DE69413758T2

DE69413758T2 - Elektrofotografisches Farbgerät und in ihm verwendete Bilderzeugungseinheit

Info

Publication number: DE69413758T2
Application number: DE69413758T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Hirakata-Shi Osaka 573-01 Nakamura; Hiroshi Ikoma-Shi Nara 630-01 Terada; Hajime Ibaraki-Shi Osaka 567 Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: DE69413758D1; EP0635764B1; EP0635764A2; EP0635764A3; US5610701A

Description

Hintergrund der Erfindung

(1) Erfindungsfeld

die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrofotografische Farbvorrichtung, die in Farbdruckern, Farbkopiergeräten, Farbfaksimilegeräten und ähnlichem angewendet werden kann, und sie betrifft weiterhin Bilderzeugungseinheiten, die in einer derartigen elektrofotografischen Farbvorrichtung verwendet werden.

(2) Stand der Technik

Elektrofotografische Farbvorrichtungen erzeugen allgemein Farbbilder, indem sie gelbe, magentafarbige und schwarze Tonerbilder übereinander lagern und sie in Übereinstimmung mit einem Trommelsystem oder mit einem sequentiellen Überlagerungssystem auf ein Übertragungsglied übertragen.
Bei einem Übertragungstrommelsystem werden verschiedenfarbige Bilder sequentiell auf einem einzigen lichtempfindlichen Glied gebildet und dann auf ein Übertragungsglied, wie ein um die Übertragungstrommel gerolltes Papier, übertragen, wobei die Übertragungstrommel gedreht wird. Die relative Position dieser Farbtonerbilder wird justiert, indem das lichtempfindliche Glied mit derselben Geschwindigkeit wie das Übertragungsglied gedreht wird und indem das obere Ende jedes Farbtonerbildes entsprechend ausgerichtet wird.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung 1-252982 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Farbbilds, die ein Übertragungstrommelsystem verwendet. Bei dieser Vorrichtung wird zuerst ein gelbes Tonerbild auf einer sich drehenden lichtempfindlichen Trommel gebildet und auf eine vorbestimmte Position auf einem Papier übertragen, das als Übertragungsglied über die Außenoberfläche einer Übertragungstrommel gerollt ist. Danach werden die magentafarbigen, zyanfarbigen und schwarzen Tonerbilder sequentiell auf der lichtempfindlichen Trommel gebildet und dann genauso wie das gelbe Tonerbild auf die vorbestimmte Position übertragen. Auf diese Weise wird ein Farbbild auf dem Papier gebildet.
Das Übertragungstrommelsystem ist bei der Handhabung mit einer lichtempfindlichen Trommel und einer einzigen Belichtungsposition vorteilhaft. Es weist aber den Nachteil auf, daß der benachbarte Teil der Entwicklungseinrichtung und das lichtempfindliche Glied einen komplizierten Aufbau erfordern, da die Positionskorrelation zwischen dem lichtempfindlichen Glied und jeder Entwicklungseinrichtungen genau sein muß. Außerdem sind problematische Operationen für die korrelative Positionierung der Entwicklungseinrichtungen und des lichtempfindlichen Glieds oder zum Justieren bei der Wartung erforderlich, wobei weitere problematische Operationen für die korrelative Positionierung der Entwicklungseinrichtungen und des lichtempfindlichen Glieds oder zum Justieren erforderlich sind, wenn das lichtempfindliche Glied durch ein anderes ersetzt wird.
Im Gegensatz dazu ist bei einem sequentiellen Überlagerungssystem eine einzelne Bilderzeugungseinheit für jeden Farbtoner vorgesehen, wobei ein Übertragungsglied auf einem Band oder ähnlichem an der Bilderzeugungsposition entlang befördert wird. Jedes Bilderzeugungseinheit überträgt also ein entsprechendes Tonerbild auf das Übertragungsglied.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung 1-250970 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Farbbildern, die ein sequentielles Überlagerungssystem verwendet. Bei dieser Vorrichtung sind vier Bilderzeugungsstationen mit jeweils einem lichtempfindlichen Glied und einer Bildbelichtungseinheit angeordnet, um Farbbilder zu erzeugen. Das Papier wird auf einem Band befördert, so daß es unter den vier Farbbilderzeugungsstationen hindurchgeht, wobei die vier Tonerbilder sequentiell übereinander gelagert werden, um ein Farbbild zu bilden.
Das sequentielle Überlagerungssystem benötigt keine Übertragungstrommel, weshalb es nicht erforderlich ist, ein Übertragungsglied um die Übertragungstrommel zu rollen. Außerdem ist die Operation zum Justieren der Position zwischen den lichtempfindlichen Trommeln und den Entwicklungseinrichtungen einfacher, da die lichtempfindlichen Trommeln und die Entwicklungseinrichtungen jeweils als Paar ausgebildet sind. Das Vorsehen einer Bilderzeugungseinheit für jede Farbe erfordert jedoch Bildbelichtungseinheiten wie etwa Laserstrahlsysteme für jede der Bilderzeugungseinheiten. Dies macht die Herstellung dieses Teils kompliziert und teuer.
Weiterhin weist jede Bilderzeugungseinheit ihre eigene Belichtungsposition auf, so daß die Positionskorrelation zwischen den durch die Bilderzeugungseinheiten gebildeten Latenzbildern die Positionskorrelation zwischen den verschiedenfarbigen, auf dem Übertragungsglied zu erzeugenden Tonerbildern stark beeinflußt. Deshalb muß die positionale Justierung der durch die Bildbelichtungseinheiten erzeugten Latenzbilder sehr genau sein, so daß folglich bei der Herstellung Unstimmigkeiten bei der Positionierung, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 1-250970 beschrieben, vermieden werden müssen.
Es wurde jedoch ein weiterer Typ von elektrofotografischen Farbvorrichtungen entwickelt. Die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 62-287264 beschriebene elektrofotografische Vorrichtung weist zum Beispiel entsprechend der Anzahl der Farbtoner mehrere elektrofotografische Entwicklungskassetten auf. Bei dieser Vorrichtung wird sequentiell jede Kassette, die ein lichtempfindliches Glied und eine Entwicklungseinrichtung mit Toner umfaßt, zu der Bilderzeugungsposition befördert. Das lichtempfindliche Glied wird belichtet und entwickelt, um Bilder zu erzeugen, die dann auf das Übertragungsglied auf der Übertragungstrommel übertragen werden.
Die Kassetten sind an einem Rotationsrahmen befestigt, wobei die Kassetten bei dessen Drehung sequentiell zu der Bilderzeugungsposition gebracht werden. Die Belichtungsoperation für das lichtempfindliche Glied wird ausgeführt, indem ein von außerhalb des Rotationsrahmens emittierter Strahl durch einen innerhalb des Rotationsrahmens befestigen Spiegel derart reflektiert wird, daß der Strahl auf eine vorbestimmte Belichtungsposition gerichtet wird.
In dieser elektrofotografischen Farbvorrichtung können das lichtempfindliche Glied und die Entwicklungseinrichtungen einfach durch das Austauschen der Kassetten repariert werden, wobei die Positionierung der Belichtungsposition sehr einfach ist, da die Belichtungsposition fixiert ist.
Für den innerhalb des rotierenden Rahmens vorgesehenen Spiegel, der das Signallicht auf das lichtempfindliche Glied richtet, ist jedoch Raum für einen Lichtpfad erforderlich, in dem das Signallicht zum Spiegel geführt wird.
Um eine Kollision zwischen dem Spiegel und den Kassetten zu vermeiden, ist der Spiegel weiterhin derart ausgebildet, daß er aus dem Pfad für die Kassetten wegbewegt werden kann. Wenn der Spiegel fixiert ist, dann wird der Spiegel außerhalb des Pfades für die Kassetten angeordnet, was wiederum einen eigenen Platz in dem Rotationsrahmen für den Spiegel erfordert.
Die elektrofotografische Farbvorrichtung ist insofern problematisch, daß das Verkleinern der Größe des Rotationsrahmens schwierig ist, wenn der Spiegel fixiert ist. Anderseits ist die Positionierung jeder Belichtungsstation schwierig, wenn der Spiegel beweglich ist. Die problematische Verkleinerung des Rotationsrahmens macht die Verkleinerung der gesamten elektrofotografischen Vorrichtung problematisch.
Um andererseits ein klares Farbbild mit einem geringen Flattern zu erhalten muß sich das lichtempfindliche Glied bei der Erzeugung des Bildes mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit drehen. Dies wird erreicht, indem die Antriebsachse des lichtempfindlichen Glieds mit einem Schwungrad mit einer großen Trägheit verbunden wird. Eine derartig komplizierte Konstruktion mit einem Schwungrad für jedes aus der Vielzahl von lichtempfindlichen Gliedern macht jedoch die Wartung aufwendig.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakte elektrofotografische Vorrichtung anzugeben, die die Wartung und Positionierung einer Belichtungsstation vereinfachen kann.
Diese Aufgabe kann durch eine elektrofotografische Farbvorrichtung zum Bilden eines Farbbildes gelost werden, die ein Vielzahl von Tonerbildern auf ein Übertragungsmaterial überträgt. Jedes der Tonerbilder weist eine andere Farbe auf. Die Vorrichtung umfaßt eine Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten, eine Übertragungseinheit, eine lichtemittierende Einheit, eine Rotationseinheit, eine Antriebseinheit und einen Spiegel.
Jede aus der Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten erzeugt eines aus der Vielzahl von Tonerbildern und umfaßt ein sich drehendes lichtempfindliches Glied, auf dem das Tonerbild erzeugt wird, und eine Entwicklungseinheit, die einen Farbtoner enthält. Die Vielzahl der Bilderzeugungseinheiten sind derart angeordnet, daß sie sich um eine Rotationsachse drehen, so daß sie einen Kreis in einer zu der Achse senkrechten Ebene bilden.
Die Übertragungseinheit überträgt ein auf dem lichtempfindlichen Glied erzeugtes Tonerbild auf ein Übertragungsglied. Die Übertragungsoperation für das Tonerbild wird an einer Übertragungsposition in der elektrofotografischen Farbvorrichtung vorgenommen.
Die lichtemittierende Einheit emittiert ein Lichtsignal von außerhalb der Bilderzeugungseinheiten.
Die Rotationseinheit dreht die Bilderzeugungseinheiten um die Rotationsachse, so daß die Bilderzeugungseinheiten sequentiell eine Bilderzeugungsposition erreichen. Die Bilderzeugungsposition entspricht der Übertragungsposition.
Die Antriebseinheit dreht das lichtempfindliche Glied einer Bilderzeugungseinheit, wenn sich die Bilderzeugungseinheit an der Bilderzeugungsposition befindet. Der Spiegel reflektiert das durch die lichtemittierende Einheit emittierte Signallicht, um es auf das lichtempfindliche Glied zu führen, das sich in der Bilderzeugungsposition befindet.
Die vorstehenden Merkmale sind in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 62-287264 angegeben.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Einheit das Signallicht auf die Rotationsachse emittiert. Der Spiegel ist dabei im Zentrum des Kreises angeordnet, der durch die Bilderzeugungseinheiten gebildet wird. Benachbarte Bilderzeugungseinheiten weisen dazwischen einen Zwischenraum auf, wobei wenigstens ein Teil des Zwischenraums einen Teil des Lichtpfads bildet, in dem das Signallicht von der lichtemittierenden Einheit zum Spiegel geführt wird.
Die oben beschriebene elektrofotografische Farbvorrichtung kann weiterhin eine fixierte zylindrische Achse umfassen, die entweder ganz transparent ist oder transparente Fenster aufweist. Die fixierte zylindrische Achse ist konzentrisch mit der Rotationsachse ausgerichtet. Der Spiegel ist innerhalb der fixierten zylindrischen Achse angeordnet.
Wenn die fixierte zylindrische Achse horizontal ist, kann die lichtemittierende Diode das Signallicht aus einer Position unterhalb des Spiegels emittieren, wobei eine Reflexionsoberfläche des Spiegels derart angeordnet sein kann, daß die Normale zu der Oberfläche nach unten ausgerichtet ist.
Jede der Bilderzeugungseinheiten kann einen im wesentlichen fächerförmigen Abschnitt in der Ebene senkrecht zur Rotationsachse aufweisen.
Jede der Bilderzeugungseinheiten kann weiterhin eine Reinigungseinheit zum Entfernen von Toner vom lichtempfindlichen Glied umfassen. Wenn sich die Bilderzeugungseinheit in der Bilderzeugungsposition befindet, ist die Entwicklungseinheit oberhalb des lichtempfindlichen Glieds positioniert und die Reinigungseinheit ist unterhalb des lichtempfindlichen Glieds positioniert.
Die elektrofotografische Vorrichtung kann weiterhin eine Vielzahl von zu öffnenden Trommelabdeckungen umfassen, um eines der lichtempfindlichen Glieder der Bilderzeugungseinheiten zu schützen, und eine Abdeckungsöffnungseinheit zum Kontrollieren des Öffnens und Schließens der Trommelabdeckungen in Übereinstimmung mit der Rotation der Bilderzeugungseinheiten und zum Öffnen der Trommelabdeckung der Bilderzeugungseinheiten, die sich in der Bilderzeugungsposition befindet.
Die Bilderzeugungseinheiten können aus der elektrofotografischen Farbvorrichtung entfernt werden, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in einer anderen vorbestimmten Position als der Bilderzeugungsposition befinden. Die Abdeckungsöffnungseinheit hält die Trommelbedeckung geschlossen, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten an einer anderen als der Bilderzeugungsposition befinden.
Wenn die Bilderzeugungseinheiten an der Übertragungsposition vorbei bewegen, werden die Trommelabdeckungen hinter einer äußeren kreisförmigen Bogenlinie gehalten, die bei der Rotation der Bilderzeugungseinheiten durch die lichtempfindlichen Glieder gezogen wird.
Die Antriebseinheit kann ein Antriebszahnrad umfassen, das konzentrisch mit der Rotationsachse ausgerichtet ist und sich unabhängig von der Rotationsachse dreht, und eine Übermittlungseinheit zum Übertragen einer Antriebskraft des Antriebszahnrads auf die lichtempfindlichen Glieder, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden.
Die Antriebseinheit kann weiterhin eine Einrichtung zum Aussetzten der Übertragung der Antriebskraft von der Übertragungseinheit auf die lichtempfindlichen Glieder aufweisen, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten an einer anderen als der Bilderzeugungsposition befinden.
Die Antriebseinheit kann ein Schwungrad umfassen, das konzentrisch mit der Rotationsachse ausgerichtet ist und sich unabhängig von der Rotationsachse dreht, und eine Übermittlungseinheit zum Übertragen einer Antriebskraft des Schwungrads auf die lichtempfindlichen Glieder, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden.
Die Rotationseinheit kann einen Rahmen zum Zusammenhalten der Bilderzeugungseinheiten und eine Positionierungseinheit zum Positionieren der Bilderzeugungseinheiten, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden, umfassen, wodurch das Übertragen eines Tonerbildes auf das Übertragungsglied ermöglicht wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann auch durch eine elektrofotografische Einheit gelöst werden, die eine Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten umfaßt, die in einer elektrofotografischen Farbvorrichtung verwendet werden, um ein Farbbild durch das Übereinanderlagern und Übertragen einer Vielzahl von Tonerbildern auf ein Übertragungsmaterial an einer Übertragungsposition zu bilden. Die Vielzahl der Bilderzeugungseinheiten ist derart angeordnet, daß sie um eine erste Rotationsachse gedreht werden können, so daß sie einen kreisförmigen Schnitt in einer zu der ersten Rotationsachse senkrechten Achse zu bilden, um so sequentiell eine Bilderzeugungsposition zu erreichen. Jede der Bilderzeugungseinheiten weist ein lichtempfindliches Glied auf, das um eine zweiten Rotationsachse gedreht werden kann, und eine Entwicklungseinheit, die einen Farbtoner enthält.
Die elektrofotografsche Einheit ist dadurch gekennzeichnet, daß jede der Bilderzeugungseinheiten einen im wesentlichen fächerförmigen Schnitt in der zur ersten Rotationsachse senkrechten Ebene bildet, und dadurch, daß ein Teil des licht empfindlichen Glieds eine kreisförmige Bogenoberfläche der Bilderzeugungseinheit durchdringt.
Die zweite Rotationsachse kann parallel zu der ersten Rotationsachse angeordnet sein, wobei ein Spalt zum Führen des Signallichts zwischen der ersten Rotationsachse und einer Belichtungsposition, die sich auf einer Oberfläche des lichtempfindlichen Glieds befindet, vorgesehen sein kann.
Die elektrofotografische Einheit kann von der elektrofotografischen Farbvorrichtung entfernbar sein und weiterhin eine zu öffnende Trommelbedeckung zum Schützen des freiliegenden Teils des lichtempfindlichen Glieds und eine Bedeckungsöffnungseinheit zum selektiven Öffnen und Schließen der Trommelbedeckung umfassen.
Während die Trommelbedeckung geöffnet ist, kann die Bedeckungsöffnungseinheit die Trommelbedeckung hinter einer äußersten kreisförmigen Bogenlinie halten, die während der Drehung der Bilderzeugungseinheiten durch die lichtempfindlichen Glieder gezogen wird.
Die elektrofotografische Einheit kann weiterhin eine Energieversorgungseinheit umfassen, um die Bedeckungsöffnungseinheit mit Energie zu versorgen, so daß die Trommelbedeckung geschlossen wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung verdeutlicht, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, die eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei:
Fig. 1 den Gesamtaufbau der elektrofotografischen Farbvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Bilderzeugungseinheit 1Bk in der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 3 eine Schnittansicht des Öffnungs- und Schließmechanismus der Trommelabdeckungen der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 4 eine Schnittansicht von oben der Bilderzeugungseinheiten und der Antriebsmechanismen der Vorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 5 einen Teil des Antriebsmechanismus der Bilderzeugungseinheiten der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 6 eine der Bilderzeugungseinheiten der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt, die positioniert wurde, und
Fig. 7 das Entfernen einer Bilderzeugungseinheit der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

< Ausführungsform 1 >

Die elektrofotografische Farbvorrichtung und die Bilderzeugungseinheiten der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
[Der Gesamtaufbau und der Betrieb der elektrofotografischen Farbvorrichtung und der Bilderzeugungseinheit]
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau der elektrofotografischen Vorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung umfaßt eine Bilderzeugungseinheit zum Bilden von Farbtonerbildern aus Bildsignalen, die von einer externen Einheit empfangen werden, eine Zwischenübertragungseinheit zum Bilden eines Farbbildes und zum Übertragen der Tonerbilder auf Papier, die Papierzuführeinheiten 36a und 36b zum Zuführen von Papier und eine Fixiereinrichtung 44 zum Fixieren der übertragenen Tonerbilder auf dem Papier.
Die Bilderzeugungseinheit setzt sich aus einer Laserbelichtungseinheit 3 zum Emittieren eines Signallichts 13 für vier Farben in Übereinstimmung mit den Bildsignalen und den Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C jeweils zum Erzeugen eines Latenzbildes auf den lichtempfindlichen Trommeln 9Bk, 9Y, 9M und 9C durch Empfangen des Signallichts 13 und weiterhin das Bilden von Tonerbildern verschiedener Farbe zusammen.
Die Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C für jeweils Schwarz, Gelb, Magenta und Zyan sind alle fächerförmig und derart angeordnet, daß sie einen wie in Fig. 1 gezeigten Kreis bilden, der ungefähr im Zentrum der Vorrichtung liegt. Jede Bilderzeugungseinheit ist mit einer zylindrischen lichtempfindlichen Trommel 9, einer Entwicklungseinrichtung, die Toner enthält, und einer Reinigungseinrichtung versehen.
Die Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C, die durch den Rahmen 151 (Fig. 4 und 5) gehalten werden, können um eine fixierte zylindrische Achse 31 in der Richtung X bewegt werden. Die Rotation des Rahmens und der Bilderzeugungseinrichtungen wird durch einen Motor 30 betrieben. Der Motor 30 ist derart durch eine in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 29 gesteuert, daß die vier Bilderzeugungseinrichtungen sequentiell eine Bilderzeugungsposition 50 erreichen können.
Die Laserbelichtungseinheit 3 ist an einer Position unterhalb der fixierten Achse 31 und außerhalb der Bilderzeugungseinheiten angeordnet. Die Laserbelichtungseinheit 3 erzeugt das Signallicht 13, das ein Laserstrahl ist, der in Übereinstimmung mit den von einer externen Einheit eingegebenen Bildsignalen moduliert wird. Das von der Laserbelichtungseinheit 3 emittierte Signallicht 13 geht direkt durch einen Spalt 7 in der Wand der Reinigungseinrichtung, die Teil der Bilderzeugungseinheit an der Bilderzeugungsposition ist, zu der fixierten Achse 31.
Die fixierte Achse 31 umfaßt ein diagonal nach unten ausgerichtetes transparentes Fenster 4, um das Signallicht 13 hindurchgehen zu lassen, und einen Spiegel 5, der in der Achsenrichtung der fixierten Achse 31 ausgerichtet ist. Das von der Laserbelichtungseinheit 3 emittierte Signallicht 13 geht durch das Fenster 4 hindurch und wird durch den Spiegel 5 reflektiert, so daß es zu einer vorbestimmten Position auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9, die sich in der Bilderzeugungsposition 50 befindet, geführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Belichtungsposition ungefähr auf der Höhe des Spiegels 5.
Das Signallicht 13 schreitet weiter diagonal nach oben fort, wo es durch den Spiegel 5 reflektiert wird und in einer horizontalen Richtung fortschreitet, um die Belichtungsposition zu erreichen.
Die Zwischenübertragungseinheit umfaßt ein Zwischenübertragungsband 32 als Übertragungsglied, eine Antriebswalze 34 und eine erste Übertragungswalze 33, die in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Übertragungsposition positioniert ist. Die Übertragungsposition befindet sich auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit gegenüber der Belichtungsposition. Mit anderen Worten liegt die Belichtungsposition innerhalb der Bilderzeugungseinheit und die Übertragungsposition befindet sich außerhalb der Einheit auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9.
Das Zwischenübertragungsband 32 ist aus einem Halbleiterurethanfilm mit einer Dicke von 100 um hergestellt und um eine rostfreie Antriebswalze 34 und eine erste Übertragungswalze 33 aus einem durch ein Niedrigwiderstandsverfahren hergestellten Urethanschaum geführt, so daß es sich in der Richtung Z bewegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand zwischen der Antriebswalze 34 und der ersten Übertragungswalze 33 derart gewählt, daß die gesamte Länge des Zwischenübertragungsbandes etwas länger ist als die Länge eines A4-Papiers.
Die erste Übertragungswalze 33 ist in leichtem Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit, die sich in der Bilderzeugungssposition befindet (die Einheit 1Bk in Fig. 1), wobei dazwischen das Zwischenübertragungsband 32 angeordnet ist. Die Antriebswalze 34 ist in leichtem Kontakt mit einer zweiten Übertragungswalze 35, wobei dazwischen das Zwischenübertragungsband 32 angeordnet ist. Die zweite Übertragungswalze 35 ist genauso wie die erste Übertragungswalze 33 aufgebaut und dreht sich in Übereinstimmung mit der Antriebswalze 34.
Die Zwischenübertragungseinheit umfaßt weiterhin eine Bandreinigungseinheit 40 mit einer Bandreinigungseinrichtung zum Reinigen des Zwischenübertragungsbandes 32.
Die Papierzuführeinheiten 36a und 36b, die neben dem Hauptkörper der Vorrichtung angeordnet sind, befördern Papier zu einem Einzugsspalt zwischen dem Übertragungsband 32 und der zweiten Übertragungswalze 35. Die Papierzuführeinheit 36a befördert von einem Bediener eingegebenes Papier zur Zwischenübertragungseinheit und die Papierzuführeinheit 36b befördert Papier aus einem Vorrat zu der Zwischenübertragungseinheit.
Die Fixiereinrichtung 44 ist über der Bandreinigungseinheit 40 zusammen mit einer Papierausgabewalze 45 zum Ausgeben des Papiers mit dem darauf fixierten Toner vorgesehen. Es ist ein Pfad zum Befördern von Papier aus den Papierzuführeinheiten 36a und 36b über den Einzugsspalt nach oben zur Fixiereinrichtung 44 vorgesehen. Weiterhin ist ein Deckel 46 über dem Hauptkörper der Vorrichtung vorgesehen, der bei der Wartung geöffnet werden kann.
In der elektrofotografischen Farbvorrichtung mit dem oben erläuterten Aufbau wird jede Bilderzeugungseinheit sequentiell zu der Bilderzeugungsposition 50 bewegt und dort positioniert. Die Bilderzeugungsposition 50 ist gegenüber der ersten Übertragungswalze 33 angeordnet, die das Zwischenübertragungsband 32 hält. Wenn sich eine Bilderzeugungseinheit in der Bilderzeugungsposition 50 befindet, wird die lichtempfindliche Trommel 9 der Einheit gegen die erste Übertragungswalze 33 gepreßt und gleichzeitig an einer vorbestimmten Belichtungsposition belichtet. Das von der Laserbelichtungseinheit 3 emittierte Signallicht 13 geht durch einen Lichtpfad, der zwischen benachbarten Bilderzeugungseinheiten gebildet ist, und weiter durch das Fenster 4 der fixierten Achse 31, um den Spiegel 5 zu erreichen. Das durch den Spiegel 5 reflektierte Signallicht 13 geht zur Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit, die sich in der Bilderzeugungsposition befindet, wobei ein elektrostatisches Latenzbild auf der Oberfläche der Trommel 9 gebildet wird. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand geht das Signallicht 13 durch den zwischen den Bilderzeugungseinheiten 1Bk und 1Y gebildeten Pfad und wird durch den Spiegel 5 reflektiert, so daß es die lichtempfindliche Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit 1Bk erreicht.
Der Lichtpfad, der das Signallicht 13 zum Spiegel 5 führt, ist zwischen der Wand der Bilderzeugungseinheit, die sich in der Bilderzeugungsposition 50 befindet, und der Wand einer benachbarten niedrigeren Bilderzeugungsposition gebildet. Mit anderen Worten ist jeder Zwischenraum zwischen benachbarten Bilderzeugungseinheiten als Lichtpfad ausgebildet, so daß die Fläche der Bilderzeugungseinheiten nicht so groß sein muß, um Raum für den Lichtpfad zu schaffen. Außerdem ist der Spiegel 5 im Zentrum des Kreises fixiert, der durch die Bilderzeugungseinheiten gebildet wird, so daß er die Rotationsoperation der Bilderzeugungseinheiten nicht stört. Dieses Merkmal bietet eine einfache und sehr verläßliche Konstruktion für die Positionierung der Latenzbilder. Außerdem ist der Spiegel 5 in der fixierten Achse 31 vorgesehen, wobei der Lichtpfad derart vorgesehen ist, daß die Reflexionsoberfläche des Spiegels 5 und des Fensters 4 nach unten ausgerichtet sind, um zu verhindern daß sich Staub oder verstreuter Toner auf der Oberfläche des Spiegels 5 oder des Fensters 4 sammeln.
Im folgenden werden die Bilderzeugungseinheiten beschrieben. Da alle vier Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C bis auf das jeweils enthaltene Entwicklermaterial gleich aufgebaut sind, konzentriert sich die folgende Beschreibung auf die Bilderzeugungseinheit 1Bk für Schwarz. Komponenten, die für alle Bilderzeugungseinheiten gleich sind, werden mit denselben Bezugszeichen angegeben.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht der Bilderzeugungseinheit 1Bk, die eine lichtempfindliche Trommel 9, eine Ladungswalze 11, eine Entwicklersammelwalze 17, einen Behälter 14, der das Entwicklermaterial 26Bk enthält, und eine Reinigungseinrichtung 27 umfaßt.
Die lichtempfindliche Trommel 9 ist derart ausgebildet, daß sie sich um die fixierte Achse 12 drehen kann. Die Oberfläche der Trommel 9 besteht aus einem organischen lichtempfindlichen Glied aus einem Polykarbonat-Bindeharz mit darin dispergiertem Phtalozyanin. Die lichtempfindliche Trommel 9 weist einen Magneten 10 auf, der auf der Achse 12 befestigt ist, um das Entwicklermaterial 268k auf seine Oberfläche zu ziehen. Die Ladungswalze 11 ist in Kontakt mit der Oberfläche der Trommel 9, um die gesamte Oberfläche der Trommel 9 negativ aufzuladen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Fächerform der Schnittansicht der Einheit Bk1 durch den Behälter 14 und die Reinigungseinheit 27 gebildet. Wenn sich die Einheit Bk1 in der Bilderzeugungsposition befindet, befindet sich der Behälter 14 über der Trommel 9 und die Reinigungseinheit 27 befindet sich unter der Trommel 9, um Toner zu entfernen, der nach jeder Übertragungsoperation auf der Oberfläche der Trommel 9 bleibt. Der Behälter 14 und die Reinigungseinrichtung 27 sind derart angeordnet, daß sie dazwischen einen Lichtpfad bilden, der das durch den Spiegel 5 reflektierte Signallicht 13 zur Belichtungsposition führt.
Die Entwicklersammelwalze 17, die sich um die fixierte Achse 17 bewegen kann, ist aus Aluminium hergestellt und in nächster Nähe zu der lichtempfindlichen Trommel 9 angeordnet. Die Entwicklersammelwalze 17 weist einen Magnet 16 auf, der auf der Achse 17a befestigt ist, um das Entwicklermaterial 26Bk anzuziehen. Der Behälter 14 ist mit einem Schaber 19 aus Polyester versehen, um den auf der Entwicklersammelwalze 17 angesammelten Toner abzuschaben.
Die Reinigungseinrichtung 27 ist mit einer Reinigungsklinge 20 aus Urethankautschuk zum Entfernen von Toner, der auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9 zurückgeblieben ist, versehen.
Eine Wechselhochspannungsquelle 18 zum Anlegen einer Hochspannung an der Entwicklersammelwalze 17 ist außerhalb der Bilderzeugungseinheiten vorgesehen.
Die lichtempfindliche Trommel 9 mit einem Durchmesser von 30 mm und die Entwicklersammelwalze 17 mit einem Durchmesser von 16 mm drehen sich beide mit einer Peripheriegeschwindigkeit von 60 mm/s in der Richtung, die in Fig. 2 durch den Pfeil "W" angegeben ist.
Der Behälter 14 weist ein Zweikomponenten-Entwicklermaterial 26Bk auf, das sich aus dem Toner 25Bk und einem Ferritträger 24Bk zusammensetzt, dessen Oberfläche mit einem Silikonharz beschichtet ist. Die Partikeln des Ferritträgers 24Bk sind 50 um groß. Die in der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Toner werden hergestellt, indem Pigmente in einem Polyesterharz dispergiert werden, wozu weiterhin ein additiver Agens gegeben wird.
Im folgenden wird der Betrieb der Bilderzeugungseinheit Bk1 mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben.
Zuerst wird die lichtempfindliche Trommel 9 der Einheit Bk1 durch die Ladungswalze 11 auf -500V aufgeladen und dann mit dem Signallicht 13 belichtet, wodurch ein elektrostatisches Latenzbild gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt liegt das Belichtungspotential der Oberfläche der Trommel 9 bei -100 V. Dann wird der Ferritträger 24Bk durch den Magnet 10 angezogen, wodurch das im Behälter 14 enthaltene Zweikomponenten-Entwicklermaterial 26Bk auf der Oberfläche der Trommel 9 fixiert wird.
Die Trommel 9 mit dem Zweikomponenten-Entwicklermaterial darauf dreht sich vor der Entwicklersammelwalze 17, so daß sich auf folgende Weise ein Tonerbild auf der Oberfläche bildet.
Wenn ein ungeladener Bereich der lichtempfindlichen Trommel 9 bei Beginn der Rotation entlangbewegt wird, wird an der Entwicklersammelwalze 17 eine 750 V-0-p-(1,5 kV von Spitze zu Spitze)-Wechselspannung (mit einer Frequenz von 1kHz) mit einer überlagerten Gleichspannung von 0V durch die Wechselhochspannungsquelle 18 angelegt. Das hat zur Folge, daß alle Träger und Toner auf der Trommel 9 durch die Entwicklersammelwalze 17 gesammelt werden.
Nachdem die lichtempfindliche Trommel 9 auf eine Spannung von -500V aufgeladen ist, wenn ein Bereich der Trommel 9, auf dem sich ein elektrostatisches Latenzbild befindet, vorbeibewegt wird, wird an der Entwicklersammelwalze 17 eine 750Vo-p-(1,5 kV von Spitze zu Spitze)-Wechselspannung (mit einer Frequenz von 1kHz) mit einer überlagerten Gleichspannung von -350V angelegt. Das hat zur Folge, daß Träger auf der Trommel 9 und im aufgeladenen Bereich haftender Toner durch die Entwicklersammelwalze 17 gesammelt wird, was ein erwartetes Tonerbild auf der Trommel 9 zurückläßt. Die Träger und der auf der Entwicklersammelwalze 17 haftende Toner werden durch den Schaber 19 abgeschabt und in den Behälter 14 zurückgebracht, damit sie für folgende Bilderzeugungsoperationen verwendet werden können. Auf diese Weise wird ein schwarzes Tonerbild auf der Trommel 9 gebildet.
Wie oben beschrieben befindet sich der Behälter 14, der das Entwicklermaterial 16Bk enthält, oberhalb der Trommel 9 und die Reinigungseinrichtung 27 befindet sich unterhalb der Trommel 9, so die Entwicklungs- und Reinigungsoperationen problemlos ausgeführt werden können, ohne daß ein Mechanismus zum Bewegen und Mischen der Entwicklermaterialien oder Toner erforderlich ist. Der Grund dafür liegt darin, daß das Entwicklermaterial im Behälter 14 durch sein eigenes Gewicht auf die Trommel 9 befördert werden kann, und daß der durch die Klinge 20 in der Reinigungseinrichtung 27 abgeschabte Toner durch sein eigenes Gewicht von der Trommel 9 nach unten fällt. Die anderen Bilderzeugungseinheiten 1Y, 1M und 1C weisen einen identischen Aufbau auf und werden in gleicher Weise betrieben.
Außerdem sind die Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C jeweils mit den Trommelabdeckungen 288k, 28Y, 28M und 28C versehen, um jeweils ihre Trommel 9 zu schützen. In Fig. 2 ist eine der Abdeckungen für die Bilderzeugung geöffnet. Jede Bilderzeugungseinheit kann vom Hauptkörper der Vorrichtung entfernt werden, wenn sie sich in der obersten Position befindet (in der Position der Einheit 1C in Fig. 1). Der Aufbau und der Betrieb der Trommelabdeckungen 288k, 18Y, 28M und 28C werden weiter unten erläutert.

[Hauptoperationen der elektrofotografischen Farbvorrichtung]

Im folgenden werden die Hauptoperationen zum Erzeugen von Farbbildern der elektrofotografischen Farbvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 1 und 2 erläutert.
Jede Bilderzeugungseinheit ist wie in Fig. 1 gezeigt positioniert, wobei die Bilderzeugungseinheit 1Bk für Schwarz sich in der Bilderzeugungsposition 50 befindet.
Das Signallicht für Schwarz wird durch die Laserbelichtungseinheit 3 zur Bilderzeugungseinheit 1Bk emittiert, um mit schwarzem Toner ein schwarzes Bild zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Bilderzeugungsgeschwindigkeit der Bilderzeugungseinheit 1Bk (die identisch mit der Peripheriegeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 9 ist) und die Übertragungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsbands 32 gleich gesetzt. Ein auf der Trommel 9 gebildetes schwarzes Tonerbild wird über die erste Übertragungswalze 33, an der während der Übertragungsoperation eine positive Spannung angelegt wird, auf das Zwischenübertragungsband 32 übertragen.
Nachdem das schwarze Tonerbild übertragen wurde, drehen sich die Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C mit Hilfe des Übertragungsmotors 30 um neunzig Grad in der Richtung X, bis die Einheit 1Y die Bilderzeugungsposition 50 erreicht. Die Position der Einheit 1Y wird durch einen weiter unten beschriebenen Positionierungsmechanismus fixiert.
Da der Behälter 14 und die Reinigungseinrichtung 27 innerhalb des äußersten Bogens, der durch die lichtempfindlichen Trommeln 9 gezogen wird, angeordnet sind, berührt das Zwischenübertragungsband 32 die Einheit 1y bei der Übertragung nicht.
Nachdem die Einheit 1Y die Bilderzeugüngsposition 50 erreicht hat, sendet die Laserbelichtungseinheit 3 ein Signallicht für Gelb an die Einheit 1Y, damit diese ein gelbes Bild in derselben für das schwarze Bild beschriebenen Weise bildet. Die Zeitsteuerung der Belichtung des Signallichts für das gelbe Bild wird dabei derart vorgenommen, daß das gelbe Bild erfolgreich über das schwarze Tonerbild gelagert wird, nachdem das Zwischenübertragungsband 32 eine Umrundung gemacht hat. Während der Übertragungsoperation wird die zweite Übertragungswalze 35 und die Bandreinigungseinheit 40 weg vom Zwischenübertragungsband 32 bewegt, wodurch das Tonerbild jedoch nicht beeinflußt wird.
Diese Operationen werden in derselben Weise für die magenta- und zyanfarbigen Bilder angewendet, um schließlich vier Tonerbilder in derselben Position auf dem Zwischenübertraungsband 32 übereinander zu legen, die zusammen ein Farbbild erzeugen. Nachdem der zyanfarbige Toner übertragen wurde, wird das Farbbild auf das Papier übertragen, das von den Papierzuführeinheiten 36a und 36b über die zweite Übertragungswalze 35 zugeführt wird und an dem eine positive Spannung angelegt ist. Dann wird das auf das Papier übertragene Tonerbild durch die Fixiereinrichtung 44 fixiert, und das Papier wird durch die Papierausgabewalze 45 aus der Vorrichtung befördert. Der auf dem Band 32 zurückbleibende Toner wird durch die Reinigungseinheit 40 entfernt.
Im folgenden wird der Betrieb im Einfarbenmodus der Vorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Enfarbenmodus wird eine Bilderzeugungseinheit für eine gewünschte Farbe zu der Bilderzeugungsposition gebracht und dort positioniert. Dann wird ein gewünschtes Farbbild erzeugt und auf das Zwischenübertragungsband 32 in der oben beschriebenen Weise übertragen, wobei die Übertragungsoperation mit Papier fortgeführt wird, das von den Papierzuführeinheiten 36a und 36b über die zweite Übertragungswalze 35 zugeführt wird.

[Mechanismus und Operation zum Öffnen und Schließen der Trommelabdeckungen]

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Mechanismus zum Öffnen und Schließen der Trommelabeckungen, der auf einer Seite der Bilderzeugungseineheiten vorgesehen ist, wenn diese aus der in Fig. 1 gezeigten Perspektive betrachtet werden. Jede Bilderzeugungseinheit wird zu derselben in Fig. 1 gezeigten Position gebracht. Die Trommelabdeckungen 28Bk, 28Y, 28M und 28C werden durch die schwenkbaren Hebel 47 und 48 gehalten, die an einer Seite der Bilderzeugungseinheit befestigt sind. Bei der Einheit 1C für Zyan schützt die Trommelabdeckung 28C die Trommel 9 mit Hilfe der Feder 49C, wie durch die durchgezogene Linie angegeben. Wenn der Hebel 47C nach links geschwenkt wird, folgt die Trommelabdeckung den durch die Strichlinien angegebenen Bögen und erreicht eine Vertiefung 51C auf der Außenoberfläche der Einheit 1C. Das hat zur Folge, daß die Trommelabdeckung 28C wie durch die zwei Strichlinien 280a angegeben positioniert wird.
Die Trommelabdeckung 28 kann in der Bilderzeugungsposition geöffnet werden, indem ein Nockenmechanismus mit einem Nocken 52 wie folgt vorgesehen ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt, erlaubt die Form des Nockens 52, der auf der fixierten Achse fixiert ist, daß die Trommelabdeckung 28Bk durch das Drücken des Hebels 47 in die Vertiefung 51 geschoben wird, wenn die Bilderzeugungseinheit 1Bk an der ersten Übertragungsrolle entlang bewegt wird.
Der Nocken 52 arbeitet nicht auf den Hebeln 47Y, 47M und 47C jeweils für die Einheiten 1Y, 1M und 1C, die sich nicht in der Bilderzeugungsposition befinden. Die Trommelabdeckungen 28Y, 28M und 28C werden jeweils mit Hilfe der Federn 49Y, 49M und 49C geschlossen gehalten.
Auf diese Weise öffnet jede der Bilderzeugungseinheiten bei der Drehung in der Richtung X ihre eigene Trommelabdeckung, bevor sie die Bilderzeugungsposition erreicht, und schließt die Trommelabdeckung wieder, wenn sie die Bilderzeugungsposition verläßt. Wenn die Trommelsbdeckungen in die Vertiefung 51 geschoben werden, sind sie innerhalb des äußersten Bogens positioniert, der durch die lichtempfindlichen Trommeln 9 gezogen wird (durch die zweigepunktete Linie 53 in Fig. 3 angegeben). Deshalb berühren die Trommelabdeckungen das Zwischenübertragungsband 32 nicht, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten drehen.

[Antriebsmechanismus für die Bilderzeugungseinheiten]

Im folgenden wird der Antriebsmechanismus für die Bilderzeugungseinheiten mit Bezug auf Fig. 4 und 5 beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht von oben der Bilderzeugungseinheiten und des Antriebsmechanismus. In der Zeichnung ist der einfacheren Darstellung halber nur die Einheit 1Bk gezeigt. Der Mechanismus zum Öffnen der Trommelabdeckung ist ebenfalls ausgelassen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, setzt sich der Hauptteil des Rahmens 151 zum Halten der vier Bilderzeugungseinheiten 1Bk, 1Y, 1M und 1C aus den Scheiben 151a und 151b sowie vier radialen Randplatten 151c zusammen, die zwischen benachbarten Bilderzeugungseinheiten vorgesehen sind, um die Scheiben 151a und 151b miteinander zu verbinden. Jede der Randplatten 151c weist einen hohlen Teil 151d auf, um Raum zu schaffen, damit das Signallicht 13 den Spiegel 5 erreicht.
Der Rahmen 151 wird derart gehalten, daß er um die fixierte Achse 31 gedreht werden kann. Die Bilderzeugungseinheiten sind jeweils durch die Randplatten 151c getrennt. Um den weiter unten beschriebenen Positionierungsmechanismus zu ermöglichen, kann jede Bilderzeugungseinheit etwas zum Zentrum des Rahmens 151 hin bewegt werden und durch die Federn 158 und 159 nach außen gedrückt werden. Jede Bilderzeugungseinheit kann vom Rahmen 151 entfernt werden.
Ein Zahnrad 152 ist an der Außenoberfläche der Platte 151b vorgesehen, damit der Rahmen sich mit dem Zwischenzahnrad in Übereinstimmung mit der Drehung des Zahnrads 152 dreht, das durch den Übertragungsmotor 30 angetrieben wird.
Im folgenden wird das Drehen der lichtempfindlichen Trommel 9 beschrieben.
Ein Schwungrad 166 wird derart gehalten, daß es um die fixierte Achse 31 gedreht werden kann, wobei ein Zahnrad 167 mit dem Schwungrad 166 entlang der Außenoberfläche der Scheibe 151a zusammenarbeitet. Das Schwungrad 166 wird durch einen Antriebsmotor 168 über das Zahnrad 171 angetrieben, das innerhalb des Schwungrads vorgesehen ist.
Ein Trommelzahnrad 154, das direkt mit der Achse der Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit 1Bk verbunden ist, steht von der Platte 151a vor. Eine Kupplungsscheibe 155 ist derart gehalten, daß sie um die Achse 31 relativ zum Rahmen 151 gedreht werden kann.
Fig. 5 zeigt die Kupplungsscheibe 155 und den Rahmen 151 aus der durch den Pfeil A in Fig. 4 angegebenen Perspektive. Die Kupplungsscheibe 155 kann sich relativ zur Scheibe 151a innerhalb des Bereichs drehen, der durch das längliche Loch 156 definiert ist, wobei sie gegen den Uhrzeigersinn gegen die Scheibe 151a gedrückt wird. Die Kupplungsscheibe 155 ist weiterhin mit vier Kupplungen 160-163 versehen, die konzentrisch mit der Scheibe 155 und den Trommelzahnräder 154 der Bilderzeugungseinheiten entsprechend positioniert sind.
Wie in Fig. 4 gezeigt, kann die Kupplung 160 die Antriebskraft vom Zahnrad 164 auf das Zahnrad 165 in Übereinstimmung mit einem externen Signal übertragen. Die anderen Kupplungen sind hier der einfacheren Darstellung halber nicht gezeigt. Das Zahnrad 165 der Kupplung 160 greift in das Trommelzahnrad 154Bk ein und das andere Zahnrad 164 greift in das Zahnrad 167 ein, das mit dem Schwungrad 166 zusammenarbeitet. Wenn die Kupplung 160 eine Verbindung herstellt, wird also die Antriebskraft des Schwungrads 166 auf die Trommel 9 übertragen. Wird keine Verbindung hergestellt, wird die Antriebskraft nicht übertragen.

[Mechanismus für die in der Bilderzeugungsposition zu positonierenden Bilderzeugungseinheiten]

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die elektrofotografische Farbvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit der Übertragungsposition mit den Positionierungsstoppern 170a und 170b versehen. Außerdem sind die Manschetten 169a und 169b an beiden Enden jeder lichtempfindlichen Trommel 9 vorgesehen, damit diese gegen die Positionierungsstopper 170a und 170b stoßen. In Fig. 4 greifen die Manschetten 169a und 169b der Büderzeugungseinheit 1Bk in der Bilderzeugungsposition in die V-förmigen Rillen der Positionierungsstopper 170a und 170b ein, um die Positionierung vorzusehen.
Fig. 6 zeigt die positionierte Manschette 169b aus der durch den Pfeil B in Fig. 4 angegebenen Perspektive.
Da jede Bilderzeugungseinheit etwas zum Zentrum des Rahmens 151 hin bewegt werden kann und durch die Federn 158 und 159 nach außen gedrückt wird, steigt die Manschette 169b bei der Erzeugung eines Farbbildes auf einer Schräge des Positionierungsstoppers 170b nach oben, bis sie in die V-förmige Rille eingreift. In diesem Zustand wird die Bilderzeugungseinheit in der V-förmigen Rille im Vergleich zu den anderen Bilderzeugungseinheiten nach hinten zum Rotationszentrum hin gehalten.

[Hauptoperationen zum Antreiben und Positionieren der Bilderzeugungseinheiten]

In Fig. 4 dreht sich das Zahnrad, das durch den Motor 168 angetrieben wird, während der Bilderzeugung ruhig und mit einer geringen Geschwindigkeitsschwankung.
Eine der Kupplungen 160-163 stellt in Übereinstimmung mit dem Bilderzeugungsprozeß eine Verbindung für die Bilderzeugungseinheit in der Bilderzeugungsposition her, während die anderen Kupplungen keine Verbindung herstellen. in Fig. 5 stellt nur die Kupplung 160 eine Verbindung her. Da die Einheit in der Bilderzeugunsposition wie oben angegeben positioniert ist, wird die lichtempfindliche Trommel 9 und das Trommelzahnrad (154Bk in Fig. 5) Im Vergleich zu den anderen Einheiten weiter nach hinten zur fixierten Achse 31 gehalten. Dadurch wird das Spiel bei der Verbindung zwischen der Kupplung 160 und dem Trommelzahnrad 154Bk minimiert, da die Kupplungsscheibe 155 gegen den Uhrzeigersinn gedrückt wird, so daß die Übertragung der Antriebskraft gut ist.
Das leichte Vorstehen der Einheiten verursacht ein beträchtliches Spiel bei der Verbindung zwischen den Trommelzahnrädern der anderen Bilderzeugungseinheiten und den entsprechenden Kupplungen, was jedoch keine Probleme verursacht, da diese Kupplungen momentan keine Drehverbindung herstellen. Die Verbindung jedes Zahnrads 167 mit der entsprechenden Kupplung wird unabhängig von der Rotationsposition der Kupplungsscheibe reibungslos gehalten, da die Kupplungsscheibe 155 und das Zahnrad konzentrisch angeordnet sind.
Wie zuvor beschrieben, dient das Schwungrad 166 in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu, die Antriebskraft während der Bilderzeugung mit einer äußerst geringen Schwankung auf die lichtempfindliche Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit zu übertragen. Dadurch können klare Tonerbilder mit geringem Flattern, das durch Rotationsschwankungen verursacht wird, erhalten werden.

[Beschreibung der Wartung der elektrofotografischen Farbvorrichtung]

Wenn die Vorrichtung gewartet werden muß, da zum Beispiel ein bestimmtes Farbentwicklungsmaterial ausgegangen ist, betreibt die Steuerschaltung 29 den Übertragungsmotor 30, um die Bilderzeugungseinheiten in Übereinstimmung mit der Betätigung eines nicht gezeigten Schalters durch den Bediener zu drehen. Dadurch wird die Bilderzeugungseinheit für eine bestimmte Farbe in die oberste Position gedreht (die Position, in der sich die Einheit 1C in Fig. 1 befindet), wo die Einheit aus der Vorrichtung genommen werden kann.
Dann kann der Bediener, wie in Fig. 7 gezeigt, die Bilderzeugungseinheit durch eine andere ersetzen, indem er den Deckel 46 öffnet, wobei die lichtempfindliche Trommel 9 berührt werden kann, da die Trommelabdeckung geschlossen ist. Auf diese Weise kann die Bilderzeugung ohne eine Justierung wiederaufgenommen werden, nachdem die Bilderzeugungseinheit wieder befestigt ist.
Da das Austauschen der Bilderzeugungseinheiten nicht in der Bilderzeugungeposition vorgenommen wird, kann die gewünschte Einheit einfach herausgenommen werden, ohne daß benachbarte Glieder, wie etwa die Zwischenübertragungseinheit, beeinflußt werden.

[Effekte der elektrofotografischen Farbvorrichtung]

In Übereinstimmung mit der wie oben angegeben aufgebauten elektrofotografischen Farbvorrichtung werden alle vier Tonerbilder in derselben Position erzeugt und dann alle auf dieselbe Position übertragen, so daß die verschiedenfarbigen Tonerbilder genau übereinander gelagert werden können.
Die Bilderzeugunsgeinheiten sind voneinander unabhängig und können separat durch eine neue ersetzt oder außerhalb der Vorrichtung repariert werden.
Um den Spiegel 5 im Zentrum der Bilderzeugungseinheiten zu positionieren kann der Aufbau der Bilderzeugungseinheiten einfach und kompakt gemacht werden, so daß eine insgesamt kompakte Vorrichtung erhalten werden kann.
Durch das Anordnen der fächerförmigen Einheiten in der Form eines Kreises kann eine Platzverschwendung vermieden werden, wobei jeweils ein Zwischenraum zwischen den benachbarten Einheiten als Lichtpfad verwendet wird, so daß die Bilderzeugungseinheiten in ihrer Größe minimiert sind.
Da die lichtempfindlichen Trommeln 9 sich nicht drehen, wenn sie sich nicht in der Bilderzeugungsposition befinden, kann deren Ermüdung gelindert werden, die durch die Elektrostatik während den aufeinanderfolgenden Erzeugungen von Farbbildern verursacht wird. Folglich können klare Bilder über einen langen Zeitraum erwartet werden.
Wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden, ist das Entwicklermaterial über der Reinigungseinrichtung angeordnet, so daß kein Mechanismus zum Bewegen oder Wischen des Entwicklermaterials oder des Toners erforderlich ist. Folglich kann der Aufbau der Bilderzeugungseinheiten einfach und kompakt gehalten werden.
Das Befestigen oder Lösen während des Betriebs der Bilderzeugungseinheiten stört die lichtempfindlichen Trommel 9 nicht, da sie durch die Trommelabdeckungen 28 geschützt sind. Außerdem sind auch die Bilderzeugungseinheiten, die sich nicht in der Bilderzeugungsposition befinden, durch die Trommelabdeckungen 28 geschützt, so daß deren lichtempfindliche Trommeln 9 vor Staub und verstreutem Toner geschützt sind.
Weiterhin ist der Spiegel 5 in der fixierten Achse 31 vorgesehen, wobei der Lichtpfad derart ausgebildet ist, daß die Reflexionsoberfläche des Spiegels 5 und das Fenster 4 nach unten ausgerichtet sind, so daß die Oberfläche des Spiegels 5 und des Fensters 4 vor Staub oder verstreutem Toner geschützt werden können.
Weiterhin wird die lichtempfindliche Trommel 9 der Bilderzeugungseinheit während der Bilderzeugung über das Zahnrad 167 angetrieben, das direkt mit dem Schwungrad 166 verbunden ist, so daß sich die Trommel 9 gleichmäßig mit geringen Schwankungen drehen kann. Aufgrund dieses einzigen Schwungrads können klare Tonerbilder mit geringem Flattern erhalten werden.

[Anderes]

An Stelle des Entwicklungsverfahrens, das für die elektrofotografische Farbvorrichtung und die Bilderzeugungseinheiten der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können auch andere Verfahren, wie eine Entwicklung mit einer Magnetbürste verwendet werden.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die auf dem lichtempfindlichen Glied erzeugten Tonerbilder auf das Zwischenübertragungsband der Zwischenübertragungseinheit übertragen, von wo sie dann alle auf einmal auf das Papier übertragen werden. Es kann jedoch auch eine Übertragungstrommel an Stelle des Zwischenübertragungsbandes verwendet werden. Die Tonerbilder können auch vom lichtempfindlichen Glied auf ein Papier übertragen werden, das um die Übertragungswalze gerollt ist.
Die vorliegende Erfindung wurde beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei jedoch zu beachten ist, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne daß diese Änderungen und Modifikationen vom beanspruchten Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen, weshalb als im Schutzanspruch enthalten aufzufassen sind.

Claims

1. Elektrofotografische Farbvorrichtung zum Erzeugen eines Farbbildes durch Überlagern und Übertragen einer Vielzahl von Tonerbildern auf ein Übertragungsmaterial, wobei jedes Tonerbild eine unterschiedliche Farbe aufweist, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten (1Bk, 1Y, 1M, 1C) wobei jede aus der Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten ein entsprechendes aus der Vielzahl von Tonerbildern erzeugt, wobei sie ein rotierendes lichtempfindliches Glied (9Bk, 9Y, 9M, 9C), auf dem das Tonerbild erzeugt wird, und eine Entwicklungseinrichtung, die einen Farbtoner enthält, aufweist, wobei die Vielzahl der Bilderzeugungseinheiten derart angeordnet ist, daß sie um eine Rotationsachse gedreht werden können und in einer zu der Achse senkrechten Ebene einen Kreis bilden,

eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines auf dem lichtempfindlichen Glied erzeugten Tonerbildes auf ein Übertragungsglied (32), wobei die Übertragung des Tonerbildes in einer Übertragungsposition in der elektrofotografischen Farbvorrichtung vorgenommen wird,

eine lichtemittierende Einrichtung (3) zum Emittieren eines Signallichts (13) von außerhalb der Bilderzeugungseinheiten,

eine Rotationseinrichtung (30, 152) zum Rotieren der Bilderzeugungseinrichtungen, so daß diese sequentiell eine Bilderzeugungsposition (50) erreichen, wobei die Bilderzeugungsposition der Übertragungsposition entspricht,

eine Antriebseinrichtung (168, 154) zum Rotieren des lichtempfindlichen Gliedes einer Bilderzeugungseinheit, wenn sich die Bilderzeugungseinheit in der Bilderzeugungsposition befindet, und

einen Spiegel (5) zum Reflektieren des von der lichtemittierenden Einrichtung emittierten Signallichts, um es zu dem lichtempfindlichen Glied zu leiten, das sich in der Bilderzeugungsposition befindet,

dadurch gekennzeichnet, daß

die lichtemittierende Einrichtung (3) das Signallicht (13) zu der Rotationsachse emittiert,

der Spiegel (5) im Zentrum des Kreises angeordnet ist, der durch die Bilderzeugungseinheiten gebildet wird, und

zwischen benachbarten Bilderzeugungseineheiten ein Zwischenraum (7) vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Teil des Zwischenraums einen Teil des Lichtpfads bildet, durch den das Signallicht von der lichtemittierenden Einrichtung (3) zu dem Spiegel (5) geführt wird.

2. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Bilderzeugungseinheiten einen im wesentlichen fächerförmigen Schnitt in der zur Rotationsachse senkrechten Ebene aufweist.

3. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine fixierte zylindrische Achse (31) aufweist, die entweder vollständig transparent ist oder transparente Fenster (4) aufweist, wobei die fixierte zylindrische Achse konzentrisch mit der Rotationsachse ausgerichtet ist, und wobei der Spiegel (5) in der fixierten zylindrischen Achse angeordnet ist.

4. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die fixierte zylindrische Achse horizontal ist, die lichtemittierende Einrichtung (3) das Signallicht von einer Position unterhalb des Spiegels emittiert und wobei die Reflexionsoberfläche des Spiegels derart angeordnet ist, daß die Normale zur Oberfläche nach unten ausgerichtet ist.

5. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Bilderzeugungseinheiten weiterhin eine Reinigungseinrichtung (27) zum Entfernen von Toner auf dem lichtempfindlichen Glied umfaßt, und wobei die Entwicklungseinrichtung oberhalb des lichtempfindlichen Glieds und die Reinigungseinrichtung unterhalb des lichtempfindlichen Glieds plaziert ist, wenn sich die Bilderzeugungseinheit in der Bilderzeugungsposition befindet.

6. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin umfaßt:

eine Vielzahl von Trommelabdeckungen (28) jeweils zum Schützen der lichtempfindlichen Glieder der Bilderzeugungseinheiten, wobei die Trommelabdeckungen (28) geöffnet werden können, und

eine Abdeckungsöffnungseinrichtung (47, 48, 52) zum Öffnen und Schließen der Trommelabdeckungen in Übereinstimmung mit der Rotation der Bilderzeugungseinheiten und zum Öffnen der Trommelabdeckung der Bilderzeugungseinheit, die sich in der Bilderzeugungsposition befindet.

7. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Bilderzeugungseinheiten aus der elektrofotografischen Farbvorrichtung entfernt werden können, wenn die Bilderzeugungseinheiten sich in einer vorbestimmten Position befinden, wobei diese vorbestimmte Position nicht mit der Bilderzeugungsposition übereinstimmt, und

wobei die Abdeckungsöffnungseinrichtung (47, 48, 52) die Trommelabdeckungen geschlossen hält, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten an einer anderen als der Bilderzeugungsposition befinden.

8. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Trommelabdeckungen hinter einem äußersten kreisförmigen Bogen, den die lichtempfindlichen Glieder bei der Rotation der Bilderzeugungseinheiten ziehen, gehalten werden, wenn die Bilderzeugungseinheiten durch die Übertragungsposition hindurchgehen.

9. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinrichtung enthält:

ein Antriebszahnrad (167), das konzentrisch mit der Rotationsachse ausgerichtet ist, wobei sich das Antriebszahnrad unabhängig von der Rotationsachse dreht, und

eine Übermittlungseinrichtung (160-163, 154), die die Antriebskraft vom Zahnrad auf die lichtempfindlichen Glieder überträgt, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden.

10. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Antriebseinrichtung weiterhin eine Übermittlungsaussetzeinheit (155, 160-163) umfaßt, um die Übertragung der Antriebskraft auf die lichtempfindlichen Glieder auszusetzen, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten an einer anderen als der Bilderzeugungsposition befinden.

11. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinrichtung weiterhin umfaßt:

ein Schwungrad (166), das konzentrisch mit der Rotationsachse (31) ausgerichtet ist, wobei sich das Schwungrad unabhängig von der Rotationsachse dreht, und

eine Übermittlungseinrichtung zum Übertragen des Antriebskraft vom Schwungrad auf das lichtempfindliche Glied, wenn sich die Bilderzeugunseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden.

12. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Antriebseinrichtung weiterhin eine Übermittlungsaussetzeinheit umfaßt, um die Übertragung der Antriebskraft auf die lichtempfindlichen Glieder auszusetzen, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten an einer anderen als der Bilderzeugungsposition befinden.

13. Elektrofotografische Farbvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rotationseinrichtung einen Rahmen (151) zum Zusammenhalten der Bilderzeugungseinheiten aufweist, und

eine Positionierungseinrichtung (169, 170) zum Positionieren der Bilderzeugungseinheiten, wenn sich die Bilderzeugungseinheiten in der Bilderzeugungsposition befinden, um das Übertragen eines Tonerbildes auf das Übertragungsglied zu ermöglichen.

14. Elektrofotografische Einheit, die eine Vielzahl von Bilderzeugungseinheiten umfaßt, die in einer elektrofotografischen Farbvorrichtung zum Erzeugen eines Farbbildes durch Überlagern und Übertragen einer Vielzahl von Tonerbildern auf ein Übertragungsmaterial an einer Übertragungsposition verwendet werden, wobei die Vielzahl der Bilderzeugungseinheiten (1Bk, 1Y, 1M, 1C) derart angeordnet sind, daß sie um eine erste Rotationsachse gedreht werden können, so daß sie einen kreisförmigen Schnitt in einer zur ersten Rotationsachse senkrechten Ebene bilden, um auf diese Weise eine Bilderzeugungsposition (50) zu erreichen, wobei jede der Bilderzeugungseinheiten jeweils ein lichtempfindliches Glied (9bk, 9Y, 9M, 9C), das um eine zweite Rotationsachse gedreht werden kann, und eine Entwicklungseinrichtung aufweist, die Farbtoner enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß jede der Bilderzeugungseinheiten einen im wesentlichen fächerförmigen Schnitt in der zur ersten Rotationsachse senkrechten Ebene aufweist, und

dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des lichtempfindlichen Glieds die kreisförmige Bogenoberfläche (8) der Bilderzeugungseinheiten durchdringt.

15. Elektrofotografische Einheit nach Anspruch 14, wobei die zweite Rotationsachse parallel zu der ersten Rotationsachse ausgerichtet ist, und wobei ein Schlitz zum Führen eines Signallichts zwischen der ersten Rotationsachse und einer auf einer Oberfläche des lichtempfindlichen Gliedes vorgesehenen Belichtungsposition vorgesehen ist.

16. Elektrofotografische Einheit nach Anspruch 15, wobei die elektrofotografische Einheit aus der elektrofotografischen Farbvorrichtung entfernt werden kann und weiterhin umfaßt:

eine Trommelabdeckung (28) zum Schützen des freiliegenden Teils des lichtempfindlichen Glieds, wobei die Trommelabdeckung (28) geöffnet werden kann, und

eine Abdeckungsöffnungseinrichtung (47, 48, 52) zum selektiven Öffnen und Schließen der Trommelabdeckung.

17. Elektrofotografische Einheit nach Anspruch 16, wobei die Abdeckungsöffnungseinrichtung die Trommelabdeckung hinter einer äußersten kreisförmigen Bogenlinie, die bei der Rotation der Bilderzeugungseinheiten (1) durch die licht empfindlichen Glieder (9) gezogen wird, hält, wenn die Trommelabdeckung geöffnet wird.

18. Elektrofotografische Einheit nach Anspruch 16, die weiterhin eine Energieversorgungseinrichtung (49) umfaßt, die die Abdeckungsöffnungseinrichtung mit Energie versorgt, so daß die Trommelabdeckung (28) geschlossen wird.