DE3628348A1

DE3628348A1 - Geraet und verfahren zur bilderzeugung

Info

Publication number: DE3628348A1
Application number: DE19863628348
Authority: DE
Inventors: Satoshi Haneda
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1987-02-26
Also published as: US4731313A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren zur Bilderzeugung und insbesondere ein Gerät und ein Verfahren zur Erzeugung eines Mehrfarbenbildes mittels Elektrofotografie.

Nachdem bisher bereits viele Systeme und Geräte zum Zweck der Mehrfarben-Bilderzeugung mittels Elektrofotografie vorgeschlagen wurden, können diese grob in die folgenden Gruppen eingeteilt werden. Eine davon betrifft ein System, bei dem der Vorgang zur Erzeugung eines latenten Bildes und zu dessen Entwicklung mit Farbtonern auf einem lichtempfindlichen Organ mit einer der Anzahl getrennter Farben entsprechenden Häufigkeit wiederholt wird und bei dem die Farben übereinander auf das lichtempfindliche Organ aufgebracht oder nach jedem Entwicklungsvorgang auf ein Übertragungsmaterial übertragen und auf diesem Übertragungsmaterial übereinander aufgebracht werden. Die andere Gruppe betrifft ein System, bei dem ein Gerät mit einer Mehrzahl von lichtempfindlichen Organen entsprechend der Anzahl von getrennten Farben verwendet wird und Lichtbilder aller Farben gleichzeitig auf den entsprechenden lichtempfindlichen Organen belichtet werden, wobei die auf den entsprechenden lichtempfindlichen Organen erzeugten latenten Bilder mit Farbtonern entwickelt werden und wobei diese nacheinander auf ein Übertragungsmaterial übertragen und so die Farben auf diesem übereinander aufgebracht werden und ein Mehrfarbenbild erzeugt wird.

Bei dem ersten System muß der Vorgang zur Erzeugung des latenten Bildes und zur Entwicklung mehrfach wiederholt werden, und deshalb ist es ein großer Nachteil dieses Systems, daß es eine lange Zeit zur Bildaufzeichnung benötigt und daß eine Beschleunigung des Verfahrensablaufs sehr schwierig zu erreichen ist. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Fall des Systems, bei welchem die Tonerbilder übereinander auf das lichtempfindliche Organ aufgebracht werden, weil das Potential auf dem vorher mit einem aufgebrachten Toner entwickelten Teil nicht genügend vermindert ist, ein weiterer Toner für den später entwickelten Teil auf den bereits mit dem ersten Toner entwickelten Teil aufgebracht wird - wo dieser (zweite) Toner nicht hingebracht werden sollte - und deshalb leicht Farbunschärfen auftreten können.

Im Falle des zweiten Systems besteht der Vorteil, daß durch die parallele Verwendung einer Mehrzahl von lichtempfindlichen Organen eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird, doch weil eine Mehrzahl von Baugruppen mit lichtempfindlichen Organen, optischen Systemen, Entwicklungseinrichtungen usw. erforderlich sind, hat dieses System den Nachteil, daß das Gerät kompliziert, groß und teuer wird, und deshalb ist es weniger für den praktischen Einsatz geeignet.

Außerdem besteht bei beiden Systemen der große Nachteil, daß es schwierig ist, die Bilder jedesmal bei der wiederholten Bilderzeugung und Übertragung zur Deckung zu bringen, und es ist deshalb unmöglich, die Scherung bei der Farbüberlagerung vollständig auszuschalten.

Um diese Probleme ernsthaft zu lösen, besteht das Bestreben, ein System zu schaffen, welches die Aufzeichnung eines Mehrfarbenbildes auf einem einzigen lichtempfindlichen Organ mit einer einmaligen Bildbelichtung ermöglicht, doch ist ein Verfahren, mit dem effektiv ein solches System erreicht werden könnte, bisher noch nicht entwickelt worden. Insbesondere sind die Entwicklunsbedingungen bei der Durchführung der Entwicklung mit verschiedenen Tonerfarben noch nicht erforscht, und es herrscht gegenwärtig die Situation, daß eine Unschärfe der Tonerbilder, eine ungenügende Bilddichte, usw., nicht vermieden werden können.

Um diese Probleme grundsätzlich zu lösen, hat der Erfinder bereits früher ein Gerät erfunden, welches in der Lage war, ein Mehrfachbild mit einer einmaligen Bildbelichtung auf einem lichtempfindlichen Organ auszubilden. Dieses Gerät, welches ein elektrisch leitendes Organ, eine lichtleitende Schicht und ein lichtempfindliches Organ mit einer Schicht, die eine Mehrzahl von verschiedenen Filterarten enthält, verwendet, erzeugt ein Mehrfarbenbild gemäß nachfolgender Beschreibung. Dabei wird durch Beaufschlagung der Oberfläche des oben erwähnten lichtempfindlichen Organs mit elektrischer Aufladung und Bildbelichtung ein Bild durch die Ladungsdichte an der Grenzfläche zwischen einer Isolierschicht und der lichtleitenden Schicht erzeugt, dann wird durch Beaufschlagung der das Bild tragenden Oberfläche mit einer einheitlichen Belichtung mit Licht einer bestimmten Farbe ein Potentialmuster auf dem lichtempfindlichen Organ in dem Abschnitt des betreffenden Filters erzeugt, und durch Entwicklung des Potentialmusters mit einer Entwicklungsvorrichtung, die einen Toner einer bestimmten Farbe enthält, wird ein Einzelfarb-Tonerbild erzeugt. Nach Glättung des Potentials durch eine einheitliche Belichtung mit dem Licht, welches durch den von dem vorher verwendeten Filterabschnitt unterschiedlichen Filterabschnitt hindurchgelangt, und durch Entwicklung mit einer anderen Entwicklungseinrichtung, welche einen Toner einer von der vorhergehenden unterschiedlichen Farbe enthält, wird ein Tonerbild der zweiten Farbe auf dem lichtempfindlichen Organ erzeugt. Danach werden die Potentialglättung, die einheitliche Belichtung und die Entwicklung für die erforderliche Anzahl von Malen wiederholt. Im Ergebnis werden verschiedene Tonerfarben auf verschiedene Filterabschnitte des lichtempfindlichen Organs aufgebracht, und dadurch wird ein Mehrfachbild erzeugt (siehe japanische Patentanmeldung Nr. 59-8 30 096). Gemäß diesem Gerätetyp zur Erzeugung eines Mehrfachbildes wird die Bildbelichtung nur einmal durchgeführt, und deshalb besteht tatsächlich keine Möglichkeit, daß eine Scherung in den Bildern mit verschiedenen Farben auftritt.

Der Erfinder hat jedoch nach seinen Untersuchungen herausgefunden, daß, obwohl das oben erwähnte Gerät zur Erzeugung von Mehrfarbenbildern die Probleme der mit den Geräten nach dem Stand der Technik verbundenen Probleme löste, immer noch die folgenden Probleme bestehen bleiben.

Ein solches Problem besteht bei dem oben beschriebenen Gerät darin, daß die Bildbelichtung von der Rückseite der Aufladungseinrichtung erfolgt, während entladen wird, und daß deshalb eine Beschränkung bezüglich der Konstruktion des Gerätes besteht. Da außerdem die Aufladung und Bildbelichtung gleichzeitig durchgeführt werden, müssen Elektronen und Löcher in der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Organs in kurzer Zeit bewegt werden, und deshalb muß ein Material für die lichtleitende Schicht verwendet werden, welche eine hohe Verschiebegeschwindigkeit ermöglicht. Die lichtleitenden Schichten von anorganischen Substanzen wie CdS und Se-Te ermöglichen ganz allgemein hohe Verschiebegeschwindigkeiten für die Elektronen bzw. Löcher, während die Geschwindigkeiten, die durch lichtleitende Schichten von organischen Substanzen ermöglicht werden, geringer sind. So ist die Materialauswahl für die lichtleitende Schicht einer Beschränkung unterworfen.

Einerseits wird, wenn eine Bildbelichtung durch einen bestimmten Filterabschnitt und dann eine einheitliche Belichtung durch das bestimmte Licht durchgeführt wird, das auf dem bestimmten Filterabschnitt erzeugte Potential im wesentlichen gleich dem Untergrundpotential, verursacht durch Erscheinungen wie Nachladen.

Andererseits gibt es einen Potentialanstieg, der an anderen Filterabschnitten aufgrund des Dunkelabfalls des lichtempfindlichen Organs erzeugt wird. Deshalb ergibt sich zum Zeitpunkt, bei dem eine Entwicklung unter solchen Bedingungen vorgenommen wird, daß der bestimmte Filterabschnitt bei niedrigem Potential entwickelt wird, das Problem, daß der Toner auch auf die anderen Filterabschnitte gelangt und daß dadurch eine Farbvermischung stattfindet. Wenn weiterhin die Entwicklungsvorspannung so festgelegt wird, daß keine Farbvermischung hervorgerufen wird, erhält man lediglich eine Kopie, welche eine schlechte Abstufung besitzt und voll ist von hellen Stellen.

Der Erfinder hat die vorliegende Erfindung nach eifrigen Studien zur Lösung der Probleme gemacht, welche bei dem Gerät zur Mehrfarbenbilderzeugung gemäß der oben genannten japanischen Patentanmeldung Nr. 59-8 30 096 noch ungelöst blieben.

Als Verfahren zur Bilderzeugung mit Elektrofotografie ist weiterhin ein als NP-Methode (JP-PS 42-23 910) bezeichnetes Verfahren bekannt, bei dem ein lichtempfindliches Organ, das durch Aufbringen einer lichtleitenden Schicht und einer transparenten Isolierschicht auf ein leitendes Substrat gebildet ist, mit einer ersten Aufladung beaufschlagt wird und dieses dann einer Ladungsabsonderung (einer zweiten Aufladung) unterworfen wird, während es mit einer Bildbelichtung beaufschlagt wird, wobei ein primäres latentes Bild durch die Ladungsverteilung erzeugt wird, während das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ eingeebnet wird und wobei dann dieses einer Belichtung der Gesamtoberfläche unterworfen wird und dabei ein Potentialmuster als sekundäres Bild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs erzeugt und dieses sekundäre latente Bild mit einem Toner entwickelt wird.

Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren wird die Bildbelichtung von der Rückseite der Aufladungseinrichtung zum Zeitpunkt der Sekundäraufladung vorgenommen, und so ist das Gerät bezüglich seiner konstruktiven Gestaltung einer Beschränkung unterworfen. Da weiterhin die Bildbelichtung und die Sekundäraufladung gleichzeitig durchgeführt werden und dadurch auf der Oberfläche der Isolierschicht ein Potentialmuster ausgebildet wird, ist es für eine hohe Empfindlichkeit erforderlich, daß die in der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Organs erzeugten Elektronen bzw. Löcher in kurzer Zeit zu dem Substrat bewegt werden, und deshalb müssen lichtempfindliche Materialien verwendet werden, welche eine hohe Verschiebegeschwindigkeit der verwendeten Elektronen bzw. Löcher ermöglichen. Allgemein ermöglichen lichtempfindliche Schichten von anorganischen Substanzen, wie CdS und Se-Te, hohe Verschiebegeschwindigkeien der Elektronen bzw. Löcher, während lichtleitende Schichten aus organischen Substanzen allgemein nur geringere Geschwindigkeiten zulassen. So unterliegt die Materialauswahl für die lichtempfindlichen Schichten einer Beschränkung.

Bei dem Verfahren, bei welchem nach der Primäraufladung eine Sekundäraufladung durchgeführt und dann eine Bildbelichtung vorgenommen wird (Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 53-76 035) wird das oben erwähnte Problem dadurch gelöst, daß die Aufladung und die Bildbelichtung getrennt vorgenommen werden. Dabei werden jedoch die in die Grenzschicht der Isolierschicht bei der primären und der sekundären Aufladung injizierten und darin festgehaltenen Ladungen einem elektrischen Feld unterworfen, welches demjenigen entgegengesetzt ist, das zum Zeitpunkt der Injektion der Ladungen angelegt wurde. Wenn deshalb die injizierte Ladungsmenge oder die festgehaltene Ladungsmenge einer Veränderung unterliegt (beispielsweise einer Änderung beim Injektions- oder Auffangvorgang aufgrund einer Temperaturänderung oder einer Bewegung der lichtleitenden Schicht), wird das Oberflächenpotential in dem Teil instabil, welcher der Bestrahlung durch das Licht der Bildbelichtung unterliegt (dieser Teil wird nachfolgend als weißer Grundanteil bezeichnet). Andererseits wird das Potential in dem Anteil, der nicht dem Licht der Bildbelichtung unterworfen wird (dieser Anteil wird nachfolgend als schwarzer Grundanteil bezeichnet) stabiler als der bestrahlte Anteil, weil dieser Anteil so geregelt wird, daß er durch die Sekundäraufladung auf einem konstanten Oberflächenpotential liegt. Wenn unter diesen Voraussetzungen eine Entwicklung durchgeführt wird, wobei ein Toner auf den schwarzen Grundanteil gebracht wird, gelangt der Toner leicht auch auf den weißen Grundanteil, wo das Potential instabil ist, und so wird ein Grauschleier erzeugt. Deshalb kann die Kombination der bisherigen Bilderzeugungsmethode mit der normalen Entwicklung leicht durch eine Veränderung der Kennwerte des lichtempfindlichen Organs beeinflußt werden und ist deshalb nicht als vorteilhaft anzusehen.

Die vorliegende Erfindung entstand unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Situation, und es ist deshalb die Hauptaufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches in der Lage ist, eine Mehrzahl von elektrostatischen latenten Bildern für getrennte Farben mit einmaliger Bildbelichtung zu erzeugen, welches damit keinerlei Scherung der überlagerten Farben hervorbringt, welches weiterhin ausschließt, daß der Toner für eine spätere Entwicklung auf den früher entwickelten Anteil gelangt, auf welchen bereits ein Toner aufgebracht ist, und welches auf diese Weise in der Lage ist, ein Mehrfachbild hoher Qualität mit einem schnellen und einfachen Arbeitsgang zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Bilderzeugungsverfahren gelöst, welches die Verfahrensschritte aufweist, daß eine Bildbelichtung auf ein lichtempfindliches Organ erfolgt, welches ein mit einer Farbtrennfunktion versehenes Element, eine lichtleitende Schicht und eine Isolierschicht aufweist, daß das der Bildbelichtung unterworfene lichtempfindliche Organ einer Behandlung zur Abflachung des darauf befindlichen Oberflächenpotentials unterzogen wird, daß auf das lichtempfindliche Organ nach der Abflachungsbehandlung eine Belichtung der Gesamtoberfläche mit Licht einer bestimmten Farbe angewendet wird, um auf dem lichtempfindlichen Organ ein Potentialmuster in einem Anteil zu erzeugen, welcher der durch die Farbtrennung vorgesehenen Farbkomponente entspricht, und daß auf dem das Potentialmuster aufweisenden lichtempfindlichen Organ eine Bildbelichtung vorgenommen wird.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird außerdem bei einem Gerät zur Bilderzeugung dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes und eine Entwicklungseinrichtung einem lichtempfindlichen Organ gegenüberstehend angeordnet sind und dieses Organ ein auf seiner Oberfläche mit einer Farbtrennfunktion versehenes Element, eine lichtleitende Schicht und eine isolierende Schicht aufweist und daß die Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes eine Bildbelichtungseinrichtung, eine in einem Abschnitt hinter der Bildbelichtungseinrichtung angeordnete Aufladeeinrichtung zur Abflachung des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ sowie eine in einem Abschnitt hinter der Aufladeeinrichtung angeordnete Belichtungseinrichtung zur Belichtung der Gesamtoberfläche mit Licht einer bestimmten Farbe aufweist.

Mit der Erfindung wird weiterhin ein Bilderzeugungsgerät geschaffen, welches die Vorteile des Mehrfarben- Bilderzeugungsgerätes, welches in der bereits erwähnten japanischen Patentanmeldung 59-83 096 beschrieben ist, in vollem Umfang besitzt und welches keiner Beschränkung hinsichtlich der Materialauswahl für das lichtempfindliche Organ sowie hinsichtlich der Gestaltung bei der Konstruktion der Gesamtanordnung der Bildbelichtungsvorrichtung, der Aufladevorrichtung usw. unterliegt.

Zu diesem Zweck besitzt das Bilderzeugungsgerät eine Primär-Aufladeeinrichtung, eine Sekundär-Aufladeeinrichtung, eine Bildbelichtungseinrichtung, eine Tertiär- Aufladeeinrichtung sowie eine Einrichtung zur Belichtung der Gesamtoberfläche mit einer bestimmten Farbe, wobei diese Elemente hintereinander einem lichtempfindlichen Organ gegenüberstehend angeordnet sind, das seinerseits eine Oberflächenisolierschicht aufweist und eine spektrale Empfindlichkeit gegenüber mehr als zwei Farben zeigt.

Weiterhin wird mit der Erfindung ein Bilderzeugungsgerät geschaffen, welches keiner Beschränkung hinsichtlich der Materialauswahl für die lichtleitende Schicht und keiner Beschränkung hinsichtlich der konstruktiven Anordnung der Bildbelichtungseinrichtung bezüglich der sekundären Beladungseinrichtung unterliegt, welches weiterhin von Temperaturänderungen und von einer Alterung der lichtleitenden Schicht nicht beeinträchtigt wird sowie für eine normale Entwicklung geeignet ist.

Zu diesem Zweck besitzt das Bilderzeugungsgerät eine Primär-Aufladeeinrichtung, eine Sekundär-Aufladeeinrichtung, eine Bildbelichtungseinrichtung, eine Tertiär- Aufladeeinrichtung, eine Gesamtflächenbelichtungseinrichtung sowie eine Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung eines durch die Gesamtoberflächenbelichtungseinrichtung erzeugten elektrostratischen latenten Bildes, wobei diese Elemente nacheinander einem lichtempfindlichen Organ gegenüberstehend angeordnet sind, welches eine lichtleitende Schicht und eine Isolierschicht aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 19 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und dabei

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht des Inneren eines Bilderzeugungsgerätes;

Fig. 2 eine schematische, teilweise Vorderansicht des Inneren eines anderen Bilderzeugungsgerätes;

Fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12 und 13 jeweils Schnittansichten von lichtempfindlichen Organen;

Fig. 9, 10 und 11 jeweils lichtempfindliche Organe in Draufsicht;

Fig. 14, 15 und 17 jeweils Diagramme zur Darstellung von Veränderungen im Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ in einem Bilderzeugungsverfahren;

Fig. 16(a) bis 16(i) jeweils Diagramme zur Erklärung eines Bilderzeugungsverfahrens;

Fig. 18 eine schematische Vorderansicht auf das Innere eines weiteren Bilderzeugungsgerätes;

Fig. 19 eine Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung und

Fig. 20 ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung des Oberflächenpotentials eines lichtempfindlichen Organs.

Die Fig. 21 bis 33 dienen der Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; dabei zeigen:

Fig. 21(a) bis 21(j) jeweils Diagramme zur Erklärung eines Bilderzeugungsverfahrens;

Fig. 22 und 33 jeweils schematische Vorderansichten auf das Innere eines Bilderzeugungsgerätes;

Fig. 23 eine Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung;

Fig. 24 und 25 jeweils Diagramme zur Darstellung der Daten, die bei Verwendung eines Einkomponentenentwicklers erhalten wurden;

Fig. 26 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen Amplitude und Frequenz einer Wechsel- Vorspannung für den Fall der Verwendung eines Einkomponentenentwicklers;

Fig. 27 und 28 jeweils Diagramme zur Darstellung der Daten, die bei Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers erhalten wurden;

Fig. 29 eine Diagrammdarstellung der Beziehung zwischen Amplitude und Frequenz einer Wechsel- Vorspannung in dem Fall der Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers;

Fig. 30 und 31 jeweils Diagramme zur Darstellung der spektralen Empfindlichkeiten von lichtleitenden Schichten und

Fig. 32 eine Schnittdarstellung eines lichtempfindlichen Organs.

Die Fig. 34 bis 39 dienen zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; dabei zeigen:

Fig. 34 eine schematische Vorderansicht auf das Innere eines Bilderzeugungsgerätes;

Fig. 35 eine Schnittansicht eines lichtempfindlichen Organs;

Fig. 36(a) bis 36(e) jeweils schematische Darstellungen eines Beispiels für das Verfahren zur Erzeugung eines latenten Bildes;

Fig. 37(a) ein Diagramm zur Darstellung der Potentialveränderungen auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Organs entsprechend Fig. 36;

Fig. 37(b) eine Diagrammdarstellung der Potentialveränderungen auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Organs und

Fig. 38 und 39 jeweils Ablaufdarstellungen für Bilderzeugungsverfahren.

Die gezeigten Beispiele verwenden jeweils drei Arten von Filtern, nämlich rote, grüne und blaue Filter, welche jeweils rotes, grünes bzw. blaues Licht als Farbtrennfilter (das ist ein Filter, welches lediglich einen bestimmten Wellenlängenbereich des Lichtes durchläßt) durchlassen, sowie drei Arten von damit korrespondierenden Farbtonern, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Zahl von Farbkombinationen beschränkt.

Die Fig. 3 bis 8, 12 und 13 dienen zur schematischen Darstellung der Struktur von lichtempfindlichen Organen, wie sie bei der Erfindung verwendet werden, während die Fig. 9 bis 11 jeweils Draufsichten auf Beispiele von Filteranordnungen in der Filterverteilungsschicht in der Isolierschicht von lichtempfindlichen Organen darstellen; Fig. 1 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung für ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 16 ist ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren und Fig. 17 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der im Zeitablauf erfolgenden Zustandsänderung des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ während des Verfahrens.

In den Fig. 3 und 6 ist mit 1 ein leitendes Substrat bezeichnet, welches aus Aluminium, Eisen, Nickel, Kupfer oder einem anderen Metall bzw. deren Legierung o. dgl. besteht und in die Form eines Zylinders, eines Endlos-Riemens oder einer anderen Gestalt und Struktur gebracht ist, 2 bezeichnet eine lichtleitende Schicht oder eine lichtempfindliche Schicht mit getrennter Funktion, welche aus einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungsübertragungsschicht hergestellt ist, die aus einem lichtleitenden Material wie Schwefel, Selen oder amorphem Silizium oder aber einer Legierung mit Elementen wie Schwefel, Selen, Tellur, Arsen, Antimon o. dgl., einem anorganischen lichtleitenden Material wie einem Oxid, Iodid, Sulfid, Selenid usw. von Metallen wie Zink, Aluminium, Antimon, Wismut, Cadmium und Molybdän oder einem organischen lichtleitenden Material aus einer organischen lichtleitenden Substanz, wie Vinylcarbazol, Anthoracen-Phthalocyanin, Trinitroflourenon, Polyvinylcarbazol, Polyvinylanthoracen, Polyvinylpylen usw., gelöst in einem isolierenden Bindeharz wie Polyethylen, Polyester, Polypropylen, Polystyren, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polycarbonat, Acrylharz, Silikonharz, Fluorcarbonharz, Epoxyharz usw., besteht, und 3 bezeichnet eine Isolierschicht, welche eine unterteilte Schicht 3 a eines Farbtrennfilters für Farben wie Rot (R), Grün (G) und Blau (B) enthält, die aus Polymer oder verschiedenartigem Harz und färbenden Wirkstoffen, wie Farbstoff und Pigment, besteht. Die Isolierschicht 3 auf dem lichtempfindlichen Organ von Fig. 3 ist durch Aufbringen von isolierenden Materialien aus Harz o. dgl. unter Zusatz von färbenden Wirkstoffen zur Ausbildung von Farbtrennfiltern auf die lichtleitende Schicht 2 in einem vorgegebenen Muster durch Verfahren, wie beispielsweise Druckverfahren, ausgebildet; die Isolierschicht 3 in dem lichtempfindlichen Organ von Fig. 4 ist dadurch hergestellt, daß zunächst eine durchscheinende isolierende Schicht 3 b auf der lichtleitenden Schicht 2 mittels einer allgemein bekannten Methode aufgebracht wurde und dann färbende Wirkstoffe, färbendes Harz o. dgl. auf deren Oberfläche in einem vorgegebenen Muster mit Verfahren, wie Druckverfahren oder Aufdampfen, aufgebracht wurden; die Isolierschicht 3 auf dem lichtempfindlichen Organ von Fig. 5 ist dadurch hergestellt, daß auf dem lichtempfindlichen Organ von Fig. 4 zusätzlich eine durchscheinende Isolierschicht 3 b über der Isolierschicht 3 mittels einer bereits allgemein bekannten Methode aufgebracht wurde und die Isolierschicht 3 auf dem lichtempfindlichen Organ von Fig. 6 ist dadurch hergestellt, daß eine durchscheinende Isolierschicht 3 b wie bei der Herstellung der Isolierschicht 3 in Fig. 5 auf der Schicht vorgesehen wurde, welche durch Aufbringen von färbenden Wirkstoffen auf eine lichtleitende Schicht 2 in einem vorgegebenen Muster durch Methoden, wie direktes Drucken, Aufdampfen und Fotoätzen o. dgl. gewonnen wurde bzw. die auf der Isolierschicht 3 von Fig. 3 in der beschriebenen Weise ausgebildet wurde. Die Verfahren zur Ausbildung der Isolierschicht 3 sind nicht auf die oben erwähnten Möglichkeiten beschränkt, vielmehr kann ein Isolierfilm oder eine Isolierschicht mit einer unterteilten Schicht 3 a von Farbtrennungsfiltern durch irgendeine geeignete Methode hergestellt und auf eine lichtleitende Schicht 3 aufgebracht bzw. mit dieser verbunden werden.

Das lichtempfindliche Organ kann auch in einer Konstruktion angeordnet sein, wie sie von der Anmelderin bereits vorgeschlagen wurde (Japanische Patentanmeldung Nr. 59-1 99 547). Wie beispielsweise in Fig. 7 gezeigt ist, ist dieses in einer Schichtstruktur hergestellt, wobei eine isolierende Schicht 3 c auf einer Oberfläche einer lichtleitenden Schicht 2 angeordnet ist und wobei eine lichtdurchlässige, elektrisch leitende Schicht 1-2 und eine isolierende Schicht 3 a, die durch ein Farbtrennfilter gebildet ist, auf deren anderer Oberfläche in der erwähnten Reihenfolge aufgebracht sind. Die lichtdurchlässige, elektrisch leitende Schicht 1-2 ist beispielsweise durch Aufdampfen von Metall hergestellt. In dem Fall, daß ein lichtempfindliches Organ diese Struktur aufweist, wird das später diskutierte Aufladen von der Seite der isolierenden Schicht 3 c her vorgenommen, und die Bildbelichtung sowie die Gesamtflächenbelichtung werden von der Seite der isolierenden Schicht 3 a, die auf dem Farbtrennfilter ausgebildet ist, her vorgenommen.

In dem Fall, daß beispielsweise ein trommelförmiges lichtempfindliches Organ, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, verwendet wird, kann eine transparente isolierende Schicht 3 b auf der lichtleitenden Schicht 2 vorgesehen sein, und eine Schicht 3-2, die aus R-, G- bzw. B-Filtern besteht (einer Schicht ähnlich der oben erwähnten Schicht 3 a), kann über dieser und koaxial mit ihr angeordnet sein, wobei ein sehr kleiner Spalt md dazwischen verbleibt. Das heißt, ein zylindrisches Organ 3-2, gebildet aus R-, G- und B-Filtern, wird auf das trommelförmige lichtempfindliche Organ, das kein Filter aufweist, einstückig und koaxial mit diesem aufgebracht, wobei ein sehr kleiner Spalt md als Zwischenraum verbleibt. Aufgrund eines solchen Aufbaus kann jede der Filterschichten, deren Struktur in den Fig. 9, 10 und 11 (die später noch im einzelnen beschrieben werden) gezeigt ist, für die jeweilige Anwendung ausgewählt bzw. ausgetauscht werden. Damit jedoch das Bild durch die Filterzelle nicht stark verzerrt auf die Isolierschicht und die lichtleitende Schicht projiziert wird, sollte der Spalt md nicht zu groß sein. Außerdem brauchen die transparente Isolierschicht 3 b und die Filterschicht 3-2 nicht vollständig voneinander getrennt zu sein, vielmehr können sie auch einander berühren.

Die unterteilte Schicht 3 a des Farbtrennfilters, die in der Isolierschicht 3 durch Aufbringen von färbenden Wirkstoffen, gefärbtem Harz o. dgl. auf dieselbe gebildet ist, ist nicht auf die Form und Anordnung der kleinen Filter für die Farben R, G, B usw. beschränkt. Auch eine streifenförmige Verteilung, wie in Fig. 9 gezeigt, hat ihren Vorzug unter dem Gesichtspunkt der leichten Aufbringung des Musters, und eine Mosaikverteilung, wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, hat ihren Vorzug darin, daß auf diese Weise die Wiedergabe eines kritischen Mehrfarbenbildes ermöglicht wird. Die Filter der Farben R, G, B, usw. können in jeder Richtung bezüglich der Ausdehnungsrichtung des lichtempfindlichen Organs angeordnet sein, selbst wenn sie streifenförmig verteilt sind, nicht zu reden von der Mosaikverteilung. Das bedeutet, daß in dem Fall, wo das lichtempfindliche Organ ein rotierendes, trommelförmiges lichtempfindliches Organ ist, die Richtung entlang der Länge der Streifen parallel mit, rechtwinklig zu oder spiralenförmig um die Achse des lichtempfindlichen Organs verlaufen kann. Die Arten des Filters sind nicht auf die von drei Farben R, G bzw. B beschränkt. Es kann auch für drei andere Farben, wie beispielsweise Y (Gelb), M (Magenta-Rot) und C (Cyan- Blau) ausgelegt sein und, in dem Falle, daß es nicht für eine vollfarbige, sondern für eine zweifarbige Wiedergabe o. dgl. angewendet wird, kann es ein Farbtrennfilter von der Art sein, bei der Abschnitte für den Durchlaß von weißer Farbe und solche für den Durchlaß einer bestimmten Farbe (z. B. Rot) darauf verteilt sind. Was die individuelle Größe der Filter (Einzelfilterabschnitte) R (Rot), G (Grün), B (Blau), usw. betrifft, so wird, wenn diese zu groß wird, die Auflösung und die Farbmischungscharakteristik herabgesetzt, wodurch die Qualität des Bildes leidet, und wenn andererseits die Größe so klein wird, daß sie gleich oder kleiner ist als die Partikelgröße des Toners, so kann leicht ein Teil der einen Farbe durch benachbarte Teile von anderen Farben beeinträchtigt werden, und es wird auch schwierig, das Verteilungsmuster der Filter herzustellen. Deshalb wird im Falle der Verteilung von drei Filterarten gemäß den Zeichnungen vorzugsweise für jeden Filtersatz eine Breite oder Größe von 30-300 µm für die Länge ℓ eines jeden Zyklus bei einer zyklischen Verteilung gewählt. In dem Fall, wo sich die Anzahl der Filterarten ändert, wird natürlich auch der Bereich der oben erwähnten Länge ℓ geändert werden.

Vorzugsweise ist jedes Filter hochohmig. In dem Fall, wo sie nur einen niedrigen Widerstand besitzen, werden zwischen ihnen Luftspalte vorgesehen oder isolierende Materialien dazwischengesetzt, so daß sie elektrisch voneinander isoliert sind.

Anstelle der Verwendung der Schicht 3 a, die gemäß obiger Beschreibung auf einem Farbtrennungsfilter ausgebildet wird, kann ein lichtempfindliches Organ verwendet werden, bei welchem eine lichtleitende Schicht mit einer Farbtrennfunktion vorgesehen ist. Die Fig. 12 und 13 zeigen Beispiele von lichtempfindlichen Organen, die bereits früher durch die Anmelderin vorgeschlagen wurden (s. japanische Patentanmeldung 59-2 01 085). Das lichtempfindliche Organ gemäß Fig. 12 wird so hergestellt, daß eine lichtleitende Schicht 2-2, die eine große Zahl von lichtleitenden Abschnitten 2 R, 2 G und 2 B mit der jeweiligen notwendigen spektralen Empfindlichkeit oder lichtleitende Abschnitte mit jeweils einer Empfindlichkeit für beispielsweise die Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) enthält, auf dem leitenden Substrat 1 ausgebildet wird und daß darüber eine transparente Isolierschicht 3 b vorgesehen wird. Das lichtempfindliche Organ gemäß Fig. 13 ist so gestaltet, daß eine Ladungsverschiebeschicht 2-3 b auf dem leitenden Substrat 1 ausgebildet wird, daß eine Ladungserzeugungsschicht 2-3 a, die aus Abschnitten 2 B, 2 R und 2 G mit unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeiten darüber ausgebildet wird und daß eine transparente Isolierschicht 3 b weiterhin über der Anordnung vorgesehen wird. Bei dem lichtempfindlichen Organ von Fig. 13 besteht die lichtleitende Schicht 2-3 aus der Ladungserzeugungsschicht 2-3 a und der Ladungsverschiebeschicht 2-3 b. Die ebene Struktur der lichtleitenden Schicht 2-2 von Fig. 12 und der Ladungserzeugungsschicht 2-3 a von Fig. 13 kann von der planaren Struktur, wie sie in den Fig. 9, 10 und 11 gezeigt ist, sein, entsprechend der oben beschriebenen Isolierschicht, die von dem Farbtrennfilter gebildet wird.

Das Bilderzeugungsgerät von Fig. 1 ist so gestaltet, daß es ein lichtempfindliches Organ (Bildaufnehmer) 4 in Trommelform verwendet, welches aus einem lichtempfindlichen Organ gemäß obiger Beschreibung gebildet ist und ein mehrfarbiges Bild entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt. Demnach dreht sich der Bildaufnehmer 4 in der mit dem Pfeil angedeuteten Richtung, und seine Oberfläche wird durch eine Aufladevorrichtung 5 auf ein einheitliches Potential aufgeladen, ferner werden, während eine elektrische Aufladung mittels einer Aufladevorrichtung 16, die eine Wechselstrom- oder Gleichstrom-Koronaentladung mit dem entgegengesetzten Vorzeichen zu der der Aufladevorrichtung 5 erzeugt, an die aufgeladene Oberfläche angelegt wird, Strahlen von weißem Licht, die ein Original reflektiert oder durchgehend abtasten, mittels einer Bildbelichtungsvorrichtung 6 durch einen Schlitz der Aufladevorrichtung eingeführt, um die Oberfläche zu bestrahlen, dabei wird eine Bildbelichtung und Aufladung mit der entgegengesetzten Polarität zu der primären Aufladung gleichzeitig durchgeführt und dann wird das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Organs mittels einer Aufladevorrichtung 26, die ähnlich ist der Aufladevorrichtung 16, eingeebnet. Was diese Behandlung zur Abflachung des Oberflächenpotentials betrifft, so wird sie später im einzelnen noch beschrieben.

Nachfolgend wird die aufgeladene Oberfläche einheitlich mit blauem Licht L _B von einer Farbbelichtungsvorrichtung 7 B bestrahlt, wobei ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, welches gewährleistet, daß die oben erwähnte Oberfläche einer Bildbelichtung mit einem zur blauen Farbe komplementären Farbbild unterworfen wird. Dann wird das elektrostatische latente Bild mittels einer Entwicklungsvorrichtung 8 Y, die gelben Toner als Entwickler verwendet, entwickelt, und das lichtempfindliche Organ 4 wird nach der Entwicklung der Entladung mittels einer Aufladungsvorrichtung 9 Y, die eine ähnliche Koronaentladung wie die Bildbelichtungsvorrichtung 6 erzeugt, unterworfen, wobei das Potential des Bildaufnehmers 4 geglättet wird. Die Oberfläche mit dem darauf geglätteten Potential wird einheitlich mit grünem Licht von einer Farbbelichtungsvorrichtung 7 G bestrahlt, und dabei wird ein elektrostatisches latentes Bild darauf erzeugt, welches ein zur grünen Farbe komplementäres Farbbild ergibt, und dann wird das elektrostatische latente Bild mittels einer Entwicklungsvorrichtung 8 M, die einem magentaroten Toner als Entwickler verwendet, entwickelt; nach der Entwicklung wird der Bildaufnehmer 4 einer Koronaentladung mittels einer Aufladevorrichtung 9 M ähnlich der Aufladevorrichtung 9 Y unterworfen, und dabei wird das Potential auf dem lichtempfindlichen Organ 4 geglättet. Die Oberfläche mit dem darauf geglätteten Potential wird einheitlich mit rotem Licht L _R von einer Farbbelichtungsvorrichtung 7 R bestrahlt, und dabei wird ein elektrostatisches latentes Bild darauf erzeugt, welches ein zur roten Farbe komplementäres Farbbild ergibt; dann wird das elektrostatische latente Bild mittels einer Entwicklungsvorrichtung 8 C, die einen cyan- blauen Toner als Entwickler verwendet, entwickelt, und so wird ein mehrfarbiges Bild, bestehend aus den dreifarbigen Tonerbildern von Gelb, Magentarot, und Cyan, auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs überlagert. Das mehrfarbige Bild wird nach Erhalt einer Entladung von einer Vorübertragungs-Aufladevorrichtung 14 mittels einer Übertragungsvorrichtung 10 auf ein Aufzeichnungspapier P übertragen, welches mittels einer nicht dargestellten Papierzuführungsvorrichtung zugeführt wird. Das Aufzeichnungspapier mit dem übertragenen Bild darauf wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4 mittels einer Trennvorrichtung 11 abgetrennt, mit einer nicht gezeigten Fixiervorrichtung behandelt, um das mehrfarbige Bild zu fixieren, und aus dem Gerät ausgetragen. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4, von der das mehrfarbige Bild übertragen wurde, wird mittels einer Ladungsabscheidevorrichtung 12, welche eine Bestrahlung und Entladung durchführt, von ihrer Elektrizität befreit und dann von darauf befindlichem restlichen Toner mittels einer Reinigungsvorrichtung 13 gereinigt, und sie kehrt schließlich in ihren ursprünglichen Zustand zur Erzeugung eines weiteren mehrfarbigen Bildes zurück.

Üblicherweise wird das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ mittels der Aufladungsvorrichtung 16 der Bildbelichtungsvorrichtung 6 nicht vollständig abgeflacht, wie in Fig. 20 gezeigt ist. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen entlang der Abszisse die Aufladungsvorrichtungen und die Gesamtflächenbelichtungsvorrichtung, und die Ordinate zeigt die Größe des Oberflächenpotentials (Relativwert) des lichtempfindlichen Organs.

Im einzelnen wird das Oberflächenpotential in dem nicht belichteten Teil (dem schwarzen Grundanteil oder farbigen Anteil im Original) durch die Bildbelichtung genügend vermindert, wie mit der ausgezogenen Linie in der Zeichnung gezeigt ist, doch das Oberflächenpotential in dem belichteten Anteil (weißer Grundanteil in dem Original) wird etwas höher gehalten als der nicht belichtete Anteil, wie mit der gestrichelten Linie angedeutet ist. Diese Erscheinung ist mit der Tatsache zu erklären, daß das Oberflächenpotential in dem belichteten Anteil sich durch die Übertragung von Licht und durch den Abfall der Auffangwirkung der lichtleitenden Schicht ändert und daß deshalb das Oberflächenpotential nicht abfällt, obwohl die Aufladungswirkung auf der isolierenden Schicht höher ist als beim nicht belichteten Anteil. Die strichpunktierte Linie in der Zeichnung zeigt einen Wechsel im Oberflächenpotential beim nicht belichteten Anteil, der durch eine Gesamtflächenbelichtung mit Licht einer bestimmten Farbe hervorgerufen wird.

Wenn die Oberfläche mit der oben beschriebenen Oberflächenpotentialdifferenz zwischen dem belichteten Anteil und dem nicht belichteten Anteil in der gegebenen Form einer nachfolgenden Ganzflächenbelichtung mit Licht einer bestimmten Farbe unterworfen wird, um eine latente Bildformation darauf zu erzeugen, so haftet der Toner, da ein Potentialmuster gemäß der Darstellung in Fig. 20 vorliegt, zum Zeitpunkt der Entwicklung nicht nur auf dem Anteil, auf dem er haften sollte, sondern auch auf dem anderen Anteil, und im Ergebnis wird auf dem erhaltenen Bild eine Farbunschärfe erzeugt.

Eine solche Erscheinung verursacht keinerlei Ärger bei einem Gerät zur Erzeugung eines einfarbigen Bildes, welches mit einer transparenten Isolierschicht auf der Oberflächenschicht versehen ist, da die Bilderzeugung lediglich durch Unterscheidung zwischen belichtetem Anteil und nicht belichtetem Anteil erfolgt. Bei der Erzeugung eines vollfarbigen Bildes gibt es jedoch für jedes Filter einen belichteten Anteil und einen nicht belichteten Anteil und dadurch, daß die Oberflächenpotentialniveaus in Abhängigkeit von der Filterart (B, G, R) ein wenig voneinander abweichen (s. Fig. 20) wird eine Farbunschärfe durch das oben beschriebene unerwünschte Anhaften von Toner erzeugt.

Die Aufladevorrichtung 26 ist dazu vorgesehen, die unvollständige Abflachung des von der Aufladevorrichtung 16 erzeugten Oberflächenpotentials zu beseitigen und das Oberflächenpotential vollständig abzuflachen, wie dies in den Fig. 14 und 15 gezeigt ist. Fig. 14 zeigt den Fall, wo das Potential im belichteten Anteil auf das Niveau des nicht belichteten Anteils gebracht wurde, während Fig. 15 den Fall zeigt, bei dem das Potential in dem nicht belichteten Anteil auf das Niveau des belichteten Anteils gebracht wurde, wobei in jedem Fall die Abflachung bezweckt wurde.

Die Aufladevorrichtung 26 kann eine Koronaentladungsvorrichtung eines Corotrons oder Scorotrons für eine Gleichstrom-Korona von gleicher oder ungleicher Polarität zu der der Aufladevorrichtung 16 oder für eine Wechselstromkorona sein. Weiterhin kann die Aufladevorrichtung 26 in einem Stück mit der Belichtungsvorrichtung 6 ausgebildet sein, welche im Anschluß an die Aufladevorrichtung 16 an dessen Rückseite gemäß Darstellung in Fig. 2 angebracht ist. Bei dieser Anordnung wird das Gitter zur Steuerung des abgeflachten Potentials zweigeteilt, und es werden Spannungen V ₁ und V ₂ angelegt. Die Spannung V ₂ für den Abflachungsbereich kann vorzugsweise gleich der Spannung V ₁ gemacht werden oder so eingestellt werden, daß die Ladungen für das latente Bild (Unebenheit im Oberflächenpotential) eliminiert werden können.

Jeder Schritt bei dem oben beschriebenen Mehrfarbenbild- Erzeugungsverfahren, das mit dem Gerät nach Fig. 1 ausgeführt wird, soll nachfolgend außerdem mit bezug auf Fig. 16 beschrieben werden. Zufällig zeigt die Fig. 16 den Fall, bei dem ein lichtleitendes Material aus einem Halbleiter vom n-Typ, wie Cadmiumsulfid, für die lichtleitende Schicht 2 des lichtempfindlichen Organs 4 verwendet wird, und die Bezugszeichen in Fig. 16, die mit denen in den Fig. 1 bis 11 identisch sind, bezeichnen Organe, die die identischen Funktionen ausführen.

Fig. 16(a) zeigt den Zustand des rotierenden lichtempfindlichen Organs 4, welches einheitlich mit einer von der Aufladevorrichtung 5 erzeugten positiven Koronaentladung aufgeladen ist. Auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 3 werden positive elektrische Ladungen erzeugt, und entsprechend dazu werden auf der Grenzschicht zwischen der lichtleitenden Schicht 2 und der isolierenden Schicht 3 negative Ladungen induziert, und im Ergebnis zeigt das elektrische Potential auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4 ein einheitliches Potential, wie dies mit der Linie für das Potential E gezeigt ist.

Fig. 16(b) zeigt den Zustand der oben erwähnten aufgeladenen Oberfläche, welche einer Bildbelichtung durch die Bildbelichtungsvorrichtung 6 unterworfen wurde. Die Zeichnung zeigt beispielshalber eine Veränderung der aufgeladenen Oberfläche in dem Anteil, der mit der roten Farbkomponente L _R bestrahlt wurde. Da die rote Farbkomponente L _R durch den R-Filteranteil der isolierenden Schicht 3 durchgelassen wird und den darunter liegenden Anteil der lichtleitenden Schicht 2 leitend macht, werden die Ladungen auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 3 und die negativen Ladungen auf der Grenzfläche zwischen der lichtleitenden Schicht 2 und der isolierenden Schicht 3 in diesem Anteil durch die Wirkung der Aufladevorrichtung 16 entfernt. Außerdem wird das Potentialmuster durch die Aufladevorrichtung 26 genügend geglättet. Da andererseits die rote Farbkomponente L _R nicht durch die G- und B-Filteranteile hindurchgelassen wird, bleiben die negativen Ladungen auf der lichtleitenden Schicht 2 in diesen Anteilen bestehen. Ähnliches gilt für die anderen Farbkomponenten der Bildbelichtung. So wird auf der Grenzschicht zwischen der isolierenden Schicht 3 und der lichtleitenden Schicht 2 ein latentes Bild mit einer Beladungsdichte erzeugt, die der durch das jeweilige Filter durchgelassenen Farbkomponente entspricht. Durch die Wirkung der Aufladevorrichtung 16 der Bildbelichtungsvorrichtung 6 und der Aufladevorrichtung 26 wird jedoch das Potential auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs eingeebnet, wie dies aus der Linie für das Potential E ersichtlich ist, unabhängig von den jeweiligen Beträgen der elektrischen Ladungen auf der Grenzschicht zwischen der isolierenden Schicht 3 und der lichtleitenden Schicht 2, oder, anders ausgedrückt, unabhängig davon, ob eine Bestrahlung durch die Bildbelichtung erfolgt ist oder nicht. Ähnliche Ergebnisse werden für die grüne Farbkomponente und die blaue Farbkomponente der Bildbelichtung erhalten, und der Zustand, bei welchem diese Ergebnisse zusammengefaßt sind, ergibt sich als Folge der durch die Bildbelichtungsvorrichtung 6 vorgenommenen Bildbelichtung, jedoch ist in dem vorliegenden Zustand keine Funktion als elektrostatisches Bild vorgesehen.

In dem Fall, bei dem die Aufladevorrichtung 26 nicht auf die Oberfläche einwirkt, wird das Oberflächenpotential an dem R-Filteranteil etwas höher gehalten als das an den G- und B-Filteranteilen.

Wenn eine Entladungsbehandlung durch die Aufladevorrichtung 26 auf die Oberfläche des oben beschriebenen Zustandes gemäß der Darstellung in Fig. 16(c) zur Einwirkung kommt, dann wird das Oberflächenpotential an dem R-Filteranteil durch diese Entladung wesentlich bis auf das Nullniveau gleich dem G- und dem B-Filteranteil herabgesetzt, und so wird das Oberflächenpotential für alle Filteranteile vollständig eben.

Obwohl dies weggelassen und in Fig. 16 nicht gezeigt ist, werden die gleichen Resultate für die grüne Komponente und die blaue Komponente der Bildbelichtung erreicht, und der Zustand, bei welchem diese Ergebnisse zusammengefaßt sind, wird durch die mittels der Bildbelichtungsvorrichtung 6 erzeugte Bildbelichtung und durch die mittels der Aufladevorrichtung 26 erzeugte Entladung erzeugt. Dieser Zustand ist derjenige, bei dem ein primäres latentes Bild - welches nicht als elektrostatisches Bild wirkt - erzeugt wird.

Fig. 16(d) zeigt den Zustand der oben beschriebenen Oberfläche nach Unterwerfung unter die Bildbelichtung, wobei die Oberfläche einer einheitlichen Belichtung mit blauem Licht L _B, das von der Farbbelichtungsvorrichtung 7 B erzeugt wird, unterworfen wurde. Da das blaue Licht L _B nicht durch den R- und den G-Filteranteil hindurchgelassen wird, erfahren diese Anteile keine Veränderung, doch da es durch den B-Filteranteil hindurchgeht, wird der Anteil der darunterliegenden lichtleitenden Schicht 2 leitend gemacht, wodurch die elektrischen Ladungen auf der oberen und der unteren Grenzschicht der lichtleitenden Schicht 2 neutralisiert werden und im Ergebnis ein Potentialmuster erscheint, welches ein komplementäres Farbbild zur Farbe B ergibt, welches durch die vorhergehende Bildbelichtung an dem B-Filteranteil auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 3 erzeugt wurde, wie mit der graphischen Darstellung des Potentials E gezeigt ist.

Fig. 16(e) zeigt den Zustand des elektrostatischen latenten Bildes, das vorher durch die Gesamtflächenbelichtung mit dem blauen Licht L _B erzeugt wurde und nunmehr mittels der Entwicklungsvorrichtung 8 Y entwickelt wurde, welche als Entwickler negativ aufgeladene gelbe Tonerpartikel T _Y von der zur Farbe B komplementären Farbe verwendet. Der gelbe Toner T _Y haftet lediglich an dem B-Filteranteil, der etwas Potential zeigt, und er haftet nicht an dem R- und dem G-Filteranteil, welche kein Potential aufweisen. So wird ein Tonerbild von gelber Farbe als einer der getrennten Farben auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4 erzeugt. Das Potential an dem B-Filteranteil wird durch das Anhaften des gelben Toners herabgesetzt, jedoch immer noch auf einem bestimmten Niveau gehalten, wie dies in der graphischen Darstellung für das Potential E gezeigt ist, und deshalb kommt es manchmal vor, daß ein anderer Toner an diesem Anteil bei der nachfolgenden Entwicklung anhaftet und damit eine Farbunschärfe verursacht.

Fig. 16(f) zeigt den Zustand der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4, welche vorher durch die Entwicklungsvorrichtung 8 Y entwickelt wurde und nunmehr einer mittels der Aufladevorrichtung 9 Y erzeugten Koronaentladung unterworfen wurde, um zu verhindern, daß andere Tonerpartikel an dem B-Filteranteil anhaften. Diese mittels der Aufladevorrichtung 9 Y durchgeführte Entladung, die sich von der starken Entladung durch die Aufladevorrichtung 5 unterscheidet, hat fast keine Wirkung auf den R- und den G-Filteranteil, doch sie vermindert hauptsächlich das Potential an dem B- Filteranteil, an welchem der gelbe Toner T _Y haftet. Deshalb wird das Oberflächenpotential einheitlich, so daß es Null zeigt, wie dies in der Darstellung für das Potential E gezeigt ist. Dadurch wird verhindert, daß andere Toner an dem B-Filteranteil anhaften, wo der gelbe Toner T _Y haftet (und haften soll), und das Auftreten einer Farbunschärfe wird so vermieden.

Nachfolgend wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4 mit dem darauf ausgebildeten gelben Tonerbild von Fig. 16(f) einer Gesamtflächenbelichtung mit grünem Licht L _G von einer Farbbelichtungsvorrichtung 7 G unterworfen, und dadurch erscheint nunmehr auf dem G-Filteranteil ein Bildpotential, genauso wie dies im Zusammenhang mit Fig. 16(d) entsprechend beschrieben wurde. Wenn das elektrostatische latente Bild mittels einer Entwicklungsvorrichtung 8 M, welche einen magentaroten Toner als Entwickler verwendet, entwickelt wird, dann haftet der magentarote Toner lediglich auf dem G-Filteranteil, und es wird ein magentarotes Tonerbild so wie im Fall von Fig. 16(e) erzeugt. Auf diese Weise werden die Tonerbilder von zwei Farben gegenständlich überlagert. Diese Oberfläche mit dem darauf geformten Bild wird auch einer von einer Aufladevorrichtung 9 M erzeugten Koronaentladung unterworfen, und dadurch wird das Potential an dem G-Filteranteil an welchem der magentarote Toner haftet, gesenkt, so daß das Anhaften eines anderen Toners an diesem Anteil vermieden wird. Diese Schritte sind in den Fig. 16(g), (h) und (i) gezeigt.

Wenn danach die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4 mit dem darauf ausgebildeten zweifarbigen Tonerbild einer Gesamtflächenbelichtung mit Rotlicht L _R von einer Farblicht-Belichtungsvorrichtung 7 R unterworfen wird, so wird, da auf dem R-Filteranteil in diesem Moment keinerlei Bildpotential erscheint, das elektrostatische latente Bild mittels einer Entwicklungsvorrichtung 8 C, welche einen cyanblauen Toner als Entwickler verwendet, nicht entwickelt, und es wird keinerlei cyanblauer Toner ausgebildet. Folglich wird ein aus Gelb und Magentarot gebildetes rotes Farbbild erzeugt, welches keine Scherung in den überlagerten Farben aufweist, und es wird keine Farbunschärfe auf dem Bildaufnehmer 4 erzeugt.

Zufällig zeigte die Fig. 16 ein Beispiel, bei welchem die lichtleitende Schicht 2 des lichtempfindlichen Organs 4 aus einem Foto-Halbleiter vom n-Typ besteht, doch ist es natürlich möglich, statt dessen einen Foto- Halbleiter vom p-Typ, wie Selen für die lichtleitende Schicht 2 zu verwenden, wobei in diesem Falle positive und negative Vorzeichen der elektrischen Ladungen alle umgekehrt werden, der grundsätzliche Verfahrensablauf im wesentlichen jedoch der ganz gleiche ist. Wenn die Injektion von elektrischen Ladungen mittels der Aufladevorrichtung 5 in das lichtempfindliche Organ 4 schwierig ist, kann eine einheitliche Bestrahlung mit Licht gleichzeitig vorgenommen werden. Obwohl das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 4 nach der Aufladung gemäß Fig. 16(c) im wesentlichen zu Null gemacht wurde, kann dieses mit einer leichten positiven oder negativen Vorspannung versehen sein.

Die Beziehung zwischen den Farben und den Schritten der Bilderzeugung mit Tonern von drei primären Farben mittels der oben beschriebenen Methode unter Verwendung von drei getrennten Farben ist unten in Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle 1 bedeutet das Symbol "" das primäre latente Bild, das Symbol "○" bedeutet das elektrostatische latente Bild, und das Symbol "" bedeutet das Tonerbild. Weiterhin bedeutet das Symbol "↓", daß der in der darüberliegenden Spalte bzw. Zeile gezeigte Zustand beibehalten wird, und eine leere Spalte bzw. Zeile zeigt das Fehlen eines Bildes. Außerdem bedeutet das Symbol "-" in der Zeile "haftender Toner", daß kein Toner haftet, und die Zeichen Y, M, C zeigen jeweils an, daß gelber Toner, magentaroter Toner bzw. cyanblauer Toner jeweils anhaftet.

Tabelle 1

Fig. 17 zeigt Veränderungen in dem Oberflächenpotential auf dem B-, dem G- und dem R-Filteranteil auf dem lichtempfindlichen Organ während des oben beschriebenen Bilderzeugungsverfahrens. In der Kurve bedeutet jeder der Abschnitte 5, 16, 26, 7 B, 8 Y, 9 Y, 7 G, 8 M, 9 M, 7 R und 8 C entlang der Abszisse diejenige Zeitspanne, während welcher das dem betreffenden Bezugszeichen entsprechende Element in Fig. 1 bzw. 16 sich in einem Schritt befindet, in welchem es auf das lichtempfindliche Organ 4 einwirkt, und die Buchstaben B, G und R zeigen jeweils ein maximales oder ein minimales Potential in jedem Filteranteil an. (Bei dem oben gezeigten Zeitablauf während des Verfahrens sind die Zeitperioden zwischen der primären Aufladung und der sekundären Aufladung sowie zwischen der Gesamtoberflächenbelichtung und der Entwicklung weggelassen.)

Das Gerät zur Bildung eines mehrfarbigen Bildes gemäß Fig. 18 ist so aufgebaut, daß es in der Lage ist, ein Tonerbild einer Farbe bei einer Umdrehung des lichtempfindlichen Organs 4 zu erzeugen, und es unterscheidet sich von dem Gerät gemäß Fig. 1 darin, daß die Gesamtoberflächenbelichtung mittels einer Lampenvorrichtung erfolgt, welche mit einer blauen, einer grünen, einer roten und einer infraroten Lichtquelle versehen ist, welche durch Umschalten von der einen zur anderen oder auch gleichzeitig verwendet werden können, und daß das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 4 nach der Entwicklung abgeflacht wird, indem die Aufladevorrichtung 16 der Bildbelichtungsvorrichtung 6 oder die Aufladevorrichtung 26 verwendet wird. Auch bei diesem Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes werden die Bilderzeugungsschritte entsprechend der Beschreibung zu Fig. 16 durchgeführt, und dadurch können sowohl ein mehrfarbiges Bild frei von Farbscherungen als auch ein einfarbiges Bild mit guter Bilddichte und Auflösung erzeugt werden. Im einzelnen heißt das, wenn ein dreifarbiges Bild erzeugt werden soll, dann wird das lichtempfindliche Organ 4 mittels der Aufladevorrichtung 5 aufgeladen, und die Bildbelichtung wird durch die Aufladevorrichtung 16 vorgenommen, und dann wird, nachdem das Oberflächenpotential durch die Aufladevorrichtung 26 eingeebnet wurde, die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 4 der Gesamtoberflächenbelichtung mittels eines blauen Lichts von der Lampe 7 unterworfen, und das auf diese weise erzeugte Potentialmuster wird durch die Entwicklungsvorrichtung 8 Y entwickelt, wobei ein Bild mit gelbem Toner erzeugt wird. Das Tonerbild gelangt durch die Entwicklungsvorrichtungen 8 M, 8 C und 8 K, die Vorübertragungs-Aufladevorrichtung 14, die Übertragungsvorrichtung 16, die Trennvorrichtung 11, die Reinigungsvorrichtung 13 und die Aufladevorrichtung 5, ohne daß sie davon beeinflußt wird. Wenn das lichtempfindliche Organ 4 die Position an der Aufladevorrichtung 16 bzw. 26 erreicht hat, erhält es hiervon eine Koronaentladung, so daß sein Oberflächenpotential eingeebnet wird, und dann empfängt es die Gesamtoberflächenbelichtung mit grünem Licht, und ein Potentialmuster wird darauf erzeugt. Nachfolgend wird dieses Potentialmuster mittels der Entwicklungsvorrichtung 8 M entwickelt, und dabei wird. ein Bild mit magentarotem Toner erzeugt. In gleicher Weise wird die Bildung eines Potentialmusters mit rotem Licht und eine Entwicklung mit der Entwicklungsvorrichtung 8 C durchgeführt. Wenn ein dickeres Bild gewünscht wird, wird das fotoempfindliche Organ 4 nach der Glättung des Potentials weiterhin einer Bestrahlung mit weißfarbigem oder infrarotem Licht von der Gesamtoberflächen- Belichtungseinrichtung 7 unterworfen, und das auf diese Weise ausgebildete Potentialmuster wird mittels der Entwicklungsvorrichtung 8 K entwickelt, und auf diese Weise wird ein farbiges Tonerbild mit zusätzlich aufgebrachtem schwarzem Toner erhalten.

Das vorliegende Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes ist im wesentlichen genauso einfach aufgebaut wie eine Kopiermaschine für eine Farbe, mit Ausnahme der erhöhten Anzahl von Entwicklungsvorrichtungen, und so besitzt es den Vorteil, daß es mit einer geringeren Größe und zu niedrigeren Kosten bereitgestellt werden kann. In Fig. 18 enthaltene Bezugszeichen, die identisch sind mit denen in Fig. 1, bezeichnen Elemente, die auch identische Funktionen ausführen.

Als Entwicklungsvorrichtung 8 Y-8 K zur Verwendung für ein Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes gemäß Fig. 1 oder Fig. 18 wird vorzugsweise eine Magnetbürsten- Entwicklungsvorrichtung verwendet, wie sie in Fig. 19 gezeigt ist.

Die Entwicklungsvorrichtung von Fig. 19 ist derart ausgelegt, daß mindestens eine Entwicklungstrommel 81 oder ein magnetisches Organ 82, welches mit Nord- und Südpolen auf seiner Umfangsfläche innerhalb der Entwicklungstrommel 81 versehen ist, sich dreht, wodurch der von der Magnetkraft des Magnetorgans 82 aus einem Entwicklerreservoir 83 auf die Oberfläche der Entwicklungstrommel 81 angezogene Entwickler in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung bewegt wird. Auf halbem Wege der Entwicklerförderung wird dessen geförderte Menge durch eine Schichtdicken-Regulierungsklinge 84 reguliert, wobei eine Entwicklerschicht gebildet wird, und diese Entwicklerschicht entwickelt das lichtempfindliche Organ 4 entsprechend dem auf ihm in dem Entwicklungsbereich ausgebildeten Potentialmuster, wo die Entwicklungstrommel dem lichtempfindlichen Organ 4 gegenübersteht. Während der Entwicklung wird die Entwicklungstrommel 81 mit einer Entwicklungs-Vorspannung von einer Vorspannungs-Quelle 80 beaufschlagt. Wenn nötig, kann die Vorspannung auch dann an die Entwicklungstrommel 81 angelegt werden, wenn keine Entwicklung durchgeführt wird, um eine Übertragung von Toner von der Entwicklungstrommel 81 auf das lichtempfindliche Organ 4 oder von dem lichtempfindlichen Organ 4 zurück zur Entwicklungstrommel zu vermeiden.

Oder es kann während der entwicklungsfreien Zeitspanne die während der Entwicklung (während der Einschaltdauer der Entwicklung) anliegende Wechselspannungskomponente abgeschaltet werden, wobei lediglich eine Gleichspannungskomponente an der Entwicklungstrommel anliegt, diese kann in einem driftenden Zustand oder mit Erdung angelegt werden, oder es ist auch möglich, eine Gleichstrom-Vorspannung der gleichen Polarität wie der des Toners anzulegen; die Entwicklungsvorrichtung kann auch von dem Bildaufnehmer getrennt sein oder einige dieser Maßnahmen können gleichzeitig verwendet werden. Das Bezugszeichen 85 bezeichnet eine Reinigungsklinge zum Abschaben der Entwicklerschicht von der Entwicklungstrommel 81, welche den Entwicklungsbereich passiert hat, um den Entwickler in das Entwicklerreservoir 83 zurückzubringen, das Bezugszeichen 86 bezeichnet eine Rührvorrichtung zum Umrühren und Vergleichmäßigen des Entwicklers sowie zur Erzeugung einer Reibungselektrizität auf den Tonerpartikeln, das Bezugszeichen 88 bezeichnet eine Zufuhrwalze zur Zufuhr des Toners von einem Toner-Einfülltrichter 87 in das Entwicklerreservoir 83.

Der bei einer derartigen Entwicklungsvorrichtung verwendete Entwickler kann lediglich aus einem Toner bestehen, als sogenannter Einkomponentenentwickler, oder er kann auch aus einem Toner mit einem magnetischem Träger bestehen, als sogenannter Zweikomponentenentwickler. Bei der Entwicklung kann man das Verfahren verwenden, bei dem die Entwicklerschicht, d. h. eine Magnetbürste, direkt entlang der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs gleitet; um jedoch das jeweils vorhergehende Tonerbild nicht zu beschädigen, ist es insbesondere für den zweiten und die späteren Entwicklungsvorgänge vorzuziehen, ein Verfahren zu verwenden, bei dem die Entwicklerschicht außer Kontakt mit dem lichtempfindlichen Organ gehalten wird, wie dies beispielsweise in der US-PS 38 93 418 und der JP-OS 55-18 656 und insbesondere in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 58-57 446, 58-2 38 295 und 58-2 38 296 beschrieben ist. Diese Verfahren sind von der Art, daß sie einen Einkomponenten- oder einen Zweikomponenten- Entwickler einschließlich eines nicht-magnetischen Toners verwenden, bei welchem eine Färbung frei gewählt werden kann, wobei die Entwicklung mittels eines in dem Entwicklungsbereich erzeugten elektrischen Wechselfeldes erfolgt und wobei das Aufnahmeorgan für das elektrostatische Bild sowie die Entwicklerschicht jeweils außer Kontakt gehalten werden. Das kontaktlose Entwickeln wird so ausgeführt, daß der Abstand zwischen der Entwicklertrommel und dem lichtempfindlichen Organ größer als die Dicke der Entwicklerschicht gehalten wird (während sie auf gleichem Potentialniveau gehalten werden), wobei die nachfolgend beschriebenen verschiedenen Bedingungen eingehalten werden.

Als Farbtoner für die Verwendung bei der Entwicklung können die zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern nach dem Stand der Technik gewonnenen Toner verwendet werden, welche aus bekanntem, für gewöhnlichen Toner verwendeten Bindeharz, einem färbenden Wirkstoff, wie einem organischen oder anorganischen Pigment oder Farbstoff mit verschiedenen chromatischen und achromatischen Farben sowie verschiedenen magnetischen Zusatzstoffen und dgl. bestehen, und als Träger können verschiedene bekannte Träger, die allgemein für elektrostatische Bilder in Gebrauch sind, wie magnetische Träger aus Eisenpulver, Ferritpulver, mit Harz beschichtetes Pulver, in Harz verteiltes magnetisches Material und dgl., verwendet werden.

Außerdem kann auch das in den japanischen Patentanmeldungen 58-2 49 669 und 58-2 40 066 der Anmelderin beschriebene Entwicklungsverfahren verwendet werden.

Bei der Erfindung wird als Aufladevorrichtung zur jeweiligen Durchführung einer Aufladungsbehandlung, beim zweitenmal und auch danach, vor der Gesamtoberflächenbelichtung auf der Oberfläche nach Durchführung der Entwicklung, eine Aufladevorrichtung zur Wechselstrom- Koronaaufladung mit oder ohne Vorspannung oder auch eine Vorrichtung zur Gleichspannungsaufladung verwendet. Insbesondere dann, wenn die Gleichspannungs- Aufladevorrichtung verwendet wird, ist eine Scorotron- Aufladevorrichtung mit einem Gitter zur Steuerung des Ladepotentials vorzuziehen gegenüber einer Corotron- Aufladevorrichtung, welche lediglich einen Aufladungsdraht besitzt, und es ist wünschenswert, daß das Aufladepotential annähernd gleich dem Potential ist, welches nach Beendigung des Verfahrensschrittes mit der gleichzeitigen Durchführung der sekundären Aufladung und der Bildbelichtung vorliegt. Wenn beispielsweise das Potential nach Beendigung der gleichzeitigen Vorgänge zur sekundären Aufladung und der Belichtung 0 V war und das Potential an dem Abschnitt, an welchem der Toner anhaftete, zur positiven Seite vorgespannt war, dann soll vorzugsweise das Potential des Gitters des Scorotrons annähernd auf 0 V gesetzt werden (beispielsweise durch Erdung) und es sollte an den Aufladungsdraht eine negative Spannung angelegt werden.

Was den Effekt der oben erwähnten Aufladungsbehandlung betrifft, so wurde dieser bereits beschrieben. Zusätzlich zu der Wirkung, daß das Restpotential an demjenigen Abschnitt, an welchem der Toner bei einer früheren Entwicklung anhaftete, genügend herabgesetzt wird, um das Anhaften von weiterem Toner an dem gleichen Anteil zu verhindern, werden auch noch die Wirkungen erzielt, daß ein Anstieg des Potentials auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs aufgrund des Dunkelabfalls des Potentials in der lichtleitenden Schicht verhindert wird und daß der Toner mit einer genügenden Ladungsmenge versehen wird, um später eine zufriedenstellende Übertragung des Tonerbildes zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß zum Vergleich mit der Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 18 die Erzeugung eines dreifarbigen Bildes unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, mit Ausnahme dessen, daß die Aufladungsvorrichtungen 9 Y und 9 M in dem auf die Entwicklungsvorrichtungen 8 Y und 8 M folgenden Abschnitt weggelassen wurden. Das als Ergebnis aufgezeichnete Bild war ungenügend in der Färbung und wesentlich schlechter als das Originalbild. Wenn andererseits die Wiedergabe aber entsprechend der oben erwähnten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wurde, war das erhaltene aufgezeichnete Bild von annähernd derselben Färbung und ausgeprägten Farbtönung wie das Originalbild, und darüber hinaus wurde noch die Wirkung erzielt, daß die Ausbeute oder Rate der Tonerübertragung höher und die Menge des zu der Reinigungsvorrichtung 13 zurückgebrachten Toners geringer waren.

Daraus ergibt sich, daß die Aufladungsbehandlung unmittelbar nach der Entwicklung ein sehr wichtiger Verfahrensschritt ist, um ein gutes mehrfarbiges Bild zu erhalten.

Im konkreten Fall wurde bei dem Bilderzeugungsgerät nach Fig. 1 das lichtempfindliche Organ 4 durch das lichtempfindliche Organ mit einer Schichtstruktur gemäß Fig. 6 gebildet, welches eine lichtleitende Schicht 2 aus CdS mit einer Dicke von 30 µm aufwies, wobei letztere eine Filterschicht mit der Verteilung von R-, G- und B-Filterelementen gemäß Fig. 10 und mit einer Länge ℓ von 100 µm aufwies; das lichtempfindliche Organ 4 wurde auf einen Durchmesser von 120 mm festgelegt und in der Pfeilrichtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 200 mm/s gedreht. Die Aufladungsvorrichtung 5 wurde mit einer Corotron-Aufladevorrichtung versehen, welche das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Organs 4 auf ein Niveau von 1,5 kV nach der Aufladung brachte, die Aufladevorrichtung 16 der Bildbelichtungsvorrichtung 6 wurde mit einer Scorotron-Aufladevorrichtung versehen, und im Anschluß an dessen Aufladevorgang war die Scoroton-Aufladevorrichtung 26, die dazu parallel vorgesehen war, dazu eingerichtet, das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Organs 4 auf das Niveau von -50 V zu glätten. Jede der Entwicklungsvorrichtungen 8 Y-8 C war als Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung aufgebaut, bestehend aus einer Entwicklungstrommel aus nicht-magnetischem Edelstahl mit einem Außendurchmesser von 25 mm, welche mit einer Geschwindigkeit von 100 U/min entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden konnte, und einem inneren Magnetorgan mit acht Magnetpolen an seinem Umfang zur Beaufschlagung der Oberfläche der Entwicklungstrommel mit einer maximalen magnetischen Flußdichte von 800 G, welches mit einer Geschwindigkeit von 800 U/min im Uhrzeigersinn gedreht werden konnte, um eine darauf ausgebildete Entwicklerschicht zu befördern. Der Abstand zwischen dem lichtempfindlichen Organ 4 und einer jeden der Entwicklungsvorrichtungen 8 Y-8 C war auf 1 mm festgelegt. Die Entwicklungsvorrichtungen 8 Y-8 C verwendeten einen Entwickler mit einer Mischung aus Toner und Träger in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4, wobei der Toner von gelber, magentaroter bzw. cyanblauer Farbe mit einer mittleren Partikelgröße von 10 µm sowie mit einer Reibungselektrizität von -10 bis -20 µC/g war und wobei der Träger eine mittlere Partikelgröße von 25 µm aufwies und aus einem Harz bestand, welches ein verteiltes magnetisches Material mit einem spezifischen Widerstand von 10¹³ Ω · cm oder höher enthielt. Die Dicke der Entwicklerschicht auf der Entwicklungstrommel einer jeden der Entwicklungsvorrichtungen 8 Y-8 C wurde auf 0,8 mm eingestellt, und es wurde während des Entwicklungsvorgangs einer jeden der Entwicklungsvorrichtungen 8 Y-8 C so eingerichtet, daß die Entwicklungstrommel mit einer Entwicklungs-Vorspannung beaufschlagt wurde, die durch Überlagerung einer Gleichspannung von +50 V mit einer Wechselspannung mit einem Effektivwert von 1 kV sowie einer Frequenz von 2 kHz erzeugt wurde. Die Glättung mittels der Aufladungsvorrichtung 9 Y und 9 M wurden unter derartigen Bedingungen vorgenommen, daß bei dem ersten Beispiel die rückwärtige Platte mit einer Gleichspannung von -50 V und die Aufladungsvorrichtung mit einer Wechselspannung von 6 kV beaufschlagt wurde und daß beim zweiten Beispiel die rückwärtige Platte geerdet, die Aufladungsvorrichtung mit einer Gleichspannung von -5,5 kV beaufschlagt und die Gitterspannung bei -50 V gehalten wurde. Mit diesen Anordnungen und unter den geschilderten Bedingungen wurde die Wiedergabe eines dreifarbigen Bildes durchgeführt, und sowohl beim ersten als auch beim zweiten Beispiel wurden ausgeprägte Bilder ohne Scherungen in den Farben und mit einer guten Farbwiedergabe erhalten.
Wiedergabe eines dreifarbigen Bildes durchgeführt,

Obwohl die vorhergehende Beschreibung auf die Beispiele von Farb-Kopiermaschinen mit der Verwendung von drei Farbtrennfiltern und drei primären Farbtonern bezogen war, ist die Erfindung nicht auf die geschilderten Beispiele beschränkt, vielmehr ist es natürlich möglich, entsprechend dem Anwendungsfall die Anzahl der Arten und Farben der Trennfilter und deren Kombination mit den Farben der zugehörigen Toner frei zu wählen. Beispielsweise könnte ein Verfahren durchgeführt werden, um eine Zweifarbenwiedergabe zu erzeugen. Als ein Beispiel hierfür könnte ein Verfahren verwendet werden, bei dem als lichtempfindliches Organ eines mit auf ihm verteilt angeordneten G-Filtern und als Original ein aus zwei Farbanteilen von Rot und Schwarz bestehendes verwendet werden, wobei grundsätzlich ähnliche Schritte gegenüber dem vorher beschriebenen Verfahren ausgeführt werden (wobei jedoch die Gesamtoberflächenbelichtungen mit G und R oder G und B durchgeführt werden). Die bei dem Prozeß erzielbare Wiedergabe besteht aus einem wiedergegebenen schwarzen Anteil entsprechend dem schwarzen Anteil in dem Original, der mit schwarzem Toner und rotem Toner in faktisch schwarzer Farbe gebildet wird, sowie einem wiedergegebenem roten Anteil, entsprechend dem roten Anteil in dem Original, welcher durch roten Toner gebildet ist.

Deshalb kann das lichtempfindliche Organ, das bisher mit einer Schichtverteilung von "mehreren Arten von Filtern" beschrieben wurde, auch ein lichtempfindliches Organ sein, welches eine einzige Art von Farbtrennfiltern sowie einen Anteil ohne Filter (aus transparentem Harz oder aus Luft o. dgl.) enthält, wobei in diesem Fall der Anteil ohne Filter als ein transparentes Filter anzusehen und zu den mehreren Arten von Filtern zu zählen wäre.

Weiterhin ist der bei der obigen Beschreibung verwendete Begriff der "Aufladung" so zu verstehen, daß er auch den Fall einschließt, bei dem das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ zu Null wird oder bei dem die auf der Oberfläche befindlichen Ladungen durch den Aufladungsvorgang entfernt werden.

Obwohl weiterhin die spektralen Charakteristiken für das jeweilige Licht bei der Gesamtoberflächenbelichtung in der obigen Beschreibung für einen Belichtungsvorgang unter Verwendung eines Grün (G)-, Blau (B)- bzw. Rot (R)-Filters erzeugt wurden, kann auch eine mit einem anderen Verfahren erzielbare Belichtung verwendet werden, und die spektralen Charakteristiken selbst sind nicht auf die von Grün (G), Blau (B) und Rot (R) beschränkt. So kann es sein, daß es spektrale Charakteristiken gibt, welche ein latentes Bild durch Gesamtoberflächenbelichtung mit einer bestimmten Farbe auf dem lichtempfindlichen Organ nur in dem bestimmten Filteranteil (der nicht auf eine Art beschränkt ist) entsprechend der bestimmten Farbe erzeugen.

Daneben ist es bei dem Bilderzeugungsverfahren nach der Erfindung auch möglich, nicht die Aufladevorrichtung 26 gemäß Fig. 1 oder Fig. 18 zu verwenden, sondern es so einzurichten, daß nach Abschluß der Bildbelichtung mittels der Bildbelichtungsvorrichtung 6 und der Aufladung mittels der Aufladevorrichtung 16 das lichtempfindliche Organ 4 eine Umdrehung macht, ohne daß es der Behandlung zur Bildung eines latenten Bildes und zur Entwicklung unterworfen wird und daß es danach eine Aufladungsbehandlung zum zweitenmal mittels der Aufladungsvorrichtung 16 der Bildbelichtungsvorrichtung 6 erfährt (wobei diesmal keine Bildbelichtung erfolgt), und daß danach der Bilderzeugungsvorgang in der gleichen Weise, wie vorher beschrieben, weitergeführt wird.

Obwohl die oben beschriebenen Beispiele sich alle auf die Erzeugung eines normalen Bildes beziehen, ist die Erfindung natürlich auch auf ein lichtempfindliches Organ mit einer Farbtrennfunktion gemäß den japanischen Patentanmeldungen 59-1 99 547, 59-2 01 084, 59-2 01 085 und 59-1 87 045 oder auch auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Umkehrbildes anwendbar.

Wie vorangehend beschrieben, wird bei der Erfindung ein lichtempfindliches Organ verwendet, welches eine isolierende Oberflächenschicht und in seiner Oberfläche eine Farbtrennfunktion aufweist und welches so gestaltet ist, daß die Behandlung zur Abflachung des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ zwischen dem Schritt der Bildbelichtung und dem der Gesamtoberflächenbelichtung mittels einer bestimmten Farbe durchführbar ist; deshalb wird eine unvollständig gebliebene Abflachung des Oberflächenpotentials bei der nachfolgenden Abflachungsbehandlung für das Oberflächenpotential vervollständigt, und das Auftreten einer unerwünschten Entwicklung (beispielsweise von Toner, der an einem Anteil haftet, wo er nicht haften sollte) wird vermieden, und auf diese Weise kann eine hohe Bildqualität frei von Farbunschärfen erzeugt werden.

Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die folgenden Ausführungsarten (1), (2) bzw. (3) bevorzugt.

(1) Beim Entwicklungsschritt wird der Spalt zwischen dem Bildaufnehmer und dem Entwickler-Zuführungsorgan größer gehalten als die Dicke der Entwicklerschicht, die auf dem Entwickler-Zuführungsorgan ausgebildet ist.

(2) Es wird ein Entwicklungsschritt vorgenommen, um das latente Bild unter Verwendung eines Einkomponentenentwicklers zu entwickeln, und bei diesem Entwicklungsschritt wird die folgende Gleichung erfüllt:

0,2 ≦ V _AC / (d · f) ≦ 1,6 ;

dabei bedeutet: V _AC(V) die Amplitude der Gleichstromkomponente der Entwicklungsvorspannung, f(Hz) die Frequenz und d(mm) den Spalt zwischen dem Bildaufnehmer und dem Entwickler-Zuführungsorgan zur Zufuhr des Entwicklers.

(3) Es wird ein Entwicklungsschritt vorgenommen, um das latente Bild unter Verwendung eines Mehrkomponentenentwicklers zu entwickeln, und bei diesem Entwicklungsschritt wird die folgende Gleichung eingehalten:

0,2 ≦ V _AC / (d · f) {(V _AC / d) - 1500} / f ≦ 1,0 .

Bezüglich der Punkte (1), (2) und (3) folgt eine Beschreibung weiter unten.

Nachfolgend wird im einzelnen eine Ausführungsform beschrieben, welche die Anwendung der Erfindung auf ein lichtempfindliches Organ zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes (nachfolgend einfach als lichtempfindliches Organ bezeichnet) und auf ein Verfahren zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes betrifft. Obwohl bei dieser folgenden Beschreibung lediglich ein lichtempfindliches Organ zur vollfarbigen Wiedergabe beschrieben ist, welches rote, grüne und blaue Filterelemente, die jeweils nur rotes, grünes bzw. blaues Licht hindurchlassen, als Farbtrennfilter (ein Filter, welches lediglich Strahlen eines bestimmten Wellenlängenbereiches durchläßt) verwendet, sind die Farben der Farbtrennfilter und die Farben der damit zu kombinierenden Toner nicht auf die oben erwähnten beschränkt.

Das Verfahren zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes unter Verwendung des oben erwähnten lichtempfindlichen Organs wird nachfolgend anhand von Fig. 21 beschrieben.

Wenn, um damit zu beginnen, eine positive Koronaaufladung auf die Gesamtoberfläche mittels der primären Aufladungsvorrichtung 104 gemäß Darstellung in Fig. 21(a) angewendet wird, dann werden auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 3 positive Ladungen erzeugt, und entsprechend werden negative Ladungen auf der Grenzschicht zwischen der lichtleitenden Schicht 2 und der isolierenden Schicht 3 induziert.

Danach wird eine Wechselstrom- oder eine negative Aufladung mittels der sekundären Aufladungsvorrichtung 105 gemäß Darstellung in Fig. 21(b) vorgenommen, wodurch die Ladungen auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 3 beseitigt werden, und danach wird eine Belichtung mit einer Farbbildbelichtung, beispielsweise einer roten Farbbildbelichtung L _R gemäß Darstellung in Fig. 21(c) durchgeführt.

Da das rote Licht durch den Rotfilteranteil R der isolierenden Schicht 3 durchgelassen wird und die lichtleitende Schicht 2 in dem darunterliegenden Anteil leitend macht, werden die Ladungen in der lichtleitenden Schicht 2 in dem betreffenden Filteranteil beseitigt. Da andererseits der Grünfilteranteil G und der Blaufilteranteil B das rote Licht nicht durchlassen, bleiben die negativen Ladungen auf dem entsprechenden Anteil der lichtleitenden Schicht 2 bestehen. Dann erzeugt die tertiäre Aufladevorrichtung 114 eine Aufladung zur Glättung des Potentials. Mittels der tertiären Aufladevorrichtung wird der Rotfilteranteil R nicht in ein elektrisches Gleichgewicht mit den anderen Filteranteilen gebracht, vielmehr wird dort durch die Bestrahlung mit dem Licht ein Potentialmuster erzeugt, wenn es auch nicht hoch ist.

Die Schritte bis zu dem zuletzt erwähnten Abschnitt entsprechen der Erzeugung eines ersten latenten Bildes, und in diesem Abschnitt befinden sich sowohl der Rotfilteranteil R, von welchem die Ladungen entfernt wurden, als auch die Grün- bzw. Blau-Filteranteile G und B, auf denen die Ladungen unverändert verblieben sind, alle auf gleichem Potentialniveau auf der Oberfläche der isolierenden Schicht, und es ist nichts vorhanden, was als elektrostatisches Bild wirken könnte. In Fig. 21(b) und Fig. 21(d) sind die Fälle gezeigt, bei denen das Potential nach der Aufladung auf annähernd Null gebracht wurde, doch ist es auch möglich, daß die Aufladung so vorgenommen wird, daß das Potential negativ wird.

Danach wird eine Gesamtoberflächenbelichtung mit dem Licht einer Farbe, die einer der in den Filteranteilen der isolierenden Schicht enthaltenen Farben entspricht, beispielsweie mit Licht von blauer Farbe L _B, das von der Lichtquelle 106 B erhalten und durch das blaue Filter F _B hindurchgelassen wurde, vorgenommen, danach wird die lichtleitende Schicht 2 in dem Anteil unterhalb des Filters B, welches das blaue Licht durchläßt, leitend gemacht, und dadurch werden ein Teil der auf der lichtleitenden Schicht 2 in diesem Anteil befindlichen negativen Ladungen und die Ladungen auf dem leitenden Substrat 1 neutralisiert, womit im Ergebnis ein Potentialmuster lediglich auf der Oberfläche des Filters B erzeugt wird. Die den Filtern G und R, welche das blaue Licht nicht durchlassen, entsprechenden Anteile werden nicht verändert. Wenn das Bild der elektrischen Ladungen auf dem Filteranteil B mit dem Entwickler, welcher einen negativ aufgeladenen gelben Toner TY enthält, entwickelt wird, haftet der Toner lediglich auf dem B-Anteil der isolierenden Schicht 3, welcher auf einem bestimmten Potentialniveau gehalten ist, und auf diese Weise wird die Entwicklung durchgeführt (Fig. 21(f)).

Wenn nach einer Aufladung mittels der Aufladungsvorrichtung 115 zur Beseitigung der erzeugten Potentialdifferenz gemäß Fig. 21(g) eine Gesamtoberflächenbelichtung mittels grünem Licht L _G gemäß Fig. 21(h) durchgeführt wird, wird auf dem Grünfilteranteil G in gleicher Weise ein latentes Bild erzeugt wie im Fall der Gesamtoberflächenbelichtung mit dem blauen Licht. Bei der Entwicklung desselben mit magentarotem Toner TM gemäß Fig. 21(i) haftet der magentarote Toner lediglich auf dem Filteranteil G, danach wird eine ähnliche Aufladung nochmals gemäß Fig. 21(j) vorgenommen und eine Gesamtoberflächenbelichtung mit roter Farbe durchgeführt. In diesem Fall wird ein schwaches Potentialmuster auf dem Rotfilteranteil ausgebildet, doch der cyanblaue Toner haftet nicht auf diesem Anteil, selbst wenn eine Entwicklung mit cyanblauem Toner durchgeführt wird. Das kommt daher, daß zwar ein Potentialmuster, wenn auch schwach, ausgebildet ist, daß jedoch die Entwicklungsvorspannung so eingestellt ist, daß der Toner nicht daran haftet. Dies gilt auch für die Entwicklungsvorspannung bei den anderen Filteranteilen.

Wenn bei der Erfindung gemäß obiger Beschreibung das Licht einer Bildbelichtung nach dem Durchgang durch ein bestimmtes Filter zur Wirkung kommt, kommt es nie vor, daß das Potential des bestimmten Filterabschnitts, welches durch die Gesamtoberflächenbelichtung mit der bestimmten Farbe erzeugt wurde, annähernd gleich dem Niveau des Hintergrundpotentials, wie etwa des Wiederaufladungspotentials, gemacht wird, doch wird immer ein bestimmter Anstieg des Potentialniveaus erzeugt. Deshalb ergibt dies kein Problem, selbst wenn ein bestimmter Potentialanstieg an anderen Filteranteilen durch den Dunkelabfall in der lichtempfindlichen Schicht verursacht wird. Früher war es zum Zeitpunkt der Entwicklung, unter der Bedingung, daß ein bestimmter Filteranteil bei niedrigerem Potential entwickelt wurde, ein Problem, daß der Toner auch an anderen Filteranteilen haftete und somit eine Farbvermischung erzeugt wurde. Wenn aber die Entwicklungsvorspannung verändert wurde, um die Bedingungen so zu schaffen, daß die Farbvermischung nicht auftrat, wurde damit das andere Problem hervorgerufen, daß nämlich nur eine Wiedergabe mit schlechter Abstufung und voll von hellen Flecken erhalten wurde.

Bei der Erfindung wird das mittels einer Gesamtoberflächenbelichtung mit einer bestimmten Farbe erzeugte Potential auf dem Filteranteil immer höher gehalten als das der anderen Filteranteile, selbst an den Teilen, die von dem Licht der Bildbelichtung genügend bestrahlt werden, und es ist kennzeichnend für die Erfindung, daß die Einstellung der Entwicklungsvorspannung auf einen Wert um dieses Potential herum niemals das Problem aufwirft, daß Toner an anderen Filteranteilen haftet und damit eine Farbvermischung verursacht.

Durch Übertragung des gemäß obiger Beschreibung erhaltenen Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial, wie ein Kopierpapier, und durch nachfolgendes Fixieren desselben wird ein rotes Bild auf dem Übertragungsmaterial erzeugt, welches aus den Farben des gelben und des magentaroten Toners zusammengemischt ist.

Fig. 22 zeigt eine schematische Darstellung des Bilderzeugungsteiles einer Farbkopiermaschine, welche geeignet ist, das oben beschriebene Verfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchzuführen. In der Zeichnung bedeutet das Bezugszeichen 141 eine lichtempfindliche Trommel, welche aus dem gemäß Darstellung in Fig. 21 strukturierten lichtempfindlichen Organ gebildet ist und während des Kopiervorgangs in der mit dem Pfeil a bezeichneten Richtung sich dreht. Während der Drehung erhält die lichtempfindliche Trommel 141 nach Bedarf elektrische Ladungen auf seiner gesamten Oberfläche mittels einer Aufladungselektrode (primären Aufladungsvorrichtung) 104, während sie gleichzeitig mit dem Licht einer Lichtquelle 104 A bestrahlt wird (die Bestrahlung mit Licht kann unmittelbar vor der Aufladung erfolgen), erhält eine Koronaentladung mit Wechselstrom oder mit dem entgegengesetzten Vorzeichen zur Elektrode 104 von einer Elektrode (sekundären Aufladungsvorrichtung) 105, enthält eine Originalbildbelichtung L und empfängt dann von einer Elektrode (tertiären Aufladungsvorrichtung) 114 eine Wechselstrom- oder Gleichstrom-Koronaentladung zur Glättung des Potentials, womit der Schritt zur Ausbildung des primären latenten Bildes abgeschlossen ist. Danach werden eine Gesamtoberflächenbelichtung mit blauem Licht, welches von einer Kombination einer Lichtquelle 106 B und einem blauen Filter F _B für die Lichtquelle vorgenommen, und eine Entwicklung mittels einer Entwicklungstrommel 107 Y einer Entwicklungsvorrichtung 117 Y mit gelbem Toner durchgeführt. Dann werden nach der Wiederaufladung mittels einer Aufladungsvorrichtung 115 und einer Gesamtoberflächenbelichtung mit grünem Licht von einer Lichtquelle 106 G und einem Grünlichtfilter F _G eine Entwicklung mittels einer Entwicklungstrommel 107 M einer Entwicklungsvorrichtung 117 M mit magentarotem Toner sowie eine Wiederaufladung mit einer Aufladevorrichtung 116 durchgeführt, und danach werden eine Gesamtoberflächenbelichtung mit rotem Licht von einer Lichtquelle 106 R und einem Rotlichtfilter F _R sowie eine Entwicklung mittels einer Entwicklungstrommel 107 C einer Entwicklungsvorrichtung 117 C mit cyanblauem Toner durchgeführt, womit ein mehrfarbiges Bild auf der lichtempfindlichen Trommel erzeugt wird. Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wird mit einer Übertragungselektrode 109 auf ein Kopierpapier 108 übertragen, welches mittels einer nicht dargestellten Papierzufuhreinrichtung zugeführt wird. Das Bezugszeichen 121 bezeichnet eine Vorübertragungs-Aufladeelektrode und das Bezugszeichen 122 eine Vorübertragungs- Belichtungslampe. Das Kopierpapier 108, welches das übertragene mehrfarbige Bild trägt, wird von der lichtempfindlichen Trommel 141 mittels einer Trennelektrode 110 getrennt, mittels einer Fixiervorrichtung 113 fixiert und als fertige mehrfarbige Wiedergabe aus der Maschine ausgetragen. Andererseits wird die lichtempfindliche Trommel 141 nach Durchführung der Übertragung zur Befreiung von ihrer Elektrizität von einer Eliminierungselektrode 111 beaufschlagt und, wenn nötig, einer gleichzeitigen Bestrahlung mit einem Ladungseliminierungslicht unterworfen sowie mittels einer Reinigungsvorrichtung 112 von restlichem Toner auf ihrer Oberfläche befreit und dadurch für den weiteren Gebrauch vorbereitet.

Bei dem oben beschriebenen Bilderzeugungsverfahren kann der zu verwendende Entwickler entweder einer mit nicht-magnetischem Toner oder mit magnetischem Toner, ein sogenannter Einkomponentenentwickler, sein, oder es kann einer sein, der eine Mischung aus einem Toner und Eisenpulver o. dgl., ein sogenannter Zweikomponentenentwickler, ist. Bei der Entwicklung kann das Verfahren des direkten Bestreichens mit einer Magnetbürste verwendet werden, doch wird die Anwendung eines kontaktlosen Entwicklungsverfahrens, bei welchem die Entwicklerschicht auf der Entwicklertrommel nicht auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs entlanggleitet, wesentlich, zumindest für die Entwicklung beim zweiten Mal und danach, um eine Beeinträchtigung des bereits ausgeformten Tonerbildes zu vermeiden. Diese kontaktlose Methode mit Verwendung eines Einkomponenten- oder eines Zweikomponentenentwicklers mit nicht-magnetischem Toner oder mit einem magnetischem Toner, der eine frei wählbare Farbe aufweist und in dem Entwicklungsbereich ein Wechselfeld erzeugt, ermöglicht die Entwicklung, ohne daß der elektrostatische Bildaufnehmer (das lichtempfindliche Organ) in Gleitkontakt mit der Entwicklerschicht gebracht wird. Dieses Verfahren wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Bei einem derartigen Verfahren zur wiederholten Entwicklung unter Verwendung eines elektrischen Wechselfeldes ist vorgesehen, die Entwicklung mehrere Male auf einem lichtempfindlichen Organ zu wiederholen, auf welchem bereits ein Tonerbild geformt ist, und deshalb können dort leicht Störungen auftreten, wenn die Entwicklungsbedingungen nicht genau eingehalten werden, und zwar in der Weise, daß das Tonerbild, welches bereits im vorhergehenden Abschnitt auf einem lichtempfindlichen Organ ausgebildet wurde, durch die Entwicklung in dem späteren Abschnitt beeinträchtigt wird, oder daß der bereits auf dem lichtempfindlichen Organ haftende Toner auf die Entwicklungstrommel als Entwicklerübertragungsorgan zurückgelangt und daß der Toner außerdem in einem späteren Abschnitt, welcher einen Entwickler von anderer Farbe als der des Entwicklers in dem früheren Abschnitt enthält, in die Entwicklungsvorrichtung gelangt, und daß dabei eine Farbvermischung auftritt. Nach Untersuchungen dieser Probleme wurde geklärt, daß es für jedes der Verfahren unter Verwendung eines Einkomponentenentwicklers bzw. unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers Bilderzeugungsbedingungen gibt, welche die Aufzeichnung von Bildern mit geeigneter Bilddichte und frei von Bildunschärfen bzw. von Farbvermischungen ermöglichen, wenn ein Einkomponentenentwickler oder ein Zweik 84272 00070 552 001000280000000200012000285918416100040 0002003628348 00004 84153omponentenentwickler verwendet wird. Die Entwicklungsbedingung besteht im wesentlichen darin, den Vorgang so durchzuführen, daß die Entwicklerschicht auf der Entwicklertrommel außer Kontakt mit dem lichtempfindlichen Organ gehalten wird. Um dies zu erreichen, wird der Abstand zwischen dem Bildaufnehmer und der Entwicklungstrommel größer gehalten als die Dicke der Entwicklerschicht auf der Entwicklungstrommel (wenn keine Potentialdifferenz zwischen beiden Elementen besteht).

Eine bevorzugte Bedingung besteht darin, in dem Verfahren im Anschluß an den Verfahrensschritt der Ausbildung eines latenten Bildes auf dem Bildaufnehmer den Entwicklungsschritt zur Entwicklung des latenten Bildes mit einem Einkomponentenentwickler, wobei eine Mehrzahl von Tonerbildern auf dem Bildaufnehmer geformt werden, so auszuführen, daß die folgende Gleichung im Entwicklungsabschnitt erfüllt ist:

0,2 ≦ V _AC / (d · f) ≦ 1,6 ;

dabei bedeutet V _AC(v) die Amplitude der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung, f(Hz) die Frequenz und d(mm) den Abstand zwischen dem Bildaufnehmer und dem Entwicklerzuführungsorgan zur Übertragung des Entwicklers.

Vorzugsweise wird weiterhin bei dem Verfahren im Anschluß an den Verfahrensschritt der Ausbildung eines latenten Bildes auf dem Bildaufnehmer der Entwicklungsschritt zur Entwicklung des latenten Bildes mit einem Mehrkomponentenentwickler, wobei eine Vielzahl von Tonerbildern auf dem Bildaufnehmer geformt wird, in der Weise durchgeführt, daß die folgende Gleichung im Entwicklungsabschnitt erfüllt ist:

0,2 ≦ V _AC / (d · f) {(V _AC / d) -1500} / f ≦ 1,0 ;

Der Erfinder hat durch Studien an der oben beschriebenen Methode, wobei ein Bild durch wiederholte Ausbildung des latenten Bildes und Entwicklung des Bildes erzeugt wird, herausgefunden, daß es einen Bereich für die Auswahl von geeigneten Entwicklungsbedingungen für die Wechselstromvorspannung, die Frequenz usw. gibt, und daß unter diesen Bedingungen ein Bild von hoher Qualität und frei von Bildstörungen bzw. von Farbvermischungen erhalten werden kann.

Bei dem Verfahren, bei dem Tonerbilder nacheinander auf einem Bildaufnehmer (beispielsweise einer lichtempfindlichen Trommel) überlagert werden, ist es beim Entwicklungsschritt erforderlich, daß das Tonerbild, welches auf dem Bildaufnehmer in dem vorhergehenden Abschnitt ausgebildet wurde, nicht gestört wird und daß die Entwicklung eine genügende Dichte erzeugt. Hierbei bedeutet Überlagerung, daß zunächst ein Tonerbild auf dem Bildaufnehmer ausgebildet wird, daß dann ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Bildaufnehmer mittels Wiederaufladung und einheitlicher Belichtung mit einem bestimmten Licht geformt wird, daß ein oder mehrere Toner von einer oder mehreren Entwicklungsvorrichtungen auf das elektrostatische latente Bild aufgebracht werden und daß dadurch ein Tonerbild geformt wird. Nach Untersuchungen wurde geklärt, daß ein ausgezeichnetes Bild nur schwer zu erhalten ist, wenn lediglich Werte für den Abstand d(mm) zwischen dem Bildaufnehmer und dem Entwicklerzuführungsorgan in dem Entwicklungsbereich (der nachfolgend manchmal nur einfach als Luftspalt d bezeichnet wird), für die Amplitude V _AC(v) der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung und für die Frequenz f(Hz) individuell festgelegt werden, doch stehen diese Parameter in enger Beziehung miteinander, wenn die oben erwähnten Bedingungen erfüllt werden sollen. So wurden Experimente unter Verwendung der Farbkopiermaschine von Fig. 22 mit den Entwicklungsvorrichtungen von der Art der Entwicklungsvorrichtung 117 von Fig. 23, die einen magnetischen Einkomponententoner verwendet, durchgeführt, und zwar unter Bedingungen von veränderlichen Parametern, wie Spannung und Frequenz der Wechselstromkomponente für die Entwicklungsvorspannung, und es wurden dabei die Ergebnisse erzielt, wie sie in den Fig. 24 und 25 gezeigt sind. Dabei wurde zunächst ein Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ausgebildet. Die oben erwähnten Entwicklungsvorrichtungen entsprechen den Entwicklungsvorrichtungen 117 Y, 117 M und 117 C gemäß Fig. 22, wobei die Einrichtung so getroffen ist, daß eine Trommel 107 und/oder eine Magnetwalze 143 sich dreht und dabei ein Entwickler D auf der Umfangsfläche der Trommel 107 in der mit dem Pfeil B angedeuteten Richtung bewegt wird und daß der Entwickler D in den Entwicklungsbereich E gebracht wird. Nebenbei sei noch erwähnt, daß der Entwickler D ein magnetischer Einkomponentenentwickler ist, der aus 70 Gew.-% thermoplastischem Harz, 10 Gew.-% Pigment (Ruß bzw. Druckerschwärze), 20 Gew.-% Magnetmaterial und einem Wirkstoff zur Steuerung der Ladung besteht, wobei diese Stoffe geknetet und auf eine mittlere Partikelgröße von 15 µm zerkleinert und dann mit einem verflüssigenden Wirkstoff, wie Kieselsäure, versetzt werden. Die Ladungsmenge wird durch den Wirkstoff zur Ladungssteuerung eingestellt. Da die Magnetwalze 143 in der mit dem Pfeil A angezeigten Richtung und die Trommel 107 in der mit dem Pfeil B gezeigten Richtung rotieren, wird der Entwickler D in der mit dem Pfeil B gezeigten Richtung befördert. Bei seinem Transport wird die Dicke des Entwicklers D mittels einer Spaltregelklinge 140 aus magnetischem Material geregelt. In einem Entwicklervorratsraum 147 ist eine Rührschraube 142 vorgesehen, um den Entwickler D genügend umzurühren, und wenn der Toner in dem Entwicklervorratsraum 147 verbraucht ist, wird eine Tonerzufuhrwalze 139 in Drehung versetzt, um Toner T von einem Tonereinfülltrichter 138 nachzufüllen.

Eine Gleichspannungsquelle 145 ist zwischen der Trommel 107 und der lichtempfindlichen Trommel 141 zum Anlegen der Entwicklungsvorspannung vorgesehen, und damit ist eine Wechselspannungsquelle in Serie geschaltet, um den Entwickler D in dem Entwicklungsbereich E in Schwingungen zu versetzen, so daß der Entwickler D in genügender Menge zu der lichtempfindlichen Trommel 141 zugeführt wird. R bedeutet in dieser Figur einen Schutzwiderstand.

Fig. 24 zeigt die Beziehung zwischen der Amplitude der Wechselstromkomponente und der Bilddichte des mit schwarzem Toner auf der lichtempfindlichen Trommel 141 in dem nicht belichteten Abschnitt (das Potential in dem belichteten Abschnitt war 0 V) erzeugten Bildes unter Festlegung des Abschnittes d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 141 und der Trommel 107 auf 0,7 mm, der Dicke der Entwicklerschicht auf 0,3 mm, der Gleichstromkomponente der an die Trommel 107 angelegten Entwicklungsvorspannung auf 50 V, der Frequenz der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung auf 1 kHz und des maximalen Potentials auf dem lichtempfindlichen Organ, das durch die Gesamtoberflächenbelichtung nach der Aufladung erzeugt wurde, auf 500 V. Die Amplitude E _AC der elektrischen Wechselstromfeldstärke ist der Wert der Amplitude V _AC der Wechselspannung der Entwicklungsvorspannung geteilt durch den Abstand d. Die Kurven A, B und C in Fig. 24 zeigen die Ergebnisse, wie sie in den Fällen erhalten wurden, bei denen die magnetischen Toner mit mittleren Beladungsmengen von -5 µc/g, -3 µc/g bzw. -2 µc/g verwendet wurden. Aus all diesen drei Kurven A, B und C ließ sich herleiten, daß die Bilddichte im Amplitudenbereich der Wechselstromkomponente des elektrischen Feldes zwischen 200 V/mm und 1,5 V/mm hoch war, und daß dann, wenn die Amplitude höher als 1,6 kV/mm gemacht wurde, das vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 141 geformte Tonerbild teilweise zerstört wurde.

Fig. 25 zeigt die Veränderungen in der Bilddichte bei einer Größenänderung der elektrischen Wechselfeldstärke usw., wenn die Frequenz der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung auf 2,5 kHz festgelegt und ansonsten die gleichen Bedingungen wie in den Versuchen von Fig. 24 eingehalten wurden.

Bei diesen Versuchen war die Bilddichte in einem Bereich der oben erwähnten Amplituden E _AC zwischen 500 V/min und 3,8 kV/mm hoch, und dann, wenn die Amplitude 3,2 kV/mm überstieg, wurde das vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ausgebildete Tonerbild teilweise zerstört (was in Fig. 25 nicht gezeigt ist).

Wie sich aus den Ergebnissen der Fig. 24 und 25 ersehen läßt, neigt die Bilddichte zu einer Sättigung oder zu einem leichten Abfall, wenn die Amplitude einen bestimmten Wert überschritten hat, doch der Wert der Amplitude, der diese Tendenz zeigt, ist nicht so sehr von der mittleren Ladungsmenge des Toners abhängig, wie aus den Kurven A, B und C zu ersehen ist. Der Grund dafür wird in folgendem gesehen. Namentlich beim Einkomponentenentwickler ist anzunehmen, daß die Ladungsmengen aufgrund der Reibung zwischen den Tonerpartikeln sowohl in positiver als auch in negativer Richtung breit gestreut sind. Obwohl die mittlere Ladungsmenge einen niedrigen Wert aufweist, ist somit anzunehmen, daß Tonerpartikel mit größeren Ladungen enthalten sind, beispielsweise solche mit 20 µC/g oder darüber, die einen bestimmten festen Teil des Entwicklers betreffen, und es ist anzunehmen, daß diese Tonerpartikel für die Entwicklung hauptsächlich verwendet werden. Selbst wenn die mittlere Ladungsmenge durch den Wirkstoff zur Ladungssteuerung geregelt wird, ist anzunehmen, daß sich der durch die Tonerpartikel gebildete Prozentsatz an solchen größeren Ladungsmengen nicht sehr stark ändert, und so ist eine Änderung in der Entwicklungscharakteristik nicht zu beobachten.

Durch weitere Experimente, ähnlich denen der Fig. 24 und 25 unter abgeänderten Bedingungen, konnten die Beziehungen zwischen der Amplitude E _AC und der Frequenz f eingeordnet werden, und es wurde ein Ergebnis erzielt, das in Fig. 26 dargestellt ist.

In Fig. 26 bezeichnet das mit bezeichnete Gebiet den Bereich, in welchem aufgrund einer niedrigfrequenten Entwicklungsvorspannung leicht eine ungleichmäßige Entwicklung erzielt wird, das mit bezeichnete Gebiet steht für den Bereich, in welchem die Auswirkung auf die Wechselstromkomponente nicht zu beobachten ist, das mit bezeichnete Gebiet repräsentiert denjenigen Bereich, in welchem das vorher erzeugte Tonerbild leicht zerstört wird, und die mit und bezeichneten Gebiete sind diejenigen Bereiche, wo der Effekt der Wechselstromkomponente erreicht wird, eine genügende Entwicklungsdichte erzielt wird und das vorher geformte Tonerbild nicht zerstört wird, und das Gebiet bezeichnet schließlich denjenigen Bereich, welcher besonders bevorzugt ist.

Diese Ergebnisse zeigen, daß zur Entwicklung eines Tonerbildes (in einem späteren Abschnitt) in geeigneter Dichte auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ohne Zerstörung eines vorher (in einem vorhergehenden Abschnitt) ausgeformten Bildes ein geeigneter Bereich existiert, aus welchem die Amplitude der elektrischen Wechselfeldstärke und die Frequenz auszuwählen sind. Der Grund hierfür ist folgendermaßen zu sehen.

In dem Bereich, in welchem die Bilddichte leicht mit einem Anstieg der Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke ansteigt, beispielsweise in dem Bereich der Amplitude E _AC zwischen 0,2 und 1 kV/mm der Dichtenkurve A in Fig. 24, wirkt die Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung so, daß der Toner von der Trommel den Schwellenwert zum Wegfliegen übersteigen kann, wodurch selbst Tonerpartikel mit kleinerer Ladungsmenge an der lichtempfindlichen Trommel 141 anhaften und dadurch für die Entwicklung benutzt werden können. Deshalb wird die Bilddichte umso höher, je größer die Amplitude E _AC wird.

Andererseits gibt es für eine Begründung dafür, daß die Bilddichte mit einem Anstieg der Amplitude des Wechselfeldes (beispielsweise bei der Dichtenkurve A in Fig. 24 in dem Bereich der Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke oberhalb 1 kV) in Sättigung geht oder leicht abfällt, verschiedene Überlegungen. Wenn die Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke größer wird, wird der Toner stärker in Schwingung versetzt und aus zusammengedrückten Tonerpartikeln gebildete Klumpen werden leicht zerkleinert, und die Tonerpartikel mit großen Ladungen werden selektiv zu der lichtempfindlichen Trommel 141 gebracht, während die Tonerpartikel mit kleineren Ladungen nur schwer für die Entwicklung Verwendung finden. Oder aber, wenn diese Tonerpartikel mit kleineren Ladungen einmal an der lichtempfindlichen Trommel 141 anhaften, werden sie aufgrund ihrer geringen Bildkraft mittels der Wechsel-Vorspannung leicht zu der Trommel 107 zurückgebracht. Wenn außerdem die Amplitude der elektrischen Wechselfeldstärke der Wechselstromkomponente zu hoch ist, tritt leicht auch eine Erscheinung der Art auf, daß die Ladungen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 141 verlorengehen und daß dadurch der Toner schwerlich für die Entwicklung Verwendung findet. Diese Faktoren dürften in Wirklichkeit kombiniert die Sättigung oder den Abfall der Bilddichte verursachen.

Andererseits wurde das auf der lichtempfindlichen Trommel 141 zuvor ausgebildete Tonerbild zerstört, wenn die Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke größer gemacht wurde, wie oben beschrieben, und der Grad der Zerstörung war umso größer, je größer die Wechselstromkomponente gemacht wurde. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß aufgrund der Einwirkung der Wechselstromkomponente auf den an der lichtempfindlichen Trommel 141 anhaftenden Toner eine Kraft aufgebaut wird, welche den Toner zu der Trommel 107 zurückbringt. Bei der nacheinander erfolgenden Überlagerung von Tonerbildern auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ist es in der Tat ein ernstes Problem, daß das bereits ausgeformte Tonerbild zum Zeitpunkt der Entwicklung im nachfolgenden Abschnitt zerstört wird.

Durch Experimente mit unterschiedlichen Frequenzen der Wechselstromkomponente wurde herausgefunden, und dies ist auch aus einem Vergleich der Fig. 24 und 25 ersichtlich, daß eine Tendenz in der Richtung bestand, daß, je höher die Frequenz war, umso niedriger die Bilddichte wurde. Der Grund dafür liegt darin, daß die Tonerpartikel nicht mehr in der Lage waren, den Veränderungen des elektrischen Feldes zu folgen und daß der Schwingungsbereich verringert wurde, und daß dadurch der Toner nur noch schwerlich an die lichtempfindliche Trommel 141 angezogen und zum Haften gebracht wurde.

Aufgrund der obigen Versuchsergebnisse hat der Erfinder den Schluß gezogen, daß eine spätere Entwicklung zur Erzeugung einer brauchbaren Dichte ohne Störung eines auf der lichtempfindlichen Trommel 141 bereits geformten Tonerbildes durchgeführt werden kann, wenn die Entwicklung unter Bedingungen durchgeführt wird, die in jedem Entwicklungsabschnitt der folgenden Gleichung genügt:

0,2 ≦ V _AC / (d · f) ≦ 1,6 ;

dabei bedeutet V _AC(V) die Amplitude der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung, f(Hz) die Frequenz und d(mm) den Abstand zwischen der lichtempfindlichen Trommel 141 und der Trommel 107. Um die spätere Entwicklung so auszuführen, daß sie eine ausreichende Dichte ergibt und das bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ausgebildete Tonerpartikel nicht stört, werden die Bedingungen vorzugsweise in dem Bereich gewählt, in welchem die Bilddichte mit einem Anstieg des elektrischen Wechselfeldes gemäß Darstellung in den Fig. 24 und 25 ansteigt, wobei namentlich diese Bedingungen der folgenden Beziehung genügen:

0,4 ≦ V _AC / (d · f) ≦ 1,2

Besonders vorzuziehen ist es, daß die Bedingungen in dem Bereich liegen, wo das Feld niedriger ist als die Sättigung der Bilddichte, wobei die Bedingungen der folgenden Beziehung genügen:

0,6 ≦ V _AC / (d · f) ≦ 1,0 .

Um dann auch noch eine ungleichmäßige Entwicklung zu vermeiden, ist es ferner wünschenswert, daß die Frequenz f größer gemacht wird als 200 Hz, und daß, wenn eine rotierende Magnetwalze als Einrichtung zur Entwicklerzufuhr zur lichtempfindlichen Trommel 141 Verwendung findet, die Frequenz der Gleichstromkomponente höher als 500 Hz gewählt wird, um den Schwebungseffekt auszuschalten, der durch die Wechselstromkomponente und die Drehung der Magnetwalze ansonsten erzeugt würde.

Außerdem wurden Experimente ähnlich den oben beschriebenen mit einem in die Entwicklungsvorrichtung 111 von Fig. 23 gegebenen Zweikomponentenentwickler durchgeführt, und dabei wurden die in den Fig. 27 und 28 gezeigten Ergebnisse erhalten. Der Entwickler D war ein Zweikomponentenentwickler, der aus einem magnetischen Träger und einem nicht-magnetischen Toner bestand. Der Träger war von der Art, wie er durch Verteilung von feinen Eisenoxidpartikeln in einem Harz erzielt wird, wobei er die physikalischen Eigenschaften von 20 µm mittlerer Partikelgröße, 30 emu/g Magnetisierung und 10¹⁴ Ω · cm spezifischen Widerstand aufwies. Nebenbei bemerkt, der spezifische Widerstand ist ein Wert, der durch Ablesen des durch die Partikel fließenden Stroms erhalten wurde, wenn diese Partikel in einen Behälter von 0,50 cm² Querschnitt gegeben, mit einem Abgriff versehen und einer Belastung von 1 kg/cm² unterworfen wurden, wobei eine Spannung zur Erzeugung einer elektrischen Feldstärke von 1000 V/cm zwischen dem Gewicht und der Bodenelektrode angelegt wurde. Der Toner war von der Art, wie er durch Kneten einer Mischung aus 90 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes und 10 Gew.-% eines Pigments (Ruß) mit einer kleinen Beimischung eines Wirkstoffes zur Ladungssteuerung und durch nachfolgendes Zerkleinern in Partikel von 10 µm durchschnittlicher Partikelgröße erhalten wurde. Der Toner wurde mit dem Träger im Verhältnis von 20% zu 80% gemischt, um den Entwickler D zu erhalten. Nebenbei sei erwähnt, daß der Toner durch Reibung mit dem Träger sich negativ auflädt.

Fig. 27 zeigt die Beziehung zwischen der Amplitude der Gleichstromkomponente und der Bilddichte des mit schwarzem Toner auf der lichtempfindlichen Trommel 141 in dem nicht belichteten Abschnitt (das Potential im belichteten Abschnitt war 0 V) erzeugt wurde, wobei der Abstand d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 141 und der Trommel 107 auf 1,0 mm, die Dicke der Entwicklerschicht auf 0,7 mm, der maximale Potentialwert des lichtempfindlichen Organs auf 500 V, die Gleichstromkomponente der Entwicklungsvorspannung auf 50 V und die Frequenz der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung auf 1 kHz festgelegt wurden. Die Amplitude E _AC der elektrischen Wechselstromfeldstärke ist der Wert der Amplitude V _AC der Wechselspannung der Entwicklungsvorspannung geteilt durch den Abstand d. Die Kurven A, B und C in Fig. 27 zeigen die Ergebnisse, welche in dem Fall erhalten werden, bei dem magnetische Toner mit mittleren Ladungswerten von -30 µC/g, -20 µC/g bzw. -15 µC/g verwendet wurden. Bei allen drei Kurven wurden Auswirkungen der Wechselstromkomponente beobachtet, soweit die Amplituden der Wechselstromkomponente des elektrischen Feldes höher waren als 200 V/mm, und wenn die Amplitude höher wurde als 2500 kV/mm, wurde beobachtet, daß das auf der lichtempfindlichen Trommel vorher geformte Tonerbild teilweise zerstört wurde.

Fig. 28 zeigt die Veränderungen in der Bilddichte in Abhängigkeit von Veränderungen der Amplitude der elektrischen Wechselfeldstärke E _AC, wenn die Frequenz der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung auf 2,5 kHz festgelegt war und ansonsten die gleichen Bedingungen wie bei den Versuchen gemäß Fig. 27 herrschten.

Bei diesen Experimenten war die Bilddichte hoch, soweit die oben erwähnten Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke höher war als 500 V/mm, und wenn die Amplitude über 4 kV/mm hinausging, was nicht dargestellt ist, wurde das zuvor auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ausgebildete Tonerbild teilweise zerstört (in der Darstellung nicht gezeigt).

Wie sich aus den Ergebnissen der Fig. 27 und 28 ersehen läßt, neigt die Bilddichte zu einer Sättigung oder zu einem leichten Abfall, wenn die Amplitude einen bestimmten Wert überstiegen hat, doch der Wert der Amplitude, der diese Tendenz zeigt, hängt nicht so sehr von der mittleren Ladungsmenge des Toners ab, wie sich aus diesen Kurven A, B und C ersehen läßt. Es ist anzunehmen, daß der Grund hierfür in folgendem liegt. So nimmt man an, daß die Tonerpartikel durch Reibung mit dem Träger und mit anderen Tonerpartikeln aufgeladen werden und daß die Ladungsmengen auf den Tonerpartikeln breit gestreut sind, obwohl dies im Falle des Zweikomponentenentwicklers nicht so stark sein mag wie in dem Falle des Einkomponentenentwicklers, und es ist anzunehmen, daß die Tonerpartikel mit größeren Ladungsmengen vorzugsweise für die Entwicklung herangezogen werden. Selbst wenn die mittlere Ladungsmenge durch den Wirkstoff zur Ladungssteuerung gesteuert wird, ist anzunehmen, daß der Prozentsatz von Tonerpartikeln mit solchen größeren Ladungsmengen sich nicht so stark ändert und daß so die Veränderung in der Entwicklungscharakteristik unauffällig wird, wenn sie überhaupt bis zu einem gewissen Grad zu beobachten ist.

Durch Weiterführung von Experimenten ähnlich denen gemäß Fig. 27 und 28 unter veränderten Bedingungen konnten die Beziehungen zwischen der Amplitude E _AC und der Frequenz f geordnet werden, und dabei ergab sich ein Ergebnis, wie es in Fig. 29 dargestellt ist.

In Fig. 29 bedeutet das mit bezeichnete Gebiet den Bereich, in welchem eine ungleichmäßige Entwicklung leicht aufgrund einer niederfrequenten Entwicklungsvorspannung auftritt, das mit bezeichnete Gebiet kennzeichnet den Bereich, in welchem die Wirkung der Gleichstromkomponente nicht beobachtet werden kann, das mit bezeichnete Gebiet repräsentiert den Bereich, in welchem das vorher erzeugte Tonerbild leicht zerstört wird, und die Gebiete mit den Buchstaben und bezeichnenen diejenigen Bereiche, in denen die Wirkung der Wechselstromkomponente erreicht wird, in denen eine genügende Entwicklungsdiche erhalten und das vorher ausgeformte Tonerbild nicht zerstört wird, und insbesondere bezeichnet das Gebiet denjenigen Bereich, welcher besonders zu bevorzugen ist.

Die Ergebnisse zeigen, daß es zur Entwicklung eines Tonerbildes (in einem späteren Abschnitt) mit geeigneter Dichte auf der lichtempfindlichen Trommel 141 und ohne Zerstörung des in dem vorhergehenden Abschnitt geformten Bildes einen geeigneten Bereich gibt, aus welchem die Amplitude der elektrischen Wechselfeldstärke und die Frequenz auszuwählen sind. Der Grund hierfür ist der gleiche wie vorher anhand des Einkomponentenentwicklers beschrieben.

In dem Bereich, in welchem die Bilddichte mit einem Anstieg der Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke zu einem Anstieg neigt, beispielsweise in dem Bereich der Amplitude E _AC zwischen 0,2 und 1,2 kV/mm der Dichtenkurve A in Fig. 27, wirkt die Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung so, daß der Toner von der Trommel leicht den Schwellwert zum Wegfliegen überschreiten kann, wodurch selbst die Tonerpartikel mit kleinerer Ladungsmenge an der lichtempfindlichen Trommel anhaften und dadurch zur Entwicklung mit verwendet werden können. Deshalb wird die Bilddichte umso höher, je größer die Amplitude E _AC wird.

Andererseits kann die Erscheinung, daß die Bilddichte bei einem Anstieg der Amplitude E _AC der Wechselfeldstärke, beispielsweise in dem Bereich der Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke oberhalb von 1,2 kV/mm entsprechend der Kurve A in Fig. 27, in Sättigung gelangt, auf die folgende Weise erklärt werden. In dem oben erwähnten Bereich wird, je größer die Amplitude E _AC der elektrischen Wechselfeldstärke wird, der Toner um so mehr in Schwingung versetzt, und von zusammengebrachten Partikeln gebildete Klumpen werden leicht zerkleinert, und dadurch werden die Tonerpartikel mit größeren Ladungen selektiv zum Anhaften an der lichtempfindlichen Trommel 141 gebracht, während die Tonerpartikel mit kleineren Ladungen nur schwer für die Entwicklung Verwendung finden. Selbst wenn diese Tonerpartikeln mit kleineren Ladungen jedoch einmal an die lichtempfindliche Trommel 141 gelangen, können sie wegen ihrer schwachen Bildkraft durch die Wechselstromvorspannung leicht wieder zu der Trommel 107 zurückgebracht werden. Wenn weiterhin die Amplitude der elektrischen Wechselfeldstärke der Wechselstromkomponente zu groß ist, tritt leicht diejenige Erscheinung auf, daß die Ladungen auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 141 verlorengehen und daß dadurch der Toner schwerlich für die Entwicklung verwendet wird. Diese Faktoren sind in Kombination zu berücksichtigen, um die Bilddichte in der Realität bei einem Anstieg der Wechselstromkomponente konstant zu halten.

Wenn die Wechselstromfeldstärke noch größer gemacht wurde, also beispielsweise die Amplitude unter den Bedingungen, unter welchen die Kurve A der Fig. 27 ermittelt wurde, größer als 2,5 kV/mm gemacht wurde, wurde beobachtet, wie bereits vorher beschrieben, daß das auf der lichtempfindlichen Trommel 141 vorher ausgeformte Tonerbild zerstört wurde und daß der Grad der Zerstörung um so höher war, je größer die Wechselstromkomponente wurde. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß durch die Wechselstromkomponente, die auf den auf der lichtempfindlichen Trommel 141 haftenden Toner einwirkt, eine Kraft aufgebaut wird, die den Toner zu der Trommel 107 zurück befördert.

Bei der Entwicklung durch aufeinanderfolgende Überlagerung von Tonerbildern auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ist es tatsächlich ein ernstes Problem, daß das bereits geformte Tonerbild zum Zeitpunkt der Entwicklung in einem späteren Abschnitt wieder zerstört wird.

Durch Experimente mit verschiedenen Frequenzen der Wechselstromkomponente wurde herausgefunden, wie auch durch Vergleich der Fig. 27 und 28 zu ersehen ist, daß, je höher die Frequenz war, die Bilddichte um so niedriger wurde. Der Grund dafür liegt darin, daß die Tonerpartikel unfähig werden, den Änderungen des elektrischen Feldes zu folgen, und daß der Schwingungsbereich verengt wird, und es wird dadurch für den Toner schwierig, an die lichtempfindliche Trommel 141 angezogen und zum Haften gebracht zu werden.

Auf der Grundlage dieser Versuchsergebnisse hat der Erfinder den Schluß gezogen, daß eine spätere Entwicklung zur Erzielung einer brauchbaren Dichte ohne Störung eines bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ausgebildeten Tonerbildes durchgeführt werden kann, wenn die Entwicklung unter den Bedingungen durchgeführt wird, welche der folgenden Gleichung in jedem Entwicklungsabschnitt genügen:

0,2 ≦ V _AC / (d · f) {(V _AC / d) - 1500} / f ≦ 1,0 ,

dabei ist V _AC(v) die Amplitude der Gleichstromkomponente der Entwicklungsvorspannung, f(Hz) die Frequenz und d(mm) der Abstand zwischen der lichtempfindlichen Trommel 141 und der Trommel 107. Um die spätere Entwicklung so durchzuführen, daß eine ausreichende Dichte ohne Störung des bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 141 ausgebildeten Tonerbildes erreicht wird, sollten die Bedingungen speziell der nachfolgenden Beziehung genügen:

0,5 ≦ V _AC / (d · f) {(V _AC / d) - 1500} / f ≦ 1,0 .

Wenn jedoch im einzelnen der Beziehung

0,5 ≦ V _AC / (d · f) {(V _AC / d) - 1500} / f ≦ 0,8

genügt wird, kann ein noch ausgeprägteres und von Farbverwischungen freies mehrfarbiges Bild erhalten werden, und es wird verhindert, daß verschiedene Tonerfarben in einer Entwicklungsvorrichtung vermischt werden, selbst wenn die Arbeitsgänge mehrmals wiederholt werden.

Um außerdem eine ungleichmäßige Entwicklung aufgrund der Wechselstromkomponente zu vermeiden, ist es in gleicher Weise wie in dem Fall der Verwendung eines Einkomponentenentwicklers darüber hinaus wünschenswert, daß die Frequenz höher als 200 Hz gewählt wird, und daß, wenn eine rotierende Magnetwalze als Einrichtung zur Zufuhr des Entwicklers zur lichtempfindlichen Trommel 141 verwendet wird, die Frequenz der Wechselstromkomponente höher als 500 Hz gewählt wird, um den Schwebungseffekt auszuschalten, der ansonsten durch die Wechselstromkomponente und durch die Drehung der Magnetwalze hervorgerufen wird.

Der Bilderzeugungsvorgang nach der Erfindung vollzieht sich gemäß nachfolgender Beschreibung. Um nachfolgende Tonerbilder so zu entwickeln, daß eine konstante Dichte auf der lichtempfindlichen Trommel 141 gewährleistet wird, ohne daß ein vorher auf der lichtempfindlichen Trommel 141 bereits geformtes Tonerbild zerstört wird, sollten außerdem vorzugsweise die folgenden Methoden unabhängig voneinander oder in irgendeiner Kombination während des Verlaufes der sich wiederholenden Entwicklungsvorgänge angewendet werden.

(1) Es ist Toner mit stufenweise ansteigenden Ladungsmengen zu verwenden.

(2) Die Amplitude der elektrischen Feldstärke der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung ist stufenweise zu vermindern.

(3) Die Frequenz der Wechselstromkomponente der Entwicklungsvorspannung ist stufenweise anzuheben.

Da, je größer die Ladungsmenge eines Tonerpartikels ist, sie um so mehr die Wirkung des elektrischen Feldes empfängt, kann es vorkommen, daß, wenn Tonerpartikel mit großen Ladungsmengen bei der Entwicklung in einem früheren Abschnitt an der lichtempfindlichen Trommel 141 zum Anhaften gebracht werden, diese Tonerpartikel bei der Entwicklung in einem späteren Abschniit zu der Trommel zurückgebracht werden. Deshalb dient die oben erwähnte Methode (1) dazu, zu verhindern, daß früher bei der Entwicklung verwendete Tonerpartikel bei der Entwicklung in den späteren Abschnitten zu der Trommel zurückkehren, und zwar dadurch, daß bei der Entwicklung in dem späteren Abschnitt Tonerpartikel mit geringeren Ladungsmengen verwendet werden. Die oben erwähnte Methode (2) soll die Rückkehr der Tonerpartikel, welche bereits auf der lichtempfindlichen Trommel 141 haften, dadurch verhindern, daß die elektrische Feldstärke stufenweise jedesmal vermindert wird, wenn die Entwicklungsschritte wiederholt werden (insbesondere wenn der Entwicklungsvorgang mehr und mehr in den hinteren Abschnitt verlegt wird). An konkreten Methoden zur Verminderung der elektrischen Feldstärke gibt es eine, stufenweise die Spannung der Wechselstromkomponente zu vermindern, und eine andere, stufenweise den Luftspalt d zwischen der lichtempfindlichen Trommel 141 und der Trommel 107 zu vergrößern, während die Entwicklung mehr und mehr in den hinteren Abschnitt verlegt wird. Mit der oben erwähnten Methode (3) soll schließlich die Rückkehr von Tonerpartikeln, die bereits an der lichtempfindlichen Trommel 141 haften, dadurch vermieden werden, daß die Frequenz der Wechselstromkomponente mit jeder Wiederholung der Entwicklungsvorgänge angehoben wird. Durch Anwendung einer jeden dieser Methoden (1), (2) und (3) unabhängig voneinander wird bereits eine Wirkung erzielt, doch erreicht man noch mehr Wirksamkeit, wenn sie in Kombination angewendet werden, wenn beispielsweise mit jeder Wiederholung der Entwicklungsvorgänge die Tonerladungsmenge schrittweise erhöht und gleichzeitig die Gleichstromvorspannung schrittweise vermindert wird. Außerdem wird bei Anwendung irgendeiner dieser drei Methoden eine brauchbare Bilddichte oder eine brauchbare Farbenausgeglichenheit erzielt, indem die Gleichstromvorspannung von Fall zu Fall eingestellt wird.

Fig. 30 zeigt die spektrale Empfindlichkeit einer lichtleitenden Schicht aus der Gruppe von Selen und Tellur, bei welcher der Wellenlängenbereich mit dem Te-Anteil variiert. Aus der Darstellung ist zu sehen, daß die lichtleitende Schicht aus der Se-Te-Gruppe mit einem Te-Anteil von annähernd 20% bevorzugt zu benutzen ist. In der Darstellung zeigt die Prozentangabe den Te-Anteil (Gew.-%).

Manche organischen lichtleitenden Materialien (OPC) haben keine spektrale Empfindlichkeit gegenüber Infrarotstrahlung. Ihre spektralen Empfindlichkeits-Kenndaten sind in Fig. 31 beispielshalber dargestellt. Während eine Zweischichtstruktur gemäß der Darstellung in Fig. 32, bestehend aus einer Ladungserzeugungsschicht (CGL) 2 a und einer Ladungsverschiebungsschicht (CTL) 2 b zur Verwendung als lichtempfindliches Organ mit einer lichtleitenden Schicht aus einem solchen organischen lichtleitenden Material geeignet ist, kann auch eine Einzelschicht aus einer Mischung solcher Materialien verwendet werden. Bei der Zweischichtstruktur wird vorzugsweise die eine der Schichten als Ladungserzeugungsschicht aus einem ladungserzeugenden Material gebildet und Material der Ladungsverschiebeschicht als Bindemittel verwendet. Die Substanzen, die die lichtleitenden Schichten in Fig. 31 bilden, sind in der Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Ihre spektrale Empfindlichkeit gegenüber Infrarotstrahlung ist im wesentlichen gleich Null oder allenfalls gering. Gegenüber Ultraviolettstrahlung ist der Stoff (i) praktisch nicht empfindlich. Wenn eine lichtleitende Schicht mit einer spektralen Empfindlichkeit im wesentlichen gegenüber Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung als lichtleitende Schicht verwendet wird, so wird der Aufbau so gewählt, daß keines der Farbtrennfilter B, G und R eine spektrale Durchlässigkeit in den Bereichen unterhalb von 400 nm (ultraviolette Komponente) und oberhalb von 700 nm (infrarote Komponente) besitzt, oder die Bildbelichtung enthält keine ultraviolette bzw. infrarote Komponente.

Das in Fig. 33 gezeigte Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes ist von der Art, daß es bei einer Umdrehung des lichtempfindlichen Organs 141 ein einzelnes Farbtonerbild ausbildet, und es unterscheidet sich von dem Bilderzeugungsgerät gemäß Fig. 22 darin, daß die Gesamtoberflächenbelichtung durch Verwendung einer Lampe 106 mit Filtern F _B, F _G und F _R durchgeführt wird, welche wahlweise durch Umschalten verwendet werden können, und daß die Abflachung des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Organs 141 nach der Durchführung der Entwicklung durch Verwendung der Aufladevorrichtung 105 bzw. 114 ausgeführt wird. Bei dem vorliegenden Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes werden wie bei dem Gerät zur Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes gemäß Fig. 22 die Bilderzeugungsvorgänge entsprechend der Beschreibung zu Fig. 21 durchgeführt, und dadurch können mehrfarbige Bilder, die frei sind von Farbscherungen, sowie einfarbige Bilder, die ausgezeichnet in der Bilddichte und Auflösung sind, erzeugt werden. Wenn beispielsweise ein dreifarbiges Bild erzeugt werden soll, wird das lichtempfindliche Organ 141 mittels einer primären Aufladevorrichtung 104 aufgeladen, und das Oberflächenpotential auf ihm wird mittels der sekundären Aufladevorrichtung 105 eingeebnet, wonach eine Bildbelichtung L zur Anwendung kommt. Nach der Entladung mittels der tertiären Aufladungsvorrichtung 114 wird eine Gesamtoberflächenbelichtung mittels Licht von der Lampe 106, welches durch das blaue Filter F _B hindurchgegangen ist, auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 141 zur Anwendung gebracht, und ein auf diese Weise erzeugtes Potentialmuster wird mittels einer Entwicklungsvorrichtung 108 Y zu einem gelben Tonerbild entwickelt. Dieses Tonerbild gelangt an den Entwicklungsvorrichtungen 108 M und 108 C, einer Vorübertragungs-Entladungsvorrichtung 121, einer Übertragungsvorrichtung 109, einer Trennvorrichtung 110, einer Reinigungsvorrichtung 116 und der primären Entladungsvorrichtung 104 vorbei, ohne daß es durch diese beaufschlagt wird. Die lichtempfindliche Trommel 141 mit dem darauf gebildeten Tonerbild empfängt nach Erreichen der Position der tertiären Aufladungsvorrichtung 114 beispielsweise eine Koronaentladung von dieser, so daß ihr Oberflächenpotential eingeebnet wird, und dann empfängt sie eine Gesamtoberflächenbelichtung mit dem Licht, welches durch die Lampe 106 und das Rotfilter F _R erzeugt wird, und dadurch wird ein Potentialmuster auf ihr ausgebildet. Nachfolgend wird das Muster mittels der Entwicklungsvorrichtung 108 C entwickelt, und dadurch wird ein cyanblaues Tonerbild ausgebildet. In gleicher Weise werden die Ausbildung eines Potentialmusters mit der Lampe 107 und dem Grünfilter F _G sowie eine Entwicklung mittels der Entwicklungsvorrichtung 108 M durchgeführt, und so wird ein dreifarbiges Tonerbild erzeugt. Die Reihenfolge der Gesamtoberflächenbelichtungen und die Verwendung der Entwicklungsvorrichtungen ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt. Das vorliegende Gerät zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder ist annähernd so einfach wie eine Einfarben-Kopiermaschine aufgebaut, und hat deshalb den Vorteil, daß es mit einer geringeren Größe und zu niedrigeren Kosten hergestellt werden kann. Bezugszeichen in Fig. 33, die mit denen in Fig. 22 übereinstimmen, bezeichnen gleiche Elemente, die auch identische Funktionen ausführen.

Nachfolgend werden konkrete Beispiele von Versuchen beschrieben, die gemäß den oben beschriebenen Anordnungen unter Verwendung des Gerätes gemäß Fig. 22 und Fig. 23 durchgeführt wurden.

Versuch 1

Es wurde das Aufzeichnungsgerät gemäß Fig. 22 verwendet. Das lichtempfindliche Organ 141 war jedoch in der Weise hergestellt, daß eine lichtempfindliche Schicht aus Se-Te mit einer Dicke von 40 µm, die für lange Wellenlängen verstärkt war, auf einem Nickelsubstrat angeordnet und daß auf dieser eine isolierende Schicht mit einer Dicke von 20 µm mit der Struktur gemäß Darstellung in Fig. 3 sowie in den Fig. 9 bis 11 aufgebracht wurde, wobei die Filtergröße ℓ darin 300 µm × 300 µm betrug und die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Organs auf 100 mm/s eingestellt wurde. Das lichtempfindliche Organ 141 wurde mit einer Corotron- Koronaentladungsvorrichtung (primären Aufladungsvorrichtung) 104 so aufgeladen, daß das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 141 -2000 V erreichte. Dann wurde eine Aufladung mittels einer sekundären Aufladungsvorrichtung 105, bestehend aus einer Scorotron-Aufladungsvorrichtung durchgeführt, deren Wechselstromkomponente so gewählt war, daß das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 141 100 V wurde. Dann wurde eine Bildbelichtung durchgeführt. Bei der Bildbelichtung wurde eine Halogenlampe verwendet, und die Infrarotbestrahlung sowie die Ultraviolettbestrahlung wurden zuvor mittels Filtern ausgeschaltet. Dann wurde eine Aufladung mittels einer Scorotron-Aufladevorrichtung (der tertiären Aufladungsvorrichtung) 114 so durchgeführt, daß das Oberflächenpotential annähernd +100 V wurde.

Dann wurde durch Anwendung einer einheitlichen Belichtung durch ein blaues Filter ein elektrostatisches Bild erzeugt, welches -300 V gegenüber 0 V im Hintergrundanteil aufwies. Der daraufhin erzeugte Potentialkontrast war annähernd 1/3 dessen, der zum Zeitpunkt der Verwendung einer transparenten isolierenden Schicht erzeugt wurde, weil der Potentialkontrast durch die Filter durch drei geteilt worden war. Das elektrostatische Bild wurde mittels der Entwicklungsvorrichtung 117 Y gemäß Darstellung in Fig. 23 entwickelt.

Bei der Entwicklungsvorrichtung 117 wurde ein Entwickler verwendet, der aus einem Träger, welcher aus einem Harz mit 50% darin verteiltem Magnetit gebildet war, 30 µm durchschnittliche Partikelgröße, 30 emu/g Magnetisierung sowie 10¹⁴ Ω · cm oder mehr spezifischen Widerstand aufwies, und einem positiv geladenen, nicht magnetischen Toner bestand, wobei der Toner aus Styren- Acrylharz mit einem Zusatz von Benzidinderivat als gelbem Pigment in einem Anteil von 10 Gew.-% und außerdem mit einem Wirkstoff zur Ladungskontrolle bestand sowie 10 µm mittlere Partikelgröße aufwies, wobei der Toner mit einem Anteil von 20 Gew.-% in dem Entwickler enthalten war. Außerdem betrug bei der Anordnung der Außendurchmesser der Entwicklungstrommel 107 30 mm, ihre Umdrehungszahl 100 U/min, die magnetische Flußdichte der Nord- und Südpole des Magnetorgans 143 war 900 G, dessen Umdrehungszahl betrug 1000 U/min, die Dicke der Entwicklerschicht in dem Entwicklungsbereich war 0,7 mm und der Luftspalt zwischen der Entwicklungstrommel und dem lichtempfindlichen Organ 141 betrug 1,0 mm; außerdem wurde ein kontaktloses Entwicklungssystem verwendet, bei dem die Entwicklungstrommel 107 mit einer überlagerten Spannung von -50 V Gleichspannung und 2,5 Hz, 2000 V Wechselspannung (die Amplitude der Sinuswelle betrug 2 × 2000 V) zur Anwendung kam.

Außerdem, während die Entwicklungsvorrichtung 117 Y ein elektrostatisches Bild entwickelte, wurden andere Entwicklungsvorrichtungen 117 M und 117 C, wie sie etwa in Fig. 22 gezeigt sind, vom Entwicklungsbetrieb abgeschaltet. Dies geschah dadurch, daß die Entwicklungstrommeln von den Stromquellen 145 und 146 abgetrennt wurden, um sie in einen Schwebezustand zu bringen, daß sie geerdet, oder positiv, daß die Entwicklungstrommeln mit einer Gleichstrom-Vorspannung derselben Polarität wie das elektrostatische Bild (d. h., mit einer entgegengesetzten Polarität zu den Ladungen auf dem Toner) beaufschlagt wurden, wobei die Anwendung der Gleichspannung vorzuziehen ist. Während der Zeit, da die Entwicklungsvorrichtungen nicht im Betrieb waren, wurde ihr Antrieb angehalten. Da die Entwicklungsvorrichtungen 117 M und 117 C so ausgelegt waren, daß sie eine Entwicklung auf der Grundlage des kontaktlosen Entwicklungssystems ähnlich der Entwicklungsvorrichtung 117 Y durchführten, war es nicht notwendig, die Entwicklerschicht auf den Entwicklungstrommeln zu entfernen. Bei der Entwicklungsvorrichtung 117 M wurde ein Entwickler von derselben Zusammensetzung wie der in der Entwicklungsvorrichtung 117 Y verwendet, mit Ausnahme dessen, daß das gelbe Pigment in dem Toner durch eine Polytungstophosphorsäure als magentarotes Pigment ersetzt wurde, und bei der Entwicklungsvorrichtung 117 C wurde ein Entwickler derselben Zusammensetzung verwendet mit Ausnahme dessen, daß sein Toner mit Kupfer-Phthalocyaninderivat als cyanblauem Pigment verwendet wurde. Als Farbtoner können natürlich solche mit einem anderen Pigment oder Farbstoff verwendet werden, und die Reihenfolge der Entwicklung kann in geeigneter Weise festgelegt werden, so daß ein ausgeprägtes Farbbild erhalten werden kann. Die Reihenfolge der entwickelten Farben sollte insbesondere sorgfältig gewählt werden, da sie in Beziehung steht mit Eigenschaften, wie der Ausprägung des Farbbildes und dem erhaltenen Potentialkontrast.

Nachdem die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 141 mit dem darauf durch die Entwicklungsvorrichtung 117 Y entwickelten Bild mittels einer Scoroton-Koronaladungsvorrichtung wieder auf das Oberflächenpotential von +100 V aufgeladen war, wurde sie einer Gesamtoberflächenbelichtung unterzogen, die durch das Grünfilter gegangen war. Das auf diese Weise erhaltene elektrostatische Bild hatte -300 V gegen -0 V als Hintergrundanteil. Das elektrostatische Bild wurde mittels der Entwicklungsvorrichtung 117 M unter den gleichen Bedingungen wie im Fall der Entwicklungsvorrichtung 117 Y entwickelt, derart, daß die Entwicklungstrommel mit einer Spannung beaufschlagt wurde, welche eine Gleichspannungskomponente von -50 V und eine Wechselspannungskomponente von 2,5 kHz und 2000 V aufwies.

In ähnlicher Weise wurde nach der Wiederaufladung der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 141 auf das Oberflächenpotential von +100 V mittels einer Scorotron- Ladevorrichtung dieses einer Gesamtoberflächenbelichtung unterworfen, welche durch das Rotfilter gegangen war. Dadurch wurde ein elektrostatisches Bild mit -250 V gegen -0 V als Hintergrundanteil erzeugt, und dieses statische Bild wurde mittels der Entwicklungsvorrichtung 117 C unter den gleichen Bedingungen wie in dem Fall der Entwicklungsvorrichtung 117 Y entwickelt, derart, daß die Entwicklungstrommel mit einer Spannung beaufschlagt wurde, welche eine Gleichspannungskomponente von -50 V und eine Wechselspannungskomponente von 2,5 kHz und 2000 V aufwies. Nach Abschluß der Entwicklung und der Erzeugung eines dreifarbigen Bildes auf dem lichtempfindlichen Organ 141 wurden eine Koronaladungsvorrichtung 121 und eine Vorübertragungs- Lampe 122 in Betrieb genommen, um das Farbbild leicht übertragbar zu machen, und dann wurde das Bild mittels einer Übertragungsvorrichtung 109 auf Kopierpapier 108 übertragen; dieses wurde mittels einer Trennvorrichtung 110 abgetrennt, und das Bild wurde mittels einer Warmwalzen- Fixiervorrichtung 113 fixiert.

Das lichtempfindliche Organ 141 wurde nach Übertragung des Farbbildes mit einer Ladungsbeseitigungsvorrichtung 111 behandelt, während es mit weißem Licht bestrahlt wurde, wodurch die Elektrizität auf ihm entfernt wurde, und es wurde von restlichem Toner auf seiner Oberfläche mittels einer Reinigungsklinge einer Reinigungsvorrichtung 112 befreit, und so wurde, wenn die Oberfläche, auf welchem das Bild erzeugt worden war, durch die Reinigungsvorrichtung 112 gegangen war, ein Zyklus der Farbbildaufzeichnung vollständig abgeschlossen.

Das auf diese Weise aufgezeichnete Farbbild war sehr ausgeprägt und frei von Fehlern, wie Vermischen von Tonern verschiedener Farben miteinander, wo diese nahe beieinander angeordnet waren, um nicht von den Stellen zu reden, wo sie dünn verteilt waren.

Versuch 2

Es wurde ein lichtempfindliches Organ mit dem Aufbau gemäß Fig. 32 unter Verwendung eines CGL-(Ladungserzeugungsschicht-) Materials und eines CTL-(Ladungsverschiebungsschicht-)Materials gemäß Tabelle 2 (ii) und Fig. 31 (ii) hergestellt, indem eine Ladungsinjektionsschicht auf einem Aluminiumsubstrat angeordnet wurde, eine lichtempfindliche Schicht aus CTL-Material mit einer Dicke von 25 µm und eine CGL-Schicht mit einer Dicke von 1 µm mit Polyester als Bindemittel darüber angeordnet, und außerdem wurde ein Mosaikfilter mit einer Dicke von 20 µm entsprechend dem bei Versuch 1 benutzten darüber aufgebracht. Um eine Kompensation für die blaue Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Organs, welche im Vergleich mit dem lichtempfindlichen Organ aus Se-Te ungenügend war, vorzunehmen, wurde eine blaue Fluoreszenzlampe zusätzlich zu einer Halogenlampe als Bildbelichtungs-Lichtquelle verwendet. Dann wurde die Bilderzeugung unter den gleichen Bedingungen wie vorher durchgeführt, mit Ausnahme dessen, daß die Umfangsgeschwindigkeit auf 50 mm/s eingestellt wurde. Der erhaltene Potentialkontrast betrug nur etwa 2/3 dessen im Versuch 1, doch wurde unter ähnlichen Bedingungen ein gutes Bild erzeugt.

Natürlich umfaßt die Erfindung nicht nur die oben beschriebene Entwicklungsmethode, sondern auch die folgenden Verfahren als Abwandlungen der Entwicklungsmethode, die ohne Gleitkontakt mit dem lichtempfindlichen Organ durchgeführt wird:
Die Methode zur Einkomponentenentwicklung mit einem Toner in einem elektrischen Wechselfeld, wobei eine Technik angewendet wird, mit der lediglich der Toner aus einem zusammengesetzten Entwickler auf ein Entwicklerzufuhrorgan gebracht wird (japanische Patent- Offenlegungsschrift Nr. 59-42 565, japanische Patentanmeldung Nr. 58-2 31 434);
die Methode zur Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler in einem elektrischen Wechselfeld, in welchem eine lineare oder eine Gittersteuerelektrode vorgesehen ist (japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 56-1 25 753);
schließlich die Methode zur Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler in einem elektrischen Wechselfeld mit einer darin angeordneten ähnlichen Steuerelektrode (japanische Patentanmeldung Nr. 58-97 973).

Bei den oben beschriebenen Versuchen wurde eine Koronaübertragung als Übertragungsmethode für das Tonerbild angewendet, doch sind auch andere Methoden einsetzbar. Wenn beispielsweise eine Haftübertragung gemäß der Beschreibung in den japanischen Patentschriften 46-41 679 und 48-22 763 verwendet wird, wird eine Übertragung ermöglicht, ohne daß die Polarität des Toners eine Rolle spielt. Weiterhin ist auch eine Anordnung möglich, bei der das lichtempfindliche Organ in eine Lagenstruktur eines Isolierschicht, einer lichtempfindlichen Schicht, einer lichtleitenden Schicht und eines Filters gebracht wird und wobei die primäre und die sekundäre Aufladung jeweils von der Seite der isolierenden Schicht, die Bildbelichtung und die Gesamtoberflächenbelichtung von der Seite des Filters her durchgeführt werden, und wobei eine Entwicklung von der Seite der isolierenden Schicht durchgeführt wird. Während zudem all die obigen Beschreibungen auf Farbkopiermaschinen mit Verwendung eines Dreifarbentrennfilters und von drei primären Farbtonern gerichtet waren, sind Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung nicht auf diese Möglichkeiten beschränkt, vielmehr ist die Erfindung breit auf verschiedene Mehrfarbenbildaufzeichnungsgeräte, auf Farbfotografiedrucker usw. anwendbar. Farbkombinationen der Farbtrennfilter und der Tonerfarben können natürlich beliebig entsprechend dem Anwendungsfall gewählt werden. Wenn man beispielsweise an einen Prozeß zur Erzeugung einer Zweifarbenwiedergabe denkt, kann etwa eine Anordnung verwendet werden, bei der als lichtempfindliches Organ eines mit darauf verstreut angeordneten Grün (G)-Filtern benutzt und bei der als Original eines mit zwei Farbanteilen, nämlich Rot und Schwarz, verwendet wird. Als Verfahren, das grundsätzlich das gleiche wie das oben beschriebene darstellt (bei welchem jedoch die Gesamtoberflächenbelichtungen mit G und R oder mit G und B ausgeführt werden) erzeugt ein solches Verfahren eine Wiedergabe, bei welcher schwarze Anteile in dem Original mit annähernd schwarzen Anteilen aus schwarzem und rotem Toner sowie rote Anteile in dem Original als rote Anteile aus rotem Toner wiedergegeben werden. Deshalb schließt der in der Beschreibung verwendete Ausdruck "mehrere Arten von Filtern" auch den Fall ein, in welchem ein lichtempfindliches Organ mit einer Schicht, in welcher ein einziger Farbfilteranteil und ein Anteil ohne Farbfilter (der aus transparentem Harz oder aus Luft bestehen kann) enthalten ist, weil der Anteil ohne Farbfilter als ein Transparentfilteranteil gilt.

Das Wort "Aufladung" in dieser Beschreibung schließt außerdem auch den Fall ein, bei dem eine "Aufladung" an die Oberfläche angelegt und dadurch das Oberflächenpotential zu Null gemacht bzw. die Ladungen auf der Oberfläche entfernt werden.

Wenn außerdem in der obigen Beschreibung die spektralen Charakteristiken für das bestimmte Licht zur Gesamtoberflächenbelichtung dieselben Farben aufwiesen wie die der Filter des lichtempfindlichen Organs, nämlich Grün (G), Blau (B) und Rot (R), so müssen die spektralen Charakteristiken nicht auf G, B und R beschränkt sein. Wesentlich ist, daß die spektralen Charakteristiken von der Art sind, daß sie bei einer Gesamtoberflächenbelichtung mit dem bestimmten Licht ein Potentialmuster lediglich auf dem Anteil eines bestimmten Filters (nicht immer nur von einer Art) erzeugen. Wenn beispielsweise ein Potentialmuster auf dem blauen Filteranteil erzeugt wird, so kann es beispielsweise der Fall sein, daß die Gesamtoberflächenbelichtung mit einem Licht erfolgt, welches eine breite spektrale Charakteristik, nämlich unterhalb von etwa 500 nm und sogar unter Einschluß von Wellenlängen unterhalb 400 nm, aufweist.

Wie beschrieben, ist diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes zur Bilderzeugung so aufgebaut, daß eine primäre Aufladungseinrichtung, eine sekundäre Aufladungseinrichtung, eine Bildbelichtungseinrichtung, eine tertiäre Aufladungseinrichtung sowie eine Einrichtung zur Belichtung der Gesamtoberfläche mit Licht einer bestimmten Farbe nacheinander einem lichtempfindlichen Organ gegenüberstehend angeordnet sind, wobei das lichtempfindliche Organ mehr als zwei spektrale Empfindlichkeiten aufweist; das erhaltene Bild ist dabei frei von Fehlern, wie Farbscherung, und besitzt eine hohe Bildwiedergabetreue. Da außerdem die Bildbelichtungseinrichtungen und die Aufladungseinrichtungen getrennt angeordnet sein können, besteht keine Beschränkung bezüglich der Materialauswahl für die lichtleitende Schicht in der Weise, daß ein Material, welches eine hohe Verschiebegeschwindigkeit für Löcher oder Elektronen gewährleistet, verwendet werden müßte, und deshalb besteht ein hoher Freiheitsgrad bei der Auswahl. Außerdem ist der Aufbau der Bildbelichtungseinrichtungen und der Aufladungseinrichtungen nicht kompliziert.

Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Bei dem in Fig. 34 dargestellten Aufzeichnungsgerät ist mit 201 ein Bildaufnehmer (lichtempfindliches Organ) in Trommelform bezeichnet, welches in der mit dem Pfeil angezeigten Richtung rotiert, und das lichtempfindliche Organ 201 besteht entsprechend der Darstellung in Fig. 35 aus einem leitenen Substrat 201 a aus Aluminium, Nickel o. dgl., auf welchem eine lichtleitende und lichtempfindliche Schicht 201 b aus Se, CdS, Si o. dgl. angeordnet ist und über welcher wiederum eine durchscheinende isolierende Oberflächenschicht 201 c aus transparentem Harz o. dgl. aufgebracht ist, wobei das leitende Substrat 201 a geerdet ist. Das Bezugszeichen 202 bezeichnet eine primäre Aufladungsvorrichtung, die aus einer Kombination einer Lampe 202 a zur Bestrahlung der Oberfläche des lichtleitenden Organs 201 und einer Koronaentladungsvorrichtung 202 b besteht; das Bezugszeichen 203 bezeichnet eine sekundäre Aufladungsvorrichtung, bestehend aus einer Koronaentladungsvorrichtung, und das Bezugszeichen 204 bezeichnet eine Bildbelichtung. In diesem Fall muß die primäre Aufladungsvorrichtung 202 nicht notwendigerweise die Lampe 202 a enthalten, wenn die lichtleitende und lichtempfindliche Schicht 201 b des lichtempfindlichen Organs 201 von der Art ist, daß es aufgrund einer Halbleitercharakteristik eine gleichrichtende Wirkung ausübt, mit der eine Injektion von elektrischen Ladungen von dem Substrat 201 a ermöglicht wird. Die dem trommelförmigen lichtempfindlichen Organ 201 gegenüberstehende Bildbelichtung 204 ist wie diejenige, welche eine Schlitzbelichtung ausführt, wie sie bei gewöhnlichen elektrofotografischen Kopiermaschinen praktiziert wird. Die Bildbelichtung 204 ist jedoch nicht auf eine solche Schlitzbelichtung beschränkt, sie kann vielmehr auch von der Art sein, wie sie durch die Verwendung von Laser, LED, CRT, Flüssigkristall oder einem Glasfaserübertragungsorgan erhalten wird. Wenn der Bildaufnehmer in einer ebenen Form gemacht werden kann, etwa in Riemenform, kann eine Blitzbelichtung vorgesehen werden. Das Bezugszeichen 205 bezeichnet eine tertiäre Aufladungsvorrichtung von ähnlicher Konstruktion wie die sekundäre Aufladungsvorrichtung 203 zur Abflachung des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ 201, welches durch die Bildbelichtung 204 erzeugt wurde. Das Bezugszeichen 206 bezeichnet eine Lampe zur Gesamtoberflächenbelichtung, mit der die Gesamtoberflächenbelichtung zur Erzeugung eines Potentialmusters (eines sekundären elektrostatischen latenten Bildes) auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 201 durchgeführt wird.

Das Bezugszeichen 212 in Fig. 34 bedeutet eine Entwicklungsvorrichtung mit Verwendung von Tonern von chromatischen Farben, wie von blauer, roter oder schwarzer Farbe als Bestandteil des Entwicklers, und als Entwicklungsvorrichtung wird vorzugsweise eine mit einer Konstruktion verwendet, wie sie in den Fig. 19 bzw. 23 dargestellt ist.

Das Bezugszeichen 226 in Fig. 34 bezeichnet eine Vorübertragungs- Lampe zur Bestrahlung der Oberfläche eines lichtempfindlichen Organs 201 nach der Entwicklung und vor der Übertragung, 231 bezeichnet eine Koronaentladungsvorrichtung, welche den Toner vor der Übertragung in gleicher Weise auflädt, 227 bezeichnet eine durch eine Koronaentladungsvorrichtung gebildete Übertragungsvorrichtung, 228 bezeichnet eine Ladungsbeseitigungsvorrichtung, welche entweder aus einer Lampe 228 a zur Bestrahlung der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs oder einer Koronaentladungsvorrichtung 228 b oder auch aus diesen beiden Elementen besteht, 229 bezeichnet eine Reinigungsvorrichtung, welche der Oberfläche des lichtempfindlichen Organs gegenüberstehend angeordnet ist, um restlichen Toner auf dem lichtempfindlichen Organ 201 durch Anwendung einer Reinigungsklinge 229 a zu entfernen, und 230 bezeichnet eine Fixiervorrichtung zur Fixierung eines Tonerbildes, welches auf ein Aufzeichnungsorgan P übertragen wurde.

Wenn bei dem gemäß obiger Beschreibung angeordneten bzw. aufgebauten Aufzeichnungsgerät eine Koronaentladung von der Koronaentladungsvorrichtung 202 b auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 201 zur Einwirkung kommt, während diese mit der Lampe 202 a der primären Aufladungsvorrichtung 202 bestrahlt wird (wie oben erwähnt, gibt es auch den Fall, bei dem die Lampe 202 a nicht erforderlich ist), dann erhält das lichtempfindliche Organ 201 elektrische Ladungen auf den Oberflächen der lichtleitenden und lichtempfindlichen Schicht 201 b und der durchscheinenden isolierenden Oberflächenschicht 201 c gemäß Fig. 36(a). Wenn die Oberfläche des derart aufgeladenen lichtempfindlichen Organs 201 dann einer Koronaentladung von der sekundären Aufladungsvorrichtung 203 unterworfen wird, werden, da die lichtleitende und lichtempfindliche Schicht 201 b isolierende Eigenschaft besitzt, die elektrischen Ladungen auf der durchscheinenden isolierenden Oberflächenschicht 201 c vermindert und der Ladungszustand auf dem lichtempfindlichen Organ 201 wird so wie in Fig. 36(b) gezeigt. Wenn die Bildbelichtung 204 dann eingeschaltet wird, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 201, welches mit den Sekundärladungen gemäß obiger Beschreibung versehen ist, zu bestrahlen, dann werden die Oberflächenladungen auf der lichtleitenden und lichtempfindlichen Schicht 201 b in dem belichteten Teil PH vermindert, während die Ladungen in dem nicht belichteten Teil DA unverändert bleiben, und der Ladungszustand in dem lichtempfindlichen Organ 201 wird so wie in Fig. 36(c) gezeigt. Danach wird eine Koronaentladung von der tertiären Aufladungsvorrichtung 205 zur Anwendung gebracht, um das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 201 zu glätten (s. Fig. 36(d)), und danach wird eine Gesamtoberflächenbelichtung mit der Belichtungslampe 206 durchgeführt, wodurch die Ladungen auf der lichtleitenden und lichtempfindlichen Schicht 201 b in dem nicht belichteten Anteil DA beseitigt werden (siehe Fig. 36(e)).

Die Veränderungen des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ 201 in dem oben beschriebenen Ablauf sind in Fig. 37(a) gezeigt. Die mit A, B, C, D und E in Fig. 37(a) bezeichneten Potentialzustände entsprechen den Ladungszuständen in den Fig. 36(a), 36(b), 36(c), 36(d) bzw. 36(e). Das Potential in dem belichteten Anteil PH, welches der Bildbelichtung 204 unterworfen wurde, wird also auf das Oberflächenpotential gebracht, wie es in Fig. 37(a) mit E (PH) bezeichnet ist, wobei dieses praktisch auf dem gleichen Niveau wie das in Fig. 37(a) mit B bezeichnete Oberflächenpotential liegt, und gegenüber diesem Hintergrundpotential erhält der von der Bildbelichtung 204 nicht belichtete Anteil DA ein elektrostatisches latentes Bild mit dem Oberflächenpotential, wie es mit E (DA) bezeichnet ist. Auf dieselbe Weise wie bei einer gewöhnlichen elektrofotografischen Kopiermaschine kann das elektrostatische latente Bild durch normale Entwicklung mit einem Entwickler verarbeitet werden, welcher entgegengesetzt zur Polarität des latenten Bildes aufgeladen ist, um den nicht belichteten Anteil DA zu entwickeln. Bei dem oben beschriebenen System kann das Potential des elektrostatischen latenten Bildes durch Regulierung der relativen Stärke zwischen der primären, sekundären und der tertiären Aufladung so eingestellt werden, daß der belichtete Anteil und der nicht belichtete Anteil auf die gleiche oder auf entgegengesetzte Polaritäten gebracht werden können. Um die Entwicklung zu erleichtern, wird jedoch vorzugsweise das weiße Grundpotential annähernd auf Nullniveau gebracht. Um das weiße Grundniveau zu annähernd Null zu machen, kann die Gleichstromvorspannung, welche zum Entwicklungszeitpunkt an das Entwicklerzufuhrorgan angelegt werden soll, auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, und dadurch kann die Möglichkeit, daß Toner auf dem weißen Grund sich ansetzt und einen Grauschleier verursacht, ausgeschaltet werden.

Fig. 38 zeigt eine Diagrammdarstellung für den oben beschriebenen normalen Bilderzeugungsprozeß, bei welchem ein latentes Bild dadurch erzeugt wird, daß der nicht belichtete Anteil DA in ein elektrostatisches latentes Bild und der belichtete Anteil in den Hintergrund umgewandelt wird und bei dem das latente Bild entwickelt wird, wobei der Toner mit gleicher Polarität wie der Hintergrundanteil aufgeladen ist.

Bei dem Bilderzeugungsgerät gemäß Fig. 34 wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Organs 201 im Anfangszustand (a), d. h. nach Beseitigung von Elektrizität durch die Ladungsbeseitigungsvorrichtung 213, nach Reinigung mittels der Reinigungsvorrichtung 214 und nach Setzen auf Nullpotential, mittels der primären Aufladungsvorrichtung 203 mit entgegengesetzter Polarität gegenüber der primären Aufladung wird dann das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Organs 201 auf praktisch Null (leicht negativ) gebracht (c). Nach Behandlung durch die Bildbelichtung 204 wird dann das Potential in dem belichteten Abschnitt PH angehoben (d), und dann wird nach Behandlung mit einer Entladung von der tertiären Aufladungsvorrichtung 205 das Potential in dem belichteten Anteil PH gesenkt und geglättet (e). Schließlich wird, nach Behandlung mit einer Gesamtoberflächenbelichtung durch die Belichtungslampe 206, das Potential in dem nicht belichteten Anteil DA angehoben (f), und danach wird der Toner T mit entgegengesetzter Polarität gegenüber dem Potential in dem nicht belichteten Anteil DA mittels der Entwicklungsvorrichtung 212 auf den nicht belichteten Anteil DA gebracht (g). Auf diese Weise wird durch Aufbringen des Toners auf den nicht belichteten Anteil DA ein normales Bild erzeugt, und das normale Bild wird auf Aufzeichnungspapier P mit den Arbeitsschritten der Übertragungseinrichtung 227 und der Fixiereinrichtung 230 aufgezeichnet.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird durch die Gesamtoberflächenbelichtung eine gewisse Veränderung in dem Potential auf dem weißen Grundanteil E(PH) erzeugt, und dies macht das weiße Grundpotential leicht instabil. Deshalb kann anstelle der Anwendung der Wiederaufladung des weißen Grundanteils C(PH) in dem oben beschriebenen Verfahren das schwarze Grundpotential wiederaufgeladen und auf das Niveau des weißen Grundpotentials gebracht werden, so daß das weiße Grundpotential E(PH) nicht verändert wird, wenn es der Gesamtoberflächenbelichtung unterworfen wird. Fig. 37(b), welche dieses Verfahren zeigt, unterscheidet sich von Fig. 37(a) darin, daß es derart angelegt ist, daß der nicht belichtete Anteil C(DA) bei der tertiären Aufladung weitgehend von seiner Elektrizität befreit wird, während der belichtete Anteil C(PH) im wesentlichen von einer Aufladung freigehalten wird. Durch dieses Vorgehen wird das Potential auf dem belichteten Anteil E(PH) stabiler gemacht.

Im folgenden wird noch der Fall beschrieben, bei dem ein Umkehrbild erzeugt wird.

Das Umkehrbild kann dadurch erzeugt werden, daß lediglich die Verfahrensschritte der Aufladung mit der dritten Aufladungsvorrichtung 205 und der Gesamtoberflächenbelichtung mit der Belichtungslampe 206 weggelassen werden. Dabei wird der belichtete Anteil (PH) in dem Zustand von Fig. 36(c) der Entwicklung (Umkehrentwicklung) unterworfen. Da das elektrostatische latente Bild in Fig. 36(c), d. h., die Richtung des elektrischen Feldes in den elektrostatischen latenten Bild C in Fig. 37(a) bzw. in Fig. 37(b) gleich ist wie bei dem oben beschriebenen elektrostatischen latenten Bild, das in der Zeichnung mit Fig. 37(e) bezeichnet ist, kann es mit dem gleichen Entwickler entwickelt werden, wie er für das elektrostatische latente Bild gemäß Fig. 37(e) benutzt wird. Da jedoch die Potentialkontraste (C(PH)-C(DA)) und das Hintergrundpotential in Fig. 37(a) und Fig. 37(b) sich gegenüber denen bei der oben beschriebenen normalen Entwicklung, nämlich (E(DA)-E(PH)) und E(PH), unterscheiden, muß die Entwicklungsvorspannung entsprechend eingestellt werden.

Fig. 39 zeigt ein Diagramm für den Ablauf des oben beschriebenen Umkehrbild-Erzeugerprozesses, wobei ein latentes Bild mit dem Bilderzeugungsverfahren in der Weise erzeugt wird, daß der belichtete Anteil PH derjenige Anteil wird, auf welchen der Toner aufgebracht wird, und der nicht belichtete Anteil der Hintergrundanteil wird und wobei die Entwicklung in der Weise durchgeführt wird, daß der Toner entgegengesetzt zur Polarität des belichteten Anteils aufgeladen ist.

Die jeweiligen Zustände bis zu dem sekundären Aufladungsschritt sind die gleichen wie oben anhand von Fig. 38 beschriebenen Zustände. Der Zustand (d) des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ 201 gemäß Fig. 39 ist der gleiche wie der Zustand (d) in Fig. 38. (In Fig. 39 sind die Positionen des belichteten Anteils PH und des nicht belichteten Anteils DA gegenüber Fig. 38 verkehrt gezeigt.) Nach Erzeugung eines latenten Bildes mittels der Bildbelichtung 204 gemäß Darstellung (d) von Fig. 39 wird die Umkehrentwicklung (e) mittels der Entwicklungsvorrichtung 212 durchgeführt, indem der Toner T mit entgegengesetzter Polarität gegenüber dem belichteten Anteil PH auf diesen belichteten Anteil PH aufgebracht wird. Danach wird das Umkehrbild über die Schritte der Übertragung und Fixierung auf die gleiche Weise wie oben beschrieben auf Aufzeichnungspapier P aufgezeichnet.

Nach dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann leicht zwischen einer normalen Entwicklung und einer Umkehrentwicklung gewählt werden, und beide Arten können durch Verwendung derselben Entwicklungsvorrichtung ausgeführt werden.

Das obige Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand konkreter Versuche 3 und 4 noch im einzelnen beschrieben.

Versuch 3 (Der Fall von Fig. 38)

Es wurde das Bilderzeugungsgerät gemäß Darstellung in Fig. 34 verwendet, wobei das lichtempfindliche Organ 201 aus einer lichtempfindlichen Schicht von CdS mit einer Dicke von 30 µm und einer darauf ausgebildeten durchscheinenden isolierenden Schicht mit einer Dicke von 20 µm bestand und dessen Umfangsgeschwindigkeit auf 180 mm/s eingestellt war. Das lichtempfindliche Organ 201 wurde mit einer Gleichstrom-Scorotron-Koronaentladungsvorrichtung 202 b aufgeladen, während es einer einheitlichen Belichtung mit der Lampe 202 a der primären Aufladungsvorrichtung 202 unterworfen wurde, derart, daß das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Organs 201 +1500 V erreichte. Dann wurde eine Aufladung mittels der sekundären Aufladungsvorrichtung 203, bestehend aus einer Scorotron-Koronaentladungsvorrichtung mit einer Gleichstromkomponente, vorgenommen, so daß das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 201 zu 0 V wurde. Die oben genannte aufgeladene Oberfläche wurde mit einer Bildbelichtung von einem abgetasteten Organ beaufschlagt, wodurch ein elektrostatisches Bild erzeugt wurde, dessen Potential in dem belichteten Anteil 700 V gegenüber einem Potential von 0 V auf dem (nicht) belichteten Anteil. Nachdem eine Koronaentladung von der tertiären Aufladungsvorrichtung 205, bestehend aus einer Scorotron-Koronaentladungsvorrichtung, wodurch sowohl der belichtete als auch der nicht belichtete Anteil auf ein Potentialniveau von annähernd -100 V gebracht wurde, wurde eine Gesamtoberflächenbelichtung mittels der Belichtungslampe 206 vorgenommen. Zu diesem Zeitpunkt betrug das Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Organ 201 +50 V in dem belichteten Anteil und +600 V in dem nicht belichteten Anteil. Das latente Bild wurde mit der bereits früher erwähnten Entwicklungsvorrichtung 212 entwickelt.

In der Entwicklungsvorrichtung 212 wurde ein Entwickler verwendet, der aus einem Träger aus Harz mit einem darin verteilten Anteil von 70 Gew.-% Magnetit, mit einer mittleren Partikelgröße von 30 µm, einer Magnetisierung von 30 emu/g sowie mit einer spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω · cm oder höher und einem nicht- magnetischen Toner aus Styren-Acrylharz mit einem Zusatz von 5 Gew.-% Ruß und einem Ladungskontrollwirkstoff sowie mit einer mittleren Partikelgröße von 10 µ in einem Mischungsverhältnis von Toner zu Träger von 20 Gew.-% bestand. Bei der Anordnung betrug der Außendurchmesser der Entwicklungstrommel 30 mm, ihre Umdrehungszahl betrug 100 U/min, die magnetische Flußdichte der Nord- und Südpole des Magnetorgans betrug 900 Gauß, dessen Umdrehungszahl betrug 1000 U/min, die Dicke der Entwicklerschicht in dem Entwicklungsbereich betrug 0,6 mm und der Luftspalt zwischen der Entwicklungstrommel und dem Bildaufnehmer 201 betrug 0,8 mm; außerdem wurde ein kontaktloses Sprungentwicklungssystem verwendet, bei dem die Entwicklungstrommel mit einer überlagerten Spannung aus einem Gleichspannungsanteil von 150 V und einem Wechselspannungsanteil von 1,5 kHz und 1500 V beaufschlagt wurde.

Während die Entwicklungsvorrichtung 212 nicht für die Entwicklung eines elektrostatischen Bildes eingesetzt wurde, wurde sie außer Betrieb genommen. Zu diesem Zweck wurde die Entwicklungstrommel entweder von den Spannungsquellen abgeschaltet und in einen undefinierten Zustand versetzt, oder sie wurde geerdet, oder positiv, die Entwicklungstrommel wurde mit einer Gleichstrom- Vorspannung der gleichen Polarität wie der des elektrostatischen Bildes beaufschlagt, d. h. mit der entgegengesetzten Polarität zu den Ladungen des Toners; dabei ist die Beaufschlagung mit Gleichspannung die bevorzugte Maßnahme.

Nach Beendigung der oben beschriebenen Entwicklung und Erzeugung eines Tonerbildes auf dem Bildaufnehmer 201 wurde entweder die Koronaentladungsvorrichtung 231 oder die Vorübertragungs-Lampe 226 oder auch beide Elemente, je nach Bedarf in Betrieb genommen, um das Tonerbild leicht übertragen zu können, und dann wurde das Bild auf ein Aufzeichnungsorgan P übertragen sowie mittels der Fixiervorrichtung 230 fixiert.

Das lichtempfindliche Organ 201 wurde nach Übertragung des Tonerbildes von ihm mit der Ladungsbeseitigungsvorrichtung 228 behandelt, um seine Elektrizität zu beseitigen, und dann von restlichem Toner auf seiner Oberfläche mittels der Reinigungsklinge 229 a der Reingungsvorrichtung 229 befreit, und nachdem die Oberfläche, auf welcher das Bild erzeugt worden war, die Reinigungsvorrichtung 229 passiert hatte, war ein Durchlauf des Bilderzeugungsverfahrens vollständig abgeschlossen.

Das mit dem oben beschriebenen Verfahren aufgezeichnete Bild war vollständig frei von Grauschleiern und sehr ausgeprägt, und das Bild war auch stabil über wiederholte Aufzeichnungsvorgänge hinweg.

Versuch 4 (Fall von Fig. 39)

Es wurde das Aufzeichnungsgerät vom gleichen Typ wie bei dem vorhergehenden Versuch 3 verwendet, welches in der Lage ist, auch ein Umkehrbild zu erzeugen. Durch Drücken einer Umkehrtaste auf dem Bedienungsfeld wurden die folgenden Arbeitsgänge gestartet. Zunächst wurden die Primäraufladung und die Sekundäraufladung mittels der Primäraufladungsvorrichtung 202 und der sekundären Aufladungsvorrichtung 203 unter den gleichen Bedingungen wie beim Versuch 3 durchgeführt. Nachdem lediglich die Bildbelichtung durchgeführt war, wurde ein elektrostatisches Bild, dessen Potential in dem belichteten Anteil +700 V gegenüber 0 V im Hintergrundanteil betrug, auf dem lichtempfindlichen Organ 201 erzeugt, welches unter den gleichen Bedingungen wie in Versuch 3 angeordnet war. Das heißt, daß beim Umkehrbetrieb die tertiäre Aufladung und die Gesamtoberflächenbelichtung nicht durchgeführt werden.

Das elektrostatische Bild wurde mittels der Entwicklungsvorrichtung 212 unter den gleichen Bedingungen wie beim Versuch 3 entwickelt, mit Ausnahme dessen, daß die Entwicklungstrommel mit einer überlagerten Spannung beaufschlagt wurde, deren Gleichspannungsanteil 100 V und deren Wechselspannungsanteil 1,5 kHz und 1000 V betrug. Das erhaltene Bild war ein Umkehrbild des im Versuch 3 erhaltenen Bildes.

Bei der Entwicklung in diesen Versuchen kann die Bilddichte durch geeignete Veränderung der Gleichspannungskomponente sowie der Amplitude, der Frequenz, des Belastungsverhältnisses usw. der Wechselstromkomponente der an der Entwicklungstrommel 216 anliegenden Spannung entsprechend den Veränderungen im Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Organs 201 und der Entwicklungscharakteristiken eingestellt werden.

Das erfindungsgemäße Bilderzeugungsgerät gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann vorteilhaft für ein System verwendet werden, welches eine Punktbelichtung mittels einer Laser-, LCS- bzw. einer LED- Lichtquelle für die Bildbelichtung zum Zeitpunkt der Umkehrbilderzeugung durchführt. Wenn bei der Verwendung des Gerätes von Fig. 34 eine Punktbelichtungseinrichtung in der Kopiermaschinen-Lichtquelle verwendet wird, wird der Vorteil erreicht, daß ein und dieselbe Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung verwendet werden kann.

Wie oben beschrieben, ist das erfindungsgemäße Bilderzeugungsgerät so aufgebaut, daß die primäre Aufladungseinrichtung, eine sekundäre Aufladungseinrichtung, eine Bildbelichtungseinrichtung, eine tertiäre Aufladungseinrichtung, eine Gesamtoberflächenbelichtungseinrichtung und eine Entwicklungseinrichtung zur Erzeugung einer normalen Entwicklung eines durch Gesamtoberflächenbelichtung gewonnenen elektrostatischen latenten Bildes nacheinander einem lichtempfindlichen Organ gegenüberstehend angeordnet sind; deshalb können die Aufladungseinrichtungen (d. h. die primäre und die sekundäre Aufladungseinrichtung) und die Bildbelichtungseinrichtung getrennt angeordnet werden, wodurch es möglich ist, Schwierigkeiten bei der konstruktiven Gestaltung zu vermeiden. Da außerdem die Bildbelichtung nicht gleichzeitig mit der Aufladung erfolgt, können Materialien, die geringere Verschiebungsgeschwindigkeiten für Elektronen und Löcher erzeugen, wie beispielsweise organische Materialien, als Materialien für die lichtleitenden Schichten verwendet werden, und deshalb wird eine Beschränkung beim Geräteaufbau beseitigt. Da schließlich die Verwendung oder Nichtverwendung der dritten Aufladungseinrichtung und der Gesamtoberflächenbelichtungseinrichtung frei gewählt werden kann, kann entsprechend der gewünschten Bildgestaltung auf einfache Weise zwischen einer normalen Entwicklung oder einer Umkehrentwicklung gewählt werden.

Claims

1. Gerät zur Bilderzeugung, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes und eine Entwicklungseinrichtung einem lichtempfindlichen Organ gegenüberstehend angeordnet sind und dieses Organ ein auf seiner Oberfläche mit einer Farbtrennfunktion versehenes Element, eine lichtleitende Schicht und eine isolierende Schicht aufweist,
daß die Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes eine Bildbelichtungseinrichtung, eine in einem Abschnitt hinter der Bildbelichtungseinrichtung angeordnete Aufladeeinrichtung zur Abflachung des Oberflächenpotentials auf dem lichtempfindlichen Organ sowie eine in einem Abschnitt hinter der Aufladeeinrichtung angeordnete Belichtungseinrichtung zur Belichtung der Gesamtoberfläche mit Licht einer bestimmten Farbe aufweist.

2. Gerät zur Bilderzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes eine Aufladeeinrichtung aufweist, welche in einem Abschnitt vor der Bildbelichtungseinrichtung angeordnet ist.

3. Gerät zur Bilderzeugung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Abschnitt vor der Bildbelichtungseinrichtung angeordnete Aufladeeinrichtung mehrfach vorgesehen ist.

4. Gerät zur Bilderzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Organ die Isolierschicht auf seiner Oberfläche aufweist.

5. Gerät zur Bilderzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwickler auf der Entwicklungseinrichtung sich außer Kontakt mit dem lichtempfindlichen Organ befindet und eine Einrichtung zum Wegbefördern von Tonerpartikeln besitzt.

6. Gerät zur Bilderzeugung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Wegbefördern von Tonerpartikeln eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes aufweist.

7. Verfahren zur Bilderzeugung, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bildbelichtung auf ein lichtempfindliches Organ erfolgt, welches ein mit einer Farbtrennfunktion versehenes Element, eine lichtleitende Schicht und eine Isolierschicht aufweist,
daß das der Bildbelichtung unterworfene lichtempfindliche Organ einer Behandlung zur Abflachung des darauf befindlichen Oberflächenpotentials unterzogen wird,
daß auf das lichtempfindliche Organ nach der Abflachungsbehandlung eine Belichtung der Gesamtoberfläche mit Licht einer bestimmten Farbe angewendet wird, um auf dem lichtempfindlichen Organ ein Potentialmuster in einem Anteil zu erzeugen, welcher der durch die Farbtrennung vorgesehenen Farbkomponente entspricht, und
daß auf dem das Potentialmuster aufweisenden lichtempfindlichen Organ eine Bildbelichtung vorgenommen wird.

8. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bildbelichtung eine Aufladung erfolgt.

9. Verfahren zur Bilderzeugung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entwicklung Tonerpartikel eines Entwicklers durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung wegbewegt werden, während der Entwickler außer Kontakt mit dem lichtempfindlichen Organ gehalten wird.