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Dokumentenidentifikation DE60309951T2 20.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001348563
Titel Schreibkopf und damit versehenes Bilderzeugungsgerät
Anmelder Seiko Epson Corp., Tokyo, JP
Erfinder Kamoshida, Shinichi, Suwa-shi, Nagano-ken, 392-8502, JP;
Kitazawa, Atsunori, Suwa-shi, Nagano-ken, 392-8502, JP;
Yoshioka, Kenjiro, Suwa-shi, Nagano-ken, 392-8502, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 60309951
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.03.2003
EP-Aktenzeichen 030068902
EP-Offenlegungsdatum 01.10.2003
EP date of grant 29.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse B41J 2/395(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G06K 15/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildausbildevorrichtung, in welcher ein elektrostatisches latentes Bild auf einem Bildträger mittels Schreibelektroden eines Schreibkopfs ausgebildet wird, um dadurch ein Bild auszubilden.

In herkömmlichen Bildausbildevorrichtungen, wie beispielsweise Kopiermaschinen und Druckern, die die elektrofotografische Technologie verwenden, wird ein elektrostatisches latentes Bild normalerweise ausgebildet, indem die Oberfläche eines Fotorezeptors gleichmäßig aufgeladen wird und die gleichmäßig aufgeladene Oberfläche des Fotorezeptors dann Licht von einer Belichtungseinrichtung, wie beispielsweise einem Laserlicht oder einem LED-Lampen-Licht, ausgesetzt wird. Dann wird das elektrostatische latente Bild auf der Oberfläche des Fotorezeptors entwickelt mittels einer Entwicklungseinrichtung, um ein Tonerbild auf dem Fotorezeptor auszubilden, und das Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Papier, mittels einer Transfereinrichtung übertragen, um dadurch ein Bild auszubilden.

In einer solchen herkömmlichen Bildausbildevorrichtung, wie sie oben erwähnt ist, ist die Belichtungseinrichtung als eine Schreibeinrichtung zum Ausbilden eines elektrostatischen latenten Bilds zusammengesetzt aus einer Einrichtung zum Erzeugen von Laserstrahlen oder von LED-Lampen-Licht, so dass die Bildausbildevorrichtung eine große Größe haben muss und eine komplexe Struktur.

Aus diesem Grund ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-287396 eine Bildausbildevorrichtung vorgeschlagen worden, in welcher ein elektrostatisches latentes Bild auf einer Oberfläche eines Bildträgers mittels Schreibelektroden geschrieben wird, ohne Laserlicht oder LED-Lampen-Licht zu verwenden. Außerdem hat dieser Anmelder eine Anmeldung für ein Patent als japanische Patentanmeldung Nr. 2001-227630 eingereicht.

1 ist eine Darstellung, die schematisch die grundlegende Struktur einer Bildausbildevorrichtung gemäß der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-227630 als früherer Anmeldung zeigt. Die Bildausbildevorrichtung 1 weist einen Bildträger 2 auf, der ein Substrat 2a hat, das aus einem leitenden Material gemacht ist und geerdet ist, und eine aufladbare Schicht 2b, die auf der äußeren Oberfläche des Substrats 2a ausgebildet ist und eine isolierende Eigenschaft hat und auf welcher ein elektrostatisches latentes Bild ausgeformt wird, einen Schreibkopf 3 mit einem flexiblen Substrat 3a, das eine hochisolierende Eigenschaft hat und relativ weich und elastisch ist, und Schreibelektroden 3b, die mittels des Substrats 3a gelagert sind und leicht gegen den Bildträger 2 mit einer schwachen elastischen Rückstellkraft gedrückt sind, welche durch eine Verbiegung oder Auslenkung des Substrats 3a erzeugt wird, so dass die Schreibelektroden 3b in Flächenkontakt mit der aufladbaren Schicht 2b des Bildträgers 2 sind, um das elektrostatische latente Bild auf der aufladbaren Schicht 2b zu schreiben, eine Entwicklereinrichtung 4 mit einer Entwicklerwalze 4a als einem Entwicklerträger, und eine Transfereinrichtung 6 mit einer Transferwalze 6a als einem Transferelement.

In der Bildausbildevorrichtung 1, die eine wie oben erwähnte Struktur hat, wird, nachdem die aufladbare Schicht 2b des Bildträgers 2 in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand gebracht worden ist, eine Schreibspannung an die Schreibelektroden 3b über IC-Treiber 11 angelegt, und ein elektrostatisches latentes Bild wird auf dem gleichmäßig aufgeladenen Bildträger 2 hauptsächlich über den Ladungstransfer (beispielsweise über die Ladungseinspritzung) zwischen dem Bildträger 2 und den Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 geschrieben, die in Flächenkontakt miteinander sind. Das heißt, das elektrostatische latente Bild wird auf der aufladbaren Schicht 2b des Bildträgers 2 geschrieben. Das elektrostatische latente Bild auf der aufladbaren Schicht 2b des Bildträgers 2 wird dann mit Entwickler, der mittels der Entwicklerwalze 4a der Entwicklereinrichtung 4 getragen wird, entwickelt, um ein Entwicklerbild auszubilden, und das Entwicklerbild wird auf das Aufzeichnungsmedium 5, wie beispielsweise Papier, mittels der Transferwalze 6a übertragen, an welche eine Transferspannung angelegt wird.

2 zeigt ein Beispiel des Schreibkopfs 3 in 1. Mehrere Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 sind in zwei Reihen ausgerichtet, die sich in der axialen Richtung des Bildträgers 2 erstrecken, wobei eine der beiden Reihen aus den Elektroden 3b1, 3b3, 3b5 besteht und die andere aus den Elektroden 3b2 und 3b4, und zwar so, dass sie Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5 und 3b2, 3b4, die in unterschiedlichen Reihen sind, sich teilweise in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung Y des Bildträgers 2 (der Umfangsrichtung des Bildträgers 2) überlappen. In dem Fall, dass Schreibelektroden 3b einfach in einer Reihe in der axialen Richtung Y des Bildträgers 2 ausgerichtet sind, tritt eine Quervernetzung (ein Kriechen von elektrischem Strom) zwischen den Schreibelektroden 3b auf, wenn der Abstand L zwischen benachbarten Schreibelektroden 3b zu klein ist.

Daher ist es erforderlich, einen gewissen Grad des Abstands L zwischen benachbarten Schreibelektroden 3b sicherzustellen. Als Ergebnis davon ist es unmöglich, Bilder mit einer hohen Auflösung zu erzielen. Dies ist der Grund der vorgenannten Anordnung. Unter den Schreibelektroden sind eine vorbestimmte Anzahl (in dem illustrierten Beispiel fünf) Schreibelektroden mit einem Treiber 11 verbunden, der das AN/AUS der Schreibelektroden steuert durch Umschalten der Spannung auf eine vorbestimmte Spannung oder auf die Erdungsspannung, so dass die Schreibelektroden als ein Satz vereinigt werden. Mehrere Sätze von Schreibelektroden sind in einer Reihe ausgerichtet, die sich in der axialen Richtung Y des Bildträgers 2 erstreckt.

Die rechte Seite der 2 zeigt Muster 1 bis 3 von elektrostatischen latenten Bildern, die gemäß dem AN und AUS der Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 durch Drehen des Bildträgers 2 in der Richtung des Pfeils X ausgeformt werden. Das Muster 1 ist ein Fall, dass alle Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 AN sind, um so elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten in der Richtung des Pfeils Y der Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 auszubilden. Das Muster 2 ist ein Fall, dass die Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5 AN sind und die Schreibelektroden 3b2, 3b4 AUS sind, um so elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten in der Richtung des Pfeils Y der Schreibelektroden 3b1, 3b3 und 3b5 auszubilden.

Es besteht aber ein Problem, dass, wenn die Schreibelektroden 3b2, 3b4 AN sind und die Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5 AUS sind, wie in dem Muster 3, ein elektrostatisches latentes Bild mit der Breite Y1 in der Richtung des Pfeils Y jeder Schreibelektrode 3b2, 3b4 verschmälert ist auf die Breite Y2 zwischen den Schreibelektroden 3b1 und 3b3 oder 3b3 und 3b5, weil die Schreibelektroden 3b2, 3b4 sich teilweise mit den Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5 überlappen, so dass Teile mittels den Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5, die sich auf der stromabwärtigen Seite befinden, eliminiert werden.

Es besteht auch ein Problem, dass Ladung, die von den Schreibelektroden 3b in die aufladbare Schicht 2b hineingespritzt wird, leicht innerhalb der aufladbaren Schicht 2b ausläuft. Daher kann, wie in 4 dargestellt, die aufladbare Schicht 2b aus einer dielektrischen Schicht 2cund einer Schicht 2d mit unabhängig schwimmenden Elektroden bestehen, die eine große Anzahl von unabhängigen Elektroden 2d1 hat, die auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht 2c freiliegen. In diesem Fall wird, wenn beispielsweise ein Bild geschrieben wird, eine positive Schreibspannung (+) von den Schreibelektroden 3b an die unabhängigen Elektroden 2d1 angelegt, um so das Schreiben des Bilds auszuführen. Eine vorbestimmte Ladung kann während eines Zeitraums von einem Zeitpunkt direkt nach dem Schreiben des Bilds mittels der Schreibspannung an den unabhängigen Elektroden 2d1 bis zu dem Zeitpunkt für die Entwicklung gehalten werden, um dadurch das elektrostatische latente Bild durch die Entwicklereinrichtung zu entwickeln.

Bei einem Kontaktbereich (Klemmbereich oder Klemmspaltbereich) zwischen den Schreibelektroden 3b und dem Bildträger 2 ist ein elektrischer äquivalenter Schaltkreis ausgebildet, wie er in 6(b) dargestellt ist. Das heißt, ein serieller Schaltkreis mit einem Widerstand R der Schreibelektroden 3b und der unabhängigen Elektroden 2d1 (einschließlich des Kontaktwiderstands dazwischen) und mit der Kapazität C der dielektrischen Schicht 2c ist mit einer Energiequelle durch einen Schalter S verbunden. Der Widerstand R wird selektiv umgeschaltet, so dass er mit der A-Seite einer vorbestimmten negativen Spannung V0 (–) oder mit der B-Seite der Erdungsspannung V1 verbunden wird. Durch selektives Anlegen von Spannung an die Schreibelektroden 3b wird demzufolge ein elektrostatisches latentes Bild geschrieben.

Beispielsweise zeigt, wenn ein Schreibimpuls aus einer rechteckigen Welle, wie er in 15(A) dargestellt ist, an die se 3b angelegt wird in den seriellen CR-Schaltkreis hinein, wie er in 6(b) dargestellt ist, ein auf dem Bildträger 2 produziertes elektrostatisches latentes Bild Verzögerungen bei einem Impulsanstiegsbereich und einem Impulsabfallbereich aufgrund der Dämpfungszeitkonstante (&tgr; = CR), wie es in 15(B) dargestellt ist. Die Produktionsinstabilität aufgrund der Verzögerungen sollte signifikant sein, weil die Kapazität C der dielektrischen Schicht 2c des Bildträgers 2 größer ist oder weil der Widerstand R der Schreibelektroden 3b und der unabhängigen Elektroden 2d1 (einschließlich des Kontaktwiderstands dazwischen) größer ist.

US-A-5 808 648 offenbart einen Schreibkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die vorgenannten Probleme der herkömmlichen Techniken zu überwinden. Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schreibkopf zu schaffen, der elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten von angetriebenen Schreibelektroden ausformen kann, um dadurch ein Bild mit hoher Auflösung zu erzielen und die Ungleichmäßigkeit von geschriebenen latenten Bildern und Tonerbildern zu eliminieren, und eine Bildausbildevorrichtung zu schaffen, die einen solchen Schreibkopf aufweist.

Um das Ziel zu erreichen, weist ein Schreibkopf der vorliegenden Erfindung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Darstellung, die schematisch die grundlegende Struktur einer Bildausbildevorrichtung gemäß der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-227630 als einer früheren Anmeldung zeigt;

2 ist eine Darstellung zum Erläutern des durch die vorliegende Erfindung zu lösenden Problems;

3(A) und 3(B) zeigen ein Beispiel einer Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 3(A) eine Darstellung der gesamten Struktur ist und 3(B) eine teilweise perspektivische Ansicht eines Bildträgers und einer aufladbaren Schreibeinrichtung;

4 ist eine vergrößerte Ansicht, die teilweise und schematisch den in den 3(A) und 3(B) dargestellten Bildträger zeigt;

5(A) bis 5(D) sind Darstellungen, die jede ein Beispiel des grundlegenden Vorgangs zum Ausbilden eines Bilds in der Bildausbildevorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen;

6(a) bis 6(f) sind Darstellungen zum Erläutern des Prinzips zum Schreiben eines elektrostatischen latenten Bilds durch Schreibelektroden einer Schreibeinrichtung durch das Anlegen oder Entfernen von Ladung;

7(a) bis 7(c) sind Darstellungen zum Erläutern des Anlegens oder Entfernens von Ladung relativ zu dem Bildträger;

8 ist ein Diagramm, das einen Umschalt-Schaltkreis zum Umschalten der Spannung zeigt, die an die Schreibelektroden geliefert wird, und zwar zwischen der vorbestimmten Spannung V0 und der Erdungsspannung V1.

9(a) bis 9(c) sind Darstellungen, die Profile zeigen, wenn die Versorgungsspannung für jede Elektrode selektiv in die vorbestimmte Spannung V0 oder die Erdungsspannung V1 durch den Umschaltvorgang des entsprechenden Hochspannungsschalters gesteuert wird;

10 ist eine Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform des Schreibkopfs der vorliegenden Erfindung zeigt;

11(A) und 11(B) sind Ansichten, die Beispiele von Mustern der in 10 dargestellten Schreibelektroden zeigen;

12 ist eine Darstellung zum Erläutern der Arbeit der vorliegenden Erfindung;

13(A) bis 13(C) sind Ansichten, die schematisch andere Ausführungsformen des Schreibkopfs der vorliegenden Erfindung zeigen;

14 ist eine Ansicht, die schematisch eine andere Ausführungsform des Schreibkopfs der vorliegenden Erfindung zeigt;

15(A) und 15(B) sind Darstellungen zum Erläutern des durch die vorliegende Erfindung zu lösenden Problems;

16(A) und 16(B) zeigen eine Ausführungsform der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 16(A) ein Wellenformdiagramm ist, das Ausgaben an Schreibelektroden zeigt, und 16(B) ein Wellenformdiagramm ist, das Spannungen bei unabhängigen Elektroden zeigt;

17(A) und 17(B) sind Darstellungen, die eine andere Ausführungsform der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

18(A) und 18(B) sind Darstellungen, die eine andere Ausführungsform der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

19(A) und 19(B) sind Darstellungen, die eine weitere Ausführungsform der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

20(A) und 20(B) sind Darstellungen, die eine weitere Ausführungsform der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

21(A) und 21(B) sind Darstellungen, die eine weitere Ausführungsform der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

22(a) und 22(b) sind Darstellungen, die schematisch unterschiedliche Beispiele der Bildausbildevorrichtung zeigen, die den Schreibkopf der vorliegenden Erfindung verwendet;

23 ist eine Darstellung, die schematisch ein weiteres Beispiel der Bildausbildevorrichtung zeigt, die den Schreibkopf der vorliegenden Erfindung verwendet;

24 ist eine Darstellung, die schematisch ein weiteres Beispiel der Bildausbildevorrichtung zeigt, die den Schreibkopf der vorliegenden Erfindung verwendet; und

25 ist eine Darstellung, die schematisch ein weiteres Beispiel der Bildausbildevorrichtung zeigt, die den Schreibkopf der vorliegenden Erfindung verwendet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die 3(A) und 3(B) zeigen eine Ausführungsform einer Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 3(A) eine Veranschaulichung der grundlegenden Struktur ist und 3(B) eine perspektivische Ansicht, die die spezifische Struktur der 3(A) zeigt. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die teilweise und schematisch den in den 3(A) und 3(B) dargestellten Bildträger zeigt.

Wie es in den 3(A) und 3(B) dargestellt ist, weist eine Bildausbildevorrichtung 1 zumindest einen Bildträger 2 auf mit einem Substrat 2a, das aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, gemacht und geerdet ist, und mit einer aufladbaren Schicht 2d, die am Außenumfang des Substrat 2a ausgeformt ist und eine isolierende Eigenschaft hat und auf welcher ein elektrostatisches latentes Bild ausgeformt wird, einen Schreibkopf 3 mit einem flexiblen Substrat 3a mit einer hochisolierenden Eigenschaft, das relativ weich und elastisch ist, beispielsweise ein SPC (flexible print circuit, flexibler gedruckter Schaltkreis) oder ein PET (Polyethylenterephthalat), und Schreibelektroden 3b, die mittels des Substrats 3a gelagert sind und leicht gegen den Bildträger 2 mit einer schwachen elastischen Rückstellkraft gedrückt werden, die durch die Auslenkung des Substrats 3a erzeugt wird, so dass die Schreibelektroden 3b in Flächenkontakt mit der aufladbaren Schicht 2b des Bildträgers 2 sind, um das elektrostatische latente Bild auf der aufladbaren Schicht 2b zu schreiben, eine Entwicklungseinrichtung 4 mit einer Entwicklungswalze 4a als einem Entwicklerträger, und eine Transfereinrichtung 6 mit einer Transferwalze 6a las einem Transferelement.

Die aufladbare Schicht 2b ist aus einer dielektrischen Schicht 2c als einer isolierenden Schicht und aus einem unabhängigen Elektrodenbereich 2d als einem Bildschreibbereich, der auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht 2c vorgesehen ist, zusammengesetzt. Wie es in 4 dargestellt ist, weist der unabhängige Elektrodenbereich 2d eine große Anzahl von unabhängigen schwimmenden Elektroden (im Folgenden manchmal einfach als "unabhängige Elektroden" bezeichnet) 2d1 auf, die auf der äußeren Oberfläche der dielektrischen Schicht 2c vorgesehen sind. Diese unabhängigen Elektroden 2d1 sind elektrisch voneinander unabhängig und sind in der Inseln-im-Meer-Struktur ausgeformt, freigelegt auf der äußeren Oberfläche der dielektrischen Schicht 2b. Obwohl die dielektrische Schicht 2c und der unabhängige Elektrodenbereich 2d voneinander in 4 abgegrenzt sind, dient dies nur der einfachen Erläuterung. Die dielektrische Schicht 2c und der unabhängige Elektrodenbereich 2d sind nicht klar voneinander abgegrenzt. Ein Bereich, wo eine große Anzahl von unabhängigen Elektroden 2d1 existiert, der äußeren Schicht der dielektrischen Schicht 2c ist der unabhängige Elektrodenbereich 2d.

Um beispielsweise ein Bild auszuformen, wird eine positive Spannung (+), die an die Schreibelektroden 3b über IC-Treiber 11 angelegt wird, als die Schreibspannung V1 von den Schreibelektroden 3b an den unabhängigen Elektrodenbereich 2d angelegt. Demzufolge wird eine positive Ladung an Bildschreibbereiche des unabhängigen Elektrodenbereichs 2d angelegt, um so ein Bild auf dem unabhängigen Elektrodenbereich 2d zu schreiben.

Beispiele des Materials für die dielektrische Schicht 2c sind Polyesterkunstoff, Polykarbonatkunststoff, Acrylatkunststoff, Polystyrenkunststoff, Polyarylat, Polysulfon, Polyphenylenoxid, Vinylchloridkunststoff, Polyurethankunststoff, Eypoxidkunststoff, Silikonkunststoff, Alcydkunststoff, phenolischer Kunststoff, Polyamidkunststoff und Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerkunststoff. Diese können allein verwendet werden oder als Polymerlegierung in Kombination mit zumindest einem weiteren dieser Materialien.

In dem unabhängigen Elektrodenbereich 2d sind eine große Anzahl von unabhängigen Elektroden 2d1 durch Beschichten der äußeren Schicht der dielektrischen Schicht 2c mit dem Material ausgeformt, welches vorbereitet wird durch Mischen des gleichen Kunststoffs und einer großen Anzahl von leitenden feinen Partikeln, so dass ein geregeltes Mischverhältnis (Konzentrierung) entsteht, und Verteilen (Verdünnen und Verteilen) der Mischung in Lösungsmittel hinein. Das Beschichtungsverfahren kann ein ordinales geeignetes Verfahren, wie beispielsweise ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Tauchbeschichtungsverfahren und dergleichen, sein. In diesem Fall sind die unabhängigen Elektroden 2d1 auf der äußeren Oberfläche freigelegt. Alternativ können die unabhängigen Elektroden 2d1 geerdet sein, so dass sie auf der äußeren Oberfläche freigelegt werden. In diesem Fall ist die Oberflächenglattheit verbessert, was den Kontaktwiderstand zwischen den unabhängigen Elektroden 2d1 und den Schreibelektroden 2b vermindert und auch den Abrieb zwischen dem Schreibkopf und der aufladbaren Schicht 2b.

Beispiele des Materials von leitenden feinen Partikeln sind:

  • 1. Metallische feine Partikel, wie beispielsweise Cu, Al, Ni, Ag, C oder Mo,
  • 2. feine Partikel, wie beispielsweise ZnO (Zinkoxid), Zinnoxid, Animonoxid, oder Titandioxid, die einem Prozess unterworfen werden, durch den sie leitend gemacht werden (beispielsweise dotiert mit Antimon, Indium), und
  • 3. leitende feine Partikel, wie beispielsweise Polyacetylen, Polytiophen, oder Polypirrol, dotiert mit Iodin, so dass sie polymerkomplex sind.

In der Bildausbildevorrichtung 1 mit einer wie oben erwähnten Struktur wird, nachdem die aufladbare Schicht 2b des Bildträgers 2 in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand gebracht worden ist, eine Schreibspannung an die Schreibelektroden 3b über IC-Treiber 11 für die Schreibelektroden 3b angelegt, und ein elektrostatisches latentes Bild wird auf dem gleichmäßig aufgeladenen Bildträger 2 hauptsächlich über den Ladungstransfer (beispielsweise Ladungseinspritzung) zwischen dem Bildträger 2 und den Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 geschrieben, die in Flächenkontakt miteinander sind. Das heißt, das elektrostatische latente Bild wird auf der aufladbaren Schicht 2b des Bildträgers 2 geschrieben. Das elektrostatische latente Bild auf der aufladbaren Schicht 2b des Bildträgers 2 wird dann mit Entwickler, der von der Entwicklungswalze 4a der Entwicklungseinrichtung 4 getragen wird, entwickelt, um ein Entwicklerbild zu bilden, und das Entwicklerbild wird zu dem Aufzeichnungsmedium 5, wie beispielsweise einem Papier, durch die Transferwalze 6a übertragen, an welche eine Transferspannung angelegt wird.

Die 5(A) bis 5(D) sind Ansichten, die jede ein Beispiel des grundlegenden Vorgangs zum Ausbilden eines Bilds in der Bildausbildevorrichtung 1 der 1 zeigt. Als grundlegender Vorgang zum Ausbilden eines Bilds in der Bildausbildevorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung gibt es die folgenden vier Typen: 1. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Entfernen von Ladung – Schreiben durch Aufbringen von Ladung mit Kontakt – normale Entwicklung; 2. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Entfernen von Ladung – Schreiben durch Aufbringen von Ladung mit Kontakt – umgekehrte Entwicklung; 3. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Aufbringen von Ladung – Schreiben durch Entfernen von Ladung mit Kontakt – normale Entwicklung; und 4. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Aufbringen von Ladung – Schreiben durch Entfernen von Ladung mit Kontakt – umgekehrte Entwicklung.

1. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Entfernen von Ladung – Schreiben durch Aufbringen von Ladung mit Kontakt – normale Entwicklung

Ein in 5(A) dargestellter Vorgang ist ein Beispiel dieses Bildausbildevorgangs. Wie es in 5(A) dargestellt ist, wird in diesem Beispiel eine aufladbare Schicht 2b als der Bildträger 2 verwendet, und eine Ladungsentfernungswalze 7b wird als die Ladungssteuereinrichtung 7 verwendet. Die Ladungsentfernungswalze 7b entfernt Ladung von der aufladbaren Schicht 2b, um die Oberfläche in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand mit fast Null Volt zu bringen. Die Bildbereiche der aufladbaren Schicht 2b werden positiv (+) mittels den Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 aufgeladen, die in Kontakt mit der aufladbaren Schicht 2b sind, um dadurch ein elektrostatisches latentes Bild auf der aufladbaren Schicht 2b zu schreiben. In gleicher Art und Weise wie bei den herkömmlichen Vorrichtungen kann eine Vorspannung, die aus einem Gleichstrom mit negativer Polarität (–) zusammengesetzt ist, an die Entwicklungswalze 4a der Entwicklungseinrichtung 4 angelegt werden. Eine Vorspannung, die aus einem Wechselstrom zusammengesetzt ist, der einem Gleichstrom mit einer negativen Polarität (–) überlagert ist, kann auch an die Entwicklungswalze 4a angelegt werden. Andererseits wird eine Vorspannung, die aus einem Wechselstrom zusammengesetzt ist, an die Ladungsentfernungswalze 7b angelegt.

2. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Entfernen von Ladung – Schreiben durch Aufbringen von Ladung mit Kontakt – umgekehrte Entwicklung

Ein in 5(B) dargestellter Vorgang ist ein Beispiel dieses Bildausbildevorgangs. Wie es in 5(B) dargestellt ist, wird in diesem Beispiel eine aufladbare Schicht 2b als der Bildträger 2 verwendet, und eine Ladungsentfernungswalze 7b wird als die Ladungssteuereinrichtung 7 verwendet, genau wie in dem in 5(A) dargestellten Beispiel. Die Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 sind in Kontakt mit der aufladbaren Schicht 2b angeordnet, um Nichtbildbereiche der aufladbaren Schicht 2b negativ (–) aufzuladen. Andere Strukturen dieses Beispiels sind gleich wie diejenigen des vorgenannten, in 5(A) dargestellten Beispiels.

In dem Bildausbildevorgang dieses Beispiels ist die Ladungsentfernungswalze 7b in Kontakt mit der aufladbaren Schicht 2b, um Ladung von der Oberfläche der aufladbaren Schicht 2b zu entfernen, um die Oberfläche in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand mit fast Null Volt zu bringen. Die nachfolgenden Bildausbildeschritte sind die gleichen wie bei dem in 5(A) dargestellten vorgenannten Beispiel.

3. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Aufbringung von Ladung – Schreiben durch Entfernen von Ladung mit Kontakt – normale Entwicklung

Ein in 5(C) dargestellter Vorgang ist ein Beispiel dieses Bildausbildevorgangs. Wie es in 5(C) dargestellt ist, wird in diesem Beispiel eine aufladbare Schicht 2b als der Bildträger 2 verwendet, und eine Korona-Entladeeinrichtung 7d wird als die Ladungssteuereinrichtung 7 verwendet. Eine aus einem Gleichstrom mit negativer Polarität (–) zusammengesetzte Vorspannung oder eine aus einem Wechselstrom, der einem Gleichstrom mit einer negativen Polarität (–) überlagert ist, zusammengesetzte Vorspannung wird an die Korona-Entladeeinrichtung 7d angelegt, ist aber nicht dargestellt. Die Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 sind in Kontakt mit der aufladbaren Schicht 2b angeordnet, um negative Ladung (–) von den Nichtbildbereichen der aufladbaren Schicht 2b zu entfernen. Außerdem wird eine aus einem Gleichstrom mit positiver Polarität zusammengesetzte Vorspannung an die Entwicklungswalze 4a angelegt, so dass die Entwicklungswalze 4a positiv geladenen Entwickler 8 zu der aufladbaren Schicht 2b befördert.

In dem Bildausbildevorgang dieses Beispiels wird die Oberfläche der aufladbaren Schicht 2b negativ mittels der Korona-Entladeeinrichtung 7d aufgeladen, um die Oberfläche der aufladbaren Schicht 2b in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand mit der vorbestimmten Spannung zu bringen, und anschließend wird negative Ladung von den Nichtbildbereichen der aufladbaren Schicht 2b mittels den Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 entfernt, um dadurch ein elektrostatisches latentes Bild auf der aufladbaren Schicht 2b zu schreiben. Dann haftet mittels der Entwicklungswalze 4a der Entwicklungseinrichtung 4 beförderter positiv geladener Entwickler 8 an den negativ aufgeladenen Bildbereichen der aufladbaren Schicht 2b an, um dadurch das elektrostatische latente Bild normal zu entwickeln.

4. Ausbilden eines gleichmäßig aufgeladenen Zustands durch Aufbringen von Ladung – Schreiben durch Entfernen von Ladung mit Kontakt – umgekehrte Entwicklung

Ein in 5(D) dargestellter Vorgang ist ein Beispiel dieses Bildausbildevorgangs. In diesem Beispiel wird eine aufladbare Schicht 2b als Bildträger 2 verwendet, und eine Korona-Entladeeinrichtung 7d wird als Ladungssteuereinrichtung 7 verwendet. Ähnlich wie im herkömmlichen Fall wird eine aus einem Gleichstrom mit positiver Polarität zusammengesetzte Vorspannung oder eine aus einem Wechselstrom, der einem Gleichstrom mit positiver Polarität überlagert ist, zusammengesetzte Vorspannung an die Korona-Entladeeinrichtung 7d angelegt, ist aber nicht dargestellt.

In dem Bildausbildevorgang dieses Beispiel wird die Oberfläche der aufladbaren Schicht 2b positiv mittels der Korona-Entladeeinrichtung 7d aufgeladen, um die Oberfläche der aufladbaren Schicht 2b in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand mit der vorbestimmten Spannung zu bringen, und anschließend wird positive Ladung von den Bildbereichen der aufladbaren Schicht 2 mittels den Schreibelektroden 3b des Schreibkopfs 3 entfernt, um dadurch ein elektrostatisches latentes Bild auf die aufladbare Schicht 2b zu schreiben. Dann haftet mittels der Entwicklungswalze 4a der Entwicklungseinrichtung 4 beförderter positiver aufgeladener Entwickler 8 an den nicht positiv aufgeladenen Bildbereichen der aufladbaren Schicht 2b an, um dadurch das elektrostatische latente Bild umgekehrt zu entwickeln.

Die 6(a)-6(f) sind Ansichten zum Erläutern des Prinzips des Schreibens eines elektrostatisches latentes Bild es mittels der Schreibelektroden 3b der Schreibeinrichtung 3 durch Aufbringen oder Abziehen/Entfernen von Ladung, wobei 6(a) eine vergrößerte Ansicht eines Kontaktbereichs ist, wo eine Schreibelektrode 3b in Kontakt mit dem Bildträger 2 ist, 6(b) ein Diagramm eines elektrischen äquivalenten Schaltkreises des Kontaktbereichs, und die 6(c)-63(f) Graphen, die jeweils die Beziehung zwischen dem Parameter und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2 zeigen. Die 7(a)-7(c) sind Ansichten zum Erläutern des Aufbringens oder Entfernens von Ladung relativ zu dem Bildträger, wobei 7(a) eine Ansicht zum Erläutern des Aufbringens oder Entfernens von Ladung relativ zu dem Bildträger über die Ladungseinspritzung ist, 7(b) eine Ansicht zum Erläutern des Aufbringens oder Entfernens von Ladung relativ zu dem Bildträger über die Entladung, und 7(c) ein Graph zum Erläutern von Paschens Gesetz.

Wie in 6(a) dargestellt, weist der Bildträger 2 ein Substrat 2a auf, das aus einem leitenden Material wie beispielsweise Aluminium gemacht ist und geerdet ist, und eine auf dem Außenumfang des Substrats 2a ausgebildete isolierende aufladbare Schicht 2b. Die Schreibelektroden 3b, die mittels des Substrats 3a der Schreibeinrichtung 3 aus FPC, PET oder dergleichen gelagert sind, sind mit einer vorbestimmten geringen Presskraft in Kontakt mit der aufladbaren Schicht 2b, und der Bildträger 2 bewegt sich (dreht sich) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit v. Als die eben erwähnte geringe Presskraft sind 10N oder weniger pro 300 mm Breite, d.h. eine lineare Belastung von 0,03 N/mm oder weniger bevorzugt zum Stabilisieren des Kontakts zwischen den Schreibelektroden 3b und dem Bildträger 2 und zum Stabilisieren des Ladungstransfers zwischen diesen. Im Hinblick auf den Abrieb ist es bevorzugt, die kleinstmögliche liniere Belastung zu erzielen, während die Kontaktstabilität beibehalten wird.

Eine vorbestimmte hohe Spannung V0 oder eine vorbestimmte geringe Spannung V1 wird selektiv den Schreibelektroden 3b durch das Substrat 3a aufgeprägt (wie bereits erwähnt, ist, da positive und negative Ladungen vorhanden sind, die Hochspannung eine Spannung mit einem hohen absoluten Wert und die geringe Spannung eine Spannung der gleichen Polarität mit einem geringen absoluten Wert oder 0V). In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung in der vorliegenden Patentschrift ist die niedrige Spannung eine geerdete Spannung. In der nun folgenden Beschreibung wird die hohe Spannung V0 daher als die vorbestimmte Spannung V0 bezeichnet und die geringe Spannung V1 als die Erdungsspannung V1. Die Erdungsspannung V1 beträgt 0V.

Das heißt, der Kontaktbereich (Klemmspalt) zwischen jeder Schreibelektrode 3b und dem Bildträger 2 ist mit einem elektrischen äquivalenten Schaltkreis versehen, der in 6(b) dargestellt ist. In 6(b) bezeichnet R den Widerstand der Schreibelektrode 3b und C die Kapazität es Bildträgers 2. Der Widerstand R der Schreibelektrode 3b wird selektiv umgeschaltet, so dass er mit der A-Seite der vorbestimmten Spannung V0 mit negativer Polarität (–) oder mit der B-Seite der Erdungsspannung V1 verbunden ist.

6(c) zeigt die Beziehung zwischen dem Widerstand R der Schreibelektrode 3b und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2. Die oben erwähnte Beziehung, wenn die Schreibelektrode 3b mit der A-Seite in dem elektrischen äquivalenten Schaltkreis verbunden ist, um die vorbestimmte Spannung V0 mit negativer Polarität (–) der Schreibelektrode 3b aufzuprägen, ist in 6(c) mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Wie mit der durchgezogenen Linie in 6(c) dargestellt, ist das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant bei der vorbestimmten Spannung V0 in einem Bereich, wo der Widerstand R der Schreibelektrode 3b gering ist, und der absolute Wert des Oberflächenpotentials des Bildträgers 2 nimmt ab in einem Bereich, wo der Widerstand R der Schreibelektrode 3b größer ist als ein vorbestimmter Wert. Andererseits ist die Beziehung zwischen dem Widerstand R der Schreibelektrode 3b und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2, wenn die Schreibelektrode 3b mit der B-Seite verbunden ist, um die Elektrode 3b zu erden, in 6(c) mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Wie mit der gepunkteten Linie in 6(c) dargestellt, ist das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant auf im Wesentlichen der Erdungsspannung V1 in einem Bereich, wo der Widerstand R der Schreibelektrode 3b gering ist, und der absolute Wert des Oberflächenpotentials des Bildträgers 2 nimmt zu in einem Bereich, wo der Widerstand R der Schreibelektrode 3b größer ist als der vorbestimmte Wert.

In dem Bereich, wo der Widerstand R der Schreibelektrode 3b gering ist und das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 bei der vorbestimmten Spannung V0 oder bei der Erdungsspannung V1 konstant ist, bewegt sich negative Ladung (–) direkt von der Seite der geringeren Spannung hin zur Seite der höheren Spannung, d.h. der Ladungstransfer wird ausgeführt zwischen der Schreibelektrode 3b in Kontakt mit dem Bildträger 2 und der aufgeladenen Schicht 2d des Bildträgers 2, wie in 7(a) dargestellt. Dies bedeutet, dass Ladung auf den Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung aufgebracht oder von dort abgezogen wird. In dem Bereich, wo der Widerstand R der Schreibelektrode 3b groß ist und das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 sich zu verändern beginnt, ist das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung nach und nach vermindert, und eine Entladung tritt auf zwischen dem Substrat 3a und dem Bildträger 2, wie in 7(b) dargestellt, da der Widerstand R der Schreibelektrode 3b zunimmt.

Die Entladung zwischen dem Substrat 3a und dem Basiselement 2c des Bildträgers 2 tritt auf, wenn der absolute Wert der Spannung (der vorbestimmten Spannung V0) zwischen dem Substrat 3a und dem Bildträger 2 höher wird als eine Entladungsstartspannung Vth. Die Beziehung zwischen dem Spalt zwischen dem Substrat 3a und dem Bildträger 2 und der Entladungsstartspannung Vth ist genau wie in 7(c) dargestellt, und zwar gemäß Paschens Gesetz. Das heißt, die Entladungsstartspannung Vth ist am geringsten, wenn der Spalt ungefähr 30 &mgr;m beträgt, und so sollte die Entladungsstartspannung Vth hoch sein, wenn der Spalt entweder größer oder kleiner ist als ungefähr 30 &mgr;m, so dass der Auftritt einer Entladung schwierig wird. Selbst über die Entladung kann Ladung auf die Oberfläche des Bildträgers 2 aufgebracht oder von dort abgezogen werden. Wenn der Widerstand R der Schreibelektrode 3b sich in diesem Bereich befindet, ist jedoch das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung größer, während das Aufbringen oder Entfernen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Entladung kleiner ist. Dies bedeutet, dass das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 durch das Aufbringen oder Abziehen von Ladung über die Ladungseinspritzung dominiert wird. Durch das Aufbringen oder Entfernen von Ladung über die Ladungseinspritzung wird das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 gleich der vorbestimmten Spannung V0, die der Schreibelektrode 3d aufzuprägen ist, oder der Erdungsspannung V1. Im Falle der Aufbringung von Ladung über die Ladungseinspritzung ist die den Schreibelektroden 3b zuzuführende vorbestimmte Spannung V0 vorzugsweise auf eine Spannung festgelegt, die höchstens gleich der Entladungsstartspannung Vth ist, bei welcher die Entladung zwischen der Schreibelektrode 3b und dem Bildträger 2 auftritt.

Wenn der Widerstand R der Schreibelektrode 3b größer ist als dieser Bereich, ist das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung geringer, während das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Entladung stärker ist als über die Ladungseinspritzung. Das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 wird nach und nach dominiert durch das Aufbringen oder Entfernen von Ladung über die Entladung. Das heißt, wenn der Widerstand R der Schreibelektrode 3b größer wird, wird das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu der Oberfläche des Bildträgers 2 hauptsächlich über die Entladung und kaum über die Ladungseinspritzung ausgeführt. Durch das Aufbringen oder Abziehen von Ladung über die Entladung wird das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 gleich einer Spannung, die erhalten wird durch Subtrahieren der Entladungsstartspannung Vth von der vorbestimmten Spannung V0, die auf die Schreibelektrode 3d aufgeprägt werden soll, oder der Erdungsspannung V1. Das gleiche gilt, wenn die vorbestimmte Spannung V0 eine positive Polarität (+) hat.

Daher kann das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung durch Erfüllen einer Bedingung erzielt werden, dass der Widerstand R der Elektrode 3b in einem solch kleinen Bereich gewählt ist, dass das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant bei der vorbestimmten Spannung |V0| sein kann (diese ist ein absoluter Wert, weil Spannungen entgegengesetzter Polarität (±) erhältlich sind) oder konstant auf der Erdungsspannung V1, und durch Steuern der der Schreibelektrode 3b aufzuprägenden Spannung so, dass diese zwischen der vorbestimmten Spannung V0 und der Erde V1 umgeschaltet wird.

6(d) zeigt die Beziehung zwischen der Kapazität C des Bildträgers 2 und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2. Die eben erwähnte Beziehung, wenn die Schreibelektrode 3b mit der A-Seite verbunden ist, um die vorbestimmte Spannung V0mit negativer Polarität (–) der Schreibelektrode 3b aufzuprägen, ist in 6(d) mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Wie mit der durchgezogenen Linie in 6(d) dargestellt, ist das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant auf der vorbestimmten Spannung V0 in einem Bereich, wo die Kapazität C des Bildträgers 2 gering ist, und der absolute Wert des Oberflächenpotentials des Bildträgers 2 nimmt ab in einem Bereich, wo die Kapazität C des Bildträgers 2 größer ist als ein vorbestimmter Wert. Andererseits ist die Beziehung zwischen der Kapazität C des Bildträgers 2 und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2, wenn die Schreibelektrode 3b mit der B-Seite verbunden ist, um die Schreibelektrode 3b zu erden, in 6(d) mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Wie mit dieser gepunkteten Linie in 6(d) dargestellt, ist das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant bei im wesentlichen der Erdungsspannung V1 in einem Bereich, wo die Kapazität C des Bildträgers 2 gering ist, und der absolute Wert des Oberflächenpotentials des Bildträgers 2 nimmt zu in einem Bereich, wo die Kapazität C des Bildträgers 2 größer ist als ein vorbestimmter Wert.

In dem Bereich, wo die Kapazität C des Bildträgers 2 gering ist und das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant auf der vorbestimmten Spannung V0 oder konstant auf der Erdungsspannung V1 ist, wird negative Ladung (–) direkt zwischen der Schreibelektrode 3b in Kontakt mit dem Bildträger 2 und der aufgeladenen Schicht 2d des Bildträgers 2 übertragen. Das heißt, Ladung wird auf den Bildträger 2 aufgebracht oder von dort entfernt über die Ladungseinspritzung. In dem Bereich, wo die Kapazität C des Bildträgers 2 groß ist und das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 sich zu verändern beginnt, nimmt das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zum Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung nach und nach ab, und die Entladung beginnt zwischen dem Substrat 3a und dem Basiselement 2c des Bildträgers 2, wie in 7(b) dargestellt, wenn die Kapazität C des Bildträgers 2 zunimmt. Selbst über diese Entladung kann Ladung auf die Oberfläche des Bildträgers 2 aufgebracht oder von dort abgezogen werden. Wenn sich die Kapazität C des Bildträgers 2 in diesem Bereich bewegt, ist jedoch das Aufbringen oder Entfernen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung größer, während das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Entladung geringer ist. Dies bedeutet, dass das Aufbringens oder Entfernen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 dominiert wird durch das Aufbringen oder Abziehen von Ladung über die Ladungseinspritzung. Durch das Aufbringen oder Abziehen von Ladung über die Ladungseinspritzung wird das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 gleich der vorbestimmten Spannung V0, die der Schreibelektrode 3d aufgeprägt werden soll, oder der Erdungsspannung V1.

Wenn die Kapazität C des Bildträgers 2 größer ist als dieser Bereich, gibt es nun nur einen geringen Ladungstransfer zwischen der Schreibelektrode 3b und der aufgeladenen Schicht 2d des Bildträgers 2. Dies bedeutet, dass kaum Ladung oder gar keine Ladung über die Ladungseinspritzung auf den Bildträger 2 aufgebracht oder von dort abgezogen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass das gleiche gilt, wenn die vorbestimmten Spannung V0 eine positive Polarität (+) hat.

Daher kann das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung durch Erfüllen einer Bedingung erzielt werden, dass eine Kapazität C des Bildträgers 2 in einem solch kleinen Bereich gewählt wird, dass das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant bei der vorbestimmten Spannung |V0| sein kann (dies ist ein absoluter Wert, weil Spannungen entgegengesetzter Polarität (±) erhältlich sind) oder konstant auf der Erdungsspannung V1 und durch Steuern der der Schreibelektrode 3b aufzuprägenden Spannung so, dass sie zwischen der vorbestimmten Spannung V0 und der Erdungsspannung V1 umgeschaltet wird.

6(e) zeigt die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) v des Bildträgers 2 und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2. Die eben erwähnte Beziehung, wenn die Schreibelektrode 3b mit der A-Seite verbunden ist, um die vorbestimmte Spannung V0 einer negativen Polarität (–) der Schreibelektrode 3b aufzuprägen, ist in 6(e) mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Wie in 6(e) mit der durchgezogenen Linie dargestellt, nimmt das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 zu, wenn die Geschwindigkeit v zunimmt in einem Bereich, wo die Geschwindigkeit v des Bildträgers 2 relativ gering ist, und der absolute Wert des Oberflächenpotentials des Bildträgers 2 ist konstant in einem Bereich, wo die Geschwindigkeit v des Bildträgers 2 höher ist als ein vorbestimmter Wert. Der Grund für den Anstieg in dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2 mit dem Anstieg der Geschwindigkeit v des Bildträgers 2 wird so erklärt, dass der Ladungstransfer hin zu dem Bildträger 2 erleichtert ist aufgrund einer Reibung zwischen der Schreibelektrode 3b und dem Bildträger 2. Die Geschwindigkeit v des Bildträgers 2 hat ein Ausmaß, oberhalb dessen die Erleichterung des Ladungstransfers aufgrund der Reibung nicht länger zunimmt und im Wesentlichen konstant wird. Andererseits ist die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit v des Bildträgers 2 und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2, wenn die Schreibelektrode 3b mit der B-Seite verbunden ist, um die Schreibelektrode 3b zu erden, in 6(e) mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Wie mit dieser gepunkteten Linie in 6(e) dargestellt, ist das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant auf der Erdungsspannung V1 unabhängig von der Geschwindigkeit v des Bildträgers 2. Das gleiche gilt, wenn die vorbestimmte Spannung V0 eine positive Polarität (+) hat.

6(f) zeigt die Beziehung zwischen der Presskraft, die von der Schreibelektrode 3b auf den Bildträger 2 aufgebracht wird (im folgenden einfach als "Druck der Schreibelektrode 3b" bezeichnet) und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2. Die eben erwähnte Beziehung, wenn die Schreibelektrode 3b mit der A-Seite verbunden ist, um die vorbestimmte Spannung V0 einer negativen Polarität der Schreibelektrode 3b aufzuprägen, ist in 6(f) mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Wie in 6(f) mit der durchgezogenen Linie dargestellt, nimmt das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 relativ schnell zu, wenn der Druck der Schreibelektrode 3b zunimmt in einem Bereich, wo der Druck der Schreibelektrode 3b recht klein ist, und der absolute Wert des Oberflächenpotentials des Bildträgers 2 ist konstant in einem Bereich, wo der Druck der Schreibelektrode 3b höher ist als ein vorbestimmter Wert. Der Grund für diesen schnellen Anstieg in dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2 mit dem Anstieg in dem Druck der Schreibelektrode 3b wird so erklärt, dass der Kontakt zwischen der Schreibelektrode 3b und dem Bildträger 2 durch den Anstieg in dem Druck der Schreibelektrode 3b und dem Bildträger 2 noch verstärkt wird. Der Druck der Schreibelektrode 3b hat ein Ausmaß, oberhalb dessen die Kontaktsicherheit zwischen der Schreibelektrode 3b und dem Bildträger 2 nicht länger zunimmt und im wesentlichen konstant wird. Andererseits ist die Beziehung zwischen dem Druck der Schreibelektrode 3b und dem Oberflächenpotential des Bildträgers 2, wenn die Schreibelektrode 3b mit der B-Seite verbunden ist, um die Schreibelektrode 3b zu erden, in 6(f) mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Wie in 6(f) mit dieser gepunkteten Linie dargestellt, ist das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant auf der Erdungsspannung V1 unabhängig von dem Druck der Schreibelektrode 3b. Es wird darauf hingewiesen, dass das gleiche gilt, wenn die vorbestimmten Spannung V0 eine positive Polarität (+) hat.

Daher kann das Aufbringen oder Abziehen von Ladung relativ zu dem Bildträger 2 über die Ladungseinspritzung sicher und einfach durch Erfüllen von Bedingungen erzielt werden, dass der Widerstand R der Schreibelektrode 3b und die Kapazität C der Bildträgers 2 so gewählt sind, dass das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 konstant auf der vorbestimmten Spannung sein kann und dass die Geschwindigkeit v des Bildträgers und der Druck der Schreibelektrode 3b so gewählt sind, dass das Oberflächenpotential des Bildträgers 2 auf der vorbestimmten Spannung konstant sein kann, und durch Steuern der Spannung, die der Schreibelektrode 3b aufzuprägen ist, so, dass sie zwischen der vorbestimmten Spannung V0 und der Erdungsspannung V1 umgeschaltet wird.

Obwohl die der Schreibelektrode 3b aufzuprägende Spannung in dem eben beschriebenen Beispiel eine Gleichspannung ist, kann auch eine Wechselspannung einer Gleichspannung überlagert sein, wenn eine solche Wechselspannung überlagert werden soll, wird bevorzugt, dass eine Gleichstromkomponente auf eine Spannung festgelegt wird, die dem Bildträger 2 aufzuprägen ist, die Amplitude der Wechselstromkomponente bzw. Wechselspannungskomponente auf mindestes das Zweifache der Entladungsstartspannung Vth festgelegt wird, und die Frequenz der Gleichstromkomponente höher gewählt wird als die Frequenz bei der Drehung des Bildträgers 2 um das ungefähr 500- bis 1000-fache (beispielsweise ist unter der Annahme, dass der Durchmesser des Bildträgers 2 gleich 30 ϕ ist und die Umfangsgeschwindigkeit des Bildträgers 2 gleich 180 mm/sec, die Drehfrequenz des Bildträgers 2 gleich 2 Hz, so dass die Frequenz der Wechselstromkomponente 1000–2000 Hz betrüge).

Durch Überlagern einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung, wie oben erwähnt, wird das Aufbringen oder das Abziehen von Ladung über eine Entladung der Schreibelektrode 3b weiter stabilisiert. Außerdem schwingt die Schreibelektrode aufgrund der Existenz des Wechselstroms, um dadurch die Fremdkörper zu entfernen, die an der Schreibelektrode anhaften, und so die Verunreinigung der Schreibelektrode 3b zu verhindern.

8 ist ein Diagramm, das einen Schaltkreis zum Umschalten der an die Schreibelektroden 3b anzulegenden Spannung zwischen der vorbestimmten Spannung V0 und der Erdungsspannung V1 darstellt. Die Schreibelektroden 3b, die beispielsweise in vier Reihen angeordnet sind, sind mit jeweiligen Hochspannungsschaltern (H.V.S.W.) 15 verbunden. Jeder dieser Hochspannungsschalter 15 kann die an die entsprechende Elektrode 3b anzulegende Spannung zwischen der vorbestimmten Spannung V0 und der Erdungsspannung V1 umschalten. Ein Bildschreibe-Steuerungssignal wird jedem Hochspannungsschalter 15 von einem Schiebewiderstand (S.R.) 16 her eingegeben, welchem ein in einem Puffer 17 gespeichertes Bildsignal und ein Zeitsignal von einer Uhr 18 eingegeben werden. Das Bildschreibe-Steuersignal wird in jeden Hochspannungsschalter 15 durch jeden AND-Schaltkreis 19 hindurch gemäß einem Schreibzeitsteuersignal von eine Codierer 20 eingegeben. Der Hochspannungsschalter 15 und der AND-Schaltkreis 19 arbeiten zusammen, um den bereits erwähnten Antreiber 11 zu bilden, der die Versorgungsspannung für die entsprechenden Elektroden 3b steuert.

Die 9(a) bis 9(c) zeigen Profile, wenn die Versorgungsspannung für jede Elektrode 3b selektiv gesteuert wird in die vorbestimmte Spannung V0 oder der Erdungsspannung V1 hinein durch Umschalten des Betriebs des entsprechenden Hochspannungsschalters 15, wobei 9(a) ein Diagramm ist, das die Spannungsprofile der jeweiligen Elektroden zeigt, 9(b) ein Diagramm, das ein durch normales Entwickeln mit den Spannungsprofilen gemäß 9(a) erzieltes Entwicklerpulverbild zeigt, und 9(c) ein Diagramm ist, das ein durch umgekehrtes Entwickeln mit dem in 9(a) dargestellten Spannungsprofilen erhaltenes Entwicklerpulverbild zeigt.

Es sei angenommen, dass die Elektroden 3b – beispielsweise, wie in den 9(a)-9(c) dargestellt, fünf Elektroden, bezeichnet mit n – 2, n – 1, n, n + 1 und n + 2 – so angesteuert werden, dass sie die in 9(a) gezeigten Spannungsprofile einnehmen, und zwar durch einen Schaltvorgang der jeweiligen Hochspannungsschalter 15. Wenn eine elektrostatischen latentes Bild auf den Bildträger 2 mit den Elektroden 3b mit den eben erwähnten Spannungsprofilen geschrieben wird und dann normal entwickelt wird, haftet das Entwicklerpulver 8 an Bereichen auf der vorbestimmten Spannung V0 des Bildträgers 2 an, um so ein Entwicklerpulverbild zu erzielen, wie es in 9(b) mit schraffierten Bereichen dargestellt ist. Wenn eine elektrostatisches latentes Bild auf die gleiche Art und Weise geschrieben und dann umgekehrt entwickelt wird, haftet das Entwicklerpulver 8 an Bereichen auf der Erdungsspannung V1 des Bildträgers 2 an, um dadurch ein Entwicklerpulverbild zu erhalten, wie es in 9(c) in schraffierten Bereichen dargestellt ist.

Gemäß der Bildausbildevorrichtung 1 mit der Schreibeinrichtung 3 mit der oben genannten Struktur können die Schreibelektroden 3b, da sie durch die schwache elastische Rückstellkraft des Substrats 3a leicht gegen den Bildträger 2 und in Kontakt mit dem Bildträger 2 gedrückt werden, stabil in Kontakt mit dem Bildträger 2 sein. Daher kann das Aufbringen und Abziehen von Ladung mittels der Schreibelektroden 3b relativ zu dem Bildträger 2 stabil mit hoher Präzision ausgeführt werden. Dies erzielt ein stabileres Schreiben eines elektrostatisches latentes Bildes, um so verlässlich ein Bild mit hoher Qualität und hoher Präzision zu erzielen.

Da die Schreibelektroden 3b mit einer geringen Presskraft in Kontakt mit dem Bildträger 2 stehen, kann verhindert werden, dass der Bildträger 2 mittels der Schreibelektroden 3b beschädigt wird, um so die Standzeit des Bildträgers 2 zu verbessern. Da außerdem die Schreibeinrichtung 3 nur die Schreibelektroden 3b verwendet, ohne eine Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung oder eine Einrichtung zur Erzeugung von LED-Licht einzusetzen, die recht groß ist, wie sie herkömmlich verwendet wird, kann die Größe der Vorrichtung vermindert werden und auch die Anzahl der Bauteile, um so eine Bildausbildevorrichtung zu erzielen, die einfach und kostengünstig ist. Außerdem führt die Verwendung der Schreibelektroden 3b zu einer weiteren Krümmung der Ozonerzeugung.

Im Folgenden werden die charakterisierten Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben. 10 ist eine Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform des Schreibkopfs der vorliegenden Erfindung zeigt. In der folgenden Beschreibung sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet in den einzelnen Zeichnungen, und auf eine wiederholte Beschreibung solcher Elemente wird manchmal verzichtet.

In 10 sind die jeweiligen Treiber 11 elektrisch mittels leitender Muster 9 verbunden, die aus Kupferfolie gemacht sind, welche auf dem Substrat 3a ausgeformt ist, und von der jede Linie in die Gestalt einer dünnen flachen Stange mit einem rechteckigen Querschnitt geformt ist. In der gleichen Art und Weise sind die Treiber 11 elektrisch mit den entsprechenden Elektroden 3b durch die leitenden Muster 9 verbunden. Die leitenden Muster 9 können durch ein herkömmliches bekanntes Musterausbildeverfahren, wie beispielsweise Ätzen, ausgeformt werden. Zeilendatensignale, Schreibzeitsignale und Hochspannungsenergie werden den jeweiligen Treibern 11 von der oberen Seite in 10 aus zugeleitet.

Die 11(A) und 11(B) sind Ansichten, die Beispiele von Feldmustern der in 10 dargestellten Schreibelektroden zeigen. In 11(A) sind mehrere Schreibelektroden in zwei Reihen R1, R2 ausgerichtet, die sich in der axialen Richtung Y des Bildträgers 2 so erstrecken, dass die Schreibelektroden 3b in einer Zick-Zack-Art angeordnet sind und die Elektroden so angeordnet sind, dass Elektroden, die sich in unterschiedlichen Reihen, aber angrenzend aneinander befinden, sich nicht miteinander überlappen, d.h. der Abstand zwischen benachbarten Elektroden auf 0 (L0) oder mehr festgesetzt ist, gesehen in der Umfangsrichtung X des Bildträgers 2. Unter den Schreibelektroden 3b sind eine vorbestimmte Anzahl (in dem dargestellten Beispiel acht) Schreibelektroden 3b mit einem Treiber 11 verbunden und so durch diesen Treiber 11 als ein Satz vereinigt, welcher Treiber die entsprechenden Elektroden 3b durch Umschalten der Versorgungsspannung zwischen der vorbestimmten Spannung oder der Erdungsspannung steuert. Mehrere Sätze von Schreibelektroden 3b sind in einer Reihe ausgerichtet, die sich in der axialen Richtung Y des Bildträgers 2 erstreckt.

In 11(B) sind ähnlich wie oben Schreibelektroden 3b so angeordnet, dass sie sich nicht mit anderen in der Umfangsrichtung X des Bildträgers 2 überlappen und so dass ein Abstand L1 zwischen benachbarten Elektroden besteht, gesehen in der Umfangsrichtung X des Bildträgers 2, welcher größer ist als der in 11(A). Die obere Grenze des Abstands L1 ist ein solcher Abstand, dass ein durch Entwickeln eines durch die Schreibelektroden geschriebenen elektrostatischen latenten Bild ausgeformtes Tonerbild mit Toner ausgefüllt erscheint, wenn es mit den Augen betrachtet wird.

12 ist eine Darstellung zum Erläutern der Arbeit der vorliegenden Erfindung. Die rechte Seite der 12 zeigt Muster 1 bis 3 von elektrostatischen latenten Bildern, die gemäß dem AN und AUS der Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 durch Drehen des Bildträgers 2 in der Richtung X ausgeformt werden. Das Muster 1 ist ein Fall, dass alle Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 AN sind, um so elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten in der Richtung Y der Schreibelektroden 3b1 bis 3b5 auszuformen. Das Muster 2 ist ein Fall, dass die Schreibelektroden 3b1, 3b3 und 3b5 AN sind und die Schreibelektroden 3b2, 3b4 AUS sind, um so elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten in der Richtung Y der Schreibelektroden 3b1, 3b3 und 3b5 auszuformen. Das Muster 3 ist ein Fall, dass die Schreibelektroden 3b2, 3b4 AN sind und die Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5 AUS sind. Auch in diesem Fall werden elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten Y2 in der Richtung Y der Schreibelektroden 3b2, 3b4 ausgeformt, ohne dass sie teilweise durch die Schreibelektroden 3b1, 3b3, 3b5 eliminiert werden, die sich auf der stromabwärtigen Seite befinden, um dadurch elektrostatische latente Bilder entsprechend den Breiten in der Richtung Y der Schreibelektroden 3b2, 3b4 auszuformen. Daher kann die vorgenannte Anordnung das herkömmliche Problem lösen, dass jedes elektrostatische latente Bild nur mit der Breite Y2 (2) entsprechend dem Abstand zwischen den Schreibelektroden 3b1 und 3b3, 3b3 und 3b5 ausgeformt wird.

Falls Bereiche (Räume) existieren, wo keine der Schreibelektroden 3b in Kontakt mit dem Bildträger ist (der Fall der 11(B)), wie es in dem Muster 1 gezeigt ist, kann die elektrische Polarität bei solchen Bereichen instabil sein. Daher wird eine Spannung mit einer Ladewalze 7b oder eine Korona-Entladeeinrichtung 7d (einem Spannungsaufprägeelement) aufgeprägt, wie in den 5(A) bis 5(D) dargestellt, um dadurch die elektrische Instabilität aufzuheben. Auf diese Art und Weise wird die aufgeprägte Spannung während der Entfaltung zum Ausbilden des Tonerbilds optimal gesteuert, so dass Toner anhaften kann, um den Spalt auszufüllen, im Gegenteil, es dem Toner zu ermöglichen, nicht anzuhaften.

Die 13(A) bis 13(C) sind Ansichten, die schematisch andere Ausführungsformen des Schreibkopfs der vorliegenden Erfindung zeigen. 13(A) zeigt ein Beispiel, in welchem jede Schreibelektrode 3b in einer kreisförmigen Gestalt geformt ist, und 13(B) zeigt ein Beispiel, in welchem jede Schreibelektrode 3b in einer elliptischen Gestalt geformt ist. In dem Beispiel der 13(C) ist jede Schreibelektrode 3b in einem Dreieck ausgeformt, und sie sind so angeordnet, dass die Orientierungen der Schreibelektroden 3b abwechselnd umgekehrt sind. In beiden Fällen sind die mehreren Schreibelektroden 3b so angeordnet, dass sie sich in der Umfangsrichtung X des Bildträgers 2 nicht mit den anderen überlappen. Statt der vorgenannten Gestalt kann jede Elektrode 3b auch in jeder Konfiguration ausgeformt sein, die es ermöglicht, dass sich benachbarte Elektroden in der Umfangsrichtung des Bildträgers 2 nicht miteinander überlappen, beispielsweise trapezoid, Parallelogramm, und eine Gestalt mit Konkavität und Konvexität in Seiten gegenüber benachbarten Elektroden 3b.

14 ist eine Ansicht, die schematisch eine weitere Ausführungsform des Schreibkopfs der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Ausführungsform sind Treiber 11 auf beiden Seiten eines Substrats 3a entlang der axialen Richtung Y des Bildträgers angeordnet. Schreibelektroden 3b entsprechend jedem Treiber 11 sind in zwei Reihen so ausgerichtet, dass die Schreibelektroden 3b zick-zack-artig angeordnet sind. Demzufolge sind die Schreibelektroden 3b angeordnet, die insgesamt in vier Reihen ausgerichtet sind.

Die 16(A) bis 21(B) zeigen Ausführungsformen der Bildausbildevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei (A) jeweils ein Wellenformdiagramm ist, das Ausgaben an Schreibelektroden zeigt und jeweils (B) ein Wellenformdiagramm ist, das Spannungen bei unabhängigen Elektroden zeigt.

Beispielsweise zeigt, wenn Schreibimpulse einer rechteckigen Welle, wie sie in 15(A) dargestellt sind, an die Schreibelektrode 3b in den seriellen CR-Schaltkreis hinein angelegt werden, wie er in 6(b) dargestellt ist, ein auf dem Bildträger 2 produziertes elektrostatisches latentes Bild Verzögerungen bei einem Impulsanstiegsbereich und einem Impulsabfallbereich aufgrund der Dämpfungszeitkonstante (&tgr; = CR), wie es in 15(B) dargestellt ist. Die Produktionsinstabilität aufgrund der Verzögerungen sollte signifikant sein, da die Kapazität C der dielektrischen Schicht 2c des Bildträgers 2 größer ist oder da der Widerstand R der Schreibelektroden 3b und der unabhängigen Elektroden 2d1 (einschließlich des Kontaktwiderstands dazwischen) größer ist.

Um dieses Problem zu lösen, ist in der Ausführungsform der 16 der in die Schreibelektrode 3b einzugebende Schreibimpuls so gesteuert, dass er eine große Spannung zur Zeit des Anstiegs hat, indem die Spannung zur Zeit des Anstiegs höher eingestellt wird (im Falle der negativen Polarität größer in der negativen Richtung) als die des normalen Werts, das heißt ein Wert der angelegten Spannung bei dem Anstiegsbereich ist höher eingestellt als der Mittelwert der angelegten Spannung, wie es in 16(A) dargestellt ist. Demzufolge wird, wie es in 16(B) dargestellt ist, das Schreiben hin zu der unabhängigen Elektrode 2d1 mit einer Welle, die näher an der rechteckigen Welle ist, erzielt, um dadurch den Kontrast des elektrostatischen latenten Bilds zu verstärken. So kann eine stabile Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bilds und eines Tonerbilds erzielt werden.

In dieser Ausführungsform wird der Schreibimpuls in mehreren Stufen (drei Stufen in dieser Ausführungsform) angelegt, um dadurch die Reproduktion des elektrostatischen latenten Bilds zu verbessern und auch den Kontrast des Tonerbilds zu verbessern. In diesem Fall wird durch Erfüllen der folgenden Beziehung: |V1| > |V2| > |V3|, wobei |V1| die mittlere Spannung des Schreibimpulses in der ersten Stufe ist, |V2| die mittlere Spannung des Schreibimpulses in der zweiten Stufe und |V3| die mittlere Spannung des Schreibimpulses in der dritten Stufe, eine noch stabilere Ausbildung des elektrostatischen latenten Bilds und des Tonerbilds erzielt.

Außerdem wird durch Erfüllen der folgenden Beziehung: 1 > t2 > t3, wobei t1 die Zeit des Anlegens des Schreibimpulses in der ersten Stufe ist, t2 die Zeit des Anlegens des Schreibimpulses in der zweiten Stufe und t3 die Zeit des Anlegens des Schreibimpulses in der dritten Stufe, eine noch stabilere Ausbildung des elektrostatischen latenten Bilds und des Tonerbilds erzielt.

In der Ausführungsform der 126(A) und 16B) wird die Spannung linear von dem Anstiegsbereich zu dem Abfallbereich vermindert und ist dann AUS. In der Ausführungsform der

17(A) und 17(B) wird aber die Spannung für einen kurzen Zeitraum in der Nähe des Anstiegsbereichs konstant gehalten, wird dann linear vermindert, wird für einen kurzen Zeitraum in der Nähe des Abfallbereichs konstant gehalten und ist dann AUS.

In der Ausführungsform der 18(A) und 18(B) wird die Spannung in einer konkaven Gestalt von dem Anstiegsbereich zum Abfallbereich vermindert. In der Ausführungsform der 19(A) und 19(B) wird die Spannung in einer wellenartigen Gestalt von dem Anstiegsbereich hin zum Abfallbereich vermindert. In der Ausführungsform der 20(A) und 20(B) wird die Spannung linear von dem Anstiegsbereich auf AUS vermindert. In der Ausführungsform der 21(A) und 21(B) wird direkt nach dem Abfall die Spannung so angelegt, dass sie die entgegengesetzte Polarität hat, und zwar für einen kurzen Zeitraum, und ist dann AUS. In den Ausführungsformen der 20(A) und 20(B) und den

21(A) und 21(B) wird der Schreibimpuls in zwei Stufen angelegt.

Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und verschiedene Veränderungen und Modifikationen können gemacht werden.

Es werden nun spezifische Ausführungsformen von Bildausbildevorrichtungen beschrieben, die den Schreibkopf der vorliegenden Erfindung verwenden, der Schreibelektroden 3b hat, die in Kontakt mit dem Bildträger 2 zum Schreiben eines elektrostatischen latenten Bilds auf dem Bildträger 2 sind.

Die 22(a) und 22(b) zeigen schematisch Beispiele der Bildausbildevorrichtung, die die Schreibeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei 22(a) eine Ansicht ist, die eine Bildausbildevorrichtung mit einer Reinigungseinrichtung zeigt, und 15(b) eine Ansicht, die eine Bildausbildevorrichtung ohne Reinigungseinrichtung zeigt.

Die in 22(a) dargestellte Bildausbildevorrichtung 1 ist eine Schwarzweißbild-Ausbildevorrichtung, ein Substrat 3a eines Schreibkopfes 3 erstreckt sich von der stromaufwärtigen hin zur stromabwärtigen Seite der Drehrichtung eines Bildträgers 2, und Schreibelektroden 3b sind am Ende des Substrats 3a fixiert. Eine Reinigungseinrichtung 21 ist auf einer stromabwärtigen Seite als eine Transfereinrichtung 6 in der Drehrichtung des Bildträgers 2 angeordnet. Eine Ladungsteuereinrichtung 7 kann zwischen dem Schreibkopf 3 und der Reinigungseinrichtung 21 vorgesehen sein, ist aber nicht dargestellt. Falls keine Ladungsteuereinrichtung 7 vorhanden ist, wird ein latentes Bild durch ein neues ersetzt, aber die Anzahl der Bauteile und die Größe der Vorrichtung kann reduziert werden, weil keine Ladungsteuereinrichtung 7 vorhanden ist.

In der Schwarzweißbild-Ausbildevorrichtung 1 mit einem solchen Aufbau schreiben, nachdem die Oberfläche des Bildträgers 2 mittels der Ladungsteuereinrichtung 7 in den gleichmäßig aufgeladenen Zustand versetzt worden ist, die Schreibeinrichtungen 3b des Schreibkopfes 3 ein elektrostatisches latentes Bild durch Aufbringen von Ladung auf die Oberfläche des Bildträgers 2 oder durch Abziehen von Ladung von der Oberfläche des Bildträgers 2. Das latente Bild auf dem Bildträger 2 wird anschließend mit Entwicklerpulver mittels des Entwicklerwalze 4a der Entwicklereinrichtung 4 entwickelt, welche von dem Bildträger 2 beabstandet ist, um ein Entwicklerpulverbild auszubilden. Dann wird das Entwicklerpulverbild auf dem Bildträger 2 mittels der Transfereinrichtung 6 auf ein Aufnahmemedium 5 übertragen. Nach diesem Transfer auf dem Bildträger 2 verbleibendes Entwicklerpulver wird mittels einer Reinigungsklinge 21a der Reinigungseinrichtung 21 entfernt, und die gereinigte Oberfläche des Trägers 2 wird mittels der Ladungsteuereinrichtung 7 wieder gleichmäßig aufgeladen. Die Bildausbildevorrichtung kann kleiner und einfacher aufgebaut sein, weil sie den Schreibkopf 3 der vorliegenden Erfindung verwendet.

Die in 22(b) dargestellte Bildausbildevorrichtung 1 ist ähnlich der in 22(a) dargestellten, hat aber keine Reinigungseinrichtung 21. In dieser Bildausbildevorrichtung 1 ist die Entwicklerwalze 4a der Entwicklereinrichtung 4 in Kontakt mit dem Bildträger 2, um so eine Kontaktentwicklung auszuführen.

Bei der Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels mit den eben erwähnten Struktur wird die Oberfläche des Trägers 2 gleichmäßig mittels der nicht dargestellten Ladungsteuereinrichtung 7 zusammen mit Entwicklerpulver aufgeladen, das nach dem bereits erfolgten Transfer auf dem Bildträger verblieben ist. Dann schreiben die Schreibelektroden 3b des Schreibkopfes 3 ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche des Trägers 2 und das verbleibende Entwicklerpulver durch Aufbringen von Ladung auf die Oberfläche des Trägers 2 oder Abziehen von Ladung von dieser und auch auf die Oberfläche des verbleibenden Entwicklerpulvers. Mittels der Entwicklereinrichtung 4 wird das latente Bild entwickelt. Dabei wird durch selektives Aufladen der Schreibelektroden 3b mit der gleichen Polarität wie die ursprüngliche Polarität des Entwicklerpulvers 8 verbleibendes Entwicklerpulver auf Nichtbildbereichen des Trägers 2 in die Polarität mittels der Schreibelektroden 3b aufgeladen, so dass es sich in Richtung der Entwicklereinrichtung 4 bewegt, während verbleibendes Entwicklerpulver auf Bildbereichen des Trägers 2 auf dem Bildträger 2 als Entwicklerpulver für die anschließende Entwicklung verbleibt. Durch Übertragen des verbleibenden Entwicklerpulvers auf den Nichtbildbereichen in Richtung der Entwicklereinrichtung 4, wie oben erwähnt, kann die Oberfläche des Trägers 2 selbst ohne eine Reinigungseinrichtung 21 gereinigt werden. Insbesondere kann auch eine Bürste stromabwärts der Transfereinrichtung 6 in der Drehrichtung des Trägers 2 angeordnet sein, sie ist aber nicht dargestellt. In diesem Fall kann das verbleibende Entwicklerpulver mittels der Bürste zerstreut werden, so dass es gleichmäßig auf dem Bildträger verteilt wird, wodurch die Übertragung des verbleibenden Entwicklerpulvers auf den Nichtbildbereichen hin zu der Entwicklereinrichtung 4 noch effektiver wird.

23 ist eine Ansicht, die schematisch ein anderes Beispiel der Bildausbildevorrichtung zeigt, welche den Schreibkopf gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels ist eine Farbbild-Ausbildevorrichtung zum Entwickeln eines Vollfarbbildes durch Überlagern von Entwicklerpulverbildern in vier Farben, nämlich Schwarz K, Gelb Y, Magenta M und Cyan C, auf einem Bildträger 2 in Form eines endlosen Riemens. Dieser Bildträger 2 in Form eines endlosen Riemens wird mittels zweier Walzen 22, 23 festgehalten und ist im Uhrzeigersinn in 23 mittels einer angetriebenen Walze, einer der beiden Walzen 22, 23, drehbar.

Schreibeinrichtungen 3K, 3Y, 3M, 3C und Entwicklereinrichtung en 4K, 4Y, 4M, 4C für die jeweiligen Farben sind entlang eines geraden Bereichs des endlosen Riemens des Trägers 2 in der Reihenfolge der Farbe K, Y, M, C vom stromaufwärtigen Bereich der Drehrichtung des Trägers 2 aus angeordnet. Die Entwicklereinrichtungen 4K, 4Y, 4M, 4C können auch in jeder anderen als der dargestellten Ordnung angeordnet sein. Alle Schreibelektroden 3bK, 3bY, 3bM, 3bC der Schreibköpfe 3K, 3Y, 3M, 3C werden in Kontakt mit dem Bildträger 2 mit einer geringen Presskraft gehalten, wie oben erwähnt. Auch in der Bildausbildevorrichtung dieses Beispiels ist eine Ladungsteuereinrichtung wie die oben erwähnte angrenzend an einen geraden Bereich des endlosen Riemens des Trägers 2 angeordnet, und zwar auf einer Seite gegenüber der Seite, wo die Schreibelektroden 3K, 3Y, 3M, 3C angeordnet sind, ist aber nicht dargestellt.

In der Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels mit dem bereits erwähnten Aufbau wird ein elektrostatisches latentes Bild für Schwarz K auf der Oberfläche des Trägers 2 mittels den Elektroden 3bK des Schreibkopfes 3K für Schwarz K geschrieben. Das elektrostatische latente Bild für Schwarz K wird dann entwickelt mittels der Entwicklereinrichtung 4K, um so ein schwarzes Entwicklerpulverbild auf der Oberfläche des Trägers 2 auszubilden. Anschließend wird ein elektrostatisches latentes Bild für Gelb Y auf der Oberfläche des Trägers 2 geschrieben und auf dem schwarzen Entwicklerpulverbild, das bereits ausgebildet ist, mittels der Elektroden 3bY der Schreibeinrichtung 3K für Gelb Y, so dass das elektrostatische latente Bild für Gelb Y teilweise dem schwarzen Entwicklerpulverbild überlagert wird. Das elektrostatische latente Bild für Gelb Y wird dann entwickelt mittels der Entwicklereinrichtung 4K, um so ein gelbes Entwicklerpulverbild auf der Oberfläche des Bildträgers 2 auszubilden. Auf die gleiche Art und Weise wird ein elektrostatisches latentes Bild für Magenta M anschließend auf der Oberfläche des Trägers 2 und auf dem schwarzen und dem gelben Entwicklerpulverbild geschrieben, die bereits ausgebildet sind, mittels der Elektroden 3bM der Schreibeinrichtung 3M für Magenta M, so dass das elektrostatische latente Bild für Magenta M teilweise das schwarze und das gelbe Entwicklerpulverbild überlagert. Das elektrostatische latente Bild für Magenta M wird dann entwickelt mittels der Entwicklereinrichtung 4M, um so ein magentafarbenes Entwicklerpulverbild auf dem schwarzen und dem gelben Entwicklerpulverbild auszubilden und auf der Oberfläche des Bildträgers 2. Schließlich wird auch ein elektrostatisches latentes Bild für Cyan C anschließend auf der Oberfläche des Trägers 2 und auf dem schwarzen, dem gelben und dem magentafarbenen Entwicklerpulverbild geschrieben, die bereits ausgebildet sind, und zwar mittels der Elektroden 3bC der Schreibeinrichtung 3C für Cyan, so dass das elektrostatische latente Bild für Cyan C das schwarze, das gelbe und das magentafarbene Entwicklerpulverbild teilweise überlagert. Das elektrostatische latente Bild für Cyan C wird dann entwickelt mittels der Entwicklereinrichtung 4C, um so ein cyanfarbenes Entwicklerpulverbild auf dem schwarzen, dem gelben und dem magentafarbenen Entwicklerpulverbild und der Oberfläche des Trägers 2 auszubilden. Diese Entwicklerpulverbilder sind toned. Dann werden diese Entwicklerpulverbilder auf das Aufnahmemedium 5 mittels der Transfereinrichtung 6 übertragen, um so ein mehrfarbiges Entwicklerpulverbild auf dem Aufnahmemedium 5 auszubilden. Das Entwicklerpulver der Farben kann übrigens in jeder anderen als der erwähnten Reihenfolge aufgebracht werden.

24 ist eine Ansicht, die schematisch ein noch anderes Beispiel der Bildausbildevorrichtung zeigt, die die Schreibeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels weist Bildausbildeeinheiten 1K, 1C, 1M, 1Y für die jeweiligen Farben auf, die tandemartig in dieser Reihenfolge von dem stromaufwärtigen Bereich in Beförderungsrichtung eines Aufnahmemediums 5 aus angeordnet sind. Die Bildausbildeeinheiten 1K, 1C, 1M, 1Y können auch in jeder anderen Reihenfolge angeordnet sein. Die Bildausbildeeinheiten 1K, 1C, 1M, 1Y weisen Bildträger 2K, 2C, 2M, 2Y, Schreibeinrichtungen 3K, 3C, 3M, 3Y, Entwicklereinrichtungen 4K, 4C, 4M, 4Y sowie Transfereinrichtungen 6K, 6C, 6M, 6Y jeweils auf. In dem Bildausbildeeinheiten 1K, 1C, 1M, 1Y dieses Beispiels können die bereits erwähnten Ladungsteuereinrichtungen 7 in den stromaufwärtigen Bereichen der Schreibköpfe 3K, 3C, 3M, 3Y in der Drehrichtung des Trägers 2K, 2C, 2M, 2Y vorgesehen sein, sind aber nicht dargestellt.

Die Arbeitsweise der Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels mit dem eben beschriebenen Aufbau wird nun beschrieben. Zunächst wird in der Bildausbildeeinheit 1K für Schwarz K, nachdem die Oberfläche des Trägers 2K mittels der Ladungsteuereinrichtung 7 für Schwarz K gleichmäßig aufgeladen worden ist, ein elektrostatisches latentes Bild für Schwarz K auf der Oberfläche des Trägers 2K hauptsächlich über Kontaktladungstransfer mittels der Schreibelektroden 3bK des Schreibkopfes 3K geschrieben. Das elektrostatische latente Bild für Schwarz K wird dann mittels der Entwicklereinrichtung 4K entwickelt, um so ein schwarzes Entwicklerpulverbild auf der Oberfläche des Trägers 2K auszubilden. Das schwarze Entwicklerpulverbild auf dem Bildträger 2K wird auf das Aufnahmemedium 5 übertragen, das zugeführt wird, um so ein schwarzes Entwicklerpulverbild auf dem Aufnahmemedium 5 zu bilden. Anschließend wird in der Bildausbildeeinheit 1C für Cyan, nachdem die Oberfläche des Bildträgers 2C gleichmäßig mittels der Ladungsteuereinrichtung 7 für Cyan C aufgeladen worden ist, ein elektrostatisches latentes Bild für Cyan C auf der Oberfläche des Trägers 2C hauptsächlich über den Kontaktladungstransfer mittels der Schreibelektroden 3bC des Schreibkopfes 3C geschrieben. Das elektrostatische latente Bild für Cyan C wird dann mittels der Entwicklereinrichtung 4C entwickelt, um so ein cyanfarbenes Entwicklerpulverbild auf der Oberfläche des Trägers 2C auszubilden. Das cyanfarbene Entwicklerpulverbild auf dem Bildträger 2C wird mittels der Transfereinrichtung 6C auf das Aufnahmemedium 5 befördert, das zugeführt wird und auf dem sich bereits das schwarze Entwicklerpulverbild befindet, so dass das cyanfarbene Entwicklerpulverbild so ausgebildet wird, dass es das schwarze Entwicklerpulverbild auf dem Aufnahmemedium 5 teilweise überlagert. Auf die gleiche Art und Weise wird in der Bildausbildeeinheit 1M für Magenta M, nachdem die Oberfläche des Trägers 2M mittels der Ladungsteuereinrichtung 7 für Magenta M gleichmäßig aufgeladen worden ist, ein elektrostatisches latentes Bild für Magenta M auf der Oberfläche des Trägers 2M hauptsächlich über den Kontaktladungstransfer mittels der Schreibelektroden 3bM des Schreibkopfes 3M geschrieben. Das elektrostatische latente Bild für Magenta M wird dann mittels der Entwicklereinrichtung 4M entwickelt, um so ein magentafarbenes Entwicklerpulverbild auf der Oberfläche des Bildträgers 2M auszubilden. Das magentafarbene Entwicklerpulverbild auf dem Bildträger 2M wird auf das Aufnahmemedium 5 übertragen, so dass das magentafarbene Entwicklerpulverbild die bereits auf dem Aufnahmemedium 5 ausgebildeten Entwicklerpulverbilder teilweise überlagert. Dann wird in der Bildausbildeeinheit 1Y für Gelb Y, nachdem die Oberfläche des Trägers 2Y gleichmäßig mittels der Ladungsteuereinrichtung 7 für Gelb Y aufgeladen worden ist, ein elektrostatisches latentes Bild für Gelb Y auf der Oberfläche des Trägers 2Y hauptsächlich über Kontaktladungstransfer mittels der Schreibelektroden 2bY des Schreibkopfes 2Y geschrieben und dann entwickelt mittels der Entwicklereinrichtung 4M, um so ein gelbes Entwicklerpulverbild auf der Oberfläche des Trägers 2Y auszubilden. Das gelbe Entwicklerpulverbild auf dem Bildträger 2Y wird auf das Aufnahmemedium 5 so übertragen, dass das gelbe Entwicklerpulverbild die bereits auf dem Aufnahmemedium 5 ausgebildeten Entwicklerpulverbilder teilweise überlagert, um so ein getontes mehrfarbiges Entwicklerpulverbild auf dem Aufnahmemedium 5 auszubilden.

25 ist eine Ansicht, die ein noch anderes Beispiel der Bildausbildevorrichtung zeigt, welche die Schreibeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. In der Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels werden die jeweiligen Farbentwicklerpulverbilder temporär auf ein anderes Medium übermittelt, bevor sie auf das Aufnahmemedium 5 übertragen werden. Das heißt, die Bildausbildevorrichtung 1 hat eine Zwischentransfereinrichtung 24. Diese Zwischentransfereinrichtung 24 weist ein Zwischentransferelement 25 in Form eines endlosen Riemens auf. Dieses Zwischentransferelement 25 wird mittels zweier Rollen 26, 27 festgehalten und entgegen dem Uhrzeigersinn in 25 durch den Antrieb einer der beiden Rollen 26, 27 gedreht. Bildausbildeeinheiten 1K, 1C, 1M, 1Y sind entlang eines geraden Bereichs des Zwischentransferelements 25 angeordnet. Außerdem hat die Bildausbildevorrichtung 1 eine Transfereinrichtung 6, die angrenzend an die Rolle 27 vorgesehen ist.

In der Bildausbildevorrichtung 1 dieses Beispiels mit dem eben erwähnten Aufbau werden Entwicklerpulverbilder für die jeweiligen Farben auf den Bildträgern 2K, 2C, 2M, 2Y in der gleichen Art und Weise wie bei der Bildausbildevorrichtung 1 gemäß 24 ausgebildet, und die Entwicklerpulverbilder für die jeweiligen Farben werden auf das Zwischentransferelement 25 so übertragen, dass sie einander überlagern, und auf die gleiche Art und Weise getont wie im Fall der Übertragung der Entwicklerpulverbilder auf das Aufnahmemedium 5 gemäß 24. Die temporär auf das Zwischentransferelement 25 übertragenen Entwicklerpulverbilder für die jeweiligen Farben werden auf das Aufnahmemedium 5 mittels der Transfereinrichtung 6 übertragen, um so ein mehrfarbiges Entwicklerpulverbild auf dem Aufnahmemedium 5 auszubilden.

Demzufolge erzielt die Verwendung des Schreibkopfes 3 der vorliegenden Erfindung immer noch eine Verminderung der Größe und eine Vereinfachung des Aufbaus einer solchen Farbbild-Ausbildevorrichtung mit einer Zwischentransfereinrichtung 24 und Bildausbildeeinheiten 1K, 1C, 1M, 1Y für die jeweiligen Farben, die in Tandemform angeordnet sind.


Anspruch[de]
Schreibkopf (3) mit mehreren Schreibelektroden (3b), die entlang der axialen Richtung (y) eines Bildträgers (2) so anzuordnen sind, dass die Schreibelektroden (3b) mit dem Bildträger in Berührung geraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibelektroden (3b) in der axialen Richtung (y) und in der Umfangsrichtung (x) des Bildträgers, die rechtwinklig zu der axialen Richtung (y) verläuft, so ausgerichtet sind, dass die Schreibelektroden (3b), die einander in der axialen Richtung am nächsten sind, sich gesehen in der Umfangsrichtung (x) nicht überlappen, während alle Elektroden (3b) sowie die Treiber (11) für diese Elektroden (3b) auf einer und derselben Oberfläche eines Substrats (3a) des Schreibkopfes (3) vorgesehen sind. Schreibkopf (3) nach Anspruch 1, bei welchem die Schreibelektroden (3b) zickzackartig angeordnet sind. Schreibkopf (3) nach Anspruch 1, bei welchem die Schreibelektroden (3b) an einem Ende des Substrats vorgesehen sind, wobei das Substrat flexibel ist und so ausgelenkt wird, dass die Schreibelektroden (3b) mit einer geringen Druckkraft in Kontakt mit dem Bildträger sind. Schreibkopf (3) nach Anspruch 1, bei welchem, wenn ein Raum zwischen den besagten Schreibelektroden (3b) besteht, die einander, gesehen in der Umfangsrichtung des Bildträgers (2), am nächsten sind, eine Spannung mittels eines Spannungsanlegeelements (11) an jeden Raum angelegt wird. Bildausbildevorrichtung (1) mit zumindest einem Bildträger (2), auf welchem ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet wird, einem Schreibkopf (3) nach Anspruch 1 und einer Entwicklungseinrichtung (4) zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bilds auf dem Bildträger, wobei das auf dem Bildträger (2) mittels des Schreibkopfs (3) geschriebene elektrostatische latente Bild mittels der Entwicklungseinrichtung (4) entwickelt wird, um so ein Bild auszubilden. Bildausbildevorrichtung (1) nach Anspruch 5, bei welcher jeweils ein Schreibkopf (3) und eine Entwicklungseinrichtung (4) für die Farben schwarz, gelb, magenta und cyan vorgesehen sind, so dass Entwicklerbilder der jeweiligen Farben auf den Bildträger (2) mittels der Schreibköpfe (3) und der Entwicklungseinrichtungen (4) für die jeweiligen Farben ausgebildet und überlagert werden. Bildausbildevorrichtung (1) nach Anspruch 5, bei welcher jeweils ein Bildträger (2), ein Schreibkopf (3) und eine Entwicklungseinrichtung (4) für die Farben schwarz, gelb, magenta und cyan vorgesehen sind, so dass Bildeausbildeeinheiten für die jeweiligen Farben gebildet werden, die tandemartig angeordnet sind. Bildausbildevorrichtung (1) nach Anspruch 7, weiter mit einer Zwischentransfereinrichtung (6), auf welche Entwicklerbilder der jeweiligen Farben, die durch die Bildausbildeeinheiten für die jeweiligen Farben ausgebildet worden sind, temporär übertragen werden.






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