DE3805618A1 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine elektrophotogra­ phische Bilderzeugungsvorrichtung, bei der zwei Farbbilder auf ein Blatt von einem Bildträger übertragen werden, nachdem nacheinander jedes latente elektrostatische Bild mit verschiedenen Farbentwicklern auf dem Bildträger entwickelt wurde.

Bei dieser Art von Bilderzeugungsvorrichtungen wird zuerst ein latentes elektrostatisches Bild durch einen Laserstrahl auf einem photoempfindlichen Körper gebildet, der einen Bildträger darstellt, und dieses erste latente Bild wird mit einem ersten Farbentwickler in ein sichtbares Farbbild umgesetzt. Danach wird ein zweites latentes elektrosta­ tisches Bild von einem zweiten Laserstrahl erzeugt und dieses zweite latente Bild wird mit einem zweiten Farbent­ wickler in ein sichtbares Farbbild umgesetzt. Die sichtbaren Bilder dieser zwei Farben werden gleichzeitig auf ein Blatt übertragen.

Ein "Zweifarbdruck-Laserstrahldrucker" wurde von Hoshi et al. in Gazo Denshi Gakkai-shi (Image Electronics Institute Journal) Vol. 13, Nr. 14 (1984) beschrieben. Bei diesem bekannten Laserstrahldrucker werden zweifarbige Bilder durch Umkehrentwicklung unter Verwendung eines bekannten Zweikom­ ponenten-Entwicklungsverfahrens erhalten. Dies enthält je­ doch ein Problem, da ein zweites latentes Bild geformt wird, ohne daß die Potentialverteilung des ersten entwickelten latenten Bildes gleichmäßig gemacht wird und Bildabschnitte des ersten latenten Bildes durch den zweiten Farbentwickler in der zweiten Entwicklungsstufe weiterentwickelt werden. In einem Artikel mit dem Titel "Zweifarben-Aufzeichnungs­ prozeß für einen elektrophotographischen Drucker" von J. Nakajima et al., der im Journal of Imaging Technology, Band 12, Nr. 2, 1986, erschienen ist, wird erwähnt, daß das obige Problem durch Einführen einer weiteren Stufe gelöst werden kann. In dieser zusätzlichen Stufe wird die Potentialver­ teilung des ersten latenten Bildes dadurch gleichmäßig gemacht, daß man einen bekannten Scorotron-Auflader zwischen die erste Entwicklungsstufe und die zweite Entwicklungsstufe einschaltet. Aber selbst wenn man das tut, bleibt weiterhin das Problem, daß ein Teil des ersten Tonerbildes, das zuvor auf dem photoempfindlichen Körper gebildet wurde, in der zweiten Entwicklungsstufe abgewischt wird und Toner der ersten Farbe verunreinigt die zweite Entwicklungseinheit, da die zweite Entwicklung durch Kontaktentwicklung unter Ver­ wendung von magnetischem Toner durchgeführt wird.

In dem Journal of Imaging Technology, Band 12, Nr. 1, 1986, erwähnt ein Artikel mit dem Titel "Hochgeschwindigkeits- Laserfarbdruckverfahren" von M Kohyama et al., daß das obige Problem gelöst werden kann, indem man für die zweite Entwicklung eine kontaktfreie Entwicklung wählt. Dieses Verfahren macht es möglich, das Zumischen von verschiedenen Tonerfarben völlig zu vermeiden, und zwar sowohl auf dem photoempfindlichen Körper, als auch in den Entwicklungsein­ heiten. Es bleiben jedoch die nachfolgenden Probleme bestehen:

Es folgt nun eine Beschreibung einer mehrfarbigen Aufzeich­ nungsvorrichtung nach M. Kohyama et al. wobei ein Zweifar­ ben-Kopiergerät als Beispiel herangezogen wird. Bei dem Zweifarben-Kopiergerät wird eine sich drehende photoempfind­ liche Trommel gleichmäßig von einem ersten Auflader geladen. Darauf wird ein erstes latentes elektrostatisches Bild geformt, indem eine Belichtung mit einem ersten Laserstrahl erfolgt. Das erste latente elektrostatische Bild wird entwickelt, um ein erstes Farbtonerbild auf der photoem­ pfindlichen Trommel in einer ersten Entwicklungsstufe zu bilden und danach wird das Potential des ersten latenten elektrostatischen Bildes durch einen Scorotron-Auflader gleichmäßig gemacht. Ferner wird ein zweites latentes elektrostatisches Bild durch Belichten mit einem zweiten Laserstrahl gebildet. Das zweite latente elektrostatische Bild wird entwickelt, um ein zweites Farbtonerbild auf der photoempfindlichen Trommel in einer zweiten Entwicklungs­ stufe zu erzeugen. Als Folge wird ein Zweifarben-Tonerbild auf der photempfindlichen Trommel entstehen. Das Zweifarben- Tonerbild wird in einer Übertragungsstufe auf ein Blatt übertragen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird eine Umkehrentwicklung sowohl in der ersten, als auch in der zweiten Entwicklungsstufe durchgeführt, da nach diesem Verfahren sowohl der erste, als auch der zweite Laserstrahl auf die Bildbereiche gelenkt wird. In diesem Fall ist die Polarität des latenten elektrostatischen Bildpotentials po­ sitiv und damit ist die elektrostatische Polarität des an den Bildabschnitten hängenden Toners ebenfalls positiv.

Die Fig. 1 bis 3 erläutern das Prinzip des bekannten Kopiergeräts. Gemäß Fig. 1 wird ein Potentialtrog 2, der ein erstes latentes elektrostatisches Bild auf der photoem­ pfindlichen Trommeloberfläche durch Bestrahlung mit einem ersten Laserstrahl bildet, durch positiv geladenen ersten Farbtoner 3 in der ersten Entwicklungsstufe entwickelt, um ein erstes Farbtonerbild zu ergeben. Das Hintergrundpoten­ tial ist zu dem Zeitpunkt etwa 1000 V. In der nächsten Aufladungsstufe wird das Potential gleichmäßig gemacht, indem das Potential des entwickelten ersten latenten elek­ trostatischen Bildes mit einem Scorotron-Auflader gemäß Fig. 2 angehoben wird. Der Potentialtrog 2, der dem entwickelten ersten latenten elektrostatischen Bildabschnitt entspricht, wird auf etwa 950 V angehoben, um einen hohen Trogpotentialabschnitt 2 A zu bilden. Eine kleine Menge von positiver Ladung V wird auf den Hintergrundteil aufge­ bracht, um einen Ausgleich für einen Leckstrom des Ober­ flächenpotentials auf der photoempfindlichen Trommel zu bilden. Gemäß Fig. 3 wird ein Potentialtrogabschnitt 4, der ein zweites latentes elektrostatisches Bild darstellt, das durch Bestrahlung mit einem zweiten Laser erhalten wird, in ein zweites Farbtonerbild umgesetzt, indem positiv geladener zweiter Farbtoner 5 in der zweiten Entwicklungsstufe ange­ heftet wird. Nach Bilden der ersten und zweiten Farbtoner­ bilder werden die ersten und zweiten Farbtoner 3 und 5 so wie sie sind zur Übertragungsstufe übertragen. In der Übertragungsstufe wird eine negative Ladung auf eine Seite des Blattes aufgebracht und die positiv geladenen Toner 3 und 5 werden auf das Blatt übertragen.

Wenn Tonerbilder von zwei Farben auf der photoempfindlichen Trommel des obigen Kopiergeräts gebildet werden, dann haben der Potentialtrog 2 A des ersten Farbtonerbildes und der Potentialtrogabschnitt 4 des zweiten Farbtonerbildes unter­ schiedliche Potentiale auf der photoempfindlichen Trommel­ oberfläche, wie man aus Fig. 3 erkennt. Der Bereich der geeigneten Übertragungsbedingungen auf das Blatt ist somit für den ersten Farbtoner anders als der Bereich für den zweiten Farbtoner. Fig. 9 zeigt ein Diagramm des Über­ tragungswirkungsgrades und der an einen Übertragungsauflader angelegten Spannung. Ein geeigneter Übertragungsbedingungs­ bereich für das zweite Farbtonerbild ist durch die gestrichelte Linie dargestellt. Die geeigneten Übertragungs­ bedingungsbereiche für das erste Farbtonerbild und das zweite Farbtonerbild unterscheiden sich, und zwar ist der wirksame Übertragungsbereich für das zweite Farbtonerbild in Richtung zu niederen Spannungen verschoben, die von dem Übertragungsauflader angelegt werden. Wenn somit ein erstes Farbtonerbild und ein zweites Farbtonerbild gleichzeitig auf ein Blatt übertragen werden und wenn ferner ein wesentlicher Unterschied zwischen den geeigneten Bildspannungen besteht, dann ergibt dies eine schlechte Bildübertragung für beide Bilder und damit eine Ungleichmäßigkeit in der Übertragung.

In der japanischen Offenlegungsschrift 60-1 23 871 ist ein Verfahren zur Verbesserung einer schlechten Bildübertragung des wiedergeladenen ersten Farbtonerbildes beschrieben. Danach wird bei der Bildung der zweifarbigen Bilder vor der Übertragung der Tonerbilder von einem photoempfindlichen Körper auf ein Blatt die photoempfindliche Körperoberfläche mit Licht bestrahlt, um das Potential der bildfreien Abschnitte abzusenken, an denen kein Toner hängt. Dann wird die photoempfindliche Körperoberfläche durch Zufuhr von Korona-Ionen von einer Polarität aufgeladen, die entgegen­ gesetzt zu der von dem ersten Farbtonerbild getragenen Ladung ist. Als Folge wird die auf dem wiedergeladenen ersten Farbtonerbild mitgeführte Ladung reduziert bzw. es wird das photoempfindliche Körperpotential unter das erste Farbtonerbild abgesenkt.

Wenn in dem obigen Fall das wiedergeladene Tonerbild auf dem photoempfindlichen Körper mit Licht bestrahlt wird, dann sinkt das Potential der bildfreien Abschnitte, an denen kein Toner haftet, schneller als das für Bildabschnitte ab, an denen Toner hängt. Als Folge davon kann ein Teil des Tonerbildes während oder nach der Bestrahlung zerstreut werden. Es besteht ferner der Nachteil, daß eine noch ungenauere Übertragung erfolgt, da selbst die Zufuhr einer kleinen Menge von Korona-Ionen von entgegengesetzter Polari­ tät in bezug auf die Tonerbilder auf dem photoempfindlichen Körper eine Änderung in der Ladepolarität des Tonerbildes in Richtung auf die entgegengesetzte Polarität hervorrufen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Bildqualität erreicht, indem verhindert wird, daß unvollständige Tonerbilder auf ein Blatt übertragen werden und indem man das Übertragen ungleichmäßiger Tonerbilder auf ein Blatt verhindert.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentan­ spruchs 1.

Demnach betrifft die Erfindung in einer Hinsicht eine verbesserte Bilderzeugungsvorrichtung zur Bildung eines mehrfarbigen, sichtbaren Bildes, das durch mindestens zwei unterschiedliche Farbtoner gebildet wird, die einzeln ent­ wickelt werden und elektrostatisch an entsprechenden laten­ ten Bildern haften, von denen jedes eine vorgegebene Polarität und ein vorgegebenes Potential hat, das sich von dem anderen, auf einem Bildträger gebildeten Bild unter­ scheidet, und bei der das mehrfarbige sichtbare Bild von dem Bildträger auf ein Blatt übertragbar ist, wozu die Vorrich­ tung Mittel zum Aufladen des Bildträgers mit einer Polarität aufweist, die die gleiche wie die vorgegebene Polarität ist, um die Potentiale jedes latenten Bildes vor der Übertragung des mehrfarbigen sichtbaren Bildes auf das Blatt im wesent­ lichen gleichzumachen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bildung eines mehrfarbigen Bildes auf einem Blatt und weist dazu die folgenden Schritte auf: Bildung eines ersten latenten Bildes, das erste Abschnitte mit einem ersten Potential von einer vorgegebenen Polarität und zweite Abschnitte mit einem zweiten Potential aufweist, das tiefer als das erste Potential auf einem Bildträger ist; Aufbringen eines ersten Farbtoners auf einen der ersten oder zweiten Abschnitte des ersten latenten Bildes, um ein erstes sichtbares Farbbild auf dem Bildträger zu erhalten; Bildung eines zweiten latenten Bildes, das erste Abschnitte mit einem ersten Potential von vorgegebener Polarität und zweite Abschnitte mit einem zweiten Potential aufweist, das tiefer als das erste Potential auf dem Bildträger ist; Aufbringen eines zweiten Farbtoners auf die zweiten Abschnitte des zweiten latenten Bildes, um ein zweites sichtbares Farbbild auf dem Bildträger zu erhalten und ein mehrfarbiges Bild zu bilden; Aufladen des Bildträgers mit einer Polarität, die gleich wie die vorgegebene Polarität des ersten und zweiten latenten Bildes ist, um die Potentiale der ersten und zweiten sichtbaren Bilder im wesentlichen anzugleichen; und Über­ tragen des auf dem Bildträger gebildeten mehrfarbigen Bildes auf ein Blatt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 sind schematische Darstellungen eines bekannten Bilderzeugungsprozesses;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Bilderzeugungs­ abschnitts eines erfindungsgemäßen Kopiergeräts;

Fig. 5 bis 8 sind schematische Darstellungen des Bilderzeugungs­ prozesses, der mit der Vorrichtung nach Fig. 4 durchgeführt wird;

Fig. 9 zeigt die Abhängigkeit des Übertragungswirkungsgrades von der an einen Übertragungsauflader angelegten Spannung;

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung der Anordnung der Bilderzeugungssektion eines anderen Typs von erfindungsgemäßer Bilderzeugungsvorrichtung;

Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Scoro­ tron-Aufladers, der zum Potentialausgleich bei der Vorrichtung nach Fig. 10 verwendbar ist; und

Fig. 12 bis 15 sind schematische Übergangsdarstellungen des Bilderzeugungsverfahrens, das von der Vorrichtung nach Fig. 10 durchgeführt wird.

Fig. 4 zeigt ein Kopiergerät 10 als Bilderzeugungsvor­ richtung nach der Erfindung. Das Kopiergerät 10 weist eine photoempfindliche Trommel 12 als Bildträger auf, die aus photoleitfähigem Material auf Selenbasis hergestellt und in Richtung des Pfeils A drehbar ist. Um den Umfang der photoempfindlichen Trommel 12 sind ein erster Auflader 14, eine erste Belichtungseinheit 16, eine erste Entwicklungs­ einheit 18, ein zweiter Auflader 20, eine zweite Belichtungseinheit 22 und eine zweite Entwicklungseinheit 24 in der angegebenen Reihenfolge in Drehrichtung der photoem­ pfindlichen Trommel 12 angeordnet.

Der erste Auflader 14 lädt die Oberfläche der photoempfind­ lichen Trommel 12 auf und es wird ein latentes elektrosta­ tisches Bild in den aufgeladenen Abschnitten oder Bereichen durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl 27 erzeugt, der von einer Belichtungseinheit 16 kommt und der zu kopierenden Bildinformation entspricht. Die erste Entwicklungseinheit 18 enthält einen Zweikomponentenentwickler aus schwarzem Toner und Trägerteilchen und bewirkt die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes durch einen sogenannten Zweikompo­ nenten-Entwicklungsprozeß, bei dem schwarzer Toner an das Bild als erste Farbe angezogen wird.

Ein Scorotron-Auflader, der die Menge und das Gebiet der Aufladung auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche steuern kann, wird als zweiter Auflader 20 eingesetzt. Ein unmagnetischer, kontaktfreier Einkomponenten-Entwicklungsprozeß wird in der zweiten Entwicklungseinheit 24 verwendet, die dazu einen unmagnetischen Einkomponententoner enthält. Der Toner in der zweiten Entwicklungseinheit 24 ist blau.

Nach der zweiten Entwicklungseinheit 24 bilden der Scorotron-Auflader 26 und ein dritter Auflader eine Poten­ tialausgleichseinrichtung und eine Übertragungseinheit 29 zur Übertragung der entwickelten Bilder auf ein Blatt 28 ist ebenfalls am Umfang der photoempfindlichen Trommel 12 angeordnet. Der Scorotron-Auflader 26 weist ein Abschirm­ gehäuse 34, einen Korona-Draht 30, der etwa in der Mitte des Abschirmgehäuses 34 angeordnet ist und ein Gitter 32 auf, das sich vor dem Korona-Draht 30 gegenüber der photoempfind­ lichen Trommel 12 erstreckt. Eine Hochspannung von gleicher Polarität wie die Polarität der auf der photoempfindlichen Trommel 12 haftenden Ladung, d.h. eine positive Polarität wird an den Korona-Draht 30 angelegt und es wird eine ebenfalls positive Spannung in ähnlicher Weise an das Gitter 32 gelegt, so daß man das durch Korona-Entladung zugeführte Aufladungspotential steuern kann.

Die Übertragungseinheit 29 weist einen Aufladungsübertrager 36 auf, der die Rückseite des Blattes 28 mit einer negativen Ladung auflädt, so daß Toner an das Blatt 28 angezogen wird. Ein Separationsauflader 38 bewirkt eine elektrostatische Trennung des Blattes von der photoempfindlichen Trommel 12 nach der Bildübertragung.

Am Umfang der photoempfindlichen Trommel 12 befindet sich zwischen der Übertragungseinheit 29 und einem ersten Auf­ lader 14 eine Reinigungseinheit 40, die Toner entfernt, der nicht übertragen wurde und auf der photoempfindlichen Trommel 12 zurückblieb, während eine Ladungsentfernungslampe 42 Restpotential entfernt. Die an dem Transportpfad hinter der Übertragungseinheit angeordnete Einheit ist eine Fixier­ einheit 44. Die Fixiereinheit 44 fixiert das übertragene Tonerbild auf dem Blatt 28.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Kopiergerätes erläu­ tert: Die photoempfindliche Trommel 12 wird in Richtung des Pfeils A gedreht und es wird zunächst ihre Oberfläche gleichmäßig auf +600 V durch den ersten Auflader 14 geladen. Danach bestrahlt die Belichtungseinheit 16 die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 12 mit einem Laserstrahl 27 entsprechend den schwarzen Teilen der zu kopierenden Vor­ lage. Wenn dies erfolgt ist, wird in den belichteten Abschnitten ein Potential von etwa 100 V gemäß Fig. 5 erzeugt. Mit anderen Worten bildet der erste Laserstrahl 27 sogenannte erste Potentialtrogabschnitte 46.

Hierauf erfolgt ein Entwickeln durch schwarzen Toner 48, der von der ersten Entwicklereinheit 18 zugeführt und in den Potentialtrogabschnitten 46, die einem elektrostatischen latenten Bildabschnitt entsprechen, elektrisch angezogen wird. Das Entwickeln ist ein sogenanntes Umkehrentwickeln, bei dem positiv geladener schwarzer Toner 48 an ersten Potentialtrogabschnitten 46 haftet.

Nachdem das elektrostatische Latentbild durch schwarzen Toner 48 entwickelt worden ist, wird das Oberflächenpotential der photoempfindlichen Trommel 12 durch den zweiten Auflader 20 gleichmäßig auf etwa +1000 V aufgeladen. Gemäß Fig. 6 führt diese Aufladung dazu, daß das Hintergrundpotential, d.h. das Potential der Abschnitte, die nicht durch die erste Belichtungseinheit 16 belichtet wurden, auf etwa 1000 V gebracht werden, während das Potential in den Bereichen der ersten Potentialtrogabschnitte 46 auf etwa 950 V angehoben wird.

Als nächstes wird gemäß Fig. 7 ein latentes elektrosta­ tisches Bild entsprechend der aufgezeichneten Information gebildet, das durch Bestrahlung mit einem zweiten Laser­ strahl 50 von einer zweiten Belichtungseinheit 22 blau gemacht werden soll. Dabei werden lediglich Bildabschnitte belichtet und zweite Potentialdruckabschnitte 52 mit einem Potential von etwa 100 V gebildet. Hierauf wird Toner 54 an die zweiten Potentialtrogabschnitte 52 angeheftet, die dem latenten elektrostatischen Bild entsprechen, und zwar durch die zweite Entwicklungseinheit 24, wodurch eine Umkehrent­ wicklung wie die Entwicklung in der ersten Entwicklungsein­ heit 18 erfolgt. Der abgewischte schwarze Toner 48, der bereits haftet, und das Haften des blauen Toners auf dem schwarzen Toner 48 werden verhindert, da die zweite Entwick­ lungseinheit 24 eine Entwicklung durch einen kontaktfreien Entwicklungsprozeß durchführt. Der kontaktfreie Entwicklungs­ prozeß ist in dem M. Kohyama et al., Artikel "Hochgeschwin­ digkeits-Laserfarbdruckverfahren" beschrieben. Als nächstes wird für das Tonerbild, an dem blauer Toner haftet, der dritte Auflader 26, der als Potentilausgleichsmittel dient, verwendet, um das Potential der zweiten Potentialtrogab­ schnitte 52 auf nahe auf etwa +900 V gemäß Fig. 8 anzuheben. Dementsprechend werden das Potential der Abschnitte, an denen schwarzer Toner 48 haftet und das Potential der Abschnitte, an denen blauer Toner 52 hängt, im allgemeinen auf Oberflächenpotential der photoempfindlichen Trommel 12 ausgeglichen. Die Abnahme des Potentials der belichteten Abschnitte und der unbelichteten Abschnitte auf der photoempfindlichen Körperoberfläche von dem Wert von etwa +1000 V gemäß Fig. 7 auf den Wert von etwa +900 V gemäß Fig. 8 ist auf Potentialverluste durch Leckagen auf der photoempfindlichen Trommel 12 oder andere Rekombina­ tionseffekte zurückzuführen.

Nach dem Ausgleich der Potentiale für das erste Farbtoner­ bild und das zweite Farbtonerbild werden die zwei Tonerarten 48 und 54 der ersten und zweiten Farbe gleichzeitig von der Übertragungseinheit 29 auf das Blatt 28 übertragen, das hierzu in diese Einheit transportiert wurde. In der Über­ tragungseinheit 29 lädt der Übertragungsauflader 36 das synchron mit der photosensiblen Trommel 12 transportierte Blatt 28 durch Zufuhr von Korona-Ionen auf, die eine entgegensetzte Polarität wie die von der photoempfindlichen Trommel 12 mitgeführten Ladung haben, d.h. negative Korona- Ionen, die auf die Rückseite des Blattes 28 aufgebracht werden. Da dies ein elektrisches Feld zwischen der photoem­ pfindlichen Trommel 12 und dem Blatt 28 erzeugt, werden die Tonerbilder durch elektrostatische Anziehung auf das Blatt 28 übertragen.

Das Blatt 28, auf das jedes Farbtonerbild übertragen wurde, wird von der photoempfindlichen Trommel 12 durch den Separationsauflader 38 elektrostatisch abgelöst. Hierauf wird das Blatt 28 zu der Fixiereinheit 44 gefördert und die übertragenen Bilder werden durch Wärmeeinwirkung auf dem Blatt 28 fixiert. Nach dem Übertragen des Tonerbildes wird die photoempfindliche Trommel 12 durch die Ladungsentfer­ nungslampe 42 elektrisch entladen, und zwar nachdem jeg­ licher Resttoner von der Oberfläche der Trommel 12 in der Reinigungseinheit abgestreift wurde, so daß die Trommel 12 in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden kann.

Die Beziehung zwischen dem Übertragungswirkungsgrad und der Spannung an dem Übertragungsauflader ist in Fig. 9 darge­ stellt. In diesem Diagramm gibt die Ordinate den Übertragungswirkungsgrad in Prozent und die Abszisse die angelegte Spannung in -kV am Übertragungsauflader an. Die vollen Linien zeigen die Verhältnisse bei der Erfindung, während die gestrichelte Linie die Übertragung nach bekann­ ten Verfahren darstellt, bei dem das Potential des zweiten Farbtoners gemäß Fig. 3 niedrig gehalten wird, wie dies der Potentialtrogabschnitt 4 andeutet. Da der Bereich der geeigneten Übertragungsbedingungen für das zweite Farbtoner­ bild gemäß Fig. 9 in Richtung auf den höheren Spannungs­ bereich (linke Seite von Fig. 9) durch den dritten Auflader 26 als Potentialausgleichsmittel verschoben ist, fällt der geeignete Übertragungsbereich für das zweite Farbtonerbild etwa mit dem geeigneten Übertragungsbereich für das erste Farbtonerbild zusammen. Diese Verlagerung der geeigneten Bereiche in Richtung auf positivere an den Übertragungsauf­ lader angelegte Spannungen tritt wohl deswegen auf, weil das Potential der photosensiblen Trommel in den Tonerbildab­ schnitten im elektrischen Feld für die Übertragung des Tonerbildes höher wird. Da die Spannungswerte für die Übertragung des ersten und zweiten Tonerbildes nahe beiein­ ander liegen, kann man beide Bilder mit optimalem Wirkungs­ grad übertragen und damit ein gleichmäßiges und zufrieden­ stellend dichtes Bild erzeugen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 10 bis 15 beschrieben. Wenn nichts weiter gesagt wird, so gelten auch die Beschreibungen des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels analog.

In Fig. 10 sind hinter der zweiten Entwicklungseinheit 24 ein Scorotron-Auflader 60 als dritter Auflader, eine Einrichtung zum Potentialausgleich, und eine Übertragungseinheit 29 zum Übertragen von entwickelten Bildern auf ein Blatt 28 am Umfang der photoempfindlichen Trommel 12 angeordnet. Gemäß Fig. 11 weist der Scorotron-Auflader 60 ein Abschirmgehäuse 66, einen Korona-Draht 62 etwa in der Mitte des Abschirmgehäuses 66 und ein Gitter 64 mit einer ersten Breite auf, das vor dem Korona-Draht 62 gegenüber der photo­ empfindlichen Trommel 12 gespannt ist. Eine Ladungsentfe­ rnungslampe 68 ist an der Rückseite des Abschirmgehäuses 66 angeordnet, um Licht mit einer zweiten Breite auszustrahlen, die innerhalb der ersten Breite des Gitters 64 auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 12 liegt. Eine Hochspannung von gleicher Polarität wie die Ladung auf der photoempfindlichen Trommel 12, d.h. einer positiven Polarität, wird an den Korona-Draht 62 gelegt und eine positive Spannung wird in ähnlicher Weise an das Gitter 64 gelegt, so daß man das durch Koronaentladung zugeführte Ladungspotential steuern kann. Eine lichtemittierende Diode (LED) oder eine Halogenlampe etc. werden als Ladungsentfer­ nungslampe 68 eingesetzt. Diese strahlt Licht von der Rückseite des Korona-Drahtes 62 auf die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 12, und zwar durch das Gitter 64. Der Bereich des von der Ladungsentfernungslampe 68 bestrahl­ ten Gebietes ist so bemessen, daß er innerhalb des Gebiets des Gitters 64 liegt. Das von der Lampe 68 ausgesendete Licht wird so gesteuert, daß die Periode der Ladungsent­ fernung durch Bestrahlung lediglich innerhalb der Entla­ dungsperiode für den Korona-Draht 62 auftritt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der zweiten Ausführungs­ form beschrieben: Die photoempfindliche Trommel 12 wird in Richtung des Pfeils A gedreht und zunächst wird ihre Oberfläche gleichmäßig von dem ersten Auflader 14 auf etwa + 600 V aufgeladen. Danach belichtet die Belichtungseinheit 16 die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel mit einem Laserstrahl 27 entsprechend den schwarzen Bereichen der zu kopierenden Vorlage. Wenn dies erfolgt ist, wird ein Potential von etwa 100 V in den belichteten Abschnitten erzeugt, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Mit anderen Worten bildet der erste Laserstrahl 27 letztlich die sogenannten ersten Potentialtrogabschnitte 46.

Anschließend erfolgt das Entwickeln durch schwarzen Toner 48, der von der ersten Entwicklereinheit 18 zugeführt und elektrostatisch an die Potentialtrogabschnitte 46 angezogen wird, die den elektrostatischen Latentbildabschnitten ent­ sprechen. Die Entwicklung ist eine sogenannte Umkehrentwick­ lung, bei der positiv geladener schwarzer Toner 48 an den ersten Potentialtrogabschnitten 46 haftet.

Nachdem das latente elektrostatische Bild durch den schwar­ zen Toner 48 entwickelt worden ist, wird das Oberflächen­ potential der photoempfindlichen Trommel 12 durch den zweiten Auflader 20 gleichmäßig auf etwa +1000 V gebracht. Gemäß Fig. 13 führt diese Aufladung des Hintergrundpotentials, d.h. des Potentials derjenigen Bereiche, die nicht von der ersten Belichtungseinheit 16 belichtet wurden, auf etwa 1000 V und das Potential derjenigen Bereiche, in denen die ersten Potentialtrogabschnitte 46 gebildet sind, wird etwa 950 V.

Danach wird gemäß Fig. 14 ein latentes elektrostatisches Bild entsprechend der aufgezeichneten Information, die blau werden soll, durch Bestrahlung mit einem zweiten Laserstrahl 50 aus der zweiten Belichtungseinheit 22 gebildet. Dabei werden nur Bildabschnitte belichtet und zweite Potential­ trogabschnitte 52 auf einem Potential von etwa 100 V gebildet. Nun wird Toner 54 an die zweiten Potentialtrogab­ schnitte 52 angezogen, die dem elektrostatischen Latentbild entsprechen, und zwar durch die zweite Entwicklereinheit 24, so daß es zu einer Umkehrentwicklung wie in der ersten Entwicklereinheit 18 kommt.

Nach der abschließenden Entwicklung mit blauem Toner 54 wird das Tonerbild bei der mehrfarbigen Entwicklung einem dritten Auflader 60 ausgesetzt, der das elektrostatische Latentbild­ potential der Tonerbildabschnitte gleichmäßig macht. In diesem Fall dient der dritte Auflader 60 dazu, daß Aufla­ dungspotential auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel zu erhöhen, indem Hochspannung an den Korona-Draht 62 und eine bestimmte Spannung an das Gitter 64 gelegt werden. Das Aufladungspotential auf der Trommeloberfläche wird durch die an das Gitter 64 gelegte Spannung gesteuert. Da die Funktion des dritten Aufladers 60 durch eine etwa gleichzeitige Bestrahlung mit Licht von der Ladungsentfer­ nungslampe 68 gemäß Fig. 11 begleitet wird, sinkt der Ladungspegel auf der photoempfindlichen Trommeloberfläche ab und wird tiefer als das Hintergrundpotential, wie dies Fig. 15 zeigt. Da der Pegel des Hintergrundpotentials allmählich abgesenkt werden kann, ohne daß ein schneller Abfall erfolgt, kann ein Wegsprühen des Toners verhindert werden, der an dem latenten elektrostatischen Bild gehalten wird. Gemäß Fig. 15 gehen die ersten Potentialtrogabschnitte 46 auf ein Potential über, das etwas höher als das Hintergrund­ potential ist, während die zweiten Potentialtrogabschnitte 52 auf einen Pegel ansteigen, der etwas unter dem Hinter­ grundpotential liegt. Der Ladungspegel wird zu diesem Zeit­ punkt auf etwa 1/2 des Hintergrundpotentials gesteuert, das vor dem Potentialausgleich erhalten wurde. D.h., wenn das Hintergrundpotential vor dem Potentialausgleich etwa +950 V beträgt, wird es auf etwa +500 V abgesenkt und das Hintergrundpotential und das Potential von Abschnitten, an denen Toner haftet, werden auf ein im allgemeinen gleich­ mäßiges Oberflächenpotential gebracht. Mit anderen Worten werden das Potential der Abschnitte, an denen schwarzer Toner 48 haftet und das Potential von Abschnitten, an denen blauer Toner 54 haftet, etwa gleich wie das Oberflächenpo­ tential der photoempfindlichen Trommel 12 gemacht.

Nach dem Ausgleich der Potentiale des ersten Farbtonerbildes und des zweiten Farbtonerbildes werden die zwei Arten von Toner 48 und 54 der ersten und zweiten Farbe gleichzeitig von der Übertragungseinheit 29 auf das Blatt 28 übertragen, das in diese Einheit transportiert wurde. In der Übertra­ gungseinheit 29 lädt der Übertragungsauflader 36 das syn­ chron mit der photoempfindlichen Trommel 12 bewegte Blatt 28 auf, indem Korona-Ionen von entgegengesetzter Polarität wie die Ladung auf der photoempfindlichen Trommel 12 zugeführt werden, d.h. negative Korona-Ionen werden auf die Rückseite des Blattes 28 aufgebracht. Dadurch wird ein elektrisches Feld zwischen der photoempfindlichen Trommel 12 und dem Blatt 28 aufgebaut, welches die Tonerbilder durch elektro­ statische Anziehung auf das Blatt 28 übertragen.

Das Blatt 28, auf das jedes Farbtonerbild übertragen wurde, wird von der photoempfindlichen Trommel 12 durch den Separationsauflader 38 elektrostatisch abgelöst. Danach wird es in die Fixiereinheit 44 übertragen, in der die Bilder durch Wärme fixiert werden. Nach der Übertragung des Tonerbildes wird die photoempfindliche Trommel 12 von der Ladungsentfernungslampe 42 elektrisch entladen, allerdings wird zuvor Resttoner von der Oberfläche der Trommel 12 durch die Reinigungseinheit 40 abgestreift. Danach kann die Trommel 12 wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehren.

Wie bereits anhand des zweiten Ausführungsbeispiels erwähnt, bringt die Verwendung des dritten Aufladers 60 mit der lichtemittierenden Diode 68 als Lichtquelle bestimmte Vor­ teile mit sich. So ist es möglich, das Potential der photoempfindlichen Trommeloberfläche in einen geeigneten Bereich zu bringen, indem man die Ladung durch Bestrahlung mit Licht entfernt, während Potentialtrogabschnitte, an denen Toner haftet, mit einem Scorotron-Auflader aufgeladen werden. Wenn das Oberflächenpotential des photoempfindlichen Körpers zu hoch ist, dann ist im allgemeinen der Übertra­ gungswirkungsgrad vom Tonerbild auf ein Blatt zu schlecht. Ist hingegen das Oberflächenpotential des photoempfindlichen Körpers zu niedrig, dann kann der photoempfindliche Körper Toner nur schlecht festhalten und es ist dann nicht möglich, klare Bilder zu erhalten, sofern nicht das Oberflächenpo­ tential des photoempfindlichen Körpers in einen bestimmten Bereich gebracht wird.

Claims (5)

1. Bilderzeugungsvorrichtung für die Bildung eines mehr­ farbigen sichtbaren Bildes, das durch mindestens zwei unterschiedliche Farbtoner entwickelt ist, die einzeln und elektrostatisch an entsprechenden latenten Bildern haften, von denen jedes eine vorgegebene Polarität und ein vorgegebenes Potential hat, das sich von dem anderen, auf einem Bildträger (12) gebildeten unter­ scheidet, und zur Übertragung des mehrfarbigen sicht­ baren Bildes von dem Bildträger auf ein Blatt (28), gekennzeichnet durch Mittel (26, 60) zum Aufladen des Bildträgers (12) mit einer Polarität, die gleich wie die vorgegebene Polarität ist, um die Potentiale jedes latenten Bildes vor der Übertragung des mehrfarbigen sichtbaren Bildes auf das Blatt (28) weitgehend anzu­ gleichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufladungsmittel ein Scorotron-Auflader ist, der folgende Elemente aufweist:

• - einen Draht (30, 62) für die Korona-Entladung und für die Veränderung des Potentials auf dem Bild­ träger (12) durch Anlegen einer Spannung; und
• - ein Gitter (32, 64), das eine vorgegebene Breite hat und zwischen dem Draht (30, 62) und dem Bildträger (12) angeordnet ist, um die von dem Draht (30, 62) auf die Oberfläche des Bildträgers (12) übertragene Ladung zu steuern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lademittel eine Lichtquelle (68) zum Beleuchten der Oberfläche des Bildträgers (12) durch das Gitter (64) mit Licht innerhalb der gegebenen Breite des Gitters (64) aufweist.

4. Verfahren zum Bilden eines mehrfarbigen Bildes auf einem Blatt (28), gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Erzeugen eines ersten latenten Bildes mit ersten Abschnitten, die ein erstes Potential von vorgegebener Polarität haben und mit zweiten Abschnitten, die ein zweites Potential haben, das tiefer als das erste Potential auf einem Bild­ träger (12) ist;
• - Anlegen eines ersten Farbtoners an einen der ersten oder zweiten Abschnitte des ersten latenten Bil­ des, um ein erstes sichtbares Farbbild auf dem Bildträger (12) zu erhalten;
• - Bilden eines zweiten latenten Bildes, das erste Abschnitte mit einem ersten Potential von vorgege­ bener Polarität und zweite Abschnitte mit einem zweiten Potential von geringerer Polarität als das erste Potential auf dem Bildträger (12) haben;
• - Anlegen eines zweiten Farbtoners an die zweiten Abschnitte des zweiten latenten Bildes, um ein zweites sichtbares Farbbild auf dem Bildträger (12) zu erhalten, der ein mehrfarbiges Bild liefert;
• - Aufladen des Bildträgers mit einer Polarität, die gleich wie die vorgegebene Polarität des ersten und zweiten latenten Bildes ist, um die Potentiale der ersten und zweiten sichtbaren Bilder im wesent­ lichen auszugleichen; und
• - Übertragen des mehrfarbigen, auf dem Bildträger (12) gebildeten Bildes auf ein Blatt (28).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufladeschritt auch einen Belichtungsschritt um­ faßt, bei dem der Bildträger mit Licht bestrahlt wird, um das Potential des mehrfarbigen Bildes auf dem Bildträger (12) abzusenken.