DE3486297T2

DE3486297T2 - Vielfachbild-Reproduktionsverfahren.

Info

Publication number: DE3486297T2
Application number: DE3486297T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Haneda; Seiichiro Hiratsuka; Hisashi Shoji
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1984-10-01
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2004-10-02
Also published as: DE3486297D1; EP0143535B1; US4599285A; USRE36935E; DE3483877D1; US4679929A; EP0143535A1

Description

Diese Anmeldung wurde von der Stammanmeldung Nr. 84 306 683.8 (jetzt EP-B-0 143 535) abgeteilt.
Die vorliegende Erfindung betrifft Vielfachbild-Reproduktionsverfahren oder Verfahren zur Erzeugung von Mehrfachbildern, wobei aufeinander folgende Tonerbilder auf einem Bildaufnehmer überlagert werden.
In der Technik bekannte Verfahren sind in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 144452/81, 116553/83 und 116554/83 offenbart.
Bei jedem dieser Verfahren hat der Bildaufnehmer eine Oberflächenschicht aus einem photoleitfähigen, lichtempfindlichen Material, wie Se, und die Bildentwicklung wird durch ein Umkehrverfahren bewirkt, bei dem Toner auf ein elektrostatisches Bild mit einem niedrigeren Potential als jenes des Hintergrundes aufgebracht wird, wobei der Toner mit derselben Polarität wie das Bild durch Reibung aufgeladen wird. Gemäß dieses Verfahrens entsteht ein Problem, daß die photoleitfähige, lichtempfindliche Oberflächenschicht allgemein und relativ dazu neigt, daß ihre Elektrostatikbild-Aufnahmeausführung oder -wirksamkeit durch den Ladeschritt geändert wird und daß sie der "Tonerfilmbildung" (engl. "toner filming") ausgesetzt ist oder daß ihre Lichtempfindlichkeit herabgesetzt wird. Verglichen mit einem derartigen positiven Entwicklungsverfahren, wie bei der gewöhnlichen elektrophotographischen Wiedergabemaschine, d. h. das Entwicklungsverfahren, bei dem das elektrostatische Bild ein höheres Potential als der Hintergrund hat, so daß ein entgegengesetzt aufgeladener Toner auf das elektrostatische Bild aufgebracht wird, weist die Entwicklung durch das Umkehrentwicklungsverfahren außerdem ein Problem auf, daß die Steuerung der Toneranwendung so schwierig ist, daß keine ausreichende Entwicklungsdichte erreicht werden kann, oder daß eine Wiedergabeapparatur dazu neigt, daß sein Inneres durch verstreuten Toner verunstaltet ist.
Als Verfahren, bei dem ein Bildaufnehmer mit einer dielektrischen Oberflächenschicht verwendet wird, um ein Elektrostatikbild auf der dielektrischen Oberflächenschicht zu halten oder aufzunehmen, ist andererseits in der Technik ein Verfahren, das einen elektrostatischen Aufzeichnungskopf verwendet, ein Verfahren, das ein lichtempfindliches Schirmelement verwendet (wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 34616/79 offenbar ist) verwendet, oder ein Verfahren bekannt, das eine Schirmsteuerelektrode verwendet. Die somit offenbarten Elektrostatikbild-Halte- oder -Aufnahmeverfahren sind dadurch besser, daß die Elektrostatikbild-Aufnahmefähigkeit und die Tonerbild-Aufnahmefähigkeit, die von dem lichtempfindlichen Element gefordert werden, voneinander getrennt sind. Genauer wird bei diesen Verfahren angenommen, daß die Aufgabe, das elektrostatische Bild zu halten oder aufzunehmen, von dem elektrostatischen Aufnahmekopf, dem lichtempfindlichen Schirmelement oder der Schirmsteuerelektrode getragen oder erfüllt wird, wohingegen die Aufgabe das Tonerbild aufzunehmen, durch die dielektrische Oberflächenschicht erfüllt oder getragen
wird. Diese Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß Farbdaten oder -werte nacheinander und unabhängig als elektrostatisches Bild auf der dielektrischen Oberflächenschicht aufgenommen oder gehalten werden. Jedoch kann das auf der dielektrischen Oberflächenschicht gebildete Tonerbild gleichzeitig oder zu einer Zeit nur ein monochromes sein.
Dies liegt daran, daß das Entwicklungsverfahren durch Kontakt- Entwicklung durchgeführt wird, so daß ein vorhergehendes Tonerbild gestört wird oder eine Farbvermischung auf die Entwicklung hin eintritt, selbst wenn ein weiteres elektrostatisches Bild auf dem vorhergehend gebildeten Tonerbild aufgezeichnet werden könnte.
Als Verfahren, bei dem ein Bildaufnehmer mit einer magnetischen Oberflächenschicht verwendet wird, um ein magnetisches Bild auf der magnetischen Schicht zu bilden, sind andererseits in der Technik Verfahren bekannt, die in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 90342/75, 100732/76 und 106253/81 offenbart sind. Diese Wiedergabeverfahren sind dadurch, daß die Haltbarkeit eines elektrostatischen Bildes durch die Korona- Entladung oder ähnliches und die Haltbarkeit eines Tonerbildes, die von dem lichtempfindlichen Element gefordert werden, voneinander getrennt werden können, ausgezeichnet. Bei den Wiedergabeverfahren, die das Magnetbild verwenden, wird genauer angenommen, daß die Aufnahme des Magnetbildes von der Innenseite der magnetischen Schicht Gebrauch macht, während ihr Oberflächenzustand nicht geändert wird, was unterschiedlich zu den Verfahren ist, die ein lichtempfindliches Element verwenden, und daß die Aufgabe des Tonerbild-Aufnehmens oder -Haltens durch die Oberfläche der magnetischen Schicht getragen oder erfüllt wird. Diese Verfahren kennzeichnen sich dadurch, daß die Farbdaten oder -werte unabhängig von dem auf der magnetischen Oberflächenschicht gebildeten Tonerbild von neuem als das magnetische Bild aufgenommen oder gehalten werden können. Jedoch kann das auf der magnetischen Schicht aufgenommene Tonerbild gleichzeitig oder zu einer Zeit nur ein monochromatisches sein.
Das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 144452/81 offenbarte Verfahren nimmt ein Farbbild auf einem Bildaufnehmer auf, und zwar durch Bilden eines elektrostatischen Bildes auf der Oberfläche eines Bildaufnehmers, der durch einen Auflader aufgeladen wurde, durch erste Belichtungseinrichtungen und Entwickeln durch erste Entwicklungseinrichtungen, durch Bilden eines elektrostatischen Bildes auf derselben aufgeladenen Oberfläche durch zweite Belichtungseinrichtungen und Entwickeln durch zweite Entwicklungseinrichtungen und durch Bilden eines elektrostatischen Bildes auf derselben aufgeladenen Oberfläche durch dritte Belichtungseinrichtungen und Entwickeln durch dritte Entwicklungseinrichtungen. Bei dem somit angegebene Verfahren bestehen Probleme, daß getrennte Belichtungseinrichtungen für die jeweiligen wiederholten Bildungen der elektrostatischen Bilder erforderlich sind, wodurch die Größe der Wiedergabeapparatur vergrößert wird und die Kosten derselben ansteigen, und daß die Synchronisation der Belichtung des Bildaufnehmers von den jeweiligen Belichtungseinrichtungen in Beziehung mit den jeweiligen Positionen der Belichtungseinrichtungen steht, so daß die synchrone Steuerung beschwerlich ist, wodurch es leicht zu einer Farbverschiebung kommt. Außerdem wird jeder der Entwicklungsschritte bei diesem Verfahren durch das erzwungene Verfahren durchgeführt, bei dem auf das elektrostatische Bild mit einem niedrigeren Potential in seinem beleuchteten Teil als jenes des Hintergrundes Toner aufgebracht ist, der mit derselben Polarität aufgeladen ist. Bei diesem erzwungenen Verfahren wird der Toner zum Bewirken der Ladung bei derselben Polarität wie jene der Ladung des Bildaufnehmers in dem Entwickler so verwendet, daß er nicht auf den Hintergrund aufgetragen oder -gebracht wird. Als Ergebnis besteht bei dem Umkehrentwicklungsverfahren ein Problem, daß, obwohl der Toner durch das Hintergrundpotential abgewiesen wird, so daß er sich widersetzt, jeglichen Nebel zu bilden, er sich auch dagegen widersetzt, an die elektrostatischen Bilder angezogen zu werden, so daß kaum eine ausreichend entwickelte Dichte erreicht werden kann.
Da entsprechend dieses Umkehrentwicklungsverfahrens das umgekehrte Bild erhalten wird, kann eine Farbwiedergabe eines Positivbildes nicht erreicht werden, so daß die Färbung auf die Technik begrenzt ist, die die Punktbelichtung eines Druckers oder ähnliches verwendet. Im Falle, daß es beabsichtigt ist, ein Positivbild zu erhalten, wenn eine gewöhnliche Vorlage wiederzugeben ist, ist es umgekehrt, und die Gegenmaßnahme für diese Umkehrung ist schwierig. Das Potential an der lichtempfindlichen Schicht des belichteten Teiles hat dieselbe Polarität wie jene des Entwicklers und, obwohl sie niedrig ist, besteht bei dem Umkehrentwicklungsverfahren ein Problem, daß sich der Entwickler widersetzt, zu dem elektrostatischen Bild hingezogen zu werden, so daß er leicht unter Verunstaltung des Inneren der Wiedergabeapparatur verstreut wird.
Andererseits beschreibt die japanische Patentoffenlegung Nr. 144452/81 eine kontaktlose Spring- oder Hüpf-Entwicklungsbedingung, bei der die zweite und spätere Entwicklungen durch das Umkehrentwicklungsverfahren durchgeführt werden, so daß die Schichten der Entwickler, die durch die Entwicklungseinrichtungen gebildet werden, nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Bildaufnehmers sind. Bei diesem Verfahren bestehen Schwierigkeiten, daß die Entwicklung sich widersetzt, eine ausreichende Dichte zu haben und dazu neigt, mit verstreutem Toner verunstaltet oder verunreinigt zu werden, wenn nicht eine starke Vorspannung an die Entwicklungseinrichtungen angelegt wird, um den Toner an die elektrostatischen Bilder hinzuziehen. Dort, wo eine derartige starke Vorspannung an die Entwicklungseinrichtungen angelegt wird, neigt sie dazu, zum Bildaufnehmer oder ähnlichem zu lecken oder durchzuschlagen, oder Toner einer anderen Farbe neigt zum Anhaften an die vorher entwickelten Tonerbilder oder an den Hintergrund.
Die in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 116553/83 und 116554/83 offenbarten Verfahren sind im wesentlichen dieselben wie jene in der japanischen Patentoffenlegung 144452/81, bei dem die Bildung und Entwicklung der elektrostatischen Bilder für die jeweiligen Wiederholungen durch verschiedene Einrichtungen durchgeführt werden. Als ein Ergebnis bestehen bei diesen Verfahren ebenfalls Probleme darin, daß die Wiedergabeapparatur vergrößerte Abmessungen hat, wodurch sich die Kosten erhöhen, und daß die Synchronsteuerung der Belichtungen der jeweiligen Belichtungseinrichtungen so schwierig ist, daß sie einer Farbverschiebung ausgesetzt sind. Hier ist das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 116554/83 offenbarte Verfahren unterschiedlich von dem in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 144452/81 offenbarten Verfahren, indem die jeweiligen Entwicklungen durch das Umkehrentwicklungsverfahren unter der Kontakt-Entwicklungsbedingung durchgeführt werden, bei der die durch die Entwicklereinrichtungen gebildeten Entwicklerschichten die Oberfläche des Bildaufnehmers streifen, um dadurch die Probleme des Umkehrentwicklungsverfahrens zu lösen, daß eine ausreichende Entwicklungsdichte kaum erreicht werden kann, und daß der Toner dazu neigt, verstreut zu werden. Das in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 116553/83 offenbarte Verfahren ist unterschiedlich zu der japanischen Patentoffenlegung 144452/81, indem, bei den zweiten und späteren Aufnahmen der elektrostatischen Bilder, die Oberfläche des Bildaufnehmers vor der Belichtung durch die Auflader wieder aufgeladen wird, die vor den jeweiligen Belichtungseinrichtungen angeordnet sind, so daß Toner einer anderen Farbe während einer späteren Entwicklung nicht von den Teilen angezogen werden sollte, an denen nach vorhergehender Entwicklung Toner anhaftet. Da die zweiten und späteren Entwicklungen unter der Kontakt- Entwicklungsbedingung durchgeführt werden, haben diese Verfahren ein schwerwiegendes Problem, daß der nach der vorhergehenden Entwicklung anhaftende Toner leicht während der nachfolgenden Entwicklung verschoben oder in den Entwickler der nachfolgenden Entwicklungseinrichtung gemischt wird.
Ein Ausgangsbautyp, bei dem ein elektrostatisches Latentbild in einem Mehrfarbbild ausgedrückt wird, befaßt sich mit einer Farbbildwiedergabe, die ein elektrophotographisches System verwendet. Dieses System nach dem Stand der Technik zerlegt die Farben einer Vorlage durch ein optisches Filter und wiederholt die Auflade-, Belichtungs-, Entwicklungs- und Übertragungsschritte unter Verwendung der getrennten Farben. Damit jeweilige Bilder von Farben, wie Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz erhalten werden können, werden diese Schritte genauer viermal von dem System wiederholt. Es existiert ferner das sog. "dichromatische Entwicklungsverfahren", bei dem elektrostatische Latentbilder verschiedener Polaritäten auf einem gemeinsamen lichtempfindlichen Element (oder einem Bildträger) gebildet und durch Toner mit schwarzer und roter Farbe entwickelt werden. Diese Mehrfarbbildaufnahmeverfahren sind wünschenswert, da sie Farbdaten hinzufügen können, im Vergleich zu den von dichromatischen Bildern erhaltenen Daten, weisen aber die folgenden Probleme auf:
(1) Die Übertragung zu einem Übertragungselement ist bei jeder Entwicklung jeder Farbe erforderlich, wodurch die Abmessungen der Maschine vergrößert und die zur Bildaufnahme erforderliche Zeitdauer verlängert wird, und
(2) ist es notwendig, die Genauigkeit von Positionsverschiebungen sicherzustellen, die sich aus den Wiederholungen ergeben.
In Anbetracht dieser Probleme wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem eine Mehrzahl von Tonerbildern in einer überlagerten Weise auf einem gemeinsamen lichtempfindlichen Element entwickelt wurden, so daß der Übertragungsschritt in einem Schritt abgeschlossen werden kann, um dadurch die Größe der Maschine zu verringern.
Als der in dieser Maschine zu verwendende Entwickler gibt es einen Zweikomponenten-Entwickler, der aus einem Toner und einem Träger zusammengesetzt ist, und einen Einkomponenten-Entwickler, der nur aus einem Toner besteht. Der Einkomponenten- Entwickler hat einige Probleme bei der Ladungssteuerung des Toners, hat aber Vorteile, daß keine Erwägungen zur Zusammensetzung und Vermischung des Toners und des Trägers notwendig sind, und daß die Größe der Maschine verringert werden kann.
Der Zweikomponenten-Entwickler erfordert eine Steuerung des Verhältnisses des Toners zum Träger, hat jedoch einen Vorteil, daß es einfach ist, die Reibladungen der Tonerteilchen zu steuern. Da von einem schwarzen magnetischen Material nicht viel in den Tonerteilchen enthalten sein braucht, kann andrerseits der Zweikomponenten-Entwickler, bestehend aus einem magnetischen Träger und einem nichtmagnetischen Toner, einen Farbtoner verwenden, der keine Farbtrübung durch das magnetische Material aufweist, so daß ein klares Farbbild gebildet werden kann.
Bei der Mehrfachentwicklung ist es im übrigen ausreichend, mehrmals die Entwicklungen des lichtempfindlichen Elements zu wiederholen, das bereits mit dem Tonerbild geformt wurde. Jedoch besteht bei der Mehrfachentwicklung das Problem, daß das bei einem vorhergehenden Schritt auf dem lichtempfindlichen Element erhaltene Tonerbild auf einen nachfolgenden Schritt zerstört wird, und daß der bereits auf das lichtempfindliche Element aufgebrachte Toner an eine als Entwicklerträger wirkende Entwicklungshülse zurückgegeben wird, bis er sich in einem nachfolgenden Schritt in die Entwicklungseinrichtung einschleicht, in der ein Entwickler mit einer gegenüber der des Entwicklers des vorhergehenden Schrittes unterschiedlichen Farbe aufgenommen ist, wodurch Farbvermischung verursacht wird. Um diese Probleme zu verhindern, sind in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 144452/81 zum Beispiel Einrichtungen zum Überlagern einer AC-Komponente über eine Entwicklungsvorspannung offenbart, während das lichtempfindliche Element nicht in Berührung mit der Entwicklerschicht auf der Entwicklungshülse ist, die als der Entwicklerträger zum Entwickeln eines elektrostatischen Latentbildes wirkt, mit Ausnahme der Entwicklungseinrichtungen zum erstmaligen Bilden des Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Element. Jedoch erwächst dort ein Problem, daß das Bild weder eine ausreichende Dichte haben kann, noch von der Störung oder Farbvermischung befreit werden kann.
Aus der GB-A-2 111 868 ist bekannt, daß für einen Einkomponenten-Entwickler bestimmte Bedingungen zwischen dem alternierenden Feld und dem Spalt zwischen dem Bildaufnehmer und dem Entwicklerzuführträger erfüllt sein sollten.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die obigen Probleme zu lösen, die bei dem Bildwiedergabeverfahren nach dem Stand der Technik entstehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vielfachbild- Reproduktionsverfahren geschaffen, mit den Schritten, ein elektrostatisches Bild auf einem Bildaufnehmer zu bilden, das auf dem Bildaufnehmer gebildete elektrostatische Bild unter Verwendung eines Entwicklers (D) zu entwickeln, der aus Träger- und Tonerteilchen besteht, und die Schritte zu wiederholen, um eine Mehrzahl von Tonerbildern auf dem Bildaufnehmer zu überlagern, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder nachfolgende Schritt, der auf dem Bildaufnehmer auszuführen ist, auf dem bereits ein entwickeltes Tonerbild oder überlagerte Bilder aufgenommen ist bzw. sind, unter den Bedingungen:
0,2 ≤ VAC/(d·f)
{(VAC/d) - 1500}/f ≤ 1,0
ausgeführt wird, wobei VAC eine Amplitude (V) und f eine Frequenz (Hz) eines AC-Bestandteils der Entwicklungsvorspannung und d der Spalt (mm) zwischen dem Bildaufnehmer und einem Entwicklerzuführträger zum Zuführen von Entwickler (D) ist.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt schafft die Erfindung ein Vielfachbild-Reproduktionsverfahren mit den Schritten, ein elektrostatisches Bild auf einem Bildaufnehmer zu bilden, das auf dem Bildaufnehmer gebildete elektrostatische Bild unter Verwendung eines Einkomponenten-Entwicklers (D) zu entwickeln und die Schritte zu wiederholen, um eine Mehrzahl von Tonerbildern auf dem Bildaufnehmer zu überlagern, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder nachfolgende Entwicklungsschritt, der auf dem Bildaufnehmer auszuführen ist, auf dem bereits ein entwickeltes Tonerbild oder überlagerte Bilder aufgenommen ist bzw. sind, unter der Bedingung:
0,2 ≤ VAC/(d·f) ≤ 1,6
ausgeführt wird, wobei VAC eine Amplitude (V) und f eine Frequenz (Hz) eines AC-Bestandteils der Entwicklungsvorspannung und d der Spalt (mm) zwischen dem Bildaufnehmer und einem Entwicklerzuführträger zum Zuführen von Entwickler (D) ist.
Nunmehr werden Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die den Aufbau einer Ausführungsform einer Wiedergabeapparatur zeigt, die zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die den Aufbau eines Laserstrahlabtasters zur Bildbelichtung zeigt,
Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht ist, die ein Beispiel von Entwicklungseinrichtungen zeigt,
Fig. 4 und 5 schematische Ansichten sind, die Beispiele von Aufzeichnungsapparaturen zeigen, die zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind,
Fig. 6 bis 8 Flußdiagramme sind, die Schritte bei Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigen,
Fig. 9 bis 16 eine weitere Ausführungsform einer Apparatur zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, worin:
Fig. 9 eine Schnittansicht ist, die Entwicklungseinrichtungen und eine lichtempfindliche Trommel zeigt,
Fig. 10 und 11 Diagramme sind, die Änderungen in der Bilddichte zeigen, wenn ein AC-Strom geändert wird,
Fig. 12 ein Diagramm ist, das die Dichtecharakteristiken zeigt, wenn eine Feldintensität und eine Frequenz geändert werden,
Fig. 13 und 15 schematische Ansichten sind, die die wesentlichen Teile einer Mehrfachbild-Wiedergabeapparatur zeigen, die mit einer Mehrzahl von Entwicklungseinrichtungen ausgestattet ist,
Fig. 14 ein Diagramm ist, das Änderungen im Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel zeigt, die in der Mehrfachbild-Wiedergabeapparatur von Fig. 13 verwendet wird,
Fig. 16 ein Diagramm ist, das Änderungen im Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel zeigt, die in der Mehrfachbild-Wiedergabeapparatur von Fig. 15 verwendet wird,
Fig. 17 und 18 Diagramme sind, die Änderungen in der Bilddichte zeigen, wenn eine an die Entwicklungseinrichtungen angelegte AC-Spannung geändert wird, und
Fig. 19 ein Diagramm ist, das die Dichtecharakteristiken zeigt, wenn eine Feldintensität und eine Frequenz geändert werden.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit ihren Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Beispiels einer Aufzeichnungsapparatur zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Laserstrahlabtaster zur Bildbelichtung zeigt; und Fig. 3 ist eine teilweise Schnittansicht, die ein Beispiel von Entwicklungseinrichtungen zeigt.
In der Aufzeichnungsapparatur von Fig. 1: Bezugsziffer 1 ist ein trommelförmiger Bildaufnehmer, der mit einem photoleitfähigen, lichtempfindlichen Material versehen ist, wie Se, und der in Richtung des Pfeiles drehbar ausgelegt ist; Ziffer 2 ist ein Auflader zum gleichförmigen Aufladen der Oberfläche des Bildaufnehmers 1; Ziffer 3 ist eine Belichtungslampe zum gleichmäßigen Belichten der Oberfläche des Bildaufnehmers mit einer schwachen optischen Strahlung; Ziffer 4 ist eine Bildbelichtungsstrahlung von Farbbildern unterschiedlicher Farben; Ziffern 5 bis 8 sind Entwicklungseinrichtungen, die als ihre Entwickler Toner mit verschiedenen Farben verwenden, wie Gelb, Magenta, Zyan oder Schwarz; Ziffern 9 und 10 sind ein Vorübertragungs-Auflader und eine Vorübertragungs-Belichtungslampe, die, falls erforderlich, jeweils so vorgesehen sind, daß ein auf dem Bildaufnehmer 1 mit seinen mehreren überlagerten Farbtonerbildern aufgenommenes Farbbild einfach auf ein Aufzeichnungselement P übertragen werden kann; Ziffer 11 ist eine Übertragungseinrichtung; Ziffer 12 sind Fixiereinrichtungen zum Fixieren der auf das Aufzeichnungselement P übertragenen Tonerbilder; Ziffer 13 sind Ladungsentfernungseinrichtungen, die aus einem Ladungsentferner und/oder einem Ladungsentfernungs-Korona-Entlader bestehen; und Ziffer 14 sind Reinigungseinrichtungen, die eine Reinigungsklinge oder eine Fellbürste haben, die dazu ausgelegt ist, mit der Oberfläche des Bildaufnehmers 1 nach der Übertragung der Farbbilder in Kontakt zu kommen, um die auf der Oberfläche verbliebenen Toner zu entfernen und dadurch die Oberfläche des Aufnehmers 1 zu reinigen.
Hier ist es bevorzugt, wie gezeigt, als den Auflader 2 einen Korona-Entlader zu verwenden, der eine derart stabile Ladung aufbringen kann, wie es durch eine frühere Aufladung kaum bewirkt wird, insbesondere in dem Fall, in dem die Oberfläche des Bildaufnehmers bereits aufgeladen wurde und zusätzlich aufzuladen ist. Im Falle, daß der trommelförmige Bildaufnehmer 1 bei der Wiedergabeapparatur verwendet wird, kann die Bildbelichtungsstrahlung 4 außerdem eine derartige optische Strahlung sein, wie sie durch Filtern einer nach Farben getrennten Spaltstrahlung vorbereitet wurde, zum Beispiel die optische Strahlung einer gewöhnlichen monochromatischen elektrophotographischen Wiedergabemaschine. Um ein klares Farbbild zu erzeugen, ist jedoch eine optische Strahlung, die durch den Laserstrahlabtaster erzeugt wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, bevorzugt.
Der Laserstrahlabtaster von Fig. 2 erzeugt die Bildbelichtungsstrahlung 4 zum Abtasten der Oberfläche des Bildaufnehmers 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit durch Ein- und Ausschalten des Laserstrahls, der von einem Laser 21, wie einem He-Ne-Laser ausgeht, mittels eines Spiegelabtasters 23, bestehend aus einem rotierenden polygonalen, z. B. oktagonalen Spiegel, um ihn dadurch durch eine fokussierende F-R-Linse 24 zu leiten. Die Bezugsziffern 25 und 26 geben im übrigen Spiegel an und Ziffer 27 gibt eine Linse zum Vergrößern des Durchmessers eines auf die fokussierende F-R-Linse 24 einfallenden Strahls an, um den Durchmesser des Strahls auf dem Bildaufnehmer 1 zu verkleinern. Wenn ein solcher Laserstrahlabtaster, wie in Fig. 2 gezeigt ist, zum Bilden der Bildbelichtungsstrahlung 4 verwendet wird, können die elektrostatischen Bilder einfach mit einer Verschiebung für verschiedene Farben aufgenommen oder gehalten werden, wie anschließend beschrieben werden wird, so daß ein klares Farbbild erzeugt werden kann. Ungeachtet dieser Tatsache ist die Bildbelichtungsstrahlung 4 nicht auf die Schlitzbelichtungsstrahlung oder eine Punktbelichtungsstrahlung durch den Laserstrahl beschränkt, sondern kann eine solche sein, die durch Verwendung zum Beispiel einer LED einer CRT, eines Flüssigkristall- oder eines Optikfaserübertragers erzeugt wird. Bei einer Wiedergabeapparatur, in der der Bildaufnehmer eine ebene Form hat, wie eine Band- oder Gurtform, kann die Bildbelichtungsstrahlung außerdem ein Blitzlicht sein.
Als die Entwicklungseinrichtungen 5 bis 8 können andererseits bevorzugt jene verwendet werden, die einen in Fig. 3 gezeigten Aufbau haben.
In Fig. 3: Bezugsziffer 31 bezeichnet eine Entwicklungshülse, die aus einem nichtmagnetischen Material besteht, wie Aluminium oder rostfreiem Stahl; Ziffer 32 ist ein Magnet, der in Umfangsrichtung mit einer Mehrzahl von innerhalb der Entwicklungshülse 31 angeordneten Magnetpolen ausgestattet ist; Ziffer 33 ist eine Schichtdickeregulierungsklinge zum Regulieren der Dicke einer auf der Entwicklungshülse 31 gebildeten Entwicklerschicht; Ziffer 34 ist eine Schabklinge zum Abschaben der Entwicklerschicht von der Oberfläche der Entwicklungshülse 31 nach der Entwicklung; Ziffer 35 ist ein Rührrotor zum Umrühren des Entwicklers in einem Entwicklerbehälter 36; Ziffer 37 ist ein Tonertrichter; Ziffer 38 ist eine Tonerzuführwalze, die in ihrer Oberfläche mit einer Ausnehmung zum Aufnehmen von Toner ausgebildet ist, um den Toner vom Tonertrichter 37 zum Entwicklerbehälter 36 zuzuführen; und Ziffer 39 ist eine Leistungszuführung zum Anlegen einer eine oszillierende Spannungskomponente enthaltenden Vorspannung an die Entwicklungshülse 31 durch einen Schutzwiderstand 40, um ein elektrisches Feld zum Steuern der Bewegung des Toners zwischen der Entwicklungshülse 31 und dem Bildaufnehmer 1 zu erzeugen. Fig. 3 zeigt, daß die Entwicklungshülse 31 und der Magnet 32 in die Richtungen der Pfeile drehbar sind. Es ist jedoch ausreichend, daß die Entwicklungshülse 31 und der Magnet 32 fest sind, oder daß die Entwicklungshülse 31 und der Magnet 32 in eine gemeinsame Richtung drehbar sind. In dem Fall, daß der Magnet 32 fest ist, ist es üblich, die Magnetisierung zu verstärken, oder zwei Magnetpole mit gleichen oder unterschiedlichen Polaritäten nahe aneinander anzuordnen, so daß die Dichte des Magnetflusses des Magnetpols, der dem Bildaufnehmer 1 gegenübersteht, stärker ist, als jene des anderen Magnetpols.
Bei diesen Entwicklungseinrichtungen sind die Magnetpole des Magneten 32 üblicherweise auf eine Dichte des Magnetflusses von 500 bis 5000 Gauss magnetisiert, um den Entwickler in dem Entwicklerbehälter 36 durch diese Magnetkraft an die Oberfläche der Entwicklungshülse 31 zu ziehen, so daß der angezogene Entwickler zu einer Entwicklerschicht geformt wird, während seine Dicke durch die Schichtdickeregulierungsklinge 33 reguliert wird. Diese Entwicklerschicht wird in dieselbe Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung (obwohl Fig. 3 dieselbe Richtung zeigt) zur Drehrichtung des Bildaufnehmers 1 gedreht, wie durch den Pfeil angegeben ist, um das elektrostatische Bild auf dem Bildaufnehmer 1 in dem Entwicklungsbereich zu entwickeln, wo die Oberfläche der Entwicklungshülse 31 der Oberfläche des Bildaufnehmers 1 gegenübersteht, wohingegen der verbliebene Toner von der Oberfläche der Entwicklungshülse 31 durch die Schaberklinge 34 abgeschabt wird, bis er in den Entwicklerbehälter 36 zurückgegeben wird. Außerdem wird die Entwicklung, z. B. wenigstens die zweite oder nachfolgende Entwicklung, die zum Überlagern der Farbtonerbilder wiederholt werden, unter der kontaktlosen Spring- oder Hüpf-Entwicklungsbedingung durchgeführt, so daß der durch den Bildaufnehmer 1 während der vorhergehenden Entwicklung angezogene Toner durch die spätere Entwicklung nicht verschoben wird. Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem die Entwicklung unter der kontaktlosen Spring- oder Hüpf-Entwicklungsbedingung durchgeführt wird.
Außerdem ist es bevorzugt, in den Entwicklungseinrichtungen 5 bis 8 den sogenannten "Zweikomponenten-Entwickler" zu verwenden, der aus einem nichtmagnetischen Toner und einem magnetischen Träger zusammengesetzt ist, und der es ermöglicht, ein Tonerbild mit klaren Farben zu erhalten, ohne jegliche Notwendigkeit, daß schwarzes oder braunes magnetisches Material in dem Toner enthalten ist, und die Steuerung des Aufladens des Toners einfach zu bewirken. Insbesondere ist der magnetische Träger bevorzugt ein nichtleitender Träger, der einen Widerstand von 10&sup8; Ω cm oder mehr oder vorzugsweise 10¹³ Ω cm oder mehr hat, und der entweder durch Verteilen und Beinhalten von feinen Teilchen eines ferromagnetischen oder paramagnetischen Materials, wie drei-ionischem Tetroxid γ-Ferrioxid, Chromdioxid, Manganoxid, Eisen- oder Mangan-Kupfer-Legierung in einem Harz, wie ein Styrolharz, ein Phenylharz, ein Äthylharz, ein denaturiertes Kiefernharz, ein Acrylharz, ein Polyamidharz, ein Epoxydharz oder Polyesterharz, oder durch Bedecken der Oberflächen der Teilchen dieses magnetischen Materials mit den oben angegebenen Harzen. Wenn der spezifische Widerstand niedrig ist, entsteht ein Problem, falls die Vorspannung an die Entwicklungshülse 31 angelegt wird, daß die Ladungen veranlaßt werden, in die Trägerteilchen zu wandern, so daß sie leicht von der Oberfläche des Bildaufnehmers eingefangen zu werden, und so daß die Vorspannung nicht ausreichend angelegt ist. Insbesondere, wenn die Trägerteilchen von dem Bildaufnehmer 1 eingefangen sind, wird der Ton des Farbbildes umgekehrt beeinflußt.
Überdies ist der spezifische Widerstand ein Wert, der durch Anschließen oder Abgreifen der Teilchen in einem Behälter mit einer wirksamen Querschnittsfläche von 0,50 cm², durch anschließendes Belasten der angeschlossenen Teilchen mit einer Last von 1 kg/cm² und durch Auslesen eines Stromwertes erhalten wird, wenn eine Spannung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes von 1000 V/cm über die Last- und die Bodenelektrode angelegt ist.
Im übrigen wird, wenn die Träger einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 5 um haben, die erreichbare Magnetisierung zu schwach. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser der Träger 50 um übersteigt, entstehen Tendenzen, daß das Bild nicht verbessert wird, und daß es wahrscheinlich wird, daß ein Zusammenbruch und eine Entladung auftreten, so daß keine Hochspannung angelegt werden kann. Daher hat der mittlere Teilchendurchmesser vorzugsweise einen Wert von mehr als 5 um und weniger als 50 um, und ein Fluidisierer, wie ein hydrophobes Silikon, wird geeignet hinzugefügt, falls erforderlich.
Der Toner wird vorzugsweise durch Hinzufügen verschiedener Pigmente und, falls erforderlich, eines ladungssteuernden Mittels zu einem Harz hergestellt, um einen mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 20 um und vorzugsweise eine mittlere Ladung von 3 bis 300 uc/g oder insbesondere 10 bis 100 uc/g zu haben. Wenn der Toner einen mittleren Teilchendurchmesser kleiner als 1 um hat, widersetzt er sich, den Träger zu verlassen. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser 20 um übersteigt, wird andererseits die Auflösung des Bildes verringert.
Als Toner wird ein magnetischer oder nichtmagnetischer Toner verwendet, der als ein gewöhnlicher Toner verwendet wird, und der durch Verteilen oder Dispergieren eines färbenden Mittels, falls erforderlich, und einer geeigneten Menge magnetischen Materials in einem bekannten Harz hergestellt wird. Als das Harz können synthetische Harze aufgezählt werden, wie: Phenol, Polystyrol, Alkyd, Polyacryl oder Polyäthylen, Polycarbonat, Polyester, Polyamid, Polyäther, Polyolefin, Polystyrol, ein Styrol-Acrylat-Copolymer, ein Styrol-Methacrylat-Copolymer, ein ungesättigtes Styrol-Äthylen-Monoolefin-Copolymer, Styrol- Vinylester-Copolymer, ein Styrol-Vinylester-Copolymer, ein Styrol-Vinyläther-Copolymer, ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Methacrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Acrylamid- Copolymer, ein Styrol-halogenisiertes Vinyliden-Copolymer oder Polyvinylacetat, ein zweifaches, dreifaches oder mehrfaches Copolymer davon oder eine Mischung von den Copolymeren.
Als färbendes Mittel sind aufzuzählen: verschiedene anorganische Pigmente, ein organisches Pigment, ein Direktfarbstoff, ein Säurefarbstoff, ein basischer Farbstoff, ein Beizmittel, ein Säure-Beizenfarbstoff, ein Suspensionsfarbstoff, ein öllöslicher Farbstoff und so weiter. Als ein schwarzes Pigment können genauer Rußschwarz, Acetylenruß, Lampenruß, Graphit, Schieferschwarz, Anilinschwarz, Zyaninschwarz und so weiter aufgezählt werden. Als ein gelbes Pigment können Chromgelb, Zinkgelb, Bariumchromat, Kadmiumgelb, Bleicyanamid, Kalziumplumbat, Naphthol-Gelb S, Hansa-Gelb 10G, Hansa-Gelb 5G, Hansa-Gelb 3G, Hansa-Gelb G, Hansa-Gelb GR, Hansa-Gelb A, Hansa-Gelb RN, Hansa-Gelb R, Pigment-Gelb L, Benzin-Gelb, Benzin-Gelb G, Benzin-Gelb GR, Permanent-Gelb NCG, Vulkan- Lichtecht-Gelb 5G, Vulkan-Lichtecht-Gelb R, Tartrazin-Gelb- Beizenfarbstoff, Chinolin-Gelb-Beizenfarbstoff, Anthragen-Gelb 6GL, Permanent-Gelb FGL, Permanent-Gelb H10G, Permanent-Gelb HR, Anthrapyrimidin-Gelb und so weiter, aufgezählt werden. Als ein rotes Pigment können ein rotes Eisenoxid, rotes Blei, Silber-Zinnoberrot, Kadmiumrot, Permanent-Rot 4R, Para-Rot, Polytungustophosphoricl-Säure (engl.: "polytungustophosphoriclacid"), Feuer-Rot, Zinnoberrot, Parachlor-Orthonitroanilin- Rot, Lithol-Lichtecht-Scharlach G, Brilliant-Lichtecht- Scharlach, Brilliant-Karminrot BS, Permanent-Rot F2R, Permanent-Rot F4R, Permanent-Rot FRL, Permanent-Rot FRLL, Permanent-Rot F4RH, Lichtecht-Scharlach VD, Vulkan-Lichtecht- Rubin B, Eosin-Beizenfarbstoff, Rhodamin-Beizenfarbstoff, Rhodamin-Beizenfarbstoff Y, Alyzarin-Beizenfarbstoff, Thioindigo-Rot B, Thioindigo-Kastanienbraun, Permanent-Rot FGR, PV-Karminrot HR und so weiter aufgezählt werden. Als ein blaues Pigment können Ultramarin, Preußischblau, Kobaltblau, Alkaliblau-Beizenfarbstoff, Pfauenblau-Beizenfarbstoff, Viktoriablau-Beizenfarbstoff, metalloses Phthalocyaninblau, Kupfer-Phthalocyanin, lichtechtes Himmelblau, Indanthrenblau RS, Indanthrenblau BS, Indigo und so weiter aufgezählt werden. Als ein gelber Farbstoff können C.I. (d. h. Farbindex; engl.: "Color index") Direkt-Gelb 98, C.I. Direkt-Gelb 89 und C.I. Direkt-Gelb 88 (von denen alle vom Direkt-Typ sind), C.I. Säure-Gelb 1, C.I. Säure-Gelb 3 und C.I. Säure-Gelb 7 (von denen alle vom Säure-Typ sind), C.I. basisches Gelb 1, C.I. basisches Gelb 2 und C.I. basisches Gelb 11, von denen alle vom basischen Typ sind), C.I. Neu-Gelb 26 (das vom Beizmittel- oder Säurenbeizmitteltyp ist), C.I. Dispersionsgelb 1, C.I. Dispersionsgelb 3 und C.I. Dispersionsgelb 4 (von denen alle vom Dispersionstyp sind), C.I. Lösungsmittelgelb 1, C.I. Lösungsmittelgelb 3 und C.I. Lösungsmittelgelb 4 (von denen alle vom Lösungsmitteltyp sind), C.I. Lösungsmittelgelb 2, C.I. Lösungsmittelgelb 6 und C.I. Lösungsmittelgelb 14 (von denen alle vom öllösbaren Typ sind) und so weiter, aufgezählt werden. Als ein roter Farbstoff können C.I. Direkt-Rot 1, C.I.
Direkt-Rot 2 und C.I. Direkt-Rot 4 (von denen alle vom Direkt- Typ sind), C.I. Säure-Rot 8, C.I. Säure-Rot 13 und C.I. Säure- Rot 14 (von denen alle vom Säure-Typ sind), C.I. basisches Rot 2, C.I. basisches Rot 14 und C.I. basisches Rot 27 (von denen alle vom basischen Typ sind), C.I. Neu-Rot 21 (das vom Beizmittel- oder Säurebeizmittel-Typ ist), C.I. Dispersionsrot 1, C.I. Dispersionsrot 4 und C.I. Dispersionsrot 5 (von denen alle vom Dispersions-Typ sind), C.I. Lösungsmittelrot 1, C.I. Lösungsmittelrot 3 und C.I. Lösungsmittelrot 8 (von denen alle vom öllösbaren Typ sind) und so weiter, aufgezählt werden. Als ein blauer Farbstoff können C.I. Direkt-Blau 1, C.I. Direkt- Blau und C.I. Direkt-Blau 22 (von denen alle vom Direkt-Typ sind), C.I. Säure-Blau 1, C.I. Säure-Blau 7 und C.I. Säure- Blau 22 (von denen alle vom Säure-Typ sind), C.I. basisches Blau 7, C.I. basisches Blau 9 und C.I. basisches Blau 19 (von denen alle vom basischen Typ sind), C.I. Neu-Blau 48 (das vom Beizmittel- oder Säurebeizmittel-Typ ist), C.I. Dispersions- Blau 1, C.I. Dispersions-Blau 3 und C.I. Dispersions-Blau 5 (von denen alle vom Dispersions-Typ sind), C.I. Lösungsmittelblau 2, C.I. Lösungsmittelblau 11 und C.I. Lösungsmittelblau 12 (von denen alle vom öllösbaren Typ sind) und so weiter, aufgezählt werden. Jedoch sollen die Färbungsmittel nicht auf die soweit aufgezählten beschränkt sein. Ferner sollen die Farben der Toner nicht auf die oben angegebenen vier begrenzt sein, sondern können gemäß dem zu verwendenden Objekt frei gewählt werden.
Als magnetisierendes Material zum Magnetisieren des Toners kann ein Material verwendet werden, das ähnlich dem in dem Träger verwendeten ist. Die Menge des Zusatzes von magnetischem Material ist vorzugsweise geringer als 60 Gewichts-% des Toners und insbesondere vorzugsweise bis zu 30 Gewichts-%, so daß die Klarheit der Farbe des Toners nicht beeinträchtigt ist.
Um die Klarheit der Farbe des Toners zu verbessern, ist es außerdem möglich, ein färbendes magnetisches Material oder ein transparentes magnetisches Material unter Verwendung eines Elements der seltenen Erden zu verwenden. Als ein geeignetes färbendes magnetisches Material können aufgezählt werden: Für eine rote Farbe, ein Eisenoxid (z. B. ein Rot-Oxid), ein Material, hergestellt durch Bedecken der Oberfläche von Nickel mit einem Kupferoxid, oder ein Material, das hergestellt wird, indem Nickel veranlaßt wird, Kadmium-Rot zu absorbieren; für eine blaue Farbe, Kobalt oder seine Verbindungen; und für eine gelbe Farbe, ein Eisenoxid oder ein Material, das dadurch hergestellt wird, daß Nickel veranlaßt wird, Kadmium-Gelb zu absorbieren.
Außerdem ist es völlig natürlich, daß auf die oben angegebenen Toner verschiedene bekannte Zusätze angewandt werden können, die üblicherweise im Toner verwendet werden, wie Ladungssteuerungsmittel.
Andererseits hat der zu verwendende Toner vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 20 um und eine mittlere Ladung von 1 bis 300 uc/g oder insbesondere vorzugsweise 3 bis 30 uc/g. Wenn der Toner einen mittleren Teilchendurchmesser kleiner als 1 um hat, wird er sich widersetzen, den Träger zu verlassen. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser 29 um übersteigt, wird andererseits die Auflösung des Bildes herabgesetzt.
Wenn, wie soweit beschrieben, der Entwickler aus einer Mischung aus einem nichtleitenden Träger und einem Toner zusammengesetzt ist, ist es möglich, die Vorspannung, die an die Entwicklungshülse 31 von Fig. 3 anzulegen ist, ohne jegliche Befürchtung von Leckage oder Durchschlagen leicht einzustellen, so daß der Toner ausreichend aber ohne jeglichen Nebel auf das elektrostatische Bild aufgebracht wird. Im übrigen kann, um die Steuerung der Entwicklung und Bewegung des Toners durch das Anlegen einer derartigen Vorspannung, das in dem magnetischen Träger zu verwendende magnetische Material in dem Toner in einem Bereich enthalten sein, der die Farbklarheit nicht verschlechtert.
Die vorstehende Beschreibung war auf den Aufbau der Entwicklungseinrichtungen und den Entwickler gerichtet, die vorzugsweise verwendet werden. Jedoch können solche Entwicklungseinrichtungen und Entwickler verwendet werden, wie sie in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 30537/75, 18656 bis 18659/80, 144452/81, 116553/83 und 116554/83 offenbart sind. Weiter kann eine derartige kontaktlose Spring- oder Hüpf- Entwicklungsbedingung bei einen Zweikomponenten-Entwickler verwendet werden.
In Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 41 einen trommelförmigen Bildaufnehmer, der durch Beschichten einer dielektrischen Schicht, wie ein Harz, auf eine Metallbasis aufgebaut ist, und der drehbar in Richtung des Pfeiles ausgelegt ist, und Ziffer 43 bezeichnet einen elektrostatischen Aufzeichnungskopf, der mit Nadelentladungspolen ausgestattet ist. Die verbleibenden Teile sind identisch mit jenen des Beispiels von Fig. 1.
Der Vorübertragungs-Auflader 9 kann in dem Fall, daß die Übertragung nur durch die Übertragungseinrichtungen 11 ausreichend bewirkt werden können, weggelassen werden. Der elektrostatische Aufzeichnungskopf 53 wird verwendet, um ein elektrostatisches Bild mit einer aufgeladenen Punktverteilung auf der dielektrischen Schicht des Bildaufnehmers 41 mittels der Nadelentladungspole zu bilden, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.
Zu den Tonern: Der Schwarz-Toner ist ähnlich jenem des Zweikomponenten-Entwicklers nach dem Stand der Technik; der Zyan-Toner ist durch Hinzufügen von Kupfer-Phthalocyanin anstelle von Rußschwarz mit einer schwarzen Farbe hergestellt; Magenta wird durch ähnliches Hinzufügen von Polytungstophosphat hergestellt; und der Gelb-Toner wird durch ähnliches Hinzufügen eines Benzidinderivates hergestellt. Jedoch sollen jene Toner nicht auf jene Farbtoner beschränkt sein, die aus derartigen Pigmenten hergestellt sind, sondern es ist natürlich möglich, Farbtoner aus Farbstoffen zu verwenden und ein Elektrisierungssteuermittel oder ähnliches hinzuzufügen, falls erforderlich. Andererseits muß die Reihenfolge der durch die Entwicklungseinrichtungen 5 bis 8 zu entwickelnden Farben unter Verwendung der Entwickler unterschiedlicher Farbtonern genau festgelegt werden, da sie den (Farb-) Ton des Farbbildes beeinflußt.
Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können sowohl durch die oben beschriebene Wiedergabeapparatur von Fig. 4 praktiziert werden, als auch durch die in Fig. 5 gezeigte Wiedergabeapparatur durchgeführt werden.
Die Wiedergabeapparatur von Fig. 5 ist eine, in der eine Reihe von Aufzeichnungselementen mit dielektrischen Schichten auf ihren Oberflächen ausgebildet sind, um einen Bildaufnehmer 41' zu schaffen. Die Aufnahmen und Entwicklungen von elektrostatischen Bildern werden wiederholt, während der Bildaufnehmer 41' linear befördert wird. Längs des Fördergerätweges des Bildaufnehmers 41' sind der vorschreibende Auflader 2, der elektrostatische Aufzeichnungskopf 43 und die Entwicklungseinrichtungen 5 bis 8 sich wiederholend aneinandergereiht angeordnet, und die Fixiereinrichtungen 12 zum Fixieren des Farbbildes auf dem Bildaufnehmer 41' sind an der letzten Position angeordnet. Die betrachtete Wiedergabeapparatur erfordert zwar nicht den Vorübertragungs-Auflader, die Übertragungseinrichtungen, die Ladungsentfernungseinrichtungen und die Reinigungseinrichtungen, kann aber eine Reihe von Farbbildern erzeugen. Damit der Bildaufnehmer 41 nicht durchhängen kann, ist es jedoch notwendig, die Spannung zu erhöhen oder in der Mitte eine derartige Stützrolle oder -walze vorzusehen, um die auf den Bildaufnehmer 41 aufgebrachten Toner daran zu hindern, verschoben zu werden, obwohl es nicht gezeigt ist.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Wiedergabeapparatur kann ebenfalls auf den Vorübertragungs-Auflader 9, die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 und die Reinigungseinrichtungen 14 verzichtet werden, wenn der Bildaufnehmer 41 durch (Ab-) Rollen eines Bildaufnehmers ähnlich dem Bildaufnehmer 41', der bei der Wiedergabeapparatur von Fig. 5 verwendet wird, auf einer Trommel hergestellt ist.
Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können durch die soweit beschriebene Wiedergabeapparatur durchgeführt werden. Die Fig. 6 bis 8 zeigen alle die Schritte von derartigen Verfahren bis nachdem eine zweite Entwicklung beendet wurde.
Fig. 6 zeigt ein Verfahren, das folgende Schritte enthält: Aussetzen der Oberfläche des Bildaufnehmers 41 einer ersten Schreiboperation mittels des elektrostatischen Aufzeichnungskopfes 43, entweder von dem Anfangszustand (der als ein geladener Zustand gezeigt ist), in dem die Oberfläche des Bildaufnehmers 41 von ihren Ladungen durch eine oder beide der Ladungsentfernungseinrichtungen 13 und 13 befreit wurde, durch die Reinigungseinrichtungen 14 gereinigt wurde und, falls erforderlich, gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 4 durch den Vorschreib-Auflader 2 positiv oder negativ aufgeladen wurde; oder von dem Anfangszustand, in dem der Bildaufnehmer 41' von links transportiert und durch den ersten Vorschreib-Auflader 2, falls erforderlich, gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 5 negativ oder positiv aufgeladen wurde, um dadurch ein elektrostatisches Bild auf einem Potential zu halten, das eine von dem Hintergrundpotential verschiedene Polarität hat; erstes Entwickeln des elektrostatischen Bildes durch Entwicklungseinrichtungen 5, Ausführen einer zweiten Schreiboperation durch den elektrostatischen Aufzeichnungskopf 43 nach dem gleichförmigen Aufladungsbetrieb durch den Auflader 2, falls erforderlich, entweder, wenn der Bildaufnehmer 41 in seine zweite Umdrehung kommt, gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 4, oder, wenn der Bildaufnehmer 41' zur Position des nächsten Aufladers vorrückt, gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 5; zweites Entwickeln des somit erhaltenen elektrostatischen Bildes durch die Entwicklungseinrichtungen 6; anschließend Wiederholen von dritten und vierten Schreib- und Entwicklungsoperationen in einer ähnlichen Weise, so daß ein Farbbild mit überlagerten Farbbildern auf dem Bildaufnehmer 41 oder 41' aufgenommen ist; und entweder Fixieren des erhaltenen Farbbildes auf dem Aufzeichnungselement P mittels der Fixiereinrichtungen 12, nachdem das Farbbild zum Übertragen durch den Übertragungsauflader 9 fertiggemacht wurde, so daß es auf das Aufzeichnungselement P durch die Übertragungseinrichtungen 11 gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 4 übertragen wird; oder direkt Fixieren desselben Farbbildes auf dem Bildaufnehmer 41' durch die Fixiereinrichtungen 12 gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 5. Gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 4 wurden von der somit mit dem darauf übertragenen Farbbild versehenen Oberfläche des Bildaufnehmers 41 die Ladungen durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 entfernt und von den restlichen Tonern durch die Reinigungseinrichtungen 14 befreit, und ferner wurden ihre Ladungen, falls erforderlich, durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 entfernt, womit ein Zyklus der Farbbildwiedergabe endet. Gemäß der Wiedergabeapparatur von Fig. 5 beendet andererseits der Teil des Bildaufnehmers 41', der mit dem Farbbild gebildet wurde, seine Schritte zur Wiedergabe oder Erzeugung des Farbbildes, wenn es vollständig an den Fixiereinrichtungen 12 vorbeigegangen ist.
Ferner verwendet das Flußdiagramm von Fig. 7 die Wiedergabeappartur von Fig. 4 und ist ähnlich jener von Fig. 6, mit der Ausnahme, daß der Bildaufnehmer 41, auf den die Tonerbilder aufgenommen sind, von seinen Ladungen durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 befreit wird, bevor in eine nachfolgende Bildaufnahmestufe nach jeder Entwicklung eingetreten wird.
Das Flußdiagramm von Fig. 8 verwendet die Wiedergabeapparatur von Fig. 4 und ist von jener von Fig. 6 darin verschieden, daß der Vorschreib-Auflader 2 vor jeder Schreiboperation betrieben wird.
Im übrigen bezeichnen die Bezugsbuchstaben T und T', die in den Fig. 6 bis 8 auftauchen, Toner mit verschiedenen Farben, die auf den Bildaufnehmer 41 oder 41' aufgebracht werden.
Die anderen Entwicklungseinrichtungen, als jene, die jede Entwicklung unter den kontaktlosen Spring- oder Hüpf- Entwicklungsbedingungen ausführen, können, selbst wenn die Entwicklerschicht nicht von der Entwicklungshülse 31 entfernt wurde, leicht in einem wirkungslosen Zustand gehalten werden, und zwar durch Trennung der Entwicklungshülse 31 von der Leistungszufügung 39 in einen Zwischen- oder Schwebezustand, durch Erden der Entwicklungshülse 31 zur Erde oder positives Anlegen etwa einer DC-Vorspannung an die Entwicklungshülse 31 mit derselben Polarität wie jene des elektrostatischen Bildes, d. h. entgegengesetzt zu jener der Ladungen des Toners. Davon kann das Anlegen der Vorspannung mit der entgegengesetzten Polarisation zu jener der Toner vorzugsweise verwendet werden, um die Entwicklungseinrichtungen im unwirksamen Zustand zu halten.
Als nächstes werden die Flußdiagramme der Fig. 6 bis 8, die von der Wiedergabeapparatur von Fig. 4 durchgeführt werden, genauer jeweils als die folgenden Beispiele 1 bis 3 beschrieben.

Beispiel 1

Die in Fig. 4 gezeigte Wiedergabeapparatur wurde verwendet. Der Bildaufnehmer 41 wurde durch Auflegen einer nichtleitenden
Schicht mit einer Dicke von 20 um auf eine Aluminiumbasis vorbereitet und hatte eine Umfangsgeschwindigkeit von 180 mm/sec. Die Oberfläche des somit vorbereiteten Bildaufnehmers 41 wurde mittels des Vorschreib-Aufladers 2 unter Verwendung des Scorotron-Korona-Entladers (engl.: "scorotron corona discharger") auf -100 V aufgeladen und dann einer Schreiboperation bei einer Verteilungsdichte von 10 Punkten/mm mittels des elektrostatischen Aufzeichnungskopfes 43 unterzogen, wobei die Spitzen dessen Nadelelektroden ungefähr 30 um von der Oberfläche des Bildaufnehmers 41 beabstandet waren. Als ein Ergebnis wurde auf dem Bildaufnehmer 41 ein elektrostatisches Bild erhalten, das ein Potential des beschriebenen Teils von +200 V bezüglich des Hintergrundteil-Potentials von -100 V hatte. Das erhaltene elektrostatische Bild wurde erstmals durch die in Fig. 3 gezeigten Entwicklungseinrichtungen 6 entwickelt. Diese Entwicklungseinrichtungen 6 verwendeten den Entwickler, der bestand aus: einem Träger mit 50 Gewichts-% Magnetid verteilt und enthalten in einem Harz und mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 um, einer Magnetisierung von 30 emu/g und einem spezifischen Widerstand von 10¹&sup4; Ω oder höher; und einem nichtmagnetischen Toner, der durch Hinzufügen von 10 Gewichts-% Kupfer-Phthalocyanin und anderen Elektrisierungssteuerungsmitteln, wie das Zyanpigment, zu dem Styrol-Acryl-Harz hergestellt wurde, und der einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 um hatte, in einem Anteil von 10 Gewichts-% von Toner zu Träger. Außerdem wurden die kontaktlosen Spring- oder Hüpf- Entwicklungsbedingungen verwendet, unter denen die Entwicklungshülse 31 einen äußeren Durchmesser von 30 mm und eine Drehzahl von 100 U.p.m. hatte, der Magnet 32 hatte eine magnetische Flußdichte von seinen N- und S-Magnetpolen von 1000 Gauss und eine Drehzahl von 1000 U.p.m., die Entwicklerschicht hatte eine Dicke von 0,7 mm an ihrem entwickelten Teil, der Spalt zwischen der Entwicklungshülse 31 und dem Bildaufnehmer 1 war 0,8 mm und eine Vorspannung mit einer DC-Spannungskomponente von 0 V und einer AC-Spannungskomponente von 1,5 kHz und 1000 V wurde an die Entwicklungshülse angelegt.
Die zuerst entwickelte Oberfläche des Bildaufnehmers 41 wurde einer zweiten Schreiboperation unterzogen, und zwar bei einer Punkt- oder Lichtfleckposition, die gegenüber der ersten Schreiboperation verschoben war, jedoch mit derselben Punktdichte wiederum durch denselben elektrostatischen Aufzeichnungskopf 43, allerdings ohne Betreiben des Vorübertragungs- Aufladers 9, der Ladungsentfernungseinrichtungen 13 und 13, der Reinigungseinrichtungen 14 und des Vorschreib-Aufladers 2, und so, daß der geschriebene Teil ein Potential von +300 V annimmt. Als nächstes wurde eine zweite Entwicklung durch die Entwicklungseinrichtungen 6 unter denselben Bedingungen wie jene der Entwicklungseinrichtungen 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Toner des verwendeten Entwicklers durch Zusetzen von Polytungstophosphat als das Magentapigment anstelle des Zyanpigments hergestellt wurde, und daß eine Vorspannung mit einer DC-Spannungskomponente von 100 V und einer AC-Spannungskomponente von 1,5 kHz und 1000 V angelegt wurde. Ahnlich wurde eine dritte Schreiboperation zum Anheben des Potentials des beschriebenen Teils auf +400 V und eine dritte Entwicklung durch die Entwicklungseinrichtungen 7 unter denselben Bedingungen wie jene der Entwicklungseinrichtungen 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Toner des verwendeten Entwicklers durch Hinzufügen eines Benzidinderivates als das gelbe Pigment hergestellt wurde, und daß die Entwicklungsvorspannung aus einer DC-Komponente von 200 V und einer AC-Komponente von 1,5 kHz und 1000 V bestand. Außerdem wurde eine vierte Schreiboperation zum Anheben des Potentials des beschriebenen Teils auf +500 V und eine vierte Entwicklung durch die Entwicklungseinrichtungen 8 unter denselben Bedingungen wie jene der Entwicklungseinrichtungen 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Toner des verwendeten Entwicklers durch Hinzufügen von Rußschwarz als das schwarze Pigment hergestellt wurde, und daß die Entwicklungsvorspannung eine DC-Komponente von 300 V und eine AC-Komponente von 1,5 kHz und 600 V hatte. Das somit auf dem Bildaufnehmer 41 aufgenommene oder erhaltene Farbbild wurde übertragen und fixiert auf dem Aufzeichnungselement P. Außerdem wurde die Oberfläche des Aufnehmers 41, der somit das darauf übertragene Farbbild aufwies, von seinen Ladungen durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 befreit und von den restlichen Tonern durch die Reinigungseinrichtungen 14 gereinigt.
Das somit erhaltene erzeugte Bild wies wenig Vermischung der Farbtoner auf und war ein bemerkenswert klares Farbbild.
Im übrigen kann bei diesem Beispiel die Lichtfleck- oder -punktposition des nachfolgenden Schreibbetriebes über die des vorhergehenden Schreibbetriebes überlagert werden, oder die Entladespannung des elektrostatischen Aufzeichnungskopfes 43 und der Spannungswert, die Frequenz und ausgewählte Zeit der DC- oder AC-Komponenten der an die Entwicklungshülse anzulegenden Spannung können bei den Schreib- und/oder Entwicklungsoperationen so geändert werden, um die entwickelten Dichten der jeweiligen Farben anzupassen. Wenn die Punkt- oder Lichtfleckpositionen der Schreiboperationen überlagert sind, tritt eine Farbvermischung auf, so daß die Farben leicht undeutlich werden. Jedoch kann der Ton oder Farbton durch Erhöhung der Punkt- oder Lichtfleckdichte gesteigert werden. In diesem Fall spielt außerdem insbesondere die Reihenfolge der zu entwickelten Farben eine wichtige Rolle. Durch Einstellen der entwickelten Dichten der jeweiligen Farben in der soweit beschriebenen Weise, ist es möglich, ein Farbbild mit einem geänderten Ton oder Farbton zu erhalten.

Beispiel 2

Die Farbbildwiedergabe wurde unter Verwendung derselben Wiedergabeapparatur wie jene von Beispiel 1 und unter denselben Bedingungen wie jene von Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Aufladungsoperation von Beispiel 1 durch den Vorschreib-Auflader 2 vor der ersten Schreiboperation nicht durchgeführt wurde, um ein elektrostatisches Bild mit einem Potential von +150 V bezüglich des Hintergrundpotentials von 0 V durch eine erste Schreiboperation zu bilden, daß eine überlagerte Spannung mit einer DC-Spannung von +50 V und einer AC-Spannung von 3 kHz und 2000 V als die Vorspannung auf oder für die Entwicklung an die Entwicklungshülse 31 angelegt wurde, und daß die Ladungsentfernung-vor der zweiten und späteren Schreiboperationen durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 durchgeführt wurde, um ein elektrostatisches Bild mit einem Potential von +150 V bezüglich des Hintergrundpotentials von 0 V auch in der zweiten und späteren Schreiboperation zu halten. Das somit erhaltene wiedergegebene Bild war ein Farbbild mit einer ausgezeichneten Klarheit, wie jenes von Beispiel 1.

Beispiel 3

Die Farbbildwiedergabe wurde durch Verwendung derselben Wiedergabeapparatur von Beispiel 1 unter denselben Bedingungen wie jene von Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Ladung von -300 V durch den Vorschreib-Auflader 2 durchgeführt wurde, so daß ein elektrostatisches Bild mit einem Potential von +50 V bezüglich des Hintergrundpotentials von -300 V durch eine erste Schreiboperation erhalten oder aufgenommen wurde, daß eine überlagerte Spannung bestehend aus einer DC-Spannung von -200 V und einer AC-Spannung von 2 kHz und 1 kV als eine Vorspannung für die Entwicklung an die Entwicklungshülse 31 angelegt wurde, und daß der Vorschreib-Auflader 2 vor zweiten und späteren Schreiboperationen verwendet wurde. Das erhaltene wiedergegebene Bild war ein Farbbild mit einer ausgezeichneten Klarheit, wie jenes von Beispiel 1.
Durch Verwendung der Bildaufnahmeeinrichtungen mit ihrer elektrostatischen Aufnahmefähigkeit und getrennten Tonerbildaufnahmefähigkeit gemäß den vorhergehenden Beispielen können ausgezeichnete Effekte erreicht werden, daß der Farbton und so weiter des Farbbildes leicht geändert werden können, und daß das Farbbild mit der ausgezeichneten Klarheit und einem hohen Ton erzeugt werden kann, so daß die Wiedergabe stabil oder unveränderlich bewirkt wird.
Im übrigen können Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Fall angewandt werden, in dem der Bildaufnehmer eine Band- oder Blattform hat, oder auf einen solchen Bildaufnehmer, z. B. Elektrofax-Papier, auf dem auf einer Basis angeordnet ohne jegliche Übertragung das darauf durch die Toner aufgenommene Farbbild fixiert werden kann. In diesem Fall ist es erforderlich, die Überlagerungsreihenfolge der Farbtoner zu beachten, jedoch entsteht dabei ein Vorteil, daß auf die Vorübertragungs-Lampe, die Übertragungseinrichtungen und die Reinigungseinrichtungen verzichtet werden kann. Ungeachtet dieser Tatsache können die Vorübertragungs-Lampe und die Ladungsentfernungseinrichtungen in dem Fall weggelassen werden, in dem die Toner vorbestimmte Polaritäten und Mengen von Ladungen haben, so daß sie übertragen werden können. Andererseits kann die Übertragung nicht nur vom Korona-Typ sondern auch von einem Vorspannungsrollen-Typ, einem Haft-Typ und einem Druck-Typ durch ein zwischengeschaltetes Übertragungselement sein. Es ist völlig natürlich, daß die Fixieroperation nicht auf einen Heizrollen-Typ begrenzt ist.
Obwohl die soweit beschriebenen Beispiele einen elektrostatischen Aufzeichnungskopf als Schreibeinrichtung verwendeten, können andere Einrichtungen in gleicher Weise verwendet werden, wenn sie das elektrostatische Ladungsbild auf der dielektrischen Schicht halten. Genauer können ähnlich entweder ein Verfahren, in dem die Durchgangsrate eines Korona-Ionenflusses durch Steuerelektroden gesteuert wird, so daß ein elektrostatisches Bild auf der dielektrischen Schicht aufgenommen werden kann, oder ein Verfahren angewendet werden, bei dem ein lichtempfindliches Schirmelement verwendet wird, so daß ein darauf gehaltenes oder aufgenommenes elektrostatisches Ladungsmuster zum Steuern der Durchgangsrate des Korona-Ionenflusses verwendet werden kann, um das elektrostatische Bild auf der dielektrischen Schicht zu halten oder aufzunehmen.
Weitere Beispiele werden im folgenden beschrieben. Bei dem Verfahren des fortlaufenden Überlagerns von Tonerbildern durch Wiederholen des Schrittes, ein Latentbild auf einem Bildaufnehmer aufzunehmen oder zu halten, und des Schrittes, das aufgenommene oder gehaltene Latentbild zu entwickeln, wie beim Stand der Technik beschrieben wurde, muß eine Entwicklung mit einer geeigneten Dichte ohne Zerstören des Tonerbildes durchgeführt werden, das auf dem Bildaufnehmer in dem vorhergehenden Schritt aufgenommen oder erhalten wurde. Hier bedeutet der Ausdruck "Überlagerung" nicht nur, daß die Tonerbilder mehrere Male in einer identischen Position der Entwicklungsbereiche des Bildaufnehmers gebildet werden, sondern auch, daß die Tonerbilder mehrere Male in anderen Teilen des Bildbereiches aufgenommen werden. Das Ergebnis unserer Forschungen hat gezeigt, daß ein ausgezeichnetes Bild nicht erhalten werden kann, auch wenn die Werte, wie der Spalt d (mm) (der im folgenden einfach der "Spalt" genannt wird) zwischen dem Bildträger und einem Entwicklerträger und die Spannung VAC und Frequenz f der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung so gewählt wurden, daß sie die oben angegebenen Bedingungen erfüllen, und daß jene Parameter in engen Beziehungen zueinander stehen. Daher wurden Experimente durch die Entwicklungseinrichtungen 16 durchgeführt, wie in Fig. 9 gezeigt ist, wobei die Parameter, wie die Spannung und Frequenz der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung, geändert wurden, so daß die Ergebnisse, wie in Fig. 10 und 11 gezeigt ist, erhalten wurden. Im übrigen wird das Tonerbild vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 1 gebildet, die als die Bildträgertrommel wirkt. Die Entwicklungseinrichtungen 16 tragen einen Entwickler D in die Richtung des Pfeiles B auf dem Umfang der Hülse 31, um den Entwickler D einem Entwicklungsbereich E zuzuführen, wenn die als Entwicklerträger wirkende Hülse 31 und die magnetische Rolle 32 gedreht werden. Im übrigen ist der Entwickler D ein Zweikomponenten-Entwickler, bestehend aus einem magnetischen Träger und einem nichtmagnetischen Toner. Der Träger besteht aus kugelförmigen Teilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 30 um, was ein durch das Omnicon Alpha (hergestellt von Bausch & Lomb Inc.) oder den Coulter Counter (hergestellt von Coulter Inc.) gemessener mittlerer Gewichtswert ist, eine Magnetisierung von 50 emu/g und einen spezifischen Widerstand von 10¹&sup4; Ω oder mehr haben, und die mit einem Harz beschichtet sind. Der spezifische Widerstand ist ein Wert, der durch Auslesen eines Stromwertes erhalten wird, wenn eine Last von 1 kg/cm² auf die angeschlossenen oder abgegriffenen Teilchen aufgebracht wird, so daß die Trägerteilchen eine Dicke von 1 mm haben, nachdem die Teilchen in einem Behälter mit einer wirksamen Querschnittsfläche von 0,50 cm² abgegriffen wurden, und wenn eine Spannung zum Einrichten eines elektrischen Feldes von 1000 V/cm zwischen den Last- und den Bodenelektroden angelegt wurde. Der Toner wird durch Zuführen einer kleinen Menge eines Elektrisierungssteuerungsmittels zu 90 Gewichts-% eines thermoplastischen Harzes und 10 Gewichts-% eines Pigments (z. B. Rußschwarz) und durch Vermischen und Pulverisieren der Mischung hergestellt, so daß die Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 um haben können. Der Entwickler D wird in die Richtung des Pfeiles B durch Drehen der magnetischen Rolle 32 in die Richtung des Pfeiles A und der Hülse 31 in die Richtung des Pfeiles B transportiert. Die Dicke des Entwicklers D wird in seinem Transportweg mittels der Oberschichtregulierungsklinge 33 geregelt. Ein Entwicklerbehälter 47 ist in sich mit einer Rührschraube 35 ausgestattet, so daß der Entwickler D ausreichend umgerührt werden kann. Wenn der Entwickler D in dem Entwicklerbehälter 47 verbraucht ist, wird eine frische Zuführung von dem Tonertrichter 37 durch Drehen der Tonerzuführrolle 38 durchgeführt.
Zwischen der Hülse 31 und der lichtempfindlichen Trommel 1 ist eine DC-Leistungszuführung 45 angeschlossen, um die Entwicklungsvorspannung anzulegen. Damit der Entwickler D in den Entwicklungsbereich E vibriert werden kann, um der lichtempfindlichen Trommel 1 ausreichend zugeführt zu werden, ist eine AC-Leistungszuführung 46 in Reihe mit der DC-Leistungszuführung 45 angeschlossen. Die Bezugsziffer 40 ist der Schutzwiderstand.
Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Amplitude der AC-Komponente, wenn der Spalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse 31 auf 1,0 mm und die Dicke des Entwicklers auf 0,5 mm gesetzt sind, wenn das aufgeladene Potential der lichtempfindlichen Trommel auf 600 V gesetzt ist und die Entwicklungsvorspannung ihre DC-Komponente bei 500 V und ihre AC-Komponente bei einer Frequenz von 1 kHz hat, und der Bilddichte eines Tonerbildes, das durch das Umkehrphänomen auf dem belichteten Teil (auf einem Potential von 0 V) der lichtempfindlichen Trommel 1 gebildet ist. Die Amplitude EAC der Intensität des elektrischen AC-Feldes nimmt einen Wert an, der durch Dividieren der AC-Spannung der Entwicklungsvorspannung durch den Spalt d erhalten wird. Die in Fig. 10 auftretenden Kurven A, B und C sind die Ergebnisse, die in dem Fall erhalten wurden, in dem die verwendeten Toner so gesteuert wurden, daß sie jeweils Ladungen von 30 uc/g, 20 uc/g und 15 uc/g hatten. Es ist an den drei Kurven A, B und C zu erkennen, daß der Effekt der AC-Komponente für die Amplitude der AC-Komponente des elektrischen Feldes von 200 V/mm oder größer auftritt, und daß das vorher erhaltene Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel für die Amplituden von 2500 V/mm oder größer teilweise gebrochen ist.
Fig. 11 zeigt die Änderungen in der Bilddichte, wenn die Frequenz der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung auf 2,5 kHz gesetzt ist, und wenn die AC-Feld-Intensität EAC unter denselben Bedingungen geändert wird, wie jene des Experiments von Fig. 10.
Gemäß diesen Experimenten ist die Bilddichte hoch, wenn die Amplitude EAC der AC-Feld-Intensität 500 V/mm übersteigt, und das vorher erhaltene Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 ist teilweise gebrochen, wenn diese Amplitude 4 kV/mm übersteigt, obwohl dies nicht gezeigt ist.
Im übrigen, wie anhand der Ergebnisse der Fig. 10 und 11 zu sehen ist, ändert sich die Bilddichte stark über eine bestimmte Amplitude, die einen in Abhängigkeit von den mittleren Ladungen der Toner kaum erreichbaren Wert hat, wie anhand der Kurven A, B und O zu sehen ist. Den Grund hierfür kann man sich wie folgt vorstellen. Bei dem Zweikomponenten-Entwickler ist es insbesondere anzunehmen, daß die Tonerteilchen oder Toner durch Reibung mit dem Träger oder gegenseitige Reibung aneinander aufgeladen werden, und daß sich die Ladungen der Toner über einen breiten Bereich verteilen, und es wird angenommen, daß Toner mit einer großen Anzahl von Ladungen bevorzugt entwickelt werden. Selbst wenn die mittleren Ladungen durch das Elektrisierungssteuerungsmittel gesteuert werden, ändert sich der durch jene Toner mit der großen Ladungsmenge besetzte Anteil nicht so sehr. Als ein Ergebnis ist anzunehmen, daß die Änderungen in den Entwicklungscharakteristiken mehr oder weniger aber kaum beobachtet herausgefunden wurden.
Nunmehr werden Experimente ähnlich jenen der Fig. 10 und 11 unter sich ändernden Bedingungen durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Amplitude EAC und der Frequenz f des AC-Feldes festzusetzen oder zu beurteilen, so daß die in Fig. 12 gezeigten Ergebnisse erhalten werden konnten.
In Fig. 12: bezeichnet als (A) ist ein Bereich, wo eine Entwicklungsungleichheit leicht auftritt; angegeben bei (B) ist ein Bereich, wo der Effekt der AC-Komponente nicht auftritt; angegeben bei (C) ist ein Bereich, wo die Toner leicht zurückkehren, d. h. wo die Farbmischung leicht auftritt; und angegeben bei (D) und (E) sind Bereiche, wo der Effekt der AC-Komponente auftritt, so daß keine Farbvermischung vorkommt.
Diese Ergebnisse zeigen, daß ein geeigneter Bereich für die Amplitude und Frequenz des elektrischen AC-Feldes existiert, so daß ein nächstes (oder nachfolgendes) Tonerbild in einer geeigneten Dichte ohne Bruch des Tonerbildes, das im vorhergehenden Schritt auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen wurde, entwickelt werden kann. Dies wird angenommenerweise durch die folgenden Gründe erklärt.
In dem Bereich, wo die Bilddichte eine Tendenz hat, für die Amplitude EAC der AC-Feld-Intensität zuzunehmen, z. B. für die Dichtekurve von Fig. 10, d. h. wo die Amplitude von EAC der AC-Feld-Intensität von 0,2 bis 1,2 kV/mm reicht, wirkt die AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung so, daß es leicht ist, einen Schwellwert zu überspringen, bei dem die Toner von der Hülse fliegen. Als ein Ergebnis wird sogar der Toner mit einer geringen Ladungsmenge von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen, so daß er für die Entwicklung verwendet werden kann. Als ein Ergebnis wird die Bilddichte auf das höhere Niveau angehoben, so wie die Amplitude der AC-Feld-Intensität größer wird.
Für den Bereich, wo die Bilddichte für die Amplitude EAC gesättigt ist, d. h. wo die Amplitude EAC 1,2 kV/mm in der Kurve A von Fig. 10 übersteigt, kann dieses Phänomen wie folgt erklärt werden. Genauer werden in diesem Bereich die Toner intensiver vibriert, so wie die Amplitude der AC-Feld-Intensität größer wird, und die als ein Ergebnis der Ansammlung der Toner gebildeten Haufen oder Cluster neigen dazu, ge- oder zerbrochen zu werden, so daß nur die Toner mit hohen Ladungen selektiv auf die lichtempfindliche Trommel aufgebracht werden, wohingegen die Tonerpartikel mit niedrigen Ladungen sich widersetzen, entwickelt zu werden. Außerdem neigen die Toner mit niedrigen Ladungen dazu, durch die AC-Vorspannung zur Hülse 31 zurückgebracht zu werden, da sie eine geringe Bild-Ausbildungskraft haben, selbst wenn sie einmal von der lichtempfindlichen Trommel eingefangen wurden. Die Ladungen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel entweichen, da die Amplitude der Feldintensität der AC-Komponente und das Phänomen, daß die Toner sich widersetzen, entwickelt zu werden, leicht auftreten. Als eine Tatsache wird angenommen, daß jene Fälle überlappen, um die Bilddichte für die Zunahme der AC-Komponente konstant zu machen.
Wenn die AC-Feld-Intensität erhöht wird, um zum Beispiel unter der Bedingung, die Kurve A von Fig. 10 zu erhalten, eine Amplitude zu haben, die 2,5 kV/mm übersteigt, wurde herausgefunden, daß das vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommene Tonerbild ge- oder zerbrochen wird, und daß der Grad dieses Bruchs für die höhere AC-Komponente höher ist. Es wird angenommen, daß dies durch die Tatsache verursacht wird, daß eine derartige Kraft auf die von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangenen Toner aufgebracht wird, daß sie durch die AC-Komponente zur Hülse 31 zurückkehren.
Im Falle, daß die Entwicklung durch fortlaufendes Überlagern von Tonerbildern auf der lichtempfindlichen Trommel 1 durchgeführt wird, ist es ein entscheidendes Problem, daß das Tonerbild oder die Tonerbilder, die bereits gehalten werden oder aufgenommen sind, bei einem nachfolgenden Entwicklungsschritt zer- oder gebrochen werden.
Wie durch Vergleich der Ergebnisse der Fig. 10 und 11 zu sehen ist, haben andererseits die durch Ändern der Frequenz der AC-Komponente durchgeführten Experimente gezeigt, daß die. Bilddichte bei der höheren Frequenz geringer wird. Dies wird durch die Tatsache verursacht, daß der Vibrationsbereich der Tonerteilchen eingeengt wird, da sie den Änderungen des elektrischen Feldes nicht folgen können, so daß sie sich widersetzen, von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen zu werden.
Auf der Basis der soweit beschriebenen experimentellen Ergebnisse wurde geschlossen, daß eine spätere Entwicklung mit einer geeigneten Dichte ohne Zerstörung des bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 1 gehaltenen oder aufgenommenen Tonerbildes durchgeführt werden kann, wenn jede Entwicklung unter den Bedingungen durchgeführt wird, die die folgende Beziehung erfüllt, wenn die Amplitude der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung als VAC (V), die Frequenz derselben als f (Hz) und der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Hülse 1 und der Hülse als d (mm) bestimmt sind.
0,2 ≤ VAC/(d·f) ; und
{(VAC/d) - 1500}/f /L ≤ 1,0.
Um eine ausreichende Bilddichte sicherzustellen, und um das durch den vorhergehenden Schritt aufgenommene oder gehaltene Tonerbild nicht zu zerstören, ist es bevorzugt, daß die Beziehungen der oben angegebenen Bedingungen erfüllt sind:
0,5 ≤ VAC/(d·f) ; und
{(VAC/d) - 1500}/f /L ≤ 1,0.
Wenn insbesondere die folgenden Beziehungen des obigen erfüllt sind, ist es möglich, ein Mehrfarbbild mit einer besseren Klarheit aber keiner Farbverschwommenheit oder -unbestimmtheit zu erhalten, und den Toner einer anderen Farbe daran zu hindern, selbst bei einer Anzahl von Operationen in die Entwicklungsapparatur gemischt zu werden:
0,5 ≤ VAC/(d·f) ←; und
{(VAC/d) - 1500}/f ≤ 0,8.
Außerdem ist es ferner bevorzugt, die Frequenz der AC-Komponente auf 200 Hz oder höher einzustellen, um eine Entwicklungsungleichheit aufgrund der AC-Komponente zu verhindern, und die Frequenz der AC-Komponente auf 500 Hz oder höher einzustellen, um die Einflüsse der Stöße oder Überlagerungen zu eliminieren, die durch die AC-Komponente und durch die Drehungen der Magnetrolle verursacht werden, falls die rotierende Magnetrolle als die Einrichtung zum Zuführen des Entwicklers zur lichtempfindlichen Trommel 1 verwendet wird.
Gemäß den soweit beschriebenen Verfahren ist es, um fortlaufend die aufeinanderfolgenden Tonerbilder in vorbestimmten Dichten auf der lichtempfindlichen Trommel ohne Bruch der auf der lichtempfindlichen Trommel aufgenommenen Tonerbilder zu entwickeln, ferner bevorzugt, entweder einzeln oder in geeigneter Kombination die folgenden Verfahren gemäß den Wiederholungen der Entwicklungen zu verwenden:
(1) Toner mit fortlaufend höheren Ladungen werden verwendet;
(2) die Amplituden der Feldintensitäten der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung werden fortlaufend verkleinert; und
(3) die Frequenzen der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung werden fortlaufend vergrößert.
In anderen Worten sind die Tonerteilchen mit den höheren Ladungen empfänglicher für die Einflüsse des elektrischen Feldes. Als ein Ergebnis können die Tonerteilchen mit den hohen Ladungen beim Schritt der nachfolgenden Entwicklung zur Hülse zurückkehren, wenn sie bei einer vorhergehenden Entwicklung von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen wurden. Daher ist das Verfahren (1) vorgesehen, um die Toner mit niedrigen Ladungen am Zurückkehren zur Hülse bei einer späteren Entwicklung durch Verwendung der Tonerteilchen bei der frühen Entwicklung zu hindern. Das Verfahren (2) ist vorgesehen, um die Tonerteilchen, die bereits von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen wurden, durch fortlaufendes Verringern der Feldintensitäten in Übereinstimmung mit den Wiederholungen der Entwicklung (d. h. bei den späteren Entwicklungsschritten) am Zurückkehren-zu hindern. Als das besondere Verfahren, nacheinander die Intensität des elektrischen Feldes zu schwächen, gibt es entweder ein Verfahren, nacheinander die Spannung der AC-Komponente abfallen zu lassen, oder ein Verfahren, den Spalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse 31 bei den späteren Entwicklungsschritten zu vergrößern. Andererseits ist das Verfahren (3) vorgesehen, um die Tonerteilchen, die bereits von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen wurden, durch fortlaufendes Anheben der Frequenz der AC-Komponente beim Wiederholen der Entwicklungen auf ein höheres Niveau am Zurückkehren zu hindern. Ein gewisser Effekt kann erhalten werden, wenn diese Verfahren (1), (2) und (3) einzeln verwendet werden, jedoch kann ein besserer Effekt erreicht werden, wenn sie in Kombination verwendet werden, zum Beispiel durch fortlaufendes Vergrößern der Tonerladungen in Übereinstimmungen mit den Wiederholungen der Entwicklungen, wobei die AC-Vorspannung fortlaufend abgesenkt wird. Im Fall, daß diese drei Verfahren angenommen werden, können außerdem die Bilddichte und das Farbgleichgewicht jeweils durch Anpassen der DC-Vorspannungen geeignet gehalten werden.
Weitere besondere Beispiele, die durch die Verwendung der soweit beschriebenen Konstruktionen durchgeführt wurden, werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 15 beschrieben.
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung, die einen wesentlichen Teil einer Farbbildwiedergabeapparatur zeigt. Die lichtempfindliche Trommel 1, die mittels des Scorotron-Aufladers gleichmäßig aufgeladen wurde, wurde der Strahlung ausgesetzt, die von der He-Ne-Laser-Lichtquelle (obwohl nicht gezeigt) durch einen polygonalen Drehspiegel 51 und eine Fokussierungslinse 52 geleitet wurde, um ein elektrostatisches Latentbild aufzunehmen. Dieses elektrostatische Latentbild wurde durch die ersten Entwicklungseinrichtungen 5 entwickelt, so daß ein erstes Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen wurde. Dieses erste Tonerbild wurde durch den Scorotron-Auflader 2 erneut aufgeladen und belichtet, ohne zum Aufzeichnungspapier übertragen zu werden, so daß ein zweites Tonerbild dann durch die zweiten Entwicklungseinrichtungen 6 aufgenommen wurde. Dies wird wiederholt, bis ein viertes Tonerbild aufgenommen wird. In anderen Worten, die Schritte des Aufladungsbetriebes (von dem die zweiten und späteren nicht immer erforderlich sind) → die Belichtung → die Entwicklung wurde viermal in der Form wiederholt, daß kein Übertragungsschritt enthalten ist. Nachdem die Tonerbilder vollständig auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen wurden, die Vorübertragungs-Belichtungslampe 10 den Bereich beleuchtet hat, in dem das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen wurde, um das Tonerbild auf das Aufzeichnungspapier zu übertragen (dessen Weg durch eine unterbrochene Linie angegeben ist), das vom Papierzuführer (obwohl nicht gezeigt) durch die Übertragungsmittel 11 zugeführt wurde. Das Aufzeichnungspapier wurde durch die Fixiermittel 12 erhitzt und fixiert, die aus wenigstens einer Heizwalze bestanden, bis es von der Maschine nach außen ausgegeben wurde.
Andererseits wurde die lichtempfindliche Trommel 1, die ihren Übertragungsbetrieb abgeschlossen hatte, durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13, die während des Aufnehmens des Tonerbildes nicht verwendet wurden, von ihren Ladungen befreit und wurde dann von überschüssigem Toner, der an ihrer Oberfläche zurückgelassen wurde, durch die Reinigungseinrichtungen 14 gereinigt, die während des Aufnehmens des Tonerbildes unwirksam geblieben waren.
Die soweit beschriebene Farbbildwiedergabeapparatur wurde veranlaßt, die obigen Operationen jedesmal auszuführen, wenn ihr Betriebsknopf gedrückt wurde. Im vorliegenden Beispiel war das verwendete lichtempfindliche Material Selen und die lichtempfindliche Trommel 1 hatte einen Durchmesser von 120 mm, eine Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/sec und ein Ladungspotential von 600 V. An die verwendeten Entwicklungseinrichtungen 5 und 6 wurde zu jeder Entwicklungszeit oder bei jedem Entwicklungsdurchgang eine Entwicklungsvorspannung angelegt, die aus einer DC-Komponente von 500 V und einer AC-Komponente mit einer Amplitude von 1 kV und einer Frequenz von 1 kHz bestand. Der Spalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel und der Hülse jeder der Entwicklungseinrichtungen war auf 0,8 mm eingestellt. Außerdem war der verwendete Entwickler ein Zweikomponenten-Entwickler, der aus einem magnetischen Träger und einem nichtmagnetischen Toner bestand. Als dieser Träger wurde ein kugelförmiger Träger verwendet, der eine mittlere Teilchengröße von 30 um, eine Magnetisierung von 50 emu/g und einen spezifischen Widerstand von 10¹&sup4; Ω oder mehr hatte, und der mit einem Harz überzogen war. Der Toner wurde durch Hinzufügen einer kleinen Menge eines Elektrisierungssteuerungsmittels zu 90 Gewichts-% eines thermoplastischen Harzes und 10 Gewichts-% eines Pigments hergestellt. In den Entwicklungseinrichtungen 5, 6, 7 und 8 wurden jeweils Gelb-, Magenta-, Zyan- und hwarz-Pigmente verwendet, von denen alle eine mittlere Ladungsmenge von 20 uc/g und einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 um hatten. Der verwendete Entwickler war eine Mischung, die jeweils aus 80 Gewichts-% und 20 Gewichts-% der oben angegebenen Träger und Toner zusammengesetzt war. Außerdem wurde bei jedem Entwicklungsdurchgang die Hülse 31 und die magnetische Rolle 32 in jeder der Entwicklungseinrichtungen in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht, und ihre oberen Schichten wurden durch die Magnetklinge reguliert, so daß die Entwicklerschicht eine Dicke von 0,4 mm hatte.
Wie oben beschrieben wurde, wurden die Tonerbilder fortlaufend überlagert, um ein Mehrfarbbild zu bilden. Als ein Ergebnis wurde ein sichtbares Bild mit einer ausreichenden Dichte erhalten, wobei weder die Tonerbilder, die bereits auf der lichtempfindlichen Trommel bei einer vorhergehenden Entwicklung aufgenommen waren, brachen, noch irgendein Toner einer anderen Farbe in jegliche der Entwicklungseinrichtungen gemischt wurde.
Die resultierenden überlagerten Tonerbilder wurden übertragen zum und fixiert auf dem Aufzeichnungspapier, so daß ebenfalls ein klar wiedergegebenes Bild erhalten werden konnte. Selbst nachdem die Tonerbilder auf einer Anzahl von Blättern des Übertragungspapiers wiedergegeben wurden, wurden ferner keine der anderen Farben in die einzelnen Entwicklungseinrichtungen gemischt. Eine kleine Menge von magnetischem Material war im Toner jeder Entwicklungseinrichtung enthalten, so daß der Nebel des Bildes ferner durch die Magnetkraft verhindert werden konnte.

Beispiel 5

Dieses Beispiel wurde durch die in Fig. 13 gezeigte Farbbildwiedergabeapparatur durchgeführt. Der Unterschied zum Beispiel hier war, daß sowohl der Spalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse und die DC-Komponente der Entwicklungsvorspannung, die zur Entwicklungszeit oder beim Entwicklungsdurchgang anzulegen ist, unter den Entwicklungseinrichtungen verschieden waren. Die Spalte und die DC-Komponenten waren in den Entwicklungseinrichtungen 5, 6, 7 und 8 jeweils auf 0,5 mm und 450 V, auf 0,7 mm und 500 V, auf 0,8 mm und 500 V und auf 1,0 mm und 550 V eingestellt. Die mittleren Ladungsmengen der Toner und die Amplitude und Frequenz der AC-Vorspannungen waren unter den Entwicklungseinrichtungen ähnlich wie beim Beispiel 4 gleich und waren jeweils auf 20 uc/g, 1 kV und 1 kHz eingestellt.
Bei dem vorliegenden Beispiel wurde das Rückkehren von Toner von der lichtempfindlichen Trommel 1 durch Gestalten der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülsen der jeweiligen Entwicklungseinrichtungen in der Weise verhindert, daß die Spalte d dazwischen in der Entwicklungsreihenfolge immer mehr erweitert wurden, und das Gleichgewicht der Dichten der jeweiligen Farbtonerbilder wurde durch Anheben der DC-Vorspannungen in der Entwicklungsordnung oder -reihenfolge gehalten.
Gemäß diesem Beispiel wurde ein klareres Bild erhalten und keine andere Farbe wurde selbst nach der Wiedergabe von mehreren Blättern in einzelne der Entwicklungseinrichtungen gemischt.

Beispiel 6

Dieses Beispiel wurde ebenfalls durch die in Fig. 13 gezeigte Farbbildwiedergabeapparatur durchgeführt. Der Unterschied zum Beispiel 4 bestand darin, daß die AC-Komponente und die DC-Komponente der Entwicklungsvorspannung, die zur Entwicklungszeit oder beim Entwicklungsdurchgang anzulegen ist, unter den Entwicklungseinrichtungen verschieden war. Die Amplituden der AC-Komponenten und der DC-Komponenten waren in den Entwicklungseinrichtungen 5, 6, 7 und 8 jeweils auf 1,5 kV und 450 V, auf 1,2 kv und 500 V, auf 1,0 kV und 520 V und auf 0,8 kV und 550 V eingestellt. Die mittleren- Tonermengen, die Frequenzen der AC-Vorspannungen und die Spalte zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse waren unter den Entwicklungseinrichtungen wie beim Beispiel 4 gleich und waren jeweils auf 20 uc/g, 1 kHz und 0,8 mm eingestellt.
Beim vorliegenden Beispiel wurde ein Zurückkehren des Toners zur lichtempfindlichen Trommel 1 durch Einstellen der AC-Komponenten auf niedrigere Niveaus in der Ordnung oder Reihenfolge der Entwicklung und das Gleichgewicht der Dichten der jeweiligen Farbtonerbilder wurde durch zunehmendes Erhöhen der DC-Vorspannungen gehalten.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel konnte ein klares Mehrfarbbild erhalten werden, ohne jegliche Mischung einer anderen Farbe in einzelne Entwicklungseinrichtungen, selbst nach den Wiedergabebetrieben von den mehreren Blättern.

Beispiel 7

Dieses Beispiel wurde ebenfalls durch die in Fig. 13 gezeigte Farbbildwiedergabeapparatur durchgeführt.
Die Entwicklungsbedingungen waren so, daß die Amplituden der AC-Komponenten der Entwicklungsvorspannung, die zur Entwicklungszeit oder beim Entwicklungsdurchgang angelegt wurden, alle für die jeweiligen Entwicklungseinrichtungen 1 kV waren, und so, daß die Frequenzen und deren DC-Komponenten in den Entwicklungseinrichtungen 5, 6, 7 und 8 jeweils auf 800 Hz und 450 V, auf 1 kHz und 500 V, auf 1,5 kHz und 550 V und auf 2 kHz und 600 V eingestellt waren.
In jeder Entwicklungseinrichtung wurde außerdem beim Entwicklungsvorgang oder zur Entwicklungszeit nur die Hülse gedreht, um den Entwickler zuzuführen, wohingegen die internen Magneten fest waren. Die Regulierung der Oberschichthöhe wurde durch die Magnetklinge durchgeführt, um einen Spalt von 0,5 mm zu schaffen, so daß der Entwickler eine Dicke von 0,2 mm hatte.
Die mittleren Ladungsmengen der Toner und die Spalte zwischen der lichtempfindlichen Trommel und der Hülse waren unter den jeweiligen Entwicklungseinrichtungen gleich und waren auf 20 uc/g und 0,8 mm eingestellt, und die verbleibenden Entwicklungsbedingungen und Entwickler waren dieselben wie jene des Beispiels 4.
Bei dem vorliegenden Beispiel wurde die Rückkehr der Toner zur lichtempfindlichen Trommel 1 durch Erhöhung der Frequenzen der AC-Komponente in der Entwicklungsreihenfolge verhindert und das Gleichgewicht der Dichten der jeweiligen Farbtonerbilder wurden durch fortlaufendes Anbeben der DC-Vorspannungen gehalten.
Auch durch das vorliegende Beispiel konnte ein klares Mehrfarbbild erhalten werden und eine andere Farbe wurde nicht in einzelne Entwicklungseinrichtungen gemischt, selbst nach den Wiedergaben von mehreren Blättern.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das die Änderungen im Potential der lichtempfindlichen Trommel 1 zeigt, wenn die Entwicklungen durch die Farbbildwiedergabeapparatur von Fig. 13 durchgeführt werden. Bezugsbuchstaben PH und DH geben-jeweils den belichteten Teil und den unbelichteten Teil an.
Die lichtempfindliche Trommel 1 hält ein vorgegebenes Potential, wenn sie durch den Scorotron-Auflader 2 aufgeladen ist, und das Potential des optisch bestrahlten Teiles fiel ab, wenn die Bildbelichtung durchgeführt war. Als nächstes wird durch Anlegen einer Vorspannung, deren DC-Komponente im wesentlichen gleich dem Potential des unbelichteten Teils ist, an die Entwicklungseinrichtung der positiv aufgeladene Toner in der Entwicklungseinrichtung von dem belichteten Teil eingefangen, der ein niedrigeres Potential hat, so daß eine Entwicklung zum Erhalten eines ersten sichtbaren Bildes durchgeführt wird. Das Potential in jenem bestimmten Teil nimmt ein wenig zu (wie bei DUP in der Zeichnung angegeben) und als ein Ergebnis fängt es die positiven Toner oder Tonerteilchen ein. Als nächstes wird das Potential auf der lichtempfindlichen Trommel 1 wiederum durch den Auflader 2 so gleichförmig aufgeladen, daß es auf ein vorbestimmtes Potential (wie bei CUP in derselben Zeichnung angegeben) angehoben wird. Als nächstes, wenn eine zweite Bildbelichtung durchgeführt wird, und wenn eine Entwicklung ähnlich durchgeführt wird, wird Toner auf den belichteten Teil aufgebracht, um ein zweites sichtbares Bild zu erhalten. Durch viermaliges Wiederholen dieser Schritte sind vier sichtbare Farbbilder in einer überlagerten Weise auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen.
Bei dem soweit beschriebenen Verfahren können die zweiten und späteren Aufladeoperationen weggelassen werden. Im Falle, daß diese Aufladeoperationen nicht weggelassen werden, kann andrerseits ein Ladungsentfernungsschritt vor jeder der Aufladeoperationen eingefügt werden.
Alle drei vorstehend beschriebenen Beispiele führen das Umkehrentwicklungsverfahren aus, können aber auch mit dem normalen Entwicklungsverfahren praktiziert werden, d. h., das Verfahren, bei dem die Toner auf den unbelichteten Teil aufgebracht werden, um Tonerbilder aufzunehmen. Wenn die überlagerten Entwicklungen durch das normale Verfahren durchgeführt werden, ist es jedoch notwendig, den Aufladeschritt bei jedem Durchgang einzufügen.

Beispiel 8

Als nächstes wird die Beschreibung im folgenden auf den Fall gerichtet, bei dem die Entwicklungen mittels der in Fig. 15 gezeigten Farbbildwiedergabeapparatur durchgeführt werden.
Die lichtempfindliche Trommel 1 wurde aus einem lichtempfindlichen CdS-Element hergestellt, dessen Oberfläche mit einer nichtleitenden Schicht bedeckt war und die einen Durchmesser von 120 mm, eine Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/sec, eine Isolierschichtdicke von 20 um und eine Dicke der lichtempfindlichen Schicht von 30 um hatte.
Als erstes wurde die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 auf +1000 V mittels des primären Aufladers 2 aufgeladen, während sie auf ihrer ganzen Oberfläche durch die Wirkung einer Lampe L belichtet wurde, die in dem Auflader 2 angebracht war. Diese Belichtung wurde durchgeführt, um das Einbringen von Ladungen in die lichtempfindliche Schicht der lichtempfindlichen Trommel 1 zu erleichtern. Als nächstes wurde die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel auf -100 V aufgeladen, um die positiven Ladungen auf der Oberfläche ihrer isolierenden Schicht mittels des zweiten Aufladers 3' zu verringern, der eine AC-Komponente hat. Die somit auf -100 V aufgeladene lichtempfindliche Trommel 1 wurde einer Bildbelichtung mit einer Strahlung unterzogen, die von dem polygonalen Drehspiegel 51 reflektiert wurde. Der somit belichtete Teil nahm ein positives Potential an und wurde durch die erste Entwicklungseinrichtung 5 entwickelt, so daß ein erstes sichtbares Bild aufgenommen wurde. Als nächstes wurde die lichtempfindliche Trommel 1 durch den zweiten Auflader 3' wieder auf -100 V gleichförmig aufgeladen und dann einer Bildbelichtung ausgesetzt, so daß ein zweites sichtbares Bild durch die zweiten Entwicklungseinrichtungen 6 aufgenommen wurde. Diese Operationen wurden viermal wiederholt, um alle sichtbaren Bilder auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufzunehmen. Danach bestrahlte die Vorübertragungs-Belichtungslampe 10 den Bereich, in dem die sichtbaren Bilder der lichtempfindlichen Trommel aufgenommen waren, und diese sichtbaren Bilder wurden durch die Übertragungseinrichtungen 11 auf das Aufzeichnungspapier (dessen Weg durch die unterbrochene Linie gezeigt ist) übertragen, welches von der Papierzuführung (nicht gezeigt) zugeführt wurde. Das Aufzeichnungspapier wurde durch die Fixiereinrichtungen 12 erhitzt und fixiert, die wenigstens aus einer geheizten Rolle oder Walze bestehen, bis es nach außerhalb der Maschine ausgegeben wurde.
Andererseits wurden die Ladungen der lichtempfindlichen Trommel 1, deren Übertragungsoperation abgeschlossen war, durch die Ladungsentfernungseinrichtungen 13 eliminiert, die während des Aufnehmens des Tonerbildes nicht verwendet wurden. Danach wurde die lichtempfindliche Trommel 1 durch die Wirkung der Reinigungseinrichtungen 14, die während des Aufnehmens des Tonerbildes unwirksam geblieben waren, von den überflüssigen Tonern befreit, die an ihrer Oberfläche zurückgelassen wurden.
Die soweit beschriebene Farbbildwiedergabeapparatur wiederholte die vorhergehenden Operationen jedesmal, wenn ihr Betriebsknopf gedrückt wurde. Die Entwicklungsbedingungen jedes Entwicklungsschrittes waren so, daß die beim Entwicklungsdurchgang anzulegende Entwicklungsvorspannung eine auf 1,5 kV eingestellte und eine Frequenz von 2 kHz aufweisende AC-Komponente aufwies und ihre DC-Komponente auf 0 V eingestellt hatte, und so, daß der Spalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse jeder Entwicklungseinrichtungen 0,5 mm war. In jeder Entwicklungseinrichtung wurden beim Entwicklungsdurchgang oder zur Entwicklungszeit die Hülse und die Magnetrolle in derselben gemeinsamen Richtung gedreht, um den Entwickler zu tragen oder zu transportieren, und die Schichtdicke dieses Entwicklers wurde durch die Wirkung der Magnetklinge auf 0,3 mm geregelt.
Jeder der Entwickler hatte dieselbe Zusammensetzung wie jener des Beispiels 4, mit der Ausnahme, daß seine Ladung auf -20 uc/g gesteuert wurde.
Mit dem soweit beschriebenen Aufbau wurden die Mehrfarbbilder weder mit Bruch der Tonerbilder, die bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen waren, noch mit jeglichem Mischen des Toners einer anderen Farbe in einzelne Entwicklungseinrichtungen aufgenommen, um ein sichtbares Bild zu erhalten, das eine ausreichende Dichte hatte.

Beispiel 9

Dieses Beispiel wurde ebenfalls durch die in Fig. 15 gezeigte Farbbildwiedergabeapparatur praktiziert. Der Unterschied zum Beispiel 8 liegt darin, daß die mittleren Ladungsmengen der verwendeten Entwickler und die DC-Komponente der Entwicklungsspannung, die zur Entwicklungszeit oder beim Entwicklungsdurchgang angelegt war, unter den Entwicklungseinrichtungen verschieden waren und in den Entwicklungseinrichtungen 5, 6, 7 und 8 jeweils auf -10 uc/g und 0 V, auf -15 uc/g und 0 V, auf -20 uc/g und 20 V und auf -40 uc/g und 50 V eingestellt waren. Im Gegensatz dazu waren die Amplituden und Frequenzen der AC-Vorspannung und die Spalte zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse unter den jeweiligen Entwicklungseinrichtungen gleich wie im Beispiel 8 und waren jeweils auf 1,5 kV, 2 kHz und 0,5 mm eingestellt.
Bei dem vorliegenden Beispiel wurde die Rückkehr von Tonern zur lichtempfindlichen Trommel 1 durch Steuern der Elektrisierungen verhindert, so daß die absoluten Werte der mittleren Ladungsmengen der Entwickler in der Entwicklungsreihenfolge zunahmen und das Gleichgewicht der Dichten unter den jeweiligen Farbtonerbildern durch fortlaufendes Vergrößern der Werte der DC-Vorspannungen gehalten wurde.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel wurde ebenfalls ein klares Mehrfarbbild erhalten und keine andere Farbe wurde in einzelne Entwicklungseinrichtungen gemischt.

Beispiel 10

Dieses Beispiel wurde ebenfalls durch die in Fig. 15 gezeigte Farbbildwiedergabeapparatur durchgeführt. Der Unterschied zum Beispiel 8 liegt darin, daß die mittleren Ladungsmengen der verwendeten Entwickler und die Amplituden der AC-Komponenten der Entwicklungsvorspannungen, die zur Entwicklungszeit oder beim Entwicklungsdurchgang angelegt waren, unter den Entwicklungseinrichtungen verschieden waren, und in den Entwicklungseinrichtungen 5, 6, 7 und 8 jeweils auf -10 uc/g und 1,6 kV, auf -15 uc/g und 1,4 kV, auf -20 uc/g und 1,2 kV und auf -40 uc/g und 1,0 kV eingestellt waren. Die Frequenzen der AC-Vorspannungen, die Potentiale der DC-Vorspannungen und die Spalte d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse waren unter den jeweiligen Entwicklungseinrichtungen verteilt oder aufgeteilt und jeweils auf 2 kHz, 0 V und 0,5 mm eingestellt.
Bei dem vorliegenden Beispiel wurde die Rückkehr von Tonern zur lichtempfindlichen Trommel 1 verhindert und gleichzeitig das Gleichgewicht unter den Dichten der jeweiligen Farbtonerbilder teilweise durch Steuern der Elektrisierungen, so daß die Absolutwerte der mittleren Ladungsmengen vergrößert wurden, und teilweise durch fortlaufendes Einstellen der AC-Vorspannungen gehalten.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel wurde ein klares Mehrfarbbild erhalten und keine Farbe wurde in einzelne Entwicklungseinrichtungen gemischt, selbst nach Wiedergaben von mehreren Blättern.
Fig. 16 zeigt die Änderungen in den Potentialen auf der lichtempfindlichen Trommel, wenn die Entwicklungen durch die Farbbildwiedergabeapparatur von Fig. 15 durchgeführt wurden.
Nachdem sie durch den primären Auflader 2 positiv aufgeladen wurde, wird die lichtempfindliche Trommel 1 negativ aufgeladen, so daß ihr Oberflächenpotential im wesentlichen auf 0 V abfällt. Als nächstes wird durch Ausführen der Bildbelichtung das Potential des optisch bestrahlten Teiles angehoben, um die Toner einzufangen, die in den Entwicklungseinrichtungen negativ aufgeladen wurden, so daß das Potential des Teils, der die Toner eingefangen hat, abfällt (wie bei DDW in der Zeichnung angegeben) . Als nächstes wird eine gleichförmige Aufladeoperation so durch den zweiten Auflader durchgeführt, daß das Oberflächenpotential im wesentlichen auf 0 V abfällt, und die Bildbelichtung und die Entwicklung werden wiederholt. Nachdem die sichtbaren Bilder aller Farben auf der lichtempfindlichen Trommel 1 gebildet wurden, werden die erhaltenen oder aufgenommenen Tonerbilder auf das Aufzeichnungspapier übertragen, und die lichtempfindliche Trommel wird von ihrer Ladung befreit und dann gereinigt, bis der Schritt zu einer nachfolgenden Bildwiedergabe vorrückt.
Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren kann auf die zweiten und späteren sekundären Aufladeoperationen verzichtet werden. Andererseits können die ersten und zweiten Aufladeoperationen jedesmal durchgeführt werden, und in diesem Fall kann der Ladungsentfernungsschritt vor jeder der Aufladeoperationen eingefügt werden.
Bei den jeweiligen soweit beschriebenen Beispielen wird die Korona-Übertragung als Tonerbildübertragung verwendet, jedoch kann auch ein anderer Typ verwendet werden. Wenn zum Beispiel die in den japanischen Patentveröffentlichungen 41679/71, 22763/73 offenbarte Haftübertragung oder ähnliches verwendet wird, kann die Übertragung ohne Beachtung der Polaritäten der Toner durchgeführt werden. Außerdem ist es möglich, das Verfahren zum Bewirken eines direkten Anlegens des Tonerbildes an das lichtempfindliche Element zu übernehmen, wie beim Elektrofax-Verfahren.
Der Zweikomponenten-Entwickler besteht vorzugsweise aus einem magnetischen Träger als Träger und einem nichtmagnetischen Toner als Toner.
Die Zusammensetzungen der Toner sind wie folgt:
(1) Thermoplastisches Harz: 80 bis 90 Gewichts-% Bindemittel Beispiele: Polystyrol, Styrol-Acryl-Polymer, Polyester, Polyvinyl, Butyral, Epoxydharz, Polyamidharz, Polyäthern und Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, die häufig in einer gemischten Form verwendet werden;
(2) Pigment: 0 bis 15 Gewichts-% färbendes Mittel
Beispiele:
Schwarz: Rußschwarz;
Blau: Kupfer-Phthalocyanin, Derivatfarbstoff von Sulfonamid;
Gelb: Benzinderivat; und
Magenta: Polytungstophosphat, Rhodamin-Beizenfarbstoff, Karminrot 6B;
(3) Elektrisierungssteuerungsmittel: 0 bis 5 Gewichts-%
Beispiele:
Plus: Nigrosin (d. h. Elektronendonator); und
Minus: Organischer Komplex (d. h. Elektronenakzeptor);
(4) Fluidisierer:
Beispiele:
Kolloidales Silika oder hydrophobes Silika als Repräsentant, Siliziumlack- oder Firnis, Metallseife, nichtionogenes aktives Mittel;
(5) Reinigungsmittel:
Vorgesehen zum Verhindern von Filmbildung der Toner auf dem lichtempfindlichen Element
Beispiele:
Fettes Säuremetallsalz, oxidiertes Silikat mit einem Oberflächenradikal, Fluor enthaltendes oberflächenaktives Mittel; und
(6) Füller: Vorgesehen zum Verbessern des Oberflächenglanzes von Bildern und zum Verringern der Kosten für Rohmaterialien
Beispiele:
Kalziumcarbonat, Lehm, Talg, Pigment.
Zusätzlich zu den oben aufgezählten Materialien kann ein magnetisches Material enthalten sein, um einen Nebel und eine Toner-Dispersion oder -Verteilung zu verhindern.
Als die magnetischen Puder werden solche Puder von Drei-Eisen- Tetraoxid, γ-Ferrioxid, Chromdioxid, Nickelferrit oder Eisenlegierung mit einem Durchmesser von 0,1 bis 1 um vorgesehen. Aktuell wird jedoch das Drei-Eisen-Tetraoxid hauptsächlich verwendet und ist mit 5 bis 7 Gewichts-% bezüglich der Toner enthalten. Die spezifischen Widerstände der Toner sind in Abhängigkeit von den Arten und Mengen der magnetischen Puder variabel. Um einen ausreichenden spezifischen Widerstand zu schaffen, ist es jedoch bevorzugt, 55 Gewichts-% oder weniger des magnetischen Materials aufzunehmen. Außerdem ist es wünschenswert, daß das magnetische Material mit 30 Gewichts-% oder weniger enthalten ist, so daß es als der Farbtoner eine klare Farbe halten kann.
Zusätzlich ist als das für den Druck-Fixiertoner geeignete Harz ein adhäsives Harz, wie Wachs, Polyolefine, Äthylen- Vinylacetat-Copolymer, Polyurethan oder Gummi ausgewählt, so daß es plastisch verformt und durch eine Kraft von ungefähr 20 kg/cm an Papier anhaften kann. Ein Kapsel- oder Hüllentoner kann ebenfalls verwendet werden.
Die Toner können aus den oben aufgezählten Materialien bestehen und durch das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt sein.
Um ein weiter bevorzugtes Bild zu erhalten, ist es erwünscht, daß die durchschnittlichen Mittelwerte der Teilchendurchmesser dieser Toner in Bezug auf die Auflösung nicht mehr als 50 Mikrometer sind. Tonerdurchmesser von ungefähr 1 bis 30 Mikrometer können vorzugsweise in Bezug auf die Auflösung, die Tonerstreuung und die Beförderung verwendet werden, obwohl sie grundsätzlich nicht beschränkt sind.
Um genaue oder feine Punkte und Linien zu erzeugen, und um die Gradation oder Abstufung zu verbessern, können die magnetischen Trägerteilchen außerdem bevorzugt Teilchen sein, die aus magnetischen Teilchen und einem Harz, zum Beispiel einen Harz- Dispersionssystem von magnetischen Pudern und Harz oder harzbeschichteten magnetischen Teilchen bestehen, und können weiter bevorzugt abgerundet sein, um einen Teilchendurchmesser von 50 um oder kleiner, insbesondere bevorzugt einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 30 um und nicht weniger als 5 um zu haben.
Außerdem kann, um die Probleme zu vermeiden, daß die ,Trägerteilchen unter Schaffung einer Sperre gegen die zufriedenstellende Bildwiedergabe die Ladungen der Vorspannung leicht aufnehmen, so daß sie dazu neigen, von der Oberfläche des Bildträgers eingefangen zu werden, und daß die Vorspannung nicht mit einer ausreichenden Höhe angelegt wird, der Träger eine derartige Isolationseigenschaft mit einem spezifischen Widerstand von nicht weniger als 10&sup8; Ω, vorzugsweise 10¹³ Ω und noch bevorzugter 10¹&sup4; Ω haben. Außerdem können die Trägerteilchen diesen spezifischen Widerstand und den oben angegebenen Durchmesser haben.
Die oben beschriebenen Trägerteilchen können entweder durch Beschichten der Oberfläche des magnetischen Materials, wie es bezüglich der Toner mit dem thermoplastischem Harz beschrieben ist, oder durch Erzeugen der Teilchen aus einem Harz mit darin verteilten und enthaltenen feinen magnetischen Teilchen, und durch Auswählen der erhaltenen Teilchen durch die wohlbekannten Auswahlmittel der mittleren Durchmesser hergestellt werden. Außerdem ist es wünschenswert, die Träger abzurunden, um die Umrührcharakteristiken der Toner und der Träger und die Träger- oder Transportcharakteristiken der Entwickler zu verbessern und die Elektrisierungssteuerungscharakteristiken der Toner zu verbessern, wodurch die Tonerteilchen dagegen widerstandsfähig gemacht werden, sich anzuhäufen, oder daß sich die Tonerteilchen und die Trägerteilchen anhäufen. Von diesen abgerundeten magnetischen Trägerteilchen werden harzbeschichtete durch Auswählen von magnetischen Teilchen, die so rund wie möglich sind, und durch Beschichten der ausgewählten Teilchen mit einem Harz hergestellt, und die Träger mit darin verteilten feinen magnetischen Pudern, werden entweder durch Abrunden von kleinen Teilchen aus einem magnetischen Material, falls möglich durch heißen Wind oder Wasser nach dem Erzeugen der verteilten Harzteilchen oder durch direktes Bilden der abgerundeten verteilten Harzteilchen durch die Sprüh-Trocken- Methode hergestellt.
Bei den Beispielen wurde die Beschreibung bezüglich dem Fall vorgenommen, bei dem der Zweikomponenten-Entwickler, der aus dem Toner und dem Träger besteht, als der Entwickler mit einer Mehrzahl von Komponenten verwendet wurde. Jedoch kann der Entwickler zusätzlich eine dritte Komponente enthalten. Bei den Beispielen ist die Beschreibung auf die Entwicklung des Farbbildes beschränkt. Jedoch können die Verfahren auf den Fall angewandt werden, in dem Toner derselben Farbe mehrmals entwickelt werden. In diesem Fall kann ein Toner mit einer ausgezeichneten Gradation oder Abstufung auf der lichtempfindlichen Trommel gehalten oder aufgenommen werden.
Noch weiter können die Verfahren nicht nur auf die Wiedergabeapparatur für Elektrophotographie angewandt werden, sondern auch auf den auftrefflosen Drucker, der von dem elektrostatischen Wiedergabeverfahren oder dem magnetischen Wiedergabeverfahren Gebrauch macht.
Gemäß den Beispielen kann ein Bild bei einem nachfolgenden Schritt auf einem Bildträger aufgenommen werden, ohne ein Bild, das bei einem vorhergehenden Schritt aufgenommen wurde, zu zerstören, selbst wenn der Schritt des Aufnehmens eines Latentbildes auf dem Bildträger und der Schritt des Entwickelns des Latentbildes mit einem Entwickler mit einer Mehrzahl von Komponenten mehrmals wiederholt werden.
In anderen Worten, kann ein klares Bild auf dem Bildträger aufgenommen werden, wenn die Amplitude VAC und die Frequenz f der AC-Komponente und der Spalt d zwischen dem Entwicklerträger und dem Bildträger so eingestellt sind, daß sie die folgenden Beziehungen erfüllen:
0,2 ≤ VAC/(d·f) ; und
{(VAC/d) - 1500}/f ≤ 1,0.
Bei den anderen Beispielen war der verwendete Entwickler D ein Einkomponenten-Magnetentwickler, der durch Vermischen und Pulverisieren von 70 Gewichts-% eines thermoplastischen Harzes, 10 Gewichts-% eines Pigments (z. B. Rußschwarz), 20 Gewichts-% eines magnetischen Materials und eines Elektrisierungssteuerungsmittels hergestellt werden, um einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 um zu haben. Die Ladungsmengen werden durch das Elektrisierungssteuerungsmittel gesteuert.
In dem Fall, daß die Entwicklung mit einem Einkomponenten- Entwickler nur unter Verwendung des magnetischen oder nichtmagnetischen Toners durchgeführt wird, kann eine Entwicklungseinrichtung verwendet werden, die in US-P Nr. 3,866,574 und 3,893,418 offenbart sind. Andererseits können Entwicklungseinrichtungen mit zwei oder mehr magnetischen Rollen oder Walzen verwendet werden. Die elektrische Vorspannung, die oszillierende Komponenten enthält und auf die Entwicklung hin angelegt wird, ist unter einer solchen Bedingung einzustellen, daß das bereits auf dem Bildaufnehmer aufgenommene Tonerbild weder zerstört werden noch Farbmischung aufweisen kann. Unter der Vorspannungsbedingung, die bei der kontaktlosen Hüpf- oder Sprung-Entwicklung verwendet wird, z. B. die Bedingung, wie sie in den japanischen Patentoffenlegungen Nr. 18656 bis 18659/80 und 106253/81 offenbart sind, können die bereits aufgenommenen Tonerbilder durch die Vibrationen des Toners beschädigt werden, die durch das intensive elektrische AC-Feld verursacht werden. Im Falle, daß die Entwicklungen wiederholt werden, um die Tonerbilder zu überlagern, müssen die Intensitäten der AC-Komponente der Vorspannung in einem solchen geeigneten Bereich eingestellt werden, ohne die aufgenommenen Tonerbilder zu verschlechtern, daß ein nachfolgendes Tonerbild vollständig aufgenommen werden kann.
Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen der Amplitude der AC-Komponente, wenn der Spalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und die Hülse 31 auf 0,7 mm, die Dicke des Entwicklers auf 0,3 mm, die an die Hülse 31 anzulegende Entwicklungsvorspannung ihre DG-Komponente auf 500 V und ihre AC-Komponente bei einer Frequenz von 1 kHz und das Ladungspotential der lichtempfindlichen Trommel auf 600 V eingestellt sind, und der Bilddichte eines Tonerbildes, das durch das Umkehrphänomen auf dem belichteten Teil (bei einem Potential von 0 V) der lichtempfindlichen Trommel 1 gebildet wird. Die Amplitude EAC der Intensität des elektrischen AC-Feldes nimmt einen Wert an, der durch Teilen der AC-Spannung der Entwicklungsvorspannung durch den Spalt d erhalten wird. Die in Fig. 17 auftretenden Kurven A, B und G sind die Ergebnisse, die in dem Fall erhalten werden, in dem die verwendeten magnetischen Toner so gesteuert werden, daß sie jeweils Ladungen von 5 uc/g, 3 uc/g und 2 uc/g haben. Anhand der drei Kurven A, B und C ist zu beobachten, daß der Effekt der AC-Komponente für die Amplitude der AC-Komponente des elektrischen Feldes mit 200 V/mm oder höher und 1,5 kV/mm oder niedriger auftritt, und daß das vorher auf der lichtempfindlichen Trommel aufgenommene Tonerbild bei der Amplitude 2500 V/mm oder höher teilweise gebrochen wird.
Fig. 18 stellt die Änderungen der Bilddichte dar, wenn die Frequenz der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung auf 2,5 kHz eingestellt ist, und wenn die Intensität des AC-Feldes unter denselben Bedingungen wie jenen des Experiments von Fig. 10 geändert werden.
Gemäß diesen Experimenten ist die Bilddichte hoch, wenn die Amplitude EAC der Intensität des AC-Feldes 500 V/mm oder höher und 3,8 kV/mm oder niedriger ist (obwohl in Fig. 17 nicht gezeigt), und das vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommene Tonerbild wird teilweise zer- oder gebrochen, wenn diese Amplitude 3,2 kV/mm übersteigt (obwohl in Fig. 17 nicht gezeigt)
Im übrigen, wie anhand der Ergebnisse der Fig. 17 und 18 zu sehen ist, ändert sich die Bilddichte über eine bestimmte Amplitude stark, die einen Wert hat, der in Abhängigkeit von den mittleren Tonerladungen kaum erreichbar ist, wie anhand der Kurven A, B und C zu sehen ist. Der Grund hierfür ist wie folgt vorstellbar. Insbesondere ist es vorherbestimmt, daß die Ladungsmengen des Einkomponenten-Entwicklers aufgrund der gegenseitigen Reibung der Tonerteilchen weit über die positiven und negativen Bereiche verteilt sind. Als ein Ergebnis nehmen die mittleren Ladungsmengen einen kleinen Wert an, aber tatsächlich existieren Toner mit einer großen Anzahl von Ladungen, z. B. 20 uc/g oder mehr, in einem bestimmten Verhältnis und werden als hauptsächlich entwickelt angenommen. Selbst wenn die mittlere Ladungsmenge durch das Elektrisierungssteuerungsmittel gesteuert wird, wird das von den Tonern mit dieser großen Ladungsmenge besetzte Verhältnis nicht so stark variiert, so daß angenommen wird, daß die Änderung der Entwicklungscharakteristiken nicht in wesentlichen Umfang beobachtet werden kann.
Nun werden Experimente ähnlich jenen von Fig. 17 und 18 unter Änderung der Bedingungen durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Amplitude EAC und der Frequenz f der Intensität des AC-Feldes festzustellen oder zu beurteilen, so daß die in Fig. 19 gezeigten Ergebnisse erhalten werden können.
In Fig. 19: bei ( ) ist ein Bereich angegeben, wo leicht Entwicklungsungleichheit auftritt; bei leicht ( ) ist ein Bereich angegeben, wo der Effekt der AC-Komponente nicht vorkommt; bei ( ) ist ein Bereich angegeben, wo die Toner dazu neigen, zurückzukehren oder zurückzufallen; und bei ( ) und ( ) sind Bereiche angegeben, wo der Effekt der AC-Komponente vorkommt, so daß keine Tonerrückkehr auftritt.
Diese Ergebnisse geben an, daß ein geeigneter Bereich für die Amplitude und Frequenz der Intensität des elektrischen AC-Feldes existiert, so daß ein nächstes (oder nachfolgendes) Tonerbild in einer geeigneten Dichte entwickelt werden kann, ohne daß das Tonerbild bricht, das vorher (in dem früheren Schritt) auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommen oder gehalten wurde. Es wird angenommen, daß dies durch die folgenden Gründe erklärt wird.
In dem Bereich, wo die Bilddichte für die Amplitude EAC der Intensität des AC-Feldes eine Tendenz hat, zuzunehmen, z. B. für die Dichtekurve von Fig. 17, d. h. wo die Amplitude von EAC der Intensität des AC-Feldes von 0,2 bis 1,0 kV/mm reicht, wirkt die Komponente der Entwicklungsvorspannung so, daß es leicht ist, einen Schwellwert zu überspringen, bei dem die Toner von der Hülse fliegen. Als ein Ergebnis wird selbst der Toner mit einer kleinen Ladungsmenge von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen, so daß er für die Entwicklung verwendet werden kann. Als ein Ergebnis wird die Bilddichte so auf ein höheres Niveau angehoben, wie die Amplitude der Intensität des AC-Feldes größer wird.
Andererseits kann der Grund auf verschiedene Weise angenommen werden, aus dem die Bilddichte in Übereinstimmung mit der Zunahme der Amplitude des elektrischen AC-Feldes (z. B. der Bereich, in dem die Amplitude EAC der Intensität des AC-Feldes nicht weniger als 1 kV für die Dichtekurve A von Fig. 17 ist) abnimmt oder abfällt. Die Toner werden um so mehr intensiv vibriert, um so größer die Amplitude EAC der Intensität des AC-Feldes wird, und der als ein Ergebnis der Ansammlung der Toner gebildete Haufen neigt dazu, zu brechen, so daß nur die Tonerteilchen mit hohen Ladungen selektiv auf die lichtempfindliche Trommel 1 aufgebracht werden, wogegen die Tonerteilchen mit niedrigen Ladungen sich widersetzen, entwickelt zu werden. Außerdem neigen die Toner mit niedrigen Ladungen zum Zurückkehren zur Hülse 31 durch die AC-Vorspannung, da sie eine schwache Bildausbildungskraft haben, selbst wenn sie einmal von der lichtempfindlichen Trommel 1 eingefangen waren. Da die Ladungen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 entweichen, wenn die Amplitude der Feldintensität der AC-Komponente zu groß ist, kann das Phänomen, daß sich die Toner widersetzen, entwickelt zu werden, leicht auftreten. Als eine Tatsache wird angenommen, daß diese Fälle überlappen, um eine konstante Bilddichte für die Zunahme der AC-Komponente zu erhalten.
Wenn die Amplitude EAC der Intensität des AC-Feldes vergrößert wird, wie vorher beschrieben wurde, wird andererseits das vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommene oder gehaltene Tonerbild gebrochen, und der Grad dieses Bruchs ist für höhere AC-Komponenten höher. Es wird angenommen, daß dies durch die Tatsache verursacht wird, daß die von der lichtempfindlichen Trommel eingefangenen Toner durch eine Kraft betätigt werden, die sie durch die AC-Komponente zur Hülse 31 zurückkehren läßt. Im Falle, daß die Entwicklung durch aufeinanderfolgendes Überlagern von Tonerbildern auf der lichtempfindlichen Trommel 1 durchgeführt wird, ist es ein entscheidendes Problem, daß das Tonerbild oder die Tonerbilder, das bzw. die bereits aufgenommen wurden, bei einem nachfolgenden Entwicklungsschritt ge- oder zerbrochen werden.
Wie durch Vergleich der Ergebnisse der Fig. 17 und 18 zu sehen ist, haben andererseits die durch Ändern der Frequenz der AC-Komponente durchgeführten Experimente ergeben, daß die Bilddichte für die höhere Frequenz niedriger wird. Dies wird durch die Tatsache verursacht, daß der Vibrationsbereich der Tonerteilchen eingeengt wird, da sie den Änderungen des elektrischen Feldes nicht folgen können, so daß sie sich einem Einfangen von der lichtempfindlichen Trommel 1 widersetzen.
Auf der Basis der soweit beschriebenen experimentellen Ergebnisse wurde geschlossen, daß eine spätere Entwicklung mit einer geeigneten Dichte ohne Zerstörung des bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 1 aufgenommenen Tonerbildes durchgeführt werden kann, wenn jede Entwicklung unter den Bedingungen durchgeführt wird, die die folgenden Beziehungen erfüllen, wenn die Amplitude der AC-Komponente der Entwicklungsvorspannung als VAC (V), die Frequenz derselben als f (Hz) und der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse als d (mm) bestimmt wird:
0,2 ≤ VAC/(d·f) ← ≤ 1,6.
Um eine ausreichende Bilddichte zu erreichen, jedoch ohne die bis zum vorherigen Schritt aufgenommenen Tonerbilder zu zerstören, ist die folgende Bedingung, d. h. der Bereich der Fig. 17 und 18, in dem die Bilddichte für das elektrische AC-Feld eine Tendenz hat, zuzunehmen, wünschenswerterweise erfüllt:
0,4 ≤ VAC/(d·f) ≤ 1,2.
Von diesem Bereich ist es bevorzugt, den folgenden Bereich zu erfüllen, der einem geringfügig niedrigeren elektrischen Feld entspricht, bei dem die Bilddichte ihr Maximum einnimmt:
0,6 ≤ VAC/(d·f) ≤ 1,0.
Außerdem ist es ferner bevorzugt, die Frequenz f der AC-Komponente auf 200 Hz oder höher einzustellen, um die Entwicklungsungleichheit aufgrund der AC-Komponente zu verhindern, und die Frequenz der AC-Komponente auf 500 Hz oder höher einzustellen, um die Einflüsse von den Pulsen zu eliminieren, die durch die AC-Komponente und durch die Drehungen der Magnetwalze oder -rolle verursacht werden, falls eine rotierende Magnetrolle oder -walze als die Einrichtung zum Zuführen des Entwicklers zur lichtempfindlichen Trommel 1 verwendet wird.
Andererseits kann nicht nur der magnetische Toner, sondern auch ein nichtmagnetischer Toner verwendet werden. Als das Entwicklungsverfahren, das den nichtmagnetischen Toner verwendet, ist ein Verfahren bekannt, das zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 30537/75 oder 22926/77 offenbart ist. Um das sichtbare Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 einfach auf das Aufzeichnungspapier zu übertragen, ist es erwünscht, daß der spezifische Widerstand des Toners nicht kleiner als 10¹³ Ω cm ist. Der spezifische Widerstand ist ein Wert, der durch Auslesen eines Stromes erhalten werden kann, wenn eine Last von 1 Kg/cm² auf die in einem Behälter mit einer wirksamen Fläche von 0,5 cm² angeschlossenen Teilchen aufgebracht wird, und wenn eine Spannung zum Einrichten eines elektrischen Feldes von 1000 V/cm zwischen den Last- und den Bodenelektroden angelegt ist.
Ferner sind die Materialien, die den Entwickler bilden, außer dem magnetischen Material, ähnlich jenen der vorhergehenden Beispiele.
Diese Materialien können einfach vermischt und pulverisiert werden, jedoch können folgende zusätzliche Schritte durchgeführt werden:
1. Ein Isolationsmaterial ist dem Inneren oder der Oberfläche des Toners hinzugefügt.
2. Der Toner ist entweder durch vorhergehendes Beschichten der Oberfläche von magnetischen Pudern mit einem oberflächenaktiven Mittel, einem organischen Farbstoff oder einem bestimmten Harz oder durch vorhergehendes Aktivieren derselben Oberfläche hergestellt, um durch Polymerisation und durch Mischen der magnetischen Puder mit einem Harz oder ähnlichem deckende Filme oder Abdeckfilme zu bilden. Dieser Schritt ist vorgesehen, um eine gleichförmige Verteilung in dem Harz zu erleichtern, und um die Bildqualität bei einer hohen Feuchtigkeit zu verbessern.
3. Die Entwicklungsqualität wird verbessert, um Tonerstreuung zu verhindern, wie es beim Auswählen der magnetischen Charakteristiken der magnetischen Pulver, wie dessen Form, axialen Verhältnis oder Halte- oder Aufnahmekraft, der Fall sein kann.
4. Die Fluidität ist erhöht, um die Entwicklungseigenschaften durch Mischen von magnetischen Tonern zu verbessern, die verschiedene Teilchendurchmesser, Mengen von enthaltenen magnetischen Pudern, magnetische Charakteristika und elektrische Widerstände haben.
Andererseits sind die meisten der magnetischen Puder schwarz, so daß sie anstelle der schwarzen Pigmente verwendet werden können.
Zusätzlich wird als für den druckempfindlichen Toner geeignetes Harz Wachs, Polyolefine, Äthylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyurethan, Gummi und so weiter ausgewählt, so daß er durch eine Kraft von ungefähr 20 Kg/cm² elastisch verformt wird und an dem Papier anhaftet. Gekapselte Toner können ebenfalls verwendet werden.
Die Teilchendurchmesser von diesen Tonern können vorzugsweise als Mittelwert nicht mehr als 50 Mikrometer bezogen auf die Auflösung sein. Die Toner-Teilchendurchmesser sind grundsätzlich nicht begrenzt, können aber ungefähr 1 bis 30 Mikrometer bezüglich der Auflösung und der Streuung und dem Transport der Toner sein.
Bei den vorhergehenden Beispielen ist die Beschreibung auf die Entwicklung des Farbbildes beschränkt. Die Verfahren können ebenfalls auf den Fall angewandt werden, bei dem Toner derselben Farbe mehrere Male entwickelt werden. In diesem Fall kann ein Toner mit einer ausgezeichneten Gradation oder Abstufung auf der lichtempfindlichen Trommel aufgenommen oder gehalten werden.
Außerdem können die Verfahren nicht nur auf das Aufzeichnungsverfahren für Elektrophotographie, sondern auch den auftrefflosen oder Nicht-Auftreff-Drucker (engl.: "non-impact printer") angewandt werden, der von dem elektrostatischen Wiedergabeverfahren oder dem magnetischen Wiedergabeverfahren Gebrauch macht.
Sowohl der Schritt des Aufnehmens des Latentbildes auf demselben Bildträger als auch der Schritt des Entwickelns des Latentbildes mit dem Einkomponenten-Entwickler werden gemäß den
Beispielen mehrere Male wiederholt, und bei einem nachfolgenden Schritt kann ein Bild auf dem Bildträger aufgenommen oder gehalten werden, ohne das Bild zu zerstören, das bei einem vorhergehenden Schritt aufgenommen wurde. Mit anderen Worten kann ein klares Bild auf dem Bildträger erhalten werden, wenn die Amplitude VAC und die Frequenz f der AC-Komponente und der Spalt d zwischen dem Entwicklerträger und dem Bildträger so eingestellt sind, daß sie die folgenden Beziehungen erfüllen:
0,2 ≤ VAC/(d·f) ≤ 1,6.

Claims

1. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren mit den Schritten, ein elektrostatisches Bild auf einem Bildaufnehmer (1) zu bilden, das auf dem Bildaufnehmer (1) gebildete elektrostatische Bild unter Verwendung eines Entwicklers (D) zu entwickeln, der aus Träger- und Tonerteilchen besteht, und die Schritte zu wiederholen, um eine Mehrzahl von Tonerbildern auf dem Bildaufnehmer (1) zu überlagern, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder nachfolgende Schritt, der auf dem Bildaufnehmer auszuführen ist, auf dem bereits ein entwickeltes Tonerbild oder überlagerte Bilder aufgenommen ist bzw. sind, unter den Bedingungen:

0,2 ≤ VAC/(d·f)

{(VAC/d) - 1500}/f ≤ 1,0

ausgeführt wird, wobei VAC eine Amplitude (V) und f eine Frequenz (Hz) eines AC-Bestandteils der Entwicklungsvorspannung und d der Spalt (mm) zwischen dem Bildaufnehmer (1) und einem Entwicklerzuführträger (31) zum Zuführen von Entwickler (D) ist.

2. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Spalt (d) zwischen dem Bildaufnehmer (1) und dem Entwicklerzuführträger (31) größer als die Dicke der auf dem Entwicklerzuführträger (31) in jedem Entwicklungsschritt gebildeten Entwicklerschicht gehalten wird.

3. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielfachbilder durch aufeinanderfolgende Verwendung von Entwicklern (D) mit einem größeren absoluten Wert der mittleren Ladungsmenge in jedem Entwicklungsschritt gebildet werden.

4. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Vielfachbilder durch aufeinanderfolgendes Verringern der Amplitude eines AC-Bestandteils des elektrischen Feldes gebildet werden, das zwischen dem Bildaufnehmer (1) und dem Entwicklerzuführträger (31) in jedem Entwicklungsschritt angelegt wird.

5. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Vielfachbilder durch aufeinanderfolgendes Vergrößern der Frequenz eines AC-Bestandteils des elektrischen Feldes gebildet werden, das zwischen dem Bildaufnehmer (1) und dem Entwicklerzuführträger (31) in jedem Entwicklungsschritt angelegt wird.

6. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren mit den Schritten, ein elektrostatisches Bild auf einem Bildaufnehmer (1) zu bilden, das auf dem Bildaufnehmer (1) gebildete elektrostatische Bild unter Verwendung eines Einkomponenten- Entwicklers (D) zu entwickeln und die Schritte zu wiederholen, um eine Mehrzahl von Tonerbildern auf dem Bildaufnehmer (1) zu überlagern, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder nachfolgende Entwicklungsschritt, der auf dem Bildaufnehmer auszuführen ist, auf dem bereits ein entwickeltes Tonerbild oder überlagerte Bilder aufgenommen ist bzw. sind, unter der Bedingung:

0,2 ≤ VAC/(d·f) ≤ 1,6

7. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Spalt zwischen dem Bildaufnehmer (1) und dem Entwicklerzuführträger (31) größer als die Dicke der auf dem Entwicklerzuführträger (31) in jedem Entwicklungsschritt gebildeten Entwicklerschicht gehalten wird.

8. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Vielfachbilder durch aufeinanderfolgende Verwendung von Entwicklern (D) mit einem größeren absoluten Wert der mittleren Ladungsmenge in jedem Entwicklungsschritt gebildet werden.

9. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Vielfachbilder durch aufeinanderfolgendes Verringern der Amplitude eines AC-Bestandteils des elektrischen Feldes gebildet werden, das zwischen dem Bildaufnehmer (1) und dem Entwicklerzuführträger (31) in jedem Entwicklungsschritt angelegt wird.

10. Vielfachbild-Reproduktionsverfahren gemäß Anspruch 6, 7, 8 oder 9, wobei die Vielfachbilder durch aufeinanderfolgendes Vergrößern der Frequenz eines AC-Bestandteils des elektrischen Feldes gebildet werden, das zwischen dem Bildaufnehmer (1) und dem Entwicklerzuführträger (31) in jedem Entwicklungsschritt angelegt wird.