses Aufzeichnungsgerät einen weiteren Vorteil, der darin liegt, daß das Papier aufgrund des voranstehend beschriebenen geraden Papierförderwegs mit der bedruckten Oberfläche nach unten ausgestoßen wird, wodurch ein Sortieren der Seiten nicht mehr erforderlich ist, was bei einem Aufzeichnungsgerät wünschenswert ist.
Der Aufbau der Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U wird im einzelnen nachstehend beschrieben.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Aufzeichnungsbild-Erzeugungseinheit U im allgemeinen einen Entwicklungs-/Autzeichnungsbehälter 12 mit einer Aufzeichnungsvorrichtung und einer Fördervorrichtung für ein Entwicklungsmittel, sowie einen Entwicklungsmittel-Vorratsbehälter 11, in dem ein Entwicklungsmittel zum Nachfüllen enthalten ist. Ein Rührflügel 11a ist drehbar im Entwicklungsmittel-Vorratsbehälter 11 angeordnet. In dieser Ausführungsform wird ein Einkomponenten-Entwicklungsmittel, das mindestens ein Isolierharz, ein feines Magnetpulver sowie Farbstoffteilchen enthält, als Entwicklungsmittel verwendet, und ein isolierender magnetischer Toner mit einer negativen (-) Reibungselektrizitätspolarität ist enthalten. Ein Zweikomponenten-Entwicklungsmittel, das durch Mischen eines magnetischen Trägers mit einem isolierenden Toner in einem vorbestimmten Verhältnis erhalten wird, kann ebenfalls als Entwicklungsmittel verwendet werden.
Ein horizontaler Zirkulationsweg 13 für ein Entwicklungsmittel, wie in Fig. 3 gezeigt, ist auf dem unteren Abschnitt des Entwicklungs-/Aufzeichnungsbehälters 12 ausgebildet. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist ein Paar Schneckenwalzen 14a und 14b drehbar in einem Paar paralleler Längswege 13a und 13b des horizontalen Zirkulationsweges 13 angeordnet. Die Schneckenwalzen 14a und 14b werden dadurch gebildet, daß eine Vielzahl spiralförmig verlaufender Blätter 14a2 und 14b2 auf den Umfangsoberflächen von Wellen 14a1 und 14b1 ausgebildet sind und umgekehrt zuführende Blätter 14a3 und 14b3 mit entgegengesetztem spiralenförmigen Verlauf jeweils auf einem Endabschnitt einer entsprechenden Welle (siehe die perspektivische Ansicht aus Fig. 5) vorgesehen sind. Die Schneckenwalzen 14a und 14b sind jeweils in den Längswegen 13a bzw. 13b angeordnet, so daß sich die umgekehrt zuführenden Blätter 14a3 und 14b3 auf gegenüberliegenden Seiten befinden. Das Paar Schneckenwalzen 14a und 14b wird in entgegengesetzten Richtungen gedreht, die durch die Pfeile ß und γ angedeutet sind, und an ihnen entlang wird ein Entwicklungsmitel auf die jeweiligen Blätter 14a3 und 14b3 mit umgekehrter Zuführrichtung befördert. Als Ergebnis treffen an den Eckabschnitten, an denen sich die Zuführblätter 14a3 und 14b3 mit umgekehrter Zuführrichtung befinden, umgekehrte Zuführkräfte in entgegengesetzten Richtung aufeinander und schieben den magnetischen Toner in einer vertikalen Richtung, so daß er in den anderen Längsweg fließt. Auf diese Weise läßt sich der magnetische Toner zufriedenstellend mit Reibungselektrizität aufladen, während er gleichzeitig unter Rühren in einer durch einen gestrichelten Pfeil δ angedeuteten Richtung zirkuliert wird. Eine erforderliche Lademenge eines Entwicklungsmittel läßt sich zufriedenstellend durch Reibungsaufladung erhalten, indem die Form oder das Material der Schneckenwalzen 14a und 14b verändert wird.
Ein Raum S, der von einer Wand Sw umgeben ist, um ein Eintreten des zirkulierenden Entwicklungsmittels zu verhindern, ist in einem zentralen Abschnitt des horizontalen Zirkulationswegs 13 mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau ausgebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist oberhalb der Schneckenwalze 14a, die sich näher am Entwicklungsmittel-Vorratsbehälter 11 befindet, ein Nachfüllspalt 11b zum Nachfüllen von magnetischem Toner d0 entlang der axialen Richtung der Schneckenwalze 14a ausgebildet.
Eine Entwicklungsummantelung 15 zur vertikalen Beförderung des Entwicklungsmittels befindet sich horizontal oberhalb der anderen Schneckenwalze 14b. Die Entwicklungsummantelung 15, die eine drehbare Magnetwalze 16 umschließt, ist so angeordnet, daß sie der voranstehend beschriebenen zylinderförmigen Elektrode 5 gegenüberliegt. Andere magnetische Pole sind abwechselnd auf der Umfangsoberfläche der Magnetwalze 16 ausgebildet. Bei Drehung der Magnetwalze 16 entgegen den Uhrzeigersinn, wie durch Pfeil &epsi; angedeutet, wird der magnetische Toner d im Uhrzeigersinn, wie durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet, entlang der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 befördert.
Ein Schaber 12a zur Regulierung der Schichtendicke des magnetischen Toners d auf einen passenden Wert ist in der Nähe der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15, die als Entwicklungsmittel-Förderweg dient, und auf der in Verlaufsrichtung gesehen vorangeordneten Seite in der Entwicklungsmittel-Förderrichtung angeordnet. Eine Platte 12b zur Verhinderung eines Verstreuens von Toner ist oberhalb des Schabers 12a angeordnet. Die Platte 12b zur Verhinderung eines Verstreuens von Toner verhindert, daß ein auf die in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordnete Seite befördertes Entwicklungsmittel aufgrund der Regulierung der Schichtendicke mittels des Schabers 12a in den Bereich außerhalb der Aufzeichnungs-/Bilderzeugungseinheit U verstreut wird und ein Bild verunreinigt. In dieser Ausführungsform verzweigt sich der obere Endabschnitt der Behälterwand des Entwicklungs-/Aufzeichnungsbehälters 12a in zwei Teile, wobei der Schaber 12a in einem Zweig angeordnet ist und die Platte 12b zur Verhinderung eines Verstreuens von Toner in dem anderen Zweig ausgebildet ist.
Ein Aufzeichnungsabschnitt W zur Erzeugung eines Toneraufzeichnungsbildes ist wie folgt auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Abschnittes zur Regulierung der Dicke der Tonerschicht entlang der Tonerförderrichtung angeordnet.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform an einem Abschnitt auf der Entwicklungsummantelung 15, der sich in Verlaufsrichtung gesehen auf der vorangeordneten Seite von einer Position Nc der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 befindet, die der Entwicklungsummantelung 15 in der Tonerförderrichtung am nächsten liegt, eine Stufe G ausgeformt. Die Größe (Höhe) der Stufe G beträgt vorzugsweise ca. das Zehnfache des Abstands L zwischen den Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL (die nachstehend beschrieben sind) und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5. Bei dieser Ausführungsform ist die Stufe G, die eine derartige Höhe hat, über die gesamte Breite der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 hinweg ausgebildet.
Eine Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit einer großen Anzahl von Aufzeichnungselektroden ist auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 auf der in Verlaufsrichtung vorangeordneten Seite von der voranstehend beschriebenen Stufe G befestigt. Die Aufzeichnungselektrodenschicht 17 dieser Ausführungsform wird durch eine biegsame gedruckte Leiterplatte ("flexible circuit board", FPC) gebildet. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist in der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 eine große Anzahl paralleler Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a, die in Längsrichtung der Schicht entlang der Umfangsrichtung der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 verlaufen, mit einem vorbestimmten geringen Zwischenabstand in Breitenrichtung des Grund-Schicht 17b (der Breitenrichtung des Tonerförderweges: der Hauptabtastrichtung) angeordnet. Die Anzahl der Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a ist so gewählt, daß sie mit der maximalen Datenanzahl einer Hauptabtastzeile korrespondiert. Bei dieser Ausführungsform ist die große Anzahl von Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a, die aus einem nichtmagnetischen leitenden Material sind, mit einer Zeichendichte von 84,6 um (300 DPI) mit Intervallen von 40 um dazwischen aufstrukturiert.
Eine Isolierschicht 17c ist auf der Oberfläche der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 aufgebracht, mit Ausnahme eines Bereiches Z am Ende der Schicht, der zur Bildung des Aufzeichnungsbildes beiträgt. Die Isolierschicht 17c ist aus dem nachstehend erläuterten Grund nicht auf den vorderen Endbereich Z der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 aufgebracht.
Es wird nämlich ein Toneraufzeichnungsbild durch Anlegen einer Aufzeichnungsspannung, die mit Aufzeichnungsdaten korrespondiert, an die Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a erzeugt, um ein elektrisches Feld zwischen den Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a und der zylinderförmigen Elektrode 5 zu bilden, und den durch die Kraft dieses elektrischen Feldes aufgeladenen Toner auf die zylinderförmige Elektrode 5 zu übertragen, wie es nachstehend beschrieben ist. Wenn jedoch die Isolierschicht 17c auf der Oberfläche der Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a aufgebracht wird, an die die Aufzeichnungsspannung angelegt werden soll, läßt sich nicht nur das erforderliche elektrische Feld nicht effizient erzeugen, sondern es wird auch eine unnötige elektrische Ladung in der Isolierschicht 17c gespeichert, was zu Bildfehlern wie einem verschmierten Hintergrund oder einer Verunreinigung des Bildes führt. Wie in Fig. 5 gezeigt, werden daher die distalen Endbereiche Z der Aufzeichnungselektrodenschicht 17, die zur Erzeugung des Toneraufzeichnungsbildes führen, als Aufzeichnungselektroden EL eingestellt, die Isolierschicht 17c wird nicht auf diese Bereiche Z aufgebracht, und die Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a liegen frei. Als Ergebnis läßt sich das erforderliche elektrische Feld effizient erzeugen. Außerdem läßt sich das Auftreten von Bildfehlern wie einem verschmierten Hintergrund, die durch die unnötige elektrische Ladung verursacht werden, zuverlässig verhindern, da die unnötige elektrische Ladung nicht gespeichert wird.
Die Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau ist auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 derart angeordnet, daß ihr distaler Endabschnitt auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite mit seiner gesamten Breite gleichförmig von Stufe G absteht. Die distalen Endabschnitte der Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a auf dem distalen Endabschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17, auf denen kein Isolierüberzug aufgebracht ist, dienen als die Aufzeichnungselektroden EL zum Erzeugen eines Aufzeichnungsbildes. In dieser Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Aufzeichnungselektrodenschicht 17 derart angeordnet, daß sich die distalen Enden der Aufzeichnungselektroden EL unmittelbar unterhalb der am nähesten befindlichen Position Nc auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 befinden.
Wie es in der perspektivischen Ansicht aus Fig. 6A und der Draufsicht aus Fig. 6B gezeigt ist, sind Schlitze C in der Grund-Schicht 17b an Abschnitten zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL vorgesehen. Jeder Schlitz C verläuft nicht nur zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, sondern auch zu einem Abschnitt der Grund-Schicht 17b, der mit dem Isolierüberzug 17c beschichtet ist. Daher ist jede Aufzeichnungselektrode EL von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL auf ihren zwei Seiten getrennt und kann frei und unabhängig in der Richtung ihrer Dicke (der Richtung der Annäherung oder Entfernung von der zylinderförmigen Elektrode 5, d.h. der vertikalen Richtung in dieser Ausführungsform) schwingen. In diesem Fall kann, um zu verhindern, daß jede Aufzeichnungselektrode EL aufgrund ihres Gewichtes nach unten gebogen wird, während ihr eine erforderliche Flexibilität verliehen wird (die nachstehend beschriebene Dämpfungsfunktion), eine Größe A des Herausragens der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 auf ca. 0 bis 2,0 mm eingestellt werden.
Wenn der Aufzeichnungsabschnitt W auf die voranstehend beschriebene Art und Weise angeordnet ist, kann der (der in Fig. 7A gezeigte) Abstand L zwischen oberen Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 konstant auf einen vorbestimmten nötigen minimalen Wert eingestellt werden. Der hierfür angewandte Mechanismus wird unter Bezugnahme auf die Fign. 7A und 7B beschrieben. Die Fign. 7A und 7B sind schematische Aufrißdarstellungen des Aufzeichnungsabschnittes W, gesehen von der - in Verlaufsrichtung gesehen - nachgeordneten Seite der Tonerzuführrichtung.
Wie in Fig. 7B gezeigt ist, biegt sich bei Drehung der zylinderförmigen Elektrode 5, selbst bei einem lokalen Schwingen ihrer Umfangsoberfläche um ca. mehrere um bis mehrere Zehn um bis in die Nähe der Seite der Aufzeichnungselektrode EL, eine ihr durch die Schicht magnetischen Toners gegenüberliegende Aufzeichnungselektrode EL zum Boden der Stufe G hin durch, und der Abstand L von Elektrode zu Elektrode wird im wesentlichen auf demselben Wert wie der in Fig. 7A gezeigte erforderliche Abstand gehalten. Daher läßt sich ein Nachteil, der darin liegt, daß der magnetische Toner an dem unter Druck befindlichen Schwingungsabschnitt übermäßig verdichtet wird, zuverlässig verhindern. Als Ergebnis fließt kein übermäßiger Strom in den dichten magnetischen Toner, um dort Hitze zu erzeugen, was verursachen würde, daß der magnetische Toner an einer Elektrode anschmilzt. Der magnetische Toner wird gleichmäßig über die gesamte Breite des Gegenelektrodenabschnittes (dem Aufzeichnungsabschnitt W) befördert und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung kann zuverlässig erzeugt werden.
Wie in Fig. 8 gezeigt, kann sich selbst dann, wenn eine dem magnetischen Toner beigemischte fremde Substanz r oder ein Block des magnetischen Toners an den Gegenelektrodenab schnitt (den Aufzeichnungsabschnitt W) befördert wird, da eine Aufzeichnungselektrode EL1, die die fremde Substanz r zusammen mit der zylinderförmigen Elektrode 5 sandwichartig überlagert, durch den Schlitz C von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL an ihren beiden Seiten getrennt ist, die Aufzeichnungselektrode EL1, unabhängig von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, lokal stark durchbiegen und die fremde Substanz r passieren. Auf diese Weise läßt sich ein Nachteil dahingehend, daß eine feste Substanz, beispielsweise eine fremde Substanz, sich im Aufzeichnungsabschnitt W festsetzt, zuverlässig verhindern und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild läßt sich weiterhin stabil erzeugen.
Bei der Herstellung der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 wird eine Grund-Schicht 17b, die aus einem flexiblen Isoliermaterial besteht und mit einer Kupferfolie überzogen ist, geätzt, um auf ihr ein Muster einer großen Anzahl von Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a zu erzeugen, der Isolierüberzug 17c wird auf die resultierende Schicht aufgebracht, mit Ausnahme des vorderen Endabschnittes Z, um die Aufzeichnungselektroden EL zu bilden, und die Schlitze C werden zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL gebildet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, verläuft auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des Aufzeichnungsabschnittes W entlang der Tonerzuführrichtung eine Wand Sw1 auf der Seite des Entwicklungsmittel-Vorratsbehälters 11, welche als Wand den mittleren Raum S des voranstehend erwähnten horizontalen Zirkulationswegs 13 umgibt, so daß das distale Ende der Wand Sw1 an die Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 stößt. Als Ergebnis wird ein magnetischer Toner d', der nicht in den Aufzeichnungsabschnitt W übertragen wird, sondern auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 verbleibt und bei Rotation der magnetischen Walze 16 befördert wird, abgeschabt und fällt auf einen Weg 13a auf der Seite des Nachfülltanks des horizontalen Zirkulationswegs 13. Dies bedeutet, daß der magnetische Toner d' am Eintritt in den mittleren Raum S gehindert wird oder nicht über den horizontalen Zirkulationsweg 13, sondern direkt an die in Verlaufsrichtung gesehen vorangestellte Seite entlang der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 zurückgeführt wird. Es ist zu beachten, daß ein gesondertes Plattenelement zum Abschaben des restlichen magnetischen Toners d', der sich an der Entwicklungsummantelung 15 abgelagert hat, unabhängig von der Wand des mittleren Raums S vorhanden sein kann. In diesem Fall ist das Schabeelement vertikal derart befestigt, daß sein distales Ende an die Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 stößt und sein proximales Ende zum Bodenabschnitt des mittleren Raums S hin verläuft. Wenn das Schabeelement aus einem magnetischen Material hergestellt ist, läßt sich eine reibungslosere Abschabe/Rückführ-Wirkung erzielen, da die magnetische Kraft der Magnetwalze 16 unterbrochen werden kann.
Wie voranstehend beschrieben, erstreckt sich die Aufzeichnungselektrodenschicht 17, auf deren distalen Ende sich die Aufzeichnungselektroden EL befinden, auf ungefähr die Hälfte der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 und verläuft dann vertikal nach unten in den mittleren Raum S des voranstehend beschriebenen horizontalen Zirkulationswegs. Eine Vielzahl von Treiberschaltungselementen 18 zum Anlegen einer Aufzeichnungsspannung an die entsprechenden Aufzeichnungselektroden EL gemäß Aufzeichnungsdaten ist auf dem vertikal verlaufenden Abschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 vorgesehen. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind N Aufzeichnungselektrodenleitungen 17a der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit jedem Treiberschaltungselement 18 verbunden. Auf diese Weise können die Treiberschaltungselemente 18 vor Staub, beispielsweise in Form eines Entwicklungsmittels geschützt werden, da der Endabschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17, an dem die Treiberschaltungselemente 18 befestigt sind, im mittleren Raum S untergebracht ist, und der Aufbau des Entwicklungs-/ Aufzeichnungsbehälters 12 läßt sich erheblich kompakter gestalten.
Ein Betrieb des elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts dieser Ausführungsform zur Erzeugung eines Aufzeichnungsbildes ist nachstehend beschrieben.
Es wird auf die Fig. 2 Bezug genommen. Wenn die Magnetwalze 16 in der vom Pfeil &epsi; angedeuteten Richtung gedreht wird, entsteht ein drehendes Magnetfeld zum Rotieren von Teilchen des magnetischen Toners d auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15, und der magnetische Toner wird in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung befördert, die der Drehrichtung der Magnetwalze 16 entgegengesetzt ist, während eine Art Bürste des Toners gebildet wird. Der beförderte magnetische Toner wird durch den Schaber 12a so reguliert, daß er eine vorbestimmte Dicke hat und an den Aufzeichnungsabschnitt W befördert. In diesem Fall wird der magnetische Toner durch Reibung aufgeladen, so daß er aufgrund der Reibung der Tonerteilchen untereinander oder zwischen dem Toner und der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 eine negative Polarität hat. Die Vielzahl von Aufzeichnungselektroden EL ist im Aufzeichnungsabschnitt W angeordnet, wie in Fig. 7A gezeigt. Das Treiberschaltungselement 18 legt auf die voranstehend beschriebene Art und Weise selektiv eine Aufzeichnungsdaten entsprechende Aufzeichnungsspannung an die entsprechenden Aufzeichnungselektroden EL. In diesem Fall bildet sich, wie in Fig. 7A gezeigt, wenn die Ein-Bit Aufzeichnungsdaten bei Anlegen der Spannung von -200 V an die entsprechende Aufzeichnungselektrode EL den Wert "H" haben, da eine Vorspannungsquelle 5a eine Vorspannung von -50 V an die zylinderförmige Gegenelektrode 5 anlegt, eine Potentialdifferenz von 150 V von der zylinderförmigen Elektrode 5 zu den Aufzeichnungselektroden EL hin. Da sich der magnetische Toner d, der so geladen ist, daß er eine negative Polarität hat, zu einem Abschnitt mit hohem Potential bewegt, wird nur der magnetische Toner d auf der Aufzeichnungselektrode EL, an der die Spannung von -200 V anliegt, selektiv auf die Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 übertragen, wodurch ein schwarzer Punkt entsteht.
Wenn die Ein-Bit Aufzeichnungsdaten den Wert "L" haben, liegt die entsprechende Aufzeichnungselektrode EL auf Masse. Als Ergebnis verändert sich die Potentialdifferenz zwischen der zylinderförmigen Elektrode 5 und der entsprechenden Aufzeichnungselektrode EL zu -50V von der Seite der zylinderförmigen Elektrode 5, und der magnetische Toner mit negativer Polarität wird auf der Seite der Aufzeichnungselektrode EL gehalten und nicht übertragen.
Wie voranstehend beschrieben, wird ein Potential einer jeden Aufzeichnungselektrode EL derart selektiv gesteuert, daß es entsprechend eingegebenen Aufzeichnungsdaten entweder -200 V oder das Massepotential ist, und ein Toneraufzeichnungsbild entsteht gemäß den Aufzeichnungsdaten auf der Oberfläche der zylinderförmigen Gegenelektrode 5. In diesem Fall ragt jede Aufzeichnungselektrode EL über die Stufe G hinaus, wie in Fig. 6A gezeigt, und ein Schlitz C entsteht zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, wodurch jede Aufzeichnungselektrode EL separiert ist und unabhängig in ihrer Breitenrichtung schwingen kann. Auf diese Weise kann der Abstand L von Elektrode zu Elektrode zwischen den oberen Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 im Aufzeichnungsabschnitt W konstant auf einem erforderlichen minimalen Wert gehalten werden. Als Ergebnis läßt sich der magnetische Toner problemlos durch den Aufzeichnungsabschnitt W befördern und ein Nachteil, der durch eine Verdichtung des magnetischen Toners unter Druck im Aufzeichnungsabschnitt W und ein daraus resultierendes Schmelzen und Ablagern des Toners an den Elektroden entsteht, kann zuverlässig verhindert werden. Daher wird ein qualitativ hochwertiges Toneraufzeichnungsbild mit hoher Auflösung stabil auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 gebildet.
Da die Stufe G auf der in Verlaufsrichtung gesehen unmittelbar nachgeordneten Seite des Aufzeichnungsabschnittes W ausgebildet ist, wie in Fig. 4 gezeigt, bewegt sich der magnetische Toner d', der nicht zur Bilderzeugung verwendet wird, sondern auf der Entwicklungsummantelung 15 verbleibt, unmittelbar nach seinem Verlauf durch den Aufzeichnungsabschnitt W weg von der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5. Daher kann ein Nachteil, der dadurch entstünde, daß das auf der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 im Aufzeichnungsabschnitt W erzeugte Toneraufzeichnungsbild aufgrund einer Wechselwirkung mit dem restlichen Toner d' beeinträchtigt wird, zuverlässig vermieden werden.
Wie in Fig. 6A gezeigt, da die Aufzeichnungselektroden EL freiliegen, ohne daß der Isolierüberzug 17c auf sie aufgebracht ist, werden ferner unnötige Ladungen nicht in ihnen gespeichert. Als Ergebnis kann ein durch unnötige Ladungen oder Spannungsverlust zwischen den Aufzeichnungselektroden hervorgerufenes Tonen verhindert werden und ein Toneraufzeichnungsbild mit hoher Auflösung, hoher Dichte und gutem Kontrast kann stabil erzeugt werden.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird das auf der Oberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 geformte Toneraufzeichnungsbild durch Drehung der zylinderförmigen Elektrode 5 in der Richtung α entgegen den Uhrzeigersinn zum Bildübertragungsabschnitt T befördert und auf Papier übertragen, welches synchron dazu wieder von dem Paar Registrierwalzen 3 zugeführt wird. Zur Einstellung der Dichte des Toneraufzeichnungsbildes muß lediglich die Vorspannung der Vorspannungsquelle 5a verändert werden. In diesem Fall ist ein geeigneter Einstellungsbereich ca. 0 bis -50 V, und die Bilddichte erhöht sich bei Annäherung des Wertes an 0 V.
Wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt sich der magnetische Toner d', der nicht auf die zylinderförmige Elektrode 5 übertragen wurde, sondern im Aufzeichnungsabschnitt W verbleibt, durch die Drehung der Magnetwalze 16 zu der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite hin und wird durch die Schabewand Sw1 von der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 abgeschabt. Der abgeschabte Toner fällt auf die Schneckenwalze 14a und wird unter Rühren mit magnetischem Toner d0 vermischt, welcher aus dem Nachfüllschlitz 11b nachgefüllt wird.
Der heruntergefallene und zurückgeleitete restliche magnetische Toner d' wird durch die Drehung der Schneckenwalze 14a zirkuliert, wobei er gleichzeitig mit dem nachgefüllten magnetischen Toner d0 vermischt wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der magnetische Toner, der in der durch den gestrichelten Pfeil δ angedeuteten Richtung zirkuliert wird, wieder durch das drehende Magnetfeld der Magnetwalze 16, welches über dem in Längsrichtung verlaufenden Weg 13b auf der Nicht-Nachfüllseite verläuft, vertikal weiterbefördert, während er auf dem Weg 13b befördert wird.
Auf diese Weise wird der restliche magnetische Toner d', der nicht an die zylinderförmige Elektrode 5 übertragen wurde, sondern zur in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite im Aufzeichnungsabschnitt W befördert wurde, im horizontalen Zirkulationsweg 13 abgeschabt, unter Rühren über den horizontalen Zirkulationsweg 13 gleichmäßig an die in Verlaufsrichtung gesehen vorgeordnete Seite zurückgeleitet und wieder zur Erzeugung eines Toneraufzeichnungsbildes verwendet. Da in diesem Fall der magnetische Toner vor seiner vertikalen Beförderung unter Rühren in axialer Richtung (der Breitenrichtung des Tonerförderwegs: der Hauptabtastrichtung) der Entwicklungsummantelung 15 befördert wird, wird der Toner konstant gleichmäßig auf der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15 über seine gesamte Breitenrichtung hinweg zugeführt. Da der magnetische Toner konstant gleichmäßig auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung 15 über deren gesamte Breitenrichtung getragen und an den Aufzeichnungsabschnitt W zugeführt wird, läßt sich ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit einer gleichmäßigen Bilddichte zuverlässig erzielen. Außerdem wird der magnetische Toner aufgrund der Reibung, die zwischen den magnetischen Tonerteilchen entsteht, wnn der magnetische Toner d unter Rühren in dem horizontalen Zirkulationsweg 13 zirkuliert wird, in zufriedenstellendem Maße reibungselektrisch aufgeladen.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr nachstehend beschrieben. In der zweiten Ausführungsform ist ein Aufzeichnungsabschnitt W zum Bilden eines Toneraufzeichnungsbildes auf der Umfangsoberfläche einer zylinderförmigen Elektrode 5 auf der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite des (voranstehend beschriebenen) Abschnittes zur Einstellung der Dicke der Tonerschicht in der Tonerförderrichtung auf nachfolgende Art und Weise angeordnet.
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist hierbei ein Abschnitt der Umfangsoberfläche einer Entwicklungsummantelung 15 in der Nähe der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 entfernt worden, so daß ein flacher Abschnitt 15a über die gesamte Breite der Entwicklungsummantelung 15 hinweg entsteht. Ein Polsterelement 15b aus einem elastischen Material ist auf dem gesamten Bereich, der die Hälfte der flachen Oberfläche 15a beträgt, auf der in Verlaufsrichtung gesehen vorgeordneten Seite in der Toner-Förderrichtung befestigt. Als Material für das Polsterelement 15b kann ein elastisches Material mit einem Elastizitätsmodul E, welches folgende Gleichung erfüllt:
1 x 10&sup6; ≤ E ≤ 3 x 10&sup9; [N/m²]
geeigneterweise verwendet werden. Die Oberfläche des Polsterelements 15b bildet eine Umfangsoberfläche, welche dieselbe Krümmung wie die Entwicklungsummantelung 15 hat, so daß es mit dieser kontinuierlich verläuft. Daher liegt der in Verlaufsrichtung gesehen auf der nachgeordneten Seite befindliche Endabschnitt der Oberfläche des Polsterelementes 15b der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 am nächsten, und eine Stufe G ist auf der in Verlaufsrichtung gesehen unmittelbar nachgeordneten Seite dieses Abschnittes ausgebildet.
Eine Aufzeichnungselektrodenschicht 17 ist auf der Oberfläche des Polsterelements 15b ausgebildet und verläuft zu der in Verlaufsrichtung gesehen vorgeordneten Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung 15. In diesem Fall ist das distale Ende der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 bündig mit der Endfläche des Polsterelementes 15b, welches die Stufe G bildet. Es ist zu beachten, daß der Aufbau der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 dieser Ausführungsform identisch zu derjenigen der ersten Ausführungsform ist, weshalb auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet wurde.
Wie in den Fign. 10 und 6B gezeigt ist, sind Schlitze C in der Grund-Schicht 17b an Abschnitten zwischen benachbarten Aufzeichnungselektroden EL ausgebildet. Jeder Schlitz C verläuft nicht nur zwischen den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL, sondern auch zu proximalen Abschnitten der Aufzeichnungselektroden EL, die mit einem Isolierüberzug 17c beschichtet sind. Daher ist jede Aufzeichnungselektrode von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL auf ihren beiden Seiten getrennt und kann frei und unabhängig in der Richtung ihrer Dicke (der vertikalen Richtung in dieser Ausführungsform) schwingen. Wenn der distale Endabschnitt der Aufzeichnungselektrodenschicht 17 mit dem voranstehend erwähnten Aufbau auf dem Polsterelement 15 ausgebildet ist, wie in Fig. 10 gezeigt, läßt sich ein Abstand L zwischen den oberen Oberflächen der Aufzeichnungselektroden EL und der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 konstant auf einen vorbestimmten erforderlichen Minimalwert einstellen. Der hierfür erforderliche Mechanismus wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fign. 11a und 11b beschrieben. Die Fign. 11a und 11B zeigen schematische Aufrißdarstellungen des Aufzeichnungsabschnittes W, aus der in Verlaufsrichtung gesehen nachgeordneten Seite der Tonerförderrichtung gesehen.
Selbst, wenn - wie in Fig. 11B gezeigt - die Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 lokal um ungefähr mehrere um bis mehrere zehn um bis nahe an die Seite der Aufzeichnungselektrode EL schwingt, biegt sich ein Abschnitt des Polsterelementes lsb, welcher durch einen magnetischen Toner hindurch der Umfangsoberfläche der zylinderförmigen Elektrode 5 gegenüberliegt, als Reaktion auf dieses Schwingen hin durch und die entsprechende Aufzeichnungselektrode EL senkt sich ab, und der Abstand L von Elektrode zu Elektrode wird im wesentlichen auf demselben Wert gehalten wie der in Fig. 11a gezeigte erforderliche Abstand. Daher läßt sich ein Nachteil, der sich aus einer übermäßigen Verdichtung des magnetischen Toners an dem schwingenden Abschnitt unter Druck ergeben würde, zuverlässig vermeiden. Als Ergebnis fließt kein übermäßiger Strom in dem dichten magnetischen Toner, der Hitze erzeugen würde, was zu einem Anschmelzen von magnetischem Toner an einer Elektrode führen würde. Der magnetische Toner wird über die gesamte Breite des Gegenelektrodenabschnittes (dem Aufzeichnungsabschnitt W) gleichmäßig zugeführt und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung kann stabil gebildet werden.
Selbst wenn bei dieser Ausführungsform, die in Fig. 8 gezeigt ist, eine Fremdsubstanz r dem magnetischen Toner beigemischt ist oder ein Block des magnetischen Toners zu dem gegenüberliegenden Elektrodenabschnitt (dem Aufzeichnungsabschnitt W) befördert wird, kann sich die Aufzeichnungselektrode EL1 in Abhängigkeit von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL lokal weit durchbiegen und die Fremdsubstanz r durchlassen, da eine Aufzeichnungselektrode EL1, die die Fremdsubstanz r mit der zylinderförmigen Elektrode 5 sandwichartig umgibt, von den benachbarten Aufzeichnungselektroden EL auf ihren beiden Seiten durch die Schlitze C getrennt ist. Auf diese Weise läßt sich ein Nachteil, der durch eine Verstopfung im Aufzeichnungsabschnitt W aufgrund einer festen Substanz wie einer Fremdsubstanz verursacht wird, zuverlässig vermeiden, und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild kann weiterhin stabil gebildet werden.
Es ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die erste und zweite Ausführungsform beschränkt ist, sondern innerhalb ihres technischen Umfangs auf verschiedene Weise modifiziert werden kann.
Wenn zum Beispiel Auf zeichnungselektrodenleitungen mit Aufzeichnungselektroden an ihren distalen Endabschnitten direkt auf einem Trägerelement für das Entwicklungsmittel ausgebildet werden sollen, braucht der distale Endabschnitt einer jeden Aufzeichnungselektrodenleitung nicht getrennt werden, um unabhängig schwingen zu können, sondern muß nur von einer Stufe wegragen.
Des weiteren kann auch ein Toner mit positiver (+) Elektrisierung verwendet werden, obgleich in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ein Toner mit negativer (-) Elektrisierung verwendet wird. In diesem Fall wird der Vorspannung, die an eine Aufzeichnungselektrode und eine gegenüberliegende Elektrode anzulegen ist, eine positive (+) Polarität auferlegt.
Wenn in der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 11A gezeigt ist, die Grund-Schicht 17b zum Tragen der Aufzeichnungselektroden EL aus einem Material mit hoher Elastizität hergestellt ist, können die Aufzeichnungselektroden EL als Reaktion auf ein Schwingen einer gegenüberliegenden Elektrode mit besserem Ansprechen zum Schwingen gebracht werden. Wenn die Grund- Schicht 17b eine erforderliche Elastizität hat, kann in diesem Fall das Polsterelement 15b entfallen.
Wie voranstehend im einzelnen beschrieben ist, ist gemäß vorliegender Erfindung eine Vielzahl von Aufzeichnungselektroden auf einer Oberfläche eines Entwicklungsmittel-Trägerelements, das als Entwicklungsmittel-Förderweg dient, mit kleinem Abstand voneinander getrennt angeordnet, so daß die Elektroden unabhängig voneinander schwingen können, und sind- einseitig eingespannt oder werden von einem elastischen Material getragen. Daher schwingen die Aufzeichnungselektroden flexibel als Reaktion auf ein Schwingen einer gegenüberliegenden Elektrode und ein Abstand von Elektrode zu Elektrode zwischen den Aufzeichnungselektroden und der gegenüberliegenden Elektrode kann konstant auf einem vorbestimmten erforderlichen Minimalwert gehalten werden. Als Ergebnis kann ein Nachteil, der darin bestünde, daß das Entwicklungsmittel unter Druck zwischen den Elektroden verdichtet wird, sich dadurch sein elektrischer Widerstand verringert und übermäßiger Strom fließt, wodurch Hitze entsteht, vermieden werden. Ein Problem, das durch das Schmelzen des Entwicklungsmittels unter Hitzeeinwirkung und Druck bei dessen Verdichtung zwischen den Elektroden und sein anschließendes Ablagern an den Elektroden entsteht, kann vermieden werden. Selbst, wenn eine Fremdsubstanz und dergleichen zwischen den Elektroden geführt wird, biegt sich eine entsprechende Aufzeichnungselektrode unabhängig weit durch, um die Fremdsubstanz durchzulassen, und ein gleichmäßiger Fluß des Entwicklungsmittels zwischen den Elektroden kann stabil gewährleistet werden. Außerdem nutzen sich die Aufzeichnungselektroden nicht ab, da bei diesem Aufzeichnungsgerät eine Aufzeichnung des kontaktlosen Typs stattfindet. Folglich verbessert sich die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes, das Entwicklungsmittel wird ständig gleichmäßig zwischen den Elektroden befördert, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander gehalten werden, und ein qualitativ hochwertiges Aufzeichnungsbild mit hoher Auflösung kann stabil über eine lange Zeitperiode hinweg gebildet werden.

Claims

1. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät mit:

einer Entwicklungsummantelung (15) mit einer Oberfläche und angeordnet in einem vorbestimmten Förderweg eines Entwicklungsmittels;

einer drehenden Magnetwalze (16) im Inneren der Entwicklungsummantelung (15) zum Befördern eines magnetischen Entwicklungsmittels mit Toner auf die Oberfläche der Entwicklungsummantelung (15) in einer vorbestimmten Richtung;

einer Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL), die quer zur Förderrichtung des Entwicklungsmittels auf der Oberfläche der Entwicklungsummantelung (15) mit vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnet sind;

einer zylindrischen Elektrode (5), die der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL) mit einer vorbestimmten Abstandslücke gegenüberliegend angeordnet ist und in eine Richtung dreht, so daß der Abschnitt der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode, der sich in der Lücke befindet, sich in der Lücke in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels bewegt;

einer Spannungsanlegevorrichtung (18) zum Anlegen einer Spannung, die der Aufzeichnungsinformation entspricht, an jede der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL), um den auf diesen Aufzeichnungselektroden, an die die Spannung angelegt wird, befindlichen Toner auf die zylindrische Elektrode (5) zu übertragen, wodurch ein Toneraufzeichungsbild entsteht, das der Aufzeichnungsinformation auf der zylindrischen Elektrode (5) entspricht; und

wobei die Entwicklungsummantelung (15) eine Stufe (G) aufweist, die quer zur Förderrichtung des Entwicklungsmittels ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stufe (G) an einer Position auf der Entwicklungsummantelung (15) stromaufwärts von einer Position angeordnet ist, bei der die Entwicklungsummantelung (15) und die zylindrische Elektrode (5) sich am nächsten liegen und von der Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung (15) zu einem unteren Abschnitt in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels gehen, wobei dieser untere Abschnitt, der in der Entwicklungsummantelung (15) durch diese Stufe ausgebildet ist, zu einem Punkt stromabwärts in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels dieser Position verläuft, wo die Entwicklungsummantelung (15) und die zylindrische Elektrode (5) sich am nächsten liegen, wobei wenigstens distale Endabschnitte der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL), die - mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte - mit einer isolierenden Beschichtung (17C) überzogen sind, von dieser Stufe und über den unteren Abschnitt auf diese nächste Position hin ragen, um Vorsprünge zu bilden, und diese Vorsprünge in einer Richtung zu der zylindrischen Elektrode (5) hin bzw. von dieser weg schwingbar sind.

2. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät mit:

einer zylindrischen Elektrode (5), die der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL) mit einer vorbestimmten Abstandslücke gegenüberliegend angeordnet ist und in eine Richtung dreht, so daß der Abschnitt der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode, der sich in der Lücke befindet, sich in der Lücke in der Förderrichtung des Entwicklungsmittels bewegt; und

einer Spannungsanlegevorrichtung (18) zum Anlegen einer Spannung, die der Aufzeichnungsinformation entspricht, an jede der Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL), um den auf diesen Aufzeichnungselektroden, an die die Spannung angelegt wird, befindlichen Toner auf die zylindrische Elektrode (5) zu übertragen, wodurch ein Toneraufzeichungsbild entsteht, das der Aufzeichnungsinformation auf der zylindrischen Elektrode (5) entspricht; dadurch gekennzeichnet,

daß die Entwicklungsummantelung (15) einen flachen Abschnitt (15a) über ihre gesamte Breite an einem Abschnitt auf deren Oberfläche in der Nähe der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode (5) aufweist, ein Polsterelement (15b), das aus einem elastischen Material besteht und auf dem gesamten Bereich, der die Hälfte des flachen Abschnittes (15a) beträgt, auf der stromaufwärtigen Seite in einer Förderrichtung des Entwicklungsmittels befestigt ist, wobei ein Teil der Oberfläche des Polsterelements (15b) eine Umfangsoberfläche bildet, die dieselbe Krümmung hat wie die Entwicklungsummantelung (15), so daß sie mit dieser kontinuierlich verläuft, wobei ein stromabwärts liegender Endabschnitt dieses Teils der Oberfläche des Polsterelements (15b) der Umfangsoberfläche der zylindrischen Elektrode (5) am nächsten ist, wodurch eine Stufe (G) auf der unmittelbar stromabwärts befindlichen Seite dieses Abschnittes ausgebildet ist, wobei die Vielzahl von Aufzeichnungselektroden (EL) auf der Umfangsoberfläche des Polsterelementes (15b) angeordnet ist und zur stromaufwärts befindlichen Umfangsoberfläche der Entwicklungsummantelung (15) hin verläuft, wobei die Vielzahl dieser Aufzeichnungselektroden (EL), die - mit Ausnahme ihrer distalen Endabschnitte - mit einer isolierenden Beschichtung (17C) überzogen sind, mit der Endfläche des Polsterelementes (15b) bündig sind, wodurch diese Stufe (G) gebildet wird, und wenigstens die distalen Endabschnitte der Aufzeichnungselektroden (EL) in einer Richtung hin zur zylindrischen Elektrode (5) bzw. weg von ihr schwingbar sind.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorsprünge Vorsprünge sind, die getrennt voneinander angeordnet sind, und diese getrennten Vorsprünge unabhängig voneinander schwingbar sind.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Polsterelement (15b) aus einem elastischen Material besteht, mit einem Elastizitätsmodul E, der folgende Gleichung erfüllt:

1 x 10&sup6; ≤ E ≤ 3 x 10&sup9; [N/m²]

5. Gerät nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufzeichnungselektroden (EL) Aufzeichnungselektroden (EL) umfassen, die voneinander getrennt sind, und wenigstens die distalen Endabschnitte der getrennten Aufzeichnungselektroden (EL) unabhängig voneinander schwingbar sind.