DE19711513C2 - Vorrichtung und Verfahren für elektrostatische Aufzeichnungen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für elektrostatische AufzeichnungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und
ein Verfahren für elektrostatische Aufzeichnungen zum
Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes auf
einem Aufzeichnungsmedium, Entwickeln des elektrostati
schen latenten Bildes und Erzeugen eines permanenten
Bildes.
Aus der JP 63-147660-A ist eine Technik bekannt, mit der
Ionen auf ein Aufzeichnungsmedium gestrahlt werden und
dadurch ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird.
Bei einer solchen Technik werden von einer Ionenerzeu
gungsquelle, die ein Korotrongehäuse und einen Korona
draht besitzt, Ionen erzeugt. Für die Ionen werden elek
trische Potentialdifferenzen zwischen dem Koronadraht,
der Ionenfluß-Steuerplatte (Steuerelektrode) und einer
leitenden Schicht auf einer Rückseite des Aufzeichnungs
mediums in eine geeignete Beziehung gesetzt, die zu einem
Ionenfluß zum Aufzeichnungsmedium führt. Durch Ändern der
Menge der durch einen Öffnungsabschnitt der Ionenfluß-
Steuerplatte sich bewegenden Ionen kann ein beliebiges
elektrostatisches latentes Bild erzeugt werden. Durch
Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes mittels
eines Toners wird ein gewünschtes permanentes Bild erhal
ten. Bei dieser oben beschriebenen Technik wird ein
spezielles Aufzeichnungsmedium (für elektrostatische
Aufzeichnungen) mit einer Laminatstruktur aus einer
dielektrischen Schicht und einer leitenden Schicht ver
wendet.
In Shimizu, "Ion flow printer" ("Proceedings of Printing
and Information Recording Session", Seiten 7-12, 1993)
ist eine Aufzeichnungstechnik offenbart, die ein allge
meines Aufzeichnungspapier (allgemeines Papier) verwen
det, die keine Laminatstruktur wie oben erwähnt besitzt.
Bei einer solchen Technik ist als erstes Aufzeichnungsme
dium eine dielektrische Trommel mit einem aus einem
dielektrischen Material hergestellten Aufzeichnungshalte
element vorgesehen. Nach der Erzeugung des elektrostati
schen latenten Bildes auf dem Aufzeichnungshalteelement
wird dieses Bild entwickelt, wodurch ein Tonerbild er
zeugt wird.
In dem obigen Stand der Technik werden als Aufzeichnungs
medium, auf dem ein elektrostatisches latentes Bild durch
Ionenbestrahlung erzeugt wird, entweder ein spezielles
elektrostatisches Aufzeichnungspapier oder eine dielek
trische Trommel verwendet. Das Aufzeichnungsmedium, auf
das die Ionen gestrahlt werden und auf dem ein elektro
statisches latentes Bild erzeugt wird, muß die Ionen
(Ladungen) an einer gewünschten Position halten. Das
elektrostatische Aufzeichnungspapier besitzt Eigenschaf
ten, mittels derer die Ionen an einer gewünschten Posi
tion gehalten werden können. Zur Erläuterung dieser
Eigenschaften zeigt Fig. 13 Änderungen der Oberflächenwiderstände
des elektrostatischen Aufzeichnungspapiers bzw.
eines allgemeinen Papiers in Abhängigkeit von der Umge
bungsfeuchtigkeit. Selbst wenn sich bei dem elektrostati
schen Aufzeichnungspapier die Feuchtigkeit im Bereich von
20 bis 80% ändert, wird ein elektrischer Oberflächenwi
derstandswert von ungefähr 107 Ω im wesentlichen auf
rechterhalten. Andererseits ändert sich der elektrische
Oberflächenwiderstand bei einem allgemeinen Papier von
ungefähr 108 bis 106 Ω. Obwohl bei sämtlichen elektrosta
tischen Aufzeichnungspapieren und allgemeinen Papieren
nicht immer eine solche Änderung des Oberflächenwider
standswerts auftritt, wird die Neigung zu einer solchen
Änderung zu einem Standard, gemäß dem das elektrostati
sche Aufzeichnungspapier und das allgemeine Papier von
einander unterschieden werden.
Um die Ionen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums
zu halten, auf dem das elektrostatische latente Bild
erzeugt wird, ist es notwendig, daß der Oberflächenwider
standswert der Aufzeichnungsfläche in einem bestimmten
Bereich liegt. Um eine stets gleichbleibende Bildqualität
zu erhalten, ist es notwendig, daß sich der Oberflächen
widerstandswert selbst dann nicht stark verändert, wenn
sich die Umgebungsfeuchtigkeit verändert, d. h. wenn sich
der Feuchtigkeitsgehalt des Aufzeichnungsmediums ändert.
Ein dielektrisches Material, das als elektrostatisches
Aufzeichnungspapier verwendet wird, wird so gewählt, daß
die obigen Bedingungen erfüllt sind. Gleiches sollte in
ähnlicher Weise auch für das Aufzeichnungshalteelement
einer dielektrischen Walze gelten. Da sich andererseits
im Fall des allgemeinen Papiers der Oberflächenwider
standswert in einer normalen Nutzungsumgebung stark
ändert (die Umgebungsfeuchtigkeit liegt in einem Bereich
von 20 bis 80%) ist das allgemeine Papier für die Ver
wendung als Aufzeichnungsmedium ungeeignet.
Aus den obengenannten Gründen ist es in der Vorrichtung
für elektrostatische Aufzeichnungen des Typs mit Ionen
fluß-Aufzeichnung notwendig, ausschließlich elektrostati
sches Aufzeichnungspapier zu verwenden. Um dem Anwender
alternativ zu erlauben, ein Aufzeichnungspapier beliebig
zu wählen, ist es notwendig, ein Aufzeichnungsverfahren
zu verwenden, in dem ein elektrostatisches latentes Bild
auf einem Aufzeichnungshalteelement wie etwa einer di
elektrischen Walze oder dergleichen erzeugt wird und ein
Bild, das durch Entwickeln des latenten Bildes mittels
eines Toners erzeugt wird, auf das allgemeine Papier
übertragen wird. Bei der Übertragung des Bildes vom
Aufzeichnungshalteelement wie etwa einer dielektrischen
Walze oder dergleichen auf das allgemeine Papier ist
jedoch eine Vorrichtung für die Anpassung der Positionen
der dielektrischen Walze, des Aufzeichnungshalteelements
und des als Aufzeichnungsmedium dienenden allgemeinen
Papiers erforderlich, so daß die Vorrichtung kompliziert
und groß wird, so daß sie unvorteilhaft ist. Da außerdem
ein Aufzeichnungsschritt vorhanden ist, in dem das Bild
vom Aufzeichnungshalteelement übertragen wird, ist es für
eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung nicht geeignet.
Die DE 27 41 769 A1 beschreibt einen Schnelldrucker, der
ein elektrostatisches Ladungsbild benutzt, wobei ein sicht
bares Bild erhalten wird, indem das elekrostatische La
dungsbild von Zeichen, Ziffern, Symbolen oder dgl. entwic
kelt und fixiert wird, nachdem diese auf dem Druckpapier
erzeugt wurden. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um das
Druckpapier zu trocknen und ein elektrostatisches Ladungs
bild zu erzeugen, indem selektiv gesteuert mit Ladungen
versehene Körnchen auf dem Druckpapier abgelagert werden,
welches durch den Trockner getrocknet worden ist, so daß
das Druckverfahren in der Weise durchgeführt werden kann,
daß die Ladungsträger am Druckpapier anhaften, nachdem die
ses lediglich getrocknet wurde, um den elektrischen Wider
stand zu erhöhen. Das elektrostatische Bild wird dadurch
direkt auf dem Druckpapier, und zwar auf gewöhnlichem Pa
pier erzeugt und dann wird das elektrostatische Bild ent
wickelt und fixiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung
für elektrostatische Aufzeichnungen zu schaffen, die auf
einfache Weise mit guter Bildqualität das sichtbare Bild
erzeugt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor
richtung und ein Verfahren für elektrostatische Aufzeich
nungen, die die in den entsprechenden unabhängigen Ansprü
chen angegebenen Merkmale besitzen. Die abhängigen
Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung gerichtet.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
- in Förderrichtung des Aufzeichnungsmediums - vor einer
Einrichtung zum Erzeugen eines latenten Bildes, die auf
das Aufzeichnungsmedium Ionen strahlt und ein elektrosta
tisches latentes Bild erzeugt, eine Feuchtigkeitseinstel
leinrichtung vorgesehen, die den Feuchtigkeitsgehalt
eines Aufzeichnungspapiers einstellt. Die Feuchtigkeit
seinstelleinrichtung reduziert den Feuchtigkeitsgehalt
pro Einheitsvolumen des Aufzeichnungsmediums und erhöht
den Oberflächenwiderstandswert des Aufzeichnungsmediums.
Durch Erhöhen des Oberflächenwiderstandswerts des Auf
zeichnungsmediums können Ionen an einer gewünschten
Position auf dem Aufzeichnungsmedium gehalten werden, so
daß Unschärfen reduziert werden und ein Bild stets mit
einer Qualität aufgezeichnet werden kann, das mindestens
eine vorgegebene Qualität besitzt. Hierbei kann die
Feuchtigkeitseinstelleinrichtung auch eine Trocknungsein
richtung zum Trocknen des Aufzeichnungsmediums sein. Als
Trocknungseinrichtung kann eine Heizeinrichtung verwendet
werden. Als Heizeinrichtung können eine mit einer Heizung
erwärmte Walze, eine Gebläseeinrichtung zum Aufblasen
erwärmter Luft oder dergleichen verwendet werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
zusätzlich zu der Feuchtigkeitseinstelleinrichtung eine
Erfassungseinrichtung für die Erfassung einer die La
dungsaufnahmeeigenschaft des Aufzeichnungsmediums ange
benden physikalischen Größe vorgesehen. Hierbei sind ein
Modus für die Erfassung der die Ladungsaufnahmeeigen
schaft angebenden physikalischen Größe und ein Modus für
den tatsächlichen Druckvorgang vorgesehen. Eine Ionen
menge und/oder eine Entwicklermenge der Entwicklereinrichtung
werden auf der Grundlage der erfaßten physikali
schen Größe eingestellt.
Wenn als Aufzeichnungsmedium ein allgemeines Papier oder
dergleichen verwendet wird, bei dem der Oberflächenwider
standswert in Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchtigkeit
oder von dem Umgebungsgrad des Mediums selbst stark
veränderlich ist, besteht zusätzlich zu dem obigen Pro
blem, daß das elektrostatische latente Bild wegen der
Abnahme des Oberflächenwiderstandswerts nicht erzeugt
werden kann, das weitere Problem, daß selbst nach der
Erzeugung des elektrostatischen latenten Bildes durch
Sicherstellung des Oberflächenwiderstandswerts dieser
Wert aufgrund eines Feuchtigkeitsgrades des Aufzeich
nungsmediums stark veränderlich ist, so daß die Bildqua
lität nicht stabil ist. Um dies zu verhindern, können
durch Einstellen der Ionenmenge zum Zeitpunkt der Erzeu
gung des latenten Bildes und/oder der Entwicklermenge der
Entwicklereinrichtung bei Aufzeichnungsmedien aus dem
gleichen Material oder bei Aufzeichnungsmedien aus ver
schiedenen Materialien die Bildqualitäten gleichmäßig
gemacht werden können.
Neben dem elektrischen Oberflächenpotential, dem Oberflä
chenwiderstand oder dergleichen kann als physikalische
Größe, die die Ladungsaufnahmeeigenschaft angibt, ein
anderer Wert verwendet werden, solange es sich um eine
physikalische Größe handelt, anhand derer die Ladungsauf
nahmeeigenschaft bewertet werden kann.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung erläutert.
- 1. Eine Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnungen gemäß einer ersten Ausführungsform enthält eine Zuführ einheit zum Zuführen eines Aufzeichnungsmediums, eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes, die eine Ionenerzeugungsquelle und eine Steuer elektrode für die Steuerung eines Ionenflusses besitzt und die Ionen auf das von der Zuführeinheit zugeführte Aufzeichnungsmedium strahlt und ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt, eine Entwicklungseinrichtung, die das elektrostatische latente Bild entwickelt, und eine Auswurfeinheit zum Auswerfen des entwickelten Aufzeich nungsmediums, wobei die Ionen, die von der Ionenerzeu gungsquelle erzeugt werden, direkt auf das allgemeine Papier gestrahlt werden, um dadurch ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen.
- 2. In der Ausführungsform (1) ist das allgemeine Papier ein Aufzeichnungsmedium, dessen Oberflächenwiderstands wert sich bei Umgebungsfeuchtigkeiten zwischen 20% und 80% um den Faktor 10 bis 20 ändert.
- 3. In der Ausführungsform (1) ist das allgemeine Papier ein Aufzeichnungsmedium, dessen Oberflächenwiderstands wert sich bei Umgebungsfeuchtigkeiten zwischen 20% und 80% innerhalb eines Bereichs von im wesentlichen 5.107 Ω bis im wesentlichen 2.106 W oder weniger ändert.
- 4. Stromaufseitig - in Förderrichtung des Aufzeichnungs mediums - von der Einrichtung für die Erzeugung des elektrostatischen latenten Bildes der Ausführungsform (1) ist eine Feuchtigkeitseinstelleinrichtung vorgesehen, mit der der Feuchtigkeitsgehalt des Aufzeichnungsmediums reduziert werden kann. Als Feuchtigkeitseinstelleinrich tung wird eine Heizeinrichtung verwendet. Ferner sind eine Walze mit einer eingebauten Heizeinrichtung oder eine Heizeinrichtung, die die Luft erwärmt, und eine Gebläseeinrichtung, die die erwärmte Luft auf das Auf zeichnungsmedium bläst, vorgesehen.
Zusätzlich zu der Konstruktion (4) sind zwischen der
Einrichtung für die Erzeugung des elektrostatischen
latenten Bildes und der Entwicklereinrichtung eine La
dungsmengen-Erfassungseinrichtung, die die Ladungsmenge
des Aufzeichnungsmediums erfaßt, und eine Steuereinrich
tung, die die Ionenbestrahlungsmenge in der Einrichtung
zum Erzeugen des elektrostatischen latenten Bildes
und/oder die Entwicklermenge der Entwicklereinrichtung
auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Ladungsmen
gen-Erfassungseinrichtung steuert, vorgesehen.
Das "allgemeine Papier" bezeichnet hierbei ein gewöhnli
ches Kopierpapier oder ein Aufzeichnungsmedium mit Eigen
schaften des allgemeinen Papiers, wie sie in Fig. 13
gezeigt sind. Das heißt, daß das Aufzeichnungsmedium
Eigenschaften besitzt, derart, daß sich der Oberflächen
widerstandswert bei Umgebungsfeuchtigkeiten von 20% bis
80% mindestens um den Faktor 10 oder mehr ändert. Ferner
kann das allgemeine Papier auch als Aufzeichnungsmedium
angesehen werden, dessen Oberflächenwiderstandswert sich
innerhalb eines Bereichs von 5.107 Ω oder mehr bis
2.106 Ω oder weniger ändert, wenn die Umgebungsfeuch
tigkeit zwischen 20% und 80% schwankt. Hierbei muß das
allgemeine Papier nicht stets wirklich ein Papier sein.
Es ist ausreichend, daß der Oberflächenwiderstandswert
gleich oder ungefähr gleich eines Wert eines elektrosta
tischen Aufzeichnungspapiers ist. Vorzugsweise ist es
ausreichend, daß der Wert mindestens 3.106 Ω und vor
zugsweise 6.106 Ω und noch stärker bevorzugt mindestens
1.107 Ω beträgt. Falls die Feuchtigkeitseinstellein
richtung vorgesehen ist und daß allgemeine Papier ge
trocknet und verwendet wird, besteht die Möglichkeit, daß
der Oberflächenwiderstandswert des Aufzeichnungsmediums
höher als derjenige des ausschließlich für die elektrostatische
Aufzeichnung verwendeten Papiers ist. Bei
spielsweise kann der Oberflächenwiderstandswert auf
3.107 Ω oder mehr oder sogar auf 1.108 Ω oder mehr
erhöht werden, so daß eine hohe Bildqualität mit geringer
Unschärfe erhalten werden kann.
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht der Konstruktion
einer Vorrichtung für elektrostatische Auf
zeichnungen gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 ge
zeigten Heizwalze längs der Linie II-II;
Fig. 3 eine Draufsicht einer Gegenelektrode, die in
der Ausführungsform von Fig. 1 verwendet
wird;
Fig. 4A, B Darstellungen zur Erläuterung der Funktions
weise der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung zur
Erzeugung des latenten Bildes;
Fig. 5A, B Darstellungen von Beispielen von Blendenelek
troden der Einrichtung für die Erzeugung des
latenten Bildes;
Fig. 6A, B Darstellungen zur Erläuterung der Funktions
weise der Aufzeichnungsmedium-Zuführeinheit
von Fig. 1;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer der Entwick
lereinheiten von Fig. 1;
Fig. 8 ein beispielhaftes Blockschaltbild zur Erläu
terung von Steuersignalen in der Vorrichtung
für elektrostatische Aufzeichnungen gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein beispielhaftes Flußdiagramm eines Schrit
tes zur Erfassung von Eigenschaften eines
Aufzeichnungspapiers (Erfassungsmodus) der
Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnun
gen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine Darstellung einer Ausführungsform der
Heizeinrichtung, die als Feuchtigkeitsein
stelleinrichtung in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnun
gen dient;
Fig. 11 eine Darstellung einer weiteren Ausführungs
form einer Heizeinrichtung, die als Feuchtig
keitseinstelleinrichtung der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung für elektrostatische Auf
zeichnungen dient;
Fig. 12 eine Darstellung einer weiteren Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Vorrichtung für
elektrostatische Aufzeichnungen; und
Fig. 13 die bereits erwähnte Darstellung der Oberflä
chenwiderstandswerte eines elektrostatischen
Aufzeichnungspapiers und eines allgemeinen
Papiers in Abhängigkeit von der Umgebungs
feuchtigkeit.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung für
elektrostatische Aufzeichnungen gemäß einer Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung.
Eine Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen
umfaßt auf einem Transportweg für ein Aufzeichnungsmedium
zwischen einer Position, an die das Aufzeichnungsmedium
zugeführt wird, und einer Position, an der es ausgeworfen
wird, eine Aufzeichnungsmedium-Zuführeinheit, eine Feuch
tigkeitseinstelleinrichtung, eine Einrichtung zum Erzeu
gen eines latenten Bildes, eine Entwicklereinrichtung und
eine Auswurfeinheit.
Zunächst wird die Konstruktion der Zuführeinheit be
schrieben. Die Zuführeinheit umfaßt ein Magazin 6, in das
(nicht gezeigtes) Aufzeichnungspapier, das als Aufzeich
nungsmedium dient, gelegt wird, einen Aufzeichnungspa
pier-Einführschlitz 7, in den das Aufzeichnungspapier
eingeführt wird, eine variable Führung 9, deren Führungs
winkel in Abhängigkeit von der Förderrichtung des Auf
zeichnungspapiers geändert werden kann, und einen Auf
zeichnungspapiereinführungs-Detektor 8, der die Einfüh
rung des Aufzeichnungspapiers in den Aufzeichnungspapier-
Einführschlitz 7 der variablen Führung 9 erfaßt. Die
variable Führung 9 wird später im einzelnen beschrieben.
Nun wird die Konstruktion der Feuchtigkeitseinstellein
richtung (Humidistat) beschrieben.
Die Feuchtigkeitseinstelleinrichtung ist entweder an der
Zuführeinheit oder an der nächsten Stufe nach der Zuführ
einheit vorgesehen. Die Feuchtigkeitseinstelleinrichtung
besitzt eine Heizwalze 3. Eine Gegenelektrode 2 der
Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten Bildes, die
an der nächsten Stufe vorgesehen ist, erstreckt sich in
den unteren Abschnitt der Heizwalze 3. Zwischen der
Heizwalze 3 und der verlängerten Gegenelektrode 2 wird
das (nicht gezeigte) Aufzeichnungspapier angeordnet und
erwärmt. Ferner ist eine Belüftungseinrichtung (Be
lüftungsanschlüsse 20 und 24, Belüftungswege 21 und 23,
ein Kniestück 22 mit einem darin angeordneten Gebläse 48,
Belüftungsauslässe 12, die in der Gegenelektrode 2
vorgesehen sind) zum Führen der Luft im Abschnitt der
Heizwalze 3 und aus der Vorrichtung heraus vorgesehen.
Die Feuchtigkeit kann durch die Erwärmung mittels der
Belüftungseinrichtung effizient aus dem Förderweg ent
fernt werden. Durch Befestigen von Sieben mit geeigneter
Grobheit an den Belüftungsanschlüssen 20 und 24 kann das
Einströmen und Ausströmen von Stäuben verhindert werden.
Fig. 2 ist eine Darstellung, die im Querschnitt einen
Abschnitt der in Fig. 1 gezeigten Heizwalze 3 längs der
Linie II-II zeigt. In dieser Ausführungsform umfaßt die
Heizwalze 3 einen wärmebeständigen Gummiabschnitt 47 zum
Befördern des Aufzeichnungspapiers, während dieses er
wärmt wird, einen hohlen wärmeleitenden axialen Kern 46,
der durch die Vorrichtung 100 für elektrostatische Auf
zeichnungen drehbar unterstützt ist und für eine gleich
mäßige Wärmeverteilung im wärmebeständigen Gummiabschnitt
47 verwendet wird, und eine Heizung, die in dem wärmelei
tenden axialen Kern 46 angeordnet ist. Die als Heizein
richtung verwendete Walze kann die Wärme sicher an das
Aufzeichnungspapier übertragen, indem sie direkt mit dem
Aufzeichnungsmedium in Kontakt gelangt. Die Walze besitzt
außerdem das Merkmal, daß ihre Struktur einfach ist und
daß sie das Aufzeichnungspapier nur in geringem Ausmaß
beschädigt, außerdem kann die Heizwalze zugleich als
Förderwalze dienen. Da in der Heizwalze 3 die Neigung
besteht, daß die Wärmeabstrahlung am Kantenabschnitt in
Längsrichtung erhöht ist, kann die Wärmeerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung im wärmeleitenden axialen Kern 46 im
Kantenabschnitt geringer als im Mittelabschnitt in Längsrichtung
festgesetzt sein. Dadurch kann die Wärmemenge,
die auf das Aufzeichnungspapier aufgebracht wird, in
Breitenrichtung des Aufzeichnungspapiers im wesentlichen
gleichmäßig gemacht werden, so daß auch der Oberflächen
widerstand gleichmäßig gemacht werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der Gegenelektrode 2, die in
der Ausführungsform von Fig. 1 verwendet wird. In dieser
Ausführungsform sind in Breitenrichtung in bezug auf die
Förderrichtung des Aufzeichnungspapiers 29 Belüftungsan
schlüsse 12 mit zickzackförmigem Verlauf gebildet, wo
durch die Temperaturverteilung im Aufzeichnungspapier 29
im wesentlichen gleichmäßig gemacht wird.
Nun wird die Konstruktion einer Einrichtung zum Erzeugen
des latenten Bildes (Latentbild-Erzeugungseinheit) be
schrieben.
Die Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten Bildes
ist in der der Feuchtigkeitseinstelleinrichtung folgenden
Stufe vorgesehen. Die Gegenelektrode 2 ist so beschaffen,
daß sie der Einrichtung 1 zum Erzeugen des latenten
Bildes durch das Aufzeichnungspapier 29 zugewandt ist. In
Förderrichtung hinter der Einrichtung 1 für die Erzeugung
des latenten Bildes ist ein Ladungsmengendetektor 13
vorgesehen, der die Ladungsmenge des Aufzeichnungspapiers
29 mißt. In Förderrichtung weiter stromabseitig sind zwei
Förderwalzen 14 vorgesehen, die das Aufzeichnungspapier
befördern. Die Einrichtung 1 für die Erzeugung des laten
ten Bildes sowie ihre Funktionsweise werden später im
einzelnen beschrieben.
Nun wird die Konstruktion der Entwicklereinrichtung
beschrieben. Die Entwicklereinrichtung 4 ist an der
nächsten Stufe hinter der Einrichtung 1 für die Erzeugung
des latenten Bildes vorgesehen. An der Einlaßseite der
Entwicklereinrichtung 4 ist ein Aufzeichnungspapier-
Positionssensor 15 vorgesehen, der die Ankunft des Auf
zeichnungspapiers erfassen kann. Die Entwicklereinrich
tung 4 umfaßt Entwicklereinheiten 4a bis 4d, die den
Farben Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz entsprechen. Die
Reihenfolge dieser Farben ist nicht auf die gezeigte
Reihenfolge eingeschränkt.
An der Unterseite der Entwicklereinrichtung 4, d. h.
dort, wo der Toner am Aufzeichnungspapier anhaftet, ist
eine Papierführung 42 mit einer oberen Führung 42a und
einer unteren Führung 42b für die Beförderung des Auf
zeichnungspapiers vorgesehen. Die untere Führung 42b der
Führung 42 besitzt eine Konstruktion, die auch als Ent
wicklergegenelektrode der Entwicklereinrichtung 4 dient.
Die Entwicklereinrichtung sowie deren Funktionsweise
werden später im einzelnen beschrieben.
Nun wird die Konstruktion der Auswurfeinheit beschrieben.
Das in Aufzeichnungspapier-Förderrichtung stromabseitige
Ende der Entwicklereinrichtung 4 dient als Auswurfein
heit. In dieser Auswurfeinheit sind zwei Förderwalzen 16
für die Beförderung des Aufzeichnungspapiers, ein Auf
zeichnungspapier-Auswurfschlitz 17 und ein Papierauswurf
magazin 18 vorgesehen.
Die Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen
besitzt ferner eine Steuereinheit 5, die sowohl jede der
Einrichtungen als auch die Beförderung des Aufzeichnungs
papiers steuert, indem sie Sensorausgangssignale des
Aufzeichnungspapiereinführungs-Detektors 8, des Ladungs
mengen-Detektors 13, des Aufzeichnungspapierpositions-
Sensors 15 und dergleichen empfängt. Die Steuereinheit 5
wird später im einzelnen beschrieben.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 1 die Aufzeichnungsoperation
der Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen
beschrieben.
Wenn das Aufzeichnungspapier 29 von der Bedienungsperson
durch den Aufzeichnungspapier-Einführungsschlitz 7 in die
Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen
eingeführt wird, wird die Aufzeichnungspapier-Einfüh
rungsinformation durch den Aufzeichnungspapier-Einfüh
rungsdetektor erfaßt. Dann wird die Temperatur der
Heizwalze 3 auf eine vorgegebene Temperatur erhöht,
ferner wird die Vorrichtung in einen Aufzeichnungsmodus
versetzt. Wenn danach von der Bedienungsperson mittels
einer Bedienungskonsole 19 ein Signal für den Beginn der
Aufzeichnungsoperation eingegeben wird, dreht sich die
Heizwalze 3 in der Darstellung im Uhrzeigersinn, wodurch
das Aufzeichnungspapier 29 an eine Position direkt unter
der Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten Bildes
befördert wird. Danach werden in der Einrichtung 1 für
die Erzeugung des latenten Bildes in Übereinstimmung mit
der Bildinformation Ionen auf das Aufzeichnungspapier 29
gestrahlt. Hierbei wird an die Position, die einem Ab
schnitt mit hoher Bildinformationsdichte entspricht, eine
große Ionenmenge gestrahlt. Die Operation der Erzeugung
des latenten Bildes wird später im einzelnen beschrieben.
Das auf dem Aufzeichnungspapier 29 in Übereinstimmung mit
der Bildinformation wie oben erwähnt erzeugte elektrosta
tische latente Bild wird von der Entwicklereinrichtung 4
entwickelt. Die Entwicklung erfolgt mittels eines Verfah
rens, in dem Toner 53, der mit einer Polarität aufgeladen
ist, die zu der Polarität der von der Einrichtung 1 für
die Erzeugung des latenten Bildes gestrahlten Ionen
entgegengesetzt ist, wahlweise an dem Abschnitt haftet,
auf den der Ionenfluß gestrahlt wurde, wodurch ein Toner
bild erzeugt wird.
Nachdem das Tonerbild der ersten Farbe wie oben erwähnt
erzeugt worden ist, wird das Aufzeichnungspapier 29
wieder zur Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten
Bildes zurückgeführt, woraufhin die Operation der Einheit
für die Erzeugung des latenten Bildes in ähnlicher Weise
wiederholt wird, und dies für sämtliche Farbinformatio
nen, so daß die Tonerbilder der entsprechenden Farben auf
dem Aufzeichnungspapier 29 übereinandergelegt werden und
ein Vollfarbenbild oder dergleichen erhalten werden kann.
Hierbei ist die Entwicklereinrichtung 4 so angeordnet,
daß sie sich in einem vorgegebenen Abstand von der Pa
pierführung 42b auf der Positionierungsseite entsprechend
der zu entwickelnden Farbe befindet. Wenn zur Entwicklung
einer weiteren Farbe geschaltet wird, wird die Entwick
lereinrichtung 4 als Antwort auf das Ende der Entwicklung
vom Förderweg entfernt.
Hierbei wird vorzugsweise das Aufzeichnungspapier zwi
schen der Entwicklereinrichtung und der Heizwalze hin und
her bewegt. Somit kann eine Druckumgebung zum Zeitpunkt
der Erzeugung eines Bildes für jede der Farben mittels
einer einzigen Feuchtigkeitseinstelleinrichtung gleichmä
ßig gehalten werden.
In der gezeigten Ausführungsform erfolgt für das Auf
zeichnungspapier 29 keine gleichmäßige Ladeoperation.
Durch Anordnen einer Ladeeinheit für ein gleichmäßiges
Laden an einer frühen Stufe in Richtung der Einführung
des Aufzeichnungspapiers in die Einrichtung 1 für die
Erzeugung des latenten Bildes und durch Neutralisieren
der Ladungen durch die Einrichtung 1 für die Erzeugung
des latenten Bildes wird ein elektrostatisches latentes
Bild und schließlich ein permanentes Bild erzeugt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine einzige
Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten Bildes
vorgesehen. Wenn jedoch so viele Einrichtungen für die
Erzeugung des latenten Bildes vorgesehen sind wie Ent
wicklereinrichtungen 4 vorhanden sind, ist es ausrei
chend, das Aufzeichnungspapier 29 nur in einer Richtung
zu befördern, ohne das Aufzeichnungspapier 29 in entge
gengesetzter Richtung zu bewegen, so daß die Aufzeich
nungsgeschwindigkeit erhöht werden kann.
Nun wird die Funktionsweise jeder Einheit im einzelnen
beschrieben.
Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 4A und 4B die Funk
tionsweise der Einrichtung für die Erzeugung des latenten
Bildes beschrieben. Fig. 4A ist eine Querschnittsansicht
der Einrichtung für die Erzeugung des latenten Bildes zu
dem Zeitpunkt, zu dem ein Ionenfluß erzeugt wird.
Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 4A die Operation erläu
tert, wenn der Ionenfluß erzeugt wird. Eine Ionenerzeu
gungsquelle 27 gemäß dieser Ausführungsform umfaßt einen
Draht 31, der im wesentlichen parallel zur Breitenrich
tung (senkrecht zur Papierfläche) eines als Aufzeich
nungsmedium dienenden dielektrischen Materials 29 ge
spannt ist, und ein Drahtgehäuse 32, das in Richtung des
Aufzeichnungsmediums einen Öffnungsabschnitt besitzt und
so beschaffen ist, daß es den Draht 31 in dessen Längs
richtung abdeckt. Zwischen den Draht 31 und das Drahtge
häuse 32 wird mittels einer Hochspannungsquelle 40 eine
hohe Gleichspannung angelegt, um Ionen zu erzeugen, so
daß in der Nähe des Drahts 31 Ionen erzeugt werden.
Zwischen der Ionenerzeugungsquelle 27 und dem als Auf
zeichnungsmedium dienenden dielektrischen Material 29
sind eine erste Blendenelektrode 33 und eine zweite
Blendenelektrode 36 vorgesehen, die um einen vorgegebenen
Abstand getrennt sind und zwischen denen sich Isolierma
terial 35 befindet. Ein Blendenabschnitt 37 verläuft
durch die erste Blendenelektrode 33, die zweite Blenden
elektrode 36 und das Isoliermaterial 35. Zwischen die
zweite Blendenelektrode 36 und die an der Rückseite des
dielektrischen Materials 29 ausgebildete Gegenelektrode 2
wird durch eine Vorspannungsquelle 39 eine Vorspannung
angelegt, wodurch ein elektrisches Feld in einer Richtung
erzeugt wird, durch das die Ionen 28 in Richtung zur
Gegenelektrode 2 beschleunigt werden. Ferner wird zwi
schen der ersten Blendenelektrode 33 und der zweiten
Blendenelektrode 36 mittels einer Steuerspannungsquelle
38 eine Spannung angelegt, durch die ein elektrisches
Steuerfeld 34 erzeugt wird.
Da in Fig. 4A das elektrische Steuerfeld 34 ein beschleu
nigendes elektrisches Feld ist, das die Ionen 28 zum
dielektrischen Material 29 beschleunigt, bewegen sich die
von der Ionenerzeugungsquelle 27 erzeugten Ionen 28 durch
den Blendenabschnitt 37, der wie erwähnt durch die erste
Blendenelektrode 33, das Isoliermaterial 35 und die
zweite Blendenelektrode 36 verläuft, und werden auf das
dielektrische Material 29 gestrahlt. Wie oben erwähnt,
wird der von der Ionenerzeugungsquelle erzeugte Ionenfluß
auf das dielektrische Material 29 gestrahlt und bildet
auf dem dielektrischen Material 29 ein elektrostatisches
latentes Bild.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 4B die Operation beschrieben,
mit der die Abstrahlung des Ionenflusses unterdrückt
wird.
In dieser Ausführungsform wird ein elektrisches Potential
der Steuerquelle in Übereinstimmung mit der Druckbildin
formation geändert, ferner wird die Richtung des elektrischen
Steuerfeldes 34, das zwischen der ersten Blenden
elektrode 33 und der zweiten Blendenelektrode 36 erzeugt
wird, geändert. Da in Fig. 4B das elektrische Feld ein
elektrisches Unterdrückungsfeld ist, das die Bewegung der
Ionen 28 zum dielektrischen Material 29 unterdrückt,
bewegen sich die Ionen 28 nicht durch die Blendenöffnung
37, die durch die erste Blendenelektrode 33, das Isolier
material 35 und die zweite Blendenelektrode 36 verläuft.
Somit wird der Ionenfluß nicht auf das als Aufzeichnungs
medium dienende dielektrische Material 29 gestrahlt, so
daß sich das Oberflächenpotential des dielektrischen
Materials 29 nicht ändert.
Wie oben erwähnt, kann durch Steuern des Durchgangs und
durch Unterdrücken des in den Fig. 4A und 4B gezeigten
Ionenflusses mittels des elektrischen Potentials der
Steuerquelle 38 in Übereinstimmung mit der aufzuzeichnen
den Bildinformation das elektrostatische latente Bild auf
dem als Aufzeichnungsmedium dienenden dielektrischen
Material 29 erzeugt werden.
In dieser Ausführungsform sind längs des Drahts 31 in
vorgegebenen Abständen in Breitenrichtung des dielektri
schen Materials 29 mehrere Blendenabschnitte 37 ausgebil
det. Die erste Blendenelektrode 33 und die zweite Blen
denelektrode 36 sind so beschaffen, daß sie eine Durch
gangsmenge jedes Ionenflusses durch die Blendenabschnitte
37 steuern. Eine Schaltungsanordnung für die Steuerquelle
ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform eingeschränkt,
statt dessen kann jede Konstruktion verwendet werden,
solange diese die obige Operation ausführen kann.
Vorzugsweise ist die Gegenelektrode auf seiten der Blen
denelektrode konvex geformt. Wenn hierbei die Positionen
in Höhenrichtung und eine Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen der Heizwalze 3 und den Förderwalzen 14 in der
Weise gesetzt sind, daß das Aufzeichnungspapier im Blen
denabschnitt der Blendenelektrode eng an der Gegenelek
trode anhaftet, kann der Abstand zwischen der Blenden
elektrode und dem Aufzeichnungspapier sicher auf einen
vorgegebenen Wert eingestellt werden. Dadurch kann das
latente Bild stabil erzeugt werden.
In den Fig. 5A und 5B sind beispielhafte Formen der
Blendenelektroden gezeigt. Die Blendenelektrode hat die
Form matrixförmiger Verdrahtungswege, wie in den Fig. 5A
und 5B gezeigt ist, wobei eine Spaltenmatrix, die durch
die erste Blendenelektrode 33 gebildet ist, und eine
Zeilenmatrix, die durch die zweite Blendenelektrode 36
gebildet ist, nacheinander gewählt werden und wobei die
Richtung des elektrischen Steuerfeldes 34 wie in den
Fig. 4A und 4B gezeigt in Übereinstimmung mit der Druck
bildinformation entsprechend dem ausgewählten Blendenab
schnitt 37 gesteuert wird, wodurch der Durchgang des
Ionenflusses gesteuert wird.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 6A und 6B die Operation
der variablen Führung 9 beschrieben, wenn das Aufzeich
nungspapier eingeführt (zugeführt) ist und wenn das
Aufzeichnungspapier für die Hin- und Herbewegung zurück
geführt wird. Die Fig. 6A und 6B sind Querschnittsansich
ten der Zuführeinheit für das Aufzeichnungspapier.
Wenn das Aufzeichnungspapier 29 von der Bedienungsperson
durch den Aufzeichnungspapier-Einführungsschlitz 7 in die
Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen ein
geführt wird, wird die Aufzeichnungspapier-Einführungs
information vom Aufzeichnungspapiereinführungs-Detektor 8
erfaßt. Somit wird die Temperatur der Heizwalze 3 auf
eine vorgegebene Temperatur erhöht, woraufhin die Vor
richtung in einen Aufzeichnungsmodus versetzt wird.
Dieser Zustand wird auf der Anzeige in der
Bedienungskonsole 19 angezeigt und somit dem Benutzer
gemeldet. Wenn danach von der Bedienungsperson über die
Bedienungskonsole 19 ein Signal für den Beginn der Auf
zeichnungsoperation eingegeben wird, dreht sich die
Heizwalze 3 wie durch den Pfeil E in der Darstellung
gezeigt im Uhrzeigersinn, wobei das Aufzeichnungspapier
29 an eine Position direkt unter der Einrichtung 1 für
die Erzeugung des latenten Bildes befördert wird. Hierbei
wird die Drehung der Heizwalze 3 mittels einer Synchroni
sierriemenscheibe 64 an eine Drehmomenterzeugungseinrich
tung 11 übertragen.
In Verbindung mit der Drehung wird ein an der Ausgangs
stufe der Drehmomenterzeugungseinrichtung 11 befestigter
Ausgabearm 43 in der durch den Pfeil F in der Darstellung
gezeigten Richtung um eine vorgegebene Strecke angehoben,
wodurch die variable Führung 9 in Richtung des Pfeils F
in der Darstellung mittels eines Führungshebearms 10
angehoben wird. Da die Drehmomenterzeugungseinrichtung 11
einen Schlupf wenigstens mit einem vorgegebenen Drehmo
ment bewirkt, kann durch Vorsehen einer Positionsbegren
zungseinrichtung (nicht gezeigt) eine Grenze der Bewegung
der variablen Führung 9 festgelegt werden. Hierbei ist
die variable Führung 9 so positioniert, daß eine Vorder
kante in Einführungsrichtung des Aufzeichnungspapiers 29
mit der Heizwalzenkontaktseite der Gegenelektrode 2 in
Kontakt gelangt.
Das über die Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten
Bildes beförderte Aufzeichnungspapier 29 wird zwischen
den ersten Förderwalzen 14a und 14b angeordnet, die sich
in der gleichen Richtung wie die Heizwalze 3 drehen,
wodurch das Aufzeichnungspapier 29 befördert wird.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 6B die Operation beschrieben,
in der das Aufzeichnungspapier zurückgeführt wird.
Nach Beendigung der Entwicklung einer Farbe beginnen die
Heizwalze 3, die ersten Förderwalzen 14a und 14b und
zweite Förderwalzen 16a und 16b mit einer Drehung im
Gegenuhrzeigersinn in der Darstellung, so daß das Auf
zeichnungspapier 29 in der durch den Pfeil gezeigten
Richtung zurückgeführt wird. Hierbei dreht sich die
Drehmomenterzeugungseinrichtung 11 in einer Richtung, die
der Richtung für den Papiervorschub entgegengesetzt ist,
zieht den Ausgabearm 43 in Richtung eines Pfeils F' in
der Darstellung nach unten und zieht außerdem die varia
ble Führung 9 nach unten. Dadurch wird eine hintere Kante
in Vorschubrichtung des Aufzeichnungspapiers 29 gleichmä
ßig zur variablen Führung 9 geführt. Wie oben erwähnt,
kann ein als Aufzeichnungspapier dienender zugeschnitte
ner Bogen stabil wiederholt und hin und her befördert
werden, ohne daß im Förderweg ein Papierstau verursacht
wird.
Durch Vorsehen der variablen Führung, die in vertikaler
Richtung in Übereinstimmung mit der Förderrichtung des
zugeschnittenen Bogens wie oben erwähnt bewegt wird, kann
ein Papierstau während der Hin- und Herbewegung des
zugeschnittenen Bogens verhindert werden.
Nun werden mit Bezug auf Fig. 7 die Operationen der
Entwicklereinheiten 4a bis 4d beschrieben. Fig. 7 zeigt
einen Querschnitt einer der Entwicklereinheiten 4a bis
4d.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Entwicklerein
richtung 4 eine Flüssigentwicklervorrichtung mit flüssi
gem Toner, wobei der Toner 53, der in einer vorgegebenen
Menge in einem dispersiven Medium 52 gleichmäßig disper
giert ist, in einer Entwicklereinheitabdeckung 54 einge
schlossen ist. Eine Entwicklerwalze, wovon ein Teil in
den flüssigen Toner eingetaucht ist und ein weiterer Teil
von der Entwicklereinheitabdeckung 54 vorsteht, wird in
der Entwicklereinrichtung 4 gehalten. Die Entwicklerwalze
ist konstruiert aus einer Entwicklerwalzendrehachse 56,
die so angeordnet ist, daß die Drehachse in Breitenrich
tung im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung des
Aufzeichnungspapiers 29 verläuft, und aus einem Toner
halteabschnitt 49, der sich um die Entwicklerwalzendreh
achse 56 dreht und dabei den flüssigen Toner an der
Umfangsfläche hält.
Zum Zeitpunkt der Entwicklungsoperation bewegt sich die
Entwicklereinrichtung 4 in der Darstellung nach unten,
bis zwischen der Entwicklereinrichtung 4 und der Entwick
lergegenelektrode 55 ein vorgegebener Spalt vorhanden
ist. Ferner dreht sich die Entwicklerwalze synchron mit
der Drehung der Förderwalzen 14 oder dergleichen. Bei der
Drehung der Entwicklerwalze haftet der flüssige Toner wie
eine Schicht an der Umfangsfläche der Entwicklerwalze an.
In der vorliegenden Ausführungsform ist an der Flüssig
toner-Abziehseite der Entwicklerwalze eine Steuerklinge
50 angeordnet, die die Dicke der Schicht des flüssigen
Toners, der an der Entwicklerwalze haftet, steuert.
Ferner kann durch Vorsehen einer Abkratzklinge 51, die
von der Umfangsfläche der Entwicklerwalze den flüssigen
Toner bei der Drehung der Entwicklerwalze abkratzt, der
erneut in der Entwicklereinrichtung 4 gesammelt wird,
eine Schicht mit stets frischem flüssigen Toner auf der
Umfangsfläche der Entwicklerwalze ausgebildet werden.
In einem Spaltabschnitt zwischen der Entwicklerwalze und
der Entwicklergegenelektrode 55 wird durch das auf dem
Aufzeichnungspapier 29 erzeugte elektrostatische latente
Bild ein (in der Darstellung) nach unten gerichtetes
elektrisches Feld für den aufgeladenen Toner erzeugt,
wobei der Toner 53 aufgrund einer Elektrophorese zum
Aufzeichnungspapier bewegt wird und ein Tonerbild erzeugt
wird.
Nun wird die Steueroperation unter Verwendung der La
dungsmengenerfassungseinheit 13 beschrieben.
Nachdem das latente Bild auf dem Aufzeichnungspapier 29
gebildet ist, wird das Oberflächenpotential des Aufzeich
nungspapiers 29 durch den Ladungsmengendetektor 13 gemes
sen und mit einer Menge abgestrahlter Ionen verglichen,
die für ein solches Oberflächenpotential erforderlich
ist, so daß die Eigenschaften des Aufzeichnungspapiers
erhalten werden können. Durch Steuern eines Vorspannungs
potentials der Entwicklereinrichtung auf der Grundlage
der Information bezüglich dieser Eigenschaften kann ein
Oberflächenwiderstandswert des Aufzeichnungspapiers
innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gesteuert werden,
so daß stets ein stabiles Bild erhalten werden kann.
Sobald die Eigenschaften des Aufzeichnungspapiers durch
die Messung im Ladungsmengendetektor 13 einmal erfaßt
worden sind (Eigenschaftserfassungsmodus), wird das
Aufzeichnungspapier zur Einrichtung 1 für die Erzeugung
des latenten Bildes zurückgeführt, wobei die Ionenbe
strahlungsmenge auf der Grundlage der obigen Information
korrigiert wird, so daß stets ein stabiles Bild erhalten
werden kann (Bilderzeugungsmodus). Ferner kann durch
Steuern der Temperatur der Heizwalze eine ähnliche Wir
kung erhalten werden.
Durch Vorsehen eines Feuchtigkeitssensors in der Vorrich
tung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen und durch
Auswerten der Eigenschaften des Aufzeichnungspapiers in
Verbindung mit der Feuchtigkeitsinformation kann die
Genauigkeit der obigen Steuerung verbessert werden.
Nun werden die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der
Erfindung mit Bezug auf die Fig. 8 und 9 genauer be
schrieben.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines Steuersignal-Blockschalt
bilds der erfindungsgemäßen Vorrichtung für elektrostati
sche Aufzeichnungen.
In dem stromabseitig von der Einrichtung 1 für die Erzeu
gung des latenten Bildes angeordneten Ladungsmengendetek
tor 13 wird eine Ausgangsspannung in Übereinstimmung mit
einem elektrischen Potential eines elektrostatischen
latenten Referenzbildes, das auf dem Aufzeichnungspapier
29 gebildet wird, erzeugt. Ein vom Ladungsmengendetektor
13 erzeugtes Ausgangssignal wird in die Steuereinheit 5
eingegeben. Von einer Einstelleinheit 86 für die Heizein
richtungs-Leistungsquelle, von einer Einstelleinheit 87
für die Steuerleistungsquelle und von einer Einstellein
heit 88 für die Entwicklervorspannungsleistungsquelle
werden Ausgangskorrekturbeträge berechnet, wobei die
korrigierten Steuerbeträge in eine Leistungsquelle 81
eingegeben werden. Die Leistungsquellen-Steuerbeträge,
die von den Einstelleinheiten erzeugt werden, werden an
eine Heizeinrichtungs-Leistungsquelle 82, eine Steuerlei
stungsquelle 83 und eine Entwicklervorspannungs-Lei
stungsquelle 84 geliefert. Dann werden dem Leistungsquel
len-Steuerbetrag entsprechende Spannungen erzeugt. Die
von den Leistungsquellen erzeugten Spannungen werden in
eine Heizeinrichtung 45, in die erste Blendenelektrode 33
und in die Entwicklereinheit 4 eingegeben. Die von der
Heizeinrichtung erzeugte Wärmemenge, die Ionenstrahlungs
menge und die Entwicklervorspannung werden durch korri
gierte Werte gesteuert.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Fluß von
Signalen bezüglich der Messung der Eigenschaften des
Aufzeichnungspapiers und der Steuerung eines Drucksteue
rungsbetrags auf der Grundlage des Meßergebnisses gezeigt
ist, kann in der Steuereinheit 5 auch eine andere für den
Druck notwendige Steuerung ausgeführt werden.
Fig. 9 zeigt ein beispielhaftes Flußdiagramm eines
Schrittes zur Erfassung von Eigenschaften eines Aufzeich
nungspapiers (Erfassungsmodus) der Vorrichtung für elek
trostatische Aufzeichnungen gemäß der vorliegenden Erfin
dung. Der Schritt umfaßt einen Feuchtigkeitseinstell
schritt (Heizschritt) für das Aufzeichnungspapier, einen
Eigenschaftserfassungsschritt für das als Aufzeichnungs
medium dienende Aufzeichnungspapier und einen Schritt der
Erzeugung des latenten Bildes.
Wenn von der Bedienungskonsole 19 eine Druckoperation
angewiesen wird, wird an die Heizeinrichtung in dem
wärmeleitenden axialen Kern 46 ein Strom geliefert,
wodurch die Heizwalze 3 Wärme erzeugt. Außerdem dreht
sich die Heizwalze 3, wodurch das Aufzeichnungspapier 29
in die Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnun
gen befördert wird (S1). Wenn das Aufzeichnungspapier 29
bei der Einrichtung 1 für die Erzeugung des latenten
Bildes angekommen ist, wird ein elektrostatisches laten
tes Referenzbild unter vorgegebenen Druckbedingungen
erzeugt (S2). Das Aufzeichnungspapier 29 wird weiter
befördert, wobei dann, wenn der Abschnitt, auf dem das
elektrostatische latente Referenzbild ausgebildet ist,
den Ladungsmengendetektor 13 erreicht, eine Ladungsmenge
des elektrostatischen latenten Referenzbildes in der
Ladungsmengenerfassungseinheit 13 erfaßt wird (S3). Die
Ladungsmenge des gemessenen elektrostatischen latenten
Referenzbildes wird mit einer Referenzladungsmenge ver
glichen, wobei eine Abweichung zwischen ihnen berechnet
wird (S4).
Wenn durch die Erwärmung und die Beförderung des Auf
zeichnungspapiers keine ausreichende Entfeuchtung statt
gefunden hat, nimmt der Oberflächenwiderstand des Auf
zeichnungspapiers 29 ab. Daher werden die Ladungen des
Aufzeichnungspapiers 29 in Breitenrichtung des Aufzeich
nungspapiers 29 verteilt. Die zu messende Ladungsmenge
nimmt bei einem Anstieg des Feuchtigkeitsgehalts des
Aufzeichnungspapiers 29 ab. Daher ist es ausreichend, die
Referenzladungsmenge aus einem zulässigen Wert für den
Verteilungsgrad des elektrostatischen latenten Bildes zu
bestimmen.
Wenn die Ladungsmenge des elektrostatischen latenten
Referenzbildes höher als die Referenzladungsmenge ist,
geht die Verarbeitung weiter zur Korrektur der Bedingun
gen für die Erzeugung des latenten Bildes oder derglei
chen. Wenn sie jedoch niedriger als die Referenzladungs
menge ist, wird untersucht, ob eine Korrekturhistorie
vorhanden ist (S6). Danach wird auf der Grundlage einer
Abweichung vom Referenzwert der Ladungsmenge ein Tempera
turkorrekturkoeffizient berechnet (S7), wodurch die
Temperatur der Heizeinrichtung (S8) korrigiert wird.
Anschließend wird das Aufzeichnungspapier erneut erwärmt
und befördert, wird ein elektrostatisches latentes Refe
renzbild erzeugt und wird die Ladungsmenge erfaßt. Wenn
andererseits die Ladungsmenge des elektrostatischen
latenten Referenzbildes gleich oder größer als der Refe
renzwert ist, werden ein Steuerleistungsquellen-Korrek
turkoeffizient und ein Entwicklervorspannungsleistungs
quellen-Korrekturkoeffizient auf der Grundlage einer
Abweichung von der Ladungsmenge zu diesem Zeitpunkt
berechnet (S10). Die Steuerspannung und die Entwickler
vorspannung werden korrigiert (S11).
Danach wird das Aufzeichnungspapier 29 zurückgeführt
(S12), woraufhin ein elektrostatisches latentes Bild
erzeugt wird (S13).
Fig. 10 ist eine Darstellung einer weiteren Ausführungs
form der Heizeinrichtung, die in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnungen eine
Feuchtigkeitseinstelleinrichtung bildet, wobei die Heiz
einrichtung im Querschnitt gezeigt ist. In dieser Ausfüh
rungsform ist im Belüftungsweg 23 eine Heizschlange 65
vorgesehen, die auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt
wird. Ferner ist das Belüftungsgebläse 48 im Kniestück 22
angeordnet, wobei die Luft in der durch die Pfeile ange
zeigten Richtung zirkuliert, wodurch das Aufzeichnungspa
pier 29 erwärmt wird.
Fig. 11 zeigt eine nochmals weitere Ausführungsform einer
Heizeinrichtung, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
für elektrostatische Aufzeichnungen als Feuchtigkeitsein
stelleinrichtung dient. In dieser Ausführungsform ist die
Heizeinrichtung 45 in die Oberfläche gegenüber der Auf
zeichnungspapiervorschubseite der Gegenelektrode 2 einge
bettet, wodurch das Aufzeichnungspapier 29 gleichmäßig
erwärmt wird. Die Förderwalze 3 besitzt nicht die kompli
zierte Konstruktion, die in Fig. 2 gezeigt ist, sondern
kann durch eine Gummiwalze gebildet sein, die für allge
meine Büroausstattungen verwendet wird, so daß die Vor
richtung mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
In der Ausführungsform kann durch Verwenden eines Materi
als mit guter Wärmeleitfähigkeit für das Material der
Gegenelektrode 2 das Aufzeichnungspapier in der Einheit
für die Erzeugung des latenten Bildes erwärmt werden.
Somit kann die Steuerung für die Einstellung des Oberflä
chenwiderstandes des Aufzeichnungspapiers in einen vorge
gebenen Bereich sicherer ausgeführt werden.
Fig. 12 ist eine Darstellung einer weiteren Ausführungs
form der Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnungen
gemäß der Erfindung, die die Vorrichtung im Querschnitt
zeigt. Die Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß im Aufzeichnungspapier-Förderweg in einem Bereich
zwischen dem Einführen des Aufzeichnungspapiers 29 in die
Vorrichtung 100 für elektrostatische Aufzeichnungen und
der Beförderung zur Einrichtung 1 für die Erzeugung
elektrostatischer latenter Bilder eine Beschichtungsein
richtung 45 für die Aufbringung einer als dielektrische
Schicht dienenden Beschichtung auf das Aufzeichnungspa
pier 29 angeordnet ist. Als Beschichtungsmaterial können
ein Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat, ein
Styrolalkydharz, ein Methacrylharz, ein Copolymerharz aus
Styrol und Butadien oder dergleichen verwendet werden.
In der Ausführungsform von Fig. 12 wird ein im Behälter
121 befindliches Beschichtungsmaterial mittels einer
Walze 122 dünn auf das Aufzeichnungspapier aufgetragen.
In einem weiteren Verfahren, in dem ein wie eine Walze
gewickelter dünner Film, der für die Bildung der Be
schichtung verwendet wird, herausgezogen wird, kann der
Film mittels einer Walze ebenfalls am allgemeinen Papier
anhaften. In dieser Ausführungsform können durch Aufbrin
gen einer dielektrischen Substanz, deren Isolierwider
stand nahezu die gleichen Eigenschaften wie jener eines
eine dielektrischen Schicht des herkömmlichen elektrosta
tischen Aufzeichnungspapiers bildenden Materials besitzt,
nahezu konstante Oberflächeneigenschaften unabhängig vom
Material des verwendeten Aufzeichnungspapiers erhalten
werden, so daß stets ein gutes Bild gedruckt werden kann.
Die Heizeinrichtung, die in Fig. 11 gezeigt ist, kann
auch für die sofortige Trocknung der von der Beschichtungseinrichtung
45 aufgebrachten Beschichtung verwendet
werden.
Gemäß der Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnungen
der Erfindung wird nach Erhöhen des Oberflächenwider
standswerts des Aufzeichnungsmediums ein latentes Bild
erzeugt, so daß dieses latente Bild direkt auf dem Auf
zeichnungsmedium erzeugt werden kann, dessen Oberflächen
widerstandswert sich bei einer Änderung der Umgebungs
feuchtigkeit verändert. Da die Menge der Ionen, die auf
das Aufzeichnungsmedium gestrahlt werden, oder die Ent
wicklermenge in Übereinstimmung mit der Ladungsaufnahme
eigenschaft des Aufzeichnungsmediums gesteuert wird, kann
selbst in dem Fall, in dem sich der Oberflächenwider
standswert des Aufzeichnungsmediums in Abhängigkeit von
der Umgebungsfeuchtigkeit ändert, in einer Vorrichtung
für elektrostatische Aufzeichnungen des Typs mit Ionen
fluß ein gleichmäßiges Bild aufgezeichnet werden.
Claims (15)
1. Vorrichtung für elektrostatische Aufzeichnungen,
mit
einer Zuführeinheit (6, 7, 9) zum Zuführen eines Aufzeichnungsmediums (29),
einer Einrichtung (1) für die Erzeugung eines latenten Bildes, die eine Ionenerzeugungsquelle (27) und Steuerelektroden (33, 36) für die Steuerung eines Ionen flusses aufweist, die Ionen auf das von der Zuführungs einheit (6, 7, 9) zugeführte Aufzeichnungsmedium (29) strahlt und ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt,
einer Entwicklereinrichtung (4), die das elektro statische latente Bild entwickelt, und
einer Auswurfeinheit (17, 18), die das entwic kelte Aufzeichnungsmedium (29) auswirft,
dadurch gekennzeichnet, daß
die von der Ionenerzeugungsquelle (27) erzeugten Ionen direkt auf ein das Aufzeichnungsmedium bildendes allgemeines Papier (29) gestrahlt werden und auf dem allgemeinen Papier das elektrostatische latente Bild erzeugen.
einer Zuführeinheit (6, 7, 9) zum Zuführen eines Aufzeichnungsmediums (29),
einer Einrichtung (1) für die Erzeugung eines latenten Bildes, die eine Ionenerzeugungsquelle (27) und Steuerelektroden (33, 36) für die Steuerung eines Ionen flusses aufweist, die Ionen auf das von der Zuführungs einheit (6, 7, 9) zugeführte Aufzeichnungsmedium (29) strahlt und ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt,
einer Entwicklereinrichtung (4), die das elektro statische latente Bild entwickelt, und
einer Auswurfeinheit (17, 18), die das entwic kelte Aufzeichnungsmedium (29) auswirft,
dadurch gekennzeichnet, daß
die von der Ionenerzeugungsquelle (27) erzeugten Ionen direkt auf ein das Aufzeichnungsmedium bildendes allgemeines Papier (29) gestrahlt werden und auf dem allgemeinen Papier das elektrostatische latente Bild erzeugen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
das allgemeine Papier ein Aufzeichnungsmedium
(29) ist, dessen Oberflächenwiderstandswert sich bei
Umgebungsfeuchtigkeiten von 20% bis 80% mindestens um
den Faktor 10 ändert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
das allgemeine Papier ein Aufzeichnungsmedium
(29) ist, dessen Oberflächenwiderstandswert sich bei
Umgebungsfeuchtigkeiten von 20% bis 80% in einem Be
reich im wesentlichen von 5.107 Ω bis 2.106 Ω ändert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
in Förderrichtung des Aufzeichnungsmediums (29)
vor der Einrichtung (1) für die Erzeugung des latenten
Bildes eine Feuchtigkeitseinstelleinrichtung (3, 48, 65)
für die Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts des Auf
zeichnungsmediums (29) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß
die Feuchtigkeitseinstelleinrichtung (3, 48, 65)
eine Heizeinrichtung ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß
die Heizeinrichtung eine Heizwalze (3, 46, 47)
mit einer darin angeordneten Heizeinrichtung (45) ent
hält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß
die Heizeinrichtung eine Heizeinrichtung (65) für
die Erwärmung von Luft sowie eine Gebläseeinrichtung
(48), die die erwärmte Luft auf das Aufzeichnungsmedium
(29) bläst, enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
in Förderrichtung vor der Einrichtung (1) für die
Erzeugung des latenten Bildes eine Einrichtung (121, 122)
für die Ausbildung eines Films auf dem Aufzeichnungsme
dium (29), auf dem das elektrostatische latente Bild
erzeugt werden soll, vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
eine Ladungsmengen-Erfassungseinrichtung (13), die zwischen der Einrichtung (1) für die Erzeugung des latenten Bildes und der Entwicklereinrichtung (4) ange ordnet ist und eine Ladungsmenge des Aufzeichnungsmediums (29) erfaßt, und
eine Steuereinheit (5), die die Ionenbestrah lungsmenge der Einrichtung (1) für die Erzeugung des latenten Bildes und/oder die Entwicklermenge der Entwick lereinrichtung (4) auf der Grundlage eines Ausgangs signals der Ladungsmengen-Erfassungseinrichtung (13) steuert.
eine Ladungsmengen-Erfassungseinrichtung (13), die zwischen der Einrichtung (1) für die Erzeugung des latenten Bildes und der Entwicklereinrichtung (4) ange ordnet ist und eine Ladungsmenge des Aufzeichnungsmediums (29) erfaßt, und
eine Steuereinheit (5), die die Ionenbestrah lungsmenge der Einrichtung (1) für die Erzeugung des latenten Bildes und/oder die Entwicklermenge der Entwick lereinrichtung (4) auf der Grundlage eines Ausgangs signals der Ladungsmengen-Erfassungseinrichtung (13) steuert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß
die Steuereinheit (5) auf dem Aufzeichnungsmedium
(29) ein elektrostatisches latentes Referenzbild erzeugt
und die Ladungsmenge des latenten Bildes auf der Grund
lage des elektrischen Oberflächenpotentials steuert, das
von der Ladungsmengen-Erfassungseinrichtung (13) erfaßt
wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß
die Einrichtung (1) für die Erzeugung des laten ten Bildes enthält
die Einrichtung (1) für die Erzeugung des laten ten Bildes enthält
- - eine Ionenerzeugungsquelle (27),
- - Steuerelektroden (33, 36), die einen Ionen fluß zwischen der Ionenerzeugungsquelle (27) und dem Aufzeichnungsmedium (29) steuern, und
- - eine Gegenelektrode (2), die auf der der Ionenerzeugungsquelle (27) abgewandten Seite des Auf zeichnungsmediums (29) angeordnet ist, und
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß
die Einrichtung (1) für die Erzeugung eines latenten Bildes enthält:
eine Ionenerzeugungsquelle (27),
Steuerelektroden (33, 36), die einen Ionen fluß zwischen der Ionenerzeugungsquelle (27) und dem Aufzeichnungsmedium (29) steuern, und
eine Gegenelektrode (2), die auf der der Ionenerzeugungsquelle (27) abgewandten Seite des Auf zeichnungsmediums (29) angeordnet ist und zur Heizwalze (3) verlängert ist, so daß die Heizwalze (3) mit der Gegenelektrode (2) in Druckkontakt gelangt.
die Einrichtung (1) für die Erzeugung eines latenten Bildes enthält:
eine Ionenerzeugungsquelle (27),
Steuerelektroden (33, 36), die einen Ionen fluß zwischen der Ionenerzeugungsquelle (27) und dem Aufzeichnungsmedium (29) steuern, und
eine Gegenelektrode (2), die auf der der Ionenerzeugungsquelle (27) abgewandten Seite des Auf zeichnungsmediums (29) angeordnet ist und zur Heizwalze (3) verlängert ist, so daß die Heizwalze (3) mit der Gegenelektrode (2) in Druckkontakt gelangt.
13. Aufzeichnungsverfahren, das in einer Vorrichtung für
elektrostatische Aufzeichnungen ausgeführt wird, zur
Erzeugung eines latenten Bildes, bei dem Ionen von ei
ner Ionenerzeugungsquelle (27) erzeugt werden, und
Elektroden (33, 36) den Ionenfluß steuern, bei dem Io
nen auf das von der Zuführungseinheit (6, 7, 9) zuge
führte Aufzeichnungsmedium (29) gestrahlt werden, ein
elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, das elek
trostatische latente Bild von einer Entwicklungsein
richtung (4) entwickelt wird und das entwickelte Auf
zeichnungsmedium (29) durch eine Auswurfeinheit (17,
18) ausgeworfen wird,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Einstrahlen der von der Ionenerzeugungsquelle (27) er zeugten Ionen auf ein das Aufzeichnungsmedium bildendes allgemeines Papier (29) und Erzeugen des elektrostati schen latenten Bildes auf dem allgemeinen Papier.
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Einstrahlen der von der Ionenerzeugungsquelle (27) er zeugten Ionen auf ein das Aufzeichnungsmedium bildendes allgemeines Papier (29) und Erzeugen des elektrostati schen latenten Bildes auf dem allgemeinen Papier.
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die
folgenden Schritte:
Einstellen der Feuchtigkeit des Aufzeichnungsmediums (29) durch Reduzieren des Feuchtigkeitsgehaltes des Aufzeichnungsmediums (29),
danach Erzeugen eines latenten Bildes und danach Ent wickeln des erzeugten latenten Bildes.
Einstellen der Feuchtigkeit des Aufzeichnungsmediums (29) durch Reduzieren des Feuchtigkeitsgehaltes des Aufzeichnungsmediums (29),
danach Erzeugen eines latenten Bildes und danach Ent wickeln des erzeugten latenten Bildes.
15. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den
Schritt:
Erfassen einer Ladungsmenge des Aufzeichnungsmediums (29) zwischen dem Schritt dem Erzeugens des latenten Bildes und dem Entwicklungsschritt.
Erfassen einer Ladungsmenge des Aufzeichnungsmediums (29) zwischen dem Schritt dem Erzeugens des latenten Bildes und dem Entwicklungsschritt.
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- 1997-03-18 US US08/828,171 patent/US5828930A/en not_active Expired - Lifetime
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JPH09258532A (ja) | 1997-10-03 |
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