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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bild-Ausbildungsgerät zum Ausbilden
eines Bildes, das von einem Originaldokument oder einem Bildsignal
erhalten wird, auf einem Papierbogen, und insbesondere ein Bild-Ausbildungsgerät zum Ausbilden
eines vielfarbigen, eines einfarbigen oder eines monochromatischen
Hildes unter Verwendung verschiedenfarbiger Entwickler.
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Zum
Drucken eines gewollten Bildes mit dem Bild-Ausbildungsgerät, wie beispielsweise einem
Kopierer, einem Drucker oder einem Faksimilegerät, wird zuerst ein photoempfindliches
Material entsprechend einer von einem Originaldokument oder einer vorbestimmten
Bildquelle erhaltenen Bildinformation belichtet, wodurch ein Latentbild
ausgebildet wird. Dann wird eine Entwickler (z.B. Toner) auf den
Teil aufgebracht, wo das Latentbild ausgebildet ist, um das Bild
zu entwickeln. Das entwickelte Bild wird übertragen und an an einem Papierbogen
fixiert.
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Zum
Ausbilden eines farbigen Bildes werden normalerweise drei (oder
vier) Entwickler für
gelb, magenta und cyan (manchmal auch schwarz) verwendet. Verschiedenfarbige
Entwickler, die in jeweiligen Entwicklungsvorrichtungen enthalten
sind, werden aufeinanderfolgend ausgewählt, an den Teil des Latentbildes
des photoempfindlichen Materials angebracht und auf einen Papierbogen übertragen.
Ein Farbbild-Ausbildungsgerät
mit einer Vielzahl von Entwicklern, die jeweils verschiedenfarbige
Entwickler sind, ist gemäß dem Aufbau
der Entwicklungsvorrichtungen in einen festen Typ und einen Rotationstyp eingeteilt.
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Bei
dem festen Typ ist eine Vielzahl von Entwicklungsvorrichtungen nahe
einer photoempfindlichen Trommel fest angeordnet, so daß eine ausgewählte Entwicklungsvorrichtung
derart arbeitet, daß ihr
Entwickler an ihrer eigenen Position auf die photoleitende Trommel
aufgebracht wird (siehe US-Patent 4,063,724).
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Bei
dem Rotationstyp sind die Entwicklungsvorrichtungen in einem Drehelement
radial enthalten, das benachbart zu der photoleitenden Trommel drehbar
eingebaut ist. Das Drehelement dreht sich, so daß sich die ausgewählte Entwicklungsvorrichtung zu
dem Entwicklungsbereich der photoleitenden Trommel bewegt (siehe
US-Patent 4,615,612).
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Die
Vorrichtung vom festen Typ ist nachteilig bezüglich einer Verkleinerung,
weil eine photoleitende Trommel mit großem Durchmesser benötigt wird, um
ausreichend Platz für
eine Vielzahl von Entwicklungsvorrichtungen sicherzustellen. Weiterhin
verändert
sich deshalb, weil Abstände
von einem Teil, wo das Ausbilden des Latentbildes des photoleitenden Materials
beginnt, d.h. dem zu belichtenden Teil, bis zu einem Entwicklungsteil
jeweiliger Entwicklungsvorrichtungen unterschiedlich sind, das Dämpfungsmaß des Potentials
des Latentbildes an jeweiligen Entwicklungsteilen. Aus diesem Grund
ist die Dichte jeweiliger entwickelter Farben nicht einheitlich
und das schließlich
auf dem Papierbogen ausgebildete farbige Bild ist fleckig, was eine
schlechte Bildqualität zur
Folge hat.
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Beim
Rotationstyp bewegt sich wenigstens eine Entwicklungseinheit von
oben nach unten, wenn sich das Drehelement dreht, und das Auslaufen
eines darin enthaltenen Entwicklers verschmutzt dadurch das Innere
des Geräts.
Dies ist nachteilig bezüglich der
Wartung des Gerätes.
Darüberhinaus
ist ein hohes Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Drehelements
erforderlich. Deshalb ist dann, wenn sich das Drehelement dreht,
aufgrund des Auftretens einer 'ernsthaften
Vibration und eines lauten Geräuschs ein stabiles
Antreiben schwierig. Dies resultiert in einer Beschränkung für ein Verbessern
der Bildqualität.
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Das
US-Patent 5,014,095 offenbart ein weiteres Bild-Ausbildungsgerät, das eine von dem vorangehend
erörterten
festen Typ und dem Rotationstyp unterschiedliche Betriebsweise aufweist.
Dieses Bild-Ausbildungsgerät,
wie es in 1 gezeigt
ist, umfaßt
einen Senkrechtförderkasten 3,
in dem vier Entwicklungseinheiten 2m, 2y, 2c und 2b gestapelt sind.
Der Kasten 3 wird abgesenkt oder angehoben, damit sich
die ausgewählte
Entwicklungseinheit an einer Seite der photoleitenden Trommel 1 zu
der Entwicklungsposition der photoleitenden Trommel 1 bewegt.
Bei diesem Typ, bei dem die Entwicklungseinheiten 2m, 2y, 2c und 2b abgesenkt
oder angehoben werden, sind die aufgrund der Potentialdifferenz
des Latentbildes zwischen jeweiligen Entwicklern auftretenden Flecken
entfernt und die Verschmutzung aufgrund des Auslaufens des Entwicklers
wird verhindert. Jedoch hat diese Betriebsweise einen Nachteil bezüglich einer
Verkleinerung, weil ausreichend Platz zum Bewegen des Kastens 3 benötigt wird,
in dem die Entwicklungseinheiten 2m, 2y, 2c und 2b untergebracht
sind. Weiterhin muß eine
Leistung mit hohem Drehmoment verwendet werden, was eine Behinderung
für ein
stabiles Antreiben des Geräts
ist, und die Verbesserung der Bildqualität ist nicht so effektiv.
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Die
Druckschrift JP 04-190373 A beschreibt eine Bilderzeugungsvorrichtung,
bei welcher die Belichtung der fotoempfindlichen Trommel von der
den Entwicklungseinrichtungen abgewandten Seite aus erfolgt, wobei
die Basis der fotoempfindlichen Trommel transparent ist.
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Die
Druckschrift JP 01-295283 A beschreibt eine Bilderzeugungsvorrichtung
mit einer Mehrzahl von stationären
Belichtungsvorrichtungen zur Belichtung der vorgesehenen fotoempfindlichen
Trommeln.
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Die
Druckschrift JP 61-080949 A beschreibt einen Farblaserdrucker mit
einer einzigen stationären
Belichtungseinrichtung, welche die Mehrzahl vorgesehener Entwicklungsstationen
mittels einer Mehrzahl von Spiegeln belichtet.
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Die
Druckschrift JP 63-257773 A beschreibt eine Bilderzeugungsvorrichtung
mit einer Mehrzahl von fotoempfindlichen Trommeln, welche jeweils durch
einen eigens für
jede fotoempfindliche Tommel vorgesehenen Halbleiterlaser belichtet
werden.
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Zum Überwinden
dieser Probleme ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
durch Optimieren des Aufbaus und der Antriebsbetriebsweise einer
Vielzahl von Entwicklungsvorrichtungen ein Bild-Ausbildungsgerät zu schaffen,
das kompakt ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bild-Ausbildungsgerät zu schaffen, das
zum Ermöglichen
eines stabilen Betriebs mit geringem Drehmoment angetrieben werden
kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bild-Ausbildungsgerät zu schaffen,
bei dem Probleme in Verbindung mit einem Auslaufen eines Entwicklers
aus einer Vielzahl von Entwicklungsvorrichtungen eliminiert sind.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bild-Ausbildungsgerät zu schaffen, das
ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird zumindest
eine dieser gestellten Aufgaben durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung wird durch detailliertes Beschreiben eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen klarer, wobei:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines herkömmlichen Bild-Ausbildungsgeräts mit beweglichen
Entwicklungseinheiten ist;
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2 eine
schematische Seitenansicht eines Bild-Ausbildungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist; und
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3 eine
schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Bild-Ausbildungsgeräts der vorliegenden
Erfindung ist.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
des Bild-Ausbildungsgeräts der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Bei
dem in 2 gezeigten Bild-Ausbildungsgerät der vorliegenden
Erfindung ist ein Originaldokument mit 10 bezeichnet. Weiterhin
ist gezeigt: Eine Abtasteinheit 20, eine Belichtungsvorrichtung 30,
Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d, eine Papierkassette 50,
ein Endlos-Förderband 60 und Übertragungsladevorrichtungen 70a-70d.
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In
dem Gerät
gibt die Abtasteinheit 20, eine allgemeine optische Vorrichtung
zum optischen Abtasten eines Originaldokuments 10, ein
elektrisches Bildsignal entsprechend einer Bildinformation des abgetasteten
Originaldokuments 20 aus und überträgt das Signal zu der Belichtungsvorrichtung 30.
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Die
Belichtungsvorrichtung 30 ist ein Laserabtastsystem zum
Projizieren eines dünnen
Laserstrahl entsprechend dem übertragenen
elektrischen Bildsignal. Die Belichtungsvorrichtung 30 wird
durch eine Antriebseinrichtung (die später beschrieben wird) abgesenkt
oder angehoben und bewegt sich dadurch zu jeweiligen Positionen
Ha-Hd der photoleitenden Trommel 41 einer Ausgewählten der
vielen Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d.
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Jede
der Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d enthält eine
photoleitende Trommel 41, eine Ladewalze 42 zum
Laden der photoleitenden Trommel 41, einen Entwicklungsabschnitt 43,
der einen Entwickler 44 enthält und eine Entwicklungswalze 45 zum
Bringen des Entwicklers 44 auf die photoleitende Trommel 41 aufweist,
und eine Reinigungseinheit 46 zum Entfernen des restlichen
auf der der photoleitenden Trommel 41 verschmierten Entwicklers.
Die vier Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d sind
derart gestapelt, daß ein
entwickeltes Bild aus vier Farben, z.B. schwarz, gelb, magenta und
cyan von oben aufeinanderfolgend, erzeugbar ist. Anfangs ist die
Oberfläche
durch die Ladewalze 42 einheitlich geladen. Ein elektrostatisches
Latentbild, das mit dem menschlichen Auge nicht sichtbar ist, wird
auf dem Oberflächenteil
der photoleitenden Trommel 41 ausgebildet, wo die elektrischen
Ladungen mittels einer Belichtung durch die Belichtungsvorrichtung 30 entfernt
werden. Die Entwicklungsvorrichtung 43 dreht die Entwicklungswalze 45,
um den intern enthaltenen Entwickler 44 auf das elektrostatische
Latentbild zu adsorbieren, das auf der photoleitenden Trommel 41 ausgebildet ist,
und das elektrostatische Latentbild zu entwickeln, um dadurch ein
sichtbares Bild auszubilden.
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Die
Papierkassette 50 enthält
Papierbögen 51 und
führt zu
einem Zeitpunkt einen Papierbogen, über eine Zuführwalze 52 zu
dem Endlos-Förderband 60.
Der zuzuführende
Papierbogen 51 wird durch eine Papier-Ladeeinheit 53 geladen
und gleichzeitig wird das Endlos-Förderband 60 durch eine
Band-Ladeeinheit 54 geladen, so daß sie einander anziehen. Eine
Entladungseinrichtung 55 entfernt den Elektrifizierzungszustand
des Endlos-Förderbandes 60,
so daß der
Papierbogen 51 von dem Endlos-Förderband 60 getrennt
wird. Ein Schaber 56 schabt über den von dem Endlos-Förderband 60 entladenen
Papierbogen 51, wirft den getrennten Papierbogen 51 aus
dem Gerät
aus und führt
ihn gleichzeitig zu einer Fixierwalze 57 zum Fixieren des
darauf transferierten Bildes.
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Weiterhin
dreht sich das Endlos-Förderband 60,
das fest als eine gelenkfreie Rollkette um zwei Antriebs-Stützrollen 61 und 62 vorgesehen
ist, die nach oben und nach unten voneinander losgelöst sind,
um den daran adsorbierten Papierbogen zu befördern. Entlang dem Endlos-Förderband 60 sind,
zusätzlich
zu der Band-Ladeeinheit 54 und dem Entlader 55,
die oben erwähnt
sind, vier Übertragungslader 70a-70d angeordnet.
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Ein
Papiersensor 63 erfaßt
die Vorderkante des durch das Endlos-Förderband 60 beförderten Papierbogens 51 und
erzeugt ein elektrisches Signal. In der Praxis bestimmt das elektrische
Signal einen Start-Zeitpunkt für
die Belichtung und die Entwicklung unter Berücksichtigung des Abstandes
von dem Sensor 63 zu der Entwicklungsposition der ausgewählten photoempfindlichen
Trommel 41 und der Fördergeschwindigkeit
des Endlos-Förderbandes 60.
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Die Übertragungslader 70a-70d sind
jeweils gegenüber
der photoempfindlichen Trommel 41 der Entwicklungsvorrichtungen 40a-40d angeordnet. Wenn
der Papierbogen 51 an der photoempfindlichen Trommel 41 vorbeigeführt wird,
werden die Übertragungslader 70a-70d mit
Leistung versorgt, um das Bild von der photoempfindlichen Trommel 41 auf
den Papierbogen 51 zu übertragen.
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Bei
dem bevorzugten Bild-Ausbildungsgerät der vorliegenden Erfindung,
ist die Belichtungsvorrichtung 30, wie es in 2 gezeigt
ist, anfangs an der obersten Position Ha angeordnet, ein schwarzer Toner
wird als Entwickler 44 in der obersten Entwicklungsvorrichtung 43 der
Bild-Ausbildungseinheit 40a aufgenommen, und Toner der
Farben gelb, magenta und cyan werden in den anderen Entwicklungseinheiten
aufgenommen. Wenn ein schwarzes Bild ausgebildet wird, werden in
dem Zustand, in dem die Belichtungsvorrichtung 30 an der
Anfangsposition bleibt, die Papierzufuhr, das Belichten, das Entwickeln
das Übertragen
und die Papierausgabe aufeinanderfolgend durchgeführt. Hierbei
arbeitet das Gerät
derart, daß der
Papierbogen 51 entlang dem Endlos-Förderband 60 um eine
Drehung zirkuliert.
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Wenn
ein Farbbild gedruckt wird, wird die Belichtungsvorrichtung 30 zu
jeweiligen Positionen Ha, Hb, Hc und Hd verschoben, um die photoempfindlichen
Trommeln 41 gemäß einer
vorbestimmten Ablauffolge aufeinanderfolgend zu belichten, und eine
entsprechende Entwicklungsvorrichtung 43 entwickelt das
Latentbild der photoempfindlichen Trommel 41. Auch die
vier Übertragungslader 70a, 70b, 70c und 70d werden
ausgewählt
und arbeiten in einer vorbestimmten Ablauffolge. Hierbei wird der
Papierbogen 51 derart eingestellt, daß er für wenigstens zwei Drehungen,
oder für
höchstens
drei oder vier Drehungen, entlang dem Endlos-Förderband 60 zirkuliert.
Wenn die Drehungen wiederholt werden, werden jeweilige Farben einfarbiger
Bilder überlagernd übertragen,
so daß das
Farbbild auf dem Papierbogen 51 gedruckt wird.
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Bei
dem Bild-Ausbildungsgerät
der vorliegenden Erfindung können
Einzel-Farben, wie beispielsweise mit gelb und magenta gemischtes
rot, mit gelb und cyan gemischtes grün und mit magenta und cyan
gemischtes blau, genauso wie schwarz und natürliche Farben gedruckt werden.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Bild-Ausbildungsgeräts der vorliegenden
Erfindung. In 3 sind Belichtungsvorrichtungen 30a-30d für eine bestimmte
Verwendung bei jeweiligen photoempfindlichen Trommeln 41 der
vier Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d an
jeweiligen Positionen Ha, Hb, Hc und Hd fest eingebaut. Aus diesem
Grund gibt es keine Notwendigkeit für eine Antriebkraft und Vorrichtungen
zum Bewegen der Belichtungsvorrichtung zum Belichten der photoempfindlichen
Trommeln 41 und das Gerät
kann stabiler arbeiten. Weiterhin wird die Zeit eingespart, die
zum Bewegen der Belichtungsvorrichtung erforderlich ist, wodurch
ein Hochgeschwindigkeits-Drucken
ermöglicht
wird.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist das Bild-Ausbildungsgerät kompakt,
weil es derart aufgebaut ist, daß der Papierbogen 51 unter
Verwendung eines Endlos-Förderbandes 60 ausgegeben
wird und die vier großen
Entwicklungsvorrichtungen fest sind. Ein niedriges Drehmoment ermöglicht einen
relativ stabilen Antrieb und resultiert darin, daß ein Bild
mit guter Qualität
erhalten wird. Da die vier Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d fest
sind, gibt es darüberhinaus
kein Problem bezüglich
eines Auslaufens des Entwicklers. Weiterhin können die Bild-Ausbildungseinheiten 40a-40d einzeln
ausgetauscht werden, was die Wartung des Gerätes, wie beispielsweise das
Einfüllen
des Entwicklers, erleichtert. Darüberhinaus ist eine Vielzahl
von Belichtungsvorrichtungen 30a-30d zur ausschließlichen
Verwendung in jeweiligen photoempfindlichen Trommeln 41 fest
eingebaut, wodurch ein stabilerer Antrieb und ein Hochgeschwindigkeits-Drucken
erreicht wird.