DE3739255C2

DE3739255C2 - Elektrographisches Bildaufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE3739255C2
Application number: DE3739255A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Maruyama; Kiyoshi Horie; Tsuneo Noami; Toshiro Yamamoto; Koji Adachi; Toru Okamoto; Takeshi Sumikawa
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1997-01-09
Anticipated expiration: 2007-11-20
Also published as: GB2201522A; GB2201522B; DE3739255A1; US4882247A; GB8727029D0

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Bildern oder Abbildern, bei dem ein elektrostatisches Latentbild verwendet wird, und insbesondere ein Bildaufzeichnungs verfahren zur Herstellung eines Tonerbildes durch Entwickeln eines visualisierten, zuvor auf einem Latentbild-Träger herge stellten Bildes (Tonerbild) ohne Beschädigungen.

Es sind verschiedene Farbbildaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen worden, die ein elektronischen Fotografierverfahren umfassen. Hierzu gehört beispielsweise das sogenannte Repetierentwicklungs verfahren. Bei diesem Verfahren wird das Farbbild dadurch her gestellt, daß elektrostatische Latentbilder zweier oder drei Stufen auf einem einzigen photosensitiven Medium hergestellt werden. Das erste Latentbild auf dem photosensitiven Medium mit den zwei- oder dreistufigen Latentbildern wird von einer ersten Entwicklungsvorrichtung entwickelt und danach wird ein zweites Latentbild auf dem photosensitiven Medium von einer zweiten Ent wicklungsvorrichtung entwickelt und ein schließlich hergestelltes Tonerbild wird zugleich übertragen. Dieses Verfahren zeichnet sich durch Größenreduktion und hohe Kopiergeschwindigkeit aus.

Bei diesem Repetierentwicklungsverfahren wird jedoch das photo sensitive Medium, auf das das Tonerbild im ersten Entwicklungs verfahrensschritt aufgebracht worden ist, vom Entwickler im zweiten und in den folgenden Entwicklungsverfahrensschritt einer Reibung unterzogen, wodurch das im ersten Entwicklungs verfahrensschritt hergestellte Tonerbild erheblich in den folgenden Verfahrensschritten angegriffen wird. Im Ergebnis ist dieses Verfahren mit dem Problem behaftet, daß das schließlich hergestellte Farbbild erheblich beschädigt ist. Es ist daher für das Bildherstellungsverfahren mit dem Repetierent entwicklungsverfahren von großer Bedeutung, das Entwickeln in den folgenden Stufen durchzuführen, ohne Tonerbilder der voran gegangenen Stufen zu beschädigen.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Ent wicklungsverfahrensschritte in den folgenden Stufen mit einem Einkomponenten-Nichtkontakt-Entwickler durchzuführen, um das Tonerbild auf dem photosensitiven Medium nicht zu beschädigen. Dieses Verfahren mit dem Einkomponenten-Nichtkontakt-Entwickler erlaubt jedoch keine hohen Arbeitsgeschwindigkeiten. Von daher ist die Verwendung eines Zweikomponenten-Entwicklers vorzuziehen, der aus Träger und Toner besteht.

Bei dem Magnetentwicklungsverfahren erfolgt die Entwicklung durch Aufbringen eines Zweikomponenten-Entwicklers auf eine nicht magnetische Muffe, in der eine Magnetwalze angeordnet ist, und durch Abstreifen eines Latentbildes mit einer magnetischen Bürste. Bei dem Repetierentwicklungsverfahren wird das Tonerbild, das im Entwicklungsverfahrensschritt der vorangegangen Stufe gebildet wird, jedoch beschädigt, weil es mit der Spitze der magnetischen Bürste im Entwicklungsverfahrensschritt der folgenden Stufe gebürstet wird.

Zur Lösung dieser Probleme wird in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 126665/1985 eine Farbbildentwicklungsvorrichtung vorgeschlagen, bei der ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, der aus einer Mischung des magnetischen Trägers mit einer Korngröße von 50 µm oder weniger mit dem Tonerpartikel besteht. Die Reduzierung der Korn größe vermindert zwar die Beschädigung des Bildes; wird jedoch die Korngröße sehr klein, gelangt mehr Trägermaterial von der Entwicklungsvorrichtung an die Oberfläche des photosensitiven Mediums. Das sogenannte Überträgerphänomen (Restträger-, Schattendruck-, "carry over"-Phänomen) tritt stärker in Er scheinung. Um dies zu vermeiden ist die magnetische Kraft zu erhöhen. Es ist also eine bestimmte Korngröße des Trägerpartikels erforderlich. Die alleine Änderung der Korngröße kann kein hin reichend gutes Ergebnis liefern.

Es sind andererseits verschiedene Bildherstellungsverfahren vorgeschlagen worden, die in einfacher Weise nach elektronischen Fotografierverfahren zusammengesetzte Bilder herstellen und auf zeichnen. Ein typisches Beispiel für ein solches Bildherstellungsverfahren ist das sogenannte Wiederholungs negativbelichtungsverfahren, weil es eine einzelne Entwicklungs vorrichtung benutzt. Bei diesem Verfahren wird nach gleich förmigem Laden Ladung des photosensitiven Mediums der elektronischen Fotografie ein Latentbild eines ersten Bildes mittels einer Belichtungsvorrichtung negativ auf das photo sensitive Medium geschrieben, die Bildteile belichtet. Es wird auch ein Latentbild eines zweiten Bildes nach dem Negativ schreibverfahren hergestellt, um das zweite Bild mit dem ersten Bild zu kombinieren, und das erste und zweite Latentbild werden gleichzeitig invertiert, um das zusammengesetzte Bild herzu stellen.

In der Zwischenzeit ist auch ein Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Bilder unter Verwendung von zwei Entwicklungs vorrichtungen bekannt, das aus den Verfahrensschritten Laden, erstes negatives (oder positives) Bildbelichten, zweites positives (oder negatives) Bildbelichten, erstes Entwickeln (reguläres Entwickeln oder inverses Entwickeln) und zweites Ent wickeln (inverses Entwickeln oder reguläres Entwickeln).

Außerdem offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2047/1982 ein Verfahren unter Verwendung des Bildherstellungsverfahrensschrittes mit Laden, erstem negativen Bildbelichten, erstem Entwickeln (inverses Ent wickeln), zweitem positiven Bildbelichten, und zweitem Entwickeln (reguläres Entwickeln).

Das wiederholte Negativbildbelichtungsverfahren weist eine einfache Struktur, jedoch auch den Nachteil auf, daß die Bilder nicht auf der üblichen positiven Vorlage kombiniert werden können.

Die US-PS 4,124,385 beschreibt ein Trägermaterial mit Fülldichte und hoher magnetischer Permeabilität, das zur Entwicklung elektrostatischer Latentbilder mittels magnetischer Bürsten verwendet wird. Das Material wird durch das Bilden von Aluminiumborosilicatglaspartikeln erzeugt, die zwischen 10 und 15 Mol-% Fe₂O₃ enthalten und worin paramagnetische Ferritkristalle mit einer mittleren Partikelgröße von bis zu 500 Å durch eine Wärmebehandlung erzeugt werden. Das magnetische Verhalten der Glasträgerpartikel ist abhängig von der Anzahl und der Größe der Ferritkristalle und kann durch die Wärmebehandlung bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 800°C gesteuert werden. Wenn diese Glasträger mit Tonerpartikeln gemischt werden, werden die Tonerteilchen in der Entwicklermischung durch Stöße mit diesen Trägerteilchen nicht so stark angegriffen, wie mit schwereren Trägerteilchen.

JP 57-79970A beschreibt eine Zweifarbenentwicklungsvorrichtung in der Elektrophotographie, worin zur Verhinderung von Störungen des vorangegangenen entwickelten Bildes durch eine spätere Verarbeitung die Intensitäten der Hauptpolmagneten in den in den Entwicklungsschlitzen der zwei Entwicklungsvorrichtungen eines magnetischen Bürstensystems vorgesehenen Magnetgruppen unterschiedlich eingestellt werden. Damit wird erreicht, daß die auf der zweiten Buchse erzeugte magnetische Bürste weicher eingestellt ist.

JP 56-87059A beschreibt einen Zweifarbenkopierer worin ein erstes latentes Bild gebildet und entwickelt und anschließend ein zweites latentes Bild erzeugt und entwickelt wird, wodurch eine scharfe Zweifarbenaufzeichnung auf einer fotoempfindlichen Trommel ohne Mischung der Zweifarbentoner erzeugt werden kann. In der bekannten Vorrichtung wird eine fotoempfindliche Trommel auf ein Potential V_S geladen und positiv mit einem Beleuchtungsmittel belichtet, so daß ein latentes Bild mit dem Potential V_L auf der belichteten Fläche erzeugt wird, wobei das Potential auf ungefähr die Hälfte von V_S eingestellt wird. Dieses Bild wird positiv mit schwarzem Toner entwickelt, der in der ersten Entwicklungsvorrichtung negativ geladen ist. Dann wird die Trommel negativ belichtet, um so das Potential der belichteten Flächen auf ungefähr 0 V zurückzufahren. Das latente Bild wird mit einem roten Toner entwickelt, der eine positive Ladung in der zweiten Entwicklungseinheit aufweist. Zu dieser Zeit wird die Entwicklungsvorspannung V_DB2 etwas niedriger als die Potential V_L gehalten. Eine derartige Struktur erlaubt es, ein rotes und schwarzes Tonerbild auf der Trommel auszubilden, und eine scharfe Zweifarbenaufzeichnung wird so auf der Trommel ohne Mischung der Zweifarbentoner ermöglicht.

Allerdings erhält man bei den bekannten Bildherstellungsverfahren keine hochqualitativen Bilder ohne Beschädigungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufzeichnung von Bildern zu entwickeln, bei dem Entwickeln ohne Beschädigung des existierenden Tonerbildes erfolgt, selbst wenn ein Zweikomponenten-Entwickler benutzt wird.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrographisches Bildaufzeichnungsverfahren mit einen ersten Schritt, bei dem ein erstes elektrostatisches Latentbild auf einem Latentbildträger erzeugt wird und bei dem das erste elektrostatische Latentbild mittels eines ersten Toners entwickelt wird, um ein erstes Tonerbild zu ergeben, wobei der Toner eine erste Polarität aufweist, mit einem zweiten Schritt, bei dem ein zweites elektrostatisches Latentbild auf dem Latentbildträger erzeugt wird, der das erste Tonerbild trägt, und bei dem das zweite elektrostatische Latentbild mit einem Zweikomponenten- Entwickler entwickelt wird, der durch Mischen eines zweiten Toners und eines magnetischen Trägers gebildet wird, wobei der Toner eine Polarität aufweist, die umgekehrt zur Polarität des ersten Toners ist und der magnetische Träger eine Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger aufweist, um ein zweites Tonerbild zu erzeugen, wobei das erste Tonerbild durch die Bildung des zweiten Tonerbildes nicht beeinträchtigt wird, und mit einen dritten Schritt, bei dem das erste und zweite Tonerbild auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, wobei wenigstens beim zweiten Entwicklungsschritt eine den Entwickler zum Latentbildträger transportierende Entwicklungswalze verwendet wird, die aus einer drehbaren Muffe und einer in dieser feststehend angeordneten Magnetwalze besteht, wobei die Magnetwalze in ihrem dem Latentbildträger gegenüberliegenden Bereich zwei benachbart zueinander angeordnete Magnetpole gleicher Polarität aufweist, derart daß die Differenz zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert der magnetischen Flußdichte im Bereich des durch die beiden Magnetpole gebildeten Hauptpols der Entwicklungswalze 200 Gauß oder mehr beträgt.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kopiervorrichtung, bestehend aus a) einer Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bildes von einem Originaldokument und zum Umwandeln in ein elektrisches Bildsignal; b) einer optischen Ausgabevorrichtung zur Herstellung eines ersten elektrostatischen Latentbildes, das einem besonderen Farbelementsignal in dem Bildsignal entspricht, auf dem photosensitiven Medium, wobei die optische Ausgabevorrichtung das von der Bildlesevorrichtung abgegebene Ausgangssignal verwendet; c) einer optischen Fokussierungsvorrichtung zur Führung eines optischen Bildes auf das photosensitive Medium und damit zur Herstellung eines zweiten elektrostatischen Latentbildes auf dem Medium, wobei das optische Bild einem Farbelement entspricht, das sich von der besonderen Farbe im Bild des Originaldokuments unterscheidet; d) einer ersten Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung des ersten elektrostatischen Latentbildes mit dem Toner der ersten Farbe; e) einer zweiten Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung des zweiten elektrostatischen Latentbildes mit dem Toner einer Farbe, die sich von der Farbe des ersten Toners unterscheidet; und f) einer Übertragungsvorrichtung zur Übertragung der Toner auf ein Kopierpapier nach dem Entwickeln durch die erste und zweite Entwicklungsvorrichtung;
wobei die optische Fokussierungsvorrichtung aufweist:
c1) eine Linsenanordnung zur Führung des optischen Bildes auf das photosensitive Medium in frei wählbarer Kopiervergrößerung; c2) eine Lichtteilungsanordnung zur Teilung des Lichts in zwei Richtungen, nachdem das Licht die Linsenanordnung durchlaufen hat, wobei ein Lichtstrahl in die Bildlesevorrichtung gelangt und der andere Lichtstrahl in das photosensitive Medium gelangt, um nach Durchlaufen des optischen Fokussierungssystems das zweite elektrostatische Latentbild herzustellen, und c3) eine Filteranordnung, die einen Lichtstrahl der besonderen Farbe durchläßt und die so angeordnet ist, daß sie in den optischen Pfad zur Bildlesevorrichtung und aus diesem heraus bewegt werden kann, wobei ein Zweikomponenten-Entwickler, der durch Mischen des zweiten Toners und des magnetischen Trägers mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger gebildet wird, in der zweiten Entwicklungsvorrichtung benutzt wird.

Jeder Träger mit der Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger kann bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann ein Träger mit poröser Oberfläche, ein Ferritträger oder ein Träger verwendet werden, bei dem Magnetpulver in Harz als Binde mittel fein verteilt ist. Es ist natürlich erforderlich, daß diese Träger die Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger haben. Der Träger, bei dem Magnetpulver in Harz als Bindemittel fein verteilt ist, ist vorzugsweise zu verwenden, weil sich die Dichte, die vom Inhalt des eingeschlossenen Magnetpulvers abhängt, in einfacher Weise steuern läßt. Das Ergebnis von Versuchen zeigt, daß sich bei einer Dichte von 1,7 bis 4,0 g/cm³, vorzugsweise von 1,7 bis 3,0 g/cm³ Bildschädigungen und das sogenannte Überträgerphänomen in einem akzeptabelem Bereich steuern lassen. Dies kann mit der Tatsache erklärt werden, daß die Magnetbürste oder der Spitzenteil weich wird, da jeder Träger eine kleine Dichte aufweist.

Dichte des Trägers kann bei der Erfindung definiert werden als Dichte bei der tatsächlichen spezifischen Schwerkraft, gemessen nach der folgenden Meßmethode.

Bei der sogenannten Pycnometer-Methode (pycnometer method) oder tatsächliche spezifische Schwerkraft Flaschen-Methode (true specific gravity bottle method), bei der Pulverräume vollkommen durch Flüssigkeit ersetzt wird und man die tatsächliche spezifische Schwerkraft durch Ersetzen des Verhältnisses zwischen Gewicht und Volumen entsprechend der folgenden Gleichung erhält, ergibt sich die tatsächliche spezifische Schwerkraft nach der folgenden Gleichung, wobei als Meßeinrichtung der Dichtemesser (auto-true denser) mit der Bezeichnung MAT-5000, entwickelt von der Seishin Corporation, verwendet wird.

In dieser Gleichung bedeuten Pd die tatsächliche spezifische Schwerkraft, Ld die spezifische Schwerkraft der Flüssigkeit, Wa Zellkraft ("cell tear", leere Zelle) (g), Wb Zellkraft ("cell tear") + Pulver (g), Wc Zellkraft ("cell tear") + Pulver + Flüssigkeit (nach Bestimmung der Flüssigkeitsoberfläche) (g), Wd Zellkraft ("cell tear") + Flüssigkeit (nach Bestimmung der Flüssigkeitsoberfläche) (g).

Kurze Beschreibung der Figuren

Es zeigen

Fig. 1 die Struktur eines Beispiels einer Farbbildaufzeichnungs vorrichtung zur Durchführung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse in der Entwicklungsphase beim Betrieb der Farbbildaufzeichnungs vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 die Struktur eines weiteren Beispiels einer Farbbildauf zeichnungsvorrichtung zur Durchführung der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse in der Entwicklungsphase beim Betrieb der Farbbildaufzeichnungsvorrich tung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen Trägerdichte, Bildbeschädigung und Überträgerphänomen,

Fig. 6 die Struktur eines Beispiels einer Bildaufzeichnungs vorrichtung zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 die Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse in der Entwicklungsphase beim Betrieb der Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8 die Struktur eines Beispiels einer Bildaufzeichnungs vorrichtung zur Durchführung einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung der Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse in der Entwicklungsphase nach einem Test 1 mit der Vorrichtung nach Fig. 8,

Fig. 10 einen Graph, der das Verhältnis zwischen der Füllrate des Entwicklers und der Zeilensättigungsrate nach Test 1 zeigt,

Fig. 11 einen Graph, der das Verhältnis zwischen der Füllrate des Entwicklers und der Tonermischungsrate nach Test 1 zeigt,

Fig. 12 ein Diagramm zur Darstellung der Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse nach einem Test 3 mit der Vorrichtung nach Fig. 8,

Fig. 13 ein Graph, der das Verhältnis zwischen der Füllungsrate des Entwicklers und der Zeilensättigungsrate nach Test 3 zeigt,

Fig. 14 einen Graph, der das Verhältnis zwischen der Füllrate des Entwicklers und der Mischungsrate des Toners nach Test 3 zeigt,

Fig. 15 die Struktur eines Beispiels einer Farbbildaufzeich nungsvorrichtung zur Durchführung einer vierten Ausführungsform,

Fig. 16 ein Diagramm zur Erläuterung der Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse in der Ent wicklungsphase beim Betrieb der Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 15,

Fig. 17 die Struktur eines Beispiels einer bei der vierten Aus führungsform verwendeten Entwicklerwalze,

Fig. 18 einen Graph, der die magnetische Flußdichte der Entwicklerwalze nach Fig. 17 angibt,

Fig. 19 die Struktur einer Entwicklerwalze, die im allgemeinen in einer Entwicklungsvorrichtung verwendet wird,

Fig. 20 ein Diagramm zur Darstellung von Spannungen, die auf ausgewählten Teilbereichen des photosensitiven Mediums auftreten, als Beispiel eines Farbaufzeichnungsverfahrens der fünften Ausführungsform,

Fig. 21 die Struktur einer Aufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Farbaufzeichnungsverfahrens nach der fünften Ausführungsform,

Fig. 22 einen Graph zur Abschätzung der Wirkung der fünften Aus führungsform,

Fig. 23 ein Diagramm zur Darstellung von Spannungen, die auf ausgewählten Teilbereichen des photosensitiven Mediums auftreten, als weiteres Beispiel für die fünfte Ausführungsform,

Fig. 24 die Struktur eines Beispiels einer Kopiervorrichtung einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 25 ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung nach Fig. 24,

Fig. 26 und 27 die Strukturen von wesentlichen Bestandteilen der Beispiele beweglicher Filter,

Fig. 28 das Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Signalverarbeitungsschaltung,

Fig. 29 einen Graph, der Charakteristika eines Halbspiegels zeigt, und

Fig. 30 die Struktur eines weiteren Beispiels der Kopiervorrichtung der sechsten Ausführungsform der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Anhand der Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben.

Zunächst werden eine erste und zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die erste Ausführungsform ist ein Farbbildaufzeichnungsverfahren, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um ein Zusammen setzbildverfahren, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird.

Bei der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung können für die Entwicklungsverfahrensschritte, d. h. für den zweiten und die folgenden Entwicklungsverfahrensschritte jede Art eines Zweikomponenten-Entwicklers verwendet werden. Vorzugsweise wird eine ganz gewöhnliche Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung verwendet.

Die Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung bildet eine Magnet bürste, indem ein Zweikomponenten-Entwickler auf die Entwickler walze aufgebracht wird. Die Entwicklerwalze besteht aus einer (inneren) Magnetwalze mit einer Mehrzahl von Magnetpolen und einer (äußeren) nichtmagnetischen zylindrischen Walze an deren Peripherie. Die Länge der Magnetbürste wird mittels eines frei einstellbaren Magnetbürstenbegrenzungselements angepaßt. Die Ent wicklung erfolgt durch Adhäsion von Toner zum Latentbild. Die der Magnetbürste gegenüberliegende Oberfläche des photosensitiven Mediums wird gerieben, wobei die Magnetbürste durch die relative Bewegung von Magnetwalze und Muffe (Walze) bewegt wird. Es ist hierbei unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung einer Bildbe schädigung wünschenswert, die Magnetwalze zu fixieren und die Muffe zu rotieren. Außerdem ist es wünschenswert, daß die Rotationsrichtung der Muffe die gleiche ist wie die des photo sensitiven Mediums bei der Entwicklung. Darüber hinaus ist es in höchstem Maß wünschenswert, daß die im Inneren fixierte Magnetwalze wenigstens im Bereich des Entwicklerspalts in der Weise angeordnet ist, daß ein abstoßendes Magnetfeld gebildet wird.

Die Korngröße des Trägerpartikels geringer Dichte kann bei der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung frei gewählt werden, aber eine Durchschnittskorngröße von 25 bis µm ist nach dem Ergebnis der Untersuchungen wünschenswert und insbesondere ist eine Durchschnittskorngröße von ungefähr 30 µm am besten ge eignet. Liegt die Durchschnittskorngröße außerhalb dieses Bereichs, läßt sich ein Gleichgewicht zwischen dem Überträgerphänomen und dem Bildbeschädigungsphänomen nur schwer herstellen.

Nun wird die erste Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben. Die erste Ausführungsform der Erfindung ist ein Farbbildaufzeichnungsverfahren, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird. Das Farbbildaufzeichnungs verfahren der ersten Ausführungsform umfaßt einen Latentbild herstellungsschritt, um ein elektrostatisches Latentbild auf einen Latentbildträger durch ein Latentbildformungsmittel her zustellen, einen Entwicklungsschritt, um das hergestellte elektrostatische Latentbild mit verschiedenen Tonern zweier oder mehrerer Farben zu visualisieren und einen Übertragungsschritt, um das visualisierte Farbtonerbild auf ein Transfermaterial übertragen wird, nachdem wenigstens der Entwicklungsschritt mehrere Male wiederholt worden ist, wobei ein Zweikomponenten- Toner, der durch Mischung von Toner und magnetischem Träger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger gebildet wird, wenigstens beim zweiten und bei den folgenden Entwicklungsschritten der Mehrzahl der Entwicklungsschritte benutzt wird.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Farbbildaufzeichnungs vorrichtung, die zur Durchführung des Farbbildaufzeichnungsver fahrens nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung benutzt wird.

Dabei werden Farbbilder durch Zweistufen-Latentbilder hergestellt. Fig. 2 zeigt das elektrische Oberflächenpotential des photosensitiven Mediums und Spannungsverhältnisse beim Entwickeln mit der Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 1. In Fig. 1 bezeichnet 1a eine erste Ladevorrichtung, 2a eine erste Belich tungsvorrichtung, 3a eine erste Entwicklungsvorrichtung, 1b eine zweite Ladevorrichtung, 2b eine zweite Belichtungsvorrichtung, 3b eine zweite Entwicklungsvorrichtung, 4 ein Übertragungscorotoron, 5 ein Vorreinigungscorotoron, 6 eine Reinigungswalze, 7 eine optische Reinigungsvorrichtung, 8 Aufzeichnungspapier, 9 ein Vor übertragungscorotoron, 10 eine Fotoleitertrommel und 10a eine photosensitive Schicht.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 1 verläuft folgendermaßen: Die Fotoleitertrommel 10 rotiert in Pfeilrichtung. Zunächst wird die photosensitive Schicht gleichförmig durch die erste Ladevor richtung 1a aufgeladen (Fig. 2(a)).

Danach erfolgt die Lichtbestrahlung in Abhängigkeit von der Bildinformation entsprechend einer ersten Farbe durch die erste Belichtungsvorrichtung 2a. Das elektrostatische Latentbild wird entsprechend der ersten Farbe auf dem photosensitiven Medium hergestellt. Es können alle Arten von Belichtungsvorrichtungen verwendet werden. Die Entwicklungsvorspannung wird gemäß der aus geführten Entwicklung gewählt, d. h. inverse oder reguläre Ent wicklung. Danach wird der Toner entsprechend der ersten Farbe aufgebracht, um das Bild durch die erste Entwicklungsvorrichtung 31 auf der photosensitiven Schicht 10a zu visualisieren, wobei das erste elektrostatische Latentbild durch die erste Belichtungsvorrichtung hergestellt wird (Fig. 2(b)). Die Farbe des Toners kann sich von der ersten Farbe unterscheiden. Als erste Entwicklungsvorrichtung kann jede Entwicklung verwendet werden. Dabei wird die Entwicklungsvorspannung in Abhängigkeit von der durchgeführten regulären oder inversen Entwicklung gewählt.

Anschließend wird die photosensitive Schicht 10a gleichförmig von der zweiten Ladevorrichtung 1b geladen (Fig. 2(c)), die bei be stimmten Bildherstellungsverfahren entbehrlich ist. Zum Beispiel wird eine zweite Ladevorrichtung benötigt, wenn ein negatives Bild in einem ersten Belichtungsbereich und ein positives Bild in einem zweiten Belichtungsbereich geschrieben wird. Danach wird eine Lichtbestrahlung in Abhängigkeit von der Bildinformation entsprechend der zweiten Farbe von der zweiten Belichtungsvor richtung 2b vorgenommen. Das Latentbild wird abhängig von der zweiten Farbe auf der photosensitiven Schicht 10a hergestellt. Die Belichtungsvorrichtung und das Schreibsystem können frei gewählt werden. Der Toner entsprechend der zweiten Farbe wird dann eingesetzt, um das Bild durch die zweite Belichtungsvorrichtung 3b auf der photosensitiven Schicht 10a zu visualisieren, wobei das zweite elektrostatische Latentbild durch die zweite Belichtungsvorrichtung hergestellt wird (Fig. 2(d)). Die Farbe des Toners kann sich ebenfalls von der zweiten Farbe unterscheiden und die Entwicklervorspannung kann auch frei gewählt werden.

Das Vorübertragungscorotoron 9 dient der Zuordnung der Polaritäten des ersten und zweiten Toners auf dem photosensitiven Medium vor der Übertragung und kann bei diesem Verfahrensschritt aber auch entfallen. Das erste und zweite Tonerbild werden durch das Transfercorotoron 4 auf das Aufzeichnungspapier übertragen. Die Übertragung kann nicht nur elektrostatisch, andern auch in anderer Weise erfolgen. Das Bild wird dann fixiert, wobei die Fixierung in der Figur nicht dargestellt ist. Das photosensitive Medium gelangt nach Durchlaufen des Übertragungsbereichs in den Reinigungsbereich, wo es durch das Vorreinigungscorotoron 5, die Reinigungswalze 6 und das Photovorreinigungsmittel 7 sukzessive bearbeitet wird.

Als erste und zweite Belichtungsvorrichtung, die Lichtbestrah lungsmittel sind, können Dokumentenabtasteinrichtungen und optische Fokussierungssystem verwendet werden. Verschiedene Arten von Vorrichtungen wie optische Schreibvorrichtungen, die eine optische Modulation in Abhängkeit von der Bildinformation vornehmen, beispielsweise eine Laserschreibvorrichtung, Flüssig kristall-Lichtröhren, die aus einer gleichförmigen Lichtquelle und einem Flüssigkristall-Mikroverschluß bestehen, Anordnungen aus aus lichtemittierenden Dioden und optische Fibern können zweckentsprechend wahlweise verwendet werden.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung können zwei Arten von Entwicklern in verschiedenen Farbphasen als Entwickler in der in Fig. 1 gezeigten Farbaufzeichnungsvorrichtung verwendet werden. Es ist aber erforderlich, daß ein Zweikomponenten-Entwickler mindestens im zweiten der beiden genannten ersten und zweiten Entwicklermittel verwendet wird, wobei der Entwickler aus dem Toner und dem magnetischen Träger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger besteht.

Fig. 3 zeigt eine andere Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei das Farbbild durch Bildung von Dreistufen-Latentbildern hergestellt wird. Fig. 4 zeigt das Oberflächenpotential des photosensitiven Mediums und Spannungsverhältnisse beim Entwicklungsbetrieb der Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 3. in Fig. 3 bezeichnet 11a eine erste Ladevorrichtung, 11b eine zweite Lade vorrichtung, 12 eine Vorrichtung zur gleichförmigen Belichtung, 13 eine erste photosensitive Schicht, 14 eine zweite photo sensitive Schicht, 15 Grundmaterial und 16 eine Laserquelle. Wei tere Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente wie in Fig. 1.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 3 verläuft wie folgt:
Während zunächst die Oberfläche des Fotoleitertrommel 10 durch die Belichtungsvorrichtung 12 gleichförmig belichtet wird, erfolgt ihr erstes Laden mittels der ersten Ladevorrichtung 11a, anschließend das zweite Laden mit gegenüber dem ersten Laden entgegengesetzter Polarität durch die zweite Ladevorrichtung 11b (Fig. 4(a)). Danach wird die Oberfläche durch den Laserstrahl in der Intensität zweier Pegel belichtet, die durch Modulation des Laserstrahls von der Laserquelle 16 gebildet werden, um das dreistufige Latentbild herzustellen (Fig. 4(b)). Danach wird, während die Entwicklungsvorspannung angelegt wird, Toner entsprechend der ersten Farbe durch die erste Entwicklungsvor richtung 3a aufgebracht, um das Bild zu visualisieren (Fig. 4(c)). Dann wird die Entwicklungsvorspannung entsprechend der Darstellung in Fig. 4(d) geändert und der Toner entsprechend der zweiten Farbe wird dann durch die zweite Entwicklungsvorrich tung aufgebracht, um das Bild zu visualisieren. Das visualisierte Tonerbild wird dann auf das Aufzeichnungspapier übertragen und fixiert wie zuvor anhand von Fig. 1 erläutert.

Experiment 1

Der Zweikomponenten-Entwickler, der bei der ersten Ausführungs form der Erfindung zu benutzen ist, wird folgendermaßen hergestellt.

Träger

Folgende Träger wurden durch Mischen von Copolymer Stylene-N-Butyl methacrylate (Dichte: 1,1 g/cm³) und kubischem Magnetit (Dichte: 4,8 g/cm³) in dem unten angegeben Verhältnis, durch anschließendes Kneten geschmolzener Rohmaterialien und schließlich durch Mahlen des Materials hergestellt.

Toner

Der Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 9,8 µm wird durch Kneten geschmolzenen Harzes mit 92 Gewichsteilen, erhalten durch Übertragen von Polymer geringmolekularen Polyolefin auf das Stylenebutylmethacrylate Copolymer, und roten Farbpigments, z. B. Resolscarlet, hergestellt von BASF AG, mit 8 Gewichtsteilen und anschließendes Mahlen des gekneteten Materials hergestellt.

Zweikomponenten-Entwickler

Der Entwickler wurde durch Mischen des oben genannten Trägers mit 90 Gewichtsteilen und des oben genannten Toners mit 10 Gewichtsteilen hergestellt.

Die Tests wurden mit der in Fig. 3 dargestellten Farbbildauf zeichnungsvorrichtung durchgeführt. Hierbei wurde ein photosensi tives Se-System-Medium verwendet und die Ladungsspannung beim ersten und zweiten Laden betrug 1100 Volt. Zur Belichtung wurde ein He-Ne-Laser (die Pulsweite wurde von einem Einzellaser moduliert) verwendet. Das elektrostatische Dreistufen-Latentbild wurde mit Spannungen von 1100 Volt im nicht belichteten Bereich, von 700 Volt in dem Zwischenbelichtungsbereich und von 200 Volt in dem belichteten Bereich erzeugt. Dann wurde bei einer Entwicklungsvorspannung von 800 Volt das schwarze Tonerbild nach dem Zweikomponenten-Magnetbürsten-Verfahren mit der ersten Ent wicklungsvorrichtung erzeugt. Anschließend wurde bei einer Entwicklungsvorspannung von 600 Volt das rote Tonerbild nach diesem Zweikomponenten-Magnetbürsten-Verfahren mit der zweiten Entwicklungsvorrichtung erzeugt.

Für Vergleichszwecke wurden die Tests auch mit folgenden Trägern von Zweikomponenten-Entwicklern, die in den zweiten Entwicklungsvorrichtungen benutzt werden, durchgeführt.

Das Verhältnis zwischen Trägerdichte, Bildbeschädigung und Überträgerphänomen in diesen Test ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei bedeutet "0" weder Bildbeschädigung noch das Auftreten des Überträgerphänomens, während "x" das Auftreten von Bildbeschä digung und des Überträgerphänomens bedeutet.

Experiment 2

Die Tests wurde unter den gleichen Bedingungen wie bei der Probe Nr. 4 im Experiment 1 mit der Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 1 durchgeführt. Die erste Belichtung war die reguläre Belichtung (Belichtung des Nichtbildteils) und die zweite Belich tung war die inverse Belichtung (Belichtung des Bildteils). Die Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums bei dem ersten Laden betrug 900 Volt und die Spannung des Belichtungsteils beim ersten Belichten betrug 200 Volt. Das erste Entwickeln wurde mit schwarzem Toner bei einer Entwicklungsvorspannung von 300 Volt ausgeführt. Die Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums betrug beim zweiten Laden 900 Volt und die Spannung des Belichtungsteils beim zweiten Belichten betrug 200 Volt. Das zweite Entwickeln wurde mit dem roten Toner bei einer Entwicklungsvorspannung von 800 Volt durchgeführt. Das Ergebnis dieses Tests war das gleiche wie das bei der Testprobe Nr. 4 des Experiments 1.

Bei dem Farbbildaufzeichnungsverfahren der ersten Ausführungsform der Erfindung mit der wiederholten Entwicklung nach dem Magnet bürstenverfahren unter Verwendung des Zweikomponenten-Entwicklers wird das Tonerbild in der vorangehenden Stufe der wiederholten Entwickeln nicht beschädigt. Das Überträgerphänomen tritt nicht auf. Daher liefert die Erfindung hochqualitative Bilder ohne Beschädigungen.

Nun wird die zweite Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist ein Zusammensetzbildaufzeichnungsverfahren, auf das die Erfindung angewendet wird. Das Bildaufzeichnungsverfahren nach der zweiten Ausführungsform umfaßt den Verfahrensschritt der Herstellung eines Latentbildes zur Herstellung eines elektrostatischen Latent bildes auf einem Latentbildträger durch ein Latentbildformungs mittel, den Entwicklungsschritt, um das hergestellte elektro statische Latentbild mit verschiedenen Tonern einer einzigen Farbe zu visualisieren, und den Verfahrensschritt der Übertragung des visualisierten Tonerbildes auf ein Transfermaterial, nachdem wenigstens der Entwicklungsschritt bei der Herstellung des Latentbildes und bei dem Entwicklungsverfahrensschritt mehrere Male wiederholt worden ist, wobei ein Zweikomponenten-Entwickler der durch Mischen von Toner und magnetischem Träger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger gebildet wird, wenigstens beim zweiten und den folgenden Entwicklungsschritten der Mehrzahl der Entwicklungsschritte benutzt wird.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Farbaufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Bildaufzeichnungsverfahrens der zweiten Aus führungsform der Erfindung. Fig. 7 zeigt die elektrische Ober flächenspannung des photosensitiven Mediums und Spannungsverhält nisse in der Entwicklungsphase beim Betrieb der Farbbildaufzeich nungsvorrichtung nach Fig. 6. In Fig. 6 bezeichnet 101 eine Fotoleitertrommel, 102 ein Ladecorotoron, 103 eine Anordnung lichtemittierender Dioden (LED), 104 eine Belichtungsvorrichtung, 105 eine erste Entwicklungsvorrichtung, 106 eine zweite Entwick lungsvorrichtung, 107 ein Übertragungscorotoron, 108 Aufzeich nungspapier, 109 eine Fixiervorrichtung, 110 ein Vorreinigungs corotoron, 111 eine Reinigungsvorrichtung und 112 ein Original dokument.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 6 verläuft folgendermaßen:
Die Oberfläche der Fotoleitertrommel 101 wird durch das Ladecoro toron 102 gleichförmig geladen (Fig. 7(a)). Dann erfolgt die Lichtbestrahlung durch die LED-Anordnung 103 in Abhängigkeit von der Bildinformation und dabei wird ein erstes elektrostatisches Latentbild auf dem photosensitiven Medium hergestellt. Anschließend wird eine angemessene Vorspannung angelegt und das erste Tonerbild durch Entwickeln mittels der ersten Entwicklungs- Vorrichtungsmittel 105 hergestellt (Fig. 7(b)). In der Folge wird das elektrostatische Latentbild entsprechend dem Bild des Originaldokuments 112 durch Positivbildentwickeln mit der Belich tungsvorrichtung 104 hergestellt, die aus einer Lichtbestrahlungs vorrichtung, einem Dokumentabtastmittel und einem optischen Fokussierungssystem besteht. Danach wird, während die Entwick lungsvorspannung auf den entsprechenden Wert gebracht wird, das Entwickeln durch die zweite Entwicklungsvorrichtung 106 durchge führt, um das zweite Tonerbild herzustellen (Fig. 7(c)). Das Tonerbild wird so durch wiederholtes Entwickeln auf der Ober fläche der Fotoleitertrommel 101 hergestellt. Dieses Tonerbild wird auf das Aufzeichnungspapier 108 durch das Übertragungscoro toron 107 übertragen. Es kann nicht nur durch eine elektro statische Übertragungsvorrichtung, sondern auch in anderer Weise übertragen werden. Das Bild auf dem Aufzeichnungspapier wird dann durch die Fixiervorrichtung 109 fixiert. Die Fotoleitertrommel 101 gelangt in die Reinigungsphase und wird wiederholt von dem Vor reinigungscorotoron 110 und der Reinigungsvorrichtung 111 gereinigt.

In der Vorrichtung nach Fig. 6 ist als erste Belichtungsvor richtung eine LED-Anordnung verwendet und als zweite Belichtungs vorrichtung eine Anordnung, die aus der Lichtbestrahlungsvor richtung, der Dokumentenabtastvorrichtungsmittel und dem optischen Fokussierungssystem besteht. Die erste und zweite Belichtungs vorrichtung können durch andere bekannte Vorrichtungen ersetzt werden.

Bei der zweiten Ausführungsform ist der Einfarbenentwickler als Entwickler zur Verwendung in der Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 6 benutzt; wichtig ist jedoch die Verwendung des Zweikomponenten-Entwicklers, der aus dem Toner und dem magnetischen Träger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger besteht, wenigstens in der zweiten der beiden Entwicklungsvor richtungen.

Experiment

Die Tests wurden mit der Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 6 durchgeführt. Bei den Tests wurden die gleichen Zweikomponenten-Entwickler wie bei den Tests im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung benutzt. Die bei den folgenden Tests verwendeten Zweikomponenten-Entwickler sind also die Entwickler, deren Herstellung bereits beschrieben wurde und die die Träger Nr. 1 bis 4 und Nr. 5 bis 7 enthalten.

Als photosensitives Medium wurde ein organisches Halbleitersystemmaterial verwendet. Die Ladespannung betrug 900 Volt. Bei der ersten Belichtung wurde die LED-Anordnung verwendet und das Latentbild wurde in dem Nichtbelichtungsbereich mit 900 Volt und in dem Belichtungsbereich mit 200 Volt hergestellt. Danach wurde bei einer Entwicklungsvorspannung von 800 Volt das schwarze Tonerbild nach dem Zweikomponenten-Magnetbürsten verfahren mit der ersten Entwicklungsvorrichtung hergestellt. Danach wurde das elektrostatische Latentbild entsprechend dem Bild des Originaldokuments neuerlich durch Belichten des zweiten Bildes mittels der Belichtungsvorrichtung hergestellt, die aus der Lichtbestrahlungsvorrichtung, der Dokumentenabtastvorrich tung und dem optischen Fokussiersystem besteht. Dieses elektro statische Latentbild wurde nach dem Zweikomponenten-Magnet bürsten-Verfahrens mit der zweiten Entwicklungsvorrichtung ent wickelt und damit wurde das schwarze Tonerbild hergestellt. Hierbei betrug die Entwicklungsvorspannung 300 Volt.

Das bei dem Test auftretende Verhältnis zwischen Trägerdichte, Bildschädigung und Überträgerphänomen war das gleiche wie das in Fig. 5 dargestellte Verhältnis.

Bei dem Bildaufzeichnungsverfahren nach der zweiten Ausführungs form der Erfindung, bei dem die Entwicklung nach dem Magnetbürstenverfahren mit dem genannten Zweikomponenten- Entwickler wiederholt durchgeführt wird, können Bilder zu dem positiven Originaldokument zusammengesetzt werden. Außerdem erweist sich die Reproduzierbarkeit von Bildern geringer Konzentration als gut. Das durch das erste Entwickeln hergestellte Bild wird durch das zweite Entwickeln nicht beschädigt. Das Restträger phänomen tritt nicht auf. Daher erhält man mit der Erfindung Bilder hoher Qualität ohne Beschädigung.

Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Fig. 8 bis 14 beschrieben. Die dritte Ausführungsform ist ein Farbbildaufzeichnungsverfahren, auf das die Erfindung angewendet wird.

Das Farbbildaufzeichnungsverfahren nach der dritten Ausführungs form umfaßt den Latentbildherstellungsverfahrensschritt, bei dem ein elektrostatisches Latentbild auf einem Latentbildträger durch ein Latentbildformungsmittel hergestellt wird, den Entwicklungs verfahrensschritt, bei dem das hergestellte elektrostatische Latentbild mit verschiedenen Tonern zweier oder mehrerer Farben visualisiert wird, und den Übertragungsverfahrensschritt, bei dem das visualisierte Farbtonerbild auf ein Transfermaterial über tragen wird, nachdem wenigstens der Entwicklungsverfahrensschritt bei der Herstellung des Latentbildes und der Entwicklungsprozeß mehrere Male wiederholt worden ist, wobei ein Zweikomponenten- Entwickler, der durch Mischen von Toner und magnetischem Träger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger gebildet wird, bei den Entwicklungsprozessen wenigstens des zweiten und der folgen den Entwicklungsschritten benutzt wird und wobei die Entwickler füllrate im Entwicklerspalt im Bereich von 10 bis 50% liegt.

Der bei der dritten Ausführungsform der Erfindung benutzte Träger wird durch Dispersion von magnetischem Pulver in Harz als Bindungsmittel gebildet. Die Dichte des Trägers sollte 4,0 g/cm³ oder weniger betragen. Die Dichte kann in einfacher Weise durch Wahl der Menge des eingeschlossenen magnetischen Pulvers gesteuert werden.

Die Korngröße derartiger geringdichtiger Trägerpartikel, wie sie bei der dritten Ausführungsform verwendet werden, kann frei gewählt werden. Die gewünschte Durchschnittskorngröße liegt, wie das Experiment ergeben hat, im Bereich von 30 bis 50 µm. Die optimale Durchschnittskorngröße liegt bei ungefähr 40 µm unter Berücksichtigung steigender Entwicklungseffizienz durch Reduktion der Korngröße des Trägers und Haftung des Trägers am Latentbild im Bereich des Feldrandes.

Die Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung, die in der Entwicklungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, umfaßt eine Entwicklerwalze, die aus einer Magnetwalze mit einer Mehrzahl von Magnetpolen und einer nicht magnetischen Muffe an deren Peripherie besteht, und bildet eine Magnetbürste, indem der Zweikomponenten-Entwickler auf die Ent wicklermuffe der Entwicklerwalze aufgebracht wird und die Magnetbürste oder die Spitzenlänge mit einem frei gewählten Magnetbürstenbegrenzungselement angepaßt wird. Dabei erfolgt die Entwicklung bei Haftung des Toners am Latentbild durch Reiben der Oberfläche des photosensitiven Mediums gegenüberliegend zur Magnetbürste, wobei die Magnetbürste durch relative Beilegung von Magnetwalze und Muffe bewegt wird. Die Magnetwalze steht fest und die Muffe rotiert. Vorzugsweise sollte die Füllrate des Entwicklers in dem Entwicklerspalt im Bereich von 10 bis 50% beim zweiten und den folgenden Entwicklungsschritten betragen. In diesem Fall wird die Entwicklerkapazität ausreichend und ein ausreichendes Entwickeln kann realisiert werden. Außerdem wird der Schaden am Tonerbild durch das erste Entwickeln gering und die Zeilensättigungsrate und die Mischungsrate des Toners werden gering.

In diesem Zusammenhang bedeutet "Füllrate" einen Füllgrad des Trägers des Zweikomponenten-Entwicklers im Entwicklerspalt und ist definiert durch folgende Gleichung:

In dieser Gleichung bedeuten:
D: Füllrate (%)
l: effektive Entwicklerwalzenlänge (cm)
d: Entwicklerspaltbreite (cm)
h: Entfernung zwischen photosensitiven Medium und der Entwicklerwalze (cm)
F: Menge des auf die Entwicklerwalze übertragenen Entwicklers (g/cm²)
p: tatsächliche Dichte des Trägers (g/cm³)
V_PR: Bewegungsgeschwindigkeit des photosensitiven Mediums (cm/sec)
V_Dev: Bewegungsgeschwindigkeit des Entwicklers (cm/sec).

Bei der dritten Ausführungsform erhält man die gewünschte Toner füllrate in entsprechender Weise durch Wahl der oben genannten Parameter ausgewählt werden.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Farbbildaufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Farbaufzeichnungsverfahrens nach der dritten Ausführungsform, um Farbbilder durch Herstellung von Zweistufen- Latentbilder zu erzeugen. In Fig. 8 bezeichnet 201 eine Ladevor richtung, 202a eine erste Belichtungsvorrichtung, 203a eine erste Entwicklungsvorrichtung, 202b eine zweite Belichtungsvor richtung, 203b eine zweite Belichtungsvorrichtung, 204 ein Über tragungscorotoron, 205 ein Vorreinigungscorotoron, 206 eine Reinigungswalze, 207 eine optische Vorreinigungsvorrichtung, 208 Aufzeichnungspapier, 209 ein Vorübertragungscorotoron und 310a eine photosensitive Schicht.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 8 verläuft folgendermaßen:
Die Fotoleitertrommel 210 rotiert in Pfeilrichtung. Zunächst wird die photosensitive Schicht 210a auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 210 gleichförmig durch die Ladevorrichtung 201 geladen.

Danach erfolgt eine Lichtbestrahlung durch die erste Belichtungs vorrichtung 202a in Abhängigkeit von der Bildinformation entsprechend der ersten Farbe und dabei wird das elektrostatische Latentbild entsprechend der ersten Farbe auf dem photosensitiven Medium hergestellt. Jede Art von Belichtungsvorrichtung kann ge wählt werden. Anschließend wird das erste elektrostatische Latentbild mit der ersten Entwicklungsvorrichtung visualisiert, indem Toner der ersten Farbe auf die photosensitive Schicht 210a aufgebracht wird, wobei das erste elektrostatische Latentbild durch die erste Belichtungsvorrichtung hergestellt wird. Als erste Entwicklungsvorrichtung kann jede Art von Entwicklungsvor richtung verwendet werden. Dabei wird die Entwicklungsvorspannung entsprechend der durchzuführenden regulären oder inversen Entwicklung gewählt.

In der Folge wird eine Lichtbestrahlung in Abhängigkeit der Bildinformation entsprechend der zweiten Farbe mit der zweiten Belichtungsvorrichtung 202b vorgenommen und das elektrostatische Latentbild entsprechend der zweiten Farbe wird auf der photosensitiven Schicht 210a hergestellt. Die Belichtungsvor richtung und das Schreibsystem können frei gewählt werden. Danach wird der Toner entsprechend der zweiten Farbe aufgebracht, um das Bild durch die zweite Entwicklungsvorrichtung 203b auf der photosensitiven Schicht 210a zu visualisieren, wobei das zweite elektrostatische Latentbild durch die zweite Belichtungsvor richtung hergestellt wird. Dabei kann auch die Entwicklungsvor spannung frei gewählt werden.

Das Vorübertragungscorotoron 209 wird zur Zuordnung der Polaritäten des ersten und zweiten, auf dem photosensitiven Medium angeordneten Toners vor der Übertragung benutzt. Es ist jedoch für diesen Verfahrensschritt nicht unbedingt erforderlich. Das erste und zweite Tonerbild werden von dem Übertragungscoroto ron 204 auf das Aufzeichnungspapier übertragen. Die Übertragung kann auch nicht elektrostatisch erfolgen. Das Bild wird dann auf dem Aufzeichnungspapier fixiert, was in der Figur nicht darge stellt ist. Das photosensitive Medium gelangt nach Durchlaufen des Übertragungsbereichs in den Reinigungsbereich, wo es durch das Vorreinigungscorotoron 205, den Reiniger 206 und den Photo- Vorreiniger 207 nacheinander bearbeitet wird.

Als erste und zweite Belichtungsvorrichtungen, die Lichtbestrah lungsvorrichtungen sind, können Dokumentenabtasteinrichtungen und optische Fokussierungssysteme verwendet werden. Verschiedene Arten von Vorrichtungen wie optische Schreibvorrichtungen, die eine optische Modulation in Abhängigkeit von der Bildinformation vornehmen, beispielsweise eine Laserschreibvorrichtung, Flüssig kristall-Lichtröhren, die aus einer gleichförmigen Lichtquelle und einem Flüssigkristall-Verschluß bestehen, Anordnungen aus lichtemittierenden Dioden und optische Fibern können zweckent sprechend wahlweise verwendet werden.

In einigen Fällen ist es auch möglich, die zweite Ladevorrichtung vor der zweiten Belichtungsvorrichtung anzuordnen.

Experiment

Beispiele der dritten Ausführungsform werden nun erläutert. Ein Beispiel eines bei der dritten Ausführungsform zu be nutzenden Zweikomponenten-Entwicklers beschrieben.

Träger

Der Träger mit einer Dichte von 2,9 (g/cm³) und einer Durchschnittskorngröße von 40 µm wurde folgendermaßen hergestellt: Mischen von Copolymer Stylene-N-Butylmethacrylate (Dichte 1,1 g/cm³) mit kubischem Magnetit (Dichte 4,8 g/cm³) im Verhältnis (Gewichtsverhältnis) von 20/80, anschließend Kneten der geschmolzenen Rohmaterialien und schließlich Mahlen des Materials.

Toner

Der Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 9,8 µm wurde durch Kneten geschmolzenen Harzes mit 92 Gewichtsteilen, erhalten durch Übertragen von Polymer geringmolekularen Polyolefin auf das Stylenebutylmethacrylate Copolymer, und roten Farbpigments, z. B. Resolscarlet, hergestellt von BASF AG, mit 8 Gewichtsteilen und anschließenden Mahlen des gekneteten Material hergestellt.

Zweikomponenten-Entwickler

Die Tests 1 bis 3 wurden mit der in Fig. 8 dargestellten Farbbildaufzeichnungsvorrichtung durchgeführt.

Test 1

Als Fotoleitertrommel wurde eine Trommel aus organischem photokonduktivem Material mit einem Außendurchmesser von 84 mm verwendet. Die Trommel wurde gleichförmig auf -1000 Volt von der Ladeeinrichtung aufgeladen (Fig. 9(a)). Danach wurde eine inverse Belichtung (Belichtung des Bildteils) mittels des He- Ne-Laser vorgenommen, um das elektrostatische Latentbild herzu stellen, wobei die Oberflächenspannungen -300 Volt für den Belichtungsteil und -1000 Volt für den Nichtbelichtungsteil be trugen. Das Entwickeln erfolgte mit dem roten Farbtoner mittels der ersten Entwicklungsvorrichtung bei einer Entwicklungsvor spannung von -800 Volt (Fig. 9(b)). Danach erfolgte das reguläre Belichten (Belichten des Nichtbildteils) mittels einer Belichtungslampe, um ein elektrostatisches Latentbild herzu stellen, wobei die Oberflächenspannungen -1000 Volt für den Nichtbelichtungsteil und -200 Volt für den Belichtungsteil be trugen. Dieses Latentbild wurde unter Verwendung des schwarzen Farbtoners durch die zweite Entwicklungsvorrichtung bei einer Entwicklungsvorspannung von -400 Volt hergestellt (Fig. 9(c)). Dabei bestanden die folgenden Betriebsparameter:
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Fotoleitertrommel wurde auf 140 mm/sec festgesetzt. Die in der ersten Entwicklungsvorrichtung verwendete Entwicklerwalze wies eine nichtrostende Stahlmuffe mit einem Außendurchmesser von 40 mm auf und eine achtpolige symmetrische Magnetwalze mit einem Außendurchmesser von 20 mm. Die in der zweiten Entwicklungsvorrichtung verwendete Entwickler walze bestand aus einer nichtrostenden Stahlmuffe mit einem Außendurchmesser von 40 mm und aus einer achtpoligen Magnetwalze mit einem Außendurchmesser von 20 mm, die ein abstoßendes Magnet feld im Bereich des Entwicklerspalts bildet.

Als Entwickler wurde der Zweikomponenten-Entwickler für die erste Entwicklungsvorrichtung verwendet, der aus rotem Toner und Ferritträgerpartikel mit einer Dichte von 5,0 g/cm³ und einer Korngröße von 100 µm bestand. Die Zweikomponenten-Entwickler, die aus schwarzem Toner und den folgenden vier Trägerpartikeln mit einer Korngröße von jeweils 40 mm bestanden, wurden jeweils für die zweite Entwicklungsvorrichtung verwendet: (i) Trägerpartikel mit einer Dichte von 2,2 g/cm³, erhalten durch Dispersion von magnetischem Pulver in Harz als Bindungsmittel, (ii) Trägerpartikel mit einer Dichte von 3,8 g/cm³, erhalten durch Dispersion von magnetischem Pulver als Bindungsmittel, (iii) Ferritträgerpartikel mit einer Dichte von 5,0 g/cm³ und (iv) Fe-Trägerpartikel mit einer Dichte von 7,2 g/cm³.

Die Bewegungsgeschwindigkeit (F_Dev) [cm] des Entwicklers in der zweiten Entwicklungsvorrichtung, die Entfernung (h) [cm] zwischen dem photosensitiven Medium und der Entwicklerwalze sowie die Menge (F) [g/cm²] des auf die Entwicklerwalze übertragenen Ent wicklers hatten die in der Tabelle 1 angegebenen Werte.

Ebenso hatte die Füllrate (D) % des Toners auch den in Tabelle 1 angegebenen Wert.

Tabelle 1

Die Menge des übertragenen Entwicklers in der zweiten Entwicklereinrichtung wurde mittels eines Abgleichsspalts angepaßt.

Fig. 10 und 11 zeigen die Ergebnisse der Tests, die mit der Füllrate des Entwicklers im Entwicklerspalt in der zweiten Entwicklervorrichtung vorgenommen wurden. In diesen Figuren sind die Zeilensättigungsrate und die Mischungsrate des Toners entsprechend den folgenden Gleichungen angegeben.

Test 2

Die Verfahrensschritte werden die gleichen wie bei Test 1 mit der Ausnahme, daß der rote Farbtoner und der Trägerpartikel mit einer Dichte von 2,2 g/cm³ und einer Korngröße von 40 µm, erhalten durch Dispersion von magnetischem Pulver im Binderharz als erster Entwickler in der ersten Entwicklungsvorrichtung benutzt wurde.

Das erhaltene Ergebnis ist dem Ergebnis von Beispiels 1 ähnlich.

Test 3

Eine Se-Systemtrommel mit einem Außendurchmesser von 84 mm wurde also Fotoleitertrommel verwendet und gleichförmig mit einer Lade vorrichtung auf 1000 Volt aufgeladen (Fig. 12(a)). Anschließend wurde die reguläre Belichtung (Belichtung des Nichtbildteils) mit einer Belichtungslampe durchgeführt, um ein elektrostatisches Latentbild herzustellen, wobei die Oberflächenspannungen 300 Volt für den Belichtungsteil und 1000 Volt für den Nichtbelichtungs teil betrugen. Dieses Latentbild wurde dann mit rotem Farbtoner in der ersten Entwicklungsvorrichtung bei einer Entwicklungs vorspannung von 400 Volt entwickelt (Fig. 12(b)). Während die Tonerpolarität mit der zweiten Ladevorrichtung negativ gehalten wurde, wurde die Trommel gleichförmig auf die Spannung von 900 Volt geladen (Fig. 12(c)). Die Trommel wurde dann mit lichtemittierenden Dioden umgekehrt belichtet (Belichtung des Bildteils), um ein elektrostatisches Latentbild herzustellen, wobei die Oberflächenspannungen 900 Volt für den Nichtbelichtungs teil und 200 Volt für den Belichtungsteil betrugen. Dieses Latentbild wurde unter Verwendung eines schwarzen Farbtoners mit der zweiten Entwicklungsvorrichtung bei einer Entwicklungsvor spannung von 700 Volt hergestellt. Dabei bestanden folgende Betriebsparameter:
Die Bewegungsgeschwindigkeit wurde auf 160 mm/sec festgesetzt. Eine Entwicklerwalze bestehend aus einer nichtrostenden Stahlmuffe mit einem Außendurchmesser von 40 mm und einer achtpoligen symmetrischen Magnetwalze mit einem Außendurchmesser von 25 mm wurde in der ersten Entwicklungsvorrichtung verwendet. Eine Walze bestehend aus einer nichtrostenden Stahlmuffe mit einem Außendurchmesser von 40 mm und einer achtpoligen Magnetwalze mit einem Außendurchmesser von 20 mm, die ein abstoßendes Magnetfeld im Bereich des Entwicklerspalts bildet, wurde in der zweiten Entwicklungsvorrichtung verwendet.

Andererseits wurde ein Zweikomponenten-Entwickler bestehend aus schwarzem Farbtoner und Ferritsystemträgerpartikel mit einer Dichte von 5,0 g/cm³ und einer Korngröße von 100 µm in der ersten Entwicklungsvorrichtung verwendet, während ein Zweikomponenten-Entwickler bestehend aus rotem Farbtoner und dem gleichen Trägerpartikel wie bei Test 1 in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendet wurde.

Die Bewegungsgeschwindigkeit (F_Dev) [cm] des in der zweiten Entwicklungseinrichtung verwendeten Entwicklers, die Entfernung (h) [cm] zwischen dem photosensitiven Medium und der Entwickler walze sowie die Menge (F) [g/cm²] des übertragenen Entwicklers hatten die in der Tabelle 1 angegebenen Werte.

Die Füllrate (D) % des Toners hatte für den vorliegenden Fall auch den in Tabelle 1 angegebenen Wert.

Die Menge des übertragenen Entwicklers in der zweiten Entwicklungseinrichtung wurde mittels eines Abgleichspalts angepaßt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen die Ergebnisse der Tests, die mit unterschiedlichen Entwicklerfüllraten im Entwicklerspalt der zweiten Entwicklungsvorrichtung durchgeführt wurden. In diesen Figuren sind die Zeilensättigungsrate und die Mischungsrate des Toners entsprechend der schon erklärten Gleichungen angegeben.

Dieses Ergebnis verdeutlicht, daß die Entwicklerfüllrate im Entwicklerspalt in der zweiten Entwicklungsvorrichtung vor zugsweise im Bereich von 10 bis 50% liegen sollte, daß der Träger im Entwickler eine Dichte von gleich 4,0 g/cm³ oder weniger haben sollte und durch Dispersion von magnetischem Pulver im Binderharz hergestellt werden sollte. In diesem Fall wird das Tonerbild nicht beschädigt und die Störung des Tonerbildes kann kontrolliert werden.

Bei dem Farbbildaufzeichnungsverfahren der dritten Ausführungsform der Erfindung, bei der das wiederholte Entwickeln mit der Magnet bürste unter Verwendung des genannten Zweikomponenten-Entwicklers durchgeführt wird und die Entwicklerfüllrate im Entwicklungs spalt der zweiten Entwicklungsvorrichtung im Bereich von 10 bis 50% liegt, wird das Tonerbild der vorangehenden Stufe nicht durch das wiederholte Entwickeln beschädigt und das Überträgerphänomen wird nicht erzeugt. Daher liefert die Erfindung Farbbilder hoher Qualität ohne Beschädigung.

Die vierte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Fig. 15 bis 19 beschrieben. Die vierte Ausführungsform ist ein Farbbildaufzeichnungsverfahren, auf das die Erfindung ange wendet wird.

Das Farbbildaufzeichnungsverfahren nach der vierten Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen Latentbildher stellungsverfahrensschritt, mit dem ein elektrostatisches Latent bild auf dem Latentbildträger mit einer Latentbildherstellungs vorrichtung hergestellt wird, einen Entwicklungsverfahrens schritt, mit dem das hergestellte Latentbild mit Tonern in zwei oder mehreren verschiedenen Farben visualisiert wird, einen Über tragungsverfahrensschritt zum Übertragen des visualisierten Farbtonerbildes, nachdem wenigstens der Entwicklungsschritt des Latentbildherstellungsprozesses und der Entwicklungsverfahrens schritt mehrere Male wiederholt worden sind. Dabei wird eine Entwicklerwalze mindestens bei den Entwicklungsschritten des Latentbildherstellungs-Verfahrensschritts und bei dem Entwick lungsverfahrensschritt benutzt, die aus einer Entwicklermuffe und einer Magnetwalze besteht, wobei diese eine Magnetstruktur aufweist, die durch benachbarte Magnetpole gleicher Polarität mindestens im Bereich des Entwicklerspalts und durch eine Magnetflußdichte des Hauptpols für das Entwickeln von 500 Gauß oder mehr gekennzeichnet ist. Das Entwickeln wird durch Aufbringen des Zweikomponenten-Entwicklers auf die Entwickler walze durchgeführt, der aus Toner und einem Magnetträger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger besteht.

Die Korngröße des geringdichtigen bei der Erfindung verwendeten Trägerpartikels kann frei gewählt werden, aber eine gute Durch schnittskorngröße liegt im Bereich von 30 bis 50 µm, wie sich aus dem Experiment ergeben hat, und die optimale Durchschnittskorn größe liegt im Bereich von 40 µm.

Die Magnetbürstenentwicklungsvorrichtung, die bei dem Entwicklungsprozeß der vierten Ausführungsform der Erfindung benutzt wird, weist eine Entwicklerwalze auf, die aus einer Magnetwalze mit einer Mehrzahl von Magnetpolen und aus einer nicht magnetischen zylindrischen Muffe an deren Peripherie besteht. Die Entwicklerwalze sollte vorzugsweise wenigstens beim zweiten oder den folgenden Entwicklungsschritten benutzt und eine magnetische Struktur haben, die durch Magnetpole der gleichen Polarität in der Nachbarschaft zum Entwicklerbehälter und durch eine Magnetflußdichte des Hauptpoles für das Entwickeln von 500 Gauß oder mehr gekennzeichnet ist. Außerdem ist es für die Entwicklerwalze eine Differenz von 200 Gauß oder mehr zwischen dem Maximum und dem Minimum der Magnetflußverteilung des Hauptpoles für das Entwickeln wünschenswert, insbesondere eine Differenz von 350 bis 500 Gauß. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 17 dargestellt. Die in Fig. 17 dargestellte Entwickler walze 311 besteht aus einer Entwicklermuffe 312 aus nicht magnetischem Material und aus einer Magnetwalze 313 mit nicht symmetrischer siebenpoliger Magnetstruktur und ist der Fotoleiter trommel 310 gegenüberliegend angeordnet. Die Hauptpole für das Entwickeln sind N2 und N3, die zueinander benachbart sind und im Bereich des Entwicklerspalts ein abstoßendes Magnetfeld bilden wie in Fig. 18 gezeigt. 314 ist eine Magnetbürste oder ein Abstreifelement (Dickeneinstellelement, Spitzenteilbegrenzungsglied).

Die Magnetbürste wird durch Aufbringen des Zweikomponenten- Entwicklers auf die Entwicklermuffe dieser Entwicklerwalze gebildet, wobei die Magnetbürste oder die wirksame Breite (Kantenlänge, Spitzenteillänge) mit einem frei einstellbaren Magnetbürstenbegrenzungsglied angepaßt wird.

Das Entwickeln wird durch Haftung des Toners am Latentbild durch Reiben der Oberfläche des photosensitiven Mediums gegenüber der Magnetbürste durch die relative Bewegung von Magnetwalze und Muffe durchgeführt. Hierbei ist die Magnetwalze fixiert und die Muffe rotiert. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche soll gleich der Geschwindigkeit des photosensitiven Mediums sein, ins besondere der Oberfläche des Latentbildträgers.

Fig. 15 zeigt ein Beispiel einer Farbbildaufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Farbaufzeichnungsverfahrens nach der vierten Ausführungsform, wobei das Farbbild durch ein zweistufiges Latentbild hergestellt wird. Fig. 16 zeigt das Diagramm zur Er läuterung der Oberflächenspannung des photosensitiven Mediums und der Spannungsverhältnisse beim Entwicklungsbetrieb der Farbbildaufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 15. In Fig. 15 bezeichnet 301 eine Ladevorrichtung, 302 eine erste Belichtungs vorrichtung, 303a eine erste Entwicklungsvorrichtung, 302b eine zweite Belichtungsvorrichtung, 303b eine zweite Entwicklungs vorrichtung, 304 ein Übertragungscorotoron, 305 ein Vorreinigungscorotoron, 306 ein Reiniger, 307 ein optischer Vor reiniger, 308 Aufzeichnungspapier, 309 ein Vorübertragungs corotoron und 310a eine photosensitive Schicht.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 15 verläuft folgendermaßen:
Die Fotoleitertrommel 310 rotiert in Pfeilrichtung. Zunächst wird die photosensitive Schicht 310a auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 310 gleichförmig von der Ladeeinrichtung 301 geladen (Fig. 16(a)).

Anschließend wird eine Lichtbestrahlung mittels der ersten Belichtungsvorrichtung 302a in Abhängigkeit von der Bildinformation entsprechend der ersten Farbe durchgeführt und damit das elektrostatische Latentbild entsprechend der ersten Farbe auf dem photosensitiven Medium hergestellt. Es kann jede Art von Beleuchtungsvorrichtung gewählt werden. Als nächstes wird das erste elektrostatische Latentbild mittels der ersten Entwicklungsvorrichtung durch Zuführung des Toners der ersten Farbe auf die photosensitive Schicht 310a visualisiert, wobei das erste elektrostatische Latentbild von der ersten Beleuchtungs vorrichtung hergestellt wurde (Fig. 16(b)). Als erste Entwicklungsvorrichtung kann jede Art von Entwicklungsvorrichtung gewählt werden. Dabei ist die Entwicklungsvorspannung entsprechend dem durchzuführenden regulären oder inversen Entwickeln festzusetzen.

In der Folge wird die Lichtbestrahlung in Abhängigkeit der Bildinformation entsprechend der zweiten Farbe mittels der zweiten Belichtungsvorrichtung 302b durchgeführt und das elektrostatische Latentbild entsprechend der zweiten Farbe wird auf der photosensitiven Schicht 310a hergestellt. Die Belichtungsvorrichtung und das Schreibsystem können frei gewählt werden.

Danach wird der Toner entsprechend der zweiten Farbe mittels der zweiten Entwicklungsvorrichtung 303b auf die photosensitive Schicht 310a aufgetragen, um das Bild zu visualisieren, wobei das zweite elektrostatische Latentbild mittels der zweiten Belichtungsvorrichtung hergestellt wird (Fig. 16(c)). Hierbei kann die Entwicklungsvorspannung auch frei gewählt werden.

Das Vorübertragungscorotoron 309 wird zur Zuordnung der Polaritäten des ersten und zweiten, auf dem photosensitiven Medium angeordneten Toners vor der Übertragung benutzt. Es ist jedoch für diesen Verfahrensschritt nicht unbedingt erforderlich. Das erste und zweite Tonerbild werden von dem Übertragungscoroto ron 304 auf das Aufzeichnungspapier übertragen. Die Übertragung kann auch mit anderen als mit elektrostatischen Übertragungs- Vorrichtungen erfolgen. Das Bild wird dann auf dem Aufzeichnungs papier fixiert, was in der Figur nicht dargestellt ist. Das photosensitive Medium gelangt nach Durchlaufen des Übertragungsbereichs in den Reinigungsbereich, wo es durch das Vor reinigungscorotoron 305, den Reiniger 306 und den Photo-Vor reiniger 307 nacheinander bearbeitet wird.

Als erste und zweite Belichtungsvorrichtung, die Lichtbe strahlungsvorrichtungen sind, können Dokumentenabtasteinrich tungen und optische Fokussierungssysteme verwendet werden. Verschiedene Arten von Vorrichtungen wie optische Schreibvorrichtungen, die eine optische Modulation in Abhängig keit von der Bildinformation vornehmen, beispielsweise eine Laserschreibvorrichtung, Flüssigkristall-Lichtröhren, die aus einer gleichförmigen Lichtquelle und einem Flüssigkristall- Verschluß bestehen, Anordnungen aus lichtemittierenden Dioden und optische Fibern können zweckentsprechend wahlweise verwendet werden.

Experiment 4

Beispiele der vierten Ausführungsform werden nun erläutert. Ein Beispiel eines bei der vierten Ausführungsform zu benutzenden Zweikomponenten-Entwicklers wird folgendermaßen hergestellt.

Träger

Der Träger mit einer Dichte von 2,9 (g/cm³) und einer Durchschnittskorngröße von 40 µm wurde folgendermaßen hergestellt: Mischung von Copolymer Stylene-N-Butylmethyacrylate (Dichte 1,1 g/cm³) mit kubischem Magnetit (Dichte 4,8 g/cm³) im Verhältnis (Gewichtsverhältnis) von 20/80, anschließend Kneten der geschmolzenen Rohmaterialien und schließlich Mahlen des Materials.

Toner

Der Toner mit einer Durchschnittskorngröße von 9,8 µm wurde durch Kneten geschmolzenen Harzes mit 92 Gewichtsteilen, erhalten durch Übertragen von Polymer geringmolekularen Polyolefin auf das Stylenebutylmethyacrylate Copolymer, und roten Farbpigments, z. B. Resolscarlet, hergestellt von BASF AG, mit 8 Gewichtsteilen und anschließendes Mahlen des gekneteten Materials hergestellt.

Zweikomponenten-Entwickler

Der Entwickler wurde durch Mischen des oben genannten Trägers mit 90 Gewichtsteilen und des oben genannten Toners mit 10 Gewichts teilen hergestellt.

Die mit der in Fig. 15 dargestellten Farbbildaufzeichnungs vorrichtung durchgeführten Tests werden nun beschrieben.

Als Fotoleitertrommel wurde eine Se-System-Trommel benutzt und gleichförmig auf 1100 Volt von der Ladevorrichtung geladen. Danach wurde eine inverse Belichtung (Belichten des Bildteils) mittels eines He-Ne-Lasers vorgenommen, um das elektrostatische Latentbild herzustellen, wobei die Oberflächenspannungen 200 Volt für den Belichtungsteil und 800 Volt für den Nichtbelichtungs teil betrugen. Das Belichten erfolgte mit dem roten Farbtoner mittels der ersten Entwicklungsvorrichtung bei einer Entwicklungsvorspannung von 650 Volt. Danach erfolgt das reguläre Entwickeln (Belichten des Nichtbildteils) mittels einer Belichtungslampe, um ein elektrostatisches Latentbild herzustellen, wobei die Oberflächenspannung 750 für den Nicht belichtungsteil und 100 Volt für den Belichtungsteil betrugen.

Dieses Latentbild wurde unter Verwendung des schwarzen Farbtoners durch die zweite Entwicklungsvorrichtung bei einer Entwicklungs vorspannung von 250 Volt hergestellt. Dabei bestanden folgende Betriebsparamenter:
Die Oberflächenlinienbewegungsgeschwindigkeit der Fotoleiter trommel wurde auf 50 mm/sec festgesetzt. Der Träger des von der ersten und zweiten Entwicklungsvorrichtung benutzten Zweikom ponenten-Entwicklers wurde durch Dispersion von magnetischem Pulver in Harz als Bindemittel hergestellt und hat eine Dichte von 3,0 g/cm³ und eine Durchschnittskorngröße von 40 µm.

Die Entwicklerwalze in der ersten Entwicklungsvorrichtung bestand aus einer sechspoligen symmetrischen Magnetisierungswalze und die Magnetflußdichte des Hauptmagneten betrug 800 ± 50 Gauß. Die Entwicklerwalze in der zweiten Entwicklungsvorrichtung bestand aus einer nichtsymmetrischen siebenpoligen Magnetisierungswalze, wie sie in Fig. 17 dargestellt ist. Ihre Oberflächenlinienbewegungs geschwindigkeit betrug 50 mm/sec. Die Oberflächenmagnetflußdichte des Hauptpolmagnets der Entwicklerwalze der zweiten Entwick lungsvorrichtung N2, N3 betrug 1200 ± 50 Gauß und die Differenz von Maximum und Minimum von N2 und N3 war gleich 500 Gauß. Die Magnetflußdichte weiterer Pole ist 800 ± 500 Gauß (Test 1).

Aus Vergleichsgründen wurden Tests in der gleichen Weise wie zuvor erklärt durchgeführt mit der Ausnahme, daß ein Eisensystem- Träger mit einer Dichte von 7,8 g/cm³ und einer Durchschnitts korngröße von 60 µm als Träger des in der zweiten Entwicklungs vorrichtung verwendeten Zweikomponenten-Entwicklers benutzt wurde (Test 2).

Der Test wurde in der oben beschriebenen Weise mit der weiteren Ausnahme durchgeführt, daß ein Eisensystem-Träger mit einer Dichte von 7,8 g/cm³ und einer Durchschnittskorngröße von 60 µm als Zweikomponenten-Entwickler-Träger benutzt wurde, daß als Entwicklerwalze in der zweiten Entwicklungsvorrichtung eine sechspolige symmetrische Magnetisierungsentwicklerwalze (mit einer Oberflächenmagnetflußdichte des Hauptpolmagneten N2 von 800 ± 50 Gauß) verwendet wurde, wie in Fig. 19 gezeigt, und daß die Oberflächenlinienbewegungsgeschwindigkeit der Entwicklerwalze auf 150 mm/sec festgesetzt wurde. Dabei wurde die Geschwindigkeit der Entwicklerwalze erhöht, so daß eine ähnliche Entwicklungs konzentration wie die bei dem abstoßenden Magnetfeld erreicht werden kann. ×3 (Test 3).

Zusätzlich wurde der Test in derselben Weise wie Test 1 mit der weiteren Ausnahme durchgeführt, daß die Oberflächenmagnetfluß dichte des Hauptpolmagneten der Entwicklerwalze in der zweiten Entwicklungsvorrichtung N2, N3 300 ± 50 Gauß betrug und die Differenz zwischen Maximum und Minimum der von N2 und N3 gebildeten Magnetflußdichtenpegel 100 Gauß betrug (Test 4).

Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle angegeben. In dieser Tabelle bedeutet der Kreis ○ "Nein" (nicht existent), das Kreuz x bedeutet "Ja" (existent) und das Dreieck Δ bedeutet die Möglichkeit praktischen Gebrauchs mit einer Gefahr für die Verschlechterung der Bildqualität.

Verschlechterung des Bildes beim 1. Entwickeln

Aus dem in der Tabelle dargestellten Ergebnis wird deutlich, daß die Verschlechterung der Entwicklungskapazität verhindert und das Verkratzen des bereits hergestellten Tonerbildes auch reduziert werden kann, wenn bei dem zweiten Entwicklungsprozeß eine Ent wicklerwalze verwendet wird, die abstoßende Magnetpole im Bereich des Entwicklerspalts aufweist. In diesem Fall sollte die Magnet flußdichte der abstoßenden Pole im Bereich des Entwicklerspalts vorzugsweise 500 Gauß oder mehr betragen.

Ausreichende Entwicklungskapazität kann erreicht werden, wenn die Differenz zwischen Maximum und Minimum der Magnetflußdichte verteilung im Bereich des Entwicklerspalts 200 Gauß oder mehr beträgt. Es ergibt sich auch, daß eine Verschlechterung des Tonerbildes durch das erste Entwickeln erheblich reduziert werden kann, indem in Kombination mit dieser Entwicklerwalze der Zwei komponenten-Entwickler verwendet wird, der den magnetischen Träger mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger enthält.

Bei dem Farbbildaufzeichnungsverfahren nach der vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der das wiederholte Entwickeln nach dem Magnetbürstenverfahren unter Verwendung der genannten Entwicklerwalze und des Zweikomponenten-Entwicklers durchgeführt wird, wird das Tonerbild in der vorangehenden Stufe nicht durch das wiederholte Entwickeln beschädigt und das Überträgerphänomen wird nicht erzeugt. Daher liefert die Erfindung Farbbilder hoher Qualität ohne jede Beschädigung.

Das Bildaufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung nach den beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 4 kann auf die in den Fig. 20 bis 23 dargestellte fünfte Ausführungsform angewendet werden.

Die fünfte Ausführungsform der Erfindung ist ein Farbaufzeich nungsverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erstes Laden in Bezug auf ein photosensitives Medium durchgeführt wird, daß ein erstes elektrostatisches Latentbild durch Belichten des genannten photosensitiven Medium hergestellt wird, daß ein erstes Tonerbild durch Entwicklung des genannten elektrostatischen Latentbildes hergestellt wird, daß ein zweites elektrostatisches Latentbild durch Belichten des genannten Tonerbildes hergestellt wird, daß dieses zweite Latentbild unter Verwendung eines Toners hergestellt wird, dessen Farbe sich von der Farbe des ersten Tonerbildes unterscheidet, wobei ein Spannungsverhältnis nach der Gleichung |Vb - Vc| |Va - Vc| verwendet wird. Dabei bezeichnet Va die Nichtbildteil-Spannung, Vb die erste Tonerbildspannung und Vc die Entwicklungsvorspannung (bias) der zweiten Entwicklungsvor richtung.

Bei dem vorstehend genannten Verfahren wird das photosensitive Medium zunächst geladen und belichtet, um das erste elektro statische Latentbild herzustellen. Dieses Latentbild wird entwickelt, um das erste Tonerbild herzustellen. Das zweite elektrostatische Bild wird durch zweites Belichten hergestellt. Dabei werden die Betriebsparameter der betreffenden Teile der Vorrichtung zuvor so gewählt, daß die Spannungsdifferenz zwischen der ersten Tonerbildspannung Vb und der Entwicklungsvorspannung Vc der zweiten Entwicklungsvorrichtung größer ist als die Spannungs differenz zwischen der Nichtbildteilspannung Va und der Spannung Vb des ersten Tonerbildes. Dadurch wird die Adhesivkraft des Toners zum photosensitivem Medium vergrößert und der erste Toner wird nicht mehr leicht von der zweiten Entwicklungsvorrichtung zerkratzt.

Fig. 21 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung, die zur Realisierung eines Farbbildaufzeichnungsverfahrens nach der fünften Ausführungsform geeignet ist.

Diese Vorrichtung weist ein Vorreinigungscorotoron 402 auf, eine Reinigungsvorrichtung 403, eine Ladevorrichtung 404, eine erste Entwicklungsvorrichtung 405, eine zweite Entwicklungsvorrichtung 406, ein Vorübertragungscorotoron 414 und eine Übertragungsvorrichtung 408 am externen Umfang des photosensitiven Mediums 401. Dabei ist eine erste Belichtungsvor richtung 410 zwischen der ersten Ladevorrichtung 404 und der ersten Entwicklungsvorrichtung 405 angeordnet, und eine zweite Belichtungsvorrichtung 420 ist zwischen der ersten Entwicklungs vorrichtung 405 und der zweiten Entwicklungsvorrichtung 406 ange ordnet. Aufzeichnungspapier 412 wird aus einem Papierstapler 416 geführt, verläuft zwischen Übertragungsvorrichtung 408 und photo sensitives Medium 401 und gelangt schließlich in die Fixier vorrichtung 413.

Die erste Belichtungsvorrichtung 410 und die zweite Belichtungs vorrichtung 420 benutzen ein sogenanntes optische Fokussierungs system mit Spiegel und Linsensystem und eine sogenannte optische Schreibvorrichtung wie Laserdiodenanordnung, Anordnung aus licht emittierenden Dioden, Flüssigkristallverschlußanordnung, und fluoreszierende Lampenanordnung, usw.

Ein Beispiel eines Farbaufzeichnungssystem nach der fünften Ausführungsform wird nun anhand der Fig. 20 beschrieben.

In dieser Figur bezeichnen die Buchstaben a bis e Änderungen der Spannung in ausgewählten Bereichen des photosensitiven Mediums beim Verfahren nach der fünften Ausführungsform. Das aufgezeichnete Bild enthält einen weißen Bereich (W), einen schwarzen Bereich (B) und einen roten Bereich (R), wie in dem oberen Teil der Figur angegeben.

Zunächst wird das photosensitive Medium gleichförmig durch die erste Ladevorrichtung 404 geladen (Fig. 20(a)).

Anschließend wird das photosensitive Medium 401 von der ersten Belichtungsvorrichtung 410 negativ belichtet. Dabei wird das photosensitive Medium 401 bis zu der Spannung V1 im Bereich entsprechend dem schwarzen Bereich B entladen. Der rote Bereich R wird mit der ursprünglich geladenen Spannung V0 gehalten (Fig. 20b).

Anschließend wird eine Entwicklungsvorspannung V2 auf einen Wert zwischen der elektrostatischen Latentbildspannung V1 des schwarzen Bereichs B und der ursprünglich geladenen Spannung V0 eingestellt. Das Entwickeln erfolgt mit dem positiv geladenen schwarzen Farbtoner durch die erste Entwicklungsvorrichtung 405 (Fig. 20c).

Danach wird das zweite elektrostatische Latentbild entsprechend des roten Bereichs R durch positives Belichten durch die zweite Belichtungsvorrichtung 420 hergestellt (Fig. 20 d). Dabei wird der Bereich, der nicht der rote Bereich R ist, auf eine gegenüber der Oberflächenspannung Vb des ersten Tonerbildes eher negative Spannung entladen. Die nach dem Entladen gebildete Spannung ist die sogenannte Nichtbildteilspannung Va. Die folgende Entwicklung erfolgt durch die zweite Entwicklungsvorrichtung 406 unter Verwendung des negativ geladenen roten Toners (Fig. 20). Dabei wird die Entwicklungsvorspannung Vc der zweiten Entwicklungs vorrichtung auf einen Zwischenspannungswert gesetzt, der zwischen der Nichtbildteil-Spannung Va und der elektrostatischen Latent bildspannung V3 des roten Bereichs liegt. Dabei werden die Zwei farbentonerbilder auf dem photosensitiven Medium 401 hergestellt und diese Tonerbilder werden gleichzeitig auf das Aufzeichnungs papier 412 übertragen. Vor dieser Übertragung werden sowohl der schwarze als auch der rote Toner mit der gleichen Polarität von dem Vorübertragungscorotoron 414 geladen.

Dieses Verfahren ermöglicht nicht, die Kopiergeschwindigkeit zu senken und erfordert natürlich keine hohe Einstellgenauigkeit.

Vorteile der fünften Ausführungsform, wie in den Fig. 20a bis 20e angegeben werden auf der Grundlage der Testergebnisse erläutert.

Fig. 22 zeigt das Ergebnis der Beschädigung des ersten Toner bildes in Form angemessener Noten, wobei ein gürtelförmiges erstes Tonerbild 421 auf dem photosensitiven Medium 401 in der Richtung parallel zu seiner Rotationsachse hergestellt und der zweiten Entwicklungsvorrichtung zugeführt worden ist. Beschädigungen des Bildes treten hauptsächlich in peripherer Richtung (Richtung des Pfeils 422) des photosensitiven Mediums auf. Wenn jedoch die Rotationsgeschwindigkeit der Entwickler bürste der zweiten Entwicklungsvorrichtung höher ist als die Peripheriegeschwindigkeit des photosensitiven Mediums, wird das Bild in vorwärtiger Richtung und wenn die Rotationsgeschwindigkeit geringer als die Peripheriegeschwindigkeit ist, wird das Bild in rückwärtiger Richtung beschädigt.

Die Bewertungsnoten sind folgende: keine Beschädigung wird mit "0" bewertet, noch tolerierbare Beschädigung mit "1" und Fehler mit "2" oder mehr.

In dem Graph der Fig. 22 wurde die Bildbeschädigung in Abhängig keit des Wertes |Va - Vc| für die vier Werte |Vb - Vc| 100 bis 400 Volt bewertet. Bei diesem Bewertungsexperiment wurde die erste Ladungsspannung auf +800 Volt festgesetzt, die erste Entwicklungsvorspannung auf +650 Volt, die zweite Entwicklungs vorspannung auf +400 Volt. Die Nichtbildteil-Spannung Va wurde durch Änderung des Umfangs der zweiten Belichtung geändert.

Der Bereich auf der vertikalen Achse, der mit der Bewertungsnote "1" oder darunter bezeichnet ist (der Bereich guter Bilder), erfüllt die Bedingungen |Vb - Vc| |Va - Vc|. Es ergibt sich, wie schon erklärt wurde, daß die Ladespannung und die Belichtungs spannung vorzugsweise so gewählt werden sollten, daß das Verhält nis nach Fig. 20 (l)e erreicht werden kann. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß eine elektrostatische Anziehungskraft des Toners auf das photosensitive Medium hierdurch vergrößert wird. Wenn das erste Tonerbild in die zweite Entwicklungsvorrichtung gelangt, entsteht das Phänomen, daß dieses Tonerbild durch die Entwicklerbürste angegriffen und dann wieder entwickelt wird, nicht mehr so leicht bei den genannten Bedingungen.

Beispiel

- Photosensitives Medium
photosensitives Selensystem-Medium
Trommeldurchmesser: 200 mm
- Erster Entwickler
Zweikomponenten-System (positiv geladener schwarzer Toner)
Träger: Ferritsystem-Träger mit einer Durchschnittskorngröße von 100 µm
Schwarzer Toner: Stylene-N-Butylmethylacrylate Copolymer mit 92 Teilen, schwarzes Carbon (carbon black) Nr. 4000 (Mitsubishi Kasei) mit 8 Teilen und Ladesteuerungs wirkstoff (Bontron P-51, Orient Chemicals) mit 2 Teilen werden gemischt, geschmolzen und geknetet. Danach wird das Material in feine Partikel mit einer Durchschnittskorngröße von 12 µm gemahlen. Es wird positiv für den Träger geladen.
- Zweiter Entwickler
Zweikomponenten-System (negativ geladener roter Toner)
Träger: Stylene-n-butylmethylacrylate Copolymer mit 35 Teilen und Magnetit mit 65 Teilen werden gemischt, geschmolzen und geknetet. Danach wird das Material gemahlen.
Dispersions-Magnetpulver
Die Durchschnittskorngröße beträgt 30 µm mit einer Dichte von 2,2 g/cm³.
Roter Toner: Stylene-n-butylmethacrylate Co-Polymer mit 92 Teilen, rotes Farbpigment Resolscarlet (BASF AG) mit B Teilen und Ladesteuerungswirkstoff (E-84, Orient Chemicals) mit 2 Teilen werden gemischt, geschmolzen und geknetet. Danach wird dieses Material in Partikel mit einer Durchschnittskorngröße von 12 µm gemahlen. Es wird negativ für den Träger geladen.
- Betriebsgeschwindigkeit: 150 mm/sec
- Entwicklungsparameter
(Erste Entwicklungsvorrichtung, zweite Entwicklungsvorrichtung)
TG (Abgleichspalt): 0,9 mm
DRS (Trommelwalzenraum): 1,0 mm
MSA (Magnetpolneigung): +5
Vd (Entwicklerwalzenrotationsgeschwindigkeit): 45 mm/sec
Hauptpol der Magnetpole: 650 G
Rotation der Entwicklerwalze:
in Vorwärtsrichtung mit dem photosensitiven Medium.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird das photosensitive Medium positiv von jeder Ladevorrichtung geladen. Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn das photosensitive Medium negativ geladen wird.

Die Entwicklungssysteme jeder Entwicklungsvorrichtung können jeweils frei gewählt werden.

Beispielsweise wird bei dem oben beschriebenen Verfahren das Negativ-Positiv-Belichtungsverfahren durchgeführt. Eine ähnliche Wirkung kann mit dem Positiv-Negativ-, dem Positiv-Positiv- und dem Negativ-Negativ-Belichtungsverfahren erzielt werden.

Fig. 23 zeigt ein weiteres Beispiel eines Farbaufzeichnungs verfahrens nach der fünften Ausführungsform mit dem Positiv- Negativ-Belichtungsverfahren.

Dabei wird nach dem positiven Belichten und dem Entwickeln das photosensitive Medium einmal gleichförmig vor dem negativen Belichten geladen und es wird die Nichtbildteil-Spannung Va gesetzt. Die Entwicklungsvorspannung Vc der zweiten Entwicklungs vorrichtung und die beiden Spannungen Va und Vb erfüllen bei dem Verfahren nach Fig. 23 die mathematische Beziehung |Vb - Vc| |Va - Vc|. Damit kann die Beschädigung des Tonerbildes weiter durch Festlegung der Spannungen ausgewählter Bereiche entsprechend Fig. 23 verhindert werden.

Bei dem Farbaufzeichnungsverfahren nach der schon beschriebenen fünften Ausführungsform kann das erste Tonerbild nicht in die zweite Entwicklungsvorrichtung gelangen und mit der Entwickler bürste in Kontakt kommen.

Hierdurch kann eine Bildbeschädigung wirksam verhindert werden. Eine Verlagerung des Toners und ein Auslassen (Fehldruck, "missing") des aufgezeichneten Bildes kann hierdurch verhindert werden und eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Farbauf zeichnungsqualität lassen sich erreichen.

Das Bildaufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann auch auf die sechste Ausführungsform angewendet werden, die in den Fig. 24 bis 30 dargestellt ist und nun beschrieben wird.

Die sechste Ausführungsform ist eine Kopiervorrichtung, die eine Bildlesevorrichtung umfaßt, die Bilder von einem Original dokument liest und dieses in ein elektrisches Bildsignal umwandelt, eine optische Ausgabevorrichtung, die ein erstes elektrostatisches Latentbild, das dem besonderen Bildelement signal in dem genannten Bildsignal entspricht, auf einem photo sensitiven Medium hergestellt, wobei das Ausgangssignal der genannten Bildlesevorrichtung benutzt wird, aus einem optischen Fokussierungssystem, das ein optisches Bild, entsprechend einem Farbelement, das nicht gleich der genannten besonderen Farbe in dem Bild auf dem genannten Originaldokument ist, auf das photo sensitive Medium führt und damit ein zweites elektrostatisches Latentbild herstellt, aus einer ersten Entwicklungsvorrichtung, die das genannte erste elektrostatische Latentbild mit dem Toner der ersten Farbe entwickelt, aus einer zweiten Entwicklungs vorrichtung, die das genannte zweite elektrostatische Latentbild mit dem Toner einer Farbe entwickelt, die nicht gleich der ersten Farbe ist, und aus einer Übertragungsvorrichtung, die den genannten Toner auf ein Kopierpapier nach Entwicklung durch die erste und zweite Entwicklungsvorrichtung überträgt. Dabei umfaßt das optische Fokussierungssystem einen Spiegel und eine Linse zur Führung des optischen Bildes in frei wählbarer Kopiervergrößerung auf das genannte photosensitive Medium. Das Licht wird nach Durchlaufen der genannten Linse in zwei Richtungen geteilt, wobei ein Lichtstrahl in die genannte Bildleseeinrichtung eintritt und der andere Lichtstrahl auf das genannte photosensitive Medium auftrifft, um das zweite elektrostatische Latentbild nach Durch laufen des genannten optischen Fokussierungssystems herzustellen. Die Kopiervorrichtung umfaßt ferner eine Filteranordnung, die eine bestimmte Farbe durchläßt und beweglich so angeordnet ist, daß sie aus und in den eintretenden optischen Pfad zur genannten Bildlesevorrichtung positioniert werden kann.

Bei der Beschreibung bedeutet optisches Fokussierungssystem ein solches analoges System wie eine Vorrichtung, die optische Bilder direkt auf das photosensitive Medium unter Verwendung von Spiegel und Linsen führt.

Die genannte Kopiervorrichtung stellt elektrostatische Bilder auf einen photosensitiven Medium mittels einer optischen Ausgabe vorrichtung für eine bestimmte Farbe und mittels eines optischen Fokussierungssystems für Farben, die nicht gleich der vorgenannten Farbe sind. Diese elektrostatischen Latentbilder werden jeweils mittels individueller Entwicklungsvorrichtungen unter Verwendung von Entwicklern für unterschiedliche Farben entwickelt.

Wird beispielsweise ein elektrostatisches Latentbild entsprechend einem schwarzen Farbbild mittels des optischen Fokussierungs systems hergestellt, wird dieses elektrostatische Latentbild mit dem schwarzen Farbtoner entwickelt. Das elektrostatische Latent bild, das von der optischen Ausgabeeinrichtung hergestellt worden ist und dem Bild einer bestimmten Farbe entspricht, wird mit dem Toner dieser Farbe oder mit einer frei gewählten, gewünschten Farbe entwickelt.

So werden Tonerbilder zweier Farben auf dem photosensitiven Medium hergestellt und diese werden gleichzeitig auf das Kopierpapier übertragen.

Dabei wird das Licht nach Durchlaufen der Linse zur Vergrößerung und Reduktion des optischen Bildes geteilt, wobei ein Teil des Lichts in die Bildlesevorrichtung eintritt, während der andere Teil des Lichts über das optische Fokussierungssystem auf das photosensitive Medium auftrifft. Daher paßt das elektro statische Latentbild, das von dem optischen Fokussierungssystem hergestellt wurde, gut zu dem elektrostatischen Latentbild, das von der optischen Ausgabeeinrichtung hergestellt wurde, die auf der Grundlage des von der Bildlesevorrichtung abgegebenen Bild signals gesteuert wird.

Das Licht, das in die Bildlesevorrichtung eintritt, gelangt beispielsweise über ein Filter in die erste Abtasteinrichtung und ohne über ein Filter in die zweite Abtasteinrichtung.

Das bestimmte Farbelement kann durch Vergleich des in die erste Abtasteinrichtung gelangten Lichts mit dem in die zweite Abtast einrichtung gelangten Lichts 28269 00070 552 001000280000000200012000285912815800040 0002003739255 00004 28150extrahiert werden. Das Filter ist wie bereits erläutert beweglich zum Lichtpfad angeordnet.

Fig. 24 zeigt ein Beispiel einer Kopiervorrichtung nach der sechsten Ausführungsform.

Gesamtstruktur der Vorrichtung

Die Vorrichtung weist eine Glasplatte 502 auf, auf die ein Originaldokument 501 gelegt wird, eine Lampe 506, die das Bild des Originaldokuments bestrahlt, ein optisches Fokussierungssystem 507, das aus einem Spiegel 507a besteht, der das optische Bild, das dem Bild des Originaldokuments entspricht, führt, aus einem Halbspiegel 507b und eine Linse 507c. Die Vorrichtung weist weiterhin ein optisches Filter 508 auf, das zwischen diesem optischen Fokussierungssystem 507 und dem photo sensitiven Medium 509a angeordnet ist, eine Bildlesevorrichtung 505, die Licht aufnimmt, das durch den Halbspiegel 507b und ein bewegliches Filter gelangt ist, eine Signalverarbeitungsschaltung 522, die das Bildsignal verarbeitet, das durch Lesen des genannten optischen Bildes mittels der Bildlesevorrichtung gebildet wird. Das bewegliche Filter 505a ist beispielsweise ein Filter, das rote Farbelemente überträgt, und ist durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus bewegbar zu dem zur Bildlesevorrichtung 505 führenden Lichtbildpfad angeordnet.

Die Fotoleitertrommel 509, die das photosensitive Medium 509a an ihrer Peripherie aufnimmt, ist in der Weise gelagert, daß sie in Richtung des Pfeils 509b rotiert. An der Peripherie sind eine erste Ladevorrichtung 510, eine erste Entwicklungsvorrichtung 511, eine zweite Ladevorrichtung 512, eine optische Ausgabe vorrichtung 513, eine zweite Entwicklungsvorrichtung 514, ein Vorübertragungscorotoron 515, eine Übertragungsvorrichtung 516, ein Schälcorotoron 517, ein Vorreinigungscorotoron 519, eine Reinigungsvorrichtung 520 und eine Entladungslampe 521 angeordnet. Das Bildausgangssignal der genannten Bildlesevor richtung 505 wird von der Signalverarbeitungsschaltung 522 ver arbeitet, die mit der optischen Ausgabevorrichtung 513 verbunden ist, so daß sie entsprechend dem besonderen Farbelement im Bild signal gesteuert wird. Der Verbindungsweg zwischen dieser Signal verarbeitungsschaltung 522 und der optischen Ausgabevorrichtung 513 ist hier nicht dargestellt.

Außerdem weist die Vorrichtung einen Papierzufuhrbehälter 524 auf, der Kopierpapier 525 aufnimmt, eine Papierzufuhrrolle 526, eine Transmissionsrolle 527, einen Transmissionsband 528, eine Fixiervorrichtung 529 und eine Papierausgabevorrichtung 530.

Zwei Arten von elektrostatischen Bildern

Diese Vorrichtung stellt zwei Arten von elektrostatischen Latent bildern auf dem photosensitiven Medium 509a mittels des optischen Fokussierungssystems 507 und der optischen Ausgabevorrichtung 513 her. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird das elektrostatische Latentbild, das von der optischen Ausgabevorrichtung 513 hergestellt wird, erstes elektrostatisches Latentbild und das elektrostatische Bild, das von dem optischen Fokussierungssystem 507 hergestellt wird, zweites elektrostatisches Latentbild genannt.

Bei diesem Beispiel gelangt ein optisches Bild, das von dem optischen Fokussierungssystem 507 geführt wird, durch das optische Filter, das rotfarbige Lichtstrahlen überträgt, auf das photosensitive Medium 509a. Dabei gelangt der rotfarbige Strahl reflektiert von dem roten Farbbild im Bild des Originaldokuments auf das photosensitive Medium 509a mit einer Intensität, die an nähernd der Intensität des weißen Farbstrahls reflektiert vom weißen Bildteil des Hintergrundes entspricht. Daher wird ent sprechend dem sogenannten Positivschreiben das elektrostatische Latentbild, das dem roten Farbbild entspricht, nicht hergestellt (entladen wie der Hintergrund) und das elektrostatische Latentbild, das dem Bild der anderen Farbe entspricht, wird hergestellt.

Andererseits wird das von der Bildlesevorrichtung 505 gelesene Bildsignal der Signalverarbeitungsschaltung 522 zugeführt und nur das Signal, das dem roten Farbbild entspricht, wird aus diesem Bildsignal extrahiert. Die optische Ausgabevorrichtung 513 wird von diesem extrahierten Signal gesteuert. Das elektrostatische Latentbild, das dem roten Farbbild entspricht, wird auf dem photosensitiven Medium 509a nach dem sogenannten Negativschreiben hergestellt.

Verarbeitung des Bildsignals

Die Bildlesevorrichtung 505 ist ein eindimensionales Bildaufnahmeelement, das aus einer sogenannten Ladungskopplungs vorrichtung ("Charge Coupled Device", CCD) besteht und als gewöhnlicher Bildsensor zum Lesen monochromer Bilder verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung tastet das Bild auf dem Originaldokument einmal ab, um ein optisches Bild mit der Bildlesevorrichtung 505 zu lesen, das durch das bewegliche Filter 505a gelaufen ist. Dieses Signal wird einmal gespeichert und bei einer zweiten Abtastung wird das optische Bild direkt von der Bildlesevorrichtung 505 gelesen. Das rote Farbelement wird durch Vergleich zwischen diesem roten Signal und dem zuvor abgespeicherten Signal extrahiert.

Die Signalverarbeitungsschaltung 522 vergleicht das Signal des durch das bewegliche Filter 505a getretenen Bildes mit dem Signal des direkt ohne Filter erhaltenen Bildes mit jedem Bildelement, um zu entscheiden, ob dieses Bildelement rot oder nicht rot ist.

Wenn es als rote Farbe erkannt wird, bewirkt die Schaltung 522 das Aufleuchten eines lichtemittierenden Elements der optischen Ausgabevorrichtung 513, um das photosensitive Medium zu entladen. In diesem Fall kann das Bildeelement roter Farbe, da negativ geschrieben wird, mit dem roten Farbtoner entwickelt werden.

Als optische Ausgabevorrichtung 513 können verschiedene Arten bekannter Vorrichtungen verwendet werden wie eine Anordnung licht emittierender Dioden, eine Anordnung aus Flüssigkristall- Mikroshutter, eine Anordnung mit einer Phosphoranzeigeröhre, eine Anordnung mit einem optisch-mechanischem Shutter und ein Halb leiterlaserscanner.

Herstellung und Entwicklung elektrostatischer Latentbilder

Bei der sechsten Ausführungsform wird das erste elektrostatische Latentbild durch die optische Ausgabevorrichtung 513 und das zweite elektrostatische Bild durch das optische Fokussierungs system mit Einstellung hergestellt. Dabei erfolgt die Herstellung und Entwicklung der Latentbilder wie folgt.

Die praktischen Operationen werden anhand der Fig. 24 und 25 beschrieben.

Bei der in Fig. 24 dargestellten Vorrichtung wird, wenn die Glasplatte 502, auf der das Originaldokument 501 angeordnet ist, in Richtung des Pfeils 531 bewegt wird, das erste und das zweite elektrostatische Latentbild auf dem photosensitiven Medium 509a hergestellt wie zuvor beschrieben (zwei Arten von elektro statischem Latentbild).

Das photosensitive Medium 509a rotiert in Richtung des Pfeils 509b synchron mit der Übertragung der Glasplatte 502. Das photosensitive Medium 509a wird zunächst mittels des Vorreinigungscorotoron 519 und der Reinigungsvorrichtung 520 gereinigt und wird dann von unerwünschten Ladungen mittels einer Entladungslampe 521 entladen. Danach wird das photosensitive Medium 509a zum ersten Mal geladen und zwar mittels der ersten Ladevorrichtung 510 auf ungefähr 1000 Volt (Fig. 25a). Danach wird das zweite elektrostatische Latentbild durch das optische System 507 hergestellt. Der rote Farbteil und der weiße Farbteil werden entladen, beispielsweise auf 100 Volt und 150 Volt. Die Oberflächenspannung des schwarzen Farbteils wird auf ungefähr 900 Volt gehalten (Fig. 25b). Dieses elektrostatische Latentbild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 511 entwickelt.

Die Entwicklungsvorrichtung 511 entwickelt dieses elektrostatische Latentbild im ersten Entwicklungsverfahrens schritt unter Verwendung des schwarzen Farbtoners negativer Polarität (Fig. 25c). Dabei wird die Entwicklungsvorspannung auf 200 Volt festgesetzt.

Anschließend ladet die zweite Ladevorrichtung 512 die Oberfläche des photosensitiven Mediums 509a wieder auf und zwar auf 600 Volt (Fig. 25d). Hierzu wird das bekannte Corotoron benutzt.

Danach wird das erste elektrostatische Latentbild von der optischen Ausgabeeinrichtung 513 hergestellt. Dabei wird der Teil, der dem roten Farbbild entspricht, entladen und dessen Oberflächenspannung erhält den Wert 100 Volt (Fig. 25e). Die Entwicklungsvorrichtung 514 entwickelt dieses elektrostatische Latentbild nach dem Umkehrentwicklungsverfahren und benutzt hierzu den roten Farbtoner (Fig. 25f). Dabei wird die Ent wicklungsvorspannung auf 500 Volt festgesetzt. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Entwicklungsvorrichtung 511 der zweiten Entwicklungsvorrichtung, während die Entwicklungs vorrichtung 514 der ersten Entwicklungsvorrichtung entspricht.

Die Tonerbilder der schwarzen und roten Farbe werden so auf dem photosensitiven Medium hergestellt und diese Tonerbilder werden durch das Vorübertragungscorotoron 515 positiv geladen.

Das Kopierpapier 525 wird durch die Papierzufuhrrolle 526 vom Papierzufuhrbehälter 524 herausgeführt und wird der Über tragungsvorrichtung 516 mittels der Transmissionsrolle 527 zuge führt. Die Tonerbilder der beiden Farben werden gleichzeitig auf das Kopierpapier 525 übertragen, es wird dann durch das Schäl corotoron abgelöst und der Fixiervorrichtung 529 mittels des Transmissionsbandes 528 zugeführt. Schließlich wird das Kopier papier, nach dem von der Fixiervorrichtung 529 durchgeführte Fixierprozeß abgeschlossen ist, der Papierausgabevorrichtung 530 zugeführt.

Bei dem vorstehend genannten Verfahren wird das Doppeltfarbbild gleichzeitig übertragen, was mit dem Vorteil verbunden ist, daß eine sehr genaue Einstellung des Kopierpapier nicht mehr erfor derlich ist im Unterschied zu dem Fall, in dem das Doppelfarbbild auf das einzustellende Kopierpapier durch zweifache Wiederholung der Bildübertragung kopiert wird. Da darüber hinaus das elektro statische Latentbild des schwarzen Farbbildes durch das optische Fokussierungssystem hergestellt wird, kann eine ähnlich hohe Bildqualität wie bei den vorhandenen Kopiervorrichtungen gewähr leistet werden.

Bewegliches Filter

Wie beispielsweise in Fig. 26 gezeigt, ist das bewegliche Filter, vor der genannten Bildlesevorrichtung 505 so angeordnet, daß es sich im rechten Winkel zum optischen Pfad 532 in Richtung des Pfeils 533 bewegt. Das Filter wird im Zeitraum des ersten Abtastens in den optischen Pfad positioniert und wird dann im Zeitraum des zweiten Abtastens zurückbewegt.

Fig. 27 zeigt ein modifiziertes Beispiel des beweglichen Filters 505a. Bei diesem Beispiel sind ein Rotfarbfilter 505a1, ein Grünfarbfilter 505a2, ein Blaufarbfilter 505a3 und ein Graufarb filter (ND-Filter) 505a4 radial um eine Rotationsachse 534 ange ordnet. Bei diesem Filter kann die Extraktion der Farbelemente der drei Farben rot, grün und blau durch Rotation des Filters 505a gewählt werden.

Praktisches Beispiel der Bildsignalverarbeitung

Fig. 28 zeigt ein Blockdiagramm einer Bildsignalverarbeitungs schaltung.

Die Schaltungsanordnung bestrahlt ein Originaldokument 501 mit einer Lampe 503, nimmt zunächst das reflektierte Licht mit der Bildlesevorrichtung 505 durch ein Rotfarbfilter 5a auf und nimmt dann das Licht direkt mit der Bildlesevorrichtung 505 auf. Schließlich steuert die Schaltungsanordnung die optische Ausgabevorrichtung 513, um ein elektrostatisches Latentbild, das dem Rotfarbbild entspricht, auf dem photosensitiven Medium 509a herzustellen. Der Vorgang wird durch einen nicht dargestellten Mikroprozessor gesteuert.

Das von der Bildlesevorrichtung 505 photoelektrisch gewandelte Bildsignal wird in jedem Fall durch einen Verstärker (AMP) 541 verstärkt, dann durch einen Analog/Digitalwandler (A/D) 542 in ein Digitalsignal gewandelt, wobei eine Fluktuation des Ausgabesignals durch eine bekannte Schattenkorrekturschaltung 544 korrigiert werden kann.

Zusätzlich justiert eine Vervielfacheinrichtung 545 Pegelunter schiede der Signale, die durch Empfindlichkeitsunterschiede der Bildlesevorrichtung 505 erzeugt werden, wenn das Rotfarbfilter 505a eingesetzt wird oder nicht eingesetzt wird. Der Korrektur koeffizient wird von einer Verstärkungskorrekturkoeffizienten- Schaltung 546 zugeführt.

Zunächst wird das Signal des Rotfarbelements nach Durchlaufen des Rotfarbfilters 505a durch erstes Abtasten gelesen und das Signal wird einmal in dem Speicher 552 gespeichert. Dieser Speicher ist ein Seitenspeicher ("page memory") zur Speicherung des Signals für einen Anzeigeschirm. Das erste Abtasten dient der Abspei cherung des Rotfarbsignals 545b, wobei die Fotoleitertrommel 509 (Fig. 24) nicht rotiert.

Wenn anschließend das zweite Abtasten einsetzt, beginnt die Fotoleitertrommel 509 (Fig. 24) zu rotieren und die Herstellung des zweiten elektrostatischen Latentbildes durch das optische Fokussierungssystem 507 beginnt.

Gleichzeitig beginnt die Bildlesevorrichtung 5 das reflektierte Licht zu lesen, das direkt von dem Originaldokument einfällt. Das entsprechende Bildsignal (monochromes Signal) 545a wird wie das Rot farbsignal 545b durch den Verstärker AMP 541, den A/D-Wandler 542, die Schattenkorrekturschaltung 544 und die Vielfachschaltung 545 bearbeitet. Das gebildete Ausgangssignal wird dem Vergleicher 547a zugeführt.

Zur gleichen Zeit wird das im Speicher 552 abgespeicherte Rotfarbsignal 545b gelesen und den Vergleichern 547a und 547b zugeführt.

Das Rotfarbsignal 545b und das monochrome Signal 545a werden hinsichtlich ihres Pegels durch den Vergleicher 547a verglichen. Dieser Vergleicher gibt ein Hochpegelsignal (High) ab, wenn das Rotfarbsignal 545b einen höheren Pegel aufweist als das Monochrom signal 545a.

In der Zwischenzeit ist das Rotfarbsignal 545b mit dem von der Graupegelkoeffizientenschaltung 548 ausgegebenen Referenzwert in dem anderen Vergleicher 547b verglichen worden. Diese Schaltung ist vorgesehen, weil das Rotfarbbild mit einer gegenüber dem Konstantpegel höheren Konzentration als Schwarz farbbild kopiert werden muß. Daher liefert der Vergleicher 547b ein Niedrigpegel-Ausgangssignal (Low), wenn das Rotfarbsignal eine gegenüber dem Konstantpegel höhere Konzentration hat.

Das UND-Gatter 549 führt dem Speicher 551 ein Hochpegelsignal zum Kopieren des Rotfarbbildes zu, wenn beide Ausgänge der Vergleicher 547a, 547b ein Hochpegelsignal führen. Dieser Speicher 551 speichert das von einem Ausgang der Bildlesevor richtung 505 abgegebene Bildsignal und führt es der optischen Ausgabevorrichtung (LED ROS) zu deren Steuerung zu vorgegebenen Zeiten zu.

Entsprechend der vorstehenden Beschreibung wird das Rotfarbsignalelement aus dem Bildsignal extrahiert und das erste elektrostatische Latentbild wird entsprechend diesem Rotfarbsignalelement hergestellt.

Abtasten (Scanning)

Wie schon beschrieben, liest die erfindungsgemäße Kopiervorrichtung ein optisches Bild mit der Bildlesevorrichtung 505 (Fig. 24) durch erstes Abtasten und stellt gleichzeitig das erste elektrostatische Latentbild und das zweite elektrostatische Latentbild auf dem photosensitiven Medium 509a (Fig. 24) durch zweites Abtasten her.

Dabei ist nicht stets erforderlich, daß das Abtasten in der gleichen Richtung erfolgt. Außerdem kann das erste Abtasten als Rückwärts-Abtasten (back-scanning) und das zweite Abtasten als Vorwärts-Abtasten (fore-scanning) erfolgen.

In diesem Fall wird die Abtastgeschwindigkeit für Vorwärts- und Rückwärts-Abtasten gleich groß gewählt.

In einigen vorhandenen Kopiervorrichtungen erfolgt das Abtasten des Originaldokuments vor dem Kopierprozeß zur automatischen Belichtungsanpassung ("Vor-Abtasten", pre-scanning). Bei diesen Kopiervorrichtungen erfolgt die Leseoperation durch die Bildlese vorrichtung während des Vor-Abtastens. In diesem Fall kann die Erfindung mit den gleichen Operationen wie im Stand der Technik durchgeführt werden.

Für das kontinuierliche Kopieren von zwei oder mehr Blättern vom gleichen Originaldokument ist das Einzelnabtasten stets zur Herstellung des zweiten elektrostatischen Bildes durch das optische Fokussiersystem erforderlich, um das Kopieren auf ein Blatt Papier durchzuführen. Da aber das Lesesignal der Bildlesevorrichtung schon im Speicher vorliegt, ist das zweite und folgende Abtasten nicht mehr länger erforderlich.

Maßstabsvergrößerung und -verkleinerung

In Kopiervorrichtungen wird die Maßstabsvergrößerung oder -verkleinerung in einigen Fällen benötigt. Dabei wird eine Zoomlinse 507c für das optische Fokussiersystem 507 benutzt, um das optische Bild direkt zu vergrößern oder zu verkleinern; das entsprechende zweite elektrostatische Latentbild wird in diesem Zusammenhang hergestellt. Andererseits wird das von der Bildlese vorrichtung 505 gelesene Bildsignal zur Maßstabsvergrößerung oder -verkleinerung in der Signalverarbeitungsschaltung 522 verarbeitet, wenn dieses Signal von dem optischen System unab hängig von dem optischen Fokussierungssystem gelesen wird. Dieses Signal steuert die optische Ausgabevorrichtung.

In der Kopiervorrichtung nach der sechsten Ausführungsform wird das optische Bild, das die Linse 507c durchlaufen hat und schon vergrößert oder verkleinert ist, über den Halbspiegel 507b zur Bildlesevorrichtung 505 geführt. Wie sich aus Fig. 24 ergibt, ist das optische Bild, das zu dem photosensitiven Medium 509a geführt wird, das gleiche wie das optische Bild, das über den Halbspiegel 507b auf die Lichtaufnahmeoberfläche der Bildlesevorrichtung 505 gelangt. Damit ist die Bildung einer Ablenkung durch Einstellung nicht zu befürchten. In diesem Fall ist die Signalverarbeitungs schaltung 522 nur für die Verarbeitung des Auslese- Signals erforderlich, um die optische Ausgabevorrichtung 513 zu steuern, ohne daß komplizierte Vergrößerungs- oder Verkleinerungs verfahrensschritte für das Signal vorzunehmen sind. Da die Dichte des von der Bildlesevorrichtung 505 ausgelesenen Bildes gewöhnlich kleiner ist als die der optischen Ausgabevorrichtung 513, ist ein Schaltung zur Anpassung der Bilddichte erforderlich.

Wird das Bild des Originaldokuments 501 von der Bildlesevorrich tung 505 mittels einer individuellen Lichtquelle gelesen, ist ein großer Raum hierfür erforderlich. Diese Vorrichtung zeichnet sich aber durch den Vorteil aus, daß ihre Größe verringert werden kann. Eigenschaften des Halbspiegels 507b, der im optischen Fokussierungssystem 507 angeordnet ist und das Licht in Einzel pfade teilt, werden im folgenden beschrieben.

Fig. 29 zeigt ein Beispiel eines Merkmaldiagramms einer Vorrichtung (Halb-Spiegel), die durch die Linse 507c gelangtes Licht teilt und die sich für die Realisierung dieses Beispiels eignet.

Dieser Halbspiegel ist in der Weise ausgestaltet, daß ein nicht metallischer verdampfter Film auf das Trägerglass aufgebracht ist und einen Verlust von nur 5% aufweist.

Dabei beträgt die Übertragungsrate T des einfallenden Lichts bei einem Einfallwinkel von 19° ungefähr 50%. Diese gleichförmige Charakteristik besteht für den gesamten Bereich des sichtbaren Lichts. Für den Fall, daß ein Unterschied zwischen der Empfind lichkeit des photosensitiven Mediums 509a (Fig. 24) und der Bildlesevorrichtung 505 (Fig. 24) gegeben ist, sollte eine Anpassung erfolgen, in dem die von der Struktur des aufgedampften Films des Halbspiegels abhängige Reflexion in geeigneter Weise verändert wird.

Der andere Halbspiegel kann ebenso zusätzlich zu dem genannten Spiegel durch Auftragen eines Metallfilms wie beispielsweise Aluminium (Al) auf das Trägerglass in einem Vakuum hergestellt werden. Hier ergibt sich jedoch ein hoher Verlust von 20% und eine höhere Abhängigkeit von der Wellenlänge.

Die gleichförmige Abhängigkeit des Halbspiegels von der Wellenlänge ist nicht in allen Fällen für die Kopiervorrichtung nach der sechsten Ausführungsform erforderlich. Wenn jedoch das zweite elektrostatische Latentbild auf dem photosensitiven Medium 509a (Fig. 24) durch das optische Fokussierungssystem 507 (Fig. 24) hergestellt wird, sollte das Licht das besondere Farbelement aufweisen. Außerdem hat auch das Licht, das in die Bildlesevor richtung 505 eintritt, in ausreichendem Umfang das besondere Farb element zur anschließenden Extraktion des besonderen Farbelements aufzuweisen. Von daher ist es in höchstem Maß wünschenswert, daß die Abhängigkeit des Halbspiegels von der Wellenlänge im Empfindlichkeitsbereich der Bildlesevorrichtung 505 und des photosensitiven Mediums 509a gleichförmig ist.

Geändertes Beispiel der Kopiervorrichtung

In dem in den Fig. 24 und 25 dargestellten Beispiel wird das Bild des Originaldokuments in ein schwarzes Farbelement und in ein rotes Farbelement geteilt, und diese werden mit dem schwarzen Toner beziehungsweise mit dem roten Toner entwickelt.

Jedoch ist es auch möglich, das kopierte Bild mit gewünschten Farbkombinationen zu erhalten, indem die Tonerfarbe in jeder Entwicklungsvorrichtung geändert wird. Das schwarze Bild kann mit einem blauen Toner entwickelt werden. Außerdem kann ein optisches Filter 508 durch ein Filter anderer Farbe geändert werden.

Wann das Signal des aus dem Bildsignal extrahierten Farbelements in der Signalverarbeitungsschaltung 522 frei gewählt werden kann und die Tonerfarben in den Entwicklungsvorrichtungen 511, 514 frei gewählt werden können, kann andererseits nicht nur das Originaldokument in der Doppeltfarbe schwarz und rot sondern auch das Doppeltfarbdokument in schwarz und blau oder in schwarz und grün frei gewählt werden.

Fig. 30 zeigt ein weiteres Beispiel einer Kopiervorrichtung mit diesen Funktionen.

Diese Kopiervorrichtung ist so ausgestaltet, daß drei Arbeitsweisen zur Extraktion des blauen Farbelements und des grünen Farbelements zusätzlich zum roten Farbelement in der Signalverarbeitungsschaltung 522 einschaltbar sind. Die Schaltungsstruktur ist die gleiche wie die in Fig. 28 dargestellte, so daß hier eine detaillierte Beschreibung unterbleibt.

Drei Typen Farbfilter 508a, 508b, 508c, 505a, 505b, 505c, die durch entsprechende Drehung frei gewählt werden können, sind unmittelbar vor dem optischen Fokussierungssystem 507 und der Bildlesevorrichtung 505 angeordnet. 508a, 505a sind die Rotfarb filter, während 508b, 505b die Blaufarbfilter und 508c, 505c die Grünfarbfilter sind. Außerdem sind drei Entwicklungsvorrichtungen 514a, 514b, 514c zum Entwickeln des ersten elektrostatischen, durch die optische Ausgabevorrichtung 513 hergestellten Latent bildes vorgesehen, wobei der rote Toner, der blaue Toner und der grüne Toner nacheinander in die Vorrichtungen eingegeben werden.

In der Vorrichtung mit dieser Struktur, wird zum Beispiel das Bild des Originaldokuments 501 mit den Doppeltfarben schwarz und blau gedruckt, die Signalverarbeitungsschaltung 522 ist so eingestellt, daß sie das blaue Farbsignal extrahiert, der Blau farbfilter 508b ist in das optische System 507 eingefügt und der Entwicklungsprozeß wird mit blauem Farbtoner nur von der Entwicklungsvorrichtung 514b durchgeführt.

Das kopierte Doppeltfarbbild mit schwarzer und blauer Farbe kann wie oben beschrieben hergestellt werden.

Für erfolgreiches Kopieren von Bildern mit verschiedenen Farbkombinationen ist die Verwendung einer fluoreszierenden Drei- Wellenlänge-Lampe, einer fluoreszierenden Tageslicht-Lampe, einer fluoreszierenden Weißfarb-Lampe oder einer Xenon-Lampe wünschens wert, wobei die jeweilige Lampe den spektrometrischen Empfind lichkeitsbereich wie die das Originaldokument bestrahlende Lampe 506 abdeckt.

Bei der Kopiervorrichtung nach der vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform werden elektrostatische Doppeltfarb- Latentbilder auf dem photosensitiven Medium durch das optische Fokussierungssystem und die Bildlesevorrichtung hergestellt. Diese Bilder werden individuell mit Toner zweier Farben entwickelt und anschließend gleichzeitig auf Kopierpapier über tragen. Daher kann der Übertragungsprozeß auf das Kopierpapier durch nur einen einzigen Übertragungsschritt auf das Kopierpapier vollständig ausgeführt werden und außerdem ist eine hochpräzise Einstellung nicht erforderlich. Weiterhin wird das elektrostatische Latentbild mittels des optischen Fokussierungs systems für das Hauptfarbelement wie beispielsweise schwarz hergestellt, wodurch Bilder hoher Qualität kopiert werden können. Auch bei einer Maßstabsvergrößerung oder -verkleinerung kann die hohe Kopierqualität erreicht werden.

Eine solche Zweifarbkopiervorrichtung nach der sechsten Ausführungsform für schwarz und eine weitere Farbe ist insbesondere dann nützlich, wenn das Originaldokument zu einem großen Teil aus einem Schwarzbild besteht.

Außer in besonderen Fällen enthält nämlich ein Vielfarb- Originaldokument im allgemeinen Buchstaben und Zahlen in schwarz im größeren Teil des Dokuments und enthält fast in allen Fällen zu einem geringeren Teil in Bezug auf die anderen Farben Unter streichungen oder Markierungen in rot.

Claims

1. Elektrographisches Bildaufzeichnungsverfahren, umfassend:
einen ersten Schritt, bei dem ein erstes elektrostatisches Latentbild auf einem Latentbildträger erzeugt wird und bei dem das erste elektrostatische Latentbild mittels eines ersten Toners entwickelt wird, um ein erstes Tonerbild zu ergeben, wobei der Toner eine erste Polarität aufweist,
einen zweiten Schritt, bei dem ein zweites elektrostatisches Latentbild auf dem Latentbildträger erzeugt wird, der das erste Tonerbild trägt, und bei dem das zweite elektrostatische Latentbild mit einem Zweikomponenten- Entwickler entwickelt wird, der durch Mischen eines zweiten Toners und eines magnetischen Trägers gebildet wird, wobei der Toner eine Polarität aufweist, die umgekehrt zur Polarität des ersten Toners ist und der magnetische Träger eine Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger aufweist, um ein zweites Tonerbild zu erzeugen, wobei das erste Tonerbild durch die Bildung des zweiten Tonerbildes nicht beeinträchtigt wird, und
einen dritten Schritt, bei dem das erste und zweite Tonerbild auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, wobei wenigstens beim zweiten Entwicklungsschritt eine den Entwickler zum Latentbildträger transportierende Entwicklungswalze verwendet wird, die aus einer drehbaren Muffe und einer in dieser feststehend angeordneten Magnetwalze besteht, wobei die Magnetwalze in ihrem dem Latentbildträger gegenüberliegenden Bereich zwei benachbart zueinander angeordnete Magnetpole gleicher Polarität 50 aufweist, daß die Differenz zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert der magnetischen Flußdichte im Bereich des durch die beiden Magnetpole gebildeten Hauptpols der Entwicklungswalze 200 Gauß oder mehr beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei den verschiedenen Entwicklungsschritten benutzten Toner sich in ihrer Farbe unterscheiden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei den Entwicklungsschritten benutzten Toner die gleiche Farbe zueinander aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Träger durch in Binderharz dispergiertes Magnetpulver gebildet ist.

5. Kopiervorrichtung, bestehend aus

a) einer Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bildes von einem Originaldokument und zum Umwandeln in ein elektrisches Bildsignal;
b) eine optische Ausgabevorrichtung zur Herstellung eines ersten elektrostatischen Latentbildes, das einem besonderen Farbelementsignal in dem Bildsignal entspricht, auf dem photosensitiven Medium, wobei die optische Ausgabevorrichtung das von der Bildlesevorrichtung abgegebene Ausgangssignal verwendet;
c) eine optische Fokussierungsvorrichtung zur Führung eines optischen Bildes auf das photosensitive Medium und damit zur Herstellung eines zweiten elektrostatischen Latentbildes auf dem Medium, wobei das optische Bild einem Farbelement entspricht, das sich von der besonderen Farbe im Bild des Originaldokuments unterscheidet;
d) eine erste Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung des ersten elektrostatischen Latentbildes mit dem Toner der ersten Farbe;
e) eine zweite Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung des zweiten elektrostatischen Latentbildes mit dem Toner einer Farbe, die sich von der Farbe des ersten Toners unterscheidet; und
f) eine Übertragungsvorrichtung zur Übertragung der Toner auf ein Kopierpapier nach dem Entwickeln durch die erste und zweite Entwicklungsvorrichtung;

wobei die optische Fokussierungsvorrichtung aufweist:

c1) eine Linsenanordnung zur Führung des optischen Bildes auf das photosensitive Medium in frei wählbarer Kopiervergrößerung;
c2) eine Lichtteilungsanordnung zur Teilung des Lichts in zwei Richtungen, nachdem das Licht die Linsenanordnung durchlaufen hat, wobei ein Lichtstrahl in die Bildlesevorrichtung gelangt und der andere Lichtstrahl in das photosensitive Medium gelangt, um nach Durchlaufen des optischen Fokussierungssystems das zweite elektrostatische Latentbild herzustellen, und
c3) eine Filteranordnung, die einen Lichtstrahl der besonderen Farbe durchläßt und die so angeordnet ist, daß sie in den optischen Pfad zur Bildlesevorrichtung und aus diesem heraus bewegt werden kann,

wobei ein Zweikomponenten-Entwickler, der durch Mischen des zweiten Toners und des magnetischen Trägers mit einer Dichte von 4,0 g/cm³ oder weniger gebildet wird, in der zweiten Entwicklungsvorrichtung benutzt wird.