DE3603024A1 - Bilderzeugungsgeraet - Google Patents

Description

Henkel, Feiler, Hänzel & Partner Patentanwälte

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Tel-C 39,982085-8" Telex 529802 nnkid Telefax (Gr 2-*-3) 089/981426
Te'eg'amm

KONISHIROKU PHOTO INDUSTRY, CO., Tokio, Japan

23,112/85 comb

Bilderzeugungsgerät

Bi!derzeugungsgerät

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät, insbesondere ein Mehrfarbbilderzeugungsgerät zur Erzeugung eines Mehrfarb(en)bilds durch aufeinanderfolgende Erzeugung von Tonerbildern in verschiedenen Farben auf einem Bildaufnehmer (Bildempfangsmaterial), speziell für die Verwendung auf dem Gebiet der Elektrophotographie.

Für die elektrophotographische Erzeugung eines Mehrfarbbilds werden üblicherweise mehrere Schritte der Aufladung, Belichtung (Bildaufzeichnung), Entwicklung und Übertragung für jede einzelne Farbkomponente wiederholt, um einander überlagerte Tonerbilder in den jeweiligen Farben auf ein Aufzeichnungs- oder Kopierpapier (als Aufzeichnungsträger) zu übertragen. Beispielsweise werden in den einzelnen Schritten jeweils elektrostatisehe Latentbilder oder latente Ladungsbilder getrennt mittels verschiedener Farben erzeugt, die durch Farbauszugsfilter, wie Blau-, Grün- und Rotfilter, erhalten und in Gelb, Magenta und Cyan oder erforderlichenfalls mit schwarzem Toner zur Erzeugung von monochromatischen Tonerbildern entwickelt werden.' Diese Tonerbilder werden in der Reihenfolge ihrer Erzeugung auf den Aufzeichnungsträger übertragen, um Mehrfarbbilder zu erzeugen. Bei diesem Mehrfarbbilderzeugungsverfahren treten jedoch die folgenden Schwierigkeiten auf:

1. Nach Abschluß der Entwicklung für jede Farbe ist eine Übertragung auf den Aufzeichnungsträger erforderlich; dies bedingt große Abmessungen des Geräts und eine Verlängerung der Bilderzeugungszeit; und

2. es kann dabei wegen der wiederholten Arbeitsgänge leicht zu einer mangelnden Deckungsgleichheit kommen.

Aus diesem Grund ist bereits ein Mehrfarbbilderzeugungsverfahren entwickelt worden, mit dem die genannten Schwierigkeiten dadurch ausgeschaltet werden sollen, daß die Farben der optischen Information einer Vorlage mittels eines CCD-Festkörper-Bildsensors über Farbfilter getrennt (ausgezogen) und mehrere Tonerbilder in gegenseitiger überlagerung auf einem gemeinsamen lichtempfindlichen Element (Bildaufnehmer) entwickelt werden, um die Übertragungsschritte auf einen einzigen Schritt zu reduzieren. Bei diesem Verfahren ergibt sich jedoch auch die Schwierigkeit, daß ein in einem vorhergehenden Schritt entwickeltes Tonerbild in einem anschließenden Entwicklungsschritt gestört oder beeinträchtigt wird oder daß der in einer Entwicklungseinheit für einen vorhergehenden Schritt enthaltene Toner in eine Entwicklungseinheit für einen nachfolgenden Schritt eingeschleppt und damit das Farbgleichgewicht des Mehrfarbbilds gestört wird.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist auch ein Verfahren zum Erzeugen eines Mehrfarbbilds entwickelt worden, bei dem eine Vorspannung mit einer überlagerten WechselSpannungskomponente an eine Entwicklungseinheit für einen zweiten oder späteren Entwicklungsvorgang angelegt wird, um Toner auf ein auf einem Bildaufnehmer erzeugtes Ladungsbild überspringen (to fly) zu lassen.

Bei diesem Verfahren reibt die Entwicklerschicht nicht

gegen das (die) im vorhergehenden Schritt erzeugte(n) Tonerbild(er), so daß keine Bildstörung oder -beinträchtigung auftritt.

Das Prinzip dieses Mehrfarbbilderzeugungsverfahrens ist nachstehend anhand eines Fluß- oder Ablaufdiagramms gemäß Fig. 15 erläutert. Fig. 15 veranschaulicht die Änderungen des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Elements unter Voraussetzung eines Falls einer positiven Ladungspolarität. Dabei sind mit pH ein belichteter Teil des lichtempfindlichen Elements (im folgenden als Bildaufnehmer bezeichnet), mit DA ein unbelichteter Teil des Bildaufnehmers und mit DUP ein Potentialanstieg bezeichnet, der deshalb auftritt, weil positiv geladener Toner T bei der ersten Entwicklung sich an den belichteten Teil PH anlagert.

Der Bildaufnehmer wird durch eine Scorotron-Aufladeeinheit gleichmäßig mit einem konstanten positiven Oberflächenpotential E aufgeladen (vgl. (a) in Fig. 15). Sodann erfolgt eine Bildbelichtung (bildgerechte Belichtung) mittels einer Belichtungslichtquelle, z.B. einem Laser, einer Kathodenstrahlröhre oder einer Leuchtdiode(neinheit), so daß das Potential des belichteten Teils PH entsprechend der Lichtmenge abfällt (vgl. Fig. 15(b)). Ein auf diese Weise erzeugtes (latentes) Ladungsbild wird mittels einer Entwicklungseinheit entwickelt, die mit einer positiven Vorspannung praktisch gleich dem Oberflächenpotential E des unbelichteten Teils beaufschlagt wird. Infolgedessen lagert sich positiv geladener Toner im Belichtungsbereich eines niedrigeren Potentials unter Erzeugung des ersten Tonerbilds T an (vgl. Fig. 15(c)). Der Bereich, auf dem dieses Tonerbild erzeugt worden ist, unterliegt dem Potentialanstieg DUP als Folge der Anlagerung des

positiv geladenen Toners, doch erhält er nicht dasselbe Potential wie der unbelichtete Teil DA. Als nächstes wird die das erste Tonerbild tragende Bildaufnehmerfläche einer zweiten Aufladung durch eine Aufladeeinheit unterworfen, so daß sie unabhängig davon, ob das Tonerbild T vorhanden ist oder nicht, ein gleichmäßiges Oberflächenpotential annimmt (vgl. Fig. 15(d)). Die Oberfläche des Bildaufnehmers wird dann einer zweiten Bildbelichtung zur Erzeugung eines Ladungsbilds (Fig. 15(e)) unterworfen, und ein positiv geladenes Tonerbild T¹ in einer vom Tonerbild T verschiedenen Farbe wird als zweites Tonerbild auf ähnliche Weise, wie in Fig. 15(c) gezeigt, entwickelt (vgl. Fig. 15(f)). Der vorstehend beschriebene Vorgang wird zur Erzeugung eines Mehrfarb-Tonerbilds auf dem Bildaufnehmer wiederholt. Dieses Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungspapier oder einen Aufzeichnungsträger übertragen und anschließend zum Fixieren erwärmt und behandelt, um ein Mehrfarbaufzeichnungsbild zu erhalten. Sodann wird der Bildaufnehnier von Resttoner und Restladung auf seiner Oberfläche befreit und hierauf für die Erzeugung eines nächsten Mehrfarbbilds benutzt.

Bei dem anhand von Fig. 15 beschriebenen Verfahren ist es wünschenswert, daß zumindest der Entwicklungsschritt (f) in der Weise durchgeführt wird, daß die Entwicklerschicht nicht mit der Oberfläche des Bildaufnehmers (als Bildempfangsmaterial) in Berührung steht.

Beim beschriebenen Mehrfarbbilderzeugungsverfahren können, nebenbei bemerkt, der zweite und die späteren Aufladeschritte auch weggelassen werden. Falls für jede Bilder-

zeugung eine Aufladung wiederholt wird, kann vor dem (jeweiligen) Aufladeschritt ein Ladungsbeseitigungsschritt eingeschaltet werden. Zudem kann auch die Belichtung si ichtquelle für die Bildbelichtung (bildgerechte Belichtung) jedesmal dieselbe oder eine unterschiedliche Lichtquelle sein.

In der Elektrophotographie wird als Bildbelichtungseinheit ein Gas- oder Halbleiter-Laserstrahl/ eine Leuchtdiode, eine Kathodenstrahlröhre oder ein Flüssigkristall verwendet.

Als Latentbilderzeugungsverfahren zum Erzeugen des Mehrfarbbilds kann neben dem geschilderten elektrophotographischen Verfahren auch ein Verfahren, bei dem zur Erzeugung eines latenten Ladungsbilds Ladungen mittels einer Mehrnadelelektrode unmittelbar in den Bildaufnehmer implantiert werden, oder ein Verfahren, bei dem ein magnetisches Latentbild mittels eines Magnetkopfes erzeugt wird, angewandt werden.

Bei der beschriebenen berührungs- oder kontaktfreien Entwicklung wird bevorzugt eine Wechselvorspannung an die Entwicklungseinheit angelegt, um genügend Toner an das Latentbild anzulagern. Außerdem wird dabei zweckmäßig die Wechselvorspannung ausschließlich an die Entwicklungseinheit angelegt, die den Toner einer der (jeweils) zu entwickelnden Farbe enthält. Wenn diese Vorspannung an die nicht zur Entwicklung beitragende Entwicklungseinheit angelegt wird, haftet der in dieser Entwicklungseinheit enthaltene Toner an der Latentbildfläche unter Trübung der Farbe an₍ oder der am Bildaufnehmer angelagerte Toner einer anderen Farbe wird in diese Entwicklungseinheit eingeschleppt, wodurch die Farbwiedergabe erheblich beeinträchtigt wird.

Aus den genannten Gründen ist es nötig, die Wechselvorspannung bei jedem Entwicklungsvorgang für jede Entwicklungseinheit ein- und auszuschalten. Dabei können jedoch Schaltgeräusche (-störsignale) entstehen, welche die Latentbilderzeugungseinheit stören und zu fehlenden Bildpunkten oder zu einem Zusammenbruch der Bilddaten führen können.

Bei einem solchen Mehrfarbbilderzeugungsgerät ist es zudem wünschenswert, Antriebe vorzusehen, um die Entwicklungshülsen oder -zylinder oder aber die inneren Magnetwalzen für die einzelnen Entwicklungseinheiten getrennt in Drehung zu versetzen. Dies ist im folgenden für den Fall der Verwendung eines gemeinsamen Antriebs erläutert:

1. Jede Entwicklungseinheit muß mit einer Antriebskraft-Übertragungseinrichtung, z.B. einem Riemen oder einer Kette, versehen sein, und

2. es sind Mittel zur getrennten Verbindung und Trennung

des Antriebs (z.B. eine Kupplung) erforderlich.

Wenn diesen Anforderungen genügt wird, wird das Gerät kompliziert, und der Antrieb muß ein großes Drehmoment aushalten können. Wenn dagegen getrennte Antriebe vorgesehen werden, können die Übertragungseinrichtungen weggelassen werden, und jeder Antrieb kann für die Betätigung nur jeweils einer Entwicklungseinheit ausreichend klein ausgelegt sein. In diesem Fall ist es ebenfalls zweckmäßig, daß jede Entwicklungseinheit nur während einer Zeitspanne, in welcher sie zur Entwicklung beiträgt bzw. diese durchführt, angetrieben wird. Wenn eine nicht entwickelnde Entwicklungseinheit angetrieben wird, lagert sich ihr Toner unter Trübung der Farbe an

das Latentbild an, oder der bereits an den Bildaufnehmer angelagerte Toner vermischt sich mit dem Toner dieser Entwicklungseinheit (bzw. wird in letzere eingeschleppt),

/Antriebs- oder Entwicklungseinhei^/für jeden Entwicklungsvorgang ein- und ausgeschaltet werden. Hierbei besteht jedoch die Gefahr für die Erzeugung von Schaltgeräuschen, welche die oben angegebenen Störungen der Latentbilderzeugungseinheit einführen. Die Ursachen für die Schaltgeräusche sind noch nicht voll geklärt, doch scheinen sie von elektromagnetischen V7ellen, von Änderungen des Erdocer Massepotentials oder der Streukapazität zu stammen, die beim Ein- und Ausschalten der Antriebe entstehen.

Weiterhin liegen Störungsquellen für die Latentbilderzeugungseinheit im Fall der Elektrophotographie in Abschnitten oder Bauteilen zum Anlegen von Hochspannung, wie Auflade- oder Übertragungselektroden.

Die Störungen der Latentbilderzeugungseinheit durch die genannten Schaltgeräusche können sich insbesondere bei den sog. "Digitaltyp-Bilderzeugungen" ergeben, bei denen das Bild oder die Abbildung durch Auslesen und Speichern eines Vorlagenbilds in einem Bildspeicher und Wiedergabe auf der Grundlage des Bildspeicherinhalts erzeugt wird.

Bei einem anderen bisherigen Mehrfarbbilderzeugungsgerät werden die auf dem Bildaufnehmer erzeugten Tonerbilder der einzelnen Farben aufeinanderfolgend und in gegenseitiger überlagerung auf den Aufzeichnungsträger übertragen. Dieses Gerät ist jedoch mit den Problemen behaftet, daß die Notwendigkeit für eine übertragungstrommel die Abmessungen des Geräts vergrößert und über-

tragungs-Fehldeckungen (transfer misregistrations) der Tonerbilder der einzelnen Farben auftreten, so daß die Erzeugung eines scharfen Mehrfarbbilds unmöglich wird.

Beim Bilderzeugungsgerät, bei dem mehrere Tonerbilder in gegenseitiger Überlagerung (in the superposed manner) auf dem Bildaufnehmer erzeugt werden, ist es dagegen erforderlich, im Laufe der Tonerbild-Überlagerungsvorgänge eine Reinigungsklinge aus ihrer Anlage gegen den BiIdaufnehmer zurückzuziehen, um eine Beschädigung des vorhergehenden Tonerbilds zu verhindern. Die Entfernung des Resttoners mittels der Reinigungsklinge erfolgt hierbei allgemein derart, daß eine elastische Platte oder Klinge mit der Oberfläche des Bildaufnehmers in Berührung gebracht und damit der Toner bei der Drehung des Bildaufnehmers abgestreift wird. Wenn hierbei die Reinigungsklinge (zu ihrer Trennung) plötzlich vom Bildaufnehmer wegbewegt wird, bleibt der (bisher) abgestreifte Toner wie vorher auf dem Bildaufnehmer zurück, und er wird aus der Reinigungseinheit herausgeschleudert, so daß er die um den Bildaufnehmer herum angeordneten (peripheren) Vorrichtungen verunreinigt oder die Erzeugung eines nächsten Bilds behindert.

Wenn andererseits die Reinigungsklinge ständig in Gleitoder Schleifberührung mit der Bildaufnehneroberflache gehalten wird, wird letztlich diese Oberfläche beschädigt, während die Kante der Reinigungsklinge sich abnützt, so daß nach einiger Zeit kein einwandfreier Reinigungsvorgang mehr möglich ist. Zur Vermeidung dieses Mangels ist bereits eine Reinigungseinheit entwickelt worden, deren Klinge so beweglich ist, daß sie nur dann mit dem den Resttoner tragenden Bildaufnehmer in Berührung gelangt, wenn dieser nach der übertragung den Reinigungsbereich erreicht, während sie während der übrigen Zeit von der

Bildaufnehmeroberfläche zurückgezogen ist. Auf diese Weise wird einerseits nicht die Bildaufnehmeroberfläche beschädigt und andererseits die Standzeit der Reinigungsklinge verlängert. Bei dieser Reinigungseinheit, deren Klinge abwechselnd in und außer Berührung mit dem Bildaufnehmer gebracht wird, bleibt jedoch der sich an der Kante der Reinigungsklinge ansammelnde, abgestreifte Toner dann, wenn die Klinge vom Bildaufnehmer wegbewegt wird, am Bildaufnehmer zurück. Problematisch ist dabei, daß dieser Toner ein nachfolgend erzeugtes Bild überlappt und dieses damit beeinträchtigt.

Die Erfindung ist nun im Hinblick auf die vorstehend Λ geschilderten Gegebenheiten entwickelt worden. Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Bilderzeugungsgeräts, mit dem jederzeit ein Bild gleichbleibend hoher Güte erzeugt werden kann, und zwar ohne die Gefahr dafür, daß die Latentbilderzeugungseinheit einer das Latentbild beeinträchtigenden Störung aufgrund der Erzeugung von Schaltgeräuschen, z.B. infolge plötzlicher ZuStandsänderungen des Geräts, unterworfen wird, so daß sie dann kein Aufzeichnungsbild hoher Güte zu erzeugen vermag.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist allgemein ein Bilderzeugungsgerät, bei dem die Schritte der Erzeugung eines Ladungs- oder Latentbilds durch Aufprägen einer Abbildung auf einen Bildaufnehmer und der Entwicklung des Latentbilds mehrfach wiederholt werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die elektrischen Bedingungen oder Zustände des Geräts während des Bildaufschreibvorgangs nicht plötzlich geändert werden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Bilderzeugungsgerät so ausgelegt, daß die Entwicklung mittels einer Entwicklungseinheit, an die eine Vorspannung angelegt ist, in der Weise durchgeführt wird, daß sich die Vorspannung während des Aufprägens oder Aufschreibens eines Bilds nicht plötzlich ändert, und/oder derart, daß die Entwicklung durch

f*

■ Entwicklerträger-Einheit - Antriebseinheit g so , daß die Transportgeschwindigkeit dieser Einheit während des Bildaufschreibvorgangs nicht plötzlich geändert wird.

Der elektrische Zustand des genannten Geräts bezieht sich auf die an die Entwicklungseinheit anzulegende Vorspannung, die Transportgeschwindigkeit der Entwicklungseinheit und die Pegel (Werte) elektrischer Größen, wie Spannung oder Strom eines Bauteils (z.B. einer Aufladeeinheit), an den eine Hochspannung angelegt werden soll. 2C

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung eines Bilderzeugungsgeräts zum Erzeugen mehrerer (einander) überlagerter Tonerbilder auf einem Bildaufnehmer, bei dem ein ungenügendes Reinigen des Bildaufnehmers und eine Verschmutzung der Umgebung des Bildaufnehmers mit Toner sicher vermieden werden und damit die Güte des zu erzeugenden Bilds verbessert wird.

Dieses Bilderzeugungsgerät soll zudem kompakt gebaut sein und ausgezeichnete Entwicklungseigenschaften gewährleisten, so daß damit ein Mehrfarbbild hoher Güte erzeugbar ist.

Dies wird bei einem Bilderzeugungsgerät mit einer Reinigungseinheit zum Reinigen der Oberfläche eines Bildaufnehraers, nachdem mehrere auf ihm erzeugte überlagerte

Tonerbilder auf ein übertragungselement übertragen worden sind, dadurch erreicht, daß die Reinigungseinheit eine Reinigungsklinge und ein dieser in Bewegungsrichtung der Oberfläche des Bildaufnehmers nachgeschaltetes drehbares Element aufweist, wobei die Aufhebung der Anlage des drehbaren Elements gegen den Bildaufnehmer nach der Aufhebung der Anlage der Reinigungsklinge (gegen den Bildaufnehmer) stattfindet.

Bei der Reinigungseinheit mit einer Kombination aus der Reinigungsklinge und dem drehbaren Element kann der auf dem Bildaufnehmer verbliebene Toner sehr wirksam mittels einer einfachen Reinigungseinrichtung entfernt werden, bei welcher ein elastisches Platten- oder Klingenelement aus Urethan-, Styrol-Butadien- oder Acrylnitril-Kautschuk in Anlage gegen den Bildaufnehmer bringbar ist. Da der beim Zurückziehen dieser Klinge (aus ihrer Anlage) zur Stromabseite der Klinge mitgenommene Toner sodann durch das drehbare Element entfernt wird, erfolgt die Reinigung des Bildaufnehmers mit zufriedenstellender Gründlichkeit. Da - im Gegensatz zu einer Magnetbürstenreinigung - keine Vorspannung zum Entfernen des Toners von einer Magnetbürste angelegt und - im Gegensatz zu einer Fellbürstenreinigung - die Fellbürste nicht vergrößert und auch nicht mit hoher Drehzahl in Drehung versetzt zu werden braucht, kann weiterhin die Konstruktion vereinfacht und mit kleinen Abmessungen ausgebildet sein, so daß sich auch eine entsprechende Senkung der Herstellungskosten ergibt.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Reinigungseinheit mit einer Klinge, die in und außer Anlage gegen einen Bildaufnehmer bringbar ist und die den Bildaufnehmer wirksam vom Resttoner zu befreien und auch vom Resttoner verschiedene, fest haftende Rückstände

(z.B. angedrückten Papierstaub/ der unter der Klinge hindurchlaufen könnte) zu entfernen vermag. Hierdurch wird die Erzeugung von Bildern (Abbildungen) hoher Güte bei verlängerter Standzeit des Bildbaufnehmers (lichtempfindliches Element) gewährleistet.

Dies wird mit einer Reinigungseinheit, umfassend eine erste, in der Nähe eines sich bewegenden Bildaufnehmers angeordnete Reinigungseinrichtung mit einer Reinigungsklinge, die in zweckmäßig zeitgesteuerter Weise in und außer Anlage gegen den Bildaufnehmer bringbar ist, und einer der ersten Reinigungseinrichtung in Bewegungsrichtung des Bildaufnehmers nachgeschalteten elastischen Reinigungsrolle (oder -walze), die in und außer Abrollberührung mit der Oberfläche des Bildaufnehmers bringbar ist, dadurch erreicht, daß die Reinigungsrolle während der Erzeugung eines Bilds aus der Anlage gegen den Bildaufnehmer zurückgezogen (released) wird.

Erfindungsgemäß ist eine Gummi- oder Schaumstoffrolle mit einer Innenschicht aus einem Schwammwerkstoff einer geringen Härte und einer Außenschicht aus Festzustand-Silikonkautschuk eines höheren Härtegrads der Klinge in Bewegungsrichtung des Bildaufnehmers nachgeschaltet, wobei die elastische Reinigungsrolle so in und außer Anlage gegen den Bildaufnehmer bringbar ist, daß der Toner o.dgl., der auf dem durch die Klinge gereinigten Abschnitt des Bildaufnehmers zurückbleibt, durch die elastische Reinigungsrolle entfernt wird, wenn die Klinge (entsprechend der ersten Reinigungseinrichtung) vom Bildaufnehmer zurückgezogen ist.

im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(a) ein Blockdiagramm eines Bilderzeugungsvorgangs bei einem Bilderzeugungsgerät gemäß der Erf indung,

Fig. 1(b) ein Blockdiagramm des Vorgangs der Beschickung

(preparing) eines Bildspeichers nach Fig. 1 (a) ,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils des Bilderzeugungsgeräts,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils eines Laserstrahlabtasters,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Entwicklungseinheit,

Fig. 5 und 6 graphische Darstellungen der Dichte-Charakteristik in Abhängigkeit von der sich ändernden Intensität und Frequenz eines elektrischen Felds,

Fig. 7 und 14 Zeitsteuerdiagramme zur Darstellung der Arbeitsweise der einzelnen Abschnitte oder Bauteile des Bilderzeugungsgeräts, 25

Fig. 8, 9 und 10 Zeitsteuerdiagramme der sequentiellen Änderungen einer an die Entwicklungseinheit anzulegenden Vorspannung,

Fig. 11 bis 13 Schaltbilder eines wesentlichen Teils

einer Vorspannungs-Versorgungsschaltung für die Entwicklungseinheit,

Fig. 15 ein Fluß- oder Ablaufdiagramm eines allgemeinen Bilderzeugungsvorgangs,

Fig. 16(a) und 16(b) Schnittansichten zur Verdeutlichung der Reinigungsvorgänge unter Verwendung einer Klinge und eines drehbaren Elements gemäß der Erfindung,

Fig. 17 eine Schnittansicht einer Reinigungseinheit gemäß der Erfindung,

Fig. 18 eine Schnittansicht eines Mechanismus zum Verbinden der Klinge mit dem drehbaren Element,

Fig. 19 eine perspektivische Darstellung des Verbindungsmechanismus für Klinge und drehbares Element,

Fig. 20 eine Aufsicht zur Veranschaulichung der

Positionen, in denen ein Bezugsbild und ein

3ild für den (auf dem) Bildaufnehirer erzeugt werden sollen,

Fig. 21 ein Zeitsteuerdiagramm für die Erzeugung eines Mehrfarbbilds,

Fig. 22 eine Schnittansicht einer anderen Reinigungseinheit gemäß der Erfindung,

Fig. 23 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 24 bis 26 Zeitsteuerdiagramme für die Arbeitsweise der einzelnen Abschnitte oder Bauteile des Bild

erzeugungsgeräts,

Fig. 27 und 28 eine perspektivische Darstellung bzw.

eine Schnittansicht wesentlicher Teile der Reinigungseinheit gemäß einer anderen Ausfüh

rungsform der Erfindung und

Fig. 29 ein Zeitsteuerdiagramm für die Arbeitsweise eines mit der Reinigungseinheit nach Fig. 27 und 28 ausgestatteten Farbbilderzeugungsgeräts.

Fig. 1(a) ist ein grundsätzliches Blockdiagramm eines Bilderzeugungsgeräts gemäß der Erfindung. Von einem Bildspeicher werden Bilddaten zu einem Bilddatenprozessor geliefert, in welchem diese Daten zu einer für die Aufzeichnung geeigneten Art umgeformt werden, bevor sie einem Aufzeichnungsgerät des elektrophotographischen Typs zugeliefert werden. Ein lichtempfindliches Element (Bildaufnehmer) ist mit einer Markierung versehen, so daß ein Oszillator rückgesetzt wird, wenn die Markierung durch einen Lagendetektor in Form eines optischen Meßfühlers oder Sensors ausgelesen wird. Eine Steuereinheit steuert das Aufzeichnungsgerät nach Maßgabe eines vom Oszillator gelieferten Taktimpulses.

Fig. 1(b) ist ein grundsätzliches Blockdiagramm zur Darstellung der Einrichtung für das Auslesen und Speichern eines Vorlagenbilds mittels eines geeigneten Lesers nach Maßgabe des Vorlagenbilds. Das Vorlagenbild wird im allgemeinen von einer Vorlage erhalten, kann aber auch ein von einer Fernsehkamera geliefertes Stehbild oder ein von einer anderen Vorrichtung über Fernsprechleitungen o.dgl. übertragenes Bild sein. Der verwendete Bildspeicher kann beispielsweise ein Floppy-Platte oder ein Magnetband sein.

Fig. 2 veranschaulicht den Aufbau des Mehrfarbbilderzeugungsgeräts gemäß Fig. 1(a), mit welchem ein Mehrfarbbild auf die im folgenden beschriebene Weise erzeugbar ist. Ein lichtempfindliches Element (als Bildaufnehmer oder Bildempfangsmaterial) 1 wird an seiner Ober- oder Mantelfläche durch eine Scorotron-Aufladeelektrode 2 gleich-

Vb

mäßig aufgeladen. Anschließend wird von einem optischen Laser-System 10 Bildbelichtungslicht L emittiert, um das lichtempfindliche Element 1 zu bestrahlen und das Bild auf ihm aufzuzeichnen bzw. ihm aufzuprägen. Auf diese Weise wird ein elektrostatisches Latentbild oder latentes Ladungsbild erzeugt/ das dann durch eine gelben Toner enthaltende Entwicklungseinheit A entwickelt wird. Das das so erzeugte Tonerbild tragende lichtempfindliche Element 1 wird erneut mittels einer Scorotron-Aufladeelektrode 2 gleichmäßig aufgeladen und mit dem Licht L belichtet (vgl. Fig. 15(b)). Das auf diese Weise erzeugte elektrostatische Latentbild wird durch eine Magenta-Toner enthaltende Entwicklungseinheit B entwickelt. Daraufhin ist auf dem lichtempfindlichen Element 1 ein zweifarbiges Tonerbild aus Gelb- und Magenta-Toner erzeugt. Auf ähnliche Weise wird das Latentbild aufeinanderfolgend mit Cyan- und Schwarz-Toner in gegenseitiger Überlagerung entwickelt, so daß schließlich ein vierfarbiges Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 1 erzeugt ist.

Dieses vierfarbige Tonerbild wird mittels einer Vorübertragungselektrode 9 aufgeladen und durch eine Übertragungselektrode 4 auf ein Aufzeichnungspapier bzw. einen Aufzeichnungsträger P übertragen, das bzw. der sodann durch eine Trennelektrode 5 vom lichtempfindlichen Element 1 getrennt und einer Fixierung in einer Fixiereinheit 6 unterworfen wird. Zwischenzeitlich wird das lichtempfindliche Element 1 durch eine Ladungsbeseitigungselektrode 7 und eine Reinigungseinheit 8 von Restladung bzw. Resttoner befreit.
30

In Fig. 2 sind der Bilddatenprozessor, der Bildspeicher und das Aufzeichnungsgerät mit 37, 38 bzw. 39 bezeichnet.

Die Reinigungseinheit 8 umfaßt eine Reinigungsklinge 81 und eine Fellbürste 82. Diese Bauteile werden während der

Bilderzeugung außer Berührung mit dem lichtempfindlichen Element 1 gehalten und anschließend zum Abstreifen des nach der Bildübertragung auf dem lichtempfindlichen Element 1 verbliebenen Toners mit diesem Element in Berührung gebracht, wenn auf dem lichtempfindlichen Element 1 das Mehrfarbbild erzeugt worden ist. Danach trennt sich die Reinigungsklinge 81 vom lichtempfindlichen Element 1, gefolgt von der Fellbürste 82 mit einer kurzen Verzögerungszeit. Die Fellbürste 82 dient dazu, den nach der Wegbewegung der Reinigungsklinge 81 vom lichtempfindlichen Element 1 auf diesem zurückgelassenen Toner zu beseitigen.

Bei diesem Mehrfarbbilderzeugungsgerät erfolgt die Entwicklung in jeder Farbe bei jeweils einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements 1, und die Belichtung für jedes Bild muß an jeweils derselben Stelle auf dem lichtempfindlichen Element 1 einsetzen. Andererseits wird das lichtempfindliche Element 1 (bei diesem Vorgang) durch keine der nicht an der Bilderzeugung beteiligten Entwicklungseinheiten, der einzelnen Elektroden, mit Ausnahme der Aufladeelektrode 2, durch die Papierzuführvorrichtung, die Papiertransportvorrichtung und die Reinigungseinheit 8 beeinflußt.

Das in Fig. 3 dargestellte optische Lasersystem 10 umfaßt einen Halbleiter-Laseroszillator 12, einen sich drehenden Polygonalspiegel 35 und eine f-9-Linse 36.

Die beim Gerät gemäß Fig. 2 zu verwendenden Entwicklungsvorrichtungen oder -einheiten umfassen vier getrennte Einheiten, die jeweils gleich oder ähnlich ausgebildet sein können, wie dies in Fig. 4 für die erste Entwicklungseinheit A veranschaulicht ist. Bei der Drehuna einer Magnetrolle oder -walze 41 mit sechs N- und S-polen

in Richtung des Pfeils F unter Drehung einer Entwicklerförder-Hülse 42 in Richtung des Pfeils G wird ein Entwickler De in Richtung des Pfeils G transportiert. Die Dicke des transportierten Entwicklers De wird zur BiI-dung einer Entwicklerschicht durch eine Schichtregelklinge 43 eingestellt. In einem Entwickler-Vorratsbehälter 44 befindet sich eine Umwälz-Schnecke 45 zum zweckmäßigen Umwälzen und Auflockern des Entwicklers De. Der Toner T wird aus einem Toner-Trichter 4 7 bei der Drehung einer Tonerzufuhrrolle 46 zugeführt, wenn der im Vorratsbehälter 4 7 enthaltene Entwickler De verbraucht bzw. erschöpft ist.

Zwischen der Hülse 42 und dem lichtempfindlichen Element wird ein solcher Zwischenraum oder Spalt aufrechterhalten, daß die Entwicklerschicht auf der Hülse 42 nicht mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Berührung gelangt. Zwischen die Hülse 4 2 und das Element 1 sind eine Gleichstromquelle 48 und eine Wechselstromquelle 49 zum Anlegen einer Entwicklungsvorspannung für die Durchführung einer Umkehrentwicklung in Reihe geschaltet. Die Hülse 42, die Schnecke 45 und die Magnetwalze 41 werden durch einen Antriebs-Motor 50 angetrieben.

Bei dem bei diesem Gerät zu verwendenden Entwickler kann es sich entweder um einen Zweikomponentenentwickler aus einem Toner und einem Träger oder um einen Einkomponentenentwickler aus ausschließlich einem Toner handeln. Der Zweikomponentenentwickler erfordert zwar eine genaue Ein— stellung der Tonermenge relativ zum Träger, doch bietet er den Vorteil, daß die Reibungsladungssteuerung der Tonerteilchen einfach durchführbar ist. Insbesondere der aus einem magnetischen Träger und einem nicht-magnetischen Toner bestehende Zweikomponentenentwickler braucht keinen großen Anteil an einem schwarzen magnetischen

Material in den Tonerteilchen zu enthalten, so daß dabei in vorteilhafter Weise ein Farbtoner aus einem magnetischen Material, das keine Farbtrübung (color turbidity) bewirkt, für die Erzeugung eines klaren und scharfen Farbbilds verwendet werden kann.

Der erf indungsgexnäß zu verwendende Zweikomponentenentwickler besteht vorzugsweise aus einem magnetischen Träger und einem nicht-magnetischen Toner der im folgenden angegebenen Art:

Toner

1. Thermoplastisches Harz: Bindemittel 80 - 90 Gew.-%

^D Beispiele: Polystyrol, Styrol-Acryl-Mischpolymer!sat,

Polyester, Polyvinylbuyral, Epoxyharz, Polyamidharz, Polyethylen, Ethylen-Vinyl— acetat-Mischpolymerisat oder Gemische

davon;
20

2. Pigment oder Farbstoff: Färbemittel 0-15 Gew.-% Beispiele:

Schwarz: Ruß;

° Cyan: Kupferphthalocyanin oder SuIfonamidderivat-

Farbstoff;

Gelb: Benzidinderivat;

cU Magenta: Rhodamin-Schwarz (Rhodaminjtf B LaJee·) oder

Carmine 6B;

3. Ladungssteuerstoff: 0-5 Gew.-%

Positiver Toner: Hauptsächlich ein Elektronendonator-Farbstoff, wie Nigrosin, alkoxyliertes

®° Amin, Alkylarcid, Chelat, Pigment oder ein

a» JU

quaternäres

Ammoniumsalz;

Negativer Toner: Organischer Elektronen empfangender

Komplex, chloriniertes Paraffin, chloriniertes Polyester, Polyester mit überschüssigen Säureresten oder chloriniertes Kupferphthalocyanin;

4. Fließmittel:
10

Beispiele: Kolloidales odef hydrophobes

Siliziundioxid, Silikonfirnis, Metallseife oder anionisches oberflächenaktives Mittel;

., 5. Reinigungsmittel:

(Zur Verhinderung einer Filmbildung des Toners auf dem lichtempfindlichen Element)

Beispiele: Metallsalze von Fettsäuren, oxidierte Kieselsäure oder ein oberflächenaktives Mittel auf Fluorbasis;

6. Füllstoff:

(Zur Verbesserung des Oberflächenglanzes des Bilds und zur Verringerung der Ausgangsmaterialkosten)

Beispiele: Calciumcarbonat, Ton, Talkum oder Pigment.

Neben den angegebenen Stoffen kann der Entwickler auch ein magnetisches Material zur Verhinderung einer Schleierbildung und einer Tonerdispersion oder -verstreuung enthalten.

Als Magnetpulver eignen sich Pulver von Ferriferrooxid, γ-Eisenoxid, Chromdioxid, Nickelferrit oder einer Eisenlegierung, jeweils mit einer Teilchengröße von 0,1-1 μπι.

Derzeit wird am häufigsten Ferriferrooxid in einer Menge von 5-70 Gew.-% für den Toner benutzt. Obgleich der Widerstand des Toners in Abhängigkeit von der Art und der Menge des Magnetpulvers erheblich variiert, wird das magnetische Material vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 55 Gew.-% verwendet, urn einen ausreichend hohen Widerstand entsprechend mindestens

Q -ΙΟ

10 η-cm und vorzugsweise 10 Π-cm zu gewährleisten. Zur Gewährleistung der Farbklarheit sollte der Farbtoner andererseits 30 Gew.-% oder weniger eines magnetischen Materials enthalten.

Als für einen druckfixierbaren Toner geeignetes Harz wird ein klebendes Harz, wie Wachs, Polyolefine, Ethylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat, Polyurethan oder Gummi bzw. Kautschuk gewählt, damit dieses Harz mit

2 einer Kraft bzw. einem Druck von etwa 20 kg/cm zum Anhaften an Papier plastisch verformt werden kann.

Es kann auch ein eingekapselter Toner verwendet werden.

Der Toner kann aus den oben angegebenen Stoffen nach einem an sich bekannten Verfahren hergestellt bzw. zubereitet werden.

Zur Erzeugung eines einwandfreien Bilds mit dem erfindungsgemäßen Gerät sollte der Toner im Hinblick auf die gewünschte Auflösung normalerweise einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von etwa 50 um oder weniger besitzen. Im vorliegenden Fall ist der Tonerteilchendurchmesser grundsätzlich keinen Einschränkungen unterworfen, doch sollte er im Hinblick auf Tonerdispersion und -förderbarkeit im Bereich von 1 - 30 um liegen. Bei der beschriebenen Ausführungsform besitzen die Toner der vier verschiedenen Farben einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 10 um.

Bei dem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser handelt es sich um eine Größe, die mittels eines herkömmlichen Meß- oder Zählgeräts (Coulter Counter der Firma Coulter Electronics, Inc.) bestimmt wird.

Träger

Der Träger entspricht grundsätzlich den oben angegebenen, den Toner bildenden Stoffen. Für die Wiedergabe feiner Punkte oder Linien oder zur Verbesserung der Gradation können die Trägerteilchen vorzugsweise aus magnetischen Teilchen und einem Harz oder Kunstharz bestehen, beispielsweise einem in Harz dispergiertem System aus magnetischem Pulver und Harz oder Kunstharz oder aber mit einem Harz beschichteten magnetischen Teilchen und

bevorzugt abgerundeten Teilchen eines gewichtsgemittelten

Teilchendurchmessers von 50 um und bevorzugt von 5-30 um. Bei der dargestellten Ausführungsform werden für alle vier Farben Trägerteilchen eines gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers von 50 um verwendet. 20

Um zu verhindern, daß die durch die Vorspannung aufgeprägten Ladungen in die Trägerteilchen eindringen und die einwandfreie Bilderzeugung behindern, indem die Trägerteilchen an der Mantelfläche des Bildaufnehmers anhaften können und damit die Vorspannung nicht ausreichend aufgeprägt wird, kann der Träger einen Isolier-

widerstand von 10 iVcm oder mehr, vorzugsweise 10 .("1'Cm oder mehr und besonders bevorzugt von 10 Λ-cm oder mehr beim oben angegebenen Teilchen-

durchmesser besitzen.

Der Träger mit der angegebenen Körnung wird aus dem in Verbindung mit dem Toner beschriebenen magnetischen Material und einem thermoplastischen Harz in der Weise hergestellt, daß entweder das magnetische Material ober-

flächlich mit dem Harz beschichtet wird oder Teilchen aus einem Harz erzeugt werden, in denen feine Teilchen des magnetischen Materials dispergiert sind, und der Durchmesser der so hergestellten Teilchen mittels einer an sich bekannten Einrichtung zum Klassieren nach mittlerem Durchmesser selektiert wird. Zur Verbesserung der Umwälzbarkeit des Toners und des Trägers sowie der Förderbarkeit des Entwicklers und zur Verbesserung der Ladungssteuerbarkeit des Toners, um ihn damit für ein Zusammenballen entweder der Tonerteilchen oder der Toner- und Trägerteilchen beständig (reluctant) zu machen, werden die Trägerteilchen bevorzugt abgerundet. Diese abgerundeten magnetischen Trägerteilchen werden in der Weise gewonnen, daß möglichst runde magnetische Teilchen gewählt und mit dem Harz beschichtet werden, wozu möglichst feine magnetische Teilchen benutzt und die dispergierten Harzteilchen mit Heißluft oder heißem Wasser abgerundet werden, oder abgerundete dispergierte Harzteilchen unmittelbar nach dem Sprühtrocknungsverfahren erzeugt werden. Die Eigenwiderstände des Toners und des Trägers werden dabei auf die nachstehend angegebene Weise gemessen. Insbesondere werden die Widerstände dadurch bestimmt, daß die Teilchen in einem Behälter

2 einer Querschnittsfläche von 0,50 cm durch Klopfen verdichtet werden, danach die verdichteten Teilchen mit

3 2

1 kg/cm (bzw. kg/cm ) belastet werden und zwischen die Last und die Bodenelektrode eine Spannung angelegt wird, die ein elektrisches Feld von 10 - 10 V/cm erzeugt, worauf die Größe eines Stromflusses abgelesen und eine vorbestimmte Berechnung durchgeführt wird.

Dabei besitzt die Trägerteilchenschicht eine Dicke von etwa 1 mm.

Im folgenden ist das Entwicklungsverfahren im einzelnen beschrieben. Die Entwicklung kann mit unmittelbarer

2*

Reibkontaktierung mittels einer Magnetbürste durchgeführt werden, doch wird bevorzugt ab zumindest der zweiten Entwicklung ein berührungsfreies oder kontaktfreies Entwicklungsverfahren angewandt/ bei dem die Entwicklerschicht auf einem Entwicklerträger außer Reibberührung mit der Mantelfläche des lichtempfindlichen Elements gehalten wird, so daß eine Beschädigung oder Beeinträchtigung eines bereits erzeugten Tonerbilds verhindert wird. Bei diesem kontaktfreien Entwicklungsverfahren wird ein elektrisches Wechselfeld in einem Entwicklungsbereich erzeugt, so daß die Entwicklung ohne Reibung (rubbing) zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Entwicklerschicht durchgeführt werden kann. Dieses Verfahren ist im folgenden noch näher erläutert.

Bei den wiederholten Entwicklungsvorgängen unter Anwendung des genannten elektrischen Wechselfelds kann auf dem lichtempfindlichen Element, auf dem bereits das Tonerbild erzeugt worden ist, wiederholt eine Entwicklung durchgeführt werden; dabei wird das auf dem lichtempfindlichen Element in einem vorhergehenden Verfahrensschritt erzeugte Tonerbild bei der folgenden Entwicklung gestört, sofern keine zweckmäßigen Ent-Wicklungsbedingungen gewählt werden. Andererseits kann in diesem Fall auch der an das lichtempfindliche Element angelagerte Toner zum (nächsten) Entwicklerträger zurücküberführt und damit in die beim nächsten Schritt verwendete Entwicklungseinheit mit einem Entwickler einer anderen Farbe eingeschleppt werden, woraus sich das Problem einer Farbvermischung ergibt. Zur Lösung dieses Problems wird prinzipiell der Entwicklungsvorgang in der Weise durchgeführt, daß die Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträger nicht mit dem lichtempfindlichen Element in Berührung gelangt. Zu diesem Zweck wird der

Zwischenraum oder Spalt zwischen dem Bildaufnehmer und dem Entwicklerträger auf eine die Dicke der Entwicklerschicht im Entwicklungsbereich auf dem Entwicklerträger übersteigende Größe eingestellt (sofern dazwischen keine Potentialdifferenz besteht). Erfindungsgemäß durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß in diesem Fall einwandfreie Entwicklungsbedingungen zur vollständigen Ausschaltung des genannten Problems bestehen und die einzelnen Bilder mit zufriedenstellender BiIddichte erzeugt werden. Es hat sich gezeigt, daß unter diesen Bedingungen ein einwandfreies Bild auch dann schwierig zu erzeugen ist, wenn der Spalt d (in mm) zwischen dem Bildaufnehmer im Entwicklungsbereich und dem Entwicklerträger sowie die Größen der Amplitude V_Ar und der Frequenz f (in Hz) der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung zum Erzeugen des elektrischen Wechselfelds als solche (by themselves) bestimmt werden, und daß diese Parameter eng aufeinander bezogen sind.

Mittels des Mehrfarbbilderzeugungsgeräts gemäß Fig. 2 wurden Versuche durchgeführt, um die Einflüsse der Parameter, wie Spannung und Frequenz der Wechselspannung skomponente der Entwicklungsvorspannung an der Entwicklungseinheit B für den Fall zu untersuchen, daß ein Zweifarb-Tonerbild mittels der Entwicklungseinheiten A und B erzeugt wird.

Für die Entwicklung wurden die Entwicklungseinheiten A und B in der angegebenen Reihenfolge benutzt.

Bei dem in der Entwicklungseinheit B enthaltenen Entwickler De handelte es sich um einen magnetischen Einkomponentenentwickler, der durch Mischen und Pulverisieren von 70 Gew.-% eines thermoplastischen

Harzes, 10 Gew.-% Farbstoff (d.h. Ruß), 20 Gew.-% eines magnetischen Materials und eines Ladungssteuerstoffs unter Einstellung auf einen mittleren Teilchendurchmesser von 15 um und durch Zusatz eines Fließmittels, wie; Siliziumdioxid, hergestellt wurde. Die Ladungsmenge wurde mittels des Ladungssteuerstoffs eingestellt.

Die Versuche wurden mit jeweiliger Änderung der angegebenen Bedingungen durchgeführt; die Ergebnisse lassen sich gemäß Fig. 5 in bezug auf die Amplitude E und

AL·»

die Frequenz der Intensität des elektrischen Wechselspannungsfelds auswerten.

In Fig. 5 sind mit A ein Bereich, in welchem eine ungleichmäßige Entwicklung auftreten kann, mit B ein Bereich, in welchem der Einfluß der Wechselspannungskomponente nicht zutage tritt, mit C ein Bereich, in welchem ein bereits erzeugtes Tonerbild zerstört werden kann, und mit D und E Bereiche bezeichnet, in denen der Einfluß der Wechselspannungskomponente bei zufriedenstellender Entwicklungsdichte und ohne Zerstörung oder Beeinträchtigung des bereits erzeugten Tonerbilds in Erscheinung tritt; der Bereich E ist der besonders bevorzugte Bereich.

Diese Ergebnisse zeigen, daß Amplitude und Frequenz des elektrischen Wechselspannungsfelds innerhalb eines zweckmäßigen Bereichs liegen müssen, um (in einem nachfolgenden Entwicklungsschritt) ein später erzeugtes Tonerbild mit zweckmäßiger Dichte zu entwickeln, ohne das vorher (in einem vorhergehenden Entwicklungsschritt) auf dem lichtempfindlichen Element erzeugte Tonerbild zu beeinträchtigen.

Aus den beschriebenen Versuchsergebnissen läßt sich

schließen, daß eine nachfolgende Entwicklung mit einwandfreier Dichte und ohne Störung oder Beeinträchtigung des bereits auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten Tonerbilds durchgeführt werden kann, wenn die Entwicklung so durchgeführt wird, daß sie der folgenden Bedingung genügt:

0,2 = V_AC/(d-f) = 1,6

Dies gilt für den Fall, daß Amplitude und Frequenz der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung mit V_AC (in V) bzw. f (in Hz) und der Spalt oder Zwischenraum zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Hülse 4 2 mit d (in mm) bezeichnet werden. Zur Erzielung einer ausreichenden Bilddichte und zu Verhinderung einer Beeinträchtigung des im vorhergehenden Schritt erzeugten Tonberbilds sollte vorzugsweise die folgende Bedingung eingehalten werden:

0,4 = V_AC/(d-f) = 1,2

Von diesen Bereichen sollte bevorzugt der folgende Bereich, in welchem ein geringfügig schwächeres als das die Bilddichte sättigende elektrische Feld eingehalten wird, eingehalten werden:

0,6 = V_AC/(d-f) = 1,0

Wenn die Frequenz f der Wechselspannungskomponente auf 200 Hz oder höher eingestellt ist, um eine ungleichmäßige Entwicklung aufgrund der Wechselspannungskomponente zu verhindern, und wenn eine umlaufende Magnetwalze als Einrichtung zur Zufuhr des Entwicklers zum lichtempfindlichen Element verwendet wird, wird weiterhin die Frequenz der Wechselspannungskomponente bevorzugt auf

500 Hz oder höher eingestellt, um die Einflüsse der Stöße oder Schläge auszuschalten, die durch die WechselSpannungskomponente und die Drehungen der Magnetwalze hervorgerufen werden.

Anschließend wurden ähnliche Versuche mittels eines Zweikomponentenentwicklers beim Gerät gemäß Fig. 2 durchgeführt. Der in der Entwicklungseinheit B enthaltene Entwickler De ist ein Zweikomponentenentwickler aus einem magnetischen Träger und einem nicht-magnetischen Toner; der Träger wurde hergestellt durch Dispergieren feiner Eisenoxidteilchen in einem Harz zur Einstellung solcher physikalischer Eigenschaften, daß sich ein mittlerer Teilchendurchmesser von 20 um, eine Magnetisierung von 30 E.M.E./g und ein spezifischer

1 4

Widerstand von 10 η«cm ergeben. Für die Herstellung des Toners wurde eine kleine Menge eines Ladungssteuerstoffs zu 90 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes und 10 Gew.-% eines Pigments oder Farbstoffs (z.B. Ruß) unter Einstellung eines mittleren Teilchendurchmessers von 10 um zugesetzt. Zur Gewinnung des Entwicklers De wurde der Toner in einem Verhältnis von 20 Gew.-% zu 80 Gew.-% mit dem Träger vermischt. Der Toner wurde dabei durch Reibung mit dem Träger negativ aufgeladen.

Die Entwicklungseinheit B enthielt dabei einen Zweikomponentenentwickler für die Gelb-Entwicklung. Die Entwicklungseinheiten A und B wurden in der angegebenen Reihenfolge für die Entwicklung eingesetzt.

Die Versuche wurden unter Variation der angegebenen Bedingungen durchgeführt; die Ergebnisse lassen sich gemäß Fig. 6 bezüglich der Beziehung zur Amplitude E _, und Frequenz f (der Intensität) des elektrischen Wechselspannungsfelds auswerten.

In Fig. 6 sind mit A ein Bereich, in welchem (höchstwahrscheinlich) eine ungleichmäßige Entwicklung auftreten kann, mit B ein Bereich, in welchem der Einfluß der Wechselspannungskomponente nicht in Erscheinung tritt, mit C ein Bereich, in welchem das bereits erzeugte Tonerbild zerstört oder beeinträchtigt werden kann, und mit D und E Bereiche bezeichnet, in denen der Einfluß der Wechselspannungskomponente bei zufriedenstellender Entwicklungsdichte und ohne Beeinträchtigung des bereits erzeugten Tonerbilds in Erscheinung tritt; der Bereich E ist der besonders bevorzugte Bereich.

Diese Ergebnisse zeigen, daß Amplitude und Frequenz des elektrischen Wechselspannungsfelds innerhalb eines zweckmäßigen Bereichs liegen müssen, um ein nachfolgend oder anschließend erzeugtes Tonerbild mit einwandfreier Dichte zu entwickeln, ohne das im vorhergehenden Schritt auf dem lichtempfindlichen Element erzeugte Tonerbild zu beeinträchtigen.

Aus den angegebenen Versuchsergebnissen läßt sich - wie vorher beschrieben - schließen, daß die folgende Entwicklung mit einwandfreier Dichte und ohne Beeinträchtigung des bereits auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten Tonerbilds durchgeführt werden kann, wenn die Entwicklung unter den folgenden Bedingungen erfolgt:

0,2 £ V_AC/(d-f)
[(V_AC/d) - 1500]/f i 1,0

Hierbei sind wiederum Amplitude und Frequenz der WechselSpannungskomponente der Entwicklungsvorspannung mit Vp (V) bzw. f (Hz) und der Spalt oder Zwischenraum zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Hülse

42 mit d (mm) bezeichnet. Zur Erzielung einer zufriedenstellenden Bilddichte und zur Verhinderung einer Beeinträchtigung des im vorhergehenden Schritt erzeugten Tonerbilds wird bevorzugt die folgende Bedingung eingehalten:

0,5 ύ V_AC/(d-f)
[(V_AC/d) - 1500J/f = 1/0

Wenn unter diesen Beziehungen oder Bedingungen die nachstehend angegebene Bedingung erfüllt ist, läßt sich ein noch klareres Mehrfarbbild ohne jede Trübung und ohne Einschleppung eines Toners einer anderen Farbe in eine (nachfolgend verwendete) Entwicklungseinheit auch nach mehreren Arbeitsvorgängen erzielen:

0,5 i V_AC/(d.f)
f(V_AC/d) - 1500]/f ^ 0,8

Für den Fall, daß die Frequenz f der Wechselspannungskomponente, wie im Fall des Einkomponentenentwicklers, auf 200 Hz oder höher eingestellt ist, um eine ungleichmäßige Entwicklung aufgrund der WechselSpannungskomponente zu verhindern, und die umlaufende Magnetwalze zur überführung des Entwicklers zum lichtempfindlichen Element 1 benutzt wird, hat es sich gezeigt, daß die Frequenz der Wechselspannungskomponente auf 500 Hz oder höher eingestellt werden sollte, um die Einflüsse der Stöße oder Schläge auszuschalten, die durch die Wechselspannungskomponente und die Drehungen der Magnetwalze hervorgerufen werden.

Obgleich vorstehend ein erfindungsgemäß angewandtes Bilderzeugungsverfahren beispielhaft erläutert ist, lassen sich die im folgenden angegebenen Verfahren je-

weils allein oder in beliebiger Kombination miteinander für die aufeinanderfolgenden Entwicklungen zum Entwickeln von nacheinander auf dem lichtempfindlichen Element 1 erzeugten Tonerbildern mit konstanter Dichte ohne Beeinträchtigung des bereits auf dem Element 1 erzeugten Tonerbilds noch vorteilhafter anwenden:

1. Ein Verfahren, bei dem aufeinanderfolgend Toner jeweils größerer Ladungsmengen verwendet werden;

2. ein Verfahren, bei dem fortlaufend die Amplitude (der Intensität) des elektrischen Felds der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung verkleinert wird; und

3. ein Verfahren, bei dem die Frequenz der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung fortschreitend erhöht wird.

Genauer gesagt: die größere Ladungsmengen tragenden Tonerteilchen sind durch das elektrische Feld stärker beeinflußbar. Wenn daher bei der ersten Entwicklung Tonerteilchen mit größeren Ladungsmengen an das lichtempfindliche Element 1 angelagert worden sind, können diese Tonerteilchen zur Entwicklungsträger-Hülse zurückspringen. Dies wird bei dem unter 1. genannten Verfahren dadurch verhindert, daß für die erste oder anfängliche Entwicklung Tonerteilchen kleinerer Ladungsmengen verwendet werden. Mit dem unter 2. genannten Verfahren kann dieselbe Erscheinung dadurch verhindert werden, daß das elektrische Feld bei jedem folgenden Entwicklungsvorgang jeweils stärker abgeschwächt wird. Für die Abschwächung des elektrischen Felds bieten sich eine fortschreitende Verkleinerung der Spannung der Wechselspannungskomponente und eine Vergrößerung des

Spalts d zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Hülse 42 an. Bei dem unter 3. genannten Verfahren wird das Zurückspringen der Tonerteilchen vom lichtempfindlichen Element mit fortschreitender Vergrößerung der Frequenz der Wechselspannungskomponente bei jeder Wiederholung der Entwicklungsvorgänge verhindert. Die oben unter 1., 2. und 3. angegebenen Verfahren sind jeweils an sich schon wirksam, sie sind jedoch noch wirksamer, wenn sie beispielsweise so miteinander kombiniert werden, daß die Ladungsgrößen des Toners sequentiell erhöht und die Wechselvorspannung im Laufe der Wiederholungen der Entwicklungsvorgänge sequentiell verkleinert werden. Bei Anwendung der genannten drei Verfahren kann eine einwandfreie BiIddichte oder ein einwandfreies Farbgleichgewicht durch jeweils entsprechende Einstellung der Gleichstrom-Vorspannungen erzielt werden.

Das Mehrfarbbilderzeugungsgerät nach Fig. 2 arbeitet nach Maßgabe des Zeitdiagramms von Fig. 7. Während der Bildbelichtung (oder Bildaufprägung) erfolgt die Steuerung derart, daß die Entwicklungsvorspannung, der Motor für den Antrieb der Entwicklungs-Hülse, der Magnetwalze und der Umwälz-Schnecke, oder die einzelnen Entladungselektroden, wie die Aufladeelektroden, weder ein- noch ausgeschaltet werden. Diese Steuerung erfolgt mittels üblicher Folgesteuerung nach einem Programm auf Zeitreihenbasis in vorbestimmter Reihenfolge zur Betätigung der angegebenen einzelnen Abschnitte oder Bauteile nach Maßgabe dieses Programms.

Als Bilddaten werden die Gelb-, Magenta-, Cyan- und Schwarz-Komponenten sequentiell vom Bildspeicher eingegeben. Die Bilderzeugungsbedingungen werden wie folgt eingestellt:

SB

Bildaufnehmer:

Lichtempfindliche Schicht: Trommeldurchmesser: Lineargeschwindigkeit: a-Se 120 mm 220 mm/s

Oberflächenpotential:

Ladungspotential: +700 V

Potential im belichteten Abschnitt; 0 V

Bilderzeugungsbedingungen:

Lichtquelle: Wellenlänge: Aufzeichnungsdichte:

Entwicklungsvorrichtung: Hülse:

Magnet: Magnetflußdichte: Halbleiterlaser

700 nm

12 Punkte/mm

Aus nicht-magnetischem,

rostfreiem Stahl;

Lineargeschwindigkeit

220 mm/s

12 Pole; Drehzahl 1000/min

max. 700 Gauss auf der

Hülsenoberfläche

Entwickler: Träger:

Toner; Gelb: 1 Spezifischer Widerstand 10 n'cm oder mehr; Magnetpulver in einem Harzsystem dispergiert; mittlerer Teilchendurchmesser 20 um; Magnetisierung 30 E.M.E./g

1 4
Spezifischer Widerstand 10 η-cm oder

mehr; mittlerer Teilchendurchmesser 10 um; mittlere Ladungsmenge 10 ixC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)

1 4 Magenta: Spezifischer Widerstand 10 Ω-cm

oder mehr; mittlerer Teilchendurchmesser 10 μΐη; mittlere Ladungsmenge

11 uC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)

1 4 Cyan: Spezifischer Widerstand 10 Ω*cm

oder mehr; mittlerer Teilchendurchmesser 10 um; mittlere Ladungsmenge 11 UC/g (oder Tonerkonzentration =

20 Gew.-%)

1 4 Schwarz: Spezifischer Widerstand 10 Λ *cm oder mehr; mittlerer Teilchendurchmesser 10 μΐη; mittlere Ladungsmenge

12 uC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)

Entwicklungsbedingungen:

Spalt oder Zwischenraum zwischen j

lichtempfindlichem Element und Hülse: ■

1 Ό mm I (bei allen

Dicke der Entwicklerschicht: I

0,2 - 0,6 mm (eingestellt \

²^ mittels nicht-magnetischer j

Klinge) |

Entwicklungsvorspannungen:

A(Y)+500 V Gleichspannung;
1,5 kV (Effektivwert) Wechselspannung von 2 kHz;

B(M)+5 50 V Gleichspannung;

1,2 kV (Effektivwert) Wechselspannung von 2 kHz; C(C)+600 V Gleichspannung;

1,0 kV (Effektivwert) Wechselspannung von 2 kHz;

D(K)+600 V Gleichspannung;
0,8 kV (Effektivwert) Wechselspannung von 2 kHz;

Hi

Entwicklungsreihenfolge: Y -* M -> C -> K

Andere Vorgänge:

übertragung: Koronaübertragung (mit Vorübertragung) Fixierung: Mittels Heizwalze Reinigung: Mittels Klinge und Fellbürste.

Bei Durchführung der Mehrfarbbilderzeugung unter den oben angegebenen Bedingungen läßt sich stets ein stabiles oder gleichbleibend gutes Aufzeichnungsbild ohne jede Bilddatenstörung erzielen.

Wie angegeben, werden beim Mehrfarbbilderzeugungsgerät gemäS Fig. 2 die Bilddaten vom Bildspeicher eingegeben bzw. geliefert; diese Daten können jedoch auch dadurch geliefert werden, daß das Vorlagenbild mittels eines Festkörper-Bildabnehmerelements in elektrische Signale umgesetzt wird oder elektrische Signale von einer anderen Vorrichtung übertragen werden.

Im folgenden ist eine zweite Ausführungsform beschrieben.

In den Fig. 8 bis 10 bedeuten das Symbol To einen Zeitbereich (oder ein Zeitband), in welchem der durch die Aufladeeinheit 2 gemäß Fig. 2 nicht aufgeladene Bereich des Bildaufnehmers einen Entwicklungsbereich K (vgl. Fig. 4) durchläuft; das Symbol Tv einen Zeitbereich, in welchem der bildfreie aufgeladene Bereich des Bildaufnehmers 1 durch die Aufladeeinheit 2 aufgeladen, jedoch noch nicht bildgerecht belichtet worden ist und den Entwicklungsbereich K durchläuft; das Symbol Ti einen Zeitbereich, in welchem der ein Bild tragende, bildgerecht belichtete Bereich des Bildaufnehmers 1

den Entwicklungsbereich K durchläuft; das Symbol Tv' einen Zeitbereich, in welchem ein auf den Bildbereich folgender bildfreier Bereich den Entwicklungsbereich K durchläuft; und das Symbol To¹ einen Zeitbereich, in welchem der nicht aufgeladene, durch die Aufladeeinheit 2 aufgeladene Bereich den Entwicklungsbereich K durchläuft. Fig. 8 veranschaulicht weiterhin ein Beispiel, bei dem zunächst im Zeitbereich oder Zeitband Tv eine Gleichspannung angelegt wird; sodann eine Wechselspannung einer konstanten Periode mit allmählich abnehmender Amplitude überlagert wird; der Bilderzeugungsbereich des Bildaufnehmers 1 den Zustand durchläuft, in welchem die Amplitude der Wechselspannung eine vorbestimmte Größe erreicht; die aus einander überlagerten Gleich- und Wechselspannungen bestehende Vorspannung während des Zeitbereichs Ti aufrechterhalten wird; die Amplitude der Wechselspannung gedämpft oder abgeschwächt wird, um beim Erreichen des Zeitbereichs Tv¹ auf die Anlegung nur der Gleichspannung zurückzukehren; und die Anlegung der Gleichspannung unterbrochen bzw. beendet wird, bevor der nicht aufgeladene Bereich den Entwicklungsbereich K durchläuft. Wenn das einseitig gerichtete elektrische Feld auf diese Weise vor der Ankunft des Bilderzeugungsbereichs im Entwicklungsbereich erzeugt und das schwingende elektrische Feld zur Gewährleistung der vorbestimmten Entwicklungsbedingungen allmählich verstärkt wird, tritt keine Störung bzw. kein Störsignal (noise) auf, so daß das Latentbild stets in normaler Weise erzeugt wird, um beim Durchlauf des Bilderzeugungsbereichs durch den Entwicklungsbereich das vorbestimmte schwingende elektrische Feld aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise kann ein klares bzw. scharfes Tonerbild ohne jede Verschleierung und unter Senkung des Stromverbrauchs entwickelt werden.

Fig. 9 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem eine halbweg-gleichgerichtete Wechselspannung der Gleichspannung überlagert wird, anstatt die Amplitude der Wechselspannung beim Beispiel gemäß Fig. 8 allmählich zu erhöhen und zu verringern. Mit dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel lassen sich ähnliche Ergebnisse erzielen wie beim Beispiel gemäß Fig. 8.

Fig. 10 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem das einseitig gerichtete elektrische Feld durch Anlegung einer nur eine identische oder jeweils gleiche Polarität aufweisenden, durch Halbweg-Gleichrichtung der überlagerten Spannung erzeugten pulsierenden Spannung für die Entwicklung erzeugt wird, anstatt das einseitig gerichtete elektrische Feld durch vorherige Anlegung nur der Gleichspannung, wie bei den Beispielen von Fig. 8 und 9, zu erzeugen; hierdurch werden dieselben Wirkungen erzielt wie mit der allmählichen Erhöhung und Verringerung der WechselSpannungsamplitude gemäß Fig. 8 und der Überlagerung der halbweg-gleichgerichteten Wechselspannung gemäß Fig. 9. Auf die in Fig. 10 dargestellte Weise kann somit dieselbe Wirkung erzielt werden wie bei den Beispielen nach Fig. 8 und 9.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 8 kann mittels der Schaltung gemäß Fig. 11 als Vorspannungsversorgung oder-quelle 11 ausgeführt werden. Wenn dabei ein Schalter 13 auf einen Kontakt umgelegt wird, bei dem ein Oszillator nicht in Betrieb gesetzt wird, wird eine Gleichspannung an den Entwicklerträger bzw. die Hülse 42 angelegt. Wenn der Oszillator in Betrieb gesetzt ist, nachdem ein beweglicher (Kurzschluß-)Kontakt 14 an einer Sekundärwicklung aufwärts in die Stellung verschoben ist, in welcher der Kontakt 14 mit der dargestellten, vollständig kurzgeschlossenen Stelle

verbunden ist, wird (der Gleichspannung) eine Wechselspannung mit allmählich ansteigender Amplitude überlagert. Wenn der bewegbare Kurzschluß-Kontakt 14 aus der Stellung, in welcher die Amplitude der Wechselspannung eine vorbestimmte Größe erreicht, zurückgeführt wird, nimmt die Amplitude der Wechselspannung auf 0 ab. Wenn der Schalter 13 auf den Kontakt b umgelegt wird, wird die Anlegung der Vorspannung an den Entwicklerträger 4 2 beendet. Anstatt den bewegbaren Kontakt 14 an der Sekundärwicklung zu verwenden, kann die Amplitude der Wechselspannung auch auf der Seite des Oszillators allmählich erhöht oder verringert werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ist mit der in Fig. 12 dargestellten Schaltung als Vorspannungsversorgung 11 realisierbar. Wenn dabei der Schalter 13 ohne Betätigung des Oszillators auf den Kontakt a umgelegt ist, wird dem Entwicklerträger 42 die Gleichspannung aufgeprägt. Wenn der Oszillator bei einem geschlossenen Schalter 15 des Gleichrichters in Betrieb gesetzt ist, wird eine halbweg-gleichgerichtete Wechselspannung der Gleichspannung überlagert. Wenn der Schalter 15 geöffnet wird, wird die Überlagerungsspannung aus der Gleichspannung und der Wechselspannung angelegt. Wenn dann der Schalter 15 wieder geschlossen wird, wird der Zustand wieder hergestellt, in welchem die Spannung, bei welcher der Gleichspannung die halbweg-gleichgerichtete Wechselspannung überlagert ist, angelegt werden kann. Die Vorspannungsanlegung gemäß Fig. 9 erfolgt sodann durch Beendigung des Betriebs des Oszillators und Umlegen des Schalters 13 auf den Kontakt b.

Für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 kann die Schaltung gemäß Fig. 13 als Vorspannungsversorgung 11 benutzt werden. Wenn dabei der Oszillator arbeitet,

während der Schalter 15 des Gleichrichters auf den Kontakt b umgelegt ist und der Schalter 13 am Kontakt a liegt, wird an den Entwicklerträger (d.h. die Hülse) 42 eine pulsierende Vorspannung einer einseitig gerichteten (one-directional) Polarität angelegt, die durch Gleichrichtung der überlagerungsspannung aus der Gleichspannung und der Wechselspannung erzeugt wird. Wenn der Schalter 15 sodann geöffnet wird, besteht die Vorspannung aus der Überlagerungsspannung der Gleichspannung und der Wechselspannung. Wenn der Schalter 15 wieder geschlossen wird, erfolgt eine Rückkehr auf die pulsierende Vorspannung, wobei deren Anlegung durch Umlegung des Schalters 13 auf den Kontakt b unterbrochen bzw. beendet wird.

Die vorstehend beschriebenen Vorgänge sind im Zeitdiagramm gemäß Fig. 14 veranschaulicht.

Bei diesem Beispiel wird der Entwicklerträger bzw. die Hülse 42 (Fig. 4) durch den Gleichstrommotor 50 (Fig. 4), dessen Drehzahl änderbar ist, in Drehung versetzt. Gemäß den Fig. 9 bis 11 wird die Spannung im Zeitband oder Zeitbereich Tv kontinuierlich oder schrittweise von 0 aus erhöht, im Zeitbereich Ti eine konstante Spannung zur Gewährleistung einer konstanten Drehzahl aufrechterhalten und die Spannung kontinuierlich oder schrittweise auf 0 zurückgeführt, wenn der Übergang in den Zeitbereich Tv' erfolgt. Im Zeitdiagramm gemäß Fig. 14 sind die Änderungen der dem Motor aufgeprägten Spannung auf Zeitreihenbasis den Änderungen der Vorspannung gleich.

Die von den oben angegebenen Bedingungen verschiedenen Bedingungen sind dieselben wie bei der vorher beschriebenen ersten Ausführungsform. 35

Auf die beschriebene Weise kann in stabiler bzw. gleichbleibender Weise jeweils ein ausgezeichnetes Aufzeichnungsbild erhalten werden.

Bei beiden Ausführungsformen beruhen die elektrischen Änderungen im Bilderzeugungsgerät auf Spannungsänderungen. Für die Änderungen von anderen elektrischen Größen als die Spannung kann auf eine Ansteuerung der Aufladeelektroden mit den Stromänderungen anstelle des Ein- und Ausschaltens der Aufladeelektroden oder durch Regelung der Drehzahl der den Entwickler tragenden Hülse oder der Frequenz mittels eines Wechselstrommotors zurückgegriffen werden.

Im folgenden sind die Reinigungsklinge und das drehbare Element zur Durchführung der Reinigung mittels der erfindungsgemäß verwendeten Reinigungseinheit anhand der Fig. 16(a) und 16(b) sowie der Tabelle beschrieben. Fig. 16(a) veranschaulicht den Zustand, in welchem die Reinigungsklinge in Anlage (gegen den Bildaufnehmer 1) gedrängt ist; Fig. 16(b) veranschaulicht den Zustand, in welchem die Reinigungsklinge aus ihrer Andruckberührung zurückgezogen ist. In diesen Figuren bezeichnen das Symbol T₁ den durch die Reinigungsklinge 81 abgestreiften Toner und T₂ den an der Reinigungsklinge 81 vorbeigelaufenen Toner. Die folgende Tabelle gibt die Zustände an, welche die Reinigungsklinge 81 und das drehbare Element 82 im Verlauf des Reinigungsvorgangs und nach erfolgter Reinigung annehmen können.

TABELLE

Beginn der Reinigung

Reinigungsablauf

Ende der
Reinigung

Nach der Reinigung

Klinge

Anlage

Anlage

Trennung Trennung

Drehbares
Element

Anlage (Drehung oder Halt)

Trennung (Drehung oder Halt)

Anlage
(Drehung
oder Halt)

Trennung
(Drehung
oder Halt)

Anlage
(Drehung)

Trennung (Drehung oder Halt)

Gemäß der obigen Tabelle wird zu Beginn des Reinigungsvorgangs die Reinigungsklinge 80 in Anlage oder Andruckberührung gegen den Bildaufnehmer gebracht, während die Fellbürste 82 in oder außer Anlage gebracht werden kann; der Reinigungsvorgang durch die Reinigungsklinge erfolgt jedoch vorzugsweise mit zurückgezogener Fellbürste. Am Ende des Reinigungsvorgangs wird sodann die Fellbürste (als drehbares Element) an die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 angedrückt, während sie (wie durch den Pfeil angedeutet) in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 in Drehung versetzt wird, und zwar unmittelbar vor oder gleichzeitig mit dem Trennen der Reinigungsklinge 81 und spätestens vor Ankunft des (angehäuften) Toners T„, um den unter der Reinigungsklinge 81 hinweggelaufenen

Toner T₂ vor dem Trennen oder Zurückziehen des drehbaren Elements 82 zu beseitigen.

Im folgenden ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Fig. 17 veranschaulicht schematisch eine Reinigungseinheit 140, die anstelle der Reinigungseinheit 8 beim Gerät gemäß Fig. 2 verwendet wird. Fig. 18 veranschaulicht die Vorgänge/ bei denen die Reinigungsklinge und das drehbare Element in und außer Anlage (gegen den Bildaufnehmer) gebracht werden. Fig. 19 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung die Betätigungen von Reinigungsklinge und drehbarem Element. Fig. 20 veranschaulicht in Aufsicht die Prozesse oder Vorgänge zur Erzeugung eines Bezugsbilds und eines Aufzeichnungs-Bilds, während Fig. 21 ein Zeitdiagramm für die Bilderzeugung ist.

Im folgenden ist zunächst der Aufbau der Reinigungseinheit 140 für das Bilderzeugungsgerät der beschriebenen Ausführungsform anhand der Fig. 17 bis 19 erläutert, in denen den Teilen von Fig. 16 und Fig. 2 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Die Reinigungseinheit 140 umfaßt gemäß Fig. 17 einen Behälter 141, die Reinigungsklinge 81, die Fellbürste 82, eine Klopfstange 142 zum Abklopfen der Fellbürste 82, ein Leitelement 143 zum Leiten des abgestreiften Toners T₁ zum Boden des Behälters 141 und einen Schneckenförderer 144 zur Förderung des zum Boden des Behälters 141 zurückgeführten Toners T₁ zu einer Austragkammer. Im folgenden sind die durch die Reinigungsklinge 81 und das drehbare Element 82 durchgeführten Reinigungsvorgänge anhand der Fig. 18 und 19 beschrieben. Nachdem die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 in dem in Fig. 17 dargestellten Zustand gereinigt worden ist, wird die Reinigungsklinge 81 durch eine (etwa halbmondförmige) Steuerkurve 145 und eine Feder 146 aus der Anlage gegen die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 zurückgezogen. Die Steuerkurve 45 dreht sich dabei auf einer Welle oder Achse 147 in zeitlicher Abstimmung auf die Bilderzeugung

in Pfeilrichtung, um ihre Flachseite oder Sehne 148 in Anlage gegen die Oberkante einer Klingenplatte 149 derart zu bringen, daß die Reinigungsklinge um einen am Rahmen der Reinigungseinheit befestigten Stift 150 durch die Feder 146 so verschwenkt wird, daß ihr Vorderende (bzw. ihre Anlagekante) nach oben weist. Auf diese Weise wird die Reinigungsklinge 81 von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 entfernt. Eine Nachlaufrolle 152 ist am Vorderende eines von der Klingenplatte 149 abstehenden Arms 151 so angelenkt oder gelagert, daß sie der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 bei dessen Drehung folgt, wenn die Klingenplatte 149 zur Anlage der Reinigungsklinge verlagert ist, um damit den Toner an einem Herausfallen aus der Reinigungseinheit zu hindern. Die Nachlaufrolle 152 wird gleichzeitig mit der Klingenplatte zurückgezogen.

Die Nachlaufrolle 152 ist weiterhin mit einer nicht dargestellten Abstreifplatte zum Abstreifen von Toner von ihr versehen. Wahlweise kann die Nachlaufrolle 152 durch eine in der Nähe des lichtempfindlichen Elements (Bildaufnehmers) angeordnete Kunststoffplatte aus z.B. Mylar ersetzt sein.

Auf der Welle 147 sitzt weiterhin koaxial zur Steuerkurve 145 eine elliptische Kurve 153. Wenn die gegen den Bildaufnehmer 1 anliegende Reinigungsklinge 180 ersteren reinigt, liegt die elliptische Kurve 153 mit ihrer auf der kürzeren Achse liegenden Fläche 157 an der Unterkante eines Arms 155 der Fellbürste 82 so an, daß der durch eine Feder 156 vorbelastete Arm 155 um einen Stift 159 herum so verschwenkt ist, daß sich die Fellbürste 82 von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 trennt. Vor Beendigung des Reinigungsvorgangs, wobei die Reinigungsklinge 81 durch

Drehung der Welle 147 in Richtung des Pfeils von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 getrennt wird, verschiebt sich jedoch die Anlage der elliptischen Kurve 153 gegen den Arm 155 von der auf der kürzeren Achse liegenden Fläche 157 zu einer auf einer längeren Achse liegenden Fläche 154 aufgrund der Drehung der elliptischen Kurve 153 in derselben Richtung. Hierbei gelangt die Fellbürste 82 in Anlage gegen die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1, um den unter der Reinigungsklinge 81 hindurchgelaufenen Toner T„ abzustreifen. Das drehbare Element 82 besteht üblicherweise aus einer drehbaren Fellbürste oder einer Schwammrolle, in welche tierische Fellhaare oder Fasern implantiert sind; das drehbare Element kann ständig umlaufen, wird jedoch vorzugsweise nur dann in Pfeilrichtung in Drehung versetzt, wenn es an der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 anliegt. Zur vollständigen Beseitigung des Toners T_ wird die Fellbürste 82 mit einer Drehzahl von 50 - 500 U/min angetrieben. Nach der beschriebenen Entfernung des Toners wird die elliptische Kurve 153 so verdreht, daß ihre auf der kürzeren Achse liegende Fläche 157 zur Aufhebung der Anlage aufläuft. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Reinigungsklinge 81 vom Bildaufnehmer getrennt, und es ist ein Zyklus des Reinigungsvorgangs abgeschlossen.

Da die elliptische Kurve (oder der Nocken) 153 und die Steuerkurve 145 mit einer Phasenverschiebung zueinander angeordnet sind, können die Reinigungsklinge 81 und die Fellbürste 82 mit einer (gegenseitigen) Phasenverschiebung betätigt werden, so daß auch der beim Trennen der Reinigungsklinge 81 zurückbleibende Toner beseitigt wird.

Bei der beschriebenen Reinigungseinheit ergibt sich weiterhin ein Zwischenzustand zwischen dem Zustand, in welchem die Steuerkurve 145 von einer Umfangsflache 158

zur Fläche der Sehne 148 übergeht, und dem Zustand, in welchem sich die elliptische Kurve 153 von ihrer auf der längeren Achse liegenden Fläche 154 zu ihrer auf der kürzeren Achse liegenden Fläche 157 bewegt. Dieser Zwischenzustand bestimmt eine Zeitspanne, während welcher das drehbare Element 82 nicht vollständig mit dem Bildaufnehmer 1 in Berührung steht und das auf dem Bildaufnehmer 1 erzeugte Tonerbild ohne Beeinträchtigung unter der Reinigungseinheit 140 hindurchläuft.

Im folgenden ist der Bilderzeugungsvorgang bei der beschriebenen Ausführungsform anhand der Fig. 20, 21 und 2 erläutert. In Fig. 20 ist die Mantelfläche des (trommeiförmigen) Bildaufnehmers 1 in Abwicklung dargestellt.

Dabei sind auf der vorderen Hälfte A der Mantelfläche Bezugs-Latentbilder in Gelb (Y₁), Magenta (M₁), Cyan (C.) und Schwarz (B₁) und die entsprechenden entwickelten Tonerbilder der verschiedenen Farben an verschiedenen, voneinander getrennten Stellen erzeugt. Die Information von diesen Bezugs-Tonerbildern wird als Tonerkonzentration, Entwicklungsvorspannung, Aufladungspotential und Belichtungslichtmenge für die Erzeugung eines nachfolgenden oder nächsten Bilds rückgekoppelt, so daß Latentbilder in Gelb (Y₉), Magenta (M₉), Cyan (C₀) und Schwarz (B₉) auf der hinteren Halbfläche B erzeugt und die entsprechenden Tonberbilder in einander überlagerter Weise auf derselben Fläche B erzeugt werden können.

Fig. 21 veranschaulicht die Operationen bzw. die Arbeitsweise des Bilderzeugungsgeräts bei Realisierung der Erfindung mittels des Mehrfarbbilderzeugungsgeräts gemäß Fig. 2, das mit der Reinigungseinheit nach Fig. 17 bis 19 ausgerüstet ist. Der bei diesem Gerät zu verwendende Bildaufnehmer 1 besteht aus einer amorphen Siliziumschicht auf der Mantelfläche einer einen Durch-

messer von 120 mm besitzenden Trommel (eines Zylinders) aus Aluminium. Dieser Bildaufnehmer 1 führt jeweils eine Umdrehung in 3 s oder mehr in Richtung des Pfeils durch, und er führt zur Erzeugung der einander überlagerten Tonerbilder der vier Farben Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz jeweils vier Umdrehungen durch. Zunächst wird der Bildaufnehmer 1 bei einer ersten Umdrehung durch die Korona-Aufladeeinheit 2 gleichmäßig auf +600 V aufgeladen, worauf ihm durch den Halbleiter-Laserstrahlabtaster 10 die Gelb-Information aufgeprägt wird, um ein festes Gelb-Latentbild E .. und ein (anderes) Gelb-Latentbild E- ^zu erzeugen. Diese Latentbilder werden durch die Entwicklungseinheit A einer Umkehrentwicklung mit dem positiv geladenen gelben Toner unterworfen, um ein festes Gelb-Tonerbild D ₁ und ein (anderes) Gelb-Tonerbild D 2 zu erzeugen.

Bei und nach der zweiten Umdrehung des Bildaufnehmers 1 werden gleichmäßige positive Aufladungen Vm, Vc und Vb auf ähnliche Weise aufgeprägt, nur mit dem Unterschied, daß die Ladung für die Erzeugung der festen (oder Bezugs-) Latentbilder gemäß Fig. 20 und 21 unterschiedlich sind; sodann werden mittels der Aufschreiboperationen mit dem Laserstrahl feste Latentbilder E _Λ , E _Λ und E, _Λ sowie

ml ei Dl Latentbilder E _, E₂ und E,- erzeugt. Diese Latentbilder werden sequentiell durch die Entwicklungseinheiten B, C und D zu einem Mehrfarbtonerbild entwickelt. Da hierbei die festen (oder Bezugs-)Latentbilder vor der Entwicklung der anderen Latentbilder durch die einzelnen Entwicklungseinheiten entwickelt werden, wird eine erhebliche Menge des Toners einer anderen Farbe als der der Toner in den Entwicklungseinheiten verbraucht. Wenn das folgende oder nächste Latentbild entwickelt wird, erfolgt dies mittels des Toners, der mehr zugeführten,aber weniger zugemischten Toner enthält, so daß eine Störung aufgrund

einer Tonervermischung gemildert wird.

Andererseits können die Aufzeichnungs- oder die Entwicklungsvorgänge für die genannten festen Latentbilder dann unterbrochen oder beendet werden, wenn die Farbvermischung in der jeweiligen Entwicklungseinheit gering ist, oder es kann das Aufzeichnungs- oder Entwicklungsintervall verlängert werden. Weiterhin können die Aufschreib- oder Aufzeichnungspositionen der festen (oder Bezugs-)Latentbilder hinter den (eigentlichen) Latentbildern angeordnet werden. Darüber hinaus können die Entwicklungsdichten der festen Latentbilder zur Steuerung des Verbrauchs an Toner zweckmäßig geändert und für die Steuerung der Tonerkonzentration, des Ladungspotentials und der Entwicklungsvorspannung in bezug auf die Entwicklungsdichte der festen Latentbilder rückgekoppelt werden.

Der nächste Bilderzeugungsvorgang erfolgt vorzugsweise derart, daß er nicht auf dem Abschnitt des Bildaufnehmers stattfindet, welcher der Trennstelle der Fellbürste o.dgl. entspricht, so daß sich auch im Fall einer ungenügenden Reinigung durch die Fellbürste o.dgl. keine Bildbeeinträchtigung ergibt. Gemäß der vorstehenden Be-Schreibung wird das Mehrfachfarbbild zudem im Laufe mehrerer Umdrehungen des Bildaufnehmers erzeugt, doch kann es auch bei einer einzigen Umdrehung des Bildaufnehmers 1 erzeugt werden.

Im folgenden ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig. 22 ist anstelle der Reinigungseinheiten 140 nach Fig. 17 bis 19 eine abgewandelte Reinigungseinheit 140K vorgesehen. Dabei ist eine elliptische Exzenterkurve

160 auf einer im Rahmen der Reinigungseinheit gelagerten Welle 161 in Pfeilrichtung so drehbar, daß ihre Erhebung 162 in Anlage gegen die Wandfläche der Reinigungseinheit 140K bringbar und letztere damit um einen am Vorrichtungsrahmen befestigten Dreh-Bolzen 164 schwenkbar ist. Bei dieser Schwenkbewegung dreht sich die Reinigungseinheit 140K mit ihrer oberen Hälfte in Richtung des Pfeils G und mit ihrer unteren Hälfte in Richtung des Pfeils F. Da die Reinigungsklinge 81 und die Nachlaufrolle 152 über den Bolzen oder Stift 150 an der Seitenwand der Reinigungseinheit 140K befestigt sind, bewegen sie sich gemeinsam mit der Reinigungseinheit 140K in Anlage gegen die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 zwecks Durchführung des Reinigungsvorgangs. Bei dieser Bewegung wird gleichzeitig das drehbare Element 82 von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 getrennt. Während die Exzenterkurve 160 bei ihrer Drehung von ihrer Erhebung auf ihre Fläche 163 auf der kürzeren Achse übergeht, werden die Reinigungsklinge 81 und die Nachlaufrolle von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 getrennt, während sich das drehbare Element 82 mit einer in der Seitenwand der Einheit 140K gelagerten Welle 165 dreht und dabei gegen den Bildaufnehmer 1 angedrückt wird. Nach der Trennung der Reinigungsklinge 81 von der Mantelfläche wird somit der unter der Reinigungsklinge 81 hindurchgelaufene Toner T₂ durch das drehbare Element abgestreift.

Eine konstante Zeitspanne, in welcher sich die Exzenterkurve 160 in eine Zwischenstellung zwischen der "kürzeren" Fläche 163 und der Erhebung 162 dreht, umfaßt außerdem einen Bereich, in welchem die Reinigungsklinge 81, die Nachlaufrolle 152 und das drehbare Element 82 außer Berührung mit dem Bildaufnehmer 1 bleiben. Während dieser Zeitspanne läuft das Tonerbild in Übereinstimmung mit

dem Bilderzeugungstakt an der Reinigungseinheit 14OK vorbei. Dieser ungehinderte Vorbeilauf ist dann von besonderer Bedeutung, wenn das Mehrfarbbild durch Überlagerung mehrerer Tonerbilder erzeugt wird.

Nachfolgend ist eine fünfte Ausführungsform beschrieben.

Dabei ist die Reinigungseinheit 8 so angeordnet, daß sie sich in dem Augenblick, in welchem das nachlaufende Ende oder hintere Ende des Latentbilds für die Belichtung mit dem Licht L ausgerichtet ist, 10 cm vor dem vorlaufenden Ende bzw. Vorderende des betreffenden Latentbilds befindet.

Für den Reinigungsvorgang wird die Reinigungseinheit so gesteuert, daß die fteinigungsklinge 81 und die Fellbürste 82 nach Abschluß der vierten Latentbilderzeugung, und bevor das vorlaufende Ende des auf den Bildaufnehmer verbliebenen Toners die Reinigungsklinge 81 erreicht, betätigt bzw. in Anlage gegen den Bildaufnehmer 1 gebracht werden, sowie derart, daß die Reinigungsklinge und die Fellbürste 82 in dem Augenblick, wenn das vorlaufende Ende des genannten Resttoners die Fellbürste passiert, vom Bildaufnehmer 1 zurückgezogen werden. Der Laserstrahlabtaster gemäß Fig. 3 wird andererseits so angesteuert, daß die erste Latentbilderzeugung im nächsten Abbildungsvorgang unmittelbar nach der Trennung der Reinigungseinheit 8 eingeleitet wird.

Bei der Durchführung der dritten Entwicklung zur Erzeugung eines Vierfarbbilds auf dem Bildaufnehmer 1 wird dieses Farbbild durch die Vorübertragungsaufladeeinheit 9 und die Vorübertragungs-Belichtungslampe so übertragbar gemacht, daß es durch das übertragungselement 4 auf den Aufzeichnungsträger P übertragen und dann durch die

st

Fixiereinheit 6 fixiert werden kann. Nach der Bildübertragung wird der Bildaufnehmer 1 von seiner Aufladung befreit, und seine Mantelfläche wird durch die Reinigungsklinge 81 und die Fellbürste 82 der Reinigungseinheit 8 von Resttoner befreit. Der betreffende Zyklus der Farbbildaufzeichnung ist in dem Augenblick abgeschlossen, in welchem der Mantelflächenabschnitt, auf dem das Farbbild erzeugt worden ist, die Reinigungseinheit 8 passiert.
10

Im folgenden ist eine sechste Ausführungsform beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist die Aufladeeinheit 2 des Geräts gemäß Fig. 2 durch zwei Aufladeeinheiten ersetzt, nämlich eine Primäraufladeeinheit 102 mit einer Lampe 102a zum Beleuchten der Mantelfläche des Bildaufnehmers und einer Korona-Entladungseinheit 102b sowie eine Sekundäraufladeeinheit 103 mit einer Korona-Entladungseinheit (vgl. Fig. 23) .

In diesem Fall braucht die Primäraufladeeinheit 102 nicht unbedingt mit der Lampe 102a ausgerüstet zu sein, wenn die photoleitende und lichtempfindliche Schicht 1b des Bildaufnehmers 1 solche Halbleitereigenschaften besitzt, die eine gleichrichtende Wirkung auf die vom Basiselement 1a implantierten Ladungen ausüben.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, bei dem die zweite und die folgenden Ladungsbilderzeugungen mittels der ersten primären und sekundären Aufladungen erfolgen, sondern ist allgemein auch auf den Fall anwendbar, in welchem die primären und sekundären Aufladungen bei jeder der zweiten und folgenden Ladungsbilderzeugungen durchgeführt werden oder entweder die vorhergehenden Ladungen durch die Ladungsbeseitigungs-

einheit 7 beseitigt werden oder die Sekundäraufladung in der Weise durchgeführt wird, daß das vorhergehende Ladungsbild gelöscht und damit der Dunkelabfall vor jeder der zweiten und nachfolgenden Ladungsbilderzeugungen kompensiert wird. Insbesondere in dem Fall, in welchem entweder die Primär- und Sekundäraufladungen oder nur die Sekundäraufladung erneut ohne Beseitigung der vorhergehenden Aufladungen erfolgt, kann bevorzugt die Scorotron-Korona-Entladungseinheit, welche den Aufladevorgang auch bei Vorhandensein vorhergehender Aufladungen zu stabilisieren vermag, als Korona-Entladungseinheit für Primär- und Sekundäraufladeeinheit 102 bzw. 103 benutzt werden. Die wiederholten Durchführungen von Primär- und Sekundäraufladung bei jeder Ladungsbilderzeugung sind insbesondere in dem Fall wünschenswert, in welchem die Gradationsreproduzierbarkeit beeinträchtigt ist (is stressed) oder in welchem das Belichtungslicht L durch einen Schlitz fällt oder blinkt (is slit or flashed). Andererseits kann auch das NP- oder KIP-Verfahren angewandt werden, bei welchem das (elektrostatische) Ladungsbild in der Weise erzeugt wird, daß die Bildbelichtung gleichzeitig mit der Sekundär auf ladung nach der Primäraufladung erfolgt und anschließend die gesamte Oberfläche belichtet wird. Bei den verschiedenen, vorstehend beschriebenen Verfahren kann das Potential des Ladungsbilds in Abhängigkeit von den relativen Intensitäten der Primär- und Sekundäraufladungen so gesteuert werden, daß der belichtete Bereich und der unbelichtete Bereich gleiche oder entgegengesetzte Polaritäten besitzen können, wobei jedoch der letztere Fall, d.h. die entgegengesetzten Polaritäten, im Hinblick auf die einfachere Entwicklung bevorzugt wird.

Das bei der zweiten Umdrehung erzeugte (elektrostatische) Ladungsbild wird durch diejenige der Entwicklungsein-

heiten A bis D entwickelt, deren (Toner-)Farbe dem das Ladungsbild erzeugenden Belichtungslicht L entspricht, aber von der (Toner-)Farbe bei der vorhergehenden Entwicklung verschieden ist. Bei der dritten Umdrehung des Bildaufnehmers 1 erfolgt ebenfalls die Erzeugung und Entwicklung des Ladungsbilds durch eine andere Entwicklungseinheit zur Erzeugung eines Farbbilds, so daß Tonerbilder unterschiedlicher Farben auf dem Bildaufnehmer 1 einander überlagert sind. Die der endgültigen Entwicklung unterworfenen Tonerbilder auf der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 werden außerdem erforderlichenfalls durch die Korona-Entladungseinheit aufgeladen und weiterhin mittels der Vorübertragungslampe 100 bestrahlt, so daß sich das Farbbild einfach mittels der Übertragungseinheit 4 auf den Aufzeichnungsträger P übertragen läßt. Das auf den Aufzeichnungsträger P übertragene Farbbild wird dann durch die Fixiereinheit fixiert. Die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1, von welcher das Farbbild übertragen worden ist, wird sodann durch die Ladungsbeseitigungseinheit 7 von Ladungen und durch die Reinigungseinheit 8 mit Reinigungsklinge und Fellbürste 82, die bis zu diesem Zeitpunkt von dieser Mantelfläche getrennt waren, vom Resttoner befreit. In dem Augenblick, in welchem der Mantelflächenbereich des Bildaufnehmers 1, auf welchem das Farbbild erzeugt worden ist, die Reinigungseinheit 8 passiert, ist ein Farbbildaufzeichnungsvorgang abgeschlossen, wenn sich Reinigungsklinge 81 und Fellbürste 82 von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 trennen.

Alle auf diese Weise nacheinander aufgezeichneten Farbbilder sind bei ausreichender Dichte ihrer jeweiligen Farben so klar bzw. scharf, daß Mißausrichtung oder Fehldeckung der einzelnen Farben mit dem unbewaffneten Auge nicht feststellbar ist.

Bei den beschriebenen Äusführungsformen wurde die Anlage der Reinigungsklinge 81 und der Fellbürste 82 gegen den Bildaufnehmer 1 unmittelbar nach Abschluß der endgültigen Entwicklung eingeleitet oder unmittelbar vor dem anfänglichen Aufladungsvorgang aufgehoben. Dabei konnte keinerlei Fehldeckung der Farbbilder der verschiedenen Farben und auch keine Änderung in den Bilddichten beobachtet werden, so daß insgesamt ein Farbbild einer höheren Güte gewährleistet wurde.

Für die erste Ausführungsform ist beispielsweise der Bilderzeugungsvorgang in einem Zeitsteuerdiagramm gemäß Fig. 24 veranschaulicht. Dabei steht eine den Reinigungs-Vorgang angebende Kurve a als Beispiel für den Fall, in welchem der Betrieb der Reinigungseinheit unmittelbar nach der endgültigen oder letzten Erzeugung des Latentbilds eingeleitet wurde. Eine Kurve b zeigt ein Beispiel, bei dem der genannte Betrieb unmittelbar nach der letzten oder endgültigen Entwicklung eingeleitet wurde. Eine Kurve c steht zusätzlich zum Beispiel gemäß der Kurve b für ein Beispiel, bei dem der genannte Betrieb unmittelbar vor der anfänglichen Aufladung beendet wurde.

Gemäß den Fig. 24 bis 26 erfolgt außerdem die Entwicklung mit den Tonern der Farben Gelb, Magenta und Cyan mittels der drei (d.h. gegebenenfalls aller) Entwicklungseinheiten A, B, C und D gemäß Fig. 1 und 23 zwecks Erzeugung einer schwarzen Farbe mittels dieser drei Farben. Die schwarze Farbe (d.h. ein schwarzes Farbbild) kann noch deutlicher wiedergegeben werden, wenn zusätzlich zu den obicjen Entwicklungseinheiten eine vierte Einheit mit schwarzem Toner verwendet wird. In diesem Fall muß der Bildaufnehmer 1 für die Erzielung eines Aufzeichnungsbilds in einem Zyklus vier Umdrehungen durchführen.

SrA

Die bei den beschriebenen Beispielen hergestellten Aufzeichnungsbilder sind jeweils sehr klar bzw. scharf bei ausreichender Dichte und ohne jede Farbfehldeckung, wobei keine zusätzliche Zeit zum Drehen des Bildaufnehmers lediglich für den Reinigungsvorgang und unabhängig von der Bilderzeugung erforderlich ist.

Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 27 bis 29 dargestellt.

Die Anordnung gemäß Fig. 27 enthält eine Reinigungsklinge 247 als erstes Reinigungselement, das bei einem Reinigungsvorgang gegen den Umfang bzw. die Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 (als Bildaufnehmer) andrückbar ist, und eine elastische Reinigungsrolle 249, welcher der Reinigungsklinge 247 in Bewegungsrichtung so nachgeschaltet ist, daß sie jeweils während vorbestimmter Zeitspannen, wenn die Reinigungsklinge 247 in und außer Anlage gegen die Mantelfläche gebracht wird, „ an die Mantelfläche der Trommel 1 andrückbar ist. Die "·# Λ/V tfet «« Ueffc A ^ieItt

249e 249 wg von einem Anschlag- oder Schwenkhebel 271 löer mit deiVWelle 1a der Trommel 1 fpfelle 27ü^vverbunden ist daß pie [t>ex air entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung des Hebels 271 an die Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 andrückbar ist. Dieser Schwenkhebel 271 (d.h. je ein solcher Hebel) ist mit den beiden Endabschnitten der elastischen Reinigungsrolle 249 verbunden, um diese einwandfrei parallel zur Mantelfläche der Trommel 1 auszurichten. An einer mit einem Vorderende 271a des Schwenkhebels 271 in Berührung bringbaren Stelle ist eine drehbare Kurvenscheibe 280 angeordnet, die eine Aussparung 28Oa aufweist und mit einem Zahnrad 281 integriert ist, so daß sie durch ein Zahnrad 291 auf einer im Gehäuse des Bilderzeugungsgeräts gelagerten

Antriebswelle 290 über ein Zahnrad 292 und eine Federkupplung 293 antreibbar ist. Die von der Antriebswelle 290 abgenommene Drehung wird weiterhin vom Zahnrad 281 über ein Zwischenzahnrad 282 auf ein Zahnrad 272 übertragen, das am Endabschnitt der (genannten) Welle 270 sitzt, so daß die Reinigungsrolle 249 durch den Eingriff zwischen einem Zahnrad 273 auf der Welle 270 und einem Zahnrad 274 auf der e 249a drehbar ist.
10

Mit dem anderen Ende 271b des Anschlag- oder Schwenkhebels 271 ist der Anker oder Stößel 301 eines Solenoids 300 verbunden. Wenn das Solenoid 300 erregt ist, wird sein Stößel 301 so betätigt, daß der an einem Stift oder Bolzen 276 anstoßende Schwenkhebel 271 durch eine Zugfeder 275 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird, um die elastische Reinigungsrolle 249 auf vorher beschriebene Weise in Anlage gegen die Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 zu bringen und damit das vordere Ende 271a des Schwenkhebels 271 aus der Aussparung 28Oa der Kurvenscheibe 280 austreten zu lassen. Fig. 27 veranschaulicht den Zustand, in welchem die Trommel 1 dem Kopiervorgang mit Aufladung, Belichtung, Entwicklung und Übertragung unterworfen ist, so daß sowohl die Reinigungsklinge 247 als auch die elastische Reinigungsrolle 249 auf Abstand vom Umfang der Trommel 1 zurückgezogen sind und die Drehung der Antriebswelle nicht auf die Reinigungsrolle 249 übertragen wird, weil die Federkupplung 293 aufgrund der Hemmung durch die Kurvenscheibe 280 unwirksam ist bzw. durchrutscht.

.Beo das vorlaufende Ende oder Vorderende des Tonerbilds ^uf der Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1^g die Position der Reinigungsklinge 247 erreicht, wird diese durch ihren

nicht dargestellten Betätigungsmechanismus an die Mantelfläche der Trommel 1 angedrückt, um das Abstreifen des Resttoners zu beginnen. Gleichzeitig wird das Solenoid aktiviert, um den Schwenkhebel 271 entgegen dem Uhrzeigersinn zu verschwenken.

Dabei wird die Hemmung durch die Kurvenscheibe 280 aufgehoben, und die Kurvenscheibe 280 wird über die Federkupplung 293 durch die sich im Uhrzeigersinn drehende Antriebswelle 290 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die elastische Reinigungsrolle 249, die über die Zahnräder 282, 272, 273 und 274 im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt wird, gegen die Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 angedrückt wird.

Infolgedessen wird die bei der Anlage der Reinigungsklinge 247 gebildete Tonerpulveranhäufung durch die elastische Reinigungsrolle 249, die sich mit einer hohen Geschwindigkeitsdifferenz in einer Richtung entgegengesetzt zur Transportrichtung des Toners dreht, wirksam beseitigt. Wenn die Reinigungsklinge 247 von der Trommelmantelfläche zurückgezogen wird, wird wiederum das Solenoid 300 aktiviert, um die auf der Trommelmantelfläche verbliebene Tonerpulveranhäufung zu beseitigen und damit die lichtempfindliche Trommel 1 wirksam zu reinigen.

Fig. 28 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau der elastischen Reinigungsrolle 249. Dabei ist auf der Umfangsflache der aus Metall bestehenden Kernrolle oder Welle 249a (der Reinigungsrolle 249), eine elastische Außenschicht 249b aus einem aufgeschäumten Polyurethanharz mit einer Härte von etwa 20° und einer Dicke von 3 mm ausgebildet. Die Außenschicht 249b ist so ausgebildet, daß sie eine Verformungsgröße (nipping quantity) von etwa 3 mm relativ zur Mantelfläche der lichtempfindlichen

Trommel 1 unter einer Andruckkraft von etwa 200 g besitzt. Dabei dreht sich die elastische Reinigungsrolle 249, wie erwähnt, entgegengesetzt zur lichtempfindlichen Trommel 1 mit einer Umfangsgeschwindigkeit entsprechend der Hälfte derjenigen der Trommel 1. In diesem Fall hat es sich gezeigt, daß die elastische Reinigungsrolle 249 alle Fremdkörper oder -stoffe, d.h. nicht nur den durch die Reinigungsklinge 247 abgestreiften Resttoner, sondern auch Papierstaub oder -abrieb, Talkum, Kolophonium und andere, bei der Koronaaufladung anfallende Stoffe, wirksam zu entfernen vermag, während der Abrieb am lichtempfindlichen Element sehr gering ist.

Die Farbbilderzeugungssequenz bei dem mit der erfindungsgemäßen Reinigungseinheit ausgestatteten Farbbilderzeugungsgerät ist nachstehend anhand des Zeitsteuerdiagramms von Fig. 29 erläutert. Bei ihrer Drehung wird die lichtempfindliche Trommel 1, die im voraus in kurzer Zeit aufgeladen worden ist, während einer ersten Periode der BiIdbelichtung mit den genannten ersten Farbsignalen und einer Entwicklung I mit einer Zeitverzögerung χ unterworfen. In einer zweiten Periode wird sodann die lichtempfindliche Trommel 1 der Bildbelichtung mit den genannten zweiten Farbsignalen und einer Entwicklung II mit einer Zeitverzögerung y unterworfen. In einer dritten Periode erfolgt eine Bildbelichtung auf der Trommel 1 mit Schwarz-Signalen nebst einer Entwicklung III mit einer Zeitverzögerung ζ zur Erzeugung des Farbbilds.

Hierbei entsprechen die Verzögerungszeiten x, y und ζ jeweils Zeitspannen, welche die lichtempfindliche Trommel 1 für ihre Bewegung von der Bildbelichtungsposition zu der Position benötigt, an welcher die einzelnen Entwicklungen stattfinden. In Fig. 29 stehen weiterhin der Buchstabe m für eine Zeitspanne, welche für die Bewegung

von der Bildbelichtungsposition zu einer Übertragungselektrode 250 nötig ist, und der Buchstabe η für eine Zeitspanne, während welcher die Bewegung von der Bildbelichtungsposition zu einer Reinigungseinheit 246 stattfindet. Der Buchstabe 1 steht weiterhin für eine Zeitspanne, die nötig ist, um den gesamten Bildbereich einer Vorlage einen festen Punkt, z.B. die Bildbelichtungsposition oder die Entwicklungsposition, passieren zu lassen. Die Vorgänge der Bildbelichtung, Entwicklung, Übertragung oder Reinigung erfolgen während Zeitspannen mit einer geringen zusätzlichen Zeitspanne vor und nach der genannten Zeitspanne 1, wie dies durch die gestrichelten Linien (in Fig. 29) angedeutet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Reinigungseinheit wird die Reinigungsklinge 247 für eine die geringfügige zusätzliche Zeitspanne vor und nach der genannten Zeit 1 einschließenden Zeitspanne betätigt; die elastische Reinigungsrolle 249 wird andererseits jeweils für etwa 1 s betätigt, wenn die Betätigung der Reinigungsklinge 247 einsetzt und wenn die Reinigung der gesamten Bildoberfläche abgeschlossen ist. Diese Zeitspanne kann selbstverständlich zweckmäßig geändert werden. Während der restlichen Zeit bleibt die elastische Reinigungsrolle 249 in einer Stellung, in welcher sie gemäß Fig. 2 7 auf Abstand von der Mantelfläche der Trommel 1 zurückgezogen ist, wobei die Federkupplung 293 durchrutscht und das Solenoid 300 entregt ist, so daß die Reinigungsrolle 249 während der Bilderzeugung in einer unwirksamen Stellung gehalten wird.

Obgleich die erfindungsgemäße Reinigungseinheit oder -vorrichtung gemäß der beschriebenen Ausführungsform auf das Farbbilderzeugungsgerät angewandt ist, ist sie auch als Reinigungseinrichtung für ein gewöhnliches

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Einfarbbilderzeugungsgerät einsetzbar, wobei ähnliche Ergebnisse, wie vorstehend beschrieben, erzielt werden.

Wie vorstehend im einzelnen erläutert, wird somit mit der Erfindung ein Bilderzeugungsgerät geschaffen, bei welchem die Schritte der Erzeugung eines Latentbilds durch Aufprägen eines Bilds auf einen Bildaufnehmer und des Entwickeins des Latentbilds mehrfach wiederholt werden. Dieses Gerät ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß sein elektrischer Zustand (electric state) während der Bilderzeugung nicht plötzlich variiert oder geändert wird. Infolgedessen kann jederzeit in stabiler und zuverlässiger Weise ein Aufzeichnungsbild einer hohen Güte erzielt werden.

Beim erfindungsgemäßen Gerät wird weiterhin eine ungenügende Reinigung durch die Reinigungsklinge und damit eine Verunreinigung der Mantelfläche des Bildaufnehmers durch den Toner sicher verhindert. Hierdurch wird gewährleistet, daß Entwickelbarkeit und Deckungsgenauigkeit eines Mehrfarbbilds unter Erzielung einer hohen Bildgüte ausgezeichnet sind, während das Gerät selbst kompakt ausgebildet sein kann.

Beim erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgerät tritt somit keinerlei Fehldeckung oder Nichtübereinstimmung der einzelnen Farben auf, so daß in jedem Fall ein einwandfreies Überlagerungs-Farbbild erzielt wird.

Bei dem eine Reinigungsklinge verwendenden erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgerät können nicht nur der Resttoner, sondern auch Papierabrieb und andere Fremdkörper ohne Beschädigung oder sonstige Beeinträchtigung des lichtempfindlichen Elements (Bildaufnehmers) sicher beseitigt werden. Auf diese Weise wird eine hervorragend

1 arbeitende Reinigungseinheit oder -vorrichtung geschaffen, die bei Anwendung auf das Farbbilderzeugungsgerät ein klares bzw. scharfes Farbbild hoher Güte zu gewährleisten vermag.

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Claims (16)

36Ü3Ü24 PATENTANSPRÜCHE

1. Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Schritt des Aufschreibens oder Aufprägens eines (Ladungs-)Bilds auf einem Bildaufnehmer und ein anschließender Schritt der Erzeugung eines Tonerbilds durchführbar sind und eine in und außer Anlage gegen einen Bildaufnehmer bringbare Reinigungseinheit oder -vorrichtung am Außenumfang des Bildaufnehmers angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit eine erste Reinigungseinrichtung und ein drehbares Element als zweite Reinigungseinrichtung, die in Bewegungsrichtung der Ober- i

oder Mantelfläche des Bildaufnehmers der ersten A

Reinigungseinrichtung nachgeschaltet ist, aufweist und ein Reinigungsvorgang des drehbaren Elements am Bildaufnehmer nach Maßgabe eines Zeitpunkts durchführbar ist, zu dem der Reinigungsvorgang der ersten Reinigungseinrichtung am Bildaufnehmer erfolgt.

2. Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Schritt des Aufschreibens oder Aufprägens eines (Ladungs-)Bilds auf einem Bildaufnehmer und ein anschließender Schritt der Erzeugung eines Tonerbilds durchführbar sind und eine in und außer Anlage gegen einen Bildaufnehmer bringbare Reinigungseinheit oder -vorrichtung am Außenumfang des Bildaufnehmers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit eine erste Reinigungseinrichtung

ORIGINAL INSPECTED

■C 1 und ein drehbares Element als zweite Reinigungseinrichtung/ die in Bewegungsrichtung der Ober- oder Mantelfläche des Bildaufnehmers der ersten Reinigungseinrichtung nachgeschaltet ist, aufweist und die Trennung des drehbaren Elements aus seiner Anlage gegen den Bildaufnehmer nach Maßgabe der Trennung der ersten Reinigungseinrichtung aus ihrer Anlage gegen den Bildaufnehmer herbeiführbar ist.

3. Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Schritt des Aufschreibens oder Aufprägens eines (Ladungs-)Bilds auf einem Bildaufnehmer und ein anschließender Schritt der Erzeugung eines Tonerbilds durchführbar sind und eine in und außer Anlage gegen einen BiIdaufnehmer bringbare Reinigungseinheit oder -vorrichtung am Außenumfang des Bildaufnehmers angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit eine erste Reinigungsein-20 richtung und ein drehbares Element als zweite Reini-

gungseinrichtung, die in Bewegungsrichtung der Oberoder Mantelfläche des Bildaufnehmers der ersten Reinigungseinrichtung nachgeschaltet ist, aufweist und das drehbare Element nach Maßgabe der Anlage der ersten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer gegen letzteren in Anlage bringbar ist.

4. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschreiben oder Aufprägen des Bilds auf dem Bildaufnehmer und die anschließende Erzeugung des Tonerbilds wiederholt durchführbar sind, um die Tonerbilder einander zu überlagern, und die überlagerten Tonerbilder sodann übertragbar sind.

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5. Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Schritt des Auf- ;

Schreibens oder Aufprägens eines (Ladungs-)Bilds auf einem Bildaufnehitier und ein anschließender Schritt der Erzeugung eines Tonerbilds durchführbar sind und eine in und außer Anlage gegen einen Bildaufnehmer bringbare Reinigungseinheit oder -vorrichtung am Außenumfang des Bildaufnehmers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit eine erste Reinigungseinrichtung und ein drehbares Element als zweite Reinigungseinrichtung, die in Bewegungsrichtung der Ober- oder Mantelfläche des Bildaufnehmers der ersten Reinigungseinrichtung nachgeschaltet ist, aufweist und das drehbare Element nach Maßgabe (in Übereinstimmung mit) der Trennung der ersten Reinigungseinrichtung aus ihrer Anlage gegen den Bildaufnehmer gegen letzteren in Anlage bringbar ist.

6. Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Schritt des Auf- *

Schreibens oder Aufprägens eines (Ladungs-) Bilds auf *S einem Bildaufnehmer und ein anschließender Schritt *

der Erzeugung eines Tonerbilds durchführbar sind und eine in und außer Anlage gegen einen Bildaufnehmer bringbare Reinigungseinheit oder -vorrichtung am Außenumfang des Bildaufnehmers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit eine erste Reinigungseinrichtung und ein drehbares Element als zweite Reinigungseinrichtung, die in Bewegungsrichtung der Ober- oder Mantelfläche des Bildaufnehmers der ersten Reinigungseinrichtung nachgeschaltet ist, aufweist und das drehbare Element nach Maßgabe der Anlage der ersten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer aus seiner Anlage gegen den Bildaufnehmer trennbar oder zurückziehbar ist.

7. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element nach Maßgabe der Trennung der ersten Reinigungseinrichtung aus ihrer Anlage gegen den Bildaufnehmer aus seiner Anlage gegen den Bildaufnehmer trennbar oder zurückziehbar ist.

8. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element nach Maßgabe der Anlage der ersten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer gegen letzteren in Anlage bringbar ist.

9. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das drehbare Element nach Maßgabe (in Übereinstimmung mit) der Trennung der ersten Reinigungseinrichtung aus ihrer Anlage gegen den Bildaufnehmer gegen letzteren in Anlage bringbar ist.

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10. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch JS, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Element nach Maßgabe der Anlage der ersten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer aus seiner Anlage gegen den BiIdaufnehmer trennbar oder zurückziehbar ist.

11. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschreiben oder Aufprägen des Bilds auf dem Bildaufnehmer und die anschließende Erzeugung des Tonerbilds wiederholt durchführbar sind, um die Tonerbilder einander zu überlagern, und die überlagerten Tonerbilder sodann übertragbar sind.

12. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte, zu denen die zweite

Reinigungseinrichtung in und außer Anlage gegen den Bildaufnehmer gebracht wird, den Zeitpunkten entsprechen, zu denen die erste Reinigungseinrichtung in bzw. außer Anlage gegen den Bildaufnehmer gebracht wird.

13. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen der zweiten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer und ihr Trennen von ihm zu Zeitpunkten erfolgt, zu denen die erste Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer in Anlage gebracht bzw. von ihm getrennt wird, und der Reinigungsvorgang durch die zweite Reinigungseinrichtung für eine vorbestimmte Zeit fortgesetzt wird.

14. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß -e Anlegen^ der zweiten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer und Trennung von ihm mit einem Zeitpunkt gekoppelt sind, zu dem Anlage oder Trennung der ersten Reinigungseinrichtung gegen den bzw. von dem Bildaufnehmer erfolgen, und die Anlage der zweiten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer nach einer vorbestimmten Zeit aufhebbar ist.

15. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anlage und Trennung der zweiten Reinigungseinrichtung gegen den bzw. von dem Bildaufnehmer zum selben Zeitpunkt einleitbar sind, zu dem die Anlage oder Trennung der ersten Reinigungseinrichtung gegen den bzw. von dem Bildaufnehmer eingeleitet wird, und die Anlage der zweiten Reinigungseinrichtung gegen den Bildaufnehmer nach einer vorbestimmten Zeit aufhebbar ist.

16. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, 12 oder 14,

•dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reinigungseinrichtung eine elastische Rolle ist.