DE69511212T2

DE69511212T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69511212T2
Application number: DE69511212T
Authority: DE
Inventors: Hideo Yamasa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: EP0712055A1; US5629726A; JPH08132664A; EP0712055B1; DE69511212D1; JP3290830B2

Description

Bilderzeugungsvorrichtung

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie sie im Druckabschnitt eines digitalen Kopiergeräts und eines Faximilegeräts und bei einem digitalen Drucker angewandt wird, um ein Bild dadurch auf einem Aufzeichnungsträger Zu erzeugen, dass sie es ermöglicht, dass Entwicklungsteilchen auf diesen fliegen können.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Herkömmlicherweise verwendet eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Ausgeben eines Bildsignals als sichtbares Bild auf einem Aufzeichnungsträger, wie einem Blatt, ein Verfahren, das allgemein als Xerographie bezeichnet wird. Eine derartige Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt durch eine optische Schreibeinrichtung auf einem Entwickler mit elektrooptischen Eigenschaften, d. h. einem Photoempfänger, ein elektrostatisches Muster, und sie ermöglicht es, dass Toner, der Entwicklungsteilchen darstellt, am elektrostatischen Muster anhaftet, um dieses zu entwickeln. Danach überträgt die Bilderzeugungsvorrichtung das entwickelte Bild auf einen Aufzeichnungsträger wie ein Blatt, um auf diesem Aufzeichnungsträger ein Bildsignal als sichtbares Bild zu erzeugen. Genauer gesagt, wird das Bildsignal durch eine Lichterzeugungseinheit, wie einen Laser, eine LED (Lichtemissionsdiode), in ein Lichtsignal umgesetzt, und das Licht wird auf den Photoempfänger gestrahlt, der gleichmäßig geladen wurde, um ein der Lichtintensität entsprechendes elektrostatisches Muster auf der Oberfläche des Photoempfängers auszubilden. Anschließend kann der geladene Toner in Kontakt mit dem elektrostatischen Muster gebracht werden, oder zu diesem fliegen, wodurch ein Entwicklungsvorgang ausgeführt wird, und auf der Oberfläche des Photoempfängers wird ein Tonerbild erzeugt. Dann wird das Tonerbild durch eine elektrische Anziehungskraft, durch Druck oder beides auf den Aufzeichnungsträger übertragen, und das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger wird auf diesem durch Druck, Wärme oder beides fixiert.
Außerdem erzeugt eine andere Bilderzeugungsvorrichtung ein Ladungsmuster entsprechend einem Bildsignal auf einer dielektrischen Trommel und entwickelt das Ladungsmuster, um auf einem Aufzeichnungsträger ein sichtbares Bild zu erhalten. Diese Bilderzeugungsvorrichtung beinhaltet einen Stromgenerator für geladene Teilchen, ein Stromsteuergitter für geladene Teilchen und eine dielektrische Trommel als Entwickler. Wenn eine an das Stromsteuergitter für geladene Teilchen zu legende Spannung entsprechend einem Bildsignal gesteuert wird, wird der durch den Stromgenerator für geladene Teilchen erzeugte Strom geladener Teilchen gesteuert. Dann wird auf der dielektrischen Trommel durch die geladenen Teilchen ein Ladungsmuster entsprechend dem Bildsignal erzeugt, und dieses Ladungsmuster wird durch Toner entwickelt, so dass auf der dielektrischen Trommel ein Tonerbild erzeugt wird. Danach wird das Tonerbild auf dieselbe Weise wie bei der oben genannten Bilderzeugungsvorrichtung auf den Aufzeichnungsträger übertragen und auf diesem fixiert.
Jedoch wird bei einer derartigen Art einer Bilderzeugungsvorrichtung ein Tonerbild durch Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds unter Verwendung von Toner erhalten, nachdem das Bildsignal einmal als dieses elektrostatische latente Bild auf dem Entwickler, wie einem Photoempfänger oder einer dielektrischen Trommel erzeugt wurde. Daher ist bei der obigen Bilderzeugungsvorrichtung ein Entwickler mit speziellem Aufbau zum Erzeugen des elektrostatischen latenten Bilds erforderlich, und es sind auch eine Schreibeinrichtung für elektrostatische latente Bilder und eine Ladungsbeseitigungseinrichtung zum Beseitigen von Restladungen auf dem Entwickler erforderlich. Darüber hinaus ist der Aufbau kompliziert, der das auf dem Entwickler erzeugte Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger überträgt. Aus diesem Grund ist die Anordnung der Bilderzeugungsvorrichtung kompliziert, und es existiert eine Grenze hinsichtlich der Miniaturisierung der Vorrichtung.
Indessen offenbart z. B. die PCT-Veröffentlichung Nr. 1-503221/1989 (Tokukyohei 1-503221) zu einem ungeprüften Patent eine Bilderzeugungsvorrichtung zum direkten Hersteller eines Tonerbilds auf einem Aufzeichnungsträger wie einem Blatt ohne den oben genannten Prozess zum einmaligen Herstellen eines Tonerbilds auf einem Entwickler. Bei dieser Bilderzeugungsvorrichtung wird ein elektrisches Feld, das es ermöglicht, dass der Toner von einem Tonerhalter zu einer Plattenelektrode fliegt, zwischen den Tonerhalter und die Plattenelektrode gelegt, und der Flug des Toners wird durch eine maschenförmige Gitterelektrode gesteuert, die zwischen dem Tonerhalter und der Plattenelektrode vorhanden ist.
Danach wird das Tonerbild unmittelbar auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt, der auf der Plattenelektrode an der dem Tonerhalter zugewandten Seite vorhanden ist.
Jedoch ist bei der in der obigen Veröffentlichung offenbarten Bilderzeugungsvorrichtung die Anordnung der Gitterelektrode kompliziert, da diese über Maschenform verfügt, um ein Bild mit hervorragender Qualität durch zufriedenstellendes Einstellen des Tonerflugs zu erzielen. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Gitterelektroden massenherzustellen, was die Massenproduktivität der Bilderzeugungsvorrichtung verringert.
Daher hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung nach gründlicher Untersuchung eine Gitterelektrode herausgefunden, um eine Gitterelektrode mit einfacher Anordnung aufzufinden, die so ausgebildet ist, dass eine Elektrodenschicht auf einem isolierenden Substrat hergestellt ist. Die Gitterelektrode (Steuerelektrode) wird so erhalten, dass, nachdem eine Elektrodenschicht aus einem Metallfilm auf einer Oberfläche eines Harzfilms hergestellt wurde, der auf einem im Wesentlichen flexiblen Substrat usw. aus Polyimid, Polyester, Polyethylen usw. unter Verwendung eines vorgeschriebenen Verfahrens aufgebracht wurde, eine Schutzschicht aus Polyimid, Polyester, Polyethylen usw. so hergestellt wird, dass sie die Elektrodenschicht bedeckt, wobei unter Verwendung des vorgeschriebenen Verfahrens eine Vielzahl von Löchern (Toren), die Kanalabschnitte für Toner (Entwicklungsteilchen) sind, im Harzfilm und der Schutzschicht ausgebildet werden. Daher ist die Anordnung der Gitterelektrode einfach und sie kann leicht massenhergestellt werden. Wenn diese Gitterelektrode verwendet wird, wird der Tonerflug zufriedenstellend so kontrolliert, dass ein Bild mit hervorragender Qualität erhalten werden kann. Eine derartige Gitterelektrode ist in EP-A- 0 463 743 beschrieben.
Wenn jedoch bei der obigen Gitterelektrode der aus geladenen Teilchen bestehende Toner fliegt und in Kontakt mit dem Harzfilm oder der Schutzschicht tritt, erzeugt zwischen der Oberfläche des Harzfilms oder der Schutzschicht und dem Toner aufgrund elektrostatischer Kräfte eine Anziehungskraft, und dann haftet der Toner an der Oberfläche des Harzfilms oder der Schutzschicht an. Anders gesagt, wird der Toner an der Oberfläche des Harzfilms oder der Schutzschicht durch elektrostatische Kräfte festgehalten. Aus diesem Grund haftet, wenn die Gitterelektrode über lange Zeit oder häufig verwendet wird, viel Toner am Umfang der Löcher an, wodurch die Löcher verstopft werden. Daher sollte, um stabil über lange Zeit eine hervorragende Bildqualität zu erzielen, die Gitterelektrode gewartet werden, d. h. gereinigt oder ausgetauscht werden, so dass der an den Löchern anhaftende Toner entfernt werden kann, oder die Gitterelektrode sollte entsprechend der Gebrauchshäufigkeit ausgetauscht werden.
Aus JP-A-04 142 952 ist es bekannt, eine Anhaftverhinderungsschicht auf der Gitterelektrode anzubringen. Diese Anhaftverhinderungsschicht besteht aus einem Element, das auf dieselbe Polarität wie die des Toners zu laden ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die Bilder mit hervorragender Qualität stabil über lange Zeit ohne Wartungsmaßnahmen wie Reinigung, Austausch der Steuerelektrode erzeugen kann.
Um die obige Aufgabe zu lösen, umfasst die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung negativ geladene Entwicklungsteilchen, ein Halter zum Aufnehmen der Entwicklungsteilchen, eine der Aufnahme gegenüberstehend angeordnete Gegenelektrode, ein elektrisches-Feld-Erzeugungseinrichtung Lichtemissions- und -empfangseinheit zum Erzeugen eines elektrischen Felds, das es den Entwicklungsteilchen durch Erzeugen vorgeschriebener Potentialdifferenzen zwischen dem Halter und der Gegenelektrode ermöglicht, zu fliegen, eine Steuerelektrode mit einer Vielzahl von Toren zum Hindurchlassen der fliegenden Entwicklungsteilchen, die zwischen dem Halter und der Gegenelektrode vorhanden ist, und eine Steuerelektrode-Steuereinrichtung zum Steuern des durch die Steuerelektrode ausgeübten Potentials und zum Steuern des Flugs der durch jedes Tor fliegenden Entwicklungsteilchen durch Ändern des zwischen dem Halter und der Gegenelektrode erzeugten elektrischen Felds. Die Steuerelektrode enthält eine Isolierschicht aus einem Harz mit einem Elektronenanziehungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes, und mehrere Elektrodenschichten, an die ein Potential angelegt wird und die auf der Isolierschicht ausgebildet sind.
Bei der obigen Anordnung ist die Steuerelektrode mit einer Vielzahl von Toren, die Durchlassabschnitte für negativ geladene Entwicklungsteilchen sind, so ausgebildet, dass die Elektrodenschicht auf der Isolierschicht hergestellt ist, die aus einem Harz mit stärkerem Elektronenanziehungsvermögen als dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes besteht.
Aus diesem Grund empfängt, wenn geladene Entwicklungsteilchen so fliegen, dass sie in Kontakt mit der Isolierschicht gelangen, der Kontaktbereich an der Isolierschicht der Steuerelektrode einen Teil der Ladungen von den Entwicklungsteilchen, um negativ geladen zu werden. Daher wirkt zwischen negativen Ladungen nahe dem Kontaktbereich der Isolierschicht und den negativen Ladungen der Entwicklungsteilchen eine elektrostatische Kraft (Abstoßungskraft), weswegen die Ladungen einander abstoßen. Daher haften die Entwicklungsteilchen nicht an der Isolierschicht an. D. h., dass die Entwicklungsteilchen nicht an der Oberfläche der Isolierschicht festgehalten werden.
Auf diese Weise werden die Tore nicht versperrt, da das Anhaften der negativ geladenen Entwicklungsteilchen an der Steuerelektrode verhindert ist. Im Ergebnis kann selbst nach langer oder häufiger Benutzung der Steuerelektrode der Flug der Entwicklungsteilchen durch die Steuerelektrode stabil kontrolliert werden, was es ermöglicht, ein Bild mit hervorragender Qualität zu erzielen. Dies ermöglicht es, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die stabil für lange Zeit selbst dann Bilder hervorragender Qualität erhalten kann, wenn die Steuerelektrode nicht gewartet, d. h. gereinigt oder ausgetauscht wird. Darüber hinaus können die Betriebskosten gesenkt werden, da keine Wartung erforderlich ist. Es ist wünschenswert, dass die obige Bilderzeugungsvorrichtung ferner eine Schutzschicht enthält, die auf der Elektrodenschicht ausgebildet ist und aus einem Harz mit einem Elektronenanziehungsvermögen besteht, das stärker als dasjenige des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes ist.
Bei der obigen Anordnung ist die Schutzschicht zum Schützen der Elektrodenschicht, die aus einem Harz mit einem Elektronenanziehungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes besteht, auf der Oberfläche der Steuerelektrode ausgebildet. Aus diesem Grund empfängt, wenn die Entwicklungsteilchen in Kontakt mit der Schutzschicht fliegen, der Kontaktbereich der Schutzschicht einen Teil der Ladungen von den Entwicklungsteilchen, um negativ geladen zu werden. Daher haften die Entwicklungsteilchen nicht an der Schutzschicht an, da zwischen den negativen Ladungen im Kontaktbereich und in negativen Ladungen der Entwicklungsteilchen eine elektrostatische Kraft (Abstoßungskraft) wirkt, weswegen die Ladungen einander abstoßen. D. h., dass die Entwicklungsteilchen nicht an der Oberfläche der Schutzschicht festgehalten werden.
Im Ergebnis können selbst dann, wenn die Steuerelektrode nicht gewartet, d. h. gereinigt, ausgetauscht usw. wird, Bilder mit hervorragender Qualität stabil für lange Zeit erhalten werden.
Außerdem enthält die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung, um die obige Aufgabe zu lösen, positiv geladene Entwicklungsteilchen, ein Halter zum Aufnehmen der Entwicklungsteilchen, eine Gegenelektrode, die dem Halter gegenüberstehend vorhanden ist, eine Lichtemissions- und -empfangseinheit zum Erzeugen eines elektrischen Felds, das es ermöglicht, das Entwicklungsteilchen durch Erzeugen einer vorgeschriebenen Potentialdifferenz zwischen dem Halter und der Gegenelektrode fliegen können, eine Steuerelektrode mit einer Vielzahl von Toren zum Hindurchlassen der fliegenden Entwicklungsteilchen, die zwischen dem Halter und der Gegenelektrode vorhanden sind, und eine Steuerelektrode-Steuereinrichtung zum Ändern des zwischen dem Halter und der Gegenelektrode erzeugten elektrischen Felds durch Steuern des durch die Steuerelektrode ausgeübten Potentials, um den Flug der Entwicklungsteilchen, wie sie durch jedes Tor hindurchlaufen, zu steuern. Die Steuerelektrode enthält eine Isolierschicht aus einem Harz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes sowie mehrere Elektrodenschichten, an die ein Potential angelegt wird und die auf der Isolierschicht ausgebildet sind.
Bei der vorstehenden Anordnung ist die Steuerelektrode mit der Vielzahl von Toren, die Hindurchlaufabschnitte für positiv geladene Entwicklungsteilchen sind, so ausgebildet, dass die Elektrodenschicht auf der Isolierschicht aus einem Harz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes ausgebildet ist. Aus diesem Grund empfängt, wenn die geladenen Entwicklungsteilchen in Kontakt mit der Isolierschicht fliegen, die Nähe des Kontaktbereichs an der Isolierschicht der Steuerelektrode einen Teil der Ladungen von den Entwicklungsteilchen, um positiv geladen zu werden. Daher haften die Entwicklungsteilchen nicht an der Isolierschicht an, da zwischen den positiven Ladungen in der Nähe des Kontaktbereichs an der Isolierschicht und den positiven Ladungen der Entwicklungsteilchen eine elektrostatische Kraft (Abstoßungskraft) wirkt, weswegen sich die Ladungen gegenseitig abstoßen. D. h., dass die Entwicklungsteilchen nicht an der Oberfläche der Isolierschicht festgehalten werden.
Auf diese Weise werden die Tore nicht verstopft, da das Anhaften der positiv geladenen Entwicklungsteilchen an der Steuerelektrode verhindert ist. Daher kann selbst nach langem oder häufigem Gebrauch der Steuerelektrode der Flug der Entwicklungsteilchen stabil durch die Steuerelektrode gesteuert werden, was es ermöglicht, Bilder mit hervorragender Qualität zu erhalten. Dies ermöglicht es, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die für lange Zeit auf stabile Weise Bilder mit hervorragender Qualität selbst dann erzeugen kann, wenn die Steuerelektrode nicht gewartet, d. h. gereinigt oder ausgetauscht wird. Darüber hinaus können die Betriebskosten gesenkt werden, da keine Wartung erforderlich ist.
Es ist wünschenswert, dass die Bilderzeugungsvorrichtung ferner eine Schutzschicht aufweist, die auf der Oberfläche der Elektrodenschicht auf der Steuerelektrode ausgebildet ist und aus einem Harz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes besteht.
Bei der obigen Anordnung ist die Schutzschicht zum Schützen der Elektrodenschicht, die aus einem Harz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen enthaltenen Harzes besteht, auf der Oberfläche der Elektrodenschicht ausgebildet. Aus diesem Grund empfängt, wenn die Entwicklungsteilchen in Kontakt mit der Schutzschicht fliegen, die Nähe des Kontaktbereichs an der Schutzschicht einen Teil der Ladungen von den Entwicklungsteilchen, um positiv geladen zu werden. Im Ergebnis wirkt zwischen den positiven Ladungen der Schutzschicht und den positiven Ladungen der Entwicklungsteilchen eine elektrostatische Kraft, und so stoßen die Ladungen einander ab, so dass keine Entwicklungsteilchen an der Schutzschicht anhaften. D. h., dass keine Entwicklungsteilchen an der Oberfläche der Schutzschicht festgehalten werden.
Dies ermöglicht es; für lange Zeit auf stabile Weise Bilder mit hervorragender Qualität selbst dann zu erzielen, wenn die Steuerelektrode nicht gewartet, d. h. gereinigt oder ausgetauscht, wird.
Für ein vollständigeres Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnitts, der eine Steuerelektrode in einem Bilderzeugungsabschnitt in einem digitalen Kopiergerät als Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Leiterbahnzustand von Speiseleitungen zeigt, die mit ringförmigen Elektroden auf der Steuerelektrode verbunden sind.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht mit einem Querschnitt, der die zweischichtige Struktur der Steuerelektrode zeigt.
Fig. 4 ist eine Vorderansicht, die schematisch die Gesamtanordnung des digitalen Kopiergeräts zeigt.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Steuerschaltung zeigt, wie sie für das digitale Kopiergerät vorhanden ist.
Fig. 6 ist ein Querschnitt, der schematisch einen Bilderzeugungsabschnitt zeigt.
Fig. 7 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Bilderzeugungsvorgang im Bilderzeugungsabschnitt erläutert.
Fig. 8 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Anordnung darstellt, die ein Potential an die Steuerelektrode legt.
Fig. 9(a) ist ein Querschnitt, der schematisch den Bilderzeugungsabschnitt zeigt; Fig. 9(b) ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Potential zeigt, wie es an jeden Abschnitt angelegt wird, um den Flug von Toner im Bilderzeugungsabschnitt zu steuern; und Fig. 9(c) ist eine erläuternde Zeichnung, die die Intensität eines elektrischen Felds in jedem Abschnitt durch das angelegte Potential zeigt.
Fig. 10(a) ist ein Querschnitt, der schematisch den Bilderzeugungsabschnitt zeigt; Fig. 10(b) ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Potential zeigt, wie es an jeden Abschnitt angelegt wird, um den Flug von Toner im Bilderzeugungsabschnitt, abweichend vom Flug von Toner in Fig. 9(b) zu steuern; und Fig. 10(c) ist eine erläuternde Zeichnung, die die Intensität eines elektrischen Felds in jedem Abschnitt durch das angelegte Potential zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 10 erläutert. Hier erfolgt die Erläuterung für den Fall, dass die Anordnung der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung bei einem digitalen Kopiergerät angewandt ist. Darüber hinaus wird in der folgenden Erläuterung ein digitales Kopiergerät mit einer Anordnung, die negativ geladenem Toner entspricht, im Einzelnen angegeben. Wenn positiv geladener Toner verwendet wird, kann die Polarität jeder angelegten Spannung entsprechend geeignet eingestellt werden.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, enthält das digitale Kopiergerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Bilderzeugungsabschnitt 1 aus einem Tonerzuführabschnitt 2 und einem Druckabschnitt 3. Der Bilderzeugungsabschnitt 1 entwickelt ein Bild entsprechend einem Bildsignal auf einem Blatt, das einen Aufzeichnungsträger bildet, unter Verwendung von Toner als Entwicklungsteilchen. Genauer gesagt, ermöglicht es das digitale Kopiergerät, dass Toner so fliegt, dass er am Blatt anhaftet und ein Bild unmittelbar auf diesem erzeugt, was durch Steuern des Flugs des Toners auf Grundlage des Bildsignals erfolgt.
Auf einer Blattzuführseite des Bilderzeugungsabschnitts 1 sind eine Blattkassette 4 zum Bevorraten von Blättern 5, die einen Aufzeichnungsträger bilden, eine Zuführrolle 6 zum Zuführen der Blätter 5 von der Blattkassette 4, ein Blatterfassungselement 7, das durch Antreiben eines zugeführten Blatts 5 aktiviert wird, ein Zuführsensor 8 zum Erfassen, dass ein Blatt 5 durch Aktivierung des Blatterfassungselements 7 zugeführt wird, und eine Ausrichtrolle 9 zum Zuführen von von der Blattkassette 4 zugeführten Blättern 5 mit vorgeschriebenen Intervallen zum Bilderzeugungsabschnitt 1 vorhanden. Darüber hinaus sind auf der Auslassseite des Bilderzeugungsabschnitts 1 ein Fixierabschnitt 10 zum Fixieren eines auf dem Blatt 5 im Bilderzeugungsabschnitt 1 erzeugten Tonerbilds auf dem Blatt 5 durch Wärme oder Druck oder beides, eine Ausgaberolle 11 zum Ausgeben des im Fixierabschnitt 10 verarbeiteten Blatts 5 auf eine Ausgabeschale 14, die später genannt wird, ein Blatterfassungselement 12, das durch Antreiben des auszugebenden Blatts 5 aktiviert wird, ein Ausgabesensor 13 zum Erfassen, dass das Blatt durch die Aktivierung des Blatterfassungselements 12 ausgegeben wird, und die das ausgegebene Blatt 5 aufnehmende Ausgabeschale 14 vorhanden. Die Zuführrolle 6, die Ausrichtrolle 9, die Ausgaberolle 11 usw. werden durch einen nicht dargestellten Hauptmotor angetrieben.
Außerdem enthält das digitale Kopiergerät, wie in Fig. 5 dargestellt, einen Hauptsteuerabschnitt 31 zum Steuern des gesamten digitalen Kopiergeräts, einen Verarbeitungsabschnitt 32 zum Umsetzen von von einem Bildleseabschnitt 24 erhaltenen Bilddaten in zu druckende Bilddaten, eine Bilderzeugungs-Steuereinheit 33 und einen Spannungsquellenabschnitt 29 (Lichtemissions- und -empfangseinheit) zum Anlegen eines Potentials an jeden Elektrodenabschnitt des Bilderzeugungsabschnitts 1 usw.
Der Bildleseabschnitt 24 rastet z. B. ein auf eine transparente Vorlagenplatte aufgelegte Vorlage durch eine optische Abtasteinrichtung ab und setzt das reflektierte Licht durch ein CCD (ladungsgekoppeltes Bauteil) in ein Bildsignal um, damit Bilddaten erhalten werden. Der Bildverarbeitungsabschnitt 32, der einen Halbleiterspeicher und einen Bildspeicher aus z. B. einem magnetischen Aufzeichnungsmedium wie einer Festplatte aufweist, führt den obigen Prozess an den vom Bildleseabschnitt 24 erhaltenen Bilddaten aus und speichert die verarbeiteten Bilddaten in den Bildspeicher ein.
Die Bilderzeugungs-Steuereinheit 33 beinhaltet einen Bilderzeugungs-Steuerabschnitt 34, einen Datenverarbeitungsabschnitt 35, einen Druckkopf-Steuerabschnitt 36, der zusammen mit dem Bilderzeugungs-Steuerabschnitt 34 und dem Datenverarbeitungsabschnitt 35 eine Potentialsteuereinrichtung für eine Steuerelektrode 23 (die später angegeben wird) bildet, und einen Verarbeitungssteuerabschnitt 37. Der Bilderzeugungs-Steuerabschnitt 34 setzt die vom Bildverarbeitungsabschnitt 32 erhaltenen Bilddaten in solche Bilddaten um, die dem Druckkopf-Steuerabschnitt 36 zuzuführen sind. Genauer gesagt, wird ein Graphikzeichencode, wie er durch die Bilddaten angegeben wird, in eine Punktliste umgesetzt. Darüber hinaus legt der Bilderzeugungs-Steuerabschnitt 34 eine vom Spannungsquellenabschnitt 39 auszugebende Spannung an jeden Elektrodenabschnitt des Bilderzeugungsabschnitts 1 an. Der Datenverarbeitungsabschnitt 35 zerlegt die im Bilderzeugungs-Steuerabschnitt 34 verarbeiteten Bilddaten entsprechend der Anzahl von Zeilen der Steuerelektrode 23, was später näher angegeben wird. Der Druckkopf-Steuerabschnitt 36 erzeugt ein Steuerelektrode-Steuersignal zum Steuern des Potentials der Steuerelektrode 23 auf Grundlage der vom Datenverarbeitungsabschnitt 35 eingegebenen Bilddaten, und er liefert es an den Druckkopf 22. Der Prozesssteuerabschnitt liefert ein für jeden Prozess geeignetes Steuersignal entsprechend einem Befehl vom Bilderzeugungs-Steuerabschnitt 34 an jeden Abschnitt.
Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, speichert der Tonerzuführabschnitt 2 des Bilderzeugungsabschnitts 1 Toner 17 als Entwicklungsteilchen in einem Tonervorratsbehälter 16. Der Tonerzuführabschnitt 2 beinhaltet eine Rührwalze 18 zum Rühren des Toners 17, damit dieser geladen wird, und einen Tonerhalter 19 als zylindrischer Halter zum Festhalten des Toners 17 durch elektrische und/oder magnetische Kraft. Die Dicke einer am Außenumfang des Tonerhalters 19 gehaltenen Tonerschicht wird durch ein Rakel 20 gesteuert, das am Tonervorratsbehälter 16 vorhanden ist.
Der Druckabschnitt 3 beinhaltet eine Gegenelektrode 21, die dem Außenumfang des Tonerhalters 19 gegenübersteht, und den zwischen der Gegenelektrode 21 und dem Tonerhalter 19 vorhandenen Druckkopf 22. Die Gegenelektrode 21 besteht aus einer ebenen, elektrisch leitenden Platte, die parallel zur Oberfläche der Steuerelektrode 23 ausgerichtet ist, oder einer elektrisch leitenden Platte mit zylindrischer Oberfläche, deren Kontaktfläche parallel zur Oberfläche der Steuerelektrode verläuft. Ein elektrisches Feld, das stärker oder schwächer als das elektrische Startfeld für den Tonerflug ist, wie erforderlich, damit der durch den Tonerhalter 19 festgehaltene Toner 17 zur Gegenelektrode 21 fliegen kann, wird in der Nähe des Tonerhalters 19 durch eine Spannung erzeugt, die durch den Spannungsquellenabschnitt 29 zwischen den Tonerhalter 19 und die Gegenelektrode 21 gelegt wird.
Der innerhalb der Steuerelektrode 23 vorhandene Druckkopf 22 steuert eine vom Spannungsquellenabschnitt 29 an die Steuerelektrode 23 zu legende Spannung auf Grundlage des Steuerelektrode-Steuerabschnitts, wie es vom Druckkopf-Steuerabschnitt 36 zu liefern ist. Die Steuerelektrode 23 erstreckt sich zweidimensional parallel zur Gegenelektrode 21 dieser gegenüberstehend. Die Steuerelektrode 23 verfügt über einen Aufbau, der gewährleistet, dass ein Tonerstrom vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 laufen kann, d. h., die Struktur besteht z. B. aus einem Gitter. Dann ändert sich das zwischen dem Tonerhalter 19 und der Gegenelektrode 21 ausgebildete elektrische Feld aufgrund des an die Steuerelektrode 23 angelegten Potentials, und es wird der Flug von Toner 17 vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 gesteuert.
Hierbei verhindert, wenn das elektrische Feld zwischen dem Tonerhalter 19 und der Gegenelektrode 21 stärker als das elektrische Startfeld für den Tonerflug ist, das an die Steuerelektrode 23 auf Grundlage des Steuerelektrode-Steuersignals angelegte Potential den Flug des Toners 17, wohingegen dann, wenn das elektrische Feld schwächer als das elektrische Startfeld für den Tonerflug ist, dasselbe den Flug von Toner 17 ermöglicht.
Außerdem wird unter Verwendung des Toners 17 im Bilderzeugungsabschnitt 1 ein Bild entsprechend dem folgenden Prinzip erzeugt. Im Allgemeinen wird, wenn geladene Teilchen an der Grenzfläche zwischen Luft (Vakuum) und einem Material liegen, zwischen der Grenzfläche und den geladenen Teilchen durch die elektrostatische Kraft eine anziehende Kraft erzeugt. Dies ist allgemein aus dem Elektromagnetismus bekannt. Daher wird der Toner 17 durch die elektrostatische Kraft an der Oberfläche des Tonerhalters 19 gehalten. Wenn in diesem Zustand das elektrische Feld an der Oberfläche des Tonerhalters 19 ausreichend stark dafür wird, den Toner 17 und den Tonerhalter 19, die einander elektromagnetisch anziehen, voneinander zu trennen, wird der Toner 17 vom Tonerhalter 19 entfernt und durch die Kraft des elektrischen Felds beschleunigt, um in eine spezielle Richtung transportiert zu werden. Daher wird das elektrische Feld, das es ermöglicht, dass der am Tonerhalter 19 festgehaltene Toner 17 zur Gegenelektrode 21 fliegen kann, an der Oberfläche des Tonerhalters 19 entsprechend einer Beziehung zwischen dem Potential an der Steuerelektrode 23, den Potentialen des Tonerhalters 19 und der Gegenelektrode 21 erzeugt. Dann ermöglicht es, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, das elektrische Feld, dass der Toner 17 durch die Steuerelektrode 23 hindurchläuft und zur Gegenelektrode 21 fliegt. In diesem Fall wird auf dem Blatt 5 ein einem Bildsignal entsprechendes Tonerbild erzeugt, wenn das an die Steuerelektrode 23 gelegte Potential entsprechend dem Bildsignal gesteuert wird und das Blatt 5 auf derjenigen Seite der Gegenelektrode 21 positioniert ist, die dem Tonerhalter 19 abgewandt ist. Hierbei wird das elektrische Feld, bei dem der Toner 17 zu fliegen beginnt, als elektrisches Startfeld ETH für den Tonerflug bezeichnet, und es hat bei einem bestimmten Versuch einen Wert von z. B. 1,0 · 10&sup6; (V/m).
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Steuerelektrode 23 so beschaffen, dass eine Vielzahl ringförmiger Elektroden 25, die ringförmige elektrische Leiter aus Kupfer, rostfreiem Stahl usw. sind, und die voneinander unabhängig sind, in einer Richtung X und einer Richtung Y, die rechtwinklig zur Richtung X verläuft, positioniert sind. Das Innere jeder ringförmigen Elektrode 25 ist ein Durchlaufabschnitt für den vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 fliegenden Toner 17. Nachfolgend wird der Durchlaufabschnitt als Tor 26 bezeichnet.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Steuerelektrode so ausgebildet, dass Löcher, die die Tore 26 bilden, auf einem isolierenden Steuerelektro densubstrat (Isolierschicht) 27 ausgebildet sind und ringförmige Elektroden (Elektrodenschicht) 25, die gegeneinander isoliert sind, um die Löcher herum auf einer Fläche des Steuerelektrodensubstrats 27 durch ein Verdampfungsverfahren, ein Photoätzverfahren usw. hergestellt sind. Mit jeder ringförmigen Elektrode 25 ist eine Speiseleitung 28 verbunden, und jede Speiseleitung 28 ist isoliert. In Fig. 1 sind, um die Anordnung der Steuerelektrode 23 deutlich zu machen, die Dicke der ringförmigen Elektroden 25 und die Dicke der Speiseleitungen 28 nicht berücksichtigt. Ferner kann die Steuerelektrode 23 so ausgebildet sein, dass die ringförmigen Elektroden 25 und die Speiseleitungen 28 durch einen Kleber usw. an das Steuerelektrodensubstrat 27 angeheftet sind.
Außerdem ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, eine Elektrodenschutzschicht (Schutzschicht) 41 mit den Toren 26 entsprechenden Löchern auf derjenigen Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27 ausgebildet, auf der die ringförmigen Elektroden 25 ... vorhanden sind. Die Elektrodenschutzschicht 41 verbessert ferner die Isolierung zwischen den ringförmigen Elektroden 25, die Isolierung zwischen den Speiseleitungen 28 und die Isolierung zwischen den ringförmigen Elektroden 25 und den Speiseleitungen 28, die nicht miteinander verbunden sind. Darüber hinaus schützt die Elektrodenschutzschicht 41 die ringförmigen Elektroden 25 und die Speiseleitungen 28, d. h. den Hauptkörper der Steuerelektrode 23, um die Umweltbeständigkeit und die Betriebslebensdauer usw. des Hauptkörpers der Steuerelektrode 23 weiter zu verbessern. Die Elektrodenschutzschicht 41 ist so ausgebildet, dass ein Kunstharz (wird später angegeben) auf die Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27 aufgetragen und gehärtet wird, oder dass ein Harzfilm unter Verwendung von Kleber usw. an die Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27 angeheftet wird.
Das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 werden wie ein Film hergestellt, und sie bestehen aus Kunstharz mit einem Elektronenanziehungsvermögen, das stärker als dasjenige des im geladenen Toner 17 enthaltenen thermoplastischen Harzes ist. Anders gesagt, bestehen, wenn z. B. das Harz des Toners 17 Polystyrol ist, das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 aus einem Kunstharz mit einem Elektronenanziehungsvermögen, das stärker als das des Polystyrols ist. Beispiele für das obige Kunstharz sind Epoxidharz, Polyacrylonitril, Fluorharz oder Polystyrol, das durch Polymerisieren eines Styrolderivats erhalten wurde, das eine Elektronen anziehende Gruppe enthält, wie eine Halogengruppe, wie eine Chlorgruppe usw., und die Nitrogruppe, wobei die Beispiele nicht hier auf beschränkt sind. Das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektroden- Schutzschicht 41 können aus demselben Kunstharz und auch aus verschiedenen Kunstharzen bestehen.
In der Steuerelektrode 23 wird, wenn der Toner 17, der z. B. aus geladenen Teilchen besteht, fliegt, seine Flugrichtung durch Zusammenstoß jedes Toners abgelenkt, und ein Teil des Toners 17 tritt in Kontakt mit dem Steuerelektrodensubstrat 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41. Danach empfängt die Nähe des Kontaktabschnitts des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 einen Teil der Ladungen vom Toner 17, um negativ geladen zu werden. Daher haftet der Toner 17 nicht am Steuerelektrodensubstrat 27 oder an der Elektrodenschutzschicht 41 an, da zwischen den negativen Ladungen des Kontaktabschnitts des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 und den negativen Ladungen des Toners 17 eine elektrostatische Kraft (Abstoßungskraft) wirkt. D. h., dass der Toner 17 nicht an der Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 oder an der Umfangsfläche der Tore 26 festgehalten wird. Darüber hinaus werden andere negative Teilchen als der Toner 17, wie negativ geladener Staub, weder am Steuerelektrodensubstrat 27 noch an der Elektrodenschutzschicht 41 festgehalten.
Wenn positiv geladener Toner verwendet wird, werden das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 aus einem Kunstharz mit stärkerem Elektronenabstoßungsvermögen als dem des thermoplastischen Harzes des Toners hergestellt. Anders gesagt, werden, wenn das Harz des Toners z. B. Polystyrol ist, das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 aus Kunstharz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen hergestellt, das stärker als das von Polystyrol ist. Beispiele der obigen Kunstharze sind Polyethylenglycol; Polyamid; Polystyrol, das durch Polymerisieren eines Styrolderivats erhalten wurde, das eine Elektronendonatorgruppe wie die Aminogruppe, die Hydroxylgruppe enthält; und Polyamid, das die obige Elektronendonatorgruppe enthält, wobei jedoch die Beispiele nicht hierauf beschränkt sind. Das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 können aus demselben Kunstharz und auch aus verschiedenen Kunstharzen bestehen. Wenn das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 unter Verwendung eines Kunstharzes mit starkem Elektronenabstoßungsvermögen hergestellt werden, wird positiv geladener Toner nicht an der Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 oder der Umfangsfläche der Tore 26 festgehalten. Darüber hinaus werden andere Teilchen als Toner, wie positiv geladener Staub, nicht am Steuerelektrodensubstrat 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 festgehalten.
Das Folgende erläutert ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der Steuerelektrode 23.
Als erstes wird ein Metallfilm, der zu den ringförmigen Elektroden 25 und den Speiseleitungen 28 wird, auf einer Seite eines Harzfilms, der das Steuerelektrodensubstrat 27 wird, unter Verwendung eines Aufdampfverfahrens usw. hergestellt. Für die Dicke des Harzfilms und des Metallfilms besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch sind z. B. ungefähr 25 um für die Dicke des Harzfilms und ungefähr 18 um für die Dicke des Metallfilms geeignet. Als nächstes wird der Metallfilm durch ein Photoätzverfahren usw. so strukturiert, dass die ringförmigen Elektroden 25 und die Speiseleitungen 28 ausgebildet sind. Dann wird durch Auftragen, Aufkleben usw. eine Harzschicht, die die Elektrodenschutzschicht 41 wird, so hergestellt, dass sie eine Seite des Harzfilms mit den ringförmigen Elektroden 25 und den Speiseleitungen 28 bedeckt. Für die Dicke der Harzschicht besteht keine spezielle Beschränkung. Danach werden die Löcher, die die Tore 26 bilden, im Harzfilm und in der Harzschicht durch ein Laserverarbeitungsverfahren usw. hergestellt, so dass das Steuerelektrodensubstrat 27 und die Elektrodenschutzschicht 41 fertiggestellt sind. Die Steuerelektrode 23 wird auf die obige Weise hergestellt.
Hier sind, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel, der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber, wie in Fig. 2 dargestellt, die ringförmigen Elektroden 25 in vier Linien in einer Richtung X, nämlich Xm-1, Xm, Xm+1 und Xm+2 sowie in vier Linien in der Richtung Y, nämlich Yn-1, Yn, Yn+1 und Yn+2 hergestellt. In diesem Fall ist das Tor 26, das in der Linie Xm und der Linie Yn liegt, als Tor Gmn bezeichnet. Darüber hinaus sind dann, wenn die Richtung Y die Richtung ist, in der das Blatt 5 im Druckabschnitt 3 transportiert wird, mindestens zwei und mehr Tore 26 in der Richtung Y vorhanden.
Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, ist jede ringförmige Elektrode 25 mit einem jeweiligen Treiber 29 in einem Hochspannungstreiber-Abschnitt 38, der individuell entsprechend für jede ringförmige Elektrode 25 vorhanden ist, über eine jeweilige Speiseleitung 25 verbunden. Jeder Treiber 39 ist mit einem Steuerelektrode-Steuerabschnitt 40 (Steuerelektrode-Steuereinrichtung) zum Steuern jedes Treibers 39 entsprechend dem vom Druckkopf-Steuer abschnitt 36 gelieferten Steuerelektrode-Steuersignal verbunden. Der Hochspannungs-Treiberabschnitt 38 und der Steuerelektrode-Steuerabschnitt 40 sind für den Druckkopf 22 vorhanden. Im in Fig. 8 dargestellten Zustand wird vom Treiber 39 ein Tonerflugpotential Vc, das das Fliegen des Toners 17 vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 ermöglicht, nur an das Tor Gmn angelegt, und ein Tonerflug-Unterdrückungspotential Vc&supmin;, das das Fliegen des Toners 17 verhindert, ist an die anderen Tore 26 angelegt.
Die Steuerelektrode 23 ist so vorhanden, dass die Schrittweite der Tore 26 größer als der Abstand zwischen dem Tonerhalter 19 und der Steuerelektrode 23 ist. Darüber hinaus ist die Steuerelektrode 23 dergestalt vorhanden, dass der Durchmesser eines Tors 26 größer als der Abstand zwischen dem Tonerhalter 19 und der Steuerelektrode 23 ist. Jedoch ist der Durchmesser des Tors nicht der Durchmesser des Lochs usw., wie es im Steuerelektrodensubstrat 27 ausgebildet ist, sondern ein Durchmesser in Zusammenhang mit dem Potential des Tors 26, d. h. dem Innendurchmesser der ringförmigen Elektrode 25. Durch die obige Anordnung wird der Einfluss einer Änderung des elektrischen Felds am Tor 26 durch das Anlegen des Potentials an die Steuerelektrode 23 sicher auf die Oberfläche des Tonerhalters 19 ausgeübt, und der Flug des Toners 17 vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 wird zufriedenstellend gesteuert.
Nachfolgend wird ein Bilderzeugungsvorgang unter Verwendung des digitalen Kopiergeräts erläutert.
Als erstes wird eine zu kopierende Vorlage auf dem in Fig. 5 dargestellten Bildleseabschnitt 24 positioniert, und wenn dann eine Kopierstarttaste (nicht dargestellt) betätigt wird, startet der Hauptsteuerabschnitt 31, der das Eingangssignal empfängt, den Bilderzeugungsvorgang. Anders gesagt, wird durch den Bildleseabschnitt 24 das Vorlagenbild gelesen, und die Bilddaten werden im Bildverarbeitungsabschnitt 32 verarbeitet, um in den Bildspeicher eingespeichert zu werden. Darüber hinaus wird, wenn der nicht dargestellte Hauptmotor aktiviert wird, ein Blatt 5 in der Blattkassette 4 durch die in Fig. 4 dargestellte, durch den Hauptmotor angetriebene Zuführrolle 6 zum Bilderzeugungsabschnitt 1 ausgegeben. Wenn das Blatterfassungselement 7 durch das Blatt 5 hochgedrückt wird, erkennt der Zuführsensor 8 einen normalen Blattzuführzustand. Danach kontaktiert das Vorderende des Blatts 5 die in Ruhe befindliche Ausrichtrolle 9, und es wird der Bilderzeugungsvorgang zeitweilig aufgehoben.
Wenn der Zuführsensor 8 eine normale Blattzuführung erkennt, werden die im Bildspeicher gespeicherten Bilddaten an die Bilderzeugungs-Steuereinheit 33 übertragen. In dieser Bilderzeugungs-Steuereinheit 33 wird damit begonnen, die eingegebenen Bilddaten in das an den Druckkopf 22 zu liefernde Steuerelektrode-Steuersignal umzusetzen. Darüber hinaus wird, wenn die Bilderzeugungs-Steuereinheit 33 eine vorgeschriebene Menge an Steuerelektrode-Steuersignalen empfangen hat, die Ausrichtrolle 9 aktiviert, damit das Blatt 5 auf die dem Tonerhalter 19 zugewandte Seite der Gegenelektrode 21 im Druckabschnitt 3 des Bilderzeugungsabschnitts 1 transportiert wird. Die vorgeschriebene Menge an Steuerelektrode-Steuersignalen variiert abhängig von der Anordnung des digitalen Kopiergeräts usw.
Danach liefert die Bilderzeugungs-Steuereinheit 33 das Steuerelektrode- Steuersignal an den Druckkopf 22. Dieses Steuerelektrode-Steuersignal wird mit einer zeitlichen Lage zugeführt, die mit dem Zuführen des Blatts 5 zum Druckabschnitt 3 durch die Ausrichtrolle 9 synchronisiert ist. Im Druckkopf 22 steuert der in Fig. 8 dargestellte Steuerelektrode-Steuerabschnitt 40 jeden Treiber 39 im Hochspannungs-Treiberabschnitt 38 auf Grundlage des Steuerelektrode-Steuersignals. Im Ergebnis wird vom Treiber 39 eine Spannung geeignet an die vorgegebene ringförmige Elektrode 25 angelegt, damit das elektrische Feld in der Nähe des Druckkopfs 22 kontrolliert wird. Anders gesagt, wird im Tor 26 der Steuerelektrode 23 der Flug des Toners vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 geeignet verhindert, oder der Verhinderungszustand wird abhängig von den Bilddaten aufgehoben. Im Ergebnis wird auf dem Blatt 5 ein dem Bildsignal entsprechendes Tonerbild erzeugt.
Das Blatt 5, auf dem das Tonerbild erzeugt wurde, wird zum Fixierabschnitt 10 transportiert, und dort wird das Tonerbild auf dem Blatt 5 fixiert. Das Blatt 5, auf dem das Tonerbild fixiert wurde, wird durch die Ausgaberolle 11 auf die Ausgabeschale 14 ausgegeben. Dabei wird das Blatterfassungselement 12 durch das Blatt 5 hochgedrückt, und der Ausgabesensor 13 erkennt, dass das Blatt 5 normal ausgegeben wird. Gemäß dem Erfassungsvorgang urteilt der Hauptsteuerabschnitt 31, dass der Druckvorgang normal beendet wurde.
Wenn das elektrische Feld zwischen dem Tonerhalter 19 und der Gegenelektrode 21, das durch Anlegen der Spannung zwischen den Tonerhalter 19 und die Gegenelektrode 21 erzeugt wird, schwächer als das elektrische Startfeld Eth für den Tonerflug ist, ermöglicht es ein an die Steuerelektrode 23 auf Grundlage des Steuerelektrode-Steuersignal gelegtes Potential, dass der Toner 17 fliegt. Anders gesagt, wird, wie es in Fig. 9(b) dargestellt ist, wenn das Potential des Tonerhalters 19 Vs ist, das Potential der Gegenelektrode 21 Vb ist, das an die Steuerelektrode 23 anzulegende Potential Vm ist und das Potential, bevor das Potential Vm an die Steuerelektrode 23 gegeben wird, wie es an der Steuerelektrode 23 durch Anlegen der Spannung zwischen den Tonerhalter 19 und die Gegenelektrode 21 erzeugt wird, Vo ist, das Potential Vm im in Fig. 9(a) dargestellten Bilderzeugungsabschnitt 1 höher als das Potential Vo. Daher ist, wenn das Potential Vm an die Steuerelektrode 23 gelegt wird, eine Änderung der Potentialkurve vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 durch eine Potentialänderungslinie B repräsentiert, wohingegen die Änderung des Potentials vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 vor dem Anlegen des Potentials Vm an die Steuerelektrode 23 durch eine Potentialänderungslinie A repräsentiert ist.
Außerdem wird, wie es in Fig. 9(c) dargestellt ist, wenn das elektrische Startfeld für den Tonerflug Eth ist, die Intensität des elektrischen Felds, wenn das Potential Vm an die Steuerelektrode 23 angelegt wird, Em ist und die Intensität des elektrischen Felds vor dem Anlegen des Potentials Vm an die Steuerelektrode 23 Eo ist, die Intensität des elektrischen Felds Em in der Nähe des Tonerhalters 19 entsprechend den obigen Potentialänderungen stärker als das elektrische Startfeld Eth für den Tonerflug.
Indessen verhindert das an die Steuerelektrode 23 gelegte Potential den Flug des Toners 17, wenn das elektrische Feld zwischen dem Tonerhalter 19 und der Gegenelektrode 21, wie es durch Anlegen der Spannung der zwischen den Tonerhalter 19 und die Gegenelektrode 21 erzeugt wird, stärker als das elektrische Startfeld Eth für den Tonerflug ist. Anders gesagt, wird im in Fig. 10(a) dargestellten Bilderzeugungsabschnitt 1 das Potential Vm niedriger als das Potential Vo, wie es in Fig. 10(b) dargestellt ist. Daher ist, wenn an die Steuerelektrode 23 das Potential Vm angelegt wird, die Änderung des Potentials vom Tonerhalter 19 zur Gegenelektrode 21 durch eine Potentialänderungslinie C repräsentiert. Darüber hinaus wird, wie es in Fig. 10(c) dargestellt ist, die Intensität des elektrischen Felds Em in der Nähe des Tonerhalters 19 entsprechend der obigen Potentialänderung schwächer als das elektrische Startfeld Eth für den Tonerflug.
Wie es durch Vergleich der in Fig. 9 dargestellten Steuerung mit der in Fig. 10 dargestellten Steuerung deutlich ist, kann das an die Steuerelektrode 23 zu legende Potential bei der Steuerung gemäß Fig. 10 niedriger eingestellt werden. Daher ist bei der Steuerung des Flugs des Toners, hin sichtlich des an die Steuerelektrode 23 zu legenden Potentials, die Steuerung von Fig. 10 vorteilhafter, da bei der Steuerung von Fig. 9 die Ausgangsspannung des Spannungsquellenabschnitts 29, der das Potential der Steuerelektrode 23 bestimmt, gesenkt ist und die Standhaltespannung der Spannungsquellenkomponenten und des Spannungsanlegeabschnitts beeinträchtigt ist. Demgegenüber liefert, hinsichtlich des Einflusses zu Beginn eines Durchschlags an der Steuerelektrode 23 aufgrund eines ungeeigneten Potentials derselben, die Steuerung gemäß Fig. 10 ein durchgehend schwarzes Bild, wohingegen die Steuerung von Fig. 9 nur ein leeres Bild erzeugt. Daher ist die Steuerung von Fig. 9 vorteilhafter.
Wie oben angegeben, ist beim digitalen Kopiergerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Steuerelektrode 23 mit den Toren, die Durchlaufabschnitte für den negativ geladenen Toner 17 bilden, so ausgebildet, dass die ringförmigen Elektroden 25 auf dem Steuerelektrodensubstrat 27 aus Kunstharz mit einem Elektronenanziehungsvermögen über dem des im Toner 17 enthaltenen Kunstharzes ausgebildet sind. Darüber hinaus ist die Elektrodenschutzschicht 41, die die ringförmigen Elektroden 25 schützt und die aus dem Kunstharz mit einem Elektronenanziehungsvermögen über dem des im Toner 17 enthaltenen Kunstharzes besteht, auf den Oberflächen der ringförmigen Elektroden 25 hergestellt, d. h. auf der Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27. Aus diesem Grund empfängt in der Steuerelektrode 23, wenn der Toner 17, der aus geladenen Teilchen besteht, in Kontakt mit dem Steuerelektrodensubstrat 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 fliegt, der Kontaktabschnitt des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 teilweise Ladungen vom Toner 17, um negativ geladen zu werden. Daher wirkt zwischen den negativen Ladungen im Kontaktabschnitt des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 und den negativen Ladungen des Toners 17 eine elektrostatische Kraft (Abstoßungskraft), weswegen die Ladungen einander abstoßen. Daher haftet der Toner 17 nicht am Steuerelektrodensubstrat 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 an. D. h., dass der Toner nicht an der Oberfläche des Steuerelektrodensubstrats 27 oder der Elektrodenschutzschicht 41 festgehalten wird.
Auf diese Weise werden die Tore 26 nicht verstopft, da das Anhaften des negativ geladenen Toners 17 an der Steuerelektrode 23 verhindert ist. Im Ergebnis kann selbst nach langem oder häufigem Gebrauch der Steuerelektrode des Flug des Toners 17 durch die Steuerelektrode 23 stabil kontrolliert werden, und es kann ein Bild mit hervorragender Qualität erhalten werden. Dadurch kann ein digitales Kopiergerät geschaffen werden, mit dem auf sta bile Weise Bilder hervorragender Qualität für lange Zeit ohne Unterbrechung selbst dann erhalten werden können, wenn die Steuerelektrode 23 nicht gewartet, d. h. gereinigt, ausgetauscht usw. wird. Darüber hinaus ist die oben genannte Wartung nicht erforderlich, was die Betriebskosten niedrig hält.
Außerdem erfordert die Herstellung der Steuerelektrode 23 keine mühseligen Tätigkeiten und Kosten, da das Anhaften des Toners 17 ohne eine spezielle Ausbildung der Steuerelektrode 23 verhindert werden kann. Um das Anhaften des negativ geladenen Toners 17 an der Steuerelektrode 23 weiter zu verhindern, kann z. B. eine Ultraschall-Schwingungseinrichtung, um der Steuerelektrode eine Ultraschallschwingung zu verleihen, oder eine Luftstrom-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Luftstroms in den Toren 26 usw. vorhanden sein.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel erläuterte ein digitales Kopiergerät mit einer Anordnung entsprechend negativ geladenem Toner im Einzelnen, jedoch können dann, wenn positiv geladener Toner vorwendet wird, Funktionen und Wirkungen wie die obigen dadurch erhalten werden, dass die Polarität jeder angelegten Spannung entsprechend eingestellt wird.
Hierbei erläuterte das aktuelle Ausführungsbeispiel eine Steuerelektrode 23, bei der als Beispiel der Fall angegeben ist, dass die ringförmigen Elektroden 25 auf einer Seite des Steuerelektrodensubstrats 27 vorhanden sind, jedoch kann die Steuerelektrode so beschaffen sein, dass die ringförmigen Elektroden auf beiden Seiten des Steuerelektrodensubstrats vorhanden sind. Darüber hinaus erläutert das vorliegende Ausführungsbeispiel den Fall, bei dem die Elektrodenschutzschicht 41 auf der Steuerelektrode 43 vorhanden ist, jedoch kann die Elektrodenschutzschicht 41 bedarfsabhängig vorhanden sein. Daher muss die Steuerelektrode nicht mit einer Elektrodenschutzschicht versehen sein.
Außerdem kann die Gegenelektrode 21 in Fig. 6 eine ebene Platte, eine Platte mit zylindrischer Fläche gemäß Fig. 4 wie auch ein Zylinder sein. Wenn ein Bild hergestellt wird, kann die Gegenelektrode 21 als Transportführung für das Blatt 5 wirken, das auf der dem Tonerhalter 19 zugewandten Seite der Gegenelektrode 21 transportiert wird. Im Ergebnis ist keine ausschließliche Transportführung erforderlich, was es ermöglicht, das Gerät zu miniaturisieren und seinen Aufbau zu vereinfachen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel erläutert den Fall, bei dem die Anord nung der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung bei einem digitalen Kopiergerät angewandt ist, jedoch kann die Erfindung beim Druckabschnitt einer Faksimileeinheit, eines digitalen Druckers usw. vorhanden sein.

Claims

1. Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bilds durch Ermöglichen des Flugs von Entwicklungsteilchen, mit:

- negativ geladenen Entwicklungsteilchen (17);

- einem Halter (19) zum Festhalten der Entwicklungsteilchen (17);

- einer Gegenelektrode (21), die dem Halter (19) gegenüberstehend vorhanden ist;

- einer Lichtemissions- und -empfangseinheit zum Erzeugen eines elektrischen Felds, das es den Entwicklungsteilchen (17) ermöglicht, dadurch zu fliegen, dass sie eine vorgegebene Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) erzeugt;

- einer Steuerelektrode (23) mit einer Vielzahl von Toren (26), um die fliegenden Entwicklungsteilchen (17) hindurchlaufen zu lassen, wobei diese Steuerelektrode (23) zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) vorhanden ist;

- einer Steuerelektrode-Steuereinrichtung (36) zum Ändern des zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) erzeugten elektrischen Felds durch Steuern des an die Steuerelektrode (23) angelegten Potentials, um den Flug der Entwicklungsteilchen (17) zu steuern, wie sie durch jedes Tor (26) hindurchlaufen;

wobei die Steuerelektrode (23) folgendes aufweist:

- eine Isolierschicht (27) und

- eine Elektrodenschicht (25), die auf der Isolierschicht (27) ausgebildet ist und an die ein Potential angelegt wird;

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Isolierschicht (27) aus einem Harz mit einem Elektronenanziehungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen (17) enthaltenen Harzes liegt.

2. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Schutzschicht (41) aus einem Harz mit einem Elektronenanziehungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen (17) enthaltenen Harzes, wobei die Schutzschicht (41) auf der Elektrodenschicht (25) ausgebildet ist.

3. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerelektrode (23) so ausgebildet ist, dass das Intervall zwischen benachbarten Toren (26) größer als der Abstand vom Halter (19) zur Steuerelektrode (23) ist.

4. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerelektrode (23) so ausgebildet ist, dass der Durchmesser in Zusammenhang mit dem Potential der Tore (26) größer als der Abstand vom Halter (19) zur Steuerelektrode (23) ist.

5. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Isolierschicht (27) ein Film ist.

6. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Elektrodenschicht (25) ringförmige elektrische Leiter aufweist, die am Umfang jedes Tors (26) vorhanden sind.

7. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der:

- die Entwicklungsteilchen (17) aus Polystyrolharz bestehen und

- die Isolierschicht (27) aus Epoxidharz besteht.

8. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der

- die Entwicklungsteilchen (17) Polystyrolharz enthalten und

- die Isolierschicht (27) aus Polyacrylonitril besteht.

9. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der:

- die Entwicklungsteilchen (17) Polystyrolharz enthalten und

- die Isolierschicht (27) aus einem Fluorharz besteht.

10. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der:

- die Entwicklungsteilchen (17) Polystyrolharz enthalten und

- die Isolierschicht (27) aus einem Polystyrol besteht, das durch Polymerisieren eines Polystyrolderivats mit einer Elektronen anziehenden Gruppe erhalten wurde.

11. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gegenelektrode (21) eine Platte ist.

12. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gegenelektrode (21) eine Platte mit zylindrischer Fläche ist.

13. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gegenelektrode (21) ein Zylinder ist.

14. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Elektrisches- Feld-Erzeugungseinrichtung einen Spannungsquellenabschnitt (29) zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) in solcher Weise aufweist, dass ein elektrisches Feld erzeugt wird, das schwächer als das elektrische Feld zum Starten des Flugs der Entwicklungsteilchen (17) erforderlich ist.

15. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der:

- die Steuerelektrode (23) Elektroden aufweist, die gegeneinander isoliert sind und an jedem Tor (26) vorhanden sind; und

- die Steuerelektrode-Steuereinrichtung (36) einen Treiber zum selektiven Anlegen einer Spannung, die das Potential des Gates (26) anhebt, um die Entwicklungsteilchen (17) zu den Elektroden durchzulassen, wenn der Spannungsquellenabschnitt (29) die Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) erzeugt, aufweist.

16. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Elektrisches- Feld-Erzeugungseinrichtung einen Spannungsquellenabschnitt (29) zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) in solcher Weise aufweist, dass eine elektrisches Feld erzeugt wird, das stärker als ein elektrisches Feld zum Starten des Flugs der Entwicklungsteilchen (17) ist.

17. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der:

- die Steuerelektrode-Steuereinrichtung (36) einen Treiber zum selektiven Anlegen einer Spannung, die das Potential der Gates (26) absenkt, um die Entwicklungsteilchen (17) zu den Elektroden durchzulassen, wenn der Spannungsquellenabschnitt (29) die Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) erzeugt, aufweist.

18. Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Bilds durch Ermöglichen des Flugs von Entwicklungsteilchen, mit:

- positiv geladenen Entwicklungsteilchen (17);

- einem Halter (19) zum Festhalten der Entwicklungsteilchen (17);

wobei die Steuerelektrode (23) folgendes aufweist:

- eine Isolierschicht (27) und

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Isolierschicht (27) aus einem Harz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen (17) enthaltenen Harzes liegt.

19. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, ferner mit einer Schutzschicht (41) aus einem Harz mit einem Elektronenabstoßungsvermögen über dem des in den Entwicklungsteilchen (17) enthaltenen Harzes, wobei die Schutzschicht (41) auf der Elektrodenschicht (25) ausgebildet ist.

20. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Steuerelektrode (23) so ausgebildet ist, dass das Intervall zwischen benachbarten Toren (26) größer als der Abstand vom Halter (19) zur Steuerelektrode (23) ist.

21. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Steuerelektrode (23) so ausgebildet ist, dass der Durchmesser in Zusammenhang mit dem Potential der Tore (26) größer als der Abstand vom Halter (19) zur Steuerelektrode (23) ist.

22. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Isolierschicht (27) ein Film ist.

23. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Elektrodenschicht (25) ringförmige elektrische Leiter aufweist, die am Umfang jedes Tors (26) vorhanden sind.

24. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der:

- die Entwicklungsteilchen (17) aus Polystyrolharz bestehen und

- die Isolierschicht (27) aus Polyethylenglycol besteht.

25. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der

- die Entwicklungsteilchen (17) Polystyrolharz enthalten und

- die Isolierschicht (27) aus Polyamid besteht.

26. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der:

- die Entwicklungsteilchen (17) Polystyrolharz enthalten und die Isolierschicht (27) aus einem Polystyrol besteht, das durch Polymerisieren eines Polystyrolderivats mit einer Elektronen abgebenden Gruppe erhalten wurde.

27. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Gegenelektrode (21) eine Platte ist.

28. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Gegenelektrode (21) eine Platte mit zylindrischer Fläche ist.

29. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Gegenelektrode (21) ein Zylinder ist.

30. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Elektrisches- Feld-Erzeugungseinrichtung einen Spannungsquellenabschnitt (29) zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) in solcher Weise aufweist, dass ein elektrisches Feld erzeugt wird, das schwächer als das elektrische Feld zum Starten des Flugs der Entwicklungsteilchen (17) erforderlich ist.

31. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 30, bei der:

32. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Elektrisches- Feld-Erzeugungseinrichtung einen Spannungsquellenabschnitt (29) zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen dem Halter (19) und der Gegenelektrode (21) in solcher Weise aufweist, dass eine elektrisches Feld erzeugt wird, das stärker als ein elektrisches Feld zum Starten des Flugs der Entwicklungsteilchen (17) ist.

33. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 32, bei der: