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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft elektrofotografische Entwicklungsvorrichtungen,
die mit einem Zweikomponentenentwickler aus einem Träger und
einem Toner verwendet werden, und insbesondere betrifft sie eine
elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung, bei der der Toner
unter Verwendung eines triboelektrischen Ladevorgangs zwischen dem
Träger
und dem Toner oder mit einer vorläufigen Entwicklungsvorspannung,
die von einer Entwicklungswalze getragen wird, geladen wird, und
mit selektiv angebrachten Latentbildbereichen (im Fall einer Positiventwicklung)
oder Nicht-Latentbildbereichen (im Fall einer entgegengesetzten
Entwicklung) einer fotoempfindlichen Trommel oder eines ähnlichen
Bildträgers.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Elektrofotografische
Entwicklungsvorrichtungen, bei denen Toner selektiv an Latentbildbereichen (im
Fall einer Positiventwicklung) oder Nicht-Latentbildbereichen (im
Fall einer entgegengesetzten Entwicklung) einer fotoempfindlichen
Trommel oder einem ähnlichen
Bildträger
zum Anhaften gebracht wird, oder genauer gesagt, elektrofotografische
Trocken-Entwicklungsvorrichtungen, sind in der Technik gut bekannt.
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Entwicklungsvorrichtungen
dieses Typs werden grob in solche auf Grundlage eines Einkomponenten-Entwicklungsprozesses
unter Verwendung von alleine Toner als Entwickler sowie solche auf Grundlage
eines Zweikomponenten-Entwicklungsprozesses unter Verwendung von
Träger
gemeinsam mit Toner eingeteilt. Sie werden auch in Abhängigkeit davon
eingeteilt, ob der verwendete Toner magnetisch ist, d.h. abhängig davon,
ob sie auf einem Entwicklungsprozess mit einer magnetischen Einfachkomponente
(oder Doppelkomponente) oder einem solchen mit einer unmagnetischen
Einfachkomponente (oder Doppelkomponente) beruhen.
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Als
Beispiel für
den magnetischen Einkomponenten-Entwicklungsprozess wurde ein allgemein als Überspringen
bezeichneter Entwicklungsprozess vorgeschlagen (USP 4281329, USP
4292387, USP 4395476 und andere). Bei diesem Prozess wird eine dünne Tonerschicht
auf der Entwicklungshülse
ausgebildet und in die Nähe
der Oberfläche
einer fotoempfindlichen Trommel (oder eines ähnlichen Bildträgers) gebracht,
und zwischen die beiden wird eine Wechsel-Vorspannung gelegt, um
dafür zu
sorgen, dass der Toner an einem elektrostatischen Bild anhaftet.
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Bei
diesem Überspring-Entwicklungsprozess rufen
jedoch Magnetkräfte
einer Magnetwalze, die in der Entwicklungshülse untergebracht ist, eine
(auszubildende) Magnetbürste
auf der Entwicklungshülse hervor,
wobei die Magnetbürste
auf der Entwicklungshülse
auszubilden ist, und daher kann keine Tonerschicht hoher Dichte
ausgebildet werden. Insbesondere bei den zugehörigen Anwendungen bei Vollfarben-Elektrofotografie
oder dergleichen, bei denen Toner an der gesamten Übertragungsblattfläche zum Anhaften
gebracht wird, kann keine ausreichende und homogene Bilddichte gewährleistet
werden.
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Der
unmagnetische Einkomponenten-Entwicklungsprozess kann vorteilhafterweise
bei Vollfarben-Elektrofotografiegeräten angewandt werden, da es
möglich
ist, Toner zu verwenden, die transparenter als magnetische Toner
sind. Jedoch können
wegen der Verwendung unmagnetischen Toners keine Magnetkräfte desselben
dazu verwendet werden, ihn zur Entwicklungshülse zu liefern. Demgemäß wurde
eine Technik vorgeschlagen, die zusätzlich eine Tonerzuführwalze
verwendet (Ricoh Technical Report, Nr. 16 und 18, 1987). Die 7 veranschaulicht
diese Technik. Wie dargestellt, ist bei dieser Technik eine Tonerzuführwalze 113 in
einem stromaufwärtigen
Teil einer eine Magnetwalze 111 aufnehmenden Entwicklungshülse 112 angeordnet.
Die Magnetkräfte
der Magnetwalze 111 sind nicht dahingehend wirksam, dass
sie den Toner anziehen würden.
Jedoch wirken sie auf ein Tonerschicht-Abflachungrakel 114,
das elastisch und magnetisch ist und so indirekt ein Anziehen von Toner
an die Entwicklungshülse 112 erlaubt.
Die Bezugszahl 115 kennzeichnet eine Entladebürste, 117 eine
Toner-Rühreinrichtung,
und 116 einen Tonertrichter.
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Bei
einem derartigen unmagnetischen Einkomponenten-Entwicklungsprozess
kann jedoch, obwohl durch die Magnetkräfte der Magnetwalze 111 ein
indirektes Anziehen von Toner an die Entwicklungshülse 112 am
Abflachungsrakel 114 für
die magnetische Tonerschicht vorhanden ist, keine ausreichende Ladungsmenge
alleine durch Rühren
des unmagnetischen Toners auf Grund eines triboelektrischen Ladevorgangs
unter Ausnutzung der Toner-Rühreinrichtung 117 oder dergleichen
injiziert werden. Infolge dessen kann an der Entwicklungshülse 112 keine
Tonerschicht hoher Dichte ausgebildet werden, und es ist, wie oben
obigen Fall, unmöglich,
bei Vollfarben-Elektrofotografie oder ähnlichen Anwendungen, bei denen
Toner an der gesamten Übertragungsblattfläche anhaftet,
eine ausreichend und homogene Bilddichte zu gewährleisten.
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Als
Zweikomponenten-Entwicklungsprozess wird im Allgemeinen ein solcher
mit Magnetbürste verwendet.
Bei diesem Prozess wird der Toner gemeinsam mit einem Träger verwendet,
der aus magnetischen Teilchen aus Eisen, Ferrit usw. mit oder ohne
eine Polymerüberzugsschicht
oder aus feinen magnetischen Teilchen, die in einem Bindemittelpolymer
dispergiert sind, besteht. Ein Entwickler wird dadurch hergestellt,
dass der Träger,
dessen Durchmesser aus 50 bis 200 μm eingestellt ist, und der Toner,
dessen Durchmesser auf einen kleineren Wert als den Trägerdurchmesser
eingestellt ist, z.B. auf 5 bis 20 μm, mit einem festen Verhältnis gemischt
werden, und ein zugehöriger
Entwickler wird durch ein Rühreinrichtung
gerührt,
um den Träger
und den Toner durch triboelektrisches Laden zu laden. Der Toner
haftet durch so erzeugte elektrostatische Kräfte an der Trägeroberfläche an.
Dann wird der Träger
gemeinsam mit dem Toner auf einer unmagnetischen, eine Magnetwalze
aufnehmenden Entwicklungshülse
transportiert, und an einer Entwicklungsposition der Entwicklungshülse wird
eine Magnetbürste
ausgebildet, wobei die Magnetpole (Hauptpole) der Magnetwalze genutzt
werden.
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In
der Entwicklungsposition wird der Toner selektiv an Latentbildbereichen
(im Fall einer Positiventwicklung) oder Nicht-Latentbildbereichen
(im Fall einer entgegengesetzten Entwicklung) auf einer fotoempfindlichen
Trommel dadurch zum Anhaften gebracht, dass eine Entwicklungsvorspannung
an der Entwicklungsposition angelegt wird, während mit der Magnetbürste für Reibung
an der fotoempfindlichen Trommel gesorgt wird.
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Beim
Magnetbürste-Entwicklungsprozess dieses
Typs besteht jedoch die Tendenz, dass die Reibung der Magnetbürste, wie
sie auf der Entwicklungshülse
ausgebildet wird und hauptsächlich
aus dem Träger
besteht, mit der Oberfläche
der fotoempfindlichen Trommel ein Tonerbild stört, das im Entwicklungsschritt
erzeugt wird, oder eine Übertragung des
Trägers
auf die fotoempfindliche Trommel verursacht wird, wodurch weiße Streifen
oder dergleichen erzeugt werden.
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Wie
oben angegeben, ist der magnetische Entwicklungsprozess unter Verwendung
eines magnetischen Toners bei seiner Anwendung bei Vollfarben-Elektro fotografiegeräten nachteilig,
da es unmöglich
ist, einen Toner zu verwenden, der ausreichend transparent ist.
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Insbesondere
beim obigen Überspring-Entwicklungsprozess
weist die auf der Entwicklungshülse
getragene Tonerschicht eine geringe Dichte auf, und bei Anwendungen,
bei denen Toner an der gesamten Übertragungsblattfläche anhaftet,
wie bei völlig
schwarzer Entwicklung, fotografischer Entwicklung oder Vollfarbenentwicklung
und dergleichen, kann keine ausreichende und homogene Bilddichte gewährleistet
werden.
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Beim
Zweikomponenten-Entwicklungsprozess mit Magnetbürste kann, obwohl es möglich ist, entweder
magnetischen oder unmagnetischen Toner zu verwenden, durch die Reibung
des Trägers
mit der Toneroberfläche
eine Störung
eines Tonerbilds seitens der fotoempfindlichen Trommel hervorgerufen werden.
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Das
Dokument US-4,508,052, von dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht,
offenbart eine elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung zur Verwendung
mit einem Entwickler, der ein Gemisch aus einem unmagnetischen Toner
und einem magnetischen Träger
enthält.
Die Vorrichtung verfügt über eine
Walze mit einer unmagnetischen Hülse,
die eine Magnetwalze umgibt, um eine aus dem Entwickler bestehende
Magnetbürste
zu bilden. Der Toner wird nicht direkt von der Magnetbürste an
einen Träger
eines latenten Bilds übertragen,
sondern über
eine Entwicklungswalze. Zwischen die unmagnetische Hülse und
die Entwicklungswalze wird eine schaltbare Vorspannung gelegt, die
umschaltbar ist, um zwischen normaler (positiver) und umgekehrter
(negativer) Entwicklung umzuschalten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung
mit verbesserter und vereinfachter Steuerung von Bilderzeugungsbedingungen
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe ist durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 dargelegt
ist. Die Unteransprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Durch
eine Ausführungsform
der Erfindung ist eine elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung geschaffen,
die es ermöglicht,
selbst bei Verwendung eines hervorragend transparenten, unmagnetischen Toners
für Vollfarben- Elektrofotografie
eine Tonerschicht hoher Dichte auf einer Entwicklungshülse zu transportieren,
und die selbst bei völliger
Schwarzentwicklung, fotografischer Entwicklung, Vollfarben-Entwicklung
oder ähnlichen
Fällen,
bei denen Toner an der gesamten Übertragungsblattfläche anhaftet,
eine ausreichende Tonerdichte gewährleisten kann.
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Durch
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung ist eine elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung
geschaffen, die bei einer elektrofotografischen Farbvorrichtung
mit mehreren Entwicklungseinheiten anwendbar ist, die für eine einzelne
fotoempfindliche Trommel vorhanden sind, mit einer effektiven Kombination
des Zweikomponenten-Entwicklungsprozesses mit Magnetbürste und
des Einkomponenten-Überspring-Entwicklungsprozesses.
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Durch
noch eine weitere Ausführungsform der
Erfindung ist eine elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung
geschaffen, die eine Tonerdichtesteuerung und Steuerungsvorgänge für andere
Entwicklungsbedingungen durch eine einfache Vorspannungssteuerung
erlaubt.
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Durch
eine noch weitere Ausführungsform der
Erfindung ist eine elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung
geschaffen, die eine ein-aus-Steuerung der Tonerzufuhr zu einem
Bildträger
ohne eine mechanische Steuerung wie eine Entwicklungsspalt-Distanzeinstellung,
sondern durch eine einfache Vorspannungssteuerung, erlaubt.
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Wie
es in der 1 dargestellt ist, zeichnet sich
eine Ausführungsform
der Erfindung als elektrofotografische Entwicklungsvorrichtung aus,
die mit einem Entwickler verwendet wird, der üblicherweise als Zweikomponentenentwickler
bezeichnet wird und aus einem Träger
und einem Toner besteht, die beide in einem Entwicklerbehälter 30 untergebracht
sind, wobei:
zwischen einer Entwicklungswalze 33 zur
selektiven Aufbringung des Toners auf einen Bildträger 9 und
einer Rühreinrichtung 31 zum
triboelektrischen Laden des Trägers
und des Toners eine Zwischenwalze 32 mit einer unmagnetischen
Hülse 32a,
die eine Magnetwalze 32b aufnimmt, angeordnet ist, und
nach
Ausbilden einer aus dem Träger
und dem Toner bestehenden Magnetbürste auf der Zwischenwalze 32 unter
Verwendung einer zwischen der Zwischenwalze 32 und der
Entwicklungswalze 33 ausgebildeten ersten Vorspannung allein
der Toner auf die Entwicklungswalze 33 übertragen wird.
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Bei
der Entwicklung, die typischerweise als Zweikomponenten-Magnetbürsten entwicklung
bezeichnet wird, wird bis zu einem vorläufigen Entwicklungsschritt,
der mit der oben genannten Entwicklungshülse zu tun hat, nur eine Tonerschicht
hoher Dichte auf der Entwicklungswalze 33 transportiert.
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Bei
einem normalen Entwicklungsschritt, bei dem dafür gesorgt wird, dass Toner
selektiv von der Entwicklungswalze 33 aus am Bildträger 9 anhaftet, wird
eine zweite Vorspannung (d.h., die normale Entwicklungs-Vorspannung)
zwischen die Entwicklungswalze 33 und den Bildträger 9 gelegt,
um ein Überspringen
des Toners zu bewirken. Auf diese Weise erfolgt die Entwicklung.
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Da
die dünne
Tonerschicht hoher Dichte unter Verwendung des Zweikomponenten-Magnetbürste-Entwicklungsprozesses
im vorläufigen
Entwicklungsschritt auf der Entwicklungswalze 33 ausgebildet
wird, und da an der Entwicklungsposition dafür gesorgt wird, dass der Toner
zur Entwicklung durch die normale Entwicklungs-Vorspannung zum Bildträger 9 überspringt,
ist es möglich,
selbst bei einer Bilderzeugung hoher Dichte dadurch eine ausreichende Dichte
zu gewährleisten,
dass bewirkt wird, dass Toner an der gesamten Blattübertragungsfläche anhaftet,
wie bei der Entwicklung eines völlig
schwarzen Bilds, bei fotografischer Entwicklung oder bei Vollfarbenentwicklung.
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Die
Magnetbürste
des Trägers
lädt den
Toner durch triboelektrisches Laden in ausreichender Weise dafür, dass
der geladene Toner als dünner Film
auf der Entwicklungswalze 33 transportiert wird. So kann
selbst dann eine Tonerschicht hoher Dichte auf der Entwicklungswalze 33 transportiert
werden, wenn ein hervorragend transparenter, unmagnetischer Toner
verwendet wird, wie er für
Vollfarben-Elektrofotografie effektiv arbeitet.
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Selbst
unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers wird dafür gesorgt,
dass der Toner an der Entwicklungsposition für den Entwicklungsvorgang überspringt.
So ist es möglich,
ein schärferes
Bild zu erzeugen, und die Erfindung ist leicht bei einer elektrofotografischen
Farbvorrichtung anwendbar, bei der mehrere Entwicklungseinheiten
für eine einzelne
fotoempfindliche Trommel vorhanden sind.
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Betreffend
den Ladevorgang des Toners zeichnet sich eine Ausführungsform
der Erfindung demgemäß als elektrofotografische
Entwicklungsvorrichtung aus, die mit einem Träger und einem Toner verwendet
wird, die in einem Entwicklerbehälter 30 untergebracht
sind, wobei:
zwischen einer Entwicklungswalze 33 zur
selektiven Aufbringung des Toners auf einen Bildträger 9 und
einer Rühreinrichtung 31 zum
triboelektri schen Laden des Trägers
und des Toners eine Zwischenwalze 32 mit einer unmagnetischen
Hülse 32a,
die eine Magnetwalze 32b aufnimmt, angeordnet ist, und
nachdem
der erste Ladevorgang für
den Toner durch die Rühreinrichtung 31 erfolgte,
die aus dem Träger und
dem Toner bestehende Magnetbürste
auf der Zwischenwalze 32 transportiert wird, und, während der
zweite Ladevorgang am Toner unter Verwendung der Magnetbürste ausgeführt wird,
entgegengesetzt geladener Toner zwischen der Zwischenwalze 32 und
der Entwicklungswalze 33 abgetrennt wird, damit positiv
geladener Toner an die Entwicklungswalze 33 übertragen
werden kann.
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Gemäß der 1 wird
der Toner zwischen der Rühreinrichtung 31 und
der Zwischenwalze 32 durch einen triboelektrischen Ladevorgang,
der durch die Rühreinrichtung 31 (d.h.
die mischende Rühreinrichtung)
bewirkt wird, der Toner geladen, und dann ist wegen des zweiten
Ladevorgangs unter Verwendung der Magnetbürste ein ausreichendes Laden
erzielbar.
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Da
die Tonerübertragung
zwischen der Zwischenwalze 32 und der Entwicklungswalze 33 durch die
Vorspannung vermittelt erfolgt, wird z.B. entgegengesetzt geladener
Toner (d.h. Toner, der so geladen ist, dass er am Hintergrundteil
des Bildträgers anhaftet)
nicht an die Entwicklungswalze 33 übertragen, sondern er wird
auf der Zwischenwalze 32 festgehalten.
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Anders
gesagt, ist es möglich,
den entgegengesetzt geladenen Toner abzutrennen und nur den positiv
geladenen Toner an die Entwicklungswalze 33 übertragbar
zu machen, d.h. es ist möglich,
einen Ladungsfilterungseffekt zu erzielen.
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Demgemäß wird,
seitens der Entwicklungswalze 33, nur der positiv geladene
Toner, der zur Bilderzeugung beitragen kann, auf der Entwicklungswalze 33 transportiert,
um für
die Entwicklung verwendet zu werden. So ist es möglich, als Ergebnis der Entwicklung
ein schleierfreies, scharfes Tonerbild zu erhalten.
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Ein
Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die angelegte erste Vorspannung
zwischen dem Ausführen
der Entwicklung und dem Ausführen
keiner Entwicklung umgeschaltet werden kann, was eine Tonerübertragung
von der Zwischenwalze 32 zur Entwicklungswalze 33 ermöglicht,
wenn eine Entwicklung erfolgt, und dass andererseits eine Tonerrückgewinnung
von der Entwicklungswalze 33 zur Zwischenwalze 32 erfolgen
kann, wenn keine Entwicklung ausgeführt wird.
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Da
eine Tonerrückgewinnung
von der Entwicklungswalze 33 zur Zwischenwalze 32 erfolgt, wenn
keine Entwicklung ausgeführt
wird, ist es nicht möglich,
dass auf dem Bildträger 9 eine
Bildhysterese entsteht. Insbesondere ist es so möglich, eine ein-aus-Steuerung
für die
Tonerzufuhr zum Bildträger 9 ohne
eine derartige mechanische Steuerung auszuführen, dass ein Abziehen aus
dem Entwicklungsspalt erfolgen würde,
sondern durch bloßes
Ausführen
der Vorspannungssteuerung. Dies ist besonders dann von Nutzen, wenn
mehrere Entwicklungseinheiten mit verschiedenen Tonerfarben um eine
einzelne fotoempfindliche Trommel herum angebracht sind.
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In
diesem Fall ist ein leichtes Umschalten der Vorspannung beim Ausführen einer
Entwicklung und beim Ausführen
keiner Entwicklung durch eine Wechsel-Vorspannung mit überlagerter Gleichspannungskomponente
als zweiter Vorspannung und andererseits mit einer Gleich-Vorspannung
als erster Vorspannung erzielbar.
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Genauer
gesagt, wird geeigneterweise der Gleichspannungspegel der ersten
Vorspannung umschaltbar gemacht, wenn eine Entwicklung und wenn keine
Entwicklung ausgeführt
wird, und zwar in solcher Weise, dass er höher als der Pegel der überlagerten
Gleichspannungskomponente der zweiten Vorspannung ist, wenn eine
Entwicklung ausgeführt wird,
und niedriger als der Pegel der überlagerten Gleichspannungskomponente
der zweiten Vorspannung, wenn keine Entwicklung ausgeführt wird.
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Deutlicher
gesagt, ist, wenn die Vorspannung als positive Vorspannung dient,
wenn ihre Polarität
mit der des verwendeten Toners übereinstimmt, und
als entgegengesetzte Vorspannung, wenn ihre Polarität entgegengesetzt
ist, ist geeigneterweise die erste Vorspannung auf die positive
Vorspannung umschaltbar, wenn eine Entwicklung ausgeführt wird, und
auf die entgegengesetzte Vorspannung, wenn keine Entwicklung ausgeführt wird.
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In
diesem Fall ist eine leichtere Tonerrückgewinnung von der Entwicklungswalze 33 erzielbar, wenn
die Gleichspannungskomponente der zweiten Vorspannung die positive
Vorspannung ist.
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Angesichts
einer Dämpfung
einer Tonerermüdung
liegen die Absolutwerte der positiven und entgegengesetzten Vorspannung
als erste Vorspannung beim Ausführen
einer Entwicklung und beim Ausführen
keiner Entwicklung geeigneterweise im Bereich von 150 bis 500 V.
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Geeigneterweise
ist die zweite Vorspannung, die eine Wechsel-Vorspannung mit überlagerter
Gleichspannungskomponente ist, dergestalt, dass die Wechsel-Vorspannung
eine Sinuswelle oder eine Rechteckwelle ist, mit einem Spitze-Spitze-Wert ACpp
von 2,4 bis 1,2 kV und einer Frequenz AcHz von 2,5 bis 1,5 kHz.
Bei dieser Vorspannung sind gleichmäßige Tonerschwingungen im elektrischen Feld
erzielbar, was eine Entwicklung mit höherer Geschwindigkeit erlaubt.
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Geeigneterweise
beträgt
die Gleichspannungskomponente der zweiten Vorspannung beim positiv-Entwicklungsprozess,
bei dem Toner an Latentbildbereichen des Bildträgers 9 zum Anhaften
gebracht wird, Vo (Potenzialpegel, auf den der Bildträger 9 geladen
ist) ± 100
V, und sie beträgt
beim entgegengesetzten Entwicklungsprozess, bei dem Toner an Nicht-Bildbereichen
des Bildträgers 9 zum
Anhaften gebracht wird, V1 (Oberflächenpotenzial des Bildträgers 9) ± 100 V.
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Eine
Einstellung der Dicke der auf der Entwicklungswalze 33 transportierten
Tonerschicht kann durch eine solche Anordnung erzielt werden, das
die Potenzialdifferenz zwischen der ersten Vorspannung und der vorläufigen Entwicklungs-Vorspannung
beim Ausführen
einer Entwicklung variabel ist. So kann die Tonerdichte oder dergleichen
leicht kontrolliert werden.
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Geeigneterweise
wird der spezifische Volumenwiderstand des Trägers auf 107–1012 Ω·cm eingestellt,
und genauer gesagt, werden ein Träger mit einem spezifischen
Volumenwiderstand von 1010 Ω·cm oder
darunter und ein Träger
mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 1012 Ω·cm oder
darüber
als Gemisch verwendet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen des Grundbetriebs einer elektrofotografischen
Entwicklungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Grundkonstruktion;
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2 ist
eine Ansicht, die an eine Zwischenwalze und eine Entwicklungswalze
angelegte Vorspannungen sowie das Oberflächenpotenzial auf einer fotoempfindlichen
Walze in der in der 1 dargestellten Entwicklungsvorrichtung
zeigt;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung
zeigt;
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4 ist
ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Übertragung von Toner von der
Zwischenwalze auf die Entwicklungswalze und der Rückgewinnung
von Toner von der Entwicklungswalze auf die Zwischenwalze, wobei
es zu diesen Zuständen auf
Grund der Potenzialdifferenz zwischen den Vorspannungen kommt, wie
sie an die Zwischenwalze und die Entwicklungswalze angelegt werden;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die eine Bilderzeugungsvorrichtung zeigt,
bei der die Erfindung angewandt ist;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine gemäß der Erfindung
verwendete Schaltung zeigt;
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7 ist
eine schematische Ansicht, die eine bekannte Entwicklungsvorrichtung
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nun
wird eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es soll
eine solche Auslegung erfolgen, dass, insoweit nichts spezielles
spezifiziert ist, die Abmessungen, Materialien, Formen, Relativanordnungen
usw. der bei der Ausführungsform
beschriebenen Bauelemente in keiner Weise beschränkend sondern lediglich beispielhaft
sind.
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Die
Erfindung wird als Erstes unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
Die Bezugszahl 10 kennzeichnet eine Entwicklungseinheit,
0 einen Bildträger
wie eine fotoempfindliche Trommel und 26 ein Zwischenübertragungsmedium
(d.h. ein lagenförmiges
Band). In einem Entwicklerbehälter 30,
der die Entwicklungseinheit 10 aufbaut, sind eine Zwischenwalze 32 mit
einer eine Magnetwalze 32b aufnehmenden unmagnetischen
Hülse 32a zwischen
einer Entwicklungswalze 33 zum selektiven Aufbringen von
Toner auf eine fotoempfindliche Trommel 9 und einer Mischer 31,
der für
ein triboelektrisches Laden von Träger und Toner sorgt, angeordnet.
Als vorläufige
Entwicklungs-Vorspannung wird eine Gleich-Vorspannung an die Zwischenwalze 32 angelegt,
und an die Entwicklungswalze 33 (in der Zeichnung nicht dargestellt)
wird eine Wechsel-Vorspannung mit überlagerter Gleichspannungskomponente
angelegt.
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Im
Fall der entgegengesetzten Entwicklung, wie sie beispielsweise in
der 3 dargestellt ist, bei der der Lade(oder Hintergrund)potenzialpegel
auf der fotoempfindlichen Trommel 9 positiv ist, werden der
Träger 43 und
der Toner 44 durch die rührende Drehbewegung des Mischers 31 positiv
bzw. negativ triboelektrisch geladen. So wird der Träger, der
in der Form magnetischer Teilchen vorliegt, mit dem elektrostatisch
an ihm anhaftenden Toner als Magnetbürste auf der Oberfläche der
sich in der Richtung eines Pfeils drehenden Zwischenwalze 32 transportiert.
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Wenn
die an die Entwicklungswalze 33 angelegte normale Entwicklungs-Vorspannung
mit Vt bezeichnet wird und die an die Zwischenwalze 32 angelegte
vorläufige
Vorspannung mit Vm bezeichnet wird, erfolgt eine Übertragung
des Toners, der an den Magnetbürstenträger auf
der Zwischenwalze 32 angezogen wird, zur Entwicklungswalze 33,
wenn Vt < Vm gilt,
und eine Tonerrückgewinnung
von der Entwicklungswalze 33 zur Zwischenwalze 32 erfolgt, wenn
Vt > Vm gilt.
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Wie
es in den 2 und 4 dargestellt ist,
wird, wenn die an die Entwicklungswalze 33 angelegte Vorspannung
Vt eine Wechsel-Vorspannung mit überlagerter
Gleichspannung von 20 bis 80 V und mit einer Spitze-Spitze-Spannung
von 2000 V sowie einer Frequenz von 2 kHz ist, während die an die Zwischenwalze 32 angelegte
Vorspannung Vm auf 2000 V Gleichspannung eingestellt wird, wenn
ein Entwicklungsvorgang erfolgt, wird der Toner 44 während einer
Zeitperiode Tl2, während der Vt < Vm gilt, von der
Zwischenwalze 32 an die Entwicklungswalze 33 übertragen.
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Während einer
Periode Tl1, während der Vt > Vm gilt, wird der
Toner 44 von der Entwicklungswalze 33 an die Zwischenwalze 32 zurückgewonnen.
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Das
heißt,
dass beim Ausführen
einer Entwicklung während
der Periode Tl2, während der die Vorspannung Vt
an der Entwicklungswalze 33 nicht höher als 200 V ist, der Toner
von der Zwischenwalze 32 an die Entwicklungswalze 33 übertragen
wird. Während
der Periode Tl1, während der Vt höher als 200
V ist, wird der Toner 44 von der Entwicklungswalze 33 zur
Zwischenwalze 32 zurückgewonnen.
Da die Periode Tl2 länger als die Periode Tl1 ist, wird eine Tonerschichtübertragung
zur Entwicklungswalze 33 erzielt.
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Durch
Umschalten der an die Zwischenwalze 32 angelegten Vorspannung
Vm auf eine Gleichspannung von –200
V, wenn keine Entwicklung ausgeführt
wird, während
einer Periode Tl'2, während
der die Vorspannung Vt an der Entwicklungswalze 33 nicht
höher als –200 V ist,
wird der Toner 44 von der Zwischenwalze 32 an
die Entwicklungswalze 33 übertragen. Während einer
Periode Tl'1, während
der Vt höher
als –200
V ist, wird der Toner 44 von der Entwicklungswalze 33 an
die Zwischenwalze 32 zurückgewonnen. Da die Periode
Tl2 kürzer
als die Periode Tl'1 ist, wird eine Tonerrückgewinnung von der Entwicklungswalze 33 erzielt.
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Durch
eine solche Ausgestaltung, dass die Potenzialdifferenz (Vtmax – Vm1) zwischen
dem Maximalwert Vtmax der Wechsel-Vorspannung Vt und der Gleich-Vorspannung Vm1,
kann die Tonerübertragungs-
oder Rückgewinnungsperiode
Tl1 oder Tl2 variiert
werden, um die Dicke der auf der Entwicklungswalze 33 ausgebildeten
Tonerschicht zu variieren. Auf diese Weise ist es möglich, die
Tonerdichte oder andere Entwicklungsbedingungen zu kontrollieren.
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Betreffend
die Beziehung zwischen der fotoempfindlichen Trommel 9 und
der Entwicklungswalze 33 kann durch Einstellen der zentralen
Vorspannung Vbias (d.h. der überlagerten
Gleichspannungskomponente), wie sie an die Entwicklungswalze 33 angelegt
wird, in solcher Weise, dass sie über dem oberflächenpotenzial
V1 (20 V) der fotoempfindlichen Trommel 9 und unter dem
Lade-oder Hintergrund)potenzialpegel
Vo (300 bis 350 V) liegt, dafür
gesorgt werden, dass der Toner zur Entwicklung von der Entwicklungswalze 33 zur
fotoempfindlichen Trommel 9 überspringt.
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In
diesem Fall ist, da nur positiv geladener Toner mit hoher Dichte
auf der Entwicklungswalze 33 transportiert wird, eine gleichmäßige Entwicklung selbst
dann möglich,
wenn die zentrale Vorspannung Vbias zum Oberflächenpotenzial V1 (z.B. ungefähr 80 V)
hin niedriger gemacht ist. So ist es möglich, die Entwicklung bei
einem niedrigen elektrischen Feld zu erhalten und zwischen Vbias
und Vo eine hohe Potenzialdifferenz (elektrisches Feld zur Schleierbeseitigung)
einzustellen, um Tonerschleier perfekt aus den Hintergrundbereichen
zu beseitigen.
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Nun
wird ein elektrofotografischer Vollfarbendrucker mit der obigen
Entwicklungsvorrichtung beschrieben.
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Die 5 ist
eine schematische Ansicht, die den elektrofotografischen Vollfarbendrucker
zeigt, bei dem die Erfindung angewandt ist. Der Drucker verfügt über ein
optisches Scansystem 60 vom optischen Zweistrahl-Scantyp
mit optischen Signalen, die verschiedenen Farbtonerbildern entsprechen.
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Zwei
modulierte Lichtstrahlen von einer Lichtquelle (nicht dargestellt)
werden durch ein optisches Scansystem 60 mit Polygonspiegeln 61,
Linsensystemen 63 usw. auf jeweilige Bildträger 9,
d.h. fotoempfindlichen Trommeln 9a und 9b fokussiert, um
auf diesen latente Bilder zu erzeugen. Jede der fotoempfindlichen
Trommeln 9a und 9b ist mit einer Ladeeinheit 27,
um sie zu laden, und einer Reinigungsklinge 28 zur Entfernung
von Resttoner von ihr versehen.
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Die
fotoempfindlichen Trommeln 9a und 9b stehen an
ihrer Übertragungsposition
mit einem sich drehenden, lagenförmigen
Zwischenübertragungsband 26 in
Kontakt, das durch rückseitige Übertragungswalzen 50 gegen
sie gedrückt
wird. Das lagenförmige
Zwischenübertragungsband 26 ist
ein Endlosband aus Polycarbonat, Polyimid, Polyether-Etherketon
oder einem ähnlichen
Material mit einer Dicke von ungefähr 150 μm und einem spezifischen Volumenwiderstand
in einem mittleren Bereich von 1010 bis
1014 Ω·cm. Die
Bezugszahl 12 kennzeichnet eine Reinigungseinheit zum Entfernen
von Resttoner vom lagenförmigen
Zwischenübertragungsband 26,
und die Bezugszahl 13 kennzeichnet einen Resttoner-Rückgewinnungsbehälter.
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Die
Umfangsabmessung des ladenförmigen Zwischenübertragungsbands
ist im Wesentlichen so eingestellt, dass sie der Maximallänge der Übertragungslage
entspricht oder größer ist.
Während
einer Umdrehung des lagenförmigen
Zwischenübertragungsbands 26 werden
Magentatoner von der fotoempfindlichen Trommel 9A sowie
gelber Toner von der fotoempfindlichen Trommel 9B miteinander überlagert über jeweilige Übertragungswalzen 50 übertragen.
Während
der nächsten
Umdrehung des lagenförmigen
Zwischenübertragungsbands 26 werden schwarzer
Toner von der fotoempfindlichen Trommel 9A und Cyantoner
von der fotoempfindlichen Trommel 9B einander überlagert übertragen.
Auf diese Weise werden die vier verschiedenen Farbtoner in Überlagerung
aufeinander auf dem lagenförmigen Zwischenübertragungsband 26 transportiert.
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Genauer
gesagt, sind Entwicklungseinheiten 10A und 10B für schwarzen
und gelben Toner um die fotoempfindliche Trommel 9A herum,
und Entwicklungseinheiten 10B und 10D für magenta
und cyan-gelben Toner sind um die fotoempfindliche Trommel 9B herum
vorhanden. Jede der Entwicklungseinheiten 10A und 10D führt abwechselnd
eine Entwicklung und keine Entwicklung dadurch aus, dass die an die
Entwicklungswalze 33 und die Zwischenwalze 32 für jede Umdrehung
des lagenförmigen
Zwischenübertragungsbands 26 angelegten
Vorspannungen gesteuert werden.
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Die
Entwicklungswalzen 33 der Entwicklungseinheiten 10A bis 10D sind
um die zugehörige fotoempfindliche
Trommel 9A und 9B ohne Kontakt zu dieser, sondern
mit einem kleinen Zwischenraum, angeordnet.
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Die
bei dieser Ausführungsform
verwendeten Toner sind unmagnetische Toner mit hohem spezifischem
Widerstand mit einem mittleren Durchmesser von 5 bis 20 μm. Die auf
der Entwicklungswalze 33 transportierte Tonerschicht wird
durch die Steuerung der Vorspannung so ausgebildet, dass sie das 1,5-bis
2,5-fache der zur fotoempfindlichen Trommel übertragenen Tonermenge ausmacht.
Der Absolutwert des mittleren Ladungspegels des Toners wird auf
5 bis 20 μQ/mg
eingestellt.
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Der
verwendete Toner liegt an der Oberfläche magnetischer Teilchen,
mit einer Silikonbeschichtung auf einem Ferritkern mit einer Laminatbeschichtung
aus polymerisiertem Polyethylen, und mit einem spezifischen Volumenwiderstand
von 107 bis 1012 Ω·cm. Vorzugsweise
wird ein Gemisch aus einem Träger
mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 1010 Ω·cm oder
weniger und einem Träger mit
einem spezifischen Volumenwiderstand von 1012 Ω·cm oder
mehr verwendet. Genauer gesagt, ist vorzugsweise der Träger mit
einem spezifischen Volumenwiderstand von 1012 Ω·cm oder
mehr mit 10 Gewichts-% oder mehr, spezieller mit 10 bis 40 Gewichts-%,
enthalten.
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Wie
es in der 1 dargestellt ist, verfügt die in
der Zwischenwalze 32 untergebrachte Verbund-Magnetwalze über einen
Hauptpol (d.h. N-Pol) auf ihrer Entwicklungspositionsseite, jedoch
kann sie über
zwei Hauptpole (N-Pole)
an einer Position verfügen,
die am nächsten
an der Entwicklungswalze 33 und der Zwischenwalze 32 zwischen
diesen zwei Hauptpolen (N-Polen) liegt, und obwohl der Hauptpol einzeln
oder doppelt vorliegen kann, verfügt die Zwischenwalze 32 über den
mindestens einen Hauptpol (mindestens einen N-Pol) innerhalb eines
Winkels von 6° auf
der stromaufwärtigen
Seite und eines Winkels von 12° auf
der stromabwärtigen
Seite ausgehend vom Punkt, der der Entwicklungswalze 33 am nächsten liegt.
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Geeigneterweise
ist der Träger
ein polymerisierter Träger
mit dispergierten magnetischen Teilchen mit einem mittleren Durchmesser
von 70 μm oder
mehr, und die maximale Hauptpol-Magnetkraft beträgt 650 Gauss oder mehr.
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Auch
verfügt
die Entwicklungswalze 33 geeigneterweise über einen
Durchmesser von ⌀ 10
bis 6 mm, die an die Zwischenwalze 32 angelegte Vorspannung
ist eine Sinuswelle oder eine Rechteckwelle mit ACpp = 2,4 bis 1,2
kV und ACHz = 2,5 bis 1,5 kHz, und der Entwicklungsspalt zwischen
der fotoempfindlichen Trommel 9 und der Entwicklungswalze 33 beträgt 0,3 bis
0,2 mm.
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Der
Spalt zwischen der Entwicklungswalze 33 und der Zwischenwalze 32 ist
auf 0,85 mm eingestellt, und der Spalt zwischen der Zwischenwalze 32 und
dem Begrenzungselement 29 ist auf 0,90 mm eingestellt.
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Auch
ist geeigneterweise ein zerkleinerter Toner mit einem mittleren
Durchmesser von ungefähr 7
Mikrometer und unter Verwendung eines Polyesterharzes als Hauptbindemittel
zum laminatbeschichteten Träger
mit einem Verhältnis
von 95:5 ± 2
zugesetzt, und die Umfangsgeschwindigkeit der Zwischenwalze 32 ist
auf das 2- bis 5-fache, vorzugsweise das 2,5- bis 3-fache, der Umfangsgeschwindigkeit der
Entwicklungswalze 33 eingestellt.
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Wenn
die vier verschiedenen Farbtoner miteinander überlagert auf das lagenförmige Zwischenübertragungsband 26 übertragen
wurden, wird ein in einer Blattkassette 14 untergebrachtes Übertragungsblatt
durch eine Blattzuführrolle 15 ausgegeben,
um entlang Blattzuführpfaden 16 und 17 geleitet zu
werden und zu einem Einlass benachbart zu einer Stopprolle 18 gebracht
zu werden. Nach der überlagernden Übertragung
der vier verschiedenen Farben wird die Stopprolle 18 mit
einer zeitlich abgemessenen Beziehung zum vorderen Bildende gedreht,
um das Übertragungsblatt
an eine Übertragungsposition zwischen
dem lagenförmigen
Zwischenübertragungsband 26 und
einer zweiten Übertragungswalze 19 zu
bringen und für
eine Übertragung
des Vierfarben-Tonerbilds
auf das Übertragungsblatt
zu sorgen. Das Übertragungsblatt
mit dem auf es übertragenen Übertragungsbild
vor der Fixierung wird auf einem Förderband 21 einer
Fördereinheit 20 zu
einer Fixiereinheit 22 transportiert.
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In
der Fixiereinheit 22 wird das Tonerbild in einem Klemmzustand
zwischen einer Fixierwalze 23 und einer Andruckwalze 24 durch
Wärme fixiert,
und dann wird das Übertragungsblatt
durch eine Ausgaberolle 25 nach außen ausgegeben.
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Nun
wird die Entwicklungsvorrichtung 10 beschrieben, wie sie
in den obigen elektrofotografischen Drucker eingebaut ist.
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Wie
es in der 3 dargestellt ist, verfügt die Entwicklungsvorrichtung 10 über ein
rechteckiges Gehäuse,
das über
eine der fotoempfindlichen Trommel 9 zugewandte Öffnung verfügt und einen
Tonerbehälter 46 auf
der der Öffnung
abgewandten Seite aufnimmt. Der Toner 44 der einschlägigen Farbe
wird an den Tonerbehälter 46 geliefert.
Das Gehäuse nimmt
auch einen Träger/Toner-Mischer 31 auf,
und ein darunter vorhandener Tonersensor 49 erfasst das Träger/Toner-Verhältnis. Wenn
das erfasste Träger/Toner-Verhältnis kleiner
als ein vorbestimmtes Verhältnis
wird, wird eine Tonernachfüllwalze 39 gedreht,
um seitens des Mischers 31 Toner nachzufüllen, um
so das Träger/Toner-Verhältnis konstant
zu halten.
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Träger und
Toner werden durch den Mischer 31 geeignet gemischt. Dabei
wird der Träger 43 positiv
geladen, und der Toner 44 wird negativ geladen.
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Benachbart
zum Mischer 31 ist eine Zwischenwalze 32 vorhanden,
die eine Magnetwalze 32B aufnimmt. Am Außenumfang
der Zwischenwalze 32 ist ein Regulierelement 39 zum
Regulieren der Dicke des Trägers 43,
an den der Toner 44 elektrostatisch angezogen wird, vorhanden.
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Wegen
der in der Zwischenwalze 32 aufgenommenen Magnetwalze 32B bildet
der Träger 43 mit
regulierter Dicke auf der Oberfläche
der Zwischenwalze 32 eine Magnetbürste aus.
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Über eine
Spannungsumschaltschaltung 36A können eine Gleichspannungsversorgung (DCm1) 34 zum
Ausführen
einer Entwicklung sowie eine Gleichspannungsversorgung (auf DCm2) 35 zum
Ausführen
keiner Entwicklung schaltend mit der Zwischenwalze 32 verbunden
werden.
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Das
heißt,
dass die Spannungsumschaltschaltung 36A die Gleichspannungsversorgung (DCm1) 34,
d.h. 200 V, und die Gleichspannungsversorgung (DCm2) 35,
d.h. –200
V, umschaltet, wenn eine Entwicklung bzw. keine Entwicklung ausgeführt wird.
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An
eine der Zwischenwalze 32 unter Einhaltung eines vorbestimmten
Abstands zugewandte Entwicklungswalze 33 wird als Vorspannung
eine Spannung einer Wechselspannungsquelle 39 mit überlagerter
Gleichspannung (DCt) 37 (d.h. normale Entwicklungs-Vorspannung)
angelegt.
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Wenn
eine Entwicklung mit angeschlossener Gleichspannungsversorgung (DCm1) 34 erfolgt,
wird Toner 44 von der Zwischenwalze 32 an die
Entwicklungswalze 33 zum Ausbilden einer dünnen Tonerschicht
unter Ausnutzung der Potenzialdifferenz der Vorspannung übertragen.
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Wenn
keine Entwicklung ausgeführt
wird, während
die Gleichspannungsversorgung (DCm2) 35 angeschlossen ist,
wird Toner 44 zur Rückgewinnung
dadurch von der Entwicklungswalze 33 an die Zwischenwalze 32 übertragen,
dass die Potenzialdifferenz der Vorspannung genutzt wird.
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Die
Entwicklungswalze 33 ist der fotoempfindlichen Trommel 9 unter
Einhaltung eines kleinen Abstands zugewandt, und sie ist mit höherer Umfangsgeschwindigkeit
als derjenigen der fotoempfindlichen Trommel 9 drehbar.
Die angelegte normale Entwicklungs-Vorspannung bewirkt, dass Toner
an die Nicht-Latentbildbereiche (V1) der fotoempfindlichen Trommel 9A angezogen
wird. Auf diese Weise wird eine vorbestimmte Entwicklung erzielt.
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Wie
oben beschrieben, besteht geeigneterweise die an die Entwicklungswalze 33 angelegte normale
Entwicklungs-Vorspannung Vt aus einer Gleichspannung von 20 bis
80 V und einer Wechselspannung ACpp von 2,4 bis 1,2 kV, wobei die
Frequenz ACHz der Wechselspannung 2,5 bis 1,5 kHz beträgt, und
der Entwicklungsspalt beträgt
0,3 bis 0,2 mm.
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Die
an die Entwicklungswalze angelegte Vorspannung Vt muss nicht sinusförmig sein,
sondern sie kann ein Impulszug mit variabler Amplitude sein.
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Die
Einstellung der Entwicklungsbedingungen einschließlich der
Tonerdichte kann durch Einstellen der an die Zwischenwalze 32 angelegten
Vorspannung (DCm1) 34 oder durch Einstellen der an die
Entwicklungswalze 33 angelegten Vorspannung Vt erfolgen.
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Wie
es in der 4 dargestellt ist, kann die Spannungsdifferenz
(Vtmax – Vm1)
zwischen dem Maximalwert Vtmax der normalen Entwicklungs-Vorspannung
und der vorläufigen
Entwicklungs-Vorspannung Vm1 durch Variieren von Vtmax variiert werden.
Dies kann durch Variieren des Spitze-Spitze-Werts der Vt liefernden
Wechselspannungsquelle oder durch Variieren der der Wechselspannungsquelle überlagerten
Versorgungs-Gleichspannung DCt erfolgen.
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Die
Spannungsdifferenz (Vtmax – Vm1)
zwischen dem Minimalwert Vtmin der normalen Entwicklungs-Vorspannung
und der vorläufigen
Entwicklungs-Vorspannung Vm1 kann durch Variieren von Vtmin variiert
werden. Dies kann durch Variieren des Spitze-Spitze-Werts der Vt
liefernden Wechselspannungsquelle oder durch Variieren der der Wechselspannungsquelle überlagerten
Versorgungs-Gleichspannung DCt erfolgen.
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Durch
Variieren der Spannungsdifferenz (Vtmax – Vm1) oder (Vtmin – Vm1) kann
die Tonerübertragungs-
oder Rückgewinnungsperiode
Tl1 oder Tl2, wie
sie in der 4 dargestellt ist, variiert
werden, um die Dicke der auf der Entwicklungswalze 33 ausgebildeten
Tonerschicht zu variieren. Auf diese Weise ist es möglich, die
Entwicklungsbedingungen der Entwicklungseinheit zu steuern.
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So
wird bei dieser Ausführungsform
nur die dünne
Tonerschicht von der Zwischenwalze 32 an die Entwicklerbehälter 33 übertragen
und es wird kein Träger
zur Entwicklungswalze 33 geleitet. Außerdem wird Toner um Tonerfehlbereiche
auf der fotoempfindlichen Trommel 9A nach der Entwicklung
durch die Magnetbürste
abgeschabt, und von der Zwischenwalze 32 wird immer frischer
Toner übertragen. Darüber hinaus
wird Toner mit Ladungsgedächtnis zur
Zwischenwalze 32 hin rückgewonnen,
wodurch für
das Verschwinden eines Tonergedächtnisbilds
um die Tonerfehlbereiche herum gesorgt wird, damit nicht erneut
ein Bild erzeugt wird. So ist es möglich, Geisterbilder zu beseitigen
und Bilder zu erzeugen, die scharf sind und über hervorragenden Kontrast verfügen.
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Die 6 zeigt
den Schaltungsaufbau der Ausführungsform
der Erfindung mit dem oben beschriebenen mechanischen Aufbau.
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Eine
CU (Steuereinheit) 40 ist so aufgebaut, dass sie Signale
von einem Startschalter 80 zum Starten eines Druckvorgangs
im oben beschriebenen elektrofotografischen Vollfarbendrucker, einem
Unterbrechungsschalter 81 zum Unterbrechen des Druckvorgangs
und einem Spannungsschalter 45 empfangen kann.
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Die
CPU 40 liefert Ausgangssignale zum Steuern von Motoren
(M1) 83A, (M2) 83B, (M3) 83C und (M4) 83D zum
Ansteuern der Entwicklungswalzen 33, der Magnetwalzen 32,
der Mischer 31 und der Tonernachfüllwalze 39 in den
Entwicklungseinheiten 10A bis 10D entsprechend
Erfassungssignalen von den Tonersensoren 49.
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Spannungsumschaltschaltungen 36A bis 36D können gleich-Vorspannungsversorgungen 34 und 35 entsprechend
Befehlen von der CU 40 für jede Umdrehung des Zwischenübertragungs-Trommelbands 26 schalten.
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Die
Spannung der gleich-Vorspannungsversorgung 34 ist entsprechend
einem Befehl von der CU 40 zur Tondichtesteuerung variabel.
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Die
Spannungsumschaltschaltungen 36A bis 36D liefern
Erfassungsspannungen an eine Entwicklungseinheit-Spannungserfassungsschaltung 50,
die die Ausgangsspannungen der Spannungsumschaltschaltungen 36A bis 36D unter
Steuerung durch die CPU 40 überwacht.
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Die
CU 40 liefert ferner ein Ausgangssignal zum Steuern einer
Motorsteuerschaltung zum Steuern eines Motors (M5) 12,
der das Lagenförmige
Zwischenübertragungsband 26 und
die fotoempfindlichentrommeln 9A und 9B antreibt.
Mit dem Motor 12 ist eine Drehzahl-Erfassungseinrichtung 41 verbunden,
die durch das Startsignal und das Unterbrechungssignal rückgesetzt
wird und die Drehzahl des Motors erfasst.
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Mit
der CU 40 ist ein Polygonspiegelmotor (M6) 38 verbunden,
der den Polygonspiegel antreibt. Mit dem Ausgangsanschluss des Motors 38 ist
eine weitere Drehzahl-Erfassungseinrichtung 42 verbunden,
die durch das Startsignal und das Unterbrechungssignal rückgesetzt
wird und die Drehzahl des Motors 38 erfasst.
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Nun
wird der Betrieb der Ausführungsform mit
dem obigen Aufbau detailliert beschrieben.
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Wenn
der Startschalter 80 geschlossen wird, gibt die CU 40 Ausgangssignale
aus, um für
eine Drehung der Motoren M1 bis M5 zu sorgen, um eine Drehung der
verschiedenen Mechanismen in den Entwicklungseinheiten zu bewirken,
und um auch die Drehzahl-Erfassungseinrichtungen 41 zum
Erfassen der Drehzahlen der fotoempfindlichen Trommeln 9A und
des lagenförmigen
Zwischenübertragungsbands 26 zu
erfassen, wodurch sich die fotoempfindlichen Trommeln 9A und
das lagenförmige
Zwischenübertragungsband 26 zu
drehen beginnen.
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Die
Spannungsumschaltschaltung 26A prüft, ob die Gleichspannungsversorgung 34 (200
V, d.h. der Pegel beim Ausführen
einer Entwicklung) mit den Entwicklungseinheiten 10A und 10C verbunden
ist, und ob die Gleichspannungsversorgung 35 (–20 V, d.h.
der Pegel ohne Ausführen
einer Entwicklung) mit den Entwicklungseinheiten 10B und 10D verbunden ist.
In den Entwicklungseinheiten 10A und 10C, mit denen
die Vorspannung des Pegels beim Ausführen einer Entwicklung verbunden
ist, wird Toner für
die Entwicklung von der Zwischenwalze 32 an die Entwicklungswalze 33 übertragen.
In den Entwicklungseinheiten 10B und 10D, an der
die Vorspannung des Pegels ohne Ausführen einer Entwicklung anliegt, wird
Toner von der Entwicklungswalze 33 zur Zwischenwalze 32 rückgewonnen.
In diesem Fall erfolgt keine Entwicklung.
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Die
CU0 steuert den Polygonspiegelmotor (M4) 38 an, und sie
bewirkt, dass Lichtbilder, die magenta und gelben Tonerbildern entsprechen,
auf die entsprechenden fotoempfindlichen Trommeln 9 fokussiert
werden.
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Resttoner
wird durch die Reinigungsklingen 28A von den fotoempfindlichen
Trommeln 9A entfernt, und dann werden diese durch die Ladeeinheiten 27A geladen.
Auf den geladenen fotoempfindlichen Trommeln 9A werden
durch das optische System 60 elektrostatische, latente
Bilder, die magenta und gelb entsprechen, erzeugt, und die Entwicklungseinheiten 10A und 10C führen eine
Entwicklung aus, um die Tonerbilder in magenta und gelb zu erzeugen.
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Das
auf der fotoempfindlichen Trommel 9A erzeugte magenta Tonerbild
wird durch die Zwischenwalze auf das lagenförmige Zwischenübertragungsband 26 übertragen,
und dann wird das auf der fotoempfindlichen Trommel 9B erzeugte
gelbe Tonerbild in Überlagerung
mit dem magenta Tonerbild auf das lagenförmige Zwischenübertragungsband 26 übertragen.
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Nach
der Übertragung
des magenta und des gelben Tonerbilds für ein Übertragungsblatt auf das lagenförmige Zwischenübertragungsband 26 gibt
die CU 40 ein Ausgangssignal an die Spannungsumschaltschaltung 36A aus,
um die an die Zwischenwalzen 32 in den Entwicklungseinheiten 10A und 10C gelegte
Vorspannung auf den Pegel (–200
V) ohne Ausführen
einer Entwicklung umzuschalten und die an die Zwischenwalzen 32 in
den Entwicklungseinheiten 10B und 10D auf den
Pegel (200 V) beim Ausführen
einer Entwicklung umzuschalten. Dann führt die fotoempfindlichen Trommel 9B eine
Entwicklung zum Erzeugen von Tonerbildern entsprechend cyan und
schwarz aus. Diese Tonerbilder in Cyan und Schwarz werden in Überlagerung
auf den zuvor übertragenen
Tonerbildern entsprechend Cyan und Gelb auf das lagenförmige Zwischenübertragungsband 26 übertragen.
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Wenn
die vier verschiedenen Farbtonerbilder auf das lagenförmige Zwischenübertragungsband 26 übertragen
sind, wird ein in der Blattkassette 14 untergebrachtes Übertragungsblatt
durch die Blattzuführrolle
ausgegeben und entlang den Blattzuführpfaden 16 und 17 zum
Einlass benachbart zur Stopprolle 18 transportiert. Nachdem
die vier verschiedenen Farbtonerbilder übertragen wurden, wird die
Stopprolle 18 in zeitliche bemessener Beziehung zum vorderen
Bildende gedreht, um das Übertragungsblatt
zur Übertragungsposition
zwischen dem lagenförmigen
Zwischenübertragungsband 26 und der
zwei ten Übertragungswalze 19 zu
bringen, und das vierfarbige Tonerbild wird auf das Übertragungsblatt übertragen.
Das Übertragungsblatt
mit dem auf es übertragenen
Tonerbild vor dem Fixieren wird auf dem Förderband 21 der Fördereinheit 20 zur
Fixiereinheit 22 transportiert.
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In
der Fixiereinheit 22 wird das Tonerbild im Klemmzustand
zwischen der Fixierwalze 23 und der Andrückwalze 24 durch
Wärme fixiert.
Dann wird das Übertragungsblatt
durch die Ausgaberolle 25 nach außen ausgegeben.
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Wie
vorstehend beschrieben, werden gemäß der Erfindung der Zweikomponenten-Entwicklungsprozess
und der Einkomponenten-Entwicklungsprozess effektiv kombiniert,
um im Fall des Verwendens sogar eines hoch transparenten, unmagnetischen Toners,
den Transport einer Tonerschicht hoher Dichte auf der Entwicklungswalze
zu ermöglichen,
und um auch eine ausreichende Tonerdichte bei der Entwicklung eines
vollständig
schwarzen Bilds, bei fotografischer Entwicklung, bei Vollfarbenentwicklung oder
in ähnlichen
Fällen
zu gewährleisten,
in denen Toner an der gesamten Übertragungsblattfläche anhaftet.
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Die
Erfindung ist, durch effektives Kombinieren des Zweikomponenten-Magnetbürste-Entwicklungsprozesses
und des Einkomponente-Überspring-Entwicklungsprozesses,
bei einem elektrofotografischen Farbgerät anwendbar, das über mehrere Entwicklungseinheiten
verfügt,
die für
eine fotoempfindliche Trommel vorhanden sind, an der in einem vorigen
Schritt verschiedene Farbtoner zum Anhaften gebracht wurden.
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Gemäß der Erfindung
ist es ferner möglich, eine
Tonerdichtesteuerung oder andere Steuerungsvorgänge für Entwicklungsbedingungen durch
eine einfache Vorspannungssteuerung zu erzielen.
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Darüber hinaus
ist es gemäß der Erfindung möglich, eine
ein-aus-Steuerung der Tonerzufuhr zu einem Bildträger ohne
Entwicklungsspalt-Distanzänderung
oder eine ähnliche
mechanische Steuerung, sondern durch eine einfache Vorspannungssteuerung,
zu ermöglichen.