EP0946907A1

EP0946907A1 - Verfahren zum betreiben eines elektrografischen druckers oder kopierers mit mindestens zwei entwicklereinheiten

Info

Publication number: EP0946907A1
Application number: EP97951856A
Authority: EP
Inventors: Walter Kopp
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2017-12-17
Also published as: WO1998027472A1; EP0946907B1; US6181902B1; DE59706460D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckers oder Kopierers, bei dem auf einen Tonerbildträger Tonerteilchen unterschiedlicher Farben durch mindestens zwei Entwicklereinheiten (100, 102) aufgebracht werden. Im Übertragungszustand der jeweiligen Entwicklereinheit (100, 102) wird an mindestens einem Abschnitt (A', B', C', A'', B'', C'') des Transportwegs der Tonerteilchen von einem Tonerbehälter zum Tonerbildträger (12) ein Kraftfeld angelegt, das den Transport der Tonerteilchen in Richtung Tonerbildträger (12) bewirkt. Im Ruhezustand der jeweiligen Entwicklereinheit (100, 102) wird dagegen der Transport der Tonerteilchen an dem Abschnitt (A', B', C'; A'', B'', C'') durch Ändern des Kraftfeldes unterbrochen.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckers oder Kopierers mit mindestens zwei Entwicklereinheiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckers oder Kopierers, bei dem auf einen Tonerbildtrager Tonerteilchen unterschiedlicher Farben durch mindestens zwei Entwicklereinheiten aufgebracht werden.

In Anwendungsfallen, in denen die Entwicklereinheiten zum Beispiel in einem elektrografischen Drucker nacheinander zwei Ladungsbilder mit unterschiedlichen Farben entwickeln sollen, wobei in beiden Ladungsbildern die zu entwickelnden Bereiche das gleiche Potential haben, muß wahlweise eine der beiden Entwicklereinheiten in einen Übertragungszustand geschaltet werden, in welchem Tonerteilchen auf den Tonerbildtrager aufgebracht werden. Die andere Entwicklereinheit bzw. die anderen Entwicklereinheiten müssen sich in einem Ruhezustand be- finden, in welchem keine Tonerteilchen auf den Tonerbildtrager aufgebracht werden. Es muß also sichergestellt werden, daß eine Entwicklereinheit nur dann auf das Ladungsbild Tonerteilchen aufträgt, wenn das Ladungsbild mit Tonerteilchen dieser Entwicklereinheit entwickelt werden soll. Das erfor- dert, daß die Entwicklereinheiten mit Tonerteilchen einer nicht benötigten Farbe im Ruhezustand sind, wenn das Ladungsbild an ihnen vorbeibewegt wird. Dabei ist es unerheblich, ob das Ladungsbild bereits mit Tonerteilchen entwickelt wurde, oder ob es noch mit Tonerteilchen an einer nachfolgenden Ent- wicklereinheit entwickelt werden soll. Der Tonerbildtrager ist z.B. ein Fotoleiter, von dem das Tonerbild direkt oder indirekt über ein Transferband auf einen Endbildträger, z.B. Papier, übertragen wird.

Ein bekannte Lösung sieht vor, daß die Entwicklereinheiten im Ruhezustand vom Tonerbildtrager abgeschwenkt werden, um ein Übertragen von Tonerteilchen der falschen Farbe zu verhindern. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die Entwick- lereinheiten relativ weit abgeschwenkt werden müssen, um vom Übertragungszustand in den Ruhezustand umzuschalten. Entsprechend müssen die Entwicklereinheiten beim Umschalten vom Ruhezustand in den Übertragungszustand wieder von einer relativ großen Entfernung ausgehend an den Tonerbildtrager angeschwenkt werden. Das Umschalten kann somit nicht beliebig schnell ausgeführt werden. Außerdem ist das motorische Schwenken der Entwicklereinheiten nur mit einer Vielzahl von zusätzlichen mechanischen Bauteilen möglich, die einem hohen Verschleiß unterliegen. Häufig müssen zusätzlich zum Abschwenken noch weitere Maßnahmen getroffen werden, wie z.B. ein Ausschalten bzw. Einschalten von rotierenden Bauteilen in der Entwicklereinheit, um ein Stauben des Toners zu verhindern. Dieser Staub würde zu unerwünschten Hintergrundbildun- gen auf dem Tonerbildtrager und zu Verschmutzungen des Druk- kers führen. Durch das Ein- und Ausschalten der rotierenden Bauteile wird die Zeit für das Umschalten weiter verlängert.

Die oben genannten Probleme treten u.a. bei elektrografi- sehen, magnetografischen und ionografischen Druckern oder Kopierern auf, die unter dem Begriff elektrografischer Druk- ker zusammengefaßt sind. Der verwendete Toner ist ein Ein- komponenten- oder Mehrkomponententoner. Verwendet werden feste Toner oder flüssige Toner.

Gemäß DE 41 13 777 AI können Ladungsbereiche gleichen Potentials mit Tonerteilchen verschiedener Farben entwickelt werden, wenn jeder Entwicklereinheit eine Belichtungseinheit zugeordnet ist. Eine Entwicklereinheit entwickelt dann nicht, wenn die zugehörige Belichtungseinheit dunkel geschaltet ist. Die oben genannten Probleme hinsichtlich des Ein- und Ausschaltens der Entwicklereinheiten treten nicht auf. Dafür müssen aber mehrere Bauraum beanspruchende und fertigungstechnisch aufwendige Belichtungseinheiten in den Drucker ein- gebaut werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckers oder Kopierers anzugeben, das ein schnelles Ein- und Ausschalten des Entwicklungsvermögens der Entwicklereinheiten gestattet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen abgegeben.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zum Erreichen einer kurzen Ein- bzw. Ausschaltzeit des Entwicklungsvermögens der Entwicklereinheiten ein Bewegen von mechanischen Bauteilen vermieden werden muß. Bleiben alle mechanischen Bauteile der Entwicklereinheit und auch die Entwicklereinheit selbst ständig an der gleichen Position, so muß ein Eingriff in den Transportweg der Tonerteilchen erfolgen.

Bei der Erfindung wird im Übertragungszustand der jeweiligen Entwicklereinheit an mindestens einem Abschnitt des Trans- portwegs der Tonerteilchen von einem Tonerbehälter zum Tonerbildtrager ein Kraftfeld angelegt, welches den Transport der Tonerteilchen in Richtung Tonerbildtrager bewirkt. Im Ruhezustand der jeweiligen Entwicklereinheit wird der Transport der Tonerteilchen an dem Abschnitt durch Ändern des Kraftfeldes unterbrochen. Somit wird bei der Erfindung durch Einwirkung auf einen im Vergleich zum gesamten Transportweg der Tonerteilchen relativ kurzen Abschnitt erreicht, daß die jeweilige Entwicklereinheit im Übertragungszustand ist, falls Tonerteilchen durch den Abschnitt transportiert werden, oder daß die Entwicklereinheit im Ruhezustand ist, wenn keine Tonerteilchen durch den Abschnitt transportiert werden. Da der Abschnitt klein gewählt werden kann, ist auch der Aufwand zur Einwirkung auf den Abschnitt bei der Erfindung gering. Außerdem müssen zur Einwirkung auf den Abschnitt keine mechani- sehen Bauteile in Bewegung gesetzt werden, da das Kraftfeld über die Energiezufuhr geändert werden kann. Bei der Erfindung gibt die Entwicklereinheit im Ruhezustand keine Tonerteilchen ab, da die Tonerteilchen am Abschnitt zurückgehalten werden. Eine unerwünschte Hintergrundbildung auf dem Tonerteilchenbild wird vermieden.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Kraftfeld durch Umpolen oder durch Abschalten der elektrischen Versorgungsspannung zum Aufbau des Kraftfeldes geändert. Sowohl Umpolen als auch Abschalten sind einfach zu realisierende technische Maßnahmen. Das Umpolen führt dazu, daß das Kraftfeld dem Transport der Tonerteilchen in Richtung Ladungsbildträger am Abschnitt sogar entgegenwirkt. Dadurch kann der Abschnitt gegenüber dem einfachen Abschalten weiter verkleinert werden.

Befindet sich das Kraftfeld im Bereich eines Entwicklungs- Spalts zwischen dem Tonerbildtrager und einem Abgabeelement zum Abgeben von Tonerteilchen aus der Entwicklereinheit, so wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel erreicht, daß der Tonerteilchentransport am Ende des Transportwegs vom Tonerbehälter zum Tonerbildtrager unterbrochen wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß mit Änderung des Kraftfeldes sofort Tonerteilchen aus der Entwicklereinheit abgegeben bzw. nicht mehr abgegeben werden. Insbesondere wir die Umschalt- zeit nicht dadurch verlängert, daß sich zwischen Abschnitt und Tonerbildtrager noch Tonerteilchen befinden, die auch nach dem Ändern des Kraftfeldes noch aus der Entwicklereinheit abgegeben werden bzw. daß beim Schalten in den Übertragungszustand Tonerteilchen erst nach einer Totzeit aus der Entwicklereinheit abgegeben werden, die durch die Transportzeit der Tonerteilchen vom Abschnitt bis zum Tonerbildtrager bestimmt ist.

Ein Ändern des Kraftfeldes im Entwicklungs-Spalt ist jedoch nicht immer möglich bzw. zweckmäßig. In diesem Fall wird das Kraftfeld zur Unterbrechung bzw. zum Ermöglichen des Tonerteilchentransports an einer anderen Stelle des Transportwegs der Tonerteilchen angeordnet. Wirkt das veränderliche Kraftfeld im Bereich des Tonerbehälters, so liegt der beeinflußte Abschnitt am Anfang des Transportwegs der Tonerteilchen vom Tonerbehälter zum Tonerbildtrager. Im Ruhezustand wird mit dem Transport von Tonerteilchen entlang des Transportwegs erst gar nicht begonnen, so daß Einrichtungen zum Transport ebenfalls in einen Ruhezustand geschaltet werden können.

Das Kraftfeld wirkt in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Bereich der Transporteinrichtung, die den aufzubringenden Toner nach der Entnahme aus dem Tonerbehälter transportiert. Der Abschnitt zur Beeinflussung des Entwicklungsvermögens der Entwicklereinheit befindet sich in diesem Fall auf einem mittleren Teil des Transportwegs. Eine Beein- flussung eines Kraftfeldes am Tonerbildtrager oder eines Kraftfeldes zur Entnahme der Tonerteilchen aus dem Tonerbehälter wird umgangen, wobei die Umschaltzeit zwischen der Umschaltzeit bei Lage des Abschnitts am Anfang des Transportwegs und der Umschaltzeit bei Lage des Abschnitts am Ende des Transportwegs liegt. Der Transportweg kann auch an mehreren Stellen unterbrochen werden.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt einen elektrografischen Drucker oder Kopierer, der insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung eingesetzt wird. Die oben genannten technischen Wirkungen treten somit auch bei dem Drucker oder Kopierer auf.

Die Wirkungen der Erfindung kommen insbesondere zum Tragen, wenn in der Entwicklereinheit des elektrografischen Druckers Tonerteilchen verwendet werden, die einem Toner-Luft-Gemisch entnommen wurden, wie es beispielsweise in der US 4,777,106 erläutert ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Entwicklereinheit,

Fig. 2 die Anordnung von zwei Entwicklereinheiten an einem Fotoleiterband,

Fig. 3 die Vorgänge an drei Kraftfeldern innerhalb der Entwicklereinheit,

Fig. 4 die Vorgänge beim Verändern des Kraftfelds in einem Übertragungs-Spalt, und

Fig. 5 die Vorgänge beim Verändern des Kraftfelds in einem Entwicklungs-Spalt .

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Entwicklereinheit 10, an welcher ein Fotoleiterband 12 in Richtung eines Pfeils 14 vorbeigeführt wird. Auf dem Fotoleiterband 12 befindet sich im der Entwicklereinheit 10 zugewandten Oberflächenbereich ein latentes Ladungsbild, in welchem die Ladungen gemäß der Bildinformation des zu druckenden Bildes verteilt sind. Die Transportvorrichtung für das Fotoleiterband 12 wurde in Fig. 1 zur Vereinfachung der Darstellung nicht mitgezeichnet.

Die Entwicklereinheit 10 enthält einen Behälter 16, in dem sich ein Toner-Luft-Gemisch 18 befindet. Im Gemisch 18 ist Toner und Luft etwa im Verhältnis 1:10 gemischt, wodurch sich das Gemisch 18 wie eine Flüssigkeit verhält. Eine Grenzfläche 20 zwischen dem Gemisch 18 und der in der Entwicklereinheit 10 enthaltenen Luft ist relativ glatt. Ein Ultraschallsensor 22 oberhalb der Oberfläche 20 erfaßt eine Füllstands-Höhe H des Gemischs 18.

Das Gemisch 18 wird aus festen Tonerteilchen mit einer durchschnittlichen Größe von etwa 10 μm erzeugt, die durch eine Tonerdosiereinrichtung 24 dem Toner-Luft-Gemisch 18 in definierten Mengen zugeführt werden. Ein Tonerteilchenvorrat 26 befindet sich zwischen geneigten Seitenwänden 28 der Tonerdo- siereinrichtung 24, so daß die Tonerteilchen einem Dosierrad 30 trichterförmig zugeführt werden. Das Dosierrad 30 hat entlang seines Umfangs Aussparungen, in die jeweils gleiche Mengen Tonerteilchen aufgenommen werden. Durch eine Drehbewegung des Dosierrades 30 werden Tonerteilchen aus dem Innern der Tonerdosiereinrichtung 24 dem Toner-Luft-Gemisch 18 zugeführt, sobald der Ultraschallsensor 22 ein Absinken der Grenzfläche 20 unter eine vorgegebenen Soll-Höhe registriert.

Im Bodenbereich der Entwicklereinheit 10 ist eine luftdurchlässige Platte 32 aus einem porösen Polyethylen-Werkstoff angeordnet, durch die Luft großflächig aus einer unter der Platte 32 liegenden Kammer 34 in das Toner-Luft-Gemisch 18 einströmt. Der Kammer 34 wird durch einen Luftzufuhr-Anschluß 36 ständig Luft zugeführt.

In der Entwicklereinheit 10 befinden sich zwei Korona-Drähte 38 und 40, die eine Spannung von etwa -8 kV haben und die Tonerteilchen des Gemischs 18 in ihrer Umgebung negativ aufla- den. Die Korona-Drähte 38 und 40 verlaufen quer durch die gesamte Entwicklereinheit in einer Länge, die der Ausdehnung des Fotoleiterbandes 12 quer zu dessen Transportrichtung 14 etwa entspricht. Oberhalb der Korona-Drähte 38 und 40 und oberhalb der Grenzfläche 20 ist eine Übertragungswalze 42 angeordnet, deren Achse 44 parallel zu den Korona-Drähten 38 und 40 verläuft. Eine leitende Oberflächenschicht 46 hat etwa ein Potential von -0,9 kV, so daß über die gesamte Länge der Korona-Drähte 38 und 40 die erzeugten negativen Tonerteilchen aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes zwischen den Korona-Drähten 38, 40 und der Übertragungswalze 42 auf der Oberflächenschicht 46 abgelagert werden. Bei einer Drehung der Übertragungswalze 42 in Richtung eines Pfeils 48 werden die abgelagerten Tonerteilchen in Richtung einer Öffnung 50 der Entwicklereinheit 10 zur Abgabe von Tonerteilchen trans- portiert. Der Transportweg der geladenen Tonerteilchen verläuft für den in der Fig. 1 dargestellten Schnitt durch die Entwicklereinheit 10 entlang des Außenradius der Übertragungswalze 42 von einem Punkt A bis zu einem Punkt B.

Im Punkt B werden die Tonerteilchen unter Wirkung eines wei- teren elektrischen Feldes auf eine leitende Oberflächenschicht 52 einer Entwicklerwalze 54 übertragen, welche sich in Richtung eines Pfeils 56 dreht. Das weitere elektrische Feld liegt zwischen der Oberflächenschicht 46 und der auf ein Potential von etwa -0,5 kV aufgeladenen Oberflächenschicht 52 Die Achse 58 der Entwicklerwalze 54 ist im wesentlichen parallel zur Achse 44 angeordnet. Für den in Fig. 1 dargestellten Schnitt werden die Tonerteilchen nach der Übertragung im Punkt B durch die Entwicklerwalze 54 entlang des Außenradius der Entwicklerwalze 54 zu einem Punkt C in der Öffnung 50 transportiert.

Vereinzelte Tonerteilchen, die nicht von der Ubertragungs- walze 42 zur Entwicklerwalze 54 übertragen wurden, werden mit Hilfe eines Abstreifers 60 von der Oberflächenschicht 46 ent- fernt, bevor der jeweilige Bereich der Oberflächenschicht 46 wieder mit neuen geladenen Tonerteilchen bedeckt wird. Der Abstreifer 60 verläuft über die gesamte Länge der Übertragungswalze 42 und wird von einem Abstreifer-Halter 62 gehalten.

Im Bereich der Öffnung 50 wird das latente Ladungsbild des Fotoleiterbands 12 dadurch entwickelt, daß sich in aufgeladenen Bereichen des Fotoleiterbands 12 Tonerteilchen von der Oberflächenschicht 52 anlagern. Auf der Entwicklerwalze 54 verbleibende Tonerteilchen werden durch einen weiteren Abstreifer 64 von der Oberflächenschicht 52 entfernt, bevor wieder neue Tonerteilchen von der Übertragungswalze 42 aufgebracht werden. Der Abstreifer 64 verläuft über die gesamte Länge der Entwicklerwalze 54 und wird von einem weiteren Ab- streifer-Halter 66 gehalten, der gleichzeitig auch Leitvorrichtung für die sich von der Entwicklerwalze 54 lösenden Tonerteilchen ist. Die durch die Abstreifer 60 und 64 entfernten Tonerteilchen fallen zurück in das Gemisch 18.

Durch eine Toner-Zufuhreinrichtung 68 wird der Entwicklerein- heit Toner zugeführt, welcher die beim Entwickeln verbrauchten Tonerteilchen ersetzt.

Fig. 2 zeigt die Anordnung zweier Entwicklereinheiten 100, 102 am Fotoleiterband 12, wobei jedoch nur die im folgenden benötigten Bestandteile dargestellt sind. Die Entwicklereinheiten 100 und 102 sind wie die Entwicklereinheit 10 aufgebaut, so daß identische Bestandteile nicht noch einmal erläutert werden. Diese Bestandteile behalten ihr Bezugszeichen bei und werden im Fall der Entwicklereinheit 100 durch einen und im Fall der Entwicklereinheit 102 durch zwei hochgestellte Striche gekennzeichnet. Die Tonerteilchen im Toner- Luft-Gemisch 18' haben die Farbe Schwarz, so daß die Entwicklereinheit 100 ein latentes Ladungsbild auf dem Fotoleiter 12 nur mit schwarzen Tonerteilchen entwickeln kann. Dagegen ha- ben die Tonerteilchen im Toner-Luft-Gemisch 18'' die Farbe Blau, so daß die Entwicklereinheit 102 im Übertragungszustand das latente Ladungsbild auf dem Fotoleiterband 12 mit Tonerteilchen der Farbe Blau entwickelt.

In der Fig. 2 befindet sich die Entwicklereinheit 100 im Übertragungszustand, während sich die Entwicklereinheit 102 in einem Ruhezustand befindet, in dem keine blauen Tonerteilchen auf das Fotoleiterband 12 aufgebracht

Auf dem Fotoleiterband 12 werden nacheinander Ladungsbilder aufgebracht, die wahlweise von der Entwicklereinheit 100 oder von der Entwicklereinheit 102 entwickelt werden. Anschließend werden die Tonerbilder vom Fotoleiterband 12 mit Hilfe einer nicht dargestellten Übertragungsvorrichtung auf einen End- bildträger, z.B. aus Papier übertragen, wobei die Druckbilder auf einem Endbildträger nebeneinander oder auf verschiedenen Endbildträgern gedruckt werden. Alternativ können die Tonerbilder jedoch auch auf einem Endbildträger übereinander gedruckt werden. Dazu wird entweder der Endbildträger mehrmals an der Übertragungsvorrichtung vorbeigeführt oder es wird ein Zwischenträger verwendet, auf dem die Druckbilder "gesammelt" werden, bis sie letztlich in einen weiteren Übertragungsvorgang vom Zwischenträger auf den Endbildträger übertragen werden.

In der Fig. 2 ist ein momentaner Zustand dargestellt, in dem die Entwicklereinheit 100 im Übertragungszustand und die Entwicklereinheit 102 im Ruhezustand ist. Somit werden ausschließlich schwarze Tonerteilchen zum Entwickeln des latenten Ladungsbildes auf dem Fotoleiterband 12 verwendet. Bewegt sich das entwickelte Ladungsbild an der Entwicklereinheit 102 vorbei, werden keine blauen Tonerteilchen aufgetragen, da sich die Entwicklerstation 102 im Ruhezustand befindet. Das Erzeugen des Ruhezustands wird weiter unten erläutert.

Müssen blaue Tonerteilchen auf das latente Ladungsbild des Fotoleiterbands 12 aufgetragen werden, so wird die Entwicklereinheit 100 durch eine nicht dargestellte Steuerung vom Übertragungszustand in den Ruhezustand geschaltet und die Entwicklereinheit 102 wird ebenfalls durch die Steuerung vom Ruhezustand in den Übertragungszustand geschaltet. Beim Vorbeitransport des latenten Ladungsbildes auf dem Fotoleiterband 12 an der Entwicklereinheit 100 werden in diesem Fall keine schwarzen Tonerteilchen aufgetragen. Das latente Ladungsbild gelangt unentwickelt bis zur Entwicklereinheit 102, durch die dann die blauen Tonerteilchen aufgetragen werden.

Die Entwicklereinheit 102 befindet sich in der Fig. 2 im Ruhezustand, da ein elektrisches Kraftfeld zwischen den Korona- Drähten 38'', 40'' und der Oberflächenschicht 46'' der Über- tragungswalze 42'' abgeschaltet wurde, so daß keine Tonerteilchen aus dem Toner-Luft-Gemisch 18'' entnommen werden. Die Übertragungswalze 42'' und die Entwicklerwalze 52'' der Entwicklereinheit 102 drehen sich auch im Ruhezustand, um ein Einstellen einer Soll-Drehzahl zu vermeiden, falls die Entwicklereinheit 102 wieder in den Übertragungszustand geschaltet wird. Das Einstellen der Soll-Drehzahl benötigt einen längere Einstellzeit, die das Umschalten unnötig verzögert.

Fig. 3 zeigt Vorgänge an den drei Kraftfeldern innerhalb der Entwicklereinheit 100. Teil a der Fig. 3 zeigt die bereits erläuterte Entwicklereinheit 100 in einer schematischen DarStellung. Das erste Kraftfeld I wirkt zwischen den Korona- Drähten 38', 40' und der Oberflächenschicht 46' der Übertragungswalze 42' im Bereich des Punktes A' .

Das zweite elektrische Kraftfeld II wirkt zwischen der Ober- flächenschicht 46' und der Oberflächenschicht 52' der Entwicklerwalze 54' im Bereich des Punktes B' . Das dritte Kraftfeld III wirkt im Bereich eines Entwicklungs-Spalts 110 zwischen Oberflächenschicht 52' und Fotoleiterband 12.

Durch das erste Kraftfeld I werden Tonerteilchen aus dem Toner-Luft-Gemisch 18 auf die Oberflächenschicht 46' aufgetragen.

Teil b der Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Kraftfeldes II im Übertragungszustand. Zwischen der Oberflächenschicht 46', die auf ein Potential von -0,9 kV aufgeladen ist, und der Oberflächenschicht 52', die auf ein Potential von -0,5 kV aufgeladen ist, bildet sich in eine_^m Übertragungs-Spalt 112 ein elektrisches Feld aus, dessen Feldlinien von der Oberflächenschicht 52' ausgehend bis zur Oberflächenschicht 46' verlaufen. Zur Übersichtlichkeit sind im Teil b der Fig. 3 im Übertragungs-Spalt 112 an Stelle der Feldlinien Kraftfeldlinien 114 dargestellt, die die Kräfte im Übertragungs-Spalt auf negativ geladene Tonerteilchen 116 verdeutli- chen. Aufgrund der negativen Ladung der Tonerteilchen 116 verlaufen die Kraftlinien 114 entgegen den Feldlinien von der Oberflächenschicht 46' zur Oberflächenschicht 52'. Somit wer- den im Übertragungs-Spalt 112 die Tonerteilchen 116 durch das Kraftfeld II von der Übertragungswalze 42' zur Entwicklerwalze 54' übertragen. Da sich beide Walzen 42' und 54' synchron zueinander in Richtung der Pfeile 48' bzw. 56' drehen, bleibt die auf der Übertragungswalze 42' vorhandene Schichtdicke der Tonerteilchen 116 beim Übertragen der Tonerteilchen 116 auf die Entwicklerwalze 54' erhalten.

Teil c der Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Kraftfeldes III im Entwicklungs-Spalt 110. Auf dem Fotoleiterband 12 befindet sich das latente Ladungsbild, das Bereiche 120 mit einem Aufladepotential von -0,9 kV und Bereiche

122 mit einem gegenüber dem Aufladepotential abgesenkten Potential hat. Das Absenken erfolgte durch Belichtung des Foto- leiterbands 12 in den Bereichen 122 in einem vorhergehenden Belichtungsschritt. Das abgesenkte Potential hat einen numerischen Wert von etwa 0 V.

Im Bereich des Entwicklungs-Spalts 110 entsteht zwischen den Bereichen 122 und der Oberflächenschicht 52' ein elektrisches Feld, dessen Feldlinien von der Oberfläche des Fotoleiters 12 in Richtung der Oberflächenschicht 52' gerichtet sind. Anstelle der Feldlinien sind im Teil c der Fig. 3 Kraftlinien

123 auf die negativ geladenen Tonerteilchen 116 dargestellt, die bei Bereichen 122 mit abgesenktem Potential Richtung von der Oberflächenschicht 52' in Richtung Oberfläche des Fotoleiterbands 12 verlaufen. Das Kraftfeld III bewirkt demzufolge im Falle der Bereiche 122, daß Tonerteilchen 116 von der Oberflächenschicht 52' auf das Fotoleiterband 12 über- springen und sich an den Bereichen 122 anlagern.

Zwischen den Bereichen 120 mit dem Aufladepotential und der Oberflächenschicht 52' bildet sich ein elektrisches Feld aus, dessen Feldlinien von der Oberflächenschicht 52' in Richtung Fotoleiterband 12 verlaufen. Die Kraftfeldlinien 123 des Kraftfelds III verlaufen im Entwicklungs-Spalt 110 von den Bereichen 120 ausgehend in Richtung Oberflächenschicht 52'. Somit werden Tonerteilchen 116, die Bereichen 120 gegenüberliegen nicht auf das Fotoleiterband 12 übertragen, sondern von diesem weg an die Oberflächenschicht 52' gepreßt. Fotoleiterband 12 und Entwicklerwalze 54' bewegen sich synchron zueinander, so daß ein Verwischen des auf das latente Ladungsbild aufgebrachten Tonerbildes 124 vermieden wird.

Wird der Transportweg der Tonerteilchen im Bereich des Kraftfeldes I unterbrochen, indem das Potential der Korona-Drähte 38' und 40' auf den Wert von 0 V betragsmäßig abgesenkt wird, so werden die Tonerteilchen, die sich momentan zwischen den Punkten A' , B' und C befinden noch weiter transportiert. Beim Einschalten des Kraftfeldes I durch betragsmäßiges Erhöhen des Potentials der Korona-Drähte 38' und 40' auf -0,8 kV müssen die Tonerteilchen erst den Transportweg von A' über den Punkt B' bis zum Punkt C' zurücklegen. Die Schaltzeit zum Schalten des Entwicklungsvermögens der Entwicklereinheit 100 wird demzufolge im wesentlichen durch die Transportzeit der Tonerteilchen vom Punkt A' bis zum Punkt C' bestimmt.

Fig. 4 zeigt die Wirkung einer Veränderung des Kraftfeldes II, wenn dieses in einem weiteren Ausführungsbeispiel beim Umschalten zwischen Ubertragungszustand und Ruhezustand verändert wird. Beim Einschalten des Ruhezustands werden durch eine Steuerung die Potentiale auf den Oberflächenschichten 46' und 52' vertauscht. Somit hat die Oberflächenschicht 46' ein Potential von -0,5 kV und die Oberflächenschicht 52' ein Potential von -0,9 kV. Im Übertragungs-Spalt 112 verlaufen die nicht dargestellten Feldlinien des elektrischen Fel- des nunmehr von der Oberflächenschicht 46' in Richtung Oberflächenschicht 52', so daß die Kraftlinien 114 bezüglich der negativ geladenen Tonerteilchen 116 im umgekehrter Richtung von der Oberflächenschicht 52' zur Oberflächenschicht 46' verlaufen. Die Tonerteilchen 116 werden durch das Kraftfeld II im Ruhezustand nicht von der Übertragungswalze 42' zur Entwicklerwalze 54' übertragen, sondern im Gegenteil noch mit einer zusätzlichen Kraft gegen die Oberflächenschicht 46' der Übertragungswalze 42' gepreßt.

Die Schaltzeit beim Verwenden des Kraftfeldes II zum Umschal- ten zwischen Übertragungszustand und Ruhezustand wird im wesentlichen durch die Transportzeit bestimmt, welche die Tonerteilchen zwischen den Punkten A' , B' und C benötigen; vgl. Teil a der Fig. 3. Dies ist darauf zurückzuführen, daß im Ruhezustand ein Tonerteilchen-Teppich auf der Übertra- gungswalze 42' entsteht, dessen Dicke von der gefordreten Dicke im Übertragungszustand erheblich abweicht.

In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung haben die Oberflächenschichten 46' und 52' im Ruhezustand andere Poten- tiale. Hat die Oberflächenschicht 52' im Ruhezustand ein Potential von -0,9 kV und die Oberflächenschicht 46' ein Potential von 0 V, so ist die Potentialdifferenz im Übertragungs- Spalt noch größer, wodurch die Sicherheit höher ist, daß keine Tonerteilchen 116 von der Übertragungswalze 42' auf die Entwicklerwalze 54' gelangen. Allerdings bildet sich auf der Übertragungswalze 52' in diesem Fall ein Tonerteilchen-Teppich der Tonerteilchen 116 aus, dessen Dicke im Ruhezustand die Dicke im Übertragungszustand erheblich überschreitet. Die Schaltzeit zum Umschalten des Entwicklungsvermögens verlän- gert sich und ist durch die Transportzeit vom Punkt A' über den Punkt B' bis zum Punkt A' bestimmt; vgl. Teil a der Fig. 3.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Oberflächenschicht 52' im Ruhezustand ein Potential von -0,3 kV und die Oberflächenschicht 46' ein Potential von 0 V.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei dem das Kraftfeld III beim Umschalten zwischen Übertragungszu- stand und Ruhezustand verändert wird. Im Ruhezustand hat die Oberflächenschicht 52' ein Potential von 0V. Dadurch wird erreicht, daß die Kraftlinien des Kraftfeldes III sowohl für die Bereiche 120 als auch für die Bereiche 122 vom Fotoleiterband 12 in Richtung Oberflächenschicht 52' gerichtet sind. Ein Ablagern von Tonerteilchen 116 auf dem Fotoleiterband 12 wird verhindert. Die Schaltzeit beim Umschalten zwischen Ruhezustand und Übertragungszustand bzw. vom Übertragungszustand in den Ruhezustand ist sehr kurz.

Bezugszeichenliste

10 Entwicklereinheit

12 Fotoleiterband

14 Pfeil

16 Behälter

18, 18', 18' ' Toner-Luft-Gemisch

20 Grenzfläche

22 Ultraschallsensor

H Höhe

24 Tonerdosiereinrichtung

26 Tonerteilchenvorrat

28 geneigte Seitenwände

30 Dosierrad

32 luftdurchlässige Platte

34 Kammer

36 Luftzufuhr-Anschluß

38, 38', 38' ' Korona-Draht

40, 40', 40' ' Korona-Draht

42, 42', 42' ' Übertragungswalze

44 Achse

46, 46', 46' ' Oberflächenschicht (leitend)

48, 48', 48' ' Pfeil

50 Öffnung

A, 1 3, C Punkt

52, 52', 52' ' Oberflächenschicht (leitend)

54, 54', 54' ' Entwicklerwalze

56, 56', 56' ' Pfeil

58 Achse

60, 64 Abstreifer

62, 66 Abstreifer-Halter

68 Tonerzufuhreinrichtung

100, , 102 Entwicklereinheit

110 Entwicklungs-Spalt i, : II, III Kraftfeld

112 Übertragungs-Spalt

114 Kraftlinien 116 Tonerteilchen

120 Bereiche mit Aufladepotential

122 Bereiche mit abgesenktem Potential

123 Kraftlinien

124 Tonerbild

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines elektrografischen Druckers oder Kopierers,

bei dem auf einen Tonerbildtrager (12) Tonerteilchen (116) unterschiedlicher Farben durch mindestens zwei Entwicklereinheiten (100, 102) aufgebracht werden,

wahlweise eine der beiden Entwicklereinheiten (100, 102) in einen Übertragungszustand geschaltet wird, in welchem Tonerteilchen (116) auf den Tonerbildtrager (12) aufgebracht werden,

wobei sich die andere Entwicklereinheit (100, 102) in einem Ruhezustand befindet, in welchem keine Tonerteilchen (116) auf den Tonerbildtrager (12) aufgebracht werden,

im Übertragungszustand der Entwicklereinheit (100, 102) an mindestens einem Abschnitt (A' , B', C; A' ' , B'', C') des Transportwegs der Tonerteilchen (116) von einem Tonerbehälter (16) zum Tonerbildtrager (12) ein Kraftfeld (I, II, III) angelegt wird, das den Transport der Toner- teilchen (116) in Richtung Tonerbildtrager (12) bewirkt,

und bei dem im Ruhezustand der Entwicklereinheit (100, 102) der Transport der Tonerteilchen (116) dem Abschnitt (A\ B', C; A", B'^?, C") durch Ändern des Kraftfeldes (I, II, III) unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfeld (I, II, III) durch Umpolen oder durch Abschalten einer elektrischen Versorgungsspannung zum Auf- bau des Kraftfeldes (I, II, III) geändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfeld (I, II, III) im Bereich eines Entwicklungs-Spalts (110) zwischen dem Tonerbildtrager (12) und einem Abgabeelement (54', 54'') zum Abgeben von Toner- teilchen (116) aus der Entwicklereinheit (100, 102) wirkt .

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfeld (I, II, III) im Bereich eines im Tonerbehälter (16) enthaltenen Tonerteilchenvorrats (18) wirkt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfeld (I, II, III) im Bereich einer Transporteinrichtung (42', 54'; 42'', 54'') wirkt, welche die aufzubringenden Tonerteilchen (116) nach der Entnahme aus dem Tonerbehälter (16) transportiert.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklereinheit (100, 102) im Betriebszustand und im Ruhezustand in der gleichen Weise bezüglich des Tonerbildträgers (12) angeordnet ist.

7. Elektrografischer Drucker oder Kopierer, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

mit einem Tonerbildtrager (12), auf den Tonerteilchen (116) unterschiedlicher Farben durch mindestens zwei Entwicklereinheiten (100, 102) aufgebracht werden,

einer Steuereinheit, die wahlweise eine der beiden Ent- icklereinheiten (100, 102) in einen Übertragungszustand schaltet, in welchem Tonerteilchen (116) auf den Tonerbildtrager (12) aufgebracht werden, wobei sich die andere Entwicklereinheit (100, 102) in einem Ruhezustand befindet, in welchem keine Tonerteilchen (116) auf dem Tonerbildtrager (12) aufgebracht werden,

und mit mindestens einer Felderzeugungseinrichtung (38', 40') für jede Entwicklereinheit (100, 102), deren Kraftfeld (I, II, III) auf einen Abschnitt (A', B', C'; A' ' , B'', C'¹) des Transportwegs der Tonerteilchen (116) von einem Tonerbehälter (16) zum Tonerbildtrager (12) wirkt,

wobei die Steuereinheit das Kraftfeld (I, II, III) im Übertragungszustand so schaltet, daß das Kraftfeld (I, II, III) den Transport der Tonerteilchen (116) in Rich- tung Tonerbildtrager (12) bewirkt,

und wobei die Steuereinheit das Kraftfeld (I, II, III) im Ruhezustand so schaltet, daß der Transport der Tonerteilchen (116) an dem Abschnitt (A' , B', C'; A' ' , B'', C'^!) unterbrochen wird.

8. Elektrografischer Drucker oder Kopierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Entwicklereinheiten (100, 102), vorzugsweise jede der beiden Entwicklereinheiten (100, 102), ein Abgabeelement (54', 54'') zum Abgeben von Tonerteilchen (116) auf den Tonerbildtr ger (12) enthält,

und daß das Kraftfeld (III) in einen Entwicklungs-Spalt (110) zwischen dem Abgabeelement (54', 54'') und dem Tonerbildtrager (12) angeordnet ist.

9. Elektrografischer Drucker oder Kopierer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Entwicklereinheiten (100, 102), vorzugsweise jede der beiden Entwicklereinheiten (100, 102), folgende Elemente enthält: eine Vorrichtung (32, 36) zum Erzeugen eines Gemischs (18) aus Luft und Tonerteilchen (116) im Tonerbehälter (16),

eine Koronaeinrichtung (38, 40) mit einem vorgegebenen Potential zum elektrischen Aufladen der Tonerteilchen (116),

und eine gegenüber der Koronavorrichtung (38, 40) angeordnete Toneraufnahmefläche (46) , auf die sich die aufgeladenen Tonerteilchen (116) unter Wirkung des Kraftfeldes (I) ablagern.

10. Elektrografischer Drucker oder Kopierer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Entwicklereinheiten (100, 102), vorzugsweise jede der beiden Entwicklereinheiten (100, 102), eine Transportvorrichtung (42, 54) zum Transport der aufgeladenen Tonerteilchen (116) enthält, wobei die Transportvorrichtung (42, 54) die aufgeladenen Tonerteilchen (116) nach der Entnahme aus dem Tonerbehälter (16) in Richtung einer Abgabe (50) zum Abgeben der Tonerteilchen (116) aus der Entwicklereinheit (10) transportiert,

und daß das Kraftfeld (II) innerhalb der Transportvorrichtung (42, 54) angeordnet ist.

11. Elektrografischer Drucker oder Kopierer nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen (116) unter Verwendung mindestens einer rotierenden Oberfläche (46, 52) transportiert werden, die sich im Übertragungszustand und im Ruhezustand mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit dreht.

12. Elektrografischer Drucker oder Kopierer nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfeld (I, II, III) zwischen einander gegenüberliegenden leitenden Flächen oder Flächenabschnitten erzeugt wird, die einen Potentialunterschied vorgegebener Größe haben, der im Ruhezustand gegenüber dem Betriebszustand betragsmäßig verringert und/oder im Vorzeichen verändert wird.