DE3403303A1

DE3403303A1 - Vervielfaeltigungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE3403303A1
Application number: DE19843403303
Authority: DE
Inventors: Masakazu Hachioji Tokio/Tokyo Fukuchi; Kunio Tama Tokio/Tokyo Ito; Kiyoshi Iruma Saitama Kimura; Hiroshi Kuru; Noriyoshi Hachioji TokioTokyo Tarumi; Hiroshi Tokunaga
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1984-08-02
Also published as: JPS59140467A; JPH0426112B2

Description

34033U3

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig

Konishiroku Photo Industry Co., Ltd Tokio, Japan · .

Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europäischer· Patentamt

Di phil G Henke' München Dip! -Ing J Pfenning. Berlin Dr rer not L Fe'ier Mancher- Dipi-lng W Ha^r'Zei. München Dipl -Phys K H Meimg. Berlin Dr Ing A Bulensehon. Berlin

Mohlstraße 37 ·
D-8000 München 80

Tel-089/982085-67 Teiex. 0529802 hnki d TeiegraTim ellipsoid Telefax (Gr 2+3)
089/9814 26

14,351/83 - Hz/Id 31. Januar 1984

Vervielfältigungsverfahren und -Vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Vervielfältigungsverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere eines elektrostatischen Vervielf.ältigungsverfahr.ens, bei dem bestimmte Bilder von einer Vorlage mit verschiedenen Bildteilen (z.B. schwarzem und farbigem Bildteil) auf einem Wiedergabe- oder Kopiermaterial erzeugt werden, oder eines elektronischen Photokopier-Verfahrens.

Wenn bei den bisherigen Vervielfältigungsverfahren für elektronische Photographie und elektrostatisches Drucken eine Vorlage, die schwarze und andersfarbige Bildteile nebeneinander aufweist, vervielfältigt wird, wird ein dem Bildteil der einen Farbe entsprechendes elektrostatisches (Ladungs-)Bild erzeugt und mit einem speziellen Entwickler für die betreffende Farbe entwickelt. Dieses Vorgehen wird für die betreffenden Bildteile der anderen Farbe(n) wiederholt. Auf diese Weise kann das eine Kombination aus mehreren Farben umfassende Vorlagenbild wiedergegeben, d.h. vervielfältigt werden. Dabei läuft das Verfahren der Bildwiedergabe so ab, daß ein elektrostatisches Bild entsprechend dem Licht von den betreffenden Bildteilen oder -bereichen der Vorlage auf einem Bildabnehmer, z.B. einer lichtempfindlichen Trommel, erzeugt, dann mittels eines Entwicklers aus einem Toner und ggf. damit vermischtem Träger entwickelt und das . erhaltene Tonerbild z.B. auf elektrostatischem Wege auf ein Übertragungsblatt übertragen und auf diesem fixiert wird.

Eine Untersuchung der vorstehend erwähnten Mehrfarbkopiarverfahren führte nun zur Erfindung in Form einer erfinderischen Kombination verschiedener bekannter Druckübertragungsverfahren .

Das Druckübertragungsverfahren ist z.B. in der JP-AS 41 679/1974, der JP-AS 22 763/1973, der JP-OS 78 559/1974 und der US-PS 3 993 825 beschrieben. Dabei wird das Tonerbild unter Druck auf ein Zwischenübertragungselement aus Gummi oder Kautschuk und von diesem weiter mittels einer Heizwalze in einem thermisch angeschmolzenen Zustand auf ein Übertragungsblatt übertragen und schließlichauf letzterem fixiert. Bei diesem Verfahren wird das Tonerbild unter Druck auf die Oberflächenschicht einer Übertragungsschicht aus einem Gummi- oder Kautschukwerkstoff übertragen, die sowohl Abdruckeigenschaften (die character) als auch Druckanhafteigenschaften für feine Teilchen besitzt. Das auf der Übertragungsschicht befindliche Tonerbild wird in Wärmeberührung mit einem Heizelement, etwa einer Heizwalze, angeschmolzen und unter Druck auf ein gleichzeitig zugeführtes Übertragungsblatt übertragen und dabei auf letzterem fixiert. Dies bedeutet, daß das durch Wärme angeschmolzene Tonerbild wegen der Abdruck- oder Übertragungseigenschaft der Übertragungsschicht ohne weiteres auf das Übertragungsblatt übertragen und auf ihm fixiert werden kann; die Tonerbild-Lösekraft (dissolving force) wird daher beim Bildübertragungsvorgang nicht beeinträchtigt; zudem

kann die Bildübertragung mit hoher Übertragungsgeschwindig-. keit erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Vervielfältigungsverfahrens oder einer -vorrichtung mit besseren Vervielfältigungseigenschaften als beim Stand der Technik zur einwandfreien Wiedergabe oder Verviel-•fältigung von Vorlagenbildern mit mindestens zwei verschiedenfarbigen Bildbereichen unter Ausnutzung der erwähnten Merkmale oder Eigenschaften des Zwischenübertragungselements.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmalen.

Gegenstand der Erfindung ist damit ein Vervielfältigungsverfahren, bei dem von einer Vorlage mit einem ersten Bildteil (z.B. einem Farbbildteil) und einem zweiten

^O Bildteil (z.B. einem schwarzen Bildteil) ein zumindest dem ersten Bildteil entsprechendes Bild auf einem Wiedergabematerial (z.B. einem Kopierpapier) erzeugt wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst ein erstes elektrostatisches Bild oder Ladungsbild auf einem Ladungsbildabnehmer (z.B. einer lichtempfindlichen Trommel) · in einem Bereich erzeugt wird, welcher den ersten und zweiten Bildteilen der Vorlage entspricht, ein zweites Ladungsbild auf einer Ladungsbildträgerschicht (z.B. einer lichtempfindlichen Schicht) eines Ladungsteilchenstrom-Steuergitters (z.B. einer lichtempfindlichen Sieboder Gittertrommel) in einem Bereich erzeugt wird, welcher dem zweiten Bildteil der Vorlage entspricht, ein Ladungsteilchenstrom einer dem ersten Ladungsbild entgegengesetzten Polarität (z.B. ein Elektronenstrom) in einen Bereich entsprechend dem zweiten Bildteil auf dem Ladungsbildabnehmer durch das Ladungsteilchenstrom-Steuergitter, projiziert wird, das so angeordnet ist, daß die Ladungsbildträgerschicht zum Ladungsbildabnehmer in Gegenüberstellung bringbar ist, das zumindest dem ersten Bildteil entsprechende Ladungsbild auf dem Ladungsbildabnehmer entwickelt wird, in einem ersten Übertragungsschritt ein im Entwicklungsvorgang erzeugtes Tonerbild auf ein (z.B. trommeiförmiges) Zwischenübertragungselement übertragen wird und in einem zweiten Übertragungsschritt

gc zumindest das auf dem Zwischenübertragungselement erzeugte Tonerbild auf ein Wiedergabematerial übertragen wird.

Die erfindungsgemäße Vervielfältigungsvorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Ladungs(träger)teilchenstrom-Steuersieb oder -gitter, durch einen sich synchron mit dem Steuergitter drehenden Ladungsbildabnehmer, durch einen in Gegenüberstellung zum Ladungsbildabnehmer innerhalb des Steuergitters angeordneten Ladungsteilchenstrom-Erzeuger, durch eine in einem Belichtungsstrahlengang angeordnete optische Einrichtung, um einander entsprechende oder miteinander übereinstimmende Stellen des Steuergitters und des Ladungsbildabnehmers mit Licht entsprechend dem ersten und/oder dem zweiten Bildteil einer Vorlage zu bestrahlen, durch Entwicklerbehälter zur Aufnahme verschiedener Tonerarten für die Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildabnehmer, durch ein Zwischenübertragungselement, das sich synchron mit dem Ladungsbildabnehmer und in Andruckberührung mit ihm dreht, und durch eine Andruckeinrichtung zum Andrücken eines Wiedergabe- oder Kopiermaterials an das Zwischenübertragungselement, um zumindest das auf dem Zwischenübertragungselement befindliche Tonerbild auf das Kopiermaterial zu übertragen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines elektrophotographischen Kopiergeräts,

Fig. 2A und 2B Schnittansichten zur Veranschaulichung

der Erzeugung eines ersten elektrostatischen Bilds bzw. Ladungsbilds,

Fig. 3 eine in stark vergrößertem Maßstab gehaltene

Schnittansicht eines lichtempfindlichen Siebs bzw. Gitters,

Fig. 4A und 4B Schnittansichten zur Veranschaulichung . . der Erzeugung eines zweiten Ladungsbilds,

Fig. 5, .6, 7A, 7B, 7C und 8 Schnittansichten zur Veranschaulichung der Arbeitsreihenfolge des Kopierverfahrens nach dem Zweifarbendruck,

Fig. 9 eine Schnittansicht eines Zwischenübertragungselements,

Fig. 10 eine graphische Darstellung des Oberflächenpotentials eines lichtempfindlichen Elements nach dem Aufprojizieren von Ladungsteilchen

und

Fig. 11 bis 14 schematische Darstellungen zur Erläuterung einer Abwandlung der Erfindung, wobei insbesondere Fig. 11 die Verteilung

elektrischer Felder bzw. Kraftlinien . (electric rays) in einem Bereich entsprechend einem schwarzen Bildteil auf dem lichtempfindlichen, Element und Fig. 12 die Bahn eines auf das lichtempfindliche Element projezierten Ladungs

teilchenstroms zeigen, Fig. 13 eine graphische Darstellung des Oberflächenpotentials in einem Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil nach dem Aufprojizieren.der Ladungsträgerteilchen zeigt und Fig. 14 eine graphische

Darstellung des Oberflächenpotentials im Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil nach dem Aufprojizieren einer übergroßen Menge an Ladungsträgerteilchen ist.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung ist die folgende Beschreibung auf die Wiedergabe oder Vervielfältigung einer zweifarbigen Vorlage beschränkt,

bei welcher ein schwarzer und ein roter Bildteil gemeinsam auf einem weißen Hintergrund vorhanden sind.

Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel für ein Vervielfältigungsgerät zur Erzeugung eines zweifarbigen Kopiebilds nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Auf der Oberseite des Geräts befindet sich ein hin- und herbewegbarer Vorlagenträger 11 zum Auflegen, einer Vorlage 5, die mittels Beleuchtungs-Lampen 12 beleuchtbar oder belichtbar ist. Weiter vorgesehen sind Spiegel 13 und 14, eine gerätefest angeordnete Linse 15, ein in den und aus dem Strahlengang bewegbares Rotfilter 16 und ein in den und aus dem Strahlengang bewegbares dichroitisches Filter 17, das Rotlicht reflektiert.und cyanfarbiges Licht, als Komplementärfarbe zu Rot, durchläßt. Im Zustand gemäß Fig. 1 ist das Rotfilter 16 aus dem Strahlengang herausgeschwenkt, während das dichroitische Filter 17 eingeschwenkt ist. Auf der Mantelfläche eines trommeiförmigen lichtempfindlichen Elements 3 befindet sich eine lichtempfindliche Schicht 2, die bei der Drehung des Elements 3 im Uhrzeigersinn durch eine Koronaaufladeeinheit 4 gleichmäßig elektrisch au'fgeladen wird. Die lichtempfindliche Schicht 2 besteht ' aus Selen oder einem organischen Halbleiter. Wenn die Schicht 2 aus Selen besteht, wird sie durch die Aufladeeinhe.it 4 positiv aufgeladen. Für die folgende Beschreibung sei ein lichtempfindliches Element aus Selen vorausgesetzt.

Um das lichtempfindliche Element 3 herum sind die elektrische Aufladeeinheit 4 für das gleichmäßige Aufladen der lichtempfindlichen Schicht 2, ein Schwarzentwickler-Behälter 18, der negativ aufgeladenen schwarzen Toner enthält, ein Rotentwickler-Behälter 19 mit negativ aufgeladenem roten Toner und eine Reinigungseinheit zum Entfernen d'es Resttoners und der Restladung von der

lichtempfindlichen Schicht 2 angeordnet. Ein trommel- · förmiges Zwischenübertragungselement 21 mit demselben c Durchmesser wie das lichtempfindliche Element 3 wird bei der Drehung- von der mit ihm in Berührung stehenden lichtempfindlichen Schicht 2 mitgenommen bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Das Zwischenübertragungselement 21 weist auf seiner Mantelfläche

-Q eine viskose Übertragungsschicht 30 auf. Das Gerät umfaßt weiterhin ein Kopierpapier-Zufuhrfach 22, eine Papier-Zufuhrrolle 23 zum vereinzelten Zuführen von Kopierpapier 32 aus dem Zufuhrfach 22, eine erste Transportrolle 24 zur Überführung des Kopierpapiers zum Zwischenübertragungselement bzw. zur Übertragungstrommel 21 sowie eine weitere Transportrolle 25 zum Einführen des Kopierpapiers zwischen das Zwischenübertragungselement 21 und eine Andruckrolle 31. In der Praxis ist außerdem eine in Fig. 1 nicht dargestellte Leitplatte.

_on für das Kopierpapier 32 vorgesehen. Das Kopierpapier

32 wird zwischen das Zwischenübertragungselement 21 und die Andruckrolle 31 eingeführt, die jeweils mit einem Heizelement 33 bzw. 34 versehen sind, wobei das Tonerbild vom Zwischenübertragungselement 21 auf das Kopier-,_ papier übertragen und gleichzeitig auf letzterem fixiert wird, worauf das Kopierpapier in ein Kopien-Ausgabefach 35 ausgetragen wird.

An der vom Zwischenübertragungselement 21 abgewandten

Seite der lichtempfindlichen Schicht 2 ist in einer vor-30

bestimmten Stellung eine einer photoelektrisch leitfähigen Schicht gegenüberstehende, zylindrische, lichtempfindliche Sieb- bzw. Gittertrommel 28 angeordnet, die synchron mit dem Vorlagenträger 11 und der lichtempfindlichen Schicht 2 entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist. Um die Außenseite der Trommel 28 herum sind eine Gitter-Aufladeeinheit 8 mit beispielsweise derselben Polarität wie die latente elektrische Ladung auf der lichtempfindlichen Schicht und eine Gitter-Ladungsbeseitigungs·

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einheit 29 in Form einer Elektrolumineszenzplatte oder einer Wechselspannung-Koronaentladungseinheit zur Beseitigung der Restladung der lichtempfindlichen Gittertrommel 28 angeordnet, während im Inneren der Gittertrommel 28 eine Ladungsteilchenquelle (Korona-Entladungseinheit) 10 zum Aufprojizieren von negativ geladenen Teilchen auf einen gegenüberstehenden Bereich des lichtempfindlichen Elements 3 angeordnet ist.

Im folgenden ist die Arbeitsweise des Vervielfältigungsgeräts mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau erläutert. Zur Erleichterung des Verständnisses ist zunächst der Ig Bilderzeugungsvorgang anhand der Fig. 2 bis 8 erläutert.

Gemäß Fig. 2A wird zunächst in einem Zustand, in welchem ein leitfähiger Träger 1 des elektrostatischen bzw. Ladungsbildabnehmers (lichtempfindliches Element) 3 mit der lichtempfindlichen Schicht 2, einer photoelektrisch leitfähigen Schicht aus Selen-Tellur o.dgl. geerdet ist bzw. an Masse liegt, die Schicht 2 durch die Korona-Aufladeeinheit 4 gleichmäßig positiv aufgeladen. Sodann wird gemäß Fig. 2B das Lichtabbild der Vorlage 5 mit dem schwarzen Bildteil B und dem roten Bildteil R über ■ das Cyan-Filter 6 auf die lichtempfindliche Trommel 2 aufgestrahlt. Dieses Filter 6 dient als optisches Mittel zum Durchlassen nur des cyanfarbigen Lichts. Auf diese Weise wird die lichtempfindliche Schicht 2 außerhalb

₃Q der den schwarzen und roten Bildteilen B bzw. R entsprechenden Bereichen mit Licht bestrahlt, so daß außerhalb dieser Bereiche die elektrostatische Ladung beseitigt wird und damit lediglich in den genannten Bereichen das erste elektrostatische Bild bzw. Ladungs-

gr bild positiver elektrostatischer Ladung erzeugt wird. Die Pfeile in Fig. 2B geben die Einfallsrichtung des Lichts- an.

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-Al·

-9-

Fig. 3 veranschaulicht in stark vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch das Ladungsteilchenstrom-Steuer- ^v gitter (lichtempfindliches Gitter) 7 in Form eines elektrisch leitfähigen Gitters 71, einer beispielsweise aus Selen-Tellur bestehenden, auf der einen Seite des Gitters 71 ausgebildeten photoelektrisch leitfähigen Schicht 72, einer auf der anderen Seite ausgebildeten

^O Isolierschicht 73 und einer auf letzterer vorgesehenen elektrisch leitenden Vorspannschicht 74. Gemäß Fig. 4A wird die photoelektrisch leitfähige Schicht 72 bei an Masse liegendem Gitter 71 mittels der Korona-Aufladeeinheit 8 gleichmäßig positiv aufgeladen. Anschließend wird gemäß Fig. 4B das Lichtabbild der Vorlage durch das Rotfilter 9 auf die Schicht 7 2 des lichtempfindlichen Gitters 7 aufgestrahlt. Hierbei wird auf der photoelektrisch leitfähigen Schicht 72 das zweite elektrostatische Bild bzw. Ladungsbild positiver elektrostatischer Ladung nur in dem Bereich erzeugt, welcher dem schwarzen Bildteil B entspricht. Hierbei sind das auf das lichtempfindliche Gitter 7 aufgestrahlte Lichtabbild der Vorlage 5 und das Bild auf der lichtempfindlichen Schicht 2 des lichtempfindlichen EIements 3 einander spiegelgleich.

Gemäß Fig. 5 ist das lichtempfindliche Gitter so angeordnet, daß die das zweite Ladungsbild tragende Schicht 72 der das erste Ladungsbild tragenden Schicht 2 des

gO lichtempfindlichen Elements 3 gegenübersteht. Wenn an der elektrisch leitenden Vorspannschicht 74 des Gitters 7 eine eine zweckmäßige Größe besitzende Vorspannung derselben Polarität wie diejenige des Ladungsbilds auf der Schicht 72 anliegt, wird über das Gitter 7 ein negativer geladener Teilchenstrom (Elektronenstrom) von der Ladungsteilchenquelle 10 zur lichtempfindlichen Schicht 2 des Elements 3 projiziert, wobei zwischen dem Element 3 und der Ladungsteilchenquelle 10 ein elektrisches

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Feld erzeugt wird. Hierbei entsteht auf dem Gitter 7 ein derartiges elektrisches Feld, daß der negativ geladene Teilchenstrom von der Ladungsteilchenquelle 10 das Gitter 7 in dem Bereich passieren kann, in welchem eine positive elektrostatische Ladung in der photoel.ektrisch leitfähigen Schicht 72 des Gitters 7 vorhanden ist (wie durch die Pfeile angedeutet), während

IQ ein Passieren des Ladungsstroms in den anderen Bereichen verhindert wird. Auf diese Weise wird bei dem ersten auf der lichtempfindlichen Schicht 2 erzeugten Ladungsbild (vgl. Fig. 2B) die positive elektrostatische ■Ladung nur in dem Bereich beseitigt,'welcher in Fig. 5

jg dem schwarzen Bildteil entspricht. Schließlich wird das Ladungsbild mit positiver elektrostatischer Ladung nur in dem dem roten Bildteil R auf der lichtempfindlichen Schicht 2 entsprechenden Bereich erzeugt, in welchem der schwarze Bildteil völlig beseitigt ist. Dieses ver-

2Q bleibende bzw. Restladungsbild wird mit rotem Toner ent- ' wickelt, so daß auf dem lichtempfindlichen Element 3 gemäß Fig. 6 ein roter Wiedergabeteil RT erzeugt wird.

Für die Wiedergabe des schwarzen Bildteils B der Vorlage 5 wird ein anderer, getrennter Vorgang zur Erzeugung des schwarzen Bildteils durchgeführt. Insbesondere wird dabei gemäß Fig. 7A zunächst die lichtempfindliche Schicht 2 des Elements 3 mittels der Korona-Aufladeeinheit 4 gleichmäßig positiv aufgeladen, worauf gemäß Fig. 7B OQ das Lichtabbild der Vorlage 5 durch das Rotfilter 9 auf die Schicht 2 aufgestrahlt wird, so daß nur in dem Bereich, welcher dem schwarzen Bildteil der Vorlage 5 entspricht, ein elektrostatisches Bild bzw. Ladungsbild positiver elektrostatischer Ladung erzeugt wird. Dieses g₅ Ladungsbild wird sodann mit schwarzem Toner zu einem . schwarzen'Wiedergabeteil BT (vgl. Fig. 7C) entwickelt.

-/IS-

-4Jr-

Zur Erzeugung eines zweifarbigen Kopiebilds entsprechend der Vorlage, welche den schwarzen und den roten BiIdteil B bzw. R aufweist, reicht es somit aus, ein Verfahren zur Erzeugung des anhand der Fig. 2 bis 6 beschriebenen roten Wiedergabeteils RT mit einem Verfahren zur Erzeugung des in Fig. 7 veranschaulichten schwarzen Wiedergabeteils BT zu kombinieren. Dies bedeutet, daß beide Verfahren im voraus getrennt durchgeführt werden, so daß die betreffenden Tonerbilder zunächst getrennt auf das Zwischenübertragungselement 21 und anschließend auf das Kopierpapier 32 übertragen und auf letzterem fixiert werden. Wahlweise können durch Erzeugung des roten Wiedergabeteils RT nach der Erzeugung des schwarzen Wiedergabeteils BT beide Wiedergabeteile BT und RT gemäß Fig. 8 auf dem gleichen lichtempfindlichen Element erzeugt, sodann gleichzeitig zunächst auf das Zwischenübertragungselement 21 und anschließend auf das Kopierpapier übertragen und auf diesem fixiert werden. Auf diese Weise läßt sich ein Kopiebild der Vorlage erhalten.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Bilderzeugungseinrichtung erläutert. . .

Nach dem Auflegen der Vorlage 5 auf den Vorlagenträger 11 wird zunächst die Lampe 12 eingeschaltet, um die . Vorlage 5 über das in den Strahlengang eingeschwenkte dichroitische Filter 17 zu beleuchten bzw. zu belichten, worauf der Vorlagenträger 11 zur Durchführung einer Belichtungsabtastung in Bewegung gesetzt wird. Dabei drehen sich die lichtempfindliche Schicht 2, das Zwischenübertragungselement 21 und die lichtempfindliche Gittertrommel 28 sämtlich synchron mit der Bewegung des Vorlagenträgers 11. Das von der Vorlage 5 reflektierte Licht erreicht das dichroitische Filter 17 über die Spiegel 13 und 14 sowie die feststehende Linse 15. Der

cyanfarbige Anteil des Lichts fällt durch das Filter 17 auf die lichtempfindliche Schicht 2, während das Rotlicht (als Komplementärfarbe zu Cyan) vom Filter 17 reflektiert und auf die photoelektrisch leitfähige Schicht des Gitters 7 geworfen wird. Nach der gleichmäßigen Aufladung durch die Aufladeeinheit 4 wird gemäß Fig. 2B auf der lichtempfindlichen Schicht 2 das erste Ladungsbild positiver elektrostatischer Ladung nur in dem Bereich erzeugt, welcher den schwarzen und roten Bildteilen B bzw. R der Vorlage 5 entspricht. Andererseits wird die lichtempfindliche Gittertrommel 28 durch die zugeordnete Aufladeeinheit 8 gleichmäßig aufgeladen, wobei auf der Gittertrommel 28 gemäß Fig. 4B das zweite Ladungsbild einer positiven elektrostatischen Ladung nur in dem Bereich erzeugt wird, welcher dem schwarzen Bildteil B der Vorlage 5 entspricht. Die auf diese Weise erzeugten beiden Ladungsbilder sind einander spiegelgleich und stehen einander lagenmäßig gegenüber.

Wenn der negativ geladene Teilchenstrom, wie erwähnt, von der Ladungsteilchenquelle 10 projiziert wird, wird in dem Bereich entsprechend dem roten Bildteil R das positive Ladungsbild auf der lichtempfindlichen Schicht 2 erzeugt, während der Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil B ein- negatives Potential erhält. Während der Weiterdrehung der lichtempfindlichen Schicht 2 in Richtung des Pfeils wird von dem an einer zweckmäßigen Vor-Spannung liegenden Rotentwickler-Behälter, 19 aus der rote Toner an den positiv geladenen Rotbildteil angelagert und damit der rote Wiedergabeteil RT erzeugt, der auf das Zwischenübertragungselement 21 übertragen wird. Dabei wird, wie durch die strichpunktierte Linie angedeutet, die Andrückrolle 31 vom Zwischenübertragungselement 21 getrennt gehalten, so daß das Kopierpapier nicht transportiert wird.

Anschließend werden die elektrische Restladung und der Resttoner durch die Reinigungseinheit 20 von der lichtempfindlichen Schicht 2 entfernt, und letztere wird sodann durch die Aufladeeinheit 4 erneut gleichmäßig aufgeladen, so daß sie für den nächsten Vorgang der Erzeugung des schwarzen Bildteils vorbereitet ist. Zu diesem Zweck werden das dichroitische Filter 17 aus dem Strahlengang

IQ ausgeschwenkt und das Rotfilter 16 eingeschwenkt, und der Vorlagenträger 11 wird erneut in Bewegung gesetzt. Dabei wird gemäß Fig. 7B das Ladungsbild positiver elektrostatischer Ladung nur in dem Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil B der Vorlage 5 auf der Schicht 2 erzeugt. Auf der Gittertrommel 28 wird dagegen kein Ladungsbild erzeugt. Das so erzeugte Ladungsbild auf der lichtempfindlichen Schicht 2 wird mit dem im Behälter 18 enthaltenen schwarzen Entwickler zu dem schwarzen Wiedergabeteil BT entwickelt, der (sodann) auf das Zwischenübertragungselement 21 übertragen wird. Dem Zwischenübertragungselement 21, welches den bereits übertragenen roten Wiedergabeteil RT trägt, wird somit der schwarze Wiedergabeteil BT hinzugefügt. Auf diese Weise wird ein dem Vorlagenbild entsprechendes Bild ohne jeglichen Lagenversatz reproduziert. Dieses Wiedergabebild wird hierauf unter Fixierung auf ein Kopierpapier übertragen, das vom Zufuhrfach 3/2 aus zwischen das Zwischenübertragungselement 21 und die mit diesem in Andruckberührung stehende Andruckrolle 31 (vgl. ausge-.

OQ zogene Linie) eingeführt wird.

Wenn somit die auf dem Zwischenübertragungselement 21 befindlichen jeweiligen Tonerbilder gleichzeitig auf ein Kopierpapier übertragen und auf diesem fixiert wergc den, wird auf vorstehend beschriebene Weise eine mehrfarbige Kopie erhalten. Eine monochromatische Kopie kann andererseits dadurch erhalten werden, -daß die betreffenden Tonerbilder jeweils einer Farbe auf getrennte Kopier-

•/ftf-

-3-4-

papiere übertragen werden. Wie in Fig. 1 in strichpunktierter Linie' eingezeichnet, ist es auch möglich, g das Kopierpapier 32 auf die angedeutete Weise zuzuführen oder das Tonerbild vom Zwischenübertragungs-' element 21 auf ein als weiteres Zwischenübertragungselement dienendes Zwischenübertragungsband 41 und von diesem auf ein Kopierpapierblatt zu übertragen und auf ,Q letzterem'zu fixieren. Das Heizelement 33 im Zwischenübertragungselement 21 kann weggelassen werden, wenn durch eine zweckmäßige Anordnung für eine entsprechende Erwärmungsfunktion gesorgt wird.

.c Bei der vorstehend beschriebenen mehrfarbigen Vervielfältigung oder Wiedergabe ist es sehr wesentlich, das Tonerbild von der lichtempfindlichen Trotimel 3 augenblicklich oder kurzzeitig (temporarily) auf das Zwischenübertragungselement zu übertragen. Da das Tonerbild auf das Zwischen-

__n übertragungselement 21 übertragen wird, das in genauem Sychronismus mit dem Bildabnehmer 3 (lichtempfindliche Trommel o.dgl.) umläuft, kann die Registerhaltigkeit bzw. Deckung der Übertragungsstellen der betreffenden Tonerbilder auf dem Zwischenübertragungselement 21 (d.h. die Deckung der Bilder) ohne weiteres gewährleistet werden, so daß jederzeit eine einwandfreie Wiedergabe der Bilder auf einem Übertragungsmaterial, z.B. dem Kopierpapier 32, erreicht werden kann. Da weiterhin die Bildübertragung auf das Übertragungsmaterial unmittelbar nach der Übertragung der Tonerbilder auf

das Zwischenübertragungselement 21 erfolgt, ist die Synchronisierspanne im Kopierpapiertransport vergleichsweise groß, so daß der Kopierpapier-Transportmechanismus unter Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit wesentlich ■ vereinfacht werden kann.

Da weiterhin das Zwischenübertragungselement 21 eine (insbesondere aus einem Werkstoff der Gummi- bzw.

Kautschukreihe bestehende) Übertragungsschicht 30 auf
einem Grundkörper aufweist (vgl. Fig. 9), wobei die
Übertragungsschicht 30 das übertragene Tonerbild sicher festzuhalten vermag, ist die Übertragungscharakteristik der betreffenden Tonerbilder RT und BT ganz hervorragend. Da darüber hinaus bei diesem Zwischenübertragungssystem ein elektrisch leitender Einkomponententoner verwendet werden kann, braucht für die Bildübertragung keine elektrostatische Kraft angewandt zu werden. Dieses Verfahren ist daher nicht von den Umgebungsbedingungen abhängig, sondern gewährleistet stets eine konstante Entwicklung und Übertragung unter Verbesserung der BiId-

5 gute und des Farbabgleichs.

Das Zwischenübertragungselement 21 weist auf einem Grundkörper aus z.B. elektrisch leitendem Metall eine Übertragungsschicht aus einem viskosen Werkstoff, wie Silikongummi oder Teflon-Gummi auf. Aufgrund der Viskosität
dieser Übertragungsschicht werden daher die Tonerteilchen von der Trommel 3 sicher auf die Übertragungsschicht übertragen bzw. an ihr angelagert. Das Tonerbild jeder Farbe kann damit einwandfrei übertragen werden, indem einfach das Zwischenübertragungselement 21

gegen die Trommel 3 angepreßt wird. Das auf diese Weise übertragene Tonerbild wird von der Übertragungsschicht
des Zwischenübertragungselements 21 einwandfrei festgehalten, ohne sich von ihr zu lösen oder abzuschälen.

on Im Übertragungs- und Fixierteil 37 werden die auf dem
Zwischenübertragungselement 21 befindlichen Tonerteilchen durch ein Heizelement 33, z.B. eine Heizlampe, vorgewärmt, so daß sie einen Zustand annehmen, welcher
das Abnehmen vom Zwischenübertragungselement 21 und die

gc Übertragung auf das Kopierpapier 32 begünstigt.

Es könnte daran gedacht werden, die betreffenden Tonerbilder kurzzeitig bzw. vorübergehend (temporarily) auf

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der lichtempfindlichen Trommel 3 zu erzeugen und dann gleichzeitig auf das Zwischenübertragungselement' zu übertragen. In diesem Fall kann jedoch das bereits auf der lichtempfindlichen Trommel erzeugte Tonerbild bei den Vorgängen, wie Reinigung,. Koronaaufladung, Belichtung und dgl., während der Erzeugung des nächsten Tonerbilds leicht beeinträchtigt werden, so daß die Bildgüte verschlechteft wird. Aus diesem Grund wird jedes Tonerbild, sobald es erzeugt worden ist, bevorzugt unmittelbar auf das Zwischenübertragungselement übertragen.

Bei der Wiedergabe des roten Bildteils stehen sich das lichtempfindliche Element (Fig. 2B) mit elektrostatischer Ladung (d.h. erstem Ladungsbild) in einem Bereich entsprechend den schwarzen und roten Bildteilen der Vorlage und ein lichtempfindliches Sieb oder Gitter (Fig. 4B) mit elektrostatischer Ladung (d.h. zweitem Ladungsbild) in einem Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil einander gegenüber, wobei durch dieses Gitter hindurch der Ladungsteilchenstrom entgegengesetzter Polarität auf das erste Ladungsbild am lichtempfindlichen Element projiziert wird. Infolgedessen wird das Potential im Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil des ersten Ladungsbilds, wie in Fig. 10 durch die gestrichelte Linie angedeutet, auf Massepotential verringert, so daß der schwarze Bildteil beseitigt bzw. gelöscht wird.

Mit der beschriebenen Anordnung soll weiterhin noch das folgende Problem gelöst werden: Wenn nämlich nach Löschung des schwarzen Bildteils die Entwicklung mit dem roten Entwickler erfolgt, haftet dieser zeitweilig an den Rändern des Bereichs entsprechend dem schwarzen BiId-

g5 teil an, und wenn letzterer durch eine dünne Linie gebildet ist, haftet der rote Entwickler in einer Lage entsprechend dieser Linie an.

Wenn insbesondere die elektrostatische Ladung im Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil des ersten Ladungsbilds durch den Ladungsteilchenstrom entgegengesetzter Polarität gelöscht wird, kann vorausgesetzt werden, daß die Ladungsverteilung und die elektrischen Kraftlinien im Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil des auf dem lichtempfindlichen Element 3 erzeugten ersten Ladungsbilds den in Fig. 11 gezeigten Verlauf besitzen. Wenn in diesem Bereich der Ladungsteilchenstrom entgegengesetzter Polarität durch das lichtempfindliche Gitter 7 projiziert wird, sind die Ladungsteilchen- bestrebt, sich gemäß Fig. 12 unter dem Ein- fluß der elektrischen Kraftlinien zum mittleren Abschnitt dieses Bereichs hin zu verlagern. Infolgedessen wird die elektrische Ladung im mittleren Abschnitt dieses Bereichs auf ein Potential 0 verringert, während die

. elektrische Ladung gemäß Fig. 13 in den Randbereichen besteheriwbleibt und bei der Bildentwicklung Entwickler anzieht. Das erhaltene Wiedergabebild wird daher durch unnötig angelagerten Toner verschleiert und demzufolge in seiner Güte vergleichsweise verschlechtert.

Wenn in diesem Fall die elektrostatische Ladung im Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil des ersten Ladungsbilds mittels Ladungsteilchen entgegengesetzter Polarität beseitigt wird, kann mit einem Aufprojizieren einer Überschußmenge von Ladungsteilchen die elektro-

QQ statische Ladung im Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil sowie längs der dünnen Linien effektiv vollständig beseitigt werden. Wenn nämlich die Menge der zu projezierenden Ladungsteilchen vergrößert wird, wird das Oberflächenpotential im Mittelteil des Bereichs ent-

Q5 sprechend dem schwarzen Bildteil negativ. Durch die negative Ladung in diesem Mittelteil wird der negativ geladene Teilchenstrom, der anschließend in diesen Bereich projiziert wird, abgestoßen, so daß sich ein Teil

der Ladungsteilcheh zum Umfangsrand dieses Bereichs verlagert. Hierdurch wird die in diesem Randbereich verbliebene elektrostatische Ladung neutralisiert. Die positive elektrostatische Ladung wird damit über den gesamten Bereich entsprechend dem schwarzen Bildteil hinweg neutralisiert,· und die Überschußmenge an negativ ■■ geladenen Teilchen lagert sich an diesen Bereich an,

jQ wobei das Oberflächenpotential im schwarzen Bildteil den in der graphischen Darstellung von Fig. 14 veranschaulichten niedrigen Wert annimmt. Wenn dann die Entwicklung mit Rotentwickler negativer Polarität durchgeführt wird, wird nur der Bereich entsprechend dem roten

■je Bildteil entsprechend entwickelt, ohne daß sich roter Entwickler an einen Teil des Bereichs entsprechend dem schwarzen Bildteil anlagert. Auf diese Weise kann ein einwandfreies rotes Wiedergabebild erzielt werden.

2Q Da das Massepotential, wie aus Fig. 14 hervorgeht, höher ist als.das Potential des Bereichs entsprechend dem schwarzen Bildteil, in welchem die Ladungsbeseitigung erfolgt, kann im Entwicklungsvorgang eine Verschleierungserscheinung auftreten. Dieses Problem läßt sich jedoch durch Anlegung einer zweckmäßigen Vorspannung an die Entwicklungseinrichtung ohne weiteres lösen.

Neben der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung und der angegebenen Abwandlung ist eine weitere g₀ Abwandlung des technischen Grundgedankens gemäß der Erfindung möglich.

Beispielsweise können mehrfarbige Tonerbilder, jedes mit Toner einer unterschiedlichen Farbe gefärbt, in g₅ gegenseitiger Überlagerung übertragen werden.. Daneben können auch die Bilderzeugungslagen jedes Tonerbilds gegeneinander versetzt sein. Alle Tonersorten lassen sich einfärben. Das lichtempfindliche Element, das Gitter,

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und das Zwischenübertragungselement brauchen nicht die bei der beschriebenen Ausführungsforrn dargestellte Trommelform zu besitzen, sondern können auch bandförmig ausgebildet sein. Als lichtempfindliches Element oder licht-, empfindliches Gitter kann ein sogenanntes lichtempfinaliches NP-Element oder ein laminiertes lichtempfindliches Element mit einer Oberflächenisolierschicht verwendet werden. Demzufolge bieten sich die Verwendung verschiedener Arten lichtempfindlicher Elemente sowie die Erzeugung verschiedener Arten von Ladungsbildern an. Als optisches Element kann mindestens ein dichroitisches Filter und/oder ein Rotfilter verwendet werden, und dieses optische Element kann in bezug auf den Strahlengang feststehend oder bewegbar sein. Entsprechend der Zahl der verwendeten Toner können auch mehr als zwei Entwicklerbehälter vorgesehen sein; anderenfalls reicht auch ein einziger Entwicklerbehälter aus, wenn die Toner der betreffenden Farben abwechselnd zugeführt werden. Das in das Zwischenübertragungselement eingebaute Heizelement 33 dient dazu, das erste Tonerbild nach seiner Übertragung viskos zu machen, so daß die Übertragungseigenschaft des zweiten, dem ersten Tonerbild zu überlagernden Tonerbilds gut wird. Die Viskosität (des Tonerbilds) kann auch dadurch erreicht werden, daß ein entsprechendes Mittel, wie ein Lösungsmittel oder Silikonöl, auf das Zwischenübertragungselement aufgetragen wird.

QQ Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das erste Ladungsbild auf dem Bildabnehmer in dem Bereich entsprechend dem ersten und zweiten Bildteil erzeugt, während das zweite Ladungsbild auf dem lichtempfindlichen Sieb bzw. Gitter in dem Bereich entsprechend dem

nc zweiten Bildteil erzeugt wird, wobei die elektrostatische Ladung im Bereich entsprechend dem zweiten Bildteil durch Gegenüberstellung des ersten und des zweiten Ladungsbilds und durch Beaufschlagung des zweiten Bild-

teils durch das lichtempfindliche Gitter hindurch mit dem Ladungsteilchenstrom einer dem zweiten Ladungsbild entsprechend dem zweiten Bildteil entgegengesetzten Polarität.beseitigt wird, so daß zumindest das Tonerbild entsprechend dem ersten Bildteil entwickelt und wiedergegeben oder vervielfältigt werden kann.

Da weiterhin das Tonerbild vom Bildabnehmer kurzzeitig bzw. vorübergehend auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird, kann jedes Tonerbild auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden, das sich in genauem Gleichlauf mit dem Bildträger 3, etwa einer lichtempfindlichen Trommel o.dgl., bewegt; auf diese Weise kann die Deckungsgenauigkeit oder Bildübereinstimmung der Übertragungsstellen der einzelnen Tonerbilder auf dem Zwischenübertragungselement einfach realisiert werden, so daß jederzeit eine Bildwiedergabe einwandfreier Güte auf dem Übertragungsmaterial bzw. Kopierpapier erreicht wird. Da weiterhin die Bildübertragung auf das Übertragungsmaterial unmittelbar nach der Übertragung der Tonerbilder auf das Zwischenübertragungselement erfolgt, ist die Synchronisierspanne (margin of synchronism)

nc beim Kopierpapiertransport vergleichsweise groß, so daß der Kopierpapier-Transportmechanismus unter Verbesserung seiner Zuverlässigkeit einfacher ausgebildet sein kann. Da das Zwischenübertragungselement darüber hinaus eine insbesondere aus einem Werkstoff der Gummi- bzw. Kautschuk

₃Q. reihe bestehende Übertragungsschicht aufweist, welche das zu übertragende Tonerbild sicher festzuhalten vermag, wird eine hervorragende Übertragungseigenschaft gewährleistet. Bei einer das Zwischenübertragungselement verwendenden Anlage kann nicht nur ein Zweikomponenten-

gc entwickler oder ein isolierender Einkomponententoner verwendet werden, sondern auch ein elektrisch leitender Einkomponententoner, wobei letzterer eine gute Wiederholbarkeit der Entwicklung sicherstellt, so daß in Ver-

bindung mit dem Zwischenübertragungsvorgang eine hohe Bildgüte erreicht werden kann. 5

Claims

Patentansprüche

1.1 Vervielfältigungsverfahren, bei dem von einer Vor- ^-' lage mit einem ersten- und einem zweiten Bildteil ein zumindest dem ersten Bildteil entsprechendes Bild auf einem Wiedergabe- oder Kopiermaterial erzeugt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein erstes elektrostatisches Bild oder Ladungsbild auf einem Ladungsbildabnehmer in einem Bereich entsprechend erstem und zweitem Bildteil der Vorlage erzeugt wird,

ein zweites Ladungsbild auf einer Ladungsbildträgerschicht eines Ladungsteilchenstrom-Steuersiebs oder -gitters in einem Bereich entsprechend dem zweiten Bildteil der Vorlage erzeugt wird, ^eiⁿ Ladungs(träger)teilchenstrom mit einer dem ersten Ladungsbild entgegengesetzten Polarität in einen Bereich entsprechend dem zweiten Bildteil auf dem Ladungsbildabnehmer durch das Steuergitter, das so angeordnet ist, daß die Ladungsbildträgerschicht in Gegenüberstellung zum Ladungsbildabnehmer bringbar ist, hindurch projiziert wird, das zumindest dem ersten Bildteil auf dem Ladungsbildabnehmer entsprechende Ladungsbild entwickelt wird,

in einem ersten Übertragungsschritt das bei der Entwicklung erzeugte Tonerbild auf ein Zwischenübertragungselement übertragen wird und in einem zweiten Übertragungsschritt zumindest das auf dem Zwischenübertragungselement erzeugte Tonerbild auf ein Wiedergabe- oder Kopiermaterial übertragen wird.

34033U3

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixieren des Tonerbilds auf dem Kopiermaterial gleichzeitig mit seiner Übertragung vom Zwischenübertragungselement auf das Kopiermaterial durchgeführt wird.

3.' Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen, ersten und zweiten Bildteilen entsprechenden Tonerbilder getrennt auf das' Zwischenübertragungselement übertragen werden und danach die Tonerbilder vom Zwischenübertragungselement weiter auf ein nächstes Kopiermaterial übertragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ladungsbild dieselbe Polarität besitzt wie das erste Ladungsbild.

5. Vervielfältigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Ladungs(träger)teilchenstrom-Steuersieb oder -gitter (7;. 28),

durch einen sich synchron mit dem Steuergitter drehenden Ladungsbildabnehmer (3), durch einen in Gegenüberstellung zum Ladungsbildabnehmer innerhalb des Steuergitters angeordneten Ladungsteilchenstrom-Erzeuger (10), durch eine in einem Belichtungsstrahlengang angeordnete optische Einrichtung (15, 16, 17 usw.), um einander entsprechende oder miteinander übereinstimmende Stellen des Steuergitters und des Ladungsbildabnehmers mit Licht entsprechend dem ersten und/oder dem zweiten Bildteil einer Vorlage (5) zu bestrahlen,

durch Entwicklerbehälter· (18, 19) zur Aufnahme verschiedener Tonerarten für die Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildabnehmer,

durch ein Zwischenübertragungselement (21), das sich synchron mit dem Ladungsbildabnehmer und in Andruckberührung mit ihm dreht, und

durch eine Andruckeinrichtung (31) zum Andrücken eines Wiedergabe- oder Kopiermaterials (32) an das Zwischenübertragungselement, um zumindest das auf dem Zwischenübertragungselement befindliche Tonerbild auf das Kopiermaterial zu übertragen'.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenübertragungselement (21) walzen- bzw. trommeiförmig oder bandförmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckeinrichtung (31) zum Andrücken des Kopiermaterials an das Zwischenübertragungselement (21) eine Wärmequelle (34) aufweist, so daß das auf dem Zwischenübertragungselement befindliche Tonerbild bei seiner Übertragung auf das Kopiermaterial gleichzeitig auf diesemfixierbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung (31) zum Andrücken des Kopiermaterials an das Zwischen übertragungselement auch eine Transportfunktion für das Kopiermaterial besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Belichtungsstrahlengang angeordnete optische Einrichtung ein Farbfilter (16) und/oder ein dichroitisches Filter (17) aufweist.