DE3603024C2

DE3603024C2 - Bilderzeugungsgerät mit Reinigungseinheit mit 2 Reinigungseinrichtungen

Info

Publication number: DE3603024C2
Application number: DE19863603024
Authority: DE
Inventors: Hisashi Shoji; Satoshi Haneda; Seiichiro Hiratsuka; Hiroshi Fuma; Shinobu Soma; Masahiko Itaya; Akihiko Tamura; Kazushi Hayakawa
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2006-02-01
Also published as: DE3603024A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für die elektrophotographische Erzeugung eines Mehr farbbilds werden üblicherweise mehrere Schritte der Aufladung, Belichtung bzw. Bildaufzeichnung, Entwick lung und Übertragung für jede einzelne Farbkomponente wiederholt, umeinander überlagerte Tonerbilder in den jeweiligen Farben auf ein Aufzeichnungs- oder Kopierpa pier als Aufzeichnungsträger zu übertragen. Beispiels weise werden in den einzelnen Schritten jeweils elek trostatische Latentbilder oder latente Ladungsbilder getrennt mittels verschiedener Farben erzeugt, die durch Farbauszugsfilter, wie Blau-, Grün- und Rotfil ter, erhalten und in Gelb, Magenta und Cyan oder erfor derlichenfalls mit schwarzem Toner zur Erzeugung von monochromatischen Tonerbildern entwickelt werden. Diese Tonerbilder werden in der Reihenfolge ihrer Erzeugung auf den Aufzeichnungsträger übertragen, um Mehrfarbbil der zu erzeugen. Bei diesem Mehrfarbbilderzeugungsver fahren 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 Mehrfarbbilderzeugungs verfahren 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 und mehrere Tonerbilder in gegen seitiger Überlagerung auf einem gemeinsamen licht empfindlichen Element als 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 Ent wicklungseinheit für einen nachfolgenden Schritt einge schleppt und damit das Farbgleichgewicht des Mehrfarb bilds gestört wird.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist auch ein Ver fahren 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 zu lassen. Bei diesem Verfahren reibt die Entwicklerschicht nicht gegen das (die) im vorhergehenden Schritt erzeugte(n) Tonerbild(er), so daß keine Bildstörung oder -beein trächtigung auftritt.

Das Prinzip dieses Mehrfarbbilderzeugungsverfahrens ist nachstehend anhand eines Fluß- oder Ablaufdiagramms gemäß Fig. 7 erläutert. Fig. 7 veranschaulicht die Änderungen des Oberflächenpotentials des lichtempfind lichen Elements unter Voraussetzung eines Falls einer positiven Ladungspolarität. Dabei sind mit PH ein be lichteter 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-Aufladeein heit gleichmäßig mit einem konstanten,positiven Ober flächenpotential E aufgeladen (vgl. (a) in Fig. 7). Sodann erfolgt eine Bildbelichtung mittels einer Belichtungslichtquelle, z. B. einem Laser, einer Kathodenstrahlröhre oder einer Leuchtdiodeneinheit, so daß das Potential des be lichteten Teils PH entsprechend der Lichtmenge abfällt (vgl. Fig. 7(b)). Ein auf diese Weise erzeugtes latentes Ladungsbild wird mittels einer Entwicklungs einheit entwickelt, die mit einer positiven Vorspannung praktisch gleich dem Oberflächenpotential E des unbe lichteten Teils beaufschlagt wird. Infolgedessen lagert sich positiv geladener Toner im Belichtungsbereich eines niedrigeren Potentials unter Erzeugung des ersten Toner bilds T an (vgl. Fig. 7(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 Bildaufnehmer fläche einer zweiten Aufladung durch eine Aufladeein heit unterworfen, so daß sie unabhängig davon, ob das Tonerbild T vorhanden ist oder nicht, ein gleichmäßiges Oberflächenpotential annimmt (vgl. Fig. 7(d)). Die Oberfläche des Bildaufnehmers wird dann einer zweiten Bildbelichtung zur Erzeugung eines Ladungsbilds (Fig. 7(e)) unterworfen, und ein positiv geladenes Tonerbild T′ in einer vom Tonerbild T verschiedenen Farbe wird als zweites Tonerbild auf ähnliche Weise, wie in Fig. 7(c) gezeigt, entwickelt (vgl. Fig. 7(f)). Der vor stehend beschriebene Vorgang wird zur Erzeugung eines Mehrfarb-Tonerbilds auf dem Bildaufnehmer wieder holt. Dieses Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungspapier oder einen Aufzeichnungsträger übertragen und anschließend zum Fixieren erwärmt und behandelt, um ein Mehrfarbauf zeichnungsbild zu erhalten. Sodann wird der Bildauf nehmer von Resttoner und Restladung auf seiner Oberfläche befreit und hierauf für die Erzeugung eines nächsten Mehrfarbbilds benutzt.

Bei dem anhand von Fig. 7 beschriebenen Verfahren ist es wünschenswert, daß zumindest der Entwicklungsschritt (f) in der Weise durchgeführt wird, daß die Entwickler schicht nicht mit der Oberfläche des Bildaufnehmers als Bildempfangsmaterial in Berührung steht.

Beim beschriebenen Mehrfarbbilderzeugungsverfahren können, nebenbei bemerkt, der zweite und die späteren Auflade schritte auch weggelassen werden. Falls für jede Bilder zeugung eine Aufladung wiederholt wird, kann vor dem jeweiligen Aufladeschritt ein Ladungsbeseitigungs schritt eingeschaltet werden. Zudem kann auch die Be lichtungslichtquelle für die Bildbelichtung jedesmal dieselbe oder eine unter schiedliche Lichtquelle sein.

In der Elektrophotographie wird als Bildbelichtungsein heit ein Gas- oder Halbleiter-Laserstrahl, eine Leucht diode, eine Kathodenstrahlröhre oder ein Flüssig kristall verwendet.

Als Latentbilderzeugungsverfahren zum Erzeugen des Mehr farbbilds kann neben dem geschilderten elektrophoto graphischen Verfahren auch ein Verfahren, bei dem zur Erzeugung eines latenten Ladungsbilds Ladungen mittels einer Mehrnadelelektrode unmittelbar in den Bildauf nehmer 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 zweck mäßig 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 Latentbild fläche unter Trübung der Farbe ans oder der am Bild aufnehmer angelagerte Toner einer anderen Farbe wird in diese Entwicklungseinheit eingeschleppt, wodurch die Farbwiedergabe erheblich beeinträchtigt wird.

Bei einem anderen bisherigen Mehrfarbbilderzeugungs gerät werden die auf dem Bildaufnehmer erzeugten Toner bilder 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 Übertragungs trommel die Abmessungen des Geräts vergrößert und Über tragungs-Fehldeckungen der Tonerbilder der einzelnen Farben auftreten, so daß die Erzeugung eines scharfen Mehrfarbbilds unmöglich wird.

Beim Bilderzeugungsgerät, bei dem mehrere Tonerbilder in gegenseitiger Überlagerung auf dem Bildaufnehmer erzeugt werden, ist es dagegen er forderlich, im Laufe der Tonerbild-Überlagerungsvorgänge eine Reinigungsklinge aus ihrer Anlage gegen den Bild aufnehmer zurückzuziehen, um eine Beschädigung des vor hergehenden 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 Bild aufnehmer wegbewegt wird, bleibt der bisher abge streifte 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 Erzeu gung eines nächsten Bilds behindert.

Wenn andererseits die Reinigungsklinge ständig in Gleit- oder Schleifberührung mit der Bildaufnehmeroberfläche ge halten wird, wird letztlich diese Oberfläche beschädigt, während die Kante der Reinigungsklinge sich abnützt, so daß nach einiger Zeit kein einwandfreier Reinigungsvor gang 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 Reini gungsklinge 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, abgestreif te Toner dann, wenn die Klinge vom Bildaufnehmer wegbe wegt wird, am Bildaufnehmer zurück. Problematisch ist dabei, daß dieser Toner ein nachfolgend erzeugtes Bild überlappt und dieses damit beeinträchtigt.

In der DE 29 28 050 A1 ist eine Tonerreinigungsvorrich tung beschrieben, die eine sog. erste "Nur"-Reinigungs einrichtung und eine zweite, auch als Entwicklungsein richtung dienende Reinigungseinrichtung umfaßt. Die er ste Reinigungseinrichtung wird nur dann in Betrieb ge setzt, wenn die zweite Reinigungseinrichtung nicht zum Reinigen der Trommel benutzt werden kann. Aus diesem Grund kann ein Bereich der Trommel, der von der ersten Reinigungseinrichtung schon gesäubert wurde, von der zweiten Reinigungseinrichtung noch einmal gereinigt werden und umgekehrt. Auf diese Weise soll eine Toner reinigungsvorrichtung geschaffen werden, die ziemlich lange ohne Wartung bei minimalem Abfall an Tonerteil chen benutzt werden kann.

Weiterhin ist aus Patent Abstracts of Japan, P17, 27. Juni 1980, Vol. 4, No. 90 bzw. JP 55-53 384 A eine Reinigungsvorrichtung für ein Kopiergerät bekannt, bei der eine Reinigungseinheit lösbar an einer photoemp findlichen Trommel angebracht ist und Klingen in glei cher Richtung wie die Trommel drehbar sind. Die erste Klinge liegt dabei mit relativ großem Druck an, während die zweite Klinge den Reinigungsvorgang vervollständi gen soll.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kompakt aufgebautes Bilderzeugungsgerät zu schaffen, mit dem jederzeit ein Bild gleichbleibend hoher Güte erzeugt werden kann, und zwar ohne die Gefahr dafür, daß seine Latentbilderzeugungseinheit einer das Latentbild beein trächtigenden Störung aufgrund der Erzeugung von Schaltgeräuschen unterworfen wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Bilderzeugungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6.

Mit dem erfindungsgemäßen, kompakt aufgebauten Bilder zeugungsgerät kann jederzeit ein Mehrfarbbild gleich bleibend hoher Güte erzeugt werden, und zwar ohne die Gefahr dafür, daß die Latentbilderzeugungseinheit einer das Latentbild beeinträchtigenden Störung aufgrund der Erzeugung von Schaltgeräuschen, z. B. infolge plötzli cher Zustandsänderungen des Geräts, unterworfen wird, so daß sie dann kein Aufzeichnungsbild hoher Güte mehr zu erzeugen vermag.

Bei der Reinigungseinheit mit einer Kombination aus der Reinigungsklinge und z. B. einem drehbaren Element als Hilfsreinigungseinrichtung kann der auf dem Bildaufneh mer verbliebene Toner sehr wirksam entfernt werden, in dem zunächst ein elastisches Platten- oder Klingenele ment aus Urethan-, Styrol-Butadien- oder Acrylnitril- Kautschuk als Reinigungsklinge 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 Bild aufnehmers mit zufriedenstellender Gründlichkeit. Da - im Gegensatz zu einer Magnetbürste - keine Vorspannung zum Entfernen des Toners von einer Magnetbürste ange legt und - im Gegensatz zu einer Fellbürste - die Fell bürste nicht vergrößert und auch nicht mit hoher Dreh zahl in Drehung versetzt zu werden braucht, kann wei terhin die Konstruktion vereinfacht und mit kleinen Ab messungen ausgebildet sein, so daß sich auch eine ent sprechende Senkung der Herstellungskosten ergibt.

Mit der Reinigungsklinge, die in und außer Anlage gegen den Bildaufnehmer bringbar ist, kann der Bildaufnehmer wirksam vom Resttoner befreit werden, und es können vom Resttoner verschiedene, fest haftende Rückstände, z. B. angedrückter Papierstaub, der unter der Klinge hin durchlaufen könnte, entfernt werden. Hierdurch wird die Erzeugung von Bildern hoher Güte bei verlängerter Standzeit des Bildaufnehmers gewährleistet.

Die Reinigungsklinge ist in zweckmäßig gesteuerter Wei se in und außer Anlage gegen den Bildaufnehmer bring bar, und die der Reinigungsklinge in Bewegungsrichtung des Bildaufnehmers nachgeschaltete elastische Reini gungsrolle kann in und außer Abrollberührung mit der Oberfläche des Bildaufnehmers gebracht werden, wodurch erreicht wird, daß die Reinigungsrolle während der Er zeugung eines Bilds aus der Anlage gegen den Bildauf nehmer zurückgezogen wird.

Eine Gummi- oder Schaumstoffrolle mit einer Innen schicht aus einem Schwammwerkstoff einer geringen Härte und einer Außenschicht aus Festzustand-Silikonkautschuk eines höheren Härtegrads kann als Reinigungsrolle der Klinge in Bewegungsrichtung des Bildaufnehmers nachge schaltet sein, 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 vom Bildaufnehmer zurückgezogen ist.

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

Fig. 1(a) ein Blockdiagramm eines Bilderzeugungsvorgangs bei einem Bilderzeugungsgerät,

Fig. 1(b) ein Blockdiagramm des Vorgangs der Beschickung eines Bildspeichers nach Fig. 1(a),

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines wesentli chen Teils des Bilderzeugungsgeräts,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines wesent lichen 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 ein Fluß oder Ablaufdiagramm eines allge meinen Bilderzeugungsvorgangs,

Fig. 8(a) und 8(b) Schnittansichten zur Verdeutlichung der Reinigungsvorgänge unter Verwendung einer Klinge und eines drehbaren Elements,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer Reinigungseinheit,

Fig. 10 eine Schnittansicht eines Mechanismus zum Ver binden der Klinge mit dem drehbaren Element,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des Verbindungs mechanismus für Klinge und drehbares Element,

Fig. 12 eine Aufsicht zur Veranschaulichung der Positionen, in denen ein Bezugsbild und ein Bild auf dem Bildaufnehmer erzeugt werden sollen,

Fig. 13 ein Zeitsteuerdiagramm für die Erzeugung eines Mehrfarbbilds,

Fig. 14 eine Schnittansicht einer anderen Reinigungs einheit,

Fig. 15 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16 bis 18 Zeitsteuerdiagramme für die Arbeitsweise der einzelnen Abschnitte oder Bauteile des Bild erzeugungsgeräts,

Fig. 19 und 20 eine perspektivische Darstellung bzw. eine Schnittansicht wesentlicher Teile der Reinigungseinheit gemäß einer anderen Ausfüh rungsform der Erfindung und

Fig. 21 ein Zeitsteuerdiagramm für die Arbeitsweise eines mit der Reinigungseinheit nach Fig. 19 und 20 ausgestatteten Farbbilderzeugungsgeräts.

Fig. 1(a) ist ein grundsätzliches Blockdiagramm eines Bild erzeugungsgeräts. Von einem Bild speicher werden Bilddaten zu einem Bilddatenprozessor geliefert, in welchem diese Daten zu einer für die Auf zeichnung geeigneten Art umgeformt werden, bevor sie einem Aufzeichnungsgerät des elektrophotographischen Typs zugeliefert werden. Ein lichtempfindliches Element als Bild aufnehmer ist mit einer Markierung versehen, so daß ein Oszillator rückgesetzt wird, wenn die Markierung durch einen Lagendetektor in Form eines optischen Meß fühlers 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 all gemeinen 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 Mehrfarbbilderzeu gungsgeräts gemäß Fig. 1(a), mit welchem ein Mehrfarbbild auf die im folgenden beschriebene Weise erzeugbar ist. Ein lichtempfindliches Element 1 wird an seiner Ober- oder Mantel fläche durch eine Scorotron-Aufladeelektrode 2 gleich 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. 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-Auflade elektrode 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 ähn liche Weise wird das Latentbild aufeinanderfolgend mit Cyan- und Schwarz-Toner in gegenseitiger Überlagerung entwickelt, so daß schließlich ein vierfarbiges Toner bild auf dem lichtempfindlichen Element 1 erzeugt ist. Dieses vierfarbige Tonerbild wird mittels einer Vorüber tragungselektrode 9 aufgeladen und durch eine Übertra gungselektrode 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 Fixier einheit 6 unterworfen wird. Zwischenzeitlich wird das lichtempfindliche Element 1 durch eine Ladungsbeseiti gungselektrode 7 und eine Reinigungseinheit 8 von Rest ladung bzw. Resttoner befreit.

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 Be rührung gebracht, wenn auf dem lichtempfindlichen Element 1 das Mehrfarbbild erzeugt worden ist. Danach trennt sich die Reinigungsklinge 81 vom lichtempfind lichen 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 zurückge lassenen Toner zu beseitigen.

Bei diesem Mehrfarbbilderzeugungsgerät erfolgt die Ent wicklung in jeder Farbe bei jeweils einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements 1, und die Belichtung für jedes Bild muß an jeweils derselben Stelle auf dem licht empfindlichen Element 1 einsetzen. Andererseits wird das lichtempfindliche Element 1 bei diesem Vorgang durch keine der nicht an der Bilderzeugung beteiligten Ent wicklungseinheiten, der einzelnen Elektroden, mit Aus nahme der Aufladeelektrode 2, durch die Papierzuführvor richtung, die Papiertransportvorrichtung und die Reini gungseinheit 8 beeinflußt.

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

Die beim Gerät gemäß Fig. 2 zu verwendenden Entwicklungs einheiten umfassen vier getrennte Einheiten, die jeweils gleich oder ähnlich ausgebildet sein können, wie dies in Fig. 4 für die erste Entwick lungseinheit A veranschaulicht ist. Bei der Drehung einer Magnetrolle oder -walze 41 mit sechs N- und S-Polen in Richtung des Pfeils F unter Drehung einer Entwickler förder-Hülse 42 in Richtung des Pfeils G wird ein Ent wickler De in Richtung des Pfeils G transportiert. Die Dicke des transportierten Entwicklers De wird zur Bil dung einer Entwicklerschicht durch eine Schichtregel klinge 43 eingestellt. In einem Entwickler-Vorratsbehäl ter 44 befindet sich eine Umwälz-Schnecke 45 zum zweck mäßigen Umwälzen und Auflockern des Entwicklers De. Der Toner T wird aus einem Toner-Trichter 47 bei der Drehung einer Tonerzufuhrrolle 46 zugeführt, wenn der im Vorrats behälter 47, enthaltene Entwickler De verbraucht bzw. erschöpft ist.

Zwischen der Hülse 42 und dem lichtempfindlichen Element 1 wird ein solcher Zwischenraum oder Spalt aufrechterhalten, daß die Entwicklerschicht auf der Hülse 42 nicht mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Berührung gelangt. Zwi schen die Hülse 42 und das Element 1 sind eine Gleich stromquelle 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 Einkomponenten entwickler 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-magneti schen 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 magneti schen Material, das keine Farbtrübung bewirkt, für die Erzeugung eines klaren und scharfen Farbbilds verwendet werden kann.

Der zu verwendende Zweikomponentenent wickler besteht vorzugsweise aus einem magnetischen Träger und einem nicht-magnetischen Toner der im folgen den angegebenen Art:

Toner

1. Thermoplastisches Harz: Bindemittel 80-90 Gew.-%
Beispiele: Polystyrol, Styrol-Acryl-Mischpolymerisat, Polyester, Polyvinylbutyral, Epoxyharz, Polyamidharz, Polyethylen, Ethylen-Vinyl acetat-Mischpolymerisat oder Gemische davon;

2. Pigment oder Farbstoff: Färbemittel 0-15 Gew.-%
Beispiele:
Schwarz: Ruß;
Cyan: Kupferphthalocyanin oder Sulfonamidderivat- Farbstoff;
Gelb: Benzidinderivat;
Magenta: Rhodamin-Schwarz (Rhodamine B Lake) oder Carmine 6B;

3. Ladungssteuerstoff: 0-5 Gew.-%
Positiver Toner: Hauptsächlich ein Elektronendonator- Farbstoff, wie Nigrosin, alkoxyliertes Amin, Alkylamid, Chelat, Pigment oder ein quaternäres Ammoniumsalz;
Negativer Toner: Organischer Elektronen empfangender Komplex, chloriniertes Paraffin, chloriniertes Polyester, Polyester mit überschüssigen Säureresten oder chloriniertes Kupferphthalocyanin;

4. Fließmittel:
Beispiele: Kolloidales oder phosphorisches bzw. hydrophobes Siliziumdioxid, 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 -ver streuung enthalten.

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

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, um einen aus reichend hohen Widerstand entsprechend mindestens 10⁸ Ω · cm und vorzugsweise 10¹² Ω · cm zu gewährleisten. Zur Gewährleistung der Farbklarheit sollte der Farb toner andererseits 30 Gew.-% oder weniger eines magneti schen 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 einer Kraft bzw. einem Druck von etwa 20 kg/cm² 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 erfin dungsgemäßen Gerät sollte der Toner im Hinblick auf die gewünschte Auflösung normalerweise einen gewichts gemittelten Teilchendurchmesser von etwa 50 µm oder weniger besitzen. Im vorliegenden Fall ist der Toner teilchendurchmesser grundsätzlich keinen Einschränkungen unterworfen, doch sollte er im Hinblick auf Toner dispersion und -förderbarkeit im Bereich von 1-30 µm liegen. Bei der beschriebenen Ausführungsform besitzen die Toner der vier verschiedenen Farben einen gewichts gemittelten Teilchendurchmesser von 10 µm.

Bei dem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser handelt es sich um eine Größe, die mittels eines herkömmlichen Meß- oder Zählgeräts 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, bei spielsweise 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 µm und bevorzugt von 5-30 µm. Bei der dargestellten Ausführungsform werden für alle vier Farben Trägerteilchen eines gewichtsge mittelten Teilchendurchmessers von 50 µm verwendet.

Um zu verhindern, daß die durch die Vorspannung aufge prägten 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 aus reichend aufgeprägt wird, kann der Träger einen Isolier widerstand von 10⁸ Ω · cm oder mehr, vorzugsweise 10¹³ Ω · cm oder mehr und besonders bevorzugt von 10¹⁴ Ω · 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 mitt lerem 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 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 Harz teilchen 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 einer Querschnittsfläche von 0,50 cm² durch Klopfen verdichtet werden, danach die verdichteten Teilchen mit 1 kg/cm³ (bzw. kg/cm²) belastet werden und zwischen die Last und die Bodenelektrode eine Spannung angelegt wird, die ein elektrisches Feld von 10²-10⁵ 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 Reibkontaktierung mittels einer Magnetbürste durchge führt werden, doch wird bevorzugt ab zumindest der zweiten Entwicklung ein berührungsfreies oder kontakt freies Entwicklungsverfahren angewandt, bei dem die Entwicklerschicht auf einem Entwicklerträger außer Reib berührung mit der Mantelfläche des lichtempfindlichen Elements gehalten wird, so daß eine Beschädigung oder Beeinträchtigung eines bereits erzeugten Tonerbilds verhindert wird. Bei diesem kontaktfreien Entwicklungs verfahren wird ein elektrisches Wechselfeld in einem Entwicklungsbereich erzeugt, so daß die Entwicklung ohne Reibung zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Entwicklerschicht durchgeführt werden kann. Dieses Verfahren ist im folgenden noch näher er läutert.

Bei den wiederholten Entwicklungsvorgängen unter An wendung 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 Entwickler schicht im Entwicklungsbereich auf dem Entwicklerträger übersteigende Größe eingestellt, sofern dazwischen keine Potentialdifferenz besteht. Versuche haben gezeigt, daß in diesem Fall einwandfreie Entwicklungsbedingungen zur voll ständigen Ausschaltung des genannten Problems bestehen und die einzelnen Bilder mit zufriedenstellender Bild dichte 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_AC und der Frequenz f (in Hz) der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung zum Erzeugen des elektri schen Wechselfelds als solche 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 Wechselspan nungskomponente der Entwicklungsvorspannung an der Entwicklungseinheit B für den Fall zu untersuchen, daß ein Zweifarb-Tonerbild mittels der Entwicklungseinhei ten 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 Ent wickler 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 Teilchendurchmes ser von 15 µm und durch Zusatz eines Fließmittels, wie Siliziumdioxid, hergestellt wurde. Die Ladungsmenge wurde mittels des Ladungssteuerstoffs eingestellt.

Die Versuche wurden mit jeweiliger Änderung der ange gebenen Bedingungen durchgeführt; die Ergebnisse lassen sich gemäß Fig. 5 in bezug auf die Amplitude E_AC und die Frequenz der Intensität des elektrischen Wechsel spannungsfelds auswerten.

In Fig. 5 sind mit A ein Bereich, in welchem eine un gleichmäßige Entwicklung auftreten kann, mit B ein Bereich, in welchem der Einfluß der Wechselspannungs komponente 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 zufrieden stellender Entwicklungsdichte und ohne Zerstörung oder Beeinträchtigung des bereits erzeugten Tonerbilds in Erscheinung tritt; der Bereich E ist der besonders be vorzugte Bereich.

Diese Ergebnisse zeigen, daß Amplitude und Frequenz des elektrischen Wechselspannungsfelds innerhalb eines zweckmäßigen Bereichs liegen müssen, um in einem nach folgenden 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 ein wandfreier Dichte und ohne Störung oder Beeinträchtigung des bereits auf dem lichtempfindlichen Element erzeug ten Tonerbilds durchgeführt werden kann, wenn die Ent wicklung 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 42 mit d (in mm) bezeichnet werden. Zur Erzielung einer ausreichenden Bilddichte und zur Ver hinderung einer Beeinträchtigung des im vorhergehenden Schritt erzeugten Tonerbilds sollte vorzugsweise die folgende Bedingung eingehalten werden:

0,4 ≦ V_AC/(d · f) ≦ 1,2.

Von diesen Bereichen sollte bevorzugt der folgende Be reich, 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 ungleich mäßige Entwicklung aufgrund der Wechselspannungskomponente zu verhindern, und wenn eine umlaufende Magnetwalze als Einrichtung zur Zufuhr des Entwicklers zum lichtempfind lichen 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 Magnet walze 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 Dispergie ren feiner Eisenoxidteilchen in einem Harz zur Ein stellung solcher physikalischer Eigenschaften, daß sich ein mittlerer Teilchendurchmesser von 20 µm, eine Magnetisierung von 30 E.M.E./g und ein spezifischer Widerstand von 10¹⁴ Ω · cm ergeben. Für die Herstellung des Toners wurde eine kleine Menge eines Ladungs steuerstoffs zu 90 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes und 10 Gew.-% eines Pigments- oder Farbstoffs (z. B. Ruß) unter Einstellung eines mittleren Teilchendurchmessers von 10 µm 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 Zwei komponentenentwickler 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_AC und Frequenz f des elektrischen Wechselspannungsfelds auswerten.

In Fig. 6 sind mit A ein Bereich, in welchem höchst wahrscheinlich eine ungleichmäßige Entwicklung auf treten kann, mit B ein Bereich, in welchem der Einfluß der Wechselspannungskomponente nicht in Erscheinung tritt, mit C ein Bereich, in welchem das bereits er zeugte Tonerbild zerstört oder beeinträchtigt werden kann, und mit D und E Bereiche bezeichnet, in denen der Einfluß der Wechselspannungskomponente bei zu friedenstellender Entwicklungsdichte und ohne Beein trächtigung des bereits erzeugten Tonerbilds in Er scheinung tritt; der Bereich E ist der besonders be vorzugte 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 Ent wicklung mit einwandfreier Dichte und ohne Beeinträchti gung 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 ≦ 1,0.

Hierbei sind wiederum Amplitude und Frequenz der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung mit V_AC (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 zufrieden stellenden Bilddichte und zur Verhinderung einer Beein trächtigung des im vorhergehenden Schritt erzeugten Tonerbilds wird bevorzugt die folgende Bedingung einge halten:

0,5 ≦ V_AC/(d · f)
[(V_AC/d) - 1500]/f ≦ 1,0.

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

0,5 ≦ V_AC/(d · f)
[(V_AC/d) - 1500]/f ≦ 0,8.

Für den Fall, daß die Frequenz f der Wechselspannungs komponente, wie im Fall des Einkomponentenentwicklers, auf 200 Hz oder höher eingestellt ist, um eine ungleich mäßige Entwicklung aufgrund der Wechselspannungskomponente zu verhindern, und die umlaufende Magnetwalze zur Über führung des Entwicklers zum lichtempfindlichen Element 1 benutzt wird, hat es sich gezeigt, daß die Frequenz der Wechselspannungskomponente auf 500 Hz oder höher einge stellt werden sollte, um die Einflüsse der Stöße oder Schläge auszuschalten, die durch die Wechselspannungs komponente und die Drehungen der Magnetwalze hervorge rufen werden.

Obgleich vorstehend ein Bilderzeugungsverfahren beispielhaft erläutert ist, lassen sich die im folgenden angegebenen Verfahren je weils allein oder in beliebiger Kombination miteinander für die aufeinanderfolgenden Entwicklungen zum Ent wickeln von nacheinander auf dem lichtempfindlichen Element 1 erzeugten Tonerbildern mit konstanter Dichte ohne Beeinträchtigung des bereits auf dem Element 1 er zeugten Tonerbilds noch vorteilhafter anwenden:

1. Ein Verfahren, bei dem aufeinanderfolgend Toner jeweils größerer Ladungsmengen verwendet werden;
2. ein Verfahren, bei dem fortlaufend die Amplitude des elektrischen Felds der Wechselspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung verkleinert wird; und
3. ein Verfahren, bei dem die Frequenz der Wechsel spannungskomponente 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 licht empfindliche Element 1 angelagert worden sind, können diese Tonerteilchen zur Entwicklungsträger-Hülse zurück springen. Dies wird bei dem unter 1. genannten Verfahren dadurch verhindert, daß für die erste oder anfängliche Entwicklung Tonerteilchen kleinerer Ladungsmengen ver wendet werden. Mit dem unter 2. genannten Verfahren kann dieselbe Erscheinung dadurch verhindert werden, daß das elektrische Feld bei jedem folgenden Entwicklungs vorgang jeweils stärker abgeschwächt wird. Für die Ab schwächung 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 des Zurückspringen der Tonerteilchen vom licht empfindlichen 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 ge nannten drei Verfahren kann eine einwandfreie Bild dichte 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 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 einge geben. Die Bilderzeugungsbedingungen werden wie folgt eingestellt:

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

Oberflächenpotential:
Ladungspotential: +700 V
Potential im belichteten Abschnitt: 0 V

Bilderzeugungsbedingungen:
Lichtquelle: Halbleiterlaser
Wellenlänge: 700 nm
Aufzeichnungsdichte: 12 Punkte/mm

Entwicklungsvorrichtung:
Hülse: Aus nicht-magnetischem, rostfreiem Stahl; Lineargeschwindigkeit 220 mm/s
Magnet: 12 Pole; Drehzahl 1000/min
Magnetflußdichte: max. 700 Gauss auf der Hülsenoberfläche

Entwickler:
Träger: Spezifischer Widerstand 10¹⁴ Ω · cm oder mehr; Magnetpulver in einem Harzsystem dispergiert; mittlerer Teilchendurchmesser 20 µm; Magnetisierung 30 E.M.E./g

Toner:
Gelb: Spezifischer Widerstand 10¹⁴ Ω · cm oder mehr; mittlerer Teilchendurchmesser 10 µm; mittlere Ladungsmenge 10 µC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)
Magenta: Spezifischer Widerstand 10¹⁴ Ω · cm oder mehr; mittlerer Teilchendurch messer 10 µm; mittlere Ladungsmenge 11 µC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)
Cyan: Spezifischer Widerstand 10¹⁴ Ω · cm oder mehr; mittlerer Teilchendurch messer 10 µm; mittlere Ladungsmenge 11 µC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)
Schwarz: Spezifischer Widerstand 10¹⁴ Ω · cm oder mehr; mittlerer Teilchendurch messer 10 µm; mittlere Ladungsmenge 12 µC/g (oder Tonerkonzentration = 20 Gew.-%)

Entwicklungsbedingungen:
Spalt oder Zwischenraum zwischen lichtempfindlichem Element und Hülse: 1,0 mm
Dicke der Entwicklerschicht:
0,2-0,6 mm (eingestellt mittels nicht-magnetischer Klinge)
(bei allen Einheiten)

Entwicklungsvorspannungen:
A(Y) + 500 V Gleichspannung;
1,5 kV (Effektivwert) Wechselspannung von 2 kHz;
B(M) + 550 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;

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 gemäß 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 sind die Reinigungsklinge und das drehbare Element zur Durchführung der Reinigung mittels der er findungsgemäß verwendeten Reinigungseinheit anhand der Fig. 8a) und 8(b) sowie der Tabelle beschrieben. Fig. 8(a) veranschaulicht den Zustand, in welchem die Reinigungsklinge in Anlage (gegen den Bildaufnehmer 1) gedrängt ist; Fig. 8(b) veranschaulicht den Zustand, in, welchem die Reinigungsklinge aus ihrer Andruckbe rührung zurückgezogen ist. In diesen Figuren bezeichnen das Symbol T₁ den durch die Reinigungsklinge 81 abge streiften 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

Gemäß der obigen Tabelle wird zu Beginn des Reinigungs vorgangs die Reinigungsklinge 81 in Anlage oder Andruck berührung gegen den Bildaufnehmer gebracht, während die Fellbürste 82 in oder außer Anlage gebracht werden kann; der Reinigungsvorgang durch die Reinigungsklinge 81 erfolgt jedoch vorzugsweise mit zurückgezogener Fellbürste. Am Ende des Reinigungsvorgangs wird sodann die Fellbürste 82 als drehbares Element an die Mantelfläche des Bildauf nehmers 1 angedrückt, während sie (wie durch den Pfeil angedeutet) in einer Richtung entgegengesetzt zur Dreh richtung der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 in Drehung versetzt wird, und zwar unmittelbar vor oder gleich zeitig mit dem Trennen der Reinigungsklinge 81 und spätestens vor Ankunft des angehäuften Toners T₂, um den unter der Reinigungsklinge 81 hinweggelaufenen Toner T₂ vor dem Trennen oder Zurückziehen des drehbaren Elements 82 zu beseitigen.

Im folgenden ist eine zweite Ausführungsform der Er findung erläutert.

Fig. 9 veranschaulicht schematisch eine Reinigungsein heit 140, die anstelle der Reinigungseinheit 8 beim Gerät gemäß Fig. 2 verwendet wird. Fig. 10 veranschau licht die Vorgänge, bei denen die Reinigungsklinge und das drehbare Element in und außer Anlage (gegen den Bildaufnehmer) gebracht werden. Fig. 11 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung die Betätigungen von Reinigungsklinge und drehbarem Element. Fig. 12 veran schaulicht in Aufsicht die Prozesse oder Vorgänge zur Erzeugung eines Bezugsbilds und eines Aufzeichnungs bilds, während Fig. 13 ein Zeitdiagramm für die Bild erzeugung ist.

Im folgenden ist zunächst der Aufbau der Reinigungs einheit 140 für das Bilderzeugungsgerät der beschriebe nen Ausführungsform anhand der Fig. 9 bis 11 erläutert, in denen den Teilen von Fig. 8 und Fig. 2 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Die Reinigungseinheit 140 umfaßt gemäß Fig. 11 einen Behälter 141, die Reinigungsklinge 81, die Fell bürste 82, eine Klopfstange 142 zum Abklopfen der Fell bürste 82, ein Leitelement 143 zum Leiten des abge streiften 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 Reini gungsklinge 81 und das drehbare Element 82 durchgeführten Reinigungsvorgänge anhand der Fig. 10 und 11 beschrieben. Nachdem die Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 in dem in Fig. 9 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 der art zu bringen, daß die Reinigungsklinge 81 um einen am Rah men 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 Bild aufnehmers 1 entfernt. Eine Nachlaufrolle 152 ist am Vorderende eines von der Klingenplatte 149 abstehenden Arms 151 so angelenkt oder gelagert, daß sie der Mantel fläche des Bildaufnehmers 1 bei dessen Drehung folgt, wenn die Klingenplatte 149 zur Anlage der Reinigungs klinge 81 verlagert ist, um damit den Toner an einem Heraus fallen aus der Reinigungseinheit zu hindern. Die Nach laufrolle 152 wird gleichzeitig mit der Klingenplatte 149 zurückgezogen.

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

Auf der Welle 147 sitzt weiterhin koaxial zur Steuer kurve 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 in Abwärtsrichtung von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 trennt. Vor Beendigung des Reini gungsvorgangs, wobei die Reinigungsklinge 81 durch Drehung der Welle 147 in Richtung des Pfeils von der Mantelfläche des Bildaufnehmers 1 getrennt wird, ver schiebt 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 ellipti schen 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 T₂ 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 T₂ wird die Fell bürste 82 mit einer Drehzahl von 50-500 U/min ange trieben. Nach der beschriebenen Entfernung des Toners wird die elliptische Kurve 153 so verdreht, daß ihre auf der kürzeren Achse liegende Fläche 157 zur Aufhe bung 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 gegenseitige Phasenverschiebung betätigt werden, so daß auch der beim Trennen der Reini gungsklinge 81 zurückbleibende Toner beseitigt wird.

Bei der beschriebenen Reinigungseinheit ergibt sich weiterhin ein Zwischenzustand zwischen dem Zustand, in welchem die Steuerkurve 145 von einer Umfangsfläche 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 Zwi schenzustand bestimmt eine Zeitspanne, während welcher das drehbare Element 82 nicht vollständig mit dem Bild aufnehmer 1 in Berührung steht und das auf dem Bildauf nehmer 1 erzeugte Tonerbild ohne Beeinträchtigung unter der Reinigungseinheit 140 hindurchläuft.

Im folgenden ist der Bilderzeugungsvorgang bei der be schriebenen Ausführungsform anhand der Fig. 12, 13 und 2 erläutert. In Fig. 12 ist die Mantelfläche des trommel förmigen Bildaufnehmers 1 in Abwicklung dargestellt. Dabei sind auf der vorderen Hälfte A der Mantelfläche Bezugs-Latentbilder in Gelb (Y₁), Magenta (M₁), Cyan (C₁) 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 Tonerkonzentra tion, Entwicklungsvorspannung, Aufladungspotential und Belichtungslichtmenge für die Erzeugung eines nachfolgen den oder nächsten Bilds rückgekoppelt, so daß Latent bilder in Gelb (Y₂), Magenta (M₂), Cyan (C₂) und Schwarz (B₂) auf der hinteren Halbfläche B erzeugt und die entsprechenden Tonberbilder in einander überlagerter Weise auf derselben Fläche B erzeugt werden können.

Fig. 13 veranschaulicht die Operationen bzw. die Ar beitsweise des Bilderzeugungsgeräts bei Realisierung der Erfindung mittels des Mehrfarbbilderzeugungsgeräts gemäß Fig. 2, das mit der Reinigungseinheit nach Fig. 9 bis 11 ausgerüstet ist. Der bei diesem Gerät zu ver wendende Bildaufnehmer 1 besteht aus einer amorphen Siliziumschicht auf der Mantelfläche einer einen Durch messer von 120 mm besitzenden Trommel 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 auf geladen, worauf ihm durch den Halbleiter-Laserstrahl abtaster 10 die Gelb-Information aufgeprägt wird, um ein festes Gelb-Latentbild Ey₁ und ein anderes Gelb- Latentbild E_y2 zu erzeugen. Diese Latentbilder werden durch die Entwicklungseinheit A einer Umkehrentwicklung mit dem positiv geladenen gelben Toner unterworfen, um ein festes Gelb-Tonerbild D_y1 und ein anderes Gelb- Tonerbild D_y2 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 Em₁, Ec₁ und E_b1 sowie Latentbilder Em₂, Ec₂ und Eb₂ 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 Entwicklungs einheiten 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 Ent wicklungsvorgänge für die genannten festen Latentbilder dann unterbrochen oder beendet werden, wenn die Farb vermischung in der jeweiligen Entwicklungseinheit gering ist, oder es kann das Aufzeichnungs- oder Entwicklungs intervall verlängert werden. Weiterhin können die Auf schreib- oder Aufzeichnungspositionen der festen (oder Bezugs-)Latentbilder hinter den eigentlichen Latent bildern 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 Ent wicklungsdichte 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 unge nügenden 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 Bildauf nehmers 1 erzeugt werden.

Im folgenden ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig. 14 ist anstelle der Reinigungseinheiten 140 nach Fig. 9 bis 11 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 Vorrichtungs rahmen 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 Durchfüh rung des Reinigungsvorgangs. Bei dieser Bewegung wird gleichzeitig das drehbare Element 82 von der Mantel fläche des Bildaufnehmers 1 getrennt. Während die Exzenterkurve 160 bei ihrer Drehung ihrer Erhebung auf ihre Fläche 163 auf der kürzeren Achse übergeht, werden die Reinigungsklinge 81 und die Nachlaufrolle 152 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 Mantel fläche wird somit der unter der Reinigungsklinge 81 hindurchgelaufene Toner T₂ durch das drehbare Element 82 abgestreift.

Eine konstante Zeitspanne, in welcher sich die Exzenter kurve 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 Be rührung mit dem Bildaufnehmer 1 bleiben. Während dieser Zeitspanne läuft das Tonerbild in Übereinstimmung mit dem Bilderzeugungstakt an der Reinigungseinheit 140K vorbei. Dieser ungehinderte Vorbeilauf ist dann von besonderer Bedeutung, wenn das Mehrfarbbild durch Überlagerung mehrerer Tonerbilder erzeugt wird.

Nachfolgend ist eine vierte 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 vorlau fenden Ende bzw. Vorderende des betreffenden Latentbilds befindet.

Für den Reinigungsvorgang wird die Reinigungseinheit 8 so gesteuert, daß die Reinigungsklinge 81 und die Fellbürste 82 nach Abschluß der vierten Latentbilderzeugung, und bevor das vor laufende Ende des auf den Bildaufnehmer 1 verbliebenen Toners die Reinigungsklinge 81 erreicht, betätigt bzw. in Anlage gegen den Bildaufnehmer 1 ge bracht werden, sowie derart, daß die Reinigungsklinge 61 und die Fellbürste 82 in dem Augenblick, wenn das vor laufende Ende des genannten Resttoners die Fellbürste 82 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 Fixiereinheit 6 fixiert werden kann. Nach der Bildüber tragung wird der Bildaufnehmer 1 von seiner Aufladung befreit, und seine Mantelfläche wird durch die Reini gungsklinge 81 und die Fellbürste 82 der Reinigungs einheit 8 von Resttoner befreit. Der betreffende Zyklus der Farbbildaufzeichnung ist in dem Augenblick abge schlossen, in welchem der Mantelflächenabschnitt, auf dem das Farbbild erzeugt worden ist, die Reinigungs einheit 8 passiert.

Im folgenden ist eine fünfte 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 1 und einer Korona-Entladungseinheit 102b sowie eine Sekundär aufladeeinheit 103 mit einer Korona-Entladungseinheit (vgl. Fig. 15).

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 Basis element 1a implantierten Ladungen ausüben.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel be schränkt, bei dem die zweite und die folgenden Ladungs bilderzeugungen 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 Ladungs bilderzeugungen 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-Entladungs einheit, welche den Aufladevorgang auch bei Vorhandensein vorhergehender Aufladungen zu stabilisieren vermag, als Korona-Entladungseinheit für Primär- und Sekundärauf ladeeinheit 102 bzw. 103 benutzt werden. Die wiederholten Durchführungen von Primär- und Sekundäraufladung bei jeder Ladungsbilderzeugung sind insbesondere in dem Fall wünschenswert, in welchem die Gradationsreproduzierbar keit beeinträchtigt ist oder in welchem das Belichtungslicht L durch einen Schlitz fällt oder blinkt. 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 Sekundäraufladung nach der Primäraufladung erfolgt und an schließend 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 Sekundär aufladungen so gesteuert werden, daß der belichtete Be reich und der unbelichtete Bereich gleiche oder entgegen gesetzte 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 Ent wicklung verschieden ist. Bei der dritten Umdrehung des Bildaufnehmers 1 erfolgt ebenfalls die Erzeugung und Entwicklung des Ladungsbilds durch eine andere Entwick lungseinheit zur Erzeugung eines Farbbilds, so daß Tonerbilder unterschiedlicher Farben auf dem Bildauf nehmer 1 einander überlagert sind. Die der endgültigen Entwicklung unterworfenen Tonerbilder auf der Mantel fläche des Bildaufnehmers 1 werden außerdem erforder lichenfalls durch die Korona-Entladungseinheit aufgeladen und weiterhin mittels der Vorübertragungslampe 100 be strahlt, 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 6 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 81 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 wor den ist, die Reinigungseinheit 8 passiert, ist ein Farb bildaufzeichnungsvorgang abgeschlossen, wenn sich Reinigungsklinge 81 und Fellbürste 82 von der Mantel fläche des Bildaufnehmers 1 trennen.

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

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurden die Position der Reinigungseinheit 8 geändert und die Anlage der Reinigungsklinge 81 und der Fellbürste 82 gegen den Bildaufnehmer 1 unmittelbar nach Abschluß der endgültigen Entwicklung eingeleitet oder unmittelbar vor dem an fänglichen Aufladungsvorgang aufgehoben. Dabei konnte keinerlei Fehldeckung der Farbbilder der verschiedenen Farben und auch keine Änderung in den Bilddichten beob achtet werden, so daß insgesamt ein Farbbild einer höheren Güte gewährleistet wurde.

Für die erste Ausführungsform ist beispielsweise der Bilderzeugungsvorgang in einem Zeitsteuerdiagramm gemäß Fig. 16 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 Latent bilds 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 unmittel bar vor der anfänglichen Aufladung beendet wurde.

Gemäß den Fig. 16 bis 18 erfolgt außerdem die Entwicklung mit den Tonern der Farben Gelb, Magenta und Cyan mittels der drei (d. h. gegebenenfalls aller) Entwicklungseinhei ten A, B, C und D gemäß Fig. 1 und 15 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 obigen Entwicklungseinheiten eine vierte Einheit mit schwarzem Toner verwendet wird. In diesem Fall muß der Bildauf nehmer 1 für die Erzielung eines Aufzeichnungsbilds in einem Zyklus vier Umdrehungen durchführen.

Die bei den beschriebenen Beispielen hergestellten Auf zeichnungsbilder sind jeweils sehr klar bzw. scharf bei ausreichender Dichte und ohne jede Farbfehldeckung, wobei keine zusätzliche Zeit zum Drehen des Bildauf nehmers lediglich für den Reinigungsvorgang und unab hängig von der Bilderzeugung erforderlich ist.

Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 19 bis 21 dargestellt.

Die Anordnung gemäß Fig. 19 enthält eine Reinigungs klinge 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 vorbe stimmter Zeitspannen, wenn die Reinigungsklinge 247 in und außer Anlage gegen die Mantelfläche gebracht wird, an die Mantelfläche der Trommel 1 andrückbar ist. Die Kernrolle 249a der Reinigungsrolle 249 wird bewegbar von einem Anschlag- oder Schwenkhebel 271 der mit der Welle 1a der Trommel 1 bzw. der Welle 270 verbunden ist, so getragen, daß sie bei der entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung des Hebels 271 an die Mantelfläche der licht empfindlichen Trommel 1 andrückbar ist. Dieser Schwenk hebel 271 (d. h. je ein solcher Hebel) ist mit den beiden Endabschnitten der elastischen Reinigungsrolle 249 ver bunden, um diese einwandfrei parallel zur Mantelfläche der Trommel 1 auszurichten. An einer mit einem Vorder ende 271a des Schwenkhebels 271 in Berührung bringbaren Stelle ist eine drehbare Kurvenscheibe 280 angeordnet, die eine Aussparung 280a 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 Feder kupplung 293 antreibbar ist. Die von der Antriebswelle 290 abgenommene Drehung wird weiterhin vom Zahnrad 281 über ein Zwischenzahnrad 282 auf ein Zahnrad 272 über tragen, 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 Kernrolle 249a drehbar ist.

Mit dem anderen Ende 271b des Anschlag- oder Schwenk hebels 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 be schriebene Weise in Anlage gegen die Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 zu bringen und damit das vordere Ende 271a des Schwenkhebels 271 aus der Aus sparung 280a der Kurvenscheibe 280 austreten zu lassen. Fig. 19 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 290 nicht auf die Reinigungsrolle 249 übertragen wird, weil die Federkupplung 293 aufgrund der Hemmung durch die Kurvenscheibe 280 unwirksam ist bzw. durchrutscht.

Bevor das vor laufende Ende oder Vorderende des Toner bilds auf der Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 nach der Übertragung die Position der Reinigungsklinge 247 erreicht, wird diese durch ihren nicht dargestellten Betätigungsmechanismus an die Mantel fläche der Trommel 1 angedrückt, um das Abstreifen des Resttoners zu beginnen. Gleichzeitig wird das Solenoid 300 aktiviert, um den Schwenkhebel 271 entgegen dem Uhrzeiger sinn zu verschwenken.

Dabei wird die Hemmung durch die Kurvenscheibe 280 aufge hoben, und die Kurvenscheibe 280 wird über die Federkupp lung 293 durch die sich im Uhrzeigersinn drehende An triebswelle 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 licht empfindlichen Trommel 1 angedrückt wird.

Infolgedessen wird die bei der Anlage der Reinigungs klinge 247 gebildete Tonerpulveranhäufung durch die elastische Reinigungsrolle 249, die sich mit einer hohen Geschwindigkeitsdifferenz in einer Richtung entgegenge setzt zur Transportrichtung des Toners dreht, wirksam be seitigt. Wenn die Reinigungsklinge 247 von der Trommel mantelfläche 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. 20 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau der elastischen Reinigungsrolle 249. Dabei ist auf der Umfangsfläche der aus Metall bestehenden Kernrolle oder Welle 249a der Reinigungsrolle 249 eine elastische Außenschicht 249b aus einem aufgeschäumten Polyurethan harz mit einer Härte von etwa 20° und einer Dicke von 3 mm ausgebildet. Die Außenschicht 249b ist so ausgebil det, daß sie eine Verformungsgröße von etwa 3 mm relativ zur Mantelfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 unter einer Andruckkraft von etwa 200 g be sitzt. 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, wirk sam zu entfernen vermag, während der Abrieb am licht empfindlichen Element sehr gering ist.

Die Farbbilderzeugungssequenz bei dem mit der Reinigungseinheit ausgestatteten Farbbilderzeu gungsgerät ist nachstehend anhand des Zeitsteuerdiagramms von Fig. 21 erläutert. Bei ihrer Drehung wird die licht empfindliche Trommel 1, die im voraus in kurzer Zeit auf geladen worden ist, während einer ersten Periode der Bild belichtung mit den genannten ersten Farbsignalen und einer Entwicklung I mit einer Zeitverzögerung x unter worfen. In einer zweiten Periode wird sodann die licht empfindliche Trommel 1 der Bildbelichtung mit den genann ten 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 z zur Erzeugung des Farbbilds.

Hierbei entsprechen die Verzögerungszeiten x, y und z jeweils Zeitspannen, welche die lichtempfindliche Trommel 1 für ihre Bewegung von der Bildbelichtungsposition zu der Position benötigt, an welcher die einzelnen Entwick lungen stattfinden. In Fig. 21 stehen weiterhin der Buchstabe m für eine Zeitspanne, welche für die Bewegung von der Bildbelichtungsposition zu einer Übertragungs elektrode 250 nötig ist, und der Buchstabe n für eine Zeitspanne, während welcher die Bewegung von der Bild belichtungsposition 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 Bildbe lichtungsposition 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. 21) angedeutet ist.

Bei der Reinigungseinheit wird die Reinigungsklinge 247 für eine die geringfügige zusätzliche Zeitspanne vor und nach der genannten Zeit 1 einschließen den 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 abge schlossen 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. 19 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 Reinigungseinheit gemäß der beschriebenen Ausführungsform auf das Farbbilderzeugungsgerät angewandt ist, ist sie auch als Reinigungseinrichtung für ein gewöhnliches 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 Entwickelns des Latentbilds mehrfach wiederholt werden. Dieses Gerät ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß sein elektrischer Zustand während der Bilderzeugung nicht plötzlich variiert oder geändert wird. Infolgedessen kann jederzeit in stabiler und zuverlässiger Weise ein Aufzeichnungsbild einer hohen Güte erzielt werden.

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

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

Bei dem eine Reinigungsklinge verwendenden Bilderzeugungsgerät können nicht nur der Rest toner, sondern auch Papierabrieb und andere Fremdkörper ohne Beschädigung oder sonstige Beeinträchtigung des lichtempfindlichen Elements sicher be seitigt werden. Auf diese Weise wird eine hervorragend arbeitende Reinigungseinheit geschaf fen, die bei Anwendung auf das Farbbilderzeugungsgerät ein klares bzw. scharfes Farbbild hoher Güte zu gewähr leisten vermag.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät, das einen Bildaufnehmer (1), eine Reinigungseinheit (8) und eine Steuereinrich tung aufweist und zur Erzeugung eines Tonerbilds auf dem Bildaufnehmer (1) betätigbar ist, wobei:

- der Bildaufnehmer (1) in bezug auf die Reinigungs einheit (8) beweglich ist,
- die Reinigungseinheit (8) eine erste Reinigungsein richtung (81) und eine zweite Reinigungseinrich tung (82), die in Richtung der Relativbewegung des Bildaufnehmers (1) der ersten Reinigungseinrich tung (8) nachgeschaltet ist, aufweist, und
- die erste und die zweite Reinigungseinrichtung (81, 82) in die Anlage und aus der Anlage mit dem Bildaufnehmer (1) bringbar sind, um dessen Reini gung zu bewirken,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Steuereinrichtung die zweite Reinigungsein richtung (82) aus der Anlage mit dem Bildaufnehmer (1) fährt, nachdem die erste Reinigungseinrichtung (81) aus der Anlage mit dem Bildaufnehmer (1) ge bracht wurde, und
- die zweite Reinigungseinrichtung (82) den noch bewegten Bildaufnehmer (1) solange reinigt, bis der im Augenblick des Abhebens der ersten Reini gungseinrichtung (81) angestaute Toner ebenfalls entfernt ist.

2. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Reinigungseinrichtung (81) eine Reinigungsklinge ist.

3. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reinigungseinrichtung (82) ein drehbares Element ist.

4. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Reinigungseinrichtung (82) in gleicher Drehrichtung wie der Bildaufnehmer (1) umläuft, wenn die zweite Reinigungseinrichtung (82) in Berührung mit dem Bildaufnehmer (1) ist.

5. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reinigungseinrichtung (82) eine Fellbürste ist.

6. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Reinigungseinrichtung (82) eine elastische Rolle ist.