DE69706723T2

DE69706723T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69706723T2
Application number: DE69706723T
Authority: DE
Inventors: Shirou Wakahara
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2017-01-18
Also published as: CN1165741A; CN1086641C; EP0790538B1; DE69706723D1; EP0790538A1; US5874973A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(1) Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung, die auf einem Aufzeichnungsmedium wie Aufzeichnungspapier usw. dadurch direkt ein Bild erzeugt, dass sie dafür sorgt, dass Entwicklerteilchen auf dieses fliegen, und sie kann bei einer Druckereinheit in Digitalkopierern und Faksimilegeräten sowie bei digitalen Druckern, Plottern usw. angewandt werden.

(2) Beschreibung des Stands der Technik

In den letzten Jahren wurde als Bilderzeugungseinrichtung zum Ausgeben eines visuellen Bilds auf einem Aufzeichnungsmedium wie Aufzeichnungspapier usw. auf ein Bildsignal hin eine Bilderzeugungsvorrichtung z. B. in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung Hei 6 Nr. 155,798 (EP-A-0 587 366) offenbart, bei der dafür gesorgt wird, dass Entwicklerteilchen, d. h. Toner, direkt am Aufzeichnungsmedium anhaften, um dadurch auf diesem direkt ein Tonerbild zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nun ein Drucker mit einer Konfiguration beschrieben, wie sie durch die in der japanischen Patentanmeldungs-Offanlegung Hei 6 Nr. 155,798 definierte Bilderzeugungsvorrichtung repräsentiert ist. Diese Vorrichtung verfügt über eine Bilderzeugungseinheit 61 mit einem Tonerzuführabschnitt 52 und einem Druckabschnitt 53. Bei dieser Vorrichtung wird dafür gesorgt, dass im Tonerzuführabschnitt 52 transportierter Toner 71 selektiv auf ein blattförmiges Aufzeichnungspapier 55 als Aufzeichnungsträger fliegt und an diesem anhaftet. Während dieses Vorgangs wird der Flug des Toners 71 entsprechend einem Bildsignal gesteuert, so dass der Toner selektiv direkt am Aufzeichnungspapier 55 anhaften kann, um ein visuelles Bild zu erzeugen.
Der Tonerzuführabschnitt 52 besteht aus einem Tonerbehälter 70 zum Aufnehmen von Toner 71 als Entwicklerteilchen, die z. B. negativ geladen sind, und einem Tonerträger 72 zum Halten von Toner 71 unter Verwendung z. B. magnetischer Kräfte. Der Tonerträger 72 ist geerdet, und er wird in der durch einen Pfeil E in der Figur gekennzeichneten Richtung drehend angetrieben, wobei seine Oberflächengeschwindigkeit auf z. B. 3 mm/s eingestellt ist. Der Toner 71 ist von magnetischem Typ mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 10 um, und er wird durch eine gut bekannte Technik mit statischer Ladung von -4 uC/g bis -5 uC/g elektrifiziert. Der Toner 71 wird mit einer mittleren Dicke von ungefähr 80 um auf der Umfangsfläche des Tonerträgers 72 transportiert.
Unter diesen besteht, wobei als Erstes auf die herkömmliche Vorrichtung Bezug genommen wird, die so konfiguriert ist, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, der Druckabschnitt 53 als Teil der Bilderzeugungseinheit 51 aus einer Gegenelektrode 75 aus einem Aluminiumrohr mit z. B. einem Durchmesser von 50 mm und einer Steuerelektrode 76, die zwischen der Gegenelektrode 75 und dem Tonerträger 72 vorhanden ist. Die Gegenelektrode 75 ist ungefähr 1 mm entfernt von der Umfangsfläche des Tonerträgers 72 angeordnet, es wird eine hohe Spannung von z. B. 2 kV von einer Gleichspannungsquelle 80 an sie angelegt, und sie wird in der durch den Pfeil F in der Fig. 1 gekennzeichneten Richtung drehend angetrieben, wobei ihre. Oberflächengeschwindigkeit auf 30 mm/s eingestellt ist. Daher wird zwischen der Gegenelektrode 75 und dem Tonerträger 72 ein elektrisches Feld erzeugt, das dazu erforderlich ist, dafür zu sorgen, dass auf dem Tonerträger 72 gehaltener Toner 71 zur Gegenelektrode 75 fliegt.
Die Steuerelektrode 76 ist parallel zu einer Tangentialebene an der Oberfläche der Gegenelektrode 75 angeordnet, und sie breitet sich zweidimensional, der Gegenelektrode 75 zugewandt aus, und sie verfügt über eine Struktur, die es dem Toner ermöglicht, durch sie vom Tonerträger 72 zur Gegenelektrode 75 hindurch zu fliegen. Das zwischen dem Tonerträger 72 und der Gegenelektrode 75 erzeugte elektrische Feld variiert abhängig vom an die Steuerelektrode 76 angelegten Potenzial, so dass der Flug von Toner 71 vom Tonerträger 72 zur Gegenelektrode 75 gesteuert wird.
Die Steuerelektrode 76 ist so ausgebildet, dass ihr Abstand von der Umfangsfläche des Tonerträgers 72 auf z. B. 100 um eingestellt ist. Die Steuerelektrode 76 besteht aus einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) 76a von 50 um Dicke und Ringelektroden 77 ... aus einer Kupferfolie von 20 um Dicke. Die Platte 76a verfügt über Durchlässe 79 ... mit einem Durchmesser von 150 um für den Durchflug des Toners 71. Um diese Durchlässe 79 ...
herum sind die o. g. Ringelektroden 77 .... angeordnet. Jede Ringelektrode 77 ist elektrisch über eine Speiseleitung und einen Hochspannungstreiber (von denen nichts dargestellt ist) mit einer Steuerspannungsquelle 81 verbunden.
An die Ringelektroden T7 wird von der Steuerspannungsquelle 81 dem Bildsignal entsprechende Spannungen angelegt. Genauer gesagt, legt, wenn dafür gesorgt wird, dass auf den Tonerträger 72 gehaltener Toner 71 zur Gegenelektrode 75 läuft, die Steuerspannungsquelle 81 eine Spannung von z. B. 200 V an die Ringelektroden 77 an, damit Toner 71 durch Durchlässe 79 in den Ringelektroden 77 zum Aufzeichnungspapier auf der Seite der Gegenelektrode fliegen kann. Wenn dagegen kein Toner durchfliegen soll, legt die Spannungsquelle 81-200 V an die Ringelektrode 77 an, um zu verhindern, dass Toner auf dem Tonerträger 72 zur Gegenelektrode 75 fliegt. Auf diese Weise wird das Anlegen von Spannungen an die Ringelektroden 77 entsprechend dem Bildsignal ausgeführt, so dass es möglich ist, ein dem Bildsignal entsprechendes aktuelles Bild direkt dadurch auf dem Aufzeichnungspapier 55 herzustellen, dass selektiv dafür gesorgt wird, dass Toner fliegt.
Hierbei werden die Drehung des Tonerträgers 72, die Drehung der Gegenelektrode 75, das Anlegen einer Spannung an die Steuerelektrode 76 zum Verhindern des Durchfliegens von Toner 71 und das Anlegen der hohen Spannung an die Gegenelektrode beinahe gleichzeitig durch ein gemeinsames Auslösesignal aktiviert. Die Transportzeit des Toners 71 vom Tonerträgers 72 zum Aufzeichnungspapier 55 ist durch die Menge der statischen Ladung auf dem Toner, den Abstand und die Potenzialdifferenz zwischen dem Tonerträger 72 und der Gegenelektrode 75 bestimmt, und sie hängt insbesondere von der Stärke des elektrischen Felds ab. Diese Zeit beträgt z. B. ungefähr 250 us. Die Zeit des Anlegens einer Spannung an die Ringelektrode 77 ist länger als die Transportzeit eingestellt, genauer gesagt, auf ungefähr 300 us. So ist gewährleistet, dass Toner am Aufzeichnungspapier 55 an der Gegenelektrode 75 anhaftet.
Bei der herkömmlichen Vorrichtung, die so konfiguriert ist, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, besteht der Druckabschnitt 53 als Teil der Bilderzeugungseinheit 51 aus einer Gegenelektrode 75 aus Aluminium von ungefähr 2 mm Dicke sowie einer Steuerelektrode 76, die zwischen der Gegenelektrode 75 und dem Tonerträger 72 vorhanden ist. Die Gegenelektrode 75 ist ungefähr 1 mm entfernt von der Umfangsfläche des Tonerträgers 72 angeordnet, und von einer Gleichspannungsquelle 80 wird eine hohe Spannung von z. B. 2 kV an sie angelegt. Daher wird zwischen der Gegenelektrode 75 und dem Tonerträger 72 ein elektrisches Feld erzeugt, das dazu erforderlich ist, dafür zu sorgen, dass auf dem Tonerträger 72 festgehaltener Toner 71 zur Gegenelektrode 75 fliegt.
Über der Gegenelektrode 75 ist ein dielektrisches Band 73 in Kontakt mit dieser angeordnet, wobei das Band laufen kann. Das dielektrische Band 73 ist endlos ausgebildet, und es wird durch mindestens zwei Trägerwalzen 73a und 73b unter Spannung gehalten. Wenn dafür gesorgt wird, dass die Trägerwalze 73b arbeitet, läuft das Band in der Richtung eines Pfeils F. Damit das dielektrische Band 73 Aufzeichnungspapier 55 elektrostatisch anzieht und es transportiert, ist eine Ladungszuführwalze 74, die an das dielektrische Band 73 unter Einfügung des Aufzeichnungspapiers 55 anstößt, stromabwärts in Bezug auf die Transportrichtung des Aufzeichnungspapiers 55 angeordnet. Ferner ist mit der Ladungszuführwalze 74 eine Spannungsversorgung 82 verbunden, um dafür zu sorgen, dass Aufzeichnungspapier 55 dadurch an das dielektrische Band 72 angezogen wird, dass eine vorbestimmte Ladungsmenge zugeführt wird.
Die Steuerelektrode 76 ist parallel zur Tangentialebene an der Oberfläche der Gegenelektrode 75 angeordnet, und sie breitet sich zweidimensional, der Gegenelektrode 75 zugewandt, aus, und sie verfügt über eine Struktur, die es ermöglicht, dass Toner vom Tonerträger 72 zur Gegenelektrode 75 durch sie fliegt. Das zwischen dem Tonerträger 72 und der Gegenelektrode 75 erzeugte Elektrodenfeld variiert abhängig vom an die Steuerelektrode 76 angelegten Potenzial, so dass der Flug vom Toner 71 vom Tonerträger 72 zur Gegenelektrode 75 selektiv gesteuert wird.
Wenn eine hohe Spannung von z. B. 1 kV durch die Spannungsquelle 82 an die Ladungszuführwalze 74 angelegt wird, werden negative Ladungen in das Aufzeichnungspapier 55 injiziert, da 2 kV, wie oben angegeben, an die Trägerwalze 73a angelegt werden. Demgemäß wird das Papier elektrostatisch an das dielektrische Band 73 angezogen und haftet an diesem an, so dass es mit der Laufgeschwindigkeit des dielektrischen Bands 73 zum Druckabschnitt 53 transportiert werden kann.
Andere Konfigurationen und Betriebsvorgänge der Vorrichtung der Fig. 2 sind gleich wie diejenigen bei der Fig. 1.
Diese herkömmlichen Vorrichtungen litten unter den folgenden Problemen.
Erstens wird bei der Bilderzeugungsvorrichtung der Fig. 1 gleichzeitig mit dem Beginn des Anlegens einer Spannung an andere Elektroden und dem Stand der Drehung des Tonerträgers 72 eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 75 angelegt. In diesem Fall weist, nachdem eine längere Zeit seit der Deaktivierung der Bilderzeugungsvorrichtung verstrichen ist oder wenn sich der Tonerträger 72 gerade zu drehen beginnt, die Oberfläche des Tonerträgers 72 nicht die gewünschte Ladungsmenge auf, und es ist auch die Dicke der darauf getragenen Tonerschicht ungleichmäßig, so dass der meiste Toner 71 instabile Funktion zeigt.
Unter einem derartigen instabilen Zustand wird, wenn an die Gegenelektrode 75 eine hohe Spannung angelegt wird, um einen Bilderzeugungsvorgang auszuführen, damit begonnen, einiges an Toner 71 vom Tonerträger 72 zur Gegenelektrode 75 zu transportieren, wobei er durch die Durchlässe 79 fliegt, obwohl eine Spannung angelegt ist, die nicht dafür sorgt, dass Toner 71 fliegen sollte. Dies verursacht Probleme dahingehend, dass die Oberfläche der Gegenelektrode 75 mit Toner 71 verschmutzt wird und die Unterseite des transportierten Aufzeichnungspapiers 55 durch den übertragenen Toner auf der Gegenelektrode verschmutzt wird.
Einiges des instabilen Toners 71 kann auf Grund der Potenzialdifferenz der Steuerelektrode 76 relativ zur Gegenelektrode 75 selbst dann zur Steuerelektrode 76 fliegen, wenn an diese eine Spannung (-200 V bei der herkömmlichen Konfiguration) angelegt wird, die nicht für ein Fliegen des Toners 71 sorgt. Auf diese Weise bewirkt das Anhaften von Toner 71 an der Steuerelektrode 76 eine Variation der scheinbaren Potenziale der Ringelektroden 77 auf Grund der elektrischen Ladung des so anhaftenden Toners, was zu Schwierigkeiten bei der normalen Durchflugsteuerung von Toner sorgt. Ferner kann ein Durchlass 79 für den Durchflug von Toner durch an der Steuerelektrode 76 anhaftende Tonerteilchen verstopft werden, was im schlimmsten Fall bewirkt, dass ein Druckvorgang verhindert wird.
Vom instabilen Toner 71 ist eine beträchtliche Menge umgekehrt geladen oder verfügt über eine Polarität umgekehrt zur gewünschten Polarität. Wenn derartiger umgekehrt geladener Toner 71 vorhanden ist, haftet er an der Steuerelektrode 76 selbst dann an, wenn eine Spannung angelegt wird, die nicht dafür sorgt, dass Toner 71 fliegt (-200 V bei der herkömmlichen Konfiguration). Wenn der umgekehrt geladene Toner 71 an der Steuerelektrode 76 anhaftet, variiert das scheinbare Potenzial der Ringelektrode 77 auf Grund der Ladung auf dem Toner 71, wie oben angegeben, was es schwierig macht, eine normale Tonersteuerung auszuführen. Ferner kann dies dazu führen, dass der Durchlass 79 verstopft, oder es kann andere Schwierigkeiten hervorrufen, was im schlimmsten Fall einen Druckmangel zur Folge hat.
Bei der Bilderzeugungsvorrichtung der Fig. 2 werden die an die, Steuerelektrode 76 und die Gegenelektrode angelegten hohen Spannungen gleichzeitig abgeschaltet, sobald der Tonerträger 72 am Ende des Bildaufzeichnungsvorgangs deaktiviert wird.
Hierbei wird, da, wie oben angegeben, eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 75 und die Steurelektrode 76 angelegt wird, auf dem Tonerträger 72 transportierter Toner 71 durch das durch die hohen Spannungen erzeugte elektrische Feld selbst nach dem Abschalten wegen der Abklingzeitkonstante beeinflusst. Da insbesondere an die Gegenelektrode 75 eine höhere Spannung als an die Steuerelektrode 76 angelegt wird, dauert das elektrische Feld, das dafür sorgt, dass Toner zur. Gegenelektrode fliegt, wegen der Abklingzeitkonstante an. Daher wird damit begonnen, vom auf dem Tonerträger 72 transportierten Toner 71 einen Teil zur Gegenelektrode 75 zu transportieren, wobei er durch die Durchlässe 79 fliegt.
Aus dem obigen Grund steht am Ende eines Bilderzeugungsvorgangs die Tendenz, dass überflüssiger Toner zur Gegenelektrode 75 fliegt und an dieser anhaftet, um sie mit Toner zu verschmutzen. Um einen derartigen Effekt zu verhindern, kann, wenn die Bilderzeugung zeitweilige angehalten wird, dauernd eine Spannung angelegt werden, die verhindert, dass Toner zur Steuerelektrode oder Gegenelektrode usw. fliegt. Jedoch bewirkt das Aufrechterhalten dieser Spannung während des Nicht-Betriebszustands der Bilderzeugung nur eine Energievergeudung. Daher wird im Allgemeinen, wenn ein Bilderzeugungsvorgang beendet wird, das Anlegen einer Spannung an die Elektroden im Allgemeinen zum Zeitpunkt des Endes des Vorgangs beendet.
Wenn das Anlegen einer Spannung an die Gegenelektrode 75 und die Steuerelektrode 76 am Ende eines Bilderzeugungsvorgangs beendet wird, fliegt Toner zur Gegenelektrode, wie oben angegeben, wodurch die Elektrode mit Toner verschmutzt wird. Wenn der Bilderzeugungsvorgang in diesem Zustand neu gestartet wird, wird die Unterseite des zugeführten AufzeichnungsPapiers 55 in nachteiliger Weise verschmutzt.
Die Versorgung für die Hochspannung an die Gegenelektrode 75, insbesondere die Spannungsschaltung 80 usw., ist keine solche, bei der das Anlegen und Abschalten der hohen Spannung durch eine Relaisschaltung usw. gesteuert wird, sondern eine solche, bei der der Abschaltvorgang dadurch bewerkstelligt wird, dass die Schwingung des Spannungsgenerators, genauer gesagt, eine Gleichspannungswandlers usw. deaktiviert wird, um die Erzeugung der hohen Spannung selbst zu beenden. Dieses Merkmal verlängert die Ablenkzeitkonstante weiter, wodurch das oben genannten Problem des Transports und des Anhaftens von überflüssigem Toner an der Gegenelektrode 75 nach dem Ende des Bilderzeugungsvorgangs gefördert wird.
Vom Toner 71 fliegt ein gewisser Teil zur Gegenelektrode 75, während ein anderer an der Steuerelektrode 76 anhaftet. Wenn der Bilderzeugungsvorgang in diesem Zustand neu gestartet wird, bewirkt der an der Steuerelektrode 76 anhaftende Toner 71, dass die scheinbare Potenziale der Ringelektroden 77 ... auf Grund der Ladung auf dem Toner 71 variieren, was es erschwert, eine normale Durchflugsteuerung für Toner auszuführen. Ferner kann der Durchlass 79 für den Durchflug von Toner durch die an der Steuerelektrode 76 anhaftenden Tonerteilchen verstopft werden, was im schlimmsten Fall dazu führt, dass der Druckvorgang verhindert wird.
Selbst wenn Toner 71 die Durchlässigkeit 79 der Steuerelektrode 76 nicht versperrt, haftet er am Umfang der Durchlässe 79 an, um ihre Öffnungen enger zu machen. Wenn der Bilderzeugungsvorgang in diesem Zustand neu gestartet wird, stört der am Inneren der Durchlässe 79 anhaftende Toner den Flug von Toner 71, der entlang dem, gewünschten Transportpfad läuft, so dass der Toner nicht das vorbestimmte Punkterzeugungsgebiet auf dem Aufzeichnungspapier 55 erreichen kann. Wenn Toner 71 durch einen Durchlass 79 fliegt, aber nicht das vorbestimmte Gebiet auf dem Aufzeichnungspapier 55 erreicht, verläuft der Toner, was zu Schleierbildung führt. Das heißt, dass es nicht nur unmöglich ist, ein normales Bild zu erzeugen, sondern dass auch auf dem Aufzeichnungspapier 55 eintreffender Tone r 71 dafür sorgt, dass das Bild verschmiert, wodurch ein undeutliches Bild ohne Kontrast erzeugt wird. Dies führt insbesondere zu Schwierigkeiten beim Reproduzieren eines Halbtonbilds oder eines Farbbilds.
Darüber hinaus wird häufig eine Bilderzeugungsvorrichtung mit so an der Steuerelektrode 76 und der Gegenelektrode 75 am Ende eines Bilderzeugungsvorgangs anhaftendem Toner 71 unverändert für eine lange Zeitspanne stehengelassen. Als Beispiel sei angenommen, dass die Maschine nach dem Ende eines Bilderzeugungsvorgangs bis zum nächsten Tag stehen bleibt. Da Toner 71 die Eigenschaft hat, dass er umso mehr verklumpt, je länger er steht, wird es schwierig, den Toner zu entfernen, der an der Steuerelektrode 76 anhaftete und verblieb. Wenn dies auftrat, ist es unmöglich, den Toner 71 durch elektrostatische Kräfte zu beseitigen; es ist erforderlich, die Steuerelektrode 76 vom Druckabschnitt 51 zu lösen und ihn durch Kräfte unter Verwendung einer Luftbürste oder einer typischen Reinigungsbürste zu reinigen und zu entfernen. Diese Aufgabe ist sehr, mühselig, und sie führt zu einer weiteren Schwierigkeit beim Anbringen und Einstellen der Elektrode am Druckabschnitt 51 nach dem Reinigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts des obenstehend Erörterten ist es daher wünschenswert, die obigen Nachteile zu Beginn oder am Ende eines Bilderzeugungsvorgangs zu überwinden.
Es ist auch wünschenswert, eine derartige Steuerung auszuführen, dass im Anfangsstadium des Beginns einer Bilderzeugung verhindert werden kann, dass Toner zur Steuerelektrode oder zur Seite der Gegenelektrode fliegt und dort anhaftet.
Es ist auch wünschenswert, eine solche Steuerung auszuführen, dass verhindert werden kann, dass am Ende eines Bilderzeugungsvorgangs Toner zur Steuerelektrode oder zur Seite der Gegenelektrode fliegt und dort anhaftet.
Durch die Erfindung ist Folgendes geschaffen: eine Bilderzeugungsvorrichtung mit: einer Trägereinrichtung zum Tragen von Entwicklerteilchen und um diesen gewünschte Eigenschaften zu verleihen; einer Gegenelektrode, die, so angeordnet ist, dass sie der Trägereinrichtung zugewandt ist; einer Steuerelektrode, die zwischen der Trägereinrichtung und der Gegenelektrode angeordnet ist und über eine Anzahl von Durchlässen verfügt, die Kanäle für die Entwicklerteilchen bilden; und einer Steuerungseinrichtung, die zwischen der Trägereinrichtung, und der Gegenelektrode eine vorbestimmte Potenzialdifferenz erzeugt und, durch Variieren des an die Steuerelektrode angelegten Potenzials, den Durchlauf der das Bild erzeugenden Entwicklerteilchen durch die Durchlässe steuert;
wobei die Steuerungseinrichtung zu Beginn des Bilderzeugungsvorgangs, das Anlegen einer Spannung an zumindest die Steuerelektrode aufhebt, bis die auf der Trägereinrichtung zum Tragen der Entwicklerteilchen getragenen Entwicklerteilchen gewünschte Eigenschaften erhalten haben, und sie eine Spannung zum Verhindern eines Flugs der auf der Trägereinrichtung getragenen Entwicklerteilchen zur Steuerelektrode erst dann anlegt, nachdem die Entwicklerteilchen die gewünschten Eigenschaften erhalten haben.
Bei der so aufgebauten Bilderzeugungsvorrichtung können, vor einer Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsblatt als Aufzeichnungsmedium, die Entwicklerteilchen, z. B. Toner, als Erstes dadurch stabilisiert werden, dass der den Toner transportierende Tonerträger gedreht wird. Zum Beispiel wird die Menge an statischer. Ladung stabilisiert. In diesem Zustand wird, durch Anlegen einer Spannung zum Verhindern des Fliehens von Toner zur Steuerelektrode, der stabilisierte Toner am Fliegen vom Tonerträger zur Seite der Steuerelektrode gehindert. Ferner wird selbst dann, wenn nach dem Anlegen einer Spannung zum Verhindern des Fliegens von Toner an die Steuerelektrode die vorbestimmte hohe Spannung an die Gegenelektrode angelegt wird, um zwischen dem Tonerträger und der Gegenelektrode ein starkes elektrisches Feld zu erzeugen, das dafür sorgt, dass Toner fliegt, kein Toner vom Tonerträger durch die Steuerelektrode zur Seite der Gegenelektrode transportiert, da an der Steuerelektrode das elektrische Feld zum Verhindern des Fliegens von Toner erzeugt wird.
Demgemäß kann, da im Anfangsstadium des Beginns eines Bilderzeugungsvorgangs kein Toner zur Steuerelektrode oder Gegenelektrode transportiert wird und dort anhaftet, wenn eine Steuerspannung entsprechend dem Bitsignal zum Erzeugen eines Bilds angelegt wird, das Bild auf korrekte Weise auf dem Aufzeichnungsblatt erzeugt werden. Genauer gesagt, werden, um dafür zu sorgen, dass Toner auf dem Tonerträger fliegt, Durchlässe als Öffnungen für den Durchflug von Toner auf der Steuerelektrode ausgebildet, wobei eine Elektrode um jedes Tot herum zum Anlegen einer Spannung ausgebildet wird. Da kein Toner zur Elektrode fliegt oder an dieser anhaftet, wird der Durchlass nicht mit Toner verstopft, und es variiert auch nicht die an ihn angelegte Spannung. Daher ist es möglich, dafür zu sorgen, dass Toner zuverlässig zur Gegenelektrode transportiert wird, wenn ein Bild auf Aufzeichnungspapier erzeugt wird. So ist es möglich, auf dem Aufzeichnungspapier ein normales Bild zu erzeugen, ohne dass dessen Qualität beeinträchtigt wäre.
Am Ende des Bilderzeugungsvorgangs kann, bevor die Steuerungseinrichtung die Bedingungen aufhebt, gemäß denen Entwicklerteilchen am Fliegen im Entwicklungsbereich verhindert werden, die Geschwindigkeit, mit der die Trägereinrichtung oder die Entwicklerteilchen bewegt werden, auf null gestellt werden.
Gemäß dieser Konfiguration ist es, nach dem Ende eines Bilderzeugungsvorgangs, möglich, dass eine auf die Entwicklerteilchen zum Entwicklerträger wirkende anziehende Kraft erzeugt oder verstärkt wird. Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass Entwicklerteilchen zur Steuerelektrode transportiert werden und an der Seite der Gegenelektrode anhaften. Insbesondere ist es nach dem Ende des Bilderzeuggungsvorgangs nicht mehr erforderlich, die Spannung zum Aufrechterhalten des Toners im Nicht-Flugzustand zuzuführen, so dass der Energieverbrauch gesenkt werden kann.
Es ist wirkungsvoller, dass die Steuerungseinrichtung, nach dem Einstellen der der Trägereinrichtung oder den Entwicklerteilchen verliehenen Bewegungsgeschwindigkeit auf null, das zwischen der Trägereinrichtung und der Gegenelektrode erzeugte elektrische Flugfeld aufhebt. Veranschaulichend gesagt, wird an die Gegenelektrode eine hohe Spannung angelegt um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das dafür sorgt, dass die Entwicklerteilchen fliegen, und, wenn das Anlegen der hohen Spannung abgeschaltet wird, fällt die Gegenelektrode wegen der Abklingzeitkonstante nicht unmittelbar auf das Massepotenzial. Selbst unter derartigen Bedingungen fliegen keine unerwünschten Entwicklerteilchen, da sie durch die Rückhaltekraft des Entwicklerträgers angezogen werden.
Vorzugsweise hebt die Steuerungseinrichtung, nach dem Aufheben des zwischen der Trägereinrichtung und der Gegenelektrode erzeugten elektrischen Flugfelds, schließlich die der. Steuerelektrode verliehene Spannung auf. Auf diese Weise ist es möglich, da das Anlegen der Spannung an die Gegenelektrode aufgehoben wird, während Entwicklerteilchen am Fliegen gehindert werden, wirkungsvoll zu verhindern, dass unerwünschter Entwickler fliegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Prinzips eines Bilderzeuggungsvorgangs bei einer herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtung;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Prinzips eines Bilderzeuggungsvorgangs bei einer anderen herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtung;
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht zum Darstellen der gesamten Konfiguration einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 ist eine Draufsicht, die detailliert eine Teilstruktur der Steuerelektrode zeigt, wie sie in der Bilderzeugungsvorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist;
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Bilderzeugungs-Steuerungsvorgangs in der Bilderzeugungsvorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine veranschaulichende Ansicht zum Darstellen des Prinzips des Tonerflugvorgangs, und sie zeigt Äquipotenzialflächen für den Fall, dass dafür gesorgt wird, dass Toner fliegt;
Fig. 7 ist eine veranschaulichende Ansicht zum Darstellen des Prinzips des Tonerflugvorgangs, und sie zeigt Äquipotenzialflächen für den Fall, dass dafür gesorgt wird, dass Toner nicht mehr fliegt;
Fig. 8 ist ein zeitbezogenes Diagramm, das den zeitlichen. Ablauf zeigt, wenn ein Signal an die Steuerelektrode angelegt wird;
Fig. 9 ist ein zeitbezogenes Diagramm zum Veranschaulichen der zeitlichen Steuerung des Drehbetriebs des Tonerträgers, des Anlegens einer Spannung an die Steuerelektrode und des Anlegens einer hohen Spannung an die Gegenelektrode;
Fig. 10 ist ein zeitbezogenes Diagramm, das den zeitlichen Ablauf für den Fall zeigt, dass ein Signal an die Steuerelektrode bei einer Ausführungsform der Erfindung angelegt wird;
Fig. 11 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Komponenten zur Farbbilderzeugung in einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
Fig. 12 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer Steuerelektrode bei der Erfindung, die über Matrixstruktur verfügt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
Die Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht, die die Gesamtkonfiguration einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Fig. 3 verfügt die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform über eine Bilderzeugungseinheit 1 aus einem Tonerzuführabschnitt 2 und einem Druckabschnitt 3. Die Bilderzeugungseinheit 1 erzeugt entsprechend einem Bildsignal mit Toner als Entwicklerteilchen auf Aufzeichnungspapier als auch Aufzeichnungsträger ein visuelles Bild. Bei dieser Bilderzeugungsvorrichtung wird dafür gesorgt, dass Toner selektiv auf Aufzeichnungspapier 5 fliegt und an diesem anhaftet, und der Flug des Toners wird auf Grundlage des Bilderzeugungssignals gesteuert, um ein Bild unmittelbar auf dem Aufzeichnungspapier 5 zu erzeugen.
Auf der Seite der Bilderzeugungseinheit 1, der Aufzeichnungspapier 5 zugeführt wird, ist eine Papierzuführeinrichtung 10 vorhanden. Die Papierzufühteinrichtung 10 besteht aus einer Papierkassette 4 zum Bevorraten von Aufzeichnungspapier 5 als Aufzeichnungsmedium, einer Aufnahmerolle (Zuführrolle) 6 zum blattweisen Zuführen von Aufzeichnungspapier 5 von der Papierkassette 4 sowie einer Papierführung 7 zum Führen von ausgegebenem Aufzeichnungspapier 5. Die Papierzuführeinrichtung 10 verfügt ferner über nicht dargestellte Erfassungssensoren zum Erfassen des Zuführens von Aufzeichnungspapier 5 an Positionen im Weg der Papierzuführung. Die Aufnahmerolle 6 wird durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung drehend angetrieben.
Auf der Ausgabeseite der Bilderzeugungseinheit 1, auf der Aufzeichnungspapier 5 ausgegeben wird, befindet sich eine Fixiereinheit 11 zum Ausüben von Wärme und Druck auf das Tonerbild, das in der Bilderzeugungseinheit 1 auf dem Aufzeichnungspapier 5 erzeugt wurde, um es auf dem Aufzeichnungspapier 5 zu fixieren. Die Fixiereinheit 11 besteht aus einer Heizwalze 12, einem Heizer 13, einer Andrückwalze 14, einem Temperatursensor 15 und einer Temperatur-Regelungsschaltung 16. Die Heizwalze 12 besteht aus z. B. einem Aluminiumrohr von 2 mm Dicke mit einer Beschichtung wie einer solchen aus einem Fluorharz usw., die gutes Trennvermögen zum Toner aufweist. Der Heizer 13 ist z. B. eine Halogenlampe, die in die Heizwalze 12 eingebaut ist.
Die Andrückwalze 14 ist ein Rohr aus z. B. Aluminium usw., dessen Oberfläche mit einem Silikonharz beschichtet ist. Die Heizwalze 12 und die Andrückwalze 14, die einander gegenüberstehend angeordnet sind, werden gegeneinander gedrückt, um Aufzeichnungspapier 5 zwischen sich zu halten und einem Druck mit einer Druckbelastung von z. B. 2 kg von nicht dargestellten Federn usw., die an den beiden Enden ihrer Achsen vorhanden sind, auszusetzen.
Der Temperatursensor 15 misst die Oberflächentemperatur der Heizwalze 12. Die Temperatur-Regelungsschaltung 16 wird durch eine Hauptsteuerung betrieben, die später beschrieben wird, und sie führt einen Ein/Aus-Betrieb des Heizers 13 oder eine andere Steuerung auf Grundlage der Messung des Temperatursensors 15 aus, um so die Oberflächentemperatur der Heizwalze 12 auf z. B. 150ºC zu halten.
Die Fixiereinheit 11 verfügt über einen nicht dargestellten Papierausgabesensor zum Erfassen des Ausgebens von durch die Fixiereinheit 11 verarbeitetem Aufzeichnungspapier 5. Für die Materialien der Heizwalze 12, des Heizers 13, der Andrückwalze 14 usw. besteht keine spezielle Beschränkung Auch besteht für die Oberflächentemperatur der Heizwalze 12 keine spezielle Beschränkung. Ferner kann die Fixiereinheit 11 einen Fixierprozess nützen, bei dem das Tonerbild angepresst und auf Aufzeichnungspapier fixiert wird, anstatt dass sie einen Heiz- und Fixierprozess verwendet.
Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, verfügt die Papierausgabeseite der Fixiereinheit 11 über eine Papierausgaberolle zum Ausgeben von durch die Fixiereinheit 11 bearbeitetem Aufzeichnungspapier 5 auf eine Papierausgabeschale, und sie verfügt über die genannte Papierausgabeschale zum Aufnehmen des so ausgegebenen Aufzeichnungspapiers 5. Die oben genannten Heizwalze 12, die Andrückwalze 14 und die Papierausgaberolle werden durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung drehend angetrieben, um Aufzeichnungspapier 5 auszugeben.
Der Tonerzuführabschnitt 2 als Teil der Bilderzeugungsvorrichtung 1 besteht aus einem Tonerspeicherbehälter 20 zum Aufnehmen von Toner 21 als Entwicklerteilchen, einem Tonerträger 22 in Form einer zylindrischen Hülse zum magnetischen Halten von Toner 21, einem Rakel 23, das innerhalb des Toneraufnahmebehälters 20 vorhanden ist, um Toner 21 zu elektrifizieren und die Dicke des auf der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 transportierten Tonerschicht einzustellen.
Das Rakel 23 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Tonerträgers 22 in Bezug auf die Rotationsrichtung mit einem Abstand von z. B. ungefähr 60 um gegen die Umfangsfläche des Tonerträgers 22 angeordnet. Der Toner 21 ist von magnetischem Typ mit einer mittleren Teilchengröße von z. B. 6 um, und er wird durch das Rakel 23 mit einer statischen Ladung von - 4 uC/g bis -5 uC/g elektrifiziert. Hierbei besteht für den Abstand zwischen dem Rakel 23 und dem Tonerträger 22 keine spezielle Beschränkung, und er wird in Zuordnung zur zu transportierenden Tonermenge geeignet festgelegt. Für die mittlere Teilchengröße, die Menge der statischen Ladung usw. des Toners 21 besteht keine spezielle Beschränkung, sondern sie können nach Bedarf spezifiziert werden. Der Tonerträger 22 wird durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung in der durch einen Pfeil A in der Figur gekennzeichneten Richtung drehend angetrieben, wobei seine Oberflächengeschwindigkeit auf z. B. ungefähr 30 mm/s eingestellt ist.
Der Tonerträger 22 ist geerdet, und in ihm sind nicht dargestellte Magnete an einer Position entgegengesetzt zum Rakel 23 und an einer Position entgegengesetzt zur Steuerelektrode (die später beschrieben wird) angeordnet. Diese Anordnung erlaubt es dem Tonerträger 22, auf seiner Umfangsfläche Toner 21 zu transportieren, wobei Toner, der magnetisch an die Hülse angezogen wird (von dieser gehalten wird) transportiert werden kann, wenn sich die Hülse des Tonerträgers 22 dreht. Es wird dafür gesorgt, dass auf der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 gehaltener Toner 21 in Gebieten auf der Umfangsfläche, die den Positionen der Magnetpole der oben genannten befestigten Magnete entsprechen, in 'Stacheln' hochstehen. Für die Drehzahl des Tonerträgers 22 besteht keine spezielle Beschränkung, und sie kann auf Grundlage der zu transportierenden Tonermenge usw. bestimmt werden. Hier wird der Toner durch Magnetkräfte gehalten, jedoch kann der Tonerträger 22 so konfiguriert sein, dass er Toner 21 durch elektrische Kräfte oder eine Kombination elektrischer und magnetischer Kräfte hält.
Der Druckabschnitt 3 in der Bilderzeugungsvorrichtung 1 verfügt über Folgendes: eine Gegenelektrode 25 aus einer Aluminiumfolie mit z. B. 1 mm Dicke, die der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 zugewandt ist; eine Hochspannungsquelle 30 zum Anlegen einer hohen Spannung an die Gegenelektrode 25; eine Steuerelektrode 26 zwischen der Gegenelektrode 25 und dem Tonerträger 22; eine Ladungslöschbürste 32; eine Ladungslösch-Spannungsquelle 17 zum Anlegen einer Ladungslöschspannung an die Ladungslöschbürste 32; eine Ladeeinrichtung 33 zum Laden eines Aufzeichnungsblatts 5; eine Ladespannungsquelle 18 zum Anlegen einer Ladespannung an die Ladeeinrichtung 33; ein dielektrisches Band 24; ein Paar Trägerwalzen 24a und 24b zum Halten und Antreiben des dielektrischen Bands 24; und eine Reinigungsklinge 19.
Die Gegenelektrode 25 ist ungefähr 1 mm entfernt von der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 angeordnet. Hierbei kann die Ladeeinrichtung 33 in Form einer Ladebürste oder einer Ladewalze vorliegen.
Das dielektrische Band 24, das in Kontakt mit der Gegenelektrode 25 angetrieben wird und Aufzeichnungspapier 5 transportiert, ist vom Endlostyp mit einer Dicke von ungefähr 75 um aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) als Trägermaterial, mit einem spezifischen Volumenwiderstand von ungefähr 10¹&sup0; Ω·cm. Das dielektrische Band 24 ist zwischen den Trägerwalzen 24a und 24b aufgespannt, und es wird mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung über eine Trägerwalze, z. B. 24b, in der Richtung des. Pfeils in der Zeichnung mit einer Oberflächengeschwindigkeit von z. B. 30 mm/s drehend angetrieben.
An die Gegenelektrode 25 wird von der Hochspannungsquelle (Steuerungseinrichtung) 30 eine hohe Spannung von z. B. 2 bis 2,3 kV angelegt. Diese von der Hochspannungsquelle 30 zugeführte hohe Spannung erzeugt zwischen der Gegenelektrode 25 und dem Tonerträger 22 ein elektrische s Feld, das dazu benötigt wird, auf dem Tonerträger 22 gehaltenen Toner 21 dazu zu veranlassen, zur Gegenelektrode 25 zu fliegen.
Wenn als Ladeeinrichtung eine Ladewalze verwendet wird, besteht diese vorzugsweise aus einem geschäumten Kautschuk, z. B. einem geschäumten Kautschuk auf Urethanbasis gemäß JIS-A30º mit einem spezifischen Widerstand von 10&sup8; Ω·cm. Diese Ladeeinrichtung 33 wird von der Spannungsquelle 18 mit, einer hohen Spannung von z. B. 1,2 kV versorgt, damit das Aufzeichnungspapier 5 negativ geladen werden kann, um elektrostatisch an das dielektrische Band 24 angezogen zu werden. So kann das Papier entsprechend der Laufgeschwindigkeit des dielektrischen Bands 24 transportiert werden.
Die Ladungslöschbürste 32 wird an einer Position stromabwärts in Bezug auf die Drehrichtung des dielektrischen Bands 24 und zum der Steuerelektrode 26 zugewandten Gebiet an das dielektrische Band 24 gedrückt. An die Ladungslöschbürste 32 wird von der Ladungslösch-Spannungsquelle 17 ein Löschpotenzial von 2, 3 bis 2,5 kV angelegt, um überflüssige Ladungen auf der Oberfläche des dielektrischen Sands 24 zu beseitigen.
Wenn durch ein unvorhergesehenes Ereignis wie z. B. einem Papierstau usw. etwas Toner 21 an der Oberfläche des dielektrischen Bands 24 anhaftet, beseitigt die Reinigungsklinge 19 diesen Toner 21, um ein Verschmutzen der Papierunterseite durch Toner 21 zu verhindern. Für das Material der Gegenelektrode 25 besteht keine spezielle Beschränkung, und sie kann aus einem geeigneten Material, das den Erfordernissen genügt, bestehen. Auch der Abstand zwischen der Gegenelektrode 25 und dem Tonerträger 22 ist nicht speziell spezifiziert, sondern er kann geeignet eingestellt werden. Ferner sind auch die Drehzahl der Gegenelektrode 25 oder die an sie anzulegende Spannung nicht beschränkt, und sie können in Übereinstimmung mit dem verwendeten Toner und der Drehzahl geeignet eingestellt werden.
Obwohl es nicht dargestellt ist, verfügt die Bilderzeugungsvorrichtung über Folgendes: eine Hauptsteuerung als Steuerschaltung zum Steuern der gesamten Bilderzeugungsvorrichtung; einen Bildprozessor zum Umsetzen der von einer Bildaufnahmevorrichtung zum Lesen ursprünglicher Bilddaten usw. erhaltenen Bilddaten in ein Format zu druckender Bilddaten; einen Bildspeicher zum Speichern der Bilddaten; und eine Bilderzeugungs-Steuerungseinheit zum Umsetzen der vom Bildprozessor erhaltenen Bilddaten in an die Steuerelektrode 26 zu liefernde Bilddaten.
Um den obigen Vorgang zu bewerkstelligen, ist die Steuerelektrode 26 parallel zur Tangentialebene an der Oberfläche der Gegenelektrode 25 angeordnet, und sie breitet sich zweidimensional, der Gegenelektrode 25 zugewandt aus, und sie verfügt über eine Struktur, die es ermöglicht, dass Toner vom Tönerträger 22 zur Gegenelektrode 25 durch sie fliegt. Das zwischen dem Tonerträger 22 und der Gegenelektrode 25 erzeugte elektrische Feld variiert abhängig vom an die Steuerelektrode 26 angelegten Potenzial, so dass der Flug von Toner vom Tonerträger 22 zur Gegenelektrode 25 selektiv gesteuert wird.
Die Steuerelektrode 26 ist so ausgebildet, dass ihr Abstand von der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 auf z. B. 100 um eingestellt ist, und sie ist durch ein nicht dargestelltes Halteelement befestigt. Wie es in der Fig. 4 detailliert dargestellt ist, besteht die Steuerelektrode 26 aus einer isolierenden Platte 26a, einem Hochspannungstreiber (nicht dargestellt), voneinander unabhängigen ringförmigen Leitern, d. h. Ringelektroden 27 .... Die Platte 26a besteht aus z. B. Polyimidharz mit einer Dicke von 25 um. Die Platte verfügt ferner über in ihr ausgebildete Löcher, die Durchlässe 29 ... bilden, die später genannt werden. Die Ringelektroden 27 bestehen z. B. aus Kupferfolie, und sie sind auf vorbestimmte Weise auf der Oberfläche der Platte 26a, die dem Tonerträger 26 zugewandt ist, um einzelne Löcher 29 herum angeordnet. Jede Ringelektrode 27 ist z. B. mit einem Durchmesser von 220 um und einer Dicke von 30 um ausgebildet. Jede Öffnung 29 einer Ringelektrode 27 ist z. B. auf einen Durchmesser von 200 um eingestellt, und sie bildet einen Durchlass für Toner 21, damit dieser vom Tonerträger 22 zur Gegenelektrode 25 fliegt. Diese Öffnung wird als Durchlass 29 bezeichnet. Hierbei besteht für den Abstand zwischen der Steuerelektrode 26 und dem Tonerträger 22 keine spezielle Beschränkung.
Für die Größe der Durchlässe 29 ... sowie die Materialien und die Dicke der Platte 26a und der Ringelektroden besteht keine spezielle Beschränkung. Im obigen Fall sind Durchlässe 29 ..., oder Ringelektroden 27 ..., an 2560 Stellen ausgebildet. Jede Ringelektrode 27 ist über einzelnen Speiseleitungen 28 und einen Hochspannungstreiber (nicht dargestellt) elektrisch mit einer Steuerspannungsquelle 31 (die später beschrieben wird) verbunden. Die Anzahl der Elektroden entspricht einer Auflösung von 300 DPI (Punkte pro Zoll) über die Größe eines Papiers der Abmessung A4, um eine Zeile des Bilds zu erzeugen.
Hierbei besteht für die Anzahl der Ringelektroden 27 ... keine spezielle Beschränkung. Die Oberfläche der Ringelektroden 27 ... und auch die. Oberfläche der Speiseleitungen 28 ist mit einer isolierenden Schicht (nicht dargestellt) mit einer Dicke von 30 um beschichtet, um so für Isolierung zwischen Ringelektroden 27 ..., Isolierung zwischen Speiseleitungen 28 ... sowie Isolierung zwischen Ringelektroden 27 ... und Speiseleitungen 28 ... zu sorgen. Für das Material, die Dicke usw. dieser Isolierschicht besteht keine spezielle Beschränkung.
An die Ringelektroden 27 ... der Steuerelektrode 26 werden Spannungen oder Impulse entsprechend dem Bildsignal von der Steuerspannungsquelle (Steuerungseinrichtung) 31 angelegt. Genauer gesagt, wird, wenn dafür gesorgt wird, dass auf dem Tonerträger 22 festgehaltener Toner 21 zur Gegenelektrode 25 fliegt, eine Spannung von z. B. 150 V an die Ringelektroden 27 ... angelegt. Wenn der Durchflug des Toners gesperrt wird, wird eine Spannung von z. B. -200 V angelegt. Auf diese Weise wird, während die der Steuerelektrode 26 zu verleihende Spannung (das Potenzial) entsprechend dem Bildsignal gesteuert wird, Aufzeichnungspapier 5 entlang der Gegenelektrode 25 auf derjenigen Seite derselben zugeführt, die dem Tonerträger 22 zugewandt ist. So wird auf der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 5 ein Tonerbild entsprechend dem Bildsignal erzeugt. Hierbei wird die Steuerspannungsquelle 21 durch ein Steuerelektrode-Steuerungssignal gesteuert, das von einer nicht dargestellten Bilderzeugungs-Steuerungseinheit erzeugt wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf das in der Fig. 5 dargestellte Flussdiagramm die Bilderzeugungssteuerung beim durch diese Bilderzeugungsvorrichtung ausgeführten Bilderzeuggungsvorgang erläutert.
Als Erstes empfängt, wenn die Kopierstarttaste (nicht dargestellt) betätigt wird, wobei ein zu kopierendes Original auf den Bildaufnahmeabschnitt aufgelegt ist, die Hauptsteuerung dieses Eingangssignal, und sie startet den Bilderzeuggungsvorgang. Veranschaulichend gesagt, liest der Bildaufnahmeabschnitt das Vorlagenbild (Schritt n1), und die Bilddaten werden im Bildverarbeitungsabschnitt verarbeitet (Schritt n2), um in den Bildspeicher eingespeichert zu werden (Schritt n3). Wenn die in diesem Bildspeicher gespeicherten Bilddaten an die Bilderzeugung-Steuerungseinheit übertragen werden (Schritt n4), beginnt diese damit, die eingegebenen Bilddaten in ein Steuerelektrode-Steuerungssignal umzusetzen, das an die Steuerelektrode 26 zu liefern ist (Schritt n5). Wenn die Bilderzeugungs-Steuerungseinheit einen vorbestimmten Umfang des an die Steuerelektrode zu liefernden Steuerungssignals erfasst hat, beginnt sich der Tonerträger 22 zu drehen (Schritt n7), während von der Hochspannungsquelle 30 eine Spannung entsprechend der für die Gegenelektrode 25 an die Trägerwalze 24a angelegt wird (Schritt n9). An die Ladeeinrichtung 33 wird von der Ladespannungsquelle 18 ein Ladepotenzial von 1,2 kV angelegt, während an die Ladungslöschbürste 32 von der Ladungslösch-Spannungsquelle 17 ein Löschpotenzial angelegt wird (- Schritt n9).
Hierbei wird, wenn das eingegebene Signal nicht zu einem gewünschten Steuerelektrodensignal passt, der Fluss im Schritt n6 unterbrochen, und es wird ein Fehlerhinweis angezeigt (Schritt n20). Wenn geklärt wird, dass das eingegebene Signal das gewünschte ist, und wenn, wie oben ausgeführt, die Bilderzeugungs-Steuerungseinheit einen vorbestimmten Umfang des an die Steuerelektrode zu liefernden Steuersignals gewonnen hat, werden vorbestimmte Ladungen an die Gegenelektrode 25, die Ladeeinrichtung 33 und die Ladungslöschbürste 32 angelegt, während an alle Ringelektroden 27 ... der Steuerelektrode 26-200 V, d. h. ein Potenzial zum Verhindern eines Fliegens des Toners, angelegt wird, um das Fliegen von Toner 21 vom Tonerträger 22 zu verhindern.
Danach wird eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung aktiviert, um die Aufnahmerolle 6 drehend anzutreiben, die ein Blatt Aufzeichnungspapier 5 aus der Papierkassette 4 zur Bilderzeugungseinheit 1 liefert (Schritt h10).
Zu diesem Zeitpunkt wird in einem Schritt n11 beurteilt, ob das Papier normal zugeführt wird oder nicht. Genauer gesagt, wird, wenn zugeführtes Aufzeichnungspapier 5 vom Sensor im Transportrad erkannt wird, der Betrieb als normal beurteilt, woraufhin ein Schritt n12 folgt.
Hierbei wird von der Aufnahmerolle 6 zugeführtes Aufzeichnungspapier 5 zwischen der Ladeeinrichtung 33 und der Trägerwalze 24a zugeführt. Das Aufzeichnungspapier 5 wird auf Grund der Potenzialdifferenz zwischen der Ladeeinrichtung 33 und der Trägerwalze 24a mit Ladung versehen. Mittels elektrostatischer Anziehung an das dielektrische Band 24 wird das Aufzeichnungspapier 5 durch das Fortlaufen des Bands an eine Position im Druckabschnitt 3 der Bilderzeugungseinheit 1 transportiert, wo das dielektrische Band 24 dem Tonerträger 22 zugewandt ist. Der oben genannte vorbestimmte Umfang des Steuerelektrode-Steuerungssignals variiert abhängig von der verwendeten Bilderzeugungsvorrichtung und anderen Faktoren.
Im Schritt n12 liefert die Bilderzeugungs-Steuerungseinheit das Steuerelektrode-Steuerungssignal an die Steuerspannungsquelle 31. Dieses Steuerelektrode-Steuerungssignal wird zu einem Zeitpunkt, der mit der Zufuhr des Aufzeichnungspapiers 5 synchronisiert ist, von der Ladeeinrichtung 33 an den Druckabschnitt 3 geliefert. Die Steuerspannungsquelle 31 steuert die an die Ringelektroden 27 der Steuerelektrode 26 anzulegenden Spannungen auf Grundlage des Steuerelektrode-Steuerungssignals. Veranschaulichend gesagt, wird die Spannung, 150 V oder -200 V, in geeigneter Weise von der Steuerspannungsquelle 31 an jede oder vorbestimmte Ringelektroden 27 angelegt, um das elektrische Feld um die Steuerelektrode 26 zu steuern. Demgemäß wird an jedem Durchlass 29 der Steuerelektrode 26 der Flug von Toner 21 vom Tonerträger 22 zur Gegenelektrode 25 in geeigneter Weise entsprechend den Bilddaten verhindert oder zugelassen. So wird auf dem Aufzeichnungspapier 5, das sich mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/s durch das Fortschreiten des dielektrischen Bands 24 zur Papierausgabeseite bewegt, ein Tonerbild in Übereinstimmung mit dem Bildsignal erzeugt. Hierbei wird, bei dieser Ausführungsform, wenn das Ende des Bilderzeuggungsvorgangs im Schritt n13 erkannt wird, die Steuerung zum Beenden des Vorgangs ausgeführt (nicht dargestellt). Diese Steuerung wird nachfolgend detailliert erläutert.
Aufzeichnungspapier 5 mit dem darauf erzeugten Tonerbild wird durch die Krümmung der Trägerwalze 24b vom dielektrischen Band 24 getrennt und zur Fixiereinheit 11 transportiert, wo das Tonerbild auf dem Aufzeichnungspapier 5 fixiert wird. Das Aufzeichnungspapier 5 mit dem darauf fixierten Tonerbild wird durch die Ausgaberolle auf die Papierausgabeschale ausgegeben. Gleichzeitig wird durch den Papierausgabesensor die Tatsache erfasst, dass das Papier normal ausgegeben wurde.
Die Hauptsteuerung beurteilt den Bilderzeuggungsvorgang aus der obigen Erfassung heraus als normal. Wenn dieser Bilderzeuggungsvorgang beendet ist, wird eine Steuerung ausgeführt, die verhindert, dass Toner 21 auf dem Tonerträger 22 über die Gegenelektrode 25 zur. Steuerelektrode 26 und zum dielektrischen Band 24 fliegt, um dort anzuhaften.
Durch den oben beschriebenen Bilderzeuggungsvorgang wird auf einem Aufzeichnungspapier S ein gutes Bild erzeugt. Da diese Bilderzeugungsvorrichtung das Bild direkt auf dem Aufzeichnungspapier 5 erzeugt, ist es nicht mehr erforderlich, ein Entwicklermedium wie einen Fotoempfänger, eine dielektrische Trommel usw. zu verwenden, wie sie bei herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtungen verwendet wurden.
Im Ergebnis kann der Übertragungsvorgang zum Übertragen des Bilds vom Entwicklermedium auf das Aufzeichnungspapier weggelassen werden, wodurch eine, Beeinträchtigung des Bilds beseitigt wird und die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert wird. Da die Konfiguration der Vorrichtung vereinfacht werden kann, da sie weniger Teile benötigt, ist es möglich, die Größe und die Kosten der Vorrichtung zu senken.
Obwohl in der bisherigen Beschreibung eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Konfiguration beschrieben ist, die negativ geladenem Toner entspricht, kann die Polarität der anzulegenden Spannung geeignet eingestellt werden, wenn positiv geladener Toner verwendet wird.
Nun sei der Flug von Toner 21 vom Tonerträger 22 zur Gegenelektrode 25, hervorgerufen durch die dazwischen angelegte Spannung, betrachtet. Wie bereits ausgeführt, ist der Tonerträger 22 geerdet, während an die Gegenelektrode 25 eine hohe Spannung, d. h. 2 kV, angelegt wird. In diesem Zustand weist das Aufzeichnungspapier 5 auf Grund des Gleichgewicht s seiner Oberflächenladungen ein Oberflächenpotenzial von 2 kV auf.
Im Ergebnis werden zwischen dem Tonerträger 22 und der Gegenelektrode 25 Äquipotenzialflächen von 0 V bis 2 kV mit regelmäßigen Intervallen erzeugt. Die Gegenelektrode 25 ist 1 mm entfernt von der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 angeordnet, und die Steuerelektrode 26 ist 100 um entfernt von der Umfangsfläche des Tonerträgers 22 aufgebaut. Daher ist das Potenzial in der Mitte jedes Durchlasses 29 (Zentrum jedes Durchlasses) der Steuerelektrode 26 auf ungefähr 200 V eingestellt. Hierbei ist das Potenzial in der Mitte jedes. Durchlasses 29 durch die Potenzialdifferenz zwischen dem Tonerträger 22 und der Gegenelektrode 25, die Geometrie der Steuerelektrode 26, die Form der Durchlässe 29 ... usw. bestimmt.
In diesem Zustand wird, wird, damit auf dem Tonerträger 22 transportierter Toner 22 zur Gegenelektrode 25 durchfliegt, dafür gesorgt, dass die Steuerspannungsquelle 31 für 150 us pro Pixel eine Spannung von 150 V an die Ringelektroden 27 ... der Steuerelektrode 26 anlegt. Wenn diese Spannung angelegt wird, ändern sich die Äquipotenzialflächen nahe dem Durchlass 29 der Steuerelektrode 26 so, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist. Genauer gesagt, werden die Äquipotenzialflächen im Raumbereich um den Durchlass 29 herum zum Tonerträger 22 herum zum Tonerträger 22 hin gekrümmt.
In ähnlicher Weise wird, wenn eine Spannung von -200 V, die kein Durchfliegen von Toner 21 durch den Durchlass 29 zulässt, an die Ringelektrode 27 angelegt wird, die in der Fig. 7 dargestellte Äquipotenzialfläche erzeugt. Hierbei sind die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Äquipotenzialflächen solche, die unter Verwendung von Computersimulation vom Erfinder dieser Anmeldung ermittelt wurden. Auf diese Weise wird die Richtung des elektrischen Felds zwischen der Steuerelektrode 26 und dem Tonerträger 22 abhängig von der an die Steuerelektrode 26 angelegten Spannung umgekehrt. In der Fig. 6 befindet sich das elektrische Feld in einem Zustand, der es erlaubt, dass auf dem Tonerträger 22 transportierter Toner 21 zur Gegenelektrode 25 fliegt. In der Fig. 7 befindet sich das elektrische Feld am Durchlass 29 der Steuerelektrode 26 in einem Zustand, der den Tonertransport sperrt oder ein Fliegen des Toners 21 verhindert.
Das elektrische Feld zwischen der Steuerelektrode 26 und der Gegenelektrode 25 variiert jedoch hinsichtlich seiner Stärke mehr oder weniger; die Richtung des Felds verbleibt dauernd, d. h. ohne Variation, rechtwinklig zur Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 5. Demgemäß wird der Zustand des fliegenden Toners 21, der an der Steuerelektrode 26 vorbei ist, kaum durch den Potenzialzustand derselben beeinflusst.
Gemäß der obigen Beschreibung wird die an die Ringelektroden 27 ... der Steuerelektrode 26 angelegte Spannung, um ein Durchfliegen des Toners 21 zu erlauben, beispielsweise auf 150 V eingestellt. Für diese Spannung besteht jedoch keine spezielle Beschränkung, solange die Steuerung für den Flugvorgang des Toners 21 nach Wunsch ausgeführt werden kann. Es ist möglich, das Ausmaß, gemäß dem sich die Äquipotenzialflächen in der Nähe der Durchlässe 29 der Steuerelektrode 26 zum Tonerträger 22 hin aufwölben oder krümmen, dadurch zu ändern, dass das an die Ringelektroden 27 der Steuerelektrode 26 angelegte Potenzial geänder wird. Daher ist es möglich, die elektrische Kraft zu ändern, die auf den durch die Durchlässe 29 durchfliegenden Toner 21 wirkt. Dies bedeutet, dass es eine geeignete Variation des von der Steuerspannungsquelle 21 aufgeprägten Potenzial erlaubt, die Punktgröße (FL) des auf dem Aufzeichnungspapier 5 erzeugten Bilds nach Belieben einzustellen.
Für die Spannung, die den Ringelektroden 27 ... der Steuerelektrode 26 aufzuprägen ist, um ein Durchfliegen von Toner 21 zu verhindern, sollte keine spezielle Beschränkung bestehen. Das obige Potenzial kann in der Praxis durch Ausführen von Versuchen usw. bestimmt werden.
Hier sei angenommen, dass die Bilderzeugungsvorrichtung dazu in der Lage ist, sechs Blätter der Größe A4, die in Längsrichtung (der Länge nach) eingelegt sind, an Aufzeichnungspapier 5 pro Minute zu handhaben (mit einer Rate von sechs Blättern/Min.). In diesem Fall beträgt die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsblatts 5 über der Gegenelektrode 25 ungefähr 30 mm/s. Wenn angenommen wird, dass die Auflösung 300 DPI beträgt, ist die Verarbeitungszeit, die für jeden Punkt beim auf dem Aufzeichnungspapier 5 erzeugten Bild aufgebracht wird, oder die Breite T (s) des von der Steuerspannungsquelle 31 entsprechend dem Bildsignal an die Ringelektrode 27 ... angelegten Impulses kürzer als ungefähr 2,8 · 10&supmin;³ s.
Aus der Berechnung unter den oben genannten verschiedenen Bedingungen und aus einer Messung unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskamera ist bekannt, dass die Zeit T, die der Toner 21 dazu benötigt, vom Tonerträger 22 zum entlang der Gegenelektrode 25 zugeführten Aufzeichnungspapier 25 zu fliegen, ungefähr 220 us beträgt und die Zeit t0, die der Toner dazu benötigt, vom Tönerträger 22 zur Steuerelektrode 26 zu fliegen, ungefähr 140 us beträgt. Beim Stand der Technik war die Impulsbreite T der an die Ringelektrode 27 angelegten Spannung, um für ein Fliegen des Toners 21 zu sorgen, größer als die Transportzeit t (d. h. t < T). Aus diesem Grund war es unmöglich, wegen der Beschränkung der Zeit der Impulsbreite T, die Aufzeichnungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Bei der vorliegenden Auführungsform kann Toner 21, da im Gebiet stromabwärts in Bezug auf den Tonertransport, der Steuerelektrode 26 die Richtung des elektrischen Felds zwischen der Steuerelektrode 26 und der Gegenelektrode 25 unabhängig von der an die Ringelektrode 27 der Steuerelektrode angelegten Spannung gleich sind, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wenn er bereits durch die Steuerelektrode 26 gelaufen ist, zur Gegenelektrode 25 weiter laufen, um das Aufzeichnungspapier 5 zu erreichen. Daher läuft selbst dann, wenn die Spannung (150 V), die an den Toner 21 angelegt wird, damit dieser durch den Durchlass 29 fliegen kann, auf die Spannung (-200 V) geändert wird, die den Toner 21 am Durchflug durch den Durchlass 29 hindert, der fliegender Toner weiter, um das Aufzeichnungspapier 5 zu erreichen, um ein Bild zu erzeugen.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Impulsbreite T der an die Ringelektrode 27 der Steuerelektrode 26 angelegte Spannung, um für ein Fliegen des Toners zu sorgen auf 180 us eingestellt wird, kann der fliegender Toner in angemessener Weise das Aufzeichnungspapier 5 erreichen. Wenn angenommen wird, dass T die Zeit spezifiziert, die der Toner 21, der auf der Oberfläche des Tonerträgers 22 an der dem Durchlass 29 entsprechenden Position getragen wird, für den Transport benötigt, oder die Zeit (Impulsbreite), während der die Spannung angelegt wird, die der Steuerelektrode 26 verliehen wird, um dafür zu sorgen, dass Toner durch den Durchlass 29 fliegt, wird die an die Steuerelektrode 26 anzulegende Spannung aus den gewünschten Bilddaten so erzeugt, wie es in der Fig. 8 dargestellt ist. In der Fig. 8 gilt die folgende Beziehung zwischen der Transportzeit T und der Impulsbreite T: t = 220 us > T = 180 us > t0 = 140 us. Genauer gesagt, werden, wenn die Spannung (150 V), die dafür sorgt, dass der Toner fliegt, für 180 us an die Ringelektrode 27 der Steuerelektrode 26 angelegt wurde, -200 V als Nicht- Flugspannung an die Ringelektrode angelegt.
Wenn -200 V angelegt werden, läuft fliegender Toner 21 zum Aufzeichnungspapier 5 weiter, jedoch wird der Toner auf dem Tonerträger 22 am Flug gehindert. Im Ergebnis ist es möglich, die Zeit zu verkürzen, die der Toner dazu benötigt, einen Flugvorgang zu starten, um die nächste Zeile zu erzeugen. Das heißt, dass es möglich ist, da die Zeitperiode T0, die dazu erforderlich ist, dass das Potenzialniveau auf die Flugspannung (150 V) ansteigt, im Vergleich zum Stand der Technik verkürzt werden kann, die Aufzeichnungsräte proportional zur Verringerungsperiode T0 selbst dann zu erhöhen, wenn die Transportzeit des Toners dieselbe wie beim Stand der Technik ist.
Bei der obigen Konfiguration wird ein Bild entsprechend dem Bildsignal dadurch direkt auf dem Aufzeichnungspapier 5 erzeugt, dass die an die Steuerelektrode angelegte Steuerspannung entsprechend dem Bildsignal gesteuert wird. Die Steuerelektrode 26 wird in diesem Zustand dadurch gesteuert, dass eine Spannung mit der Impulsbreite T angelegt wird, was es ermöglicht, den Transportzyklus des Toners zu verkürzen.
Die Ausführungsform ist auf die zeitliche Steuerung der an die Steuerelektrode 26 und die Gegenelektrode 25 im Stadium vor dem vorstehend genannten Bilderzeuggungsvorgang auf Aufzeichnungspapier 5 oder dem Anfangsstadium des Bilderzeuggungsvorgangs zu legenden Spannung gerichtet.
Die Ausführungsform der Erfindung, genauer gesagt, das Anlegen einer Spannung an die Steuerelektrode 26 und das Anlegen einer Spannung an die Gegenelektrode 25, wird unter Bezugnahme auf das in der Fig. 9 dargestellte zeitbezogene Diagramm detailliert beschrieben.
Gemäß dieser Ausführungsform wird, bevor Aufzeichnungspapier 5 durch die Aufnahmerolle 6 zugeführt wird, dafür gesorgt, dass die. Bilderzeugungseinheit 1 vorab, wie oben ausgeführt, in der folgenden Reihenfolge arbeitet.
Als Erstes wird, wie es unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der Fig. 5 beschrieben wurde, der Tonerträger 22 aktiviert, wobei er durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung gedreht wird. Genauer gesagt, wird der Antriebsmotor zum Drehen des Tonerträgers 22 zu einem Zeitpunkt t1 in der Fig. 9 aktiviert. Dies entspricht dem Timing bis zum Schritt n7 im in der Fig. 5 dargestellten Steuerungs-Flussdiagramm.
Dann wird, wenn nach dem Starten des Drehens des Tonerträgers 22 eine vorbestimmte. Zeit verstrichen ist, oder wenn sich die Menge statischer Ladung auf dem auf dem Tonerträger 22 transportierten Toner stabilisiert hat, wird von der Steuerspannungsquelle 31 die Spannung (-200 V) zum Verhindern eines Transports von Toner 21 durch die. Durchlässe 29 ... hindurch an die Ringelektroden 27 ... in der Steuerelektrode 26 angelegt. Das Anlegen dieser Spannung erfolgt zu einem Zeitpunkt t2 nach dem Zeitpunkt t1, wie es in der Fig. 9 dargestellt ist. Dies entspricht dem Timing bis zum Schritt n8 im Flussdiagramm der Fig. 5.
Danach wird die Transportwalze 24a aktiviert, wodurch sich das dielektrische Band 24 zu drehen beginnt. Synchron mit dem Timing der Aktivierung der Drehung wird von der Hochspannungsquelle 30 eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 25 angelegt. Die Drehung der Trägerwalze 24a und das Anlegen der Spannung an die Gegenelektrode 25 beginnen zu einem Zeitpunkt t3 in der Fig. 9. Dies entspricht dem Schritt n9 im Flussdiagramm der Fig. 5.
Im Unterschied zum Zeitablauf des obigen Steuerungsvorgangs weisen, wenn sich der Tonerträger 22 zum gleichen Zeitpunkt wie dem des Anlegens einer Spannung an die Ringelektrode 27 ... oder danach zu drehen beginnt, eine ganze Anzahl Tonerteilchen in der Tonerschicht auf der Oberfläche des Tonerträgers 22 nicht die gewünschte Menge an statischer Ladung auf. Außerdem weist die Tonerschicht unmittelbar nach dem Beginn der Drehung des Tonerträgers 22 in den meisten Fällen nicht die gewünschte Tonerdicke auf, weswegen sich die Tonerschicht in einem instabilen Zustand befindet. Darüber hinaus müssen viele umgekehrt geladene Tonerteilchen vorhanden sein, solange die Tonerschicht instabil ist, weswegen die Menge statischer Ladung nicht stabilisiert ist.
Wenn unter derartigen Tonerbedingungen die Spannung zum Verhindern des Tonerflugs an die Ringelektroden 27 ... angelegt wird, können Tonerteilchen mit umgekehrter Ladung oder einer instabilen Menge statischer Ladung die Ringelektroden 27 ... erreichen. Wenn unter diesem Zustand eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 25 angelegt wird, laufen Teilchen des Toners 21, die die Durchlässe 29 in den Ringelektroden 27 ... erreicht haben, zur Gegenelektrode weiter.
Toner 21, der fehlerhaft geflogen ist, wie oben beschrieben, verschmutzt nicht nur das dielektrische Band 24, sondern, im ungünstigsten Fall, bewegt sich die elektrische Ladung auf dem auf diese Weise fehlerhaft transportierten Toner 21 auf die Oberfläche des dielektrischen Bands 24 und sorgt für ein ungeeignetes Oberflächenpotenzial auf dem Band. Aus diesem Grund kann die Ladeeinrichtung 33 dem Aufzeichnungspapier 5 nicht die gewünschte Menge elektrischer Ladung zuführen, wie sie aus der Potenzialdifferenz zwischen dem an die Ladeeinrichtung angelegten Potenzial und dem Oberflächenpotenzial des dielektrischen Bands 24 erzeugt wird. Demgemäß wird es unmöglich, wegen der Schwankung der Ladungsmenge eine geeignete elektrostatische Anziehung zu erzielen, und der Aufzeichnungsvorgang selbst kann instabil werden, was möglicherweise die Bildqualität beeinträchtigt.
Ferner variiert, wenn Toner 21, der die Steuerelektrode 26 erreicht hat, an dieser anhaftet, das Potenzial der Steuerelektrode 26, das dafür sorgt, dass Toner 21 auf dem Tonerträger 22 fliegt oder nicht fliegt, auf Grund der auf dem Toner 21 transportierten Ladung, was die Erzeugung des vorbestimmten elektrischen Felds stört. So kann in einigen Fällen die Steuerung des Flugs von Toner 21 unmöglich werden. Wenn Toner 21, der fehlerhaft geflogen ist, am Durchlass 29 anhaftet, kann dieser durch nicht steuerbaren Toner 21 verstopft werden, was den Flug von Toner stört.
Diesbezüglich wird dann, wenn das Anlegen einer Spannung an die Steuerelektrode 26 und die Gegenelektrode 25 gemäß dem in der Fig. 9 dargestellten erfindungsgemäßen Timing gesteuert wird, das Anlegen der Spannung an die Ringelektroden 27 ... auf der Steuerelektrode 26 nach dem Start der Drehung des Tonerträgers 22 aktiviert, oder, genauer gesagt, zum Zeitpunkt t2, zu dem die Menge der statischen Ladung auf dem Toner 21 stabil wurde. Dann wird, zu einem Zeitpunkt t3, eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 25 angelegt. Daher wird, zumindest um die Abschnitte der Durchlässe 29 in der Steuerelektrode 26 herum, kein starkes elektrisches Feld erzeugt, während der Toner 21 instabil ist, sondern es wird erst nach dessen Stabilisierung erzeugt.
Auf diese Weise kann das obige Problem überwunden werden. Das heißt, dass, da die Spannung zum Verhindern des Fliegens von Toner zur Steuerelektrode 26 angelegt wird, wenn sich die Menge statischer Ladung auf dem Toner stabilisiert hat, auf dem Tonerträger 22 transportierter Toner 22 nicht fliegt und keine Tonerteilchen zur Steuerelektrode 26 transportiert werden. Ferner fliegt zu diesem Zeitpunkt auf dem Tonerträger 22 transportierter Toner 21 auf Grund des Anlegens der Spannung zum Verhindern des Fliegens von Toner zur Steuerelektrode 26 nicht zur Gegenelektrode 25, da mit dem Anlegen der hohen Spannung eine diese eine gewisse Zeit nach dem Anlegen der vorbestimmten Spannung an die Steuerelektrode 26 begonnen wird.
Hierbei hängen die Stabilisierungsbedingungen für den Toner 21, z. B. wie lange es benötigt, dass sich die Menge statischer Ladung des Toners stabilisiert, von den Eigenschaften des verwendeten Toners, der Drehzahl des Tonerträgers usw. ab. Daher sollten und können die Bedingungen vorab durch einen Versuch oder andere Verfahren eingestellt werden. Wenn z. B. angenommen wird, dass sich der Tonerträger 22 mit einer Rate von 30 mm/s dreht, kann die Zeit, bis der verwendete Toner die vorbestimmte Menge an elektrischer Ladung erreicht, durch einen Versuch usw. vorab bestimmt werden, um das Ergebnis als Zeit (t5) einzustellen. Dann wird dafür gesorgt, dass sich der Tonerträger 22 dreht, die Spannung zum Verhindern des Fliegens von Toner zur Steuerelektrode 26 wird nach der eingestellten Zeit (t5) angelegt, und danach kann die hohe Spannung an die Gegenelektrode 25 angelegt werden.
Auf diese Weise kann der Toner 21 vor dem Bilderzeuggungsvorgang stabilisiert werden. Wenn eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 25 angelegt wird, nachdem die Span nung zum Verhindern des Fliegens von Toner zur Steuerelektrode 26 angelegt wurde, beurteilt das System, dass der vorige Schritt vorüber ist, und es startet die Steuerung ab dem Schritt n10 in der Fig. 5. Wenn im Schritt n12 damit begonnen wird, die Bildsteuerspannung an die Steuerelektrode 26 anzulegen, wird mit dem Bilderzeuggungsvorgang auf dem Aufzeichnungspapier 5 begonnen. Auf diese Weise erreicht der Toner gewünschte Positionen auf dem Aufzeichnungspapier 5, ohne dass sich Störungen zeigen, so dass das durch Punkte entsprechend dem Bildsignal erzeugte Tonerbild direkt in korrekter Weise erzeugt wird.
Als Nächstes wird die Steuerung des Zuführens von Spannungen zu den Steuerelektroden 26 und der Gegenelektrode 25 sowie zum Tonerträger 22 nach dem Ende des Bilderzeuggungsvorgangs bei der Ausführungsform erläutert. Diese Steuerung dient zum Verhindern, dass auf dem Tonerträger 22 transportierter Toner 21 nach dem Ende des Bilderzeuggungsvorgangs an der Steuerelektrode 26 usw. anhaftet.
Die Fig. 10 ist ein zeitbezogenes Diagramm für die Zeit nach dem Ende des Bilderzeuggungsvorgangs gemäß der Ausführungsform. Die Steuerung bei der Bilderzeugungsvorrichtung der Ausführungsform wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 10 beschrieben.
Wenn bei dieser Ausführungsform der Bilderzeuggungsvorgang auf Grundlage der Bilddaten abgeschlossen wurde, wird als Erstes der Betrieb des Tonerträgers 22 angehalten. In der Fig. 10 ist ein Motoransteuerungssignal das Ansteuerungssignal zum drehenden Antreiben des Antriebsmotors für den Tonerträger 22, und dieses wird als Erstes abgeschaltet. Vor dem Deaktivieren dieses Motors wird das Anlegen einer Spannung an die Steuerelektrode 26 auf Grundlage der Bilddaten gesteuert, wie es im zeitbezogenen Diagramm der Fig. 10 dargestellt ist. Wenn z. B. Bilddaten existieren, oder wenn ein Punkt zu erzeugen ist, wird die Ausgabe der Bilddaten auf 'ein" geschaltet. Auf Grundlage dieser Daten wird die Tonerflugspannung von 150 V selektiv an die Steuerelektrode 26, genauer gesagt, die Ringelektroden 27, angelegt.
Wenn der Bilderzeuggungsvorgang zu Ende geht, wird das Ende des Vorgangs klargestellt, und die Drehung des Tonerträgers 22 wird zu einem Zeitpunkt t2 nach dem Zeitpunkt t1 im in der Fig. 10 dargestellten zeitbezogenen Diagramm angehalten, wie oben ausgeführt. Danach wird, zu einem Zeitpunkt t3, die an die Ladeeinrichtung 33 gelieferte Spannung auf den Massepegel (0 V) heruntergeschaltet. Durch diesen Vorgang wird die Oberfläche des dielektrischen Bands 24 mit negativer Ladung versehen, so dass sich das Oberflächenpotenzial desselben 0 V annähert. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die zum Löschen der Ladung auf dem dielektrischen Band 24 zugeführte Ladungslöschbürste 32 mit dem Massepegel verbunden. Dies erfolgt zum gleichmäßigen Löschen der statischen Ladung auf dem dielektrischen Band 24.
In diesem Zustand dreht sich das dielektrische Band 24 weiter. Nach mindestens einer Umdrehung oder nach gleichmäßigem Löschen der Ladung auf der gesamten Umfangsfläche wird die an die Gegenelektrode 25 angelegte Spannung zu einem Zeitpunkt t4 abgeschaltet oder geerdet. In diesem Zustand dreht sich das dielektrische Band 24 für eine Umdrehung weiter, so dass das Oberflächenpotenzial des dielektrischen Bands 24 über die gesamte Umfangsfläche 0 V wird.
Nach dem Anlegen einer, hohen Spannung wird die Gegenelektrode 25 abgeschaltet und geerdet, und das dielektrische Band 24 wird um mindestens eine Umdrehung gedreht, so dass der gesamte Teil desselben von Ladungen befreit wird oder das Potenzial auf ungefähr "0 V" eingestellt wird. Wenn dies geschehen ist, wird der Antrieb des dielektrischen Bands 24 zu einem Zeitpunkt t5 angehalten. Dieses Anhalten erfolgt durch Anhalten der Drehung der das dielektrische Band 24 tragende Trägerwalze 24b. Das Anhalten der Trägerwalze 24b bedeutet das Anhalten der Zufuhr des Aufzeichnungspapiers 5 und auch ein Anhalten des dielektrischen Bands 24 sowie ferner ein Abschalten der Übertragung der Drehkraft vom Antriebsmotor im Transportsystem, der mit der Fixiereinheit usw. gekoppelt ist.
Dann wird, wenn sich das dielektrische Band 24 aufgehört hat zu bewegen, die an die Steuerelektrode 26 angelegte Spannung zu einem Zeitpunkt, t6 endgültig deaktiviert. Zum Zeitpunkt t1, zu dem der Bilderzeuggungsvorgang beendet wird, wird eine Spannung (z. B. -200 V bei dieser. Ausführungsform) zum Verhindern eines Flugs von Toner 21 auf dem Tonerträger 22 zur Gegenelektrode 25 an die Steuerelektrode 26 angelegt, die dauernd auf diesem Pegel gehalten wird. Die an die Steuerelektrode 26 angelegte Spannung wird schließlich deaktiviert, so dass die Steuerelektrode 26, genauer gesagt, die Ringelektroden 27, geerdet werden.
Die Spannungsversorgungsschaltung 17, 18 und 30 und die Spannungssteuerschaltung 31, die vorbestimmte Spannungen an die Ladeeinrichtung 33, die Gegenelektrode 25 und die Steuerelektrode 26 liefern, sind so konfiguriert, dass diese Komponenten geerdet werden, wenn die Versorgungsspannungen abgeschaltet werden. Das heißt, dass die Ausgangsanschlüsse dieser Schaltungen geerdet werden, wenn die Versorgungsspannungen abgeschaltet werden.
Auf diese Weise wird das System bei der vorliegenden Ausführungsform sö gesteuert, dass als Erstes der Betrieb des Tonerträgers 22 endet, dann das elektrische Feld deaktiviert wird, das dafür sorgt, dass Toner vom Tonerträger 22 zur Gegenelektrode 25 fliegt, woraufhin das zwischen dem Tonerträger 22 und der Steuerelektrode 26 zum Steuern des Tonertransportzustands erzeugte Feld aufgehoben wird.
Im Gegensatz hierzu werden bei der herkömmlichen Konfiguration an die Elektroden 25 und 26 angelegte hohe Spannungen gleichzeitig durch ein einzelnes Auslösesignal abgeschaltet, jedoch werden die Ausgangssignale der Hochspannungsquellen nicht gleichzeitig 0 V. Im Allgemeinen benötigt die Abnahme des Ausgangspotenzials umso länger, je höher die angelegte Spannung war. In diesem Fall ist, wenn z. B. das Potenzial der Steuerelektrode 26 auf 0 V gefallen ist, das Potenzial der Gegenelektrode 25 nicht auf null gefallen, sondern sie verfügt immer noch über ein Potenzial, das dafür sorgt, dass auf dem Toner 21 eine anziehende Kraft wirkt. Diese Zeitperiode ist sehr kurz, jedoch beginnen einige Teilchen das Toners 21 zur Gegenelektrode 25 zu fliegen, und sie erreichen diese oder die Steuerelektrode 26. Dieser Toner wird nachfolgend als 'schlecht übertragener Toner' bezeichnet.
Aus dem obigen Grund haftet der schlecht übertragene Toner an der Oberfläche der Gegenelektrode 25 an, um diese zu verschmutzen, insbesondere an der Oberfläche des dielektrischen Bands 24, das läuft, während es in engem Kontakt mit der. Oberseite der Gegenelektrode 25 steht. Wenn der Bilderzeuggungsvorgang in diesem Zustand neu gestartet wird und Aufzeichnungspapier 5 zugeführt und transportiert wird, wird die Unterseite desselben durch den schlecht übertragenen Toner verschmutzt. Ferner variiert auf Grund der statischen Ladung auf dem schlecht übertragenen Toner das scheinbare Potenzial an der Gegenelektrode 25 in Bezug auf das des auf, der Oberfläche des Tonerträgers 22 vorhandenen Toners 21. Genauer gesagt, besteht die Tendenz, dass das Potenzial der Gegenelektrode 25 auf solche Weise variiert, dass es unwahrscheinlich wird, dass Toner 21 fliegt. So wird es unmöglich, ein erforderliches und ausreichendes elektrisches Feld für das Fliegen von Toner zu erzielen. Diese Variation des elektrischen Felds auf. Grund des schlecht übertragenen Toners sorgt für unzureichenden Toner 21, der auf Gebiete übertragen wird, auf dem der schlecht übertragene Toner anhaftete. Dies bedeutet einen Mangel an Toner 21, der ausreichend zur Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 5 transportiert wird, die den Flächen entspricht, an denen der schlecht übertragene Toner anhaftet, wodurch eine Verringerung der Bilddichte und Druckmängel hervorgerufen werden. Im schlimmsten Fall fliegt der Toner 21 nicht, was dazu führt, dass der Druckvorgang verhindert ist.
Zwischen dem Anlegen und dem Abschalten der hohen Spannungen wird nicht durch eine Relaisschaltung usw. umgeschaltet, sondern der Ausschaltvorgang erfolgt durch Ausschalten der Hochspannungsquelle selbst. Dieses Merkmal verlängert die Abklingzeitkonstante weiter, wodurch das oben genannte Problem gefördert wird.
Wenn Toner 21 an Durchlässen 29 der Steuerelektrode anhaftet, werden die Öffnungen der Durchlässe 29 enger, da der Toner im Inneren der Durchlässe 29 anhaftet. Wenn der Bilderzeuggungsvorgang in diesem Zustand gestartet wird, stört der am Inneren der Durchlässe 29 anhaftende Toner den Flug von entlang dem gewünschten Transportpfad laufenden Toner 21. In diesem Fall wird es unmöglich, die Flugbahn des Toners 21 vorherzusagen, oder es ist unmöglich, den Landepunkt desselben zu steuern. Daher erreicht der fliegende Toner 21 nicht immer die spezifizierten Punkterzeugungsgebiete auf dem Aufzeichnungspapier 5, sondern er reicht möglicherweise bis außerhalb dieser Punkterzeugungsgebiete. Toneteilchen, die außerhalb der Punkterzeugungsgebiete gelandet sind, erzeugen Verlaufsflächen oder Schleier um Punkte herum. Das heißt, dass die Punkte verschmiert und undeutlich werden und geringeren Kontrast aufweisen, was das sich ergebende Bild beeinträchtigt. Demgemäß ist es selbstverständlich unmöglich, ein gewünschtes scharfes Bild zu erzeugen. Ferner können Punkte nicht mit der spezifizierten Dichte und Größe erzeugt werden, was zu Schwierigkeiten bei der Wiedergabe von Halbtonbildern oder Farbbildern führt.
Ferner variiert auf Grund der statischen Ladung auf dem im Inneren der Durchlässe 29 anhaftenden Toner das scheinbare Potenzial an der Steuerelektrode 26 in Bezug auf das des auf dem Tonerträger 22 vorhandenen Toners. Genauer gesagt, besteht die Tendenz, dass das Potenzial der Steuerelektrode 26 auf solche Weise variiert, dass es nahe an der Spannung liegt, die dazu dient, den Toner am Fliegen zu hindern. Daher erschwert dies den Flug des Toners weiter. Demgemäß erfährt Toner 21 auf dem Tonerträger 22 selbst dann, wenn eine Spannung an die Steuerelektrode 26 angelegt wird, die für ein Fliegen des Toners sorgen soll, keine ausreichende Anziehung durch, das elektrische Feld für einen Flug, und er kann nicht fliegen. In diesem Zustand kann der Bilderzeuggungsvorgang nicht korrekt ausgeführt werden, was zu Druckmängeln oder teilweisen Bilddefekten führt.
Wenn Toner 21 in diesem Zustand zum Fliegen veranlasst wird, ist er unvorhersagbar und nicht steuerbar, da die geometrischen Eigenschaften von Äquipotenzialflächen in der Nähe der Durchlässe 29 auf Grund der auf dem an der Steuerelektrode 26 oder im Inneren der Durchlässe 29 anhaftenden Toner 21 getragenen Ladung von den Vorbestimmten abweicht und da diese geometrische Form abhängig vom Anhaftungszustand des Toners 21 leicht variieren kann. So ist es unmöglich, den Flugwegs des Toners 21 vorherzusagen oder den Landepunkt desselben zu steuern. Daher erreicht der fliegende Toner 21 nicht immer die spezifizierten Punkterzeugungsgebiete auf dem Aufzeichnungspapier 5, sondern er reicht möglicherweise bis außerhalb derselben. Tonerteilchen, die außerhalb der Punkterzeugungsgebiete angelangt sind, führen zu einem Verlaufen oder Schleierbildung um Punkte herum. Das heißt, dass die Punkte auf dem Aufzeichnungspapier 5 ein beeinträchtigtes, dunkles und verschmiertes Bild ohne Kontrast bilden. Im Ergebnis ist es selbstverständlich unmöglich, ein gewünschtes scharfes Bild zu erzeugen. Ferner können Punkte nicht mit der spezifizierten Dichte und Größe erzeugt werden, was zu Schwierigkeiten beim Reproduzieren eines Halbtonsbilds oder eines Farbbilds führt.
Ferner werden, wenn die Menge des anhaftenden Toners weiter zunimmt, die Durchlässe 29 durch schlecht transportierte Tonerteilchen verstopft, was bewirkt, dass der Bilderzeuggungsvorgang im schlimmsten Fall physikalisch unmöglich wird.
Darüber hinaus verklumpt an der Steuerelektrode 26 anhaftender Toner 21, wenn die Bilderzeugungsvorrichtung am Ende des letzten Bilderzeuggungsvorgangs unverändert belassen wird. Wenn diese einmal aufgetreten ist, ist es unmöglich, den anhaftenden Toner durch elektrostatische Kräfte, ohne eine Zwangsentfernungseinrichtung zu entfernen. Zum Beispiel kann die Steuerelektrode 26 abgelöst werden, und der verklumpende Toner wird unter Verwendung einer Reinigungseinrichtung wie einer Airbürste, typischer einer Reinigungsbürste usw. entfernt. Da insbesondere die Steuerelektrode 26 sehr dünn und leicht beschädigbar ist, treten zusätzliche Probleme dahingehend auf, dass die Steuerelektrode 26 bestätigt, verformt oder zerstört wird, wenn der Toner durch die Reinigungseinrichtung entfernt wird. Ferner kann die Elektrode nach dem Reinigen an einer etwas versetzten Position angebracht werden.
Im Gegensatz dazu, wird gemäß der Ausführungsform, wie es unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm der Fig. 10 beschrieben wurde, nach dem Ende des Bilderzeuggungsvorgangs, der Betrieb des Tonerträgers 22, insbesondere dessen Drehung, als Erstes beendet, so dass die Geschwindigkeit des Toners 21, einschließlich Schwingungen desselben, auf null eingestellt wird. Toner 21 wird durch Transport auf den Tonerträger 22 zum Bilderzeugungsbereich im Druckabschnitt 3 transportiert. Während Toner 21 transportiert wird, ist die Anhaftungskraft des Toners 21 am Tonerträger 22 geschwächt.
Daher wird die Drehung des Tonerträgers 22 angehalten oder es wird die Transportgeschwindigkeit oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Toners 21 selbst zum Zeitpunkt t2 nach dem Zeitpunkt t1, zu dem das Ende des Bilderzeuggungsvorgangs erkannt wurde, auf null eingestellt. Auf diese Weise wird der Transport des Toners 21 beendet, so dass die auf dem Toner 21 auf dem Tonerträger 22 wirkende anziehende Kraft verstärkt wird. Das heißt, dass es zu einer zusätzlichen Kraft kommt, die auf den Tonerträger 22 hin - auf den Toner 21 einwirkt. Hierbei wird, um den Transport des Toners 21 aufzuheben, die Drehung des Tonerträgers 22 angehalten, Abweichend von diesem Verfahren ist es auch möglich, die Menge des anhaftenden Toners unter Verwendung des Rakels 23, das ursprünglich dazu verwendet wird, die Menge des am Tonerträger 22 anhaftenden Toners einzustellen, auf null zu bringen. Darüber hinaus kann ein Verschluss oder eine andere Einrichtung gesondert vom Rakel 23 vorhanden sein, damit eine gesteuerte Tonermenge dem Tonerträger 22 zugeführt wird und dann der dem Tonerträger 22 zugeführte Toner durch den Verschluss abgesperrt wird, um den Transport des Toners 21 aufzuheben.
Wie oben ausgeführt, wird, nach dem Beenden des Betriebs des Tonerträgers 22, zum Zeitpunkt t4 das elektrische Feld aufgehoben, das zwischen dem Tonerträger 22 und der Gegenelektrode 25 erzeugt wurde, um den Toner zum Fliegen zu veranlassen. Wenn die Elektrode nach dem Beenden des Anlegens der hohen Spannung an die Gegenelektrode 25 geerdet wird, nimmt ihr Potenzial allmählich mit einer Abklingzeitkonstante auf dem Massepegel '0' ab. Zu diesem Zeitpunkt kann, da, wie es in der Fig. 10 dargestellt ist, die Steuerelektrode 25 nach dem Ende des Bilderzeuggungsvorgangs auf einer Spannung gehalten werden, die den Toner 21 am Fliegen hindert, Toner 21 auf dem Tonerträger 22 am Fliegen gehindert werden.
Dann wird, erst wenn das Potenzial der Gegenelektrode 25 auf dem Massepegel stabilisiert ist, nachdem das Anlegen der Spannung an die Gegenelektrode 25 auf den Massepegel geschaltet wurde, das Anlegen der Spannung zum Verhindern des Fliegens von Toner zur Steuerelektrode 26 zum Zeitpunkt t6 aufgehoben. Dieses Abfolge von Spannungsanlegevorgängen hindert den Toner 21 am Wegfliegen vom Tonerträger 22. So wird es möglich, alle oben beschriebenen herkömmlichen Probleme zu umgehen. Ferner ist es möglich, da das Anlegen von Spannungen an die Gegenelektrode 25 und die Steuerelektrode 26 aufgehoben wird, den Energieverbrauch nach dem Bilderzeuggungsvorgang zu verringern.
In der Fig. 10 differieren der Zeitverzug zwischen dem Motoransteuerungssignal und dem Anlegen einer Spannung an die Steuerelektrode 26 sowie der Steuerungszeitverzug zwischen dem Anlegen einer hohen Spannung an die Gegenelektrode 25 und demjenigen an die Ladeeinrichtung 33 abhängig von den Eigenschaften der Vorrichtung, jedoch sollte keine spezielle Beschränkung bestehen, solange der Toner 21 auf den Tonerträger 22 eingegrenzt werden kann. Das heißt, dass das elektrische Feld, das dafür sorgt, dass der Toner zur Gegenelektrode 25 fliegt, optimal aufgehoben sein sollte, bevor die Versorgungsspannung an die Steuerelektrode 26 aufgehoben wird.
Durch die oben beschriebene Ausführungsform ist eine monochrome Bilderzeugungsvorrichtung veranschaulicht. Die Erfindung kann auch bei Farb-Bilderzeugungsvorrichtungen mit hoher Effektivität angewandt werden. Gemäß einem in der Fig. 11 dargestellten Beispiel ist eine Farb-Bilderzeugungsvorrichtung mit mehreren Bilderzeugungseinheiten 1a, 1b, 1c und 1d aus Tonerzuführabschnitten 2a, 2b, 2c und 2d und Druckabschnitten 3a, 3b, 3c und 3d so konfiguriert, dass die Tonerzuführabschnitte 2a, 2b, 2c und 2d mit farbigen Tonern, nämlich für gelb, magenta, cyan bzw. schwarz, gefüllt sind.
In der Fig. 10 sind gelb, magenta, cyan und schwarz entsprechende Bilderzeugungseinheiten 1a, 1b, 1c und 1d mit jeweiligen Steuerelektroden 26a, 26b, 26c bzw. 26d so versehen, dass an die Steuerelektroden angelegte Spannungen entsprechend den Farbbilddaten gesteuert werden, um farbige Bilder zu erzeugen. Die anderen Komponenten sind dieselben wie in der Fig. 3. Insbesondere wird die Gegenelektrode 25 gemeinsam für alle Bilderzeugungseinheiten verwendet.
Gemäß dieser Farb-Bilderzeugungsvorrichtung wird, wenn das oben beschriebene Problem auftritt, die Verschmutzung des dielektrischen Bands 24 durch Farbtoner einfach viermal so stark wie in einer monochromen Vorrichtung, d. h., dass das obige Problem bei einer Farbkonfiguration kritischer ist. Jedoch kann die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung das Problem beseitigen, was wirkungsvoll zu einer Konfiguration vom Farbtyp beiträgt.
In der obigen Beschreibung der Ausführungsform wurde eine Steuerelektrode mit Einzelansteuerung, wie in der Fig. 4 dargestellt, als Steuerelektrode 26 erläutert. Es ist auch möglich, eine Steuerelektrode mit Art einer Matrixansteuerung zu verwenden, wie es in der Fig. 12 dargestellt ist. Da eine Matrixansteuerung die Anzahl erforderlicher Ansteuerungsvorgänge beträchtlich verringern kann, trägt dieses Merkmal zu einer Kostensenkung bei.
Wie es in der Fig. 12 dargestellt ist, verfügt eine Steuerelektrode 26 über streifenförmige Elektrodengruppen 27a und 27b an der Vorder- und der Rückseite einer Platte 26a, die einander rechtwinklig oder einen Winkel schneiden. Durchlässe 29 zum Zulassen eines Durchflugs von Toner durch dieselben sind an solchen Positionen ausgebildet, an denen die vorderseitigen streifenförmigen Elektroden 27a die rückseitigen streifenförmigen Elektroden 27b schneiden.
Als Beispiel wird die Tonerflugspannung entsprechend dem Bildsignal an die Gruppe 27a vorderseitiger streifenförmiger Elektroden angelegt, während die Tonerflugspannung entsprechend einem Abrastersignal, das sich periodisch ändert, an die Gruppe 27b rückseitiger streifenförmiger Elektroden angelegt wird. Wenn die Tonerflugspannung gleichzeitig an die Gruppen 27a und 27b vorderer und hinterer streifenförmiger Elektroden angelegt wird, sorgen Durchlässe 29, an denen die vorder- und die rückseitigen Elektroden einander schneiden, für ein Fliegen des Toners 21 auf dem Tonerträger 22, und so läuft der Toner durch die ausgewählten Durchlässe 29 hindurch zur Gegenelektrode 25.
Mit der so aufgebauten Steuerelektrode 26 können dieselben Wirkungen erzielt werden, wie sie bei der vorigen Ausführungsform beschrieben sind. Genauer gesagt, wird als Erstes der Tonerträger 22 in Drehung versetzt. Wenn die Menge der statischen Ladung des festgehaltenen Toners stabilisiert ist, wird jede der Gruppen 27a und 27b streifenförmiger Elektroden auf der Steuerelektrode 26 mit einer Nicht-Flugspannung versorgt, und danach sollte eine hohe Spannung an die Gegenelektrode 25 angelegt werden.
Bei der so aufgebauten Steuerelektrode 26 können dieselben Wirkungen, wie sie für den vorstehenden Fall beschrieben sind, erzielt werden, wenn die Elektrodengruppe auf der der Gegenelektrode 25 zugewandten Seite auf die oben genannte Weise gesteuert wird. Genauer gesagt, wird die an die Gegenelektrode 25 angelegte hohe Spannung nachdem Ende eines Bilderzeuggungsvorgangs aufgehoben. Dann sollte die an die streifenförmigen Steuerungsgruppen 27a und 27b angelegte Nicht-Flugspannung auf den Massepegel geändert werden.
In der Beschreibung der Ausführungsform ist ein Beispiel erläutert, bei dem Toner als Entwicklerteilchen verwendet wird, jedoch kann als Entwicklerteilchen Tinte oder ein anderes Material verwendet werden. Es ist auch möglich, den Tonerzuführabschnitt 2 mit einer Struktur unter Verwendung eines Ionenflussprozess aufzubauen. Genauer gesagt, kann die Bilderzeugungseinheit 1 eine Ionenquelle wie eine Coronaladeeinrichtung oder dergleichen aufweisen. Auch in diesem Fall ist es möglich, über denselben. Effekt zu verfügen, der oben angegeben ist.
Die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise bei der Druckeinheit in Digitalkopierern, Faksimilegeräten und auch bei digitalen Druckern, Plottern usw. angewandt werden.
Wie beschrieben, wird in der Bilderzeugungsvorrichtung im Anfangsstadium des Aufzeichnungsbeginns, insbesondere vor dem Erzeugen eines Bilds auf Aufzeichnungspapier, ein Entwicklerteilchen tragender Entwicklerträger so betrieben, dass die Entwicklerteilchen stabilisiert werden. Nachdem die Entwicklerteilchen stabilisiert sind, wird eine Spannung zum Steuern des Flugs von Entwicklerteilchen an eine Steuerelektrode angelegt. Daher kann verhindert werden, dass die Entwicklerteilchen, z. B. Toner, auf dem Entwicklerträger fehlerhaft fliegen. Es ist auch möglich, das Problem wie das Anhaften von Toner an der Steuerelektrode zu überwinden. Im Ergebnis variiert das zwischen der Steuerelektrode und dem Entwicklerträger erzeugte elektrische Feld nicht durch Anhaften von geladenem Toner, und es tritt auch keine Verstopfung von in der Steuerelektrode ausgebildeten Durchlässen auf.
Da die hohe Spannung an die Gegenelektrode angelegt wird, nachdem die Steuerelektrode mit einer Spannung versehen wurde, die dazu dient, das Durchfliegen von Entwicklerteilchen durch sie hindurch zu verhindern, fliegen keine Entwicklerteilchen fehlerhaft durch die Steuerelektrode, wenn ein starkes elektrisches Feld erzeugt wird. Insbesondere fliegt kein Toner zur Gegenelektrode, da kein Entwicklerteilchen, d. h. Toner, an den Steuerelektroden anhaftet. So kann verhindert werden, dass das Aufzeichnungspapier als Aufzeichnungsmedium verschmutzt wird.
Ferner werden, wenn, nachdem die Entwicklerteilchen stabilisiert wurden, die oben genannte Spannung an die Steuerelektrode angelegt wird und dann eine hohe Spannung an die Gegenelektrode angelegt wird, keine Entwicklerteilchen auf dem Entwicklerträger fehlerhaft zur Gegenelektrode transportiert.
Im Ergebnis, nach dem Start eines Aufzeichnungsvorgangs auf Aufzeichnungspapier, verhindert werden, dass das Aufzeichnungspapier durch Entwicklerteilchen, z. B. Toner, verschmutzt wird. Ferner kann der Toner, da er im Normalzustand durch den Prozess des elektrischen Felds beeinflusst wird, die spezifizierte Position auf dem Aufzeichnungspapier erreichen und dort anhaften, um ein gutes Aufzeichnungsbild zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, kann die Bilderzeugungsvorrichtung die Entwicklerteilchen an einem Flug nach dem Ende eines Bilderzeuggungsvorgangs hindern. Insbesondere dann, wenn die Entwicklerteilchen z. B. in Form von Toner vorliegen, würde der Toner zur Steuerelektrode und zur Gegenelektrode fliegen und diese verschmutzen, was zu verschiedenen Problemen führen würde. Durch die Konfiguration gemäß den Ausführungsformen der Erfindung kann das Auftreten dieser Probleme beseitigt werden und eine stabile Bilderzeugung ausgeführt werden. In diesem Fall wird das Anlegen einer Spannung an die Gegenelektrode und die Steuerelektrode am Ende eines Bilderzeuggungsvorgangs beendet. Dieser Vorgang verhindert nicht nur ein überflüssiges Fliegen von Toner, sondern es kann dadurch auch der Energieverbrauch gesenkt werden.
Insbesondere kann der Toner zuverlässig am Fliegen gehindert werden, wenn der Entwicklerträger zum Transportieren von Toner nach dem Ende eines Bilderzeuggungsvorgangs angehalten wird, das Anlegen einer hohen Spannung an die Gegenelektrode eingestellt wird und dann die an die Steuerelektrode angelegte Nicht-Flugspannung aufgehoben wird.

Claims

1. Bilderzeugungsvorrichtung mit:

- einer Trägereinrichtung (22) zum Tragen von Entwicklerteilchen und um diesen gewünschte Eigenschaften zu verleihen;

- einer Gegenelektrode (25), die so angeordnet ist, dass sie der Trägereinrichtung (22) zugewandt ist;

- einer Steuerelektrode (26), die zwischen der Trägereinrichtung (22) und der Gegenelektrode (25) angeordnet ist und über eine Anzahl von Durchlässen (29) verfügt, die Kanäle für die Entwicklerteilchen bilden; und

- einer Steuerungseinrichtung, die zwischen der Trägereinrichtung (22) und der Gegenelektrode (25) eine vorbestimmte Potenzialdifferenz erzeugt und, durch Variieren des an die Steuerelektrode (26) angelegten Potenzials, den Durchlauf der das Bild erzeugenden Entwicklerteilchen durch die Durchlässe (29) steuert;

dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung zu Beginn des Bilderzeugungsvorgangs das Anlegen einer Spannung an zumindest die Steuerelektrode (26) aufhebt, bis die auf der Trägereinrichtung (22) zum Tragen der Entwicklerteilchen getragenen Entwicklerteilchen gewünschte Eigenschaften erhalten haben, und sie eine Spannung zum Verhindern eines Flugs der auf der Trägereinrichtung (22) getragenen Entwicklerteilchen zur Steuerelektrode (26) erst dann anlegt, nachdem die Entwicklerteilchen die gewünschten Eigenschaften erhalten haben.

2. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinrichtung nach dem Anlegen einer Spannung zum Verhindern, dass auf der Trägereinrichtung (22) getragene Entwicklerteilchen zur Steuerelektrode (26) fliegen, eine hohe Spannung an die Gegenelektrode (25) anlegt und sie dann Spannungen entsprechend dem Bildsignal an die Steuerelektrode (26) anlegt.

3. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der am Ende des Bilderzeugungsvorgangs, bevor die Steuerungseinrichtung die Zustände aufhebt, gemäß denen die Entwicklerteilchen am Fliegen im Entwicklungsbereich gehindert werden, die Geschwindigkeit, mit der sich die. Trägereinrichtung (22) oder die Entwicklerteilchen bewegen, auf Null eingestellt wird.

4. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Steuerungseinrichtung, nachdem die der Trägereinrichtung (22) oder den Entwicklerteilchen verliehene Bewegungsgeschwindigkeit auf Null eingestellt wurde, das zwischen der Trägereinrichtung (22) und der Gegenelektrode (25) aufgebaute elektrische Feld für den Flugvorgang aufhebt.

5. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Steuerungseinrichtung, nachdem das zwischen der Trägereinrichtung (22) und der Gegenelektrode (25) aufgebaute elektrische Feld für den Sprungvorgang aufgehoben wurde, die der Steuerelektrode (26) verliehene Spannung aufhebt.

6. Verfahren zum Betreiben einer Bilderzeugungsvorrichtung mit: einer Trägereinrichtung (22) zum Tragen von Entwicklerteilchen und um diesen gewünschte Eigenschaften zu verleihen; einer Gegenelektrode (25), die so angeordnet ist, dass sie der Trägereinrichtung (22) zugewandt ist; einer. Steuerelektrode (26), die zwischen der Trägereinrichtung (22) und der Gegenelektrode (25) angeordnet ist und über eine Anzahl von Durchlässen (29) verfügt, die Kanäle für die Entwicklerteilchen bilden; und einer Steuerungseinrichtung, die zwischen der Trägereinrichtung (22) und der Gegenelektrode (25) eine vorbestimmte Potenzialdifferenz erzeugt und, durch Variieren des an die Steuerelektrode (26) angelegten Potenzials, den Durchlauf der das Bild erzeugenden Entwicklerteilchen durch die Durchlässe (29) steuert;

wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Aufheben, zu Beginn des Bilderzeugungsvorgangs, des Anlegens einer Spannung an zumindest die Steuerelektrode (26), bis die auf der Trägereinrichtung (22) zum Tragen der Entwicklerteilchen getragenen Entwicklerteilchen gewünschte Eigenschaften erhalten haben, und Anlegen einer Spannung zum Verhindern eines Flugs der auf der Trägereinrichtung (22) getragenen Entwicklerteilchen zur Steuerelektrode (26) erst dann, nachdem die Entwicklerteilchen die gewünschten Eigenschaften erhalten haben.