DE69012442T2

DE69012442T2 - Farbbilderzeugungsgerät.

Info

Publication number: DE69012442T2
Application number: DE69012442T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Fukuchi; Satoshi Haneda; Shinji Matsuo; Shizuo Morita
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2010-06-19
Also published as: US5063411A; EP0403314A2; EP0403314B1; EP0403314A3; DE69012442D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Farbbilderzeugungsgerät, bei dem ein Tonerbild auf einem bandförmigen Photorezeptor nach der elektrophotographischen Methode erzeugt und das Bild auf ein Übertragungspapier übertragen wird, um ein Farbbild zu erhalten.
Bislang sind zahlreiche elektrophotographische Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung eines Farbbilds vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist in der JP-OS (Japanese Patent Publication Open to Public Inspection) 100770/1986 das folgende Verfahren zur Erzeugung oder Gewinnung einer Farbkopie offenbart: Ein Latentbild wird auf einer Photorezeptortrommel erzeugt und entwickelt, wobei die Zahl der Latentbilderzeugungsoperationen der Zahl der getrennten Farben entspricht; beim jedesmaligen Entwickeln des Latentbilds wird dieses zur Erzeugung eines Mehrfarb(en)bilds auf eine übertragungstrommel übertragen; und das Mehrfarbbild wird von der Übertragungstrommel auf ein Aufzeichnungspapier übertragen. Bei diesem Verfahren muß eine Übertragungstrommel vorgesehen sein, deren Umfangsfläche weit (groß) genug ist, um ein auf dem Photorezeptor befindliches Bild übertragen zu können. Infolgedessen ist die Vorrichtung groß und kompliziert.
In der JP-OS 149972/1986 ist beispielsweise das folgende Verfahren offenbart: Ein Latentbild wird auf einer Photorezeptortrommel erzeugt und entwickelt, wobei die Zahl der Bilderzeugungsschritte der Zahl der einzelnen Farben eines Vorlagenbilds entspricht; beim jedesmaligen Erzeugen des Latentbilds wird das Bild auf ein Übertragungspapier übertragen, um ein Mehrfarbbild zu erhalten. Bei diesem Verfahren ist es schwierig, Mehrfarbbilder mit genauer Überlagerung (Deckung) zu erhalten, so daß eine Farbkopie hoher Güte nicht herstellbar ist.
Es ist ein Verfahren bekannt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Latentbilderzeugung und -entwicklung mit Hilfe von Farbtoner wiederholt auf einem Photorezeptor durchgeführt werden, so daß die Farbtonerbilder einander überlagert werden können, und das Farbtonerbild zur Gewinnung eines Farbbilds auf ein Übertragungspapier übertragen wird. Der grundsätzliche Prozeß des oben angegebenen Mehrfarbbilderzeugungsverfahrens ist in den JP-OSen 75850/1985, 76766/1985, 95456/1985, 95458/1985 und 158475/1985, d.h. in durch die Erfinder vorliegender Erfindung eingereichten Anmeldungen, offenbart.
Bei dieser Art eines Mehrfarbbilderzeugungsgeräts, bei dem ein Farbbild durch Überlagerung erhalten werden kann, sind mehrere, jeweils verschiedenen Farbtoner enthaltende Entwicklungseinheiten um die Umfangsfläche einer Photorezeptortrommel herum angeordnet, wobei letztere mehrmals gedreht wird, damit das Latentbild auf dem Photorezeptor entwickelt werden kann.
Als Bilderzeugungskörper sind ein flexibler bandförmiger Bilderzeugungskörper, auf den (dem) das Photoleitermaterial aufgetragen oder vorgesehen ist, sowie eine Photorezeptortrommel, auf welche das Photoleitermaterial aufgestrichen oder aufgedampft ist, vorgeschlagen worden. Ein flexibler bandförmiger Bilderzeugungskörper, der im folgenden als Photorezeptorband bezeichnet ist, ist zwischen einer Antriebs- und einer Umlenkrolle gespannt. Bei Einsatz des Photorezeptorbands in einem Farbbilderzeugungsgerät wird somit der Raum wirksam genutzt, so daß das Gerät kompakt sein kann. Auch wenn Antriebs- und Umlenkrolle einen kleinen Durchmesser besitzen, kann das Photorezeptorband zügig oder gleichmäßig laufen. Wenn somit eine Rolle kleinen Durchmessers im Bandabschnitt des Geräts eingesetzt ist, können Übertragungspapiere im Bereich der Rolle kleinen Durchmessers einwandfrei vom Band getrennt werden, so daß Papiertrennfehler vermieden werden.
Bei einem Farbbilderzeugungsgerät unter Verwendung des Photorezeptorbands sind die Bilderzeugungseinrichtungen, wie Auflade-, Bildbelichtungs- und Entwicklungseinrichtung(en) mit einer Anzahl von Entwicklungseinheiten um das Photorezeptorband herum angeordnet. Die Bilderzeugungseinrichtungen sind dem Photorezeptorband unter Aufrechterhaltung eines konstanten Spalts dazu zugewandt.
Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Spalts (oder auch Zwischenraums) zwischen dem Photorezeptorband und den Bilderzeugungseinrichtungen kann als Abstützung eine Stützrolle verwendet werden, so daß das Photorezeptorband in seinem den Bilderzeugungseinrichtungen zugewandten Bereich abgestützt sein kann. Bei Verwendung der Stützrolle im Gerät müssen aber Stützrollen in einer Zahl entsprechend der Zahl der Bilderzeugungseinrichtungen vorgesehen werden. Wenn zahlreiche Stützrollen im Gerät vorgesehen sind, ist es schwierig, diese parallel zur Antriebs- oder Umlenkrolle, zwischen denen das Photorezeptorband gespannt ist, zu halten. In der JP-OS 34576/1982 ist ein Gerät vorgeschlagen, bei dem das Photorezeptorband durch ein Führungs- oder Leitelement unterstützt ist, so daß das Band inß das B Gegenüberstellung zu den Bilderzeugungseinrichtungen stehen kann. Es ist allerdings schwierig, den Spalt zwischen dem Photorezeptorband und den Bilderzeugungseinrichtungen aufrechtzuerhalten. Bei dem in der JP-OS 102677/1985 offenbarten Gerät kommt das Leitelement über eine große Fläche mit dem Photorezeptorband in Berührung. Wenn die Berührungsfläche zwischen dem Band und dem Leitelement groß ist, ist jedoch die Belastung erhöht, und es tritt Schlupf zwischen der Antriebsrolle oder auch Treibrolle und dem Photorezeptorband auf.
Die EP-A1-0044919 offenbart auch einen Kopierer mit einem durch gekrümmte Flächen abgestützten Photoleiterband.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Farbbilderzeugungsgeräts, bei dem das Photorezeptorband angetrieben werden kann, ohne einer großen Belastung unterworfen zu sein, während der Spalt (Zwischenraum) zwischen den Bilderzeugungseinrichtungen bzw. -einheiten und dem Band genau aufrechterhalten werden kann, so daß ein Farbbild einer hohen Güte erzielbar ist.
Gegenstand dieser Erfindung ist ein Farbbilderzeugungsgerät mit einem um zwei drehbare Rollen herum verlaufenden Photorezeptorband, einer zwischen den Rollen angeordneten Führungseinrichtung zum Führen des Bands und dem Band zugewandt angeordneten Bilderzeugungseinheiten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Führungseinrichtung eine gekrümmte Fläche aufweist, über welche das Band an den Bilderzeugungseinheiten gleitet, und daß die gekrümmte Fläche eine Anzahl von den Bilderzeugungseinheiten gegenüberstehenden Teilen aufweist und zwischen diesen Teilen ausgespart oder konkav ist, so daß das Band nur diese Teile kontaktiert. Diese Teile können zwischen ausgeschnittenen oder ausgesparten Abschnitten, in denen die Bilderzeugungseinheiten dem Band nicht zugewandt sind, angeordnet sein.
Wahlweise kann die Führungseinrichtung kleine Erhebungen eines kleinen Krümmungsradius am Führungselement zum Tragen oder Führen des Bands aufweisen.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden, lediglich beispielhaften Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht des Farbbilderzeugungsgeräts gemäß dieser Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild (oder -diagramm) zur Darstellung des Bilderzeugungssystems beim erfindungsgemäßen Gerät,
Fig. 3-A bis 3-C Schnittansichten der Hauptteile des erfindungsgemäßen Geräts,
Fig. 4 eine Schnittansicht der Entwicklungseinheit,
Fig. 5-A und 5-B Schnittansichten des ausgesparten Abschnitts des Führungselements,
Fig. 6 und 7 Schnittansichten des Farbbilderzeugungsgeräts gemäß einem anderen Beispiel dieser Erfindung und
Fig. 8-a bis 8-e Schnittansichten der gekrümmten erhabenen oder vorspringenden Abschnitte, die an den Führungselementen des Bilderzeugungsgeräts gemäß Fig. 7 vorgesehen sind.
Ein Beispiel des Farbbilderzeugungsgeräts gemäß dieser Erfindung ist in den Fig. 1, 2, 3-A, 3-B, 3-C und 4 dargestellt.
Die Ziffer 1 steht für ein flexibles Photorezeptorband, das zwischen der Rolle 2 und der Rolle 3 gespannt ist und das durch die Rolle 2 im Uhrzeigersinn angetrieben wird.
Die Ziffer 4 steht für ein Leit- bzw. Führungselement, das am Geräteaufbau vorgesehen ist und innenseitig am Photorezeptorband 1 anliegt. Das Photorezeptorband 1 ist durch die Spannrolle 5 so gespannt, daß seine Innenfläche mit dem Führungselement 4 in Berührung gelangt.
Dementsprechend kann die Lagenbeziehung zwischen der Außenfläche oder -seite des Photorezeptorbands l und der Oberfläche der Führung 4 stets konstant gehalten werden, so daß an der Oberfläche des Photorezeptorbands 1 eine Bilderzeugungsfläche stabil bzw. zuverlässig geformt ist.
Mit der Ziffer 6 ist eine Scorotron-Aufladeeinheit bezeichnet. Die Ziffer 7 steht für eine Lasereinschreibeinheit als Belichtungseinheit. Die Ziffern 8, 9, 10 und 11 stehen für mehrere Entwicklungseinheiten, welche Entwicklermittel bzw. Entwickler spezifischer Farben enthalten. Diese Bilderzeugungseinrichtungen oder -einheiten sind in dem Bereich vorgesehen, in welchem das Photorezeptorband 1 mit dem Führungselement 4 in Berührung gelangt.
Anstelle der in der Zeichnung dargestellten optischen Einheit kann eine optische Einheit, in welcher eine lichtemittierende Einheit und eine Faserlinsenanordnung vorgesehen sind, für die Einschreibeinheit 7 benutzt werden.
Die Entwicklungseinheiten 8, 9, 10 und 11 enthalten beispielsweise die Entwickler der Farben Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz. Die Entwicklungseinheiten umfassen Entwicklungshülsen 8A, 9A, 10A bzw. 11A, die unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Spalts zwischen den Hülsen und dem Photorezeptorband 1 angeordnet sind. Durch die Entwicklung nach der Methode der berührungsfreien Entwicklung wird ein Latentbild auf dem Photorezeptorband in ein sichtbares Bild umgewandelt. Die berührungsfreie Entwicklungsmethode bietet den Vorteil, daß - im Vergleich zur Kontaktentwicklungsmethode - die Bewegung des Photorezeptorbands nicht behindert wird.
Die Ziffer 12 steht für eine Übertragungseinheit, die Ziffer 13 für eine Reinigungseinheit. Die Klinge 13A und die Tonertransportrolle 13B der Reinigungseinheit 13 werden bei einer Bilderzeugung von der Oberfläche des Photorezeptorbands 1 auf Abstand gehalten und kommen nur bei Durchführung der Reinigung mit der Oberfläche des Photorezeptorbands 1 in Berührung.
Der Prozeß der Farbbilderzeugung mittels des beschriebenen Farbbilderzeugungsgeräts ist nachstehend erläutert.
Bei diesem Beispiel findet eine Mehrfarbbilderzeugung nach Maßgabe des in Fig. 2 gezeigten Bilderzeugungssystems statt. Die von dem Bilddateneingabeteil (A), in welchem das Vorlagenbild mittels Abtastung auf ein Bildabnahmeelement fokussiert wird, gewonnenen oder erhaltenen Daten werden zur Bildung von Bilddaten durch den Bilddatenverarbeitungsteil (B) verarbeitet. Die Bilddaten werden einmal (zunächst) im Bildspeicher (C) abgespeichert. Sodann werden die Bilddaten aus dem Bildspeicher (C) herausgenommen und dem Aufzeichnungsteil (D), z.B. dem in Fig. 1 dargestellten Farbbilderzeugungsgerät eingegeben.
Insbesondere findet eine Bilderzeugung wie folgt statt: Ein Farbbildsignal wird von einem anderen, vom Bilderzeugungsgerät gemäß Fig. 1 verschiedenen Bildauslesegerät ausgegeben und der erwähnten Lasereinschreibeinheit 7 eingespeist. In der Lasereinschreibeinheit 7 fällt der durch die (nicht dargestellte) Laserdiode erzeugte Laserstrahl auf den durch den Antriebsmotor 7A in Drehung versetzten Polygonspiegel 7B, wobei der Strahlengang des Laserstrahls nach dem Durchgang durch eine fθ-Linse 7C durch die Spiegel 7D und 7E gefaltet bzw. umgelenkt wird. Der Laserstrahl fällt auf die Oberfläche des Photorezeptorbands, dem im voraus durch die Aufladeeinheit 6 ein elektrisches Potential aufgeprägt worden ist. Infolgedessen wird auf der Oberfläche des Photorezeptorbands eine Einschreiblinie (written line) erzeugt.
Bei Einleitung der optischen Abtastung wird andererseits der Strahl durch den Indexsensor erfaßt oder detektiert, und es wird eine Strahlmodulation für das erste Farbsignal eingeleitet. Der modulierte Strahl tastet die Oberfläche des Photorezeptorbands 1 ab. Infolgedessen wird auf der Oberfläche des Photorezeptorbands 1 durch die Hauptabtastung und die Unterabtastung das Latentbild entsprechend der ersten Farbe erzeugt, wobei die Hauptabtastung durch den Laserstrahl selbst erfolgt, während die Unterabtastung durch Bewegung des Photorezeptorbands 1 geschieht. Dieses Latentbild wird durch die mit dem gelben (Y) Toner geladene Entwicklungseinheit 8 zur Erzeugung eines Tonerbilds auf der Bandoberfläche entwickelt. Das auf dem Photorezeptorband erhaltene Tonerbild läuft unter der Reinigungseinheit 13 hindurch, die von der Oberfläche des Photorezeptors 1 getrennt ist, worauf das Gerät auf den nächsten Kopierprozeß übergeht.
Das Photorezeptorband 1 wird durch die Aufladeeinheit 6 erneut aufgeladen. Sodann wird das zweite, von der Signalverarbeitungseinheit ausgegebene Farbsignal in die Lasereinschreibeinheit 7 eingespeist, und das zweite Farbbild wird auf die Bandoberfläche aufgeschrieben bzw. auf dieser aufgezeichnet, um auf die gleiche Weise wie im Fall des ersten Farbsignals ein Latentbild zu erzeugen. Dieses Latentbild wird durch die mit dem Toner der zweiten Farbe, d.h. Magenta (M), geladene Entwicklungseinheit 9 entwickelt. Das Tonerbild der Farbe Magenta (M) wird unter Überlagerung auf dem oben angegebenen Tonerbild der Farbe Gelb (Y), das auf der Bandoberfläche verblieben ist, erzeugt.
Die Ziffer 10 steht für eine Entwicklungseinheit, die mit Toner der Farbe Cyan (C) geladen ist und die das Tonerbild der Farbe Cyan (C) auf der Bandoberfläche nach Maßgabe des von der Signalverarbeitungseinheit ausgegebenen Steuersignals entwickelt.
Die Ziffer 11 steht ferner für eine mit schwarzem Toner geladene Entwicklungseinheit, die ein schwarzes Tonerbild auf der Bandoberfläche erzeugt, wobei das schwarze Tonerbild den Bildern der anderen Farben überlagert wird. Den Hülsen der Entwicklungseinheiten 8, 9, 10 und 11 wird/werden eine Gleichspannung und/oder eine wechselstromvorgespannte Gleichspannung aufgeprägt, so daß die Tonerüberspringentwicklung bei der Zweikomponentenentwicklung durchgeführt werden kann, wobei das Tonerbild auf dem Photorezeptorband 1, das geerdet ist bzw. an Masse liegt, entwickelt wird, ohne mit dem Entwickler auf der Hülsenoberfläche in Berührung zu gelangen. In diesem Fall kann zur Durchführung der berührungsfreien Entwicklung der Einkomponentenentwickler benutzt werden. Das auf beschriebene Weise auf der Oberfläche des Photorezeptorbands erzeugte Tonerbild wird an der Übertragungsstation, welcher das Übertragungspapier von der Papiervorratskassette l4 über die Papierzuführführung 15 zugeliefert worden ist, auf ein Übertragungspapier übertragen.
Genauer gesagt das oberste Übertragungspapier der in der Papiervorratskassette 14 gestapelten Übertragungspapiere wird durch die Papierzuführ- bzw. -einziehrolle 16 transportiert. Das Übertragungspapier wird durch die Zeitsteuerrolle 17' synchron mit der Bewegung des auf dem Photorezeptorband 1 erzeugten Bilds zur Übertragungseinheit 12 transportiert.
Nach der Bildübertragung auf das Übertragungspapier wird dieses stabil bzw. zuverlässig von der Oberfläche des Photorezeptorbands 1 getrennt, dessen Laufrichtung sich um die Umfangsfläche der genannten Rolle 2 herum scharf bzw. schlagartig ändert. Hierauf wird das übertragene Bild durch die Fixierrolle 18' fixiert, und das Papier wird durch die Austragrolle 19' auf das Austrag- oder Ausgabefach 20 ausgetragen. Vorzugsweise wird das Übertragungspapier durch den Entladungsstab 12A, der gemäß Fig. 6 oder 7 in der Nähe der Entladungseinheit 12 angeordnet ist, elektrisch entladen.
Nach der Übertragung des Bilds auf das Papier läuft das Photorezeptorband weiter, wobei der auf ihm befindliche Resttoner an der Reinigungseinheit 13 entfernt wird, bei welcher die Reinigungsklinge 13A und die Tonertransportrolle 13B unter Druck mit der Bandoberfläche in Berührung gelangen. Nach der Entfernung des Resttoners von der Bandoberfläche werden die Klinge 13A und die Tonertransportrolle 13B von der Bandoberfläche getrennt, so daß ein neuer Bilderzeugungsprozeß eingeleitet werden kann.
Fig. 3 veranschaulicht die Lagenbeziehung zwischen den Bilderzeugungseinheiten und dem Photorezeptorband 1. Dabei sind Fig. 3-A ein Schnitt durch die Aufladeeinrichtung oder -einheit längs der Linie A-A in Fig. 1 und Fig. 3-B ein Schnitt durch die Entwicklungseinheit längs der Linie B-B in Fig. 1. Fig. 3-C ist eine Schnittansicht der von der Laserdioden- Belichtungseinheit verschiedenen Bildbelichtungseinheit, welche das optische System mit der Faserlinsenanordnung ist.
In Fig. 3-A stehen die Ziffer 6A für eine Rückplatte der Aufladeeinheit 6 und die Ziffern 6B für Elektrodenblöcke, die an beiden Seiten der Rückplatte 6A angeordnet sind. Das Symbol W1 steht für einen Elektrodendraht, der zwischen den genannten Elektrodenblöcken 6B gespannt ist. Das Symbol W2 steht für ein Gitter.
Die Vorsprünge oder Erhebungen 6C mit einer vorgeschriebenen Höhe sind materialeinheitlich an den Elektrodenblöcken 6B vorgesehen bzw. angeformt und erfüllen die Funktion von Abstandstücken. Die Aufladeeinheit 6 ist durch ein Federelement, z.B. eine Blattfeder 6D, so beaufschlagt oder vorbelastet, daß die Erhebungen 6C außerhalb der Photorezeptorbandkante 1 mit dem Führungselement 4 in Berührung gelangen können.
Der Elektrodendraht W1 und das Gitter W2 können somit so angeordnet sein, daß der Spalt (bzw. Abstand oder Zwischenraum) zwischen dem Draht und der Oberfläche des Photorezeptorbands bzw. der Spalt zwischen dem Gitter und der Oberfläche des Photorezeptorbands konstant bleiben kann. Als Ergebnis kann die Aufladeeinheit 6 den Photorezeptor stabil bzw. zuverlässig oder gleichmäßig auf ein vorbestimmtes elektrisches Potential aufladen.
In Fig. 3-B steht die Ziffer 9A für eine Entwicklungshülse der Entwicklungseinheit 9. Die Ziffern 9B stehen für Abstand(halte)rollen, die drehbar auf der Welle 9C der Entwicklungshülsen 9A vorgesehen sind.
Der Außendurchmesser der Abstandrollen 9B ist geringfügig größer als der der Entwicklungshülse 9A, so daß der Spalt entsprechend dem Entwicklungsspalt zwischen der Umfangsfläche der Entwicklungshülse 9A und der Außenfläche des Photorezeptorbands 1 gebildet sein kann.
Die Oberfläche der Entwicklungshülse 9A und die Außenfläche des Photorezeptorbands 1 legen auf diese Weise einen konstanten Entwicklungsspalt (0,3 - 1 mm) fest, der für die berührungsfreie Entwicklung ausreichend oder zweckmäßig ist.
Die Entwicklungseinheit 9 kann demzufolge stets zur Durchführung einer einwandfreien Entwicklung betrieben werden. Das gleiche gilt für die Entwicklungseinheiten 8, 10 und 11. Jede eingebaute Abstandrolle wird durch an sich bekannte Federmittel mit Druck an das Führungselement 4 angepreßt.
Aufbau und Funktion jeder Entwicklungseinheit sind nachstehend unter Heranziehung der Entwicklungseinheit 9 als Beispiel beschrieben.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Entwicklungseinheit 9. Die Ziffer 9A steht für eine Entwicklungshülse, in welcher eine magnetische Rolle oder Magnetrolle angeordnet ist. Durch die Abstandrollen 9B wird ein vorbestimmter Spalt (Abstand) zwischen der Oberfläche der Entwicklungshülse 9A und der Außenfläche des Photorezeptorbands 1 aufrechterhalten, wobei die Abstandrollen 9B und die Entwicklungshülle 9A auf der gleichen Welle sitzen und die Oberseite der Entwicklungshülse 9A gleichsinnig mit dem Photorezeptorband 1 rotiert. Für die Entwicklungseinheit kann entweder die feststehende Magnetrolle oder die rotierende Magnetrolle vorgesehen werden. Die Ziffer 19A steht für ein eine dünne Entwicklerschicht bildendes Element, das steif und magnetisch ist und mit einem vorbestimmten Druck mit der Entwicklungshülse 9A in Berührung gelangt, wenn um die Umfangsfläche der Entwicklungshülse 9A herum kein Entwickler vorhanden ist. Die Ziffern 19B und 19C stehen für zwei Förderschnecken, die zum Fördern und Umwälzen des Entwicklers gegenläuf ig zueinander rotieren. Die Aufgaben der Förderschnecken 19B und 19C bestehen darin, den Toner und Träger ausreichend umzuwälzen und das Gemisch aus Toner und Träger (Entwickler) zur Entwicklungshülse 9A zu fördern.
Die erwähnten Entwickler-Förderschnecken 19B und 19C rotieren gegenläufig und fungieren sowohl als Transport- oder Förderelement als auch als Umwälzelement. Der Toner und der Träger, die durch die Förderschnecke 19B zur Rückseite der Darstellung (Zeichnungsebene) gefördert werden, werden zur Förderschnecke l9C überführt und durch diese zur Seite der Zeichnungsebene gefördert. Bei der Förderung von Toner und Träger werden diese miteinander vermischt und in einen gleichmäßigen Entwickler überführt, der durch triboelektrische Aufladung aufgeladen wird. Eine Schicht des Entwicklers wird an die Umfangsfläche der Entwicklungshülse 9A angetragen.
Die an der Umfangsfläche der Entwicklungshülse 9A anhaf tende dünne Entwicklerschicht entwickelt das Latentbild auf dem im Entwicklungsbereich im Uhrzeigersinn umlaufenden Photorezeptorband 1, wobei der erwähnte Entwicklungsspalt aufrechterhalten und die berührungsfreie Entwicklung durchgeführt wird.
Neben dem Vorspannungspotential der Gleichspannungskomponente wird der Entwicklungshülse 9A von einer nicht dargestellten Stromquelle her eine mit einer Wechselspannung überlagerte Gleichspannung (A.C. biased D.C.) aufgeprägt. Infolgedessen wird nur der Toner selektiv zum Überspringen von der Oberfläche der Entwicklungshülse 9A auf die Latentbildoberfläche des Photorezeptorbands und zum Anhaften an der Photorezeptoroberfläche gebracht.
Das Trägerverhältnis im Entwickler wird hoch, weil die Tonerkomponente im Entwickler verbraucht worden ist. Der Entwickler wird durch die Entwicklungshülse 9 transportiert und durch den Abstreifer 19D abgestreift, um gesammelt zu werden. Daraufhin wird der Entwickler mit dem ein hohes Tonerverhältnis (einen hohen Toneranteil) aufweisenden Entwickler vermischt.
Die Ziffer 17 in Fig. 3-C steht für eine Bildbelichtungseinheit, die aus dem optischen System besteht, welches die Faserlinsenanordnung 17A und die lichtemittierende Einheit 17B, z.B. eine Leuchtdiode (LED), integriert enthält. Die lichtemittierende Einheit oder Lichtemissionseinheit 17B und die Erhebungen 17C sind materialeinheitlich geformt, wobei die Erhebungen 17C auf beiden Seiten des Gehäuses angeordnet sind und die für Abstandstücke bzw. Abstandhalter erforderliche vorbestimmte Höhe aufweisen.
Das optische System 17 ist durch das Federmittel, z.B. eine Blattfeder, auf die gleiche Weise wie die Aufladeeinheit 6 vorbelastet oder angedrückt, so daß die Erhebungen 17C außerhalb des Rands des Photorezeptorbands 1 mit Druck mit dem Führungselement 4 in Berührung gelangen können.
Infolgedessen kann der Abstand zwischen dem optischen System 17 und dem Photorezeptorband 1 stets konstant gehalten
werden, so daß auf der Oberfläche des Photorezeptorbands das Bild präzise erzeugt werden kann.
Da die Bilderzeugungseinheit mit dem Photorezeptorband 1 nicht in Berührung gelangt, wird die Bilderzeugungseinheit durch die beim Antrieb des Photorezeptorbands 1 erzeugte Schwingung nicht beeinflußt.
Da das Photorezeptorband 1 mit der Bilderzeugungseinheit nicht in Berührung gelangt, erfährt es keinen Verschleiß. Aus dem gleichen Grund ist der Reibungswiderstand gering, und das Photorezeptorband ist leicht zu betreiben bzw. anzutreiben.
Weiterhin bietet das erfindungsgemäße Gerät den folgenden Vorteil: Die Transportleistung des Photorezeptorbands 1 kann aufgrund des Reibungswiderstands infolge der Schleifbewegung zwischen dem Photorezeptorband 1 und dem Führungselement 4 im Betrieb des Bands verringert sein. Erfindungsgemäß kann dagegen der Reibungswiderstand deutlich reduziert sein, und das Photorezeptorband 1 kann eine ausreichende Transportleistung aufweisen, weil die Berührung zwischen dem Photorezeptorband 1 und dem Führungselement 4 in dem Bereich vermieden ist, in welchem das Photorezeptorband 1 der Aufladeeinheit 6, dem optischen System 7 und den Entwicklungshülsen der Entwicklungseinheiten nicht gegenübersteht oder zugewandt ist, wobei die zurückgeschnittenen (ausgesparten) Abschnitte 4A an bzw. in der Oberfläche des Führungselements 4 in dem Bereich ausgebildet sind, in welchem die Führungsfläche der Aufladeeinheit 6, dem optischen System 17 und den Entwicklungshülsen nicht zugewandt ist, so daß die Berührung zwischen der Oberfläche des Photorezeptorbands und der Oberfläche des Führungselements vermieden werden kann.
Da das erfindungsgemäße Gerät die beschriebene Ausgestaltung besitzt, können Schlupf und Verzerrung eines Bilds, durch den Schlupf des Photorezeptorbands 1 verursacht, vermieden werden.
Vorzugsweise sind gemäß Fig. 1 die ausgesparten Abschnitte an der Führungsfläche zwischen den Entwicklungseinheiten vorgesehen. Bei der erfindungsgemäß angewandten berührungsfreien Entwicklung ist die effektive Oberfläche zum Photorezeptorband 1 klein. Infolgedessen kann am Führungselement 4 ein weiter oder breiter ausgesparter Abschnitt vorgesehen sein. Die Breite des Führungselements 4 in dem Bereich, in welchem dieses der Entwicklungseinheit zugewandt ist, kann 5 bis 30 mm betragen, was für den vorgesehenen Zweck nötig ist. Wenn die Breite zu klein ist, kann die erforderliche Entwicklungsbreite nicht erzielt werden; wenn die Breite zu groß ist, erhöht sich der Reibungswiderstand des Photorezeptorbands 1 unter Verringerung seiner Transportleistung bzw. seines Transportwirkungsgrads. Zweckmäßig können die ausgesparten Abschnitte auch an der Führungsfläche zwischen der Aufladeeinheit und der Belichtungsposition sowie zwischen letzterer und der Entwicklungseinheit vorgesehen sein.
Gemäß den Fig. 3-A bis 3-C sind an der Innenfläche des Photorezeptorbands 1 zwei Führungsschienen 1A vorgesehen, welche in Führungsnuten 4B im Führungselement 4 eingreifen.
Die Fig. 5-A und 5-B veranschaulichen die Lagenbeziehung zwischen dem Photorezeptorband 1 und dem ausgesparten Abschnitt 4A in dem Bereich, in welchem das Photorezeptorband 1 der bzw. den Bilderzeugungseinheit oder -einheiten nicht zugewandt ist. Diese Schnittansichten sind dabei aus der gleichen Richtung wie die Fig. 3-A bis 3-C genommen. Fig. 5-A veranschaulicht den Fall, in welchem der ausgesparte Abschnitt des Führungselements in dem Bereich geformt ist, der innenseitig der Führungsschienen 1A liegt. Fig. 5-B veranschaulicht den Fall, in welchem der ausgesparte Abschnitt des Führungselements in dem Bereich sowohl innenseitig als auch außenseitig der Führungsschienen 1A geformt ist. Da das Gerät die oben beschriebene Ausgestaltung aufweist, können die Transportleistung (conveyance efficiency) des Photorezeptorbands erhöht und das Mäandern (snaking) des Bands, das beim Transport auftreten kann, vermieden sein.
Gemäß dieser Erfindung, wie beansprucht, kann ein Farbbilderzeugungsgerät mit einem flexiblen Photorezeptorband bereitgestellt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Photorezeptorband unter Reduzierung des Reibungswiderstands mit stabiler bzw. gleichbleibender Geschwindigkeit laufen kann, so daß demzufolge ein eine hohe Güte besitzendes Farbbild guter Deckung und ohne Verformung bzw. Verzerrung erhalten werden kann; außerdem kann das Gerät kompakt ausgebildet sein.
Im folgenden ist ein Beispiel eines Farbbilderzeugungsgeräts erläutert, bei welchem die Bilderzeugungseinheit dem Photorezeptorband mit einem präzisen Spalt gegenübersteht, so daß ein ausgezeichnetes Bild erzielbar ist.
Gemäß Fig. 6, die ein Farbbilderzeugungsgerät veranschaulicht, ist das Führungselement 4 wie folgt ausgestaltet: Das Führungselement 4 mit dem Krümmungsradius R weist Vorsprünge oder Erhebungen mit der Konvexfläche 4A daran auf, wobei die konvexen Abschnitte 4A an der Rückseite des Photorezeptorbands 1 anliegen. Die Rückseite des Photorezeptorbands 1 ist verschiebbar über die Oberfläche des Konvexabschnitts 4A des Führungselements 4 so geführt, daß die lichtempfindliche Oberfläche des Photorezeptorbands 1 in einer vorbestimmten Position gesetzt sein und das Band bei seiner Laufbewegung ständig in dieser Position gehalten werden kann.
Wie beschrieben, ist der konvexe Abschnitt 4A eine glatt oder sanft geformte Konvexfläche mit einem Krümmungsradius r. Wenn somit das Photorezeptorband 1 gleitend über die Konvexabschnitte 4A geführt wird, ist sein Reibungswiderstand gering, wobei das Photorezeptorband 1 gleichmäßig mit dem Konvexabschnitt 4A in Berührung steht. Das Photorezeptorband 1 kann daher gleichmäßig mit stabiler Geschwindigkeit betrieben werden.
Wenn der Krümmungsradius R des Führungselements 4 groß ist, entspricht der konvexe Abschnitt nahezu einer planen oder ebenen Fläche. Die einzelnen Entwicklungseinheiten können demzufolge in einer Linie parallel zueinander angeordnet sein. Dabei kann jede Entwicklungseinheit den gleichen Aufbau besitzen, was bezüglich der Kostensenkung für das Gerät unter Vereinfachung des Aufbaus ziemlich vorteilhaft ist. Die einzelnen Entwicklungseinheiten können nicht nur parallel, sondern auch auf der Linie des Krümmungsradius R angeordnet sein. Beim Einbau jeder Entwicklungseinheit in das Gerät ist erstere daher geringfügig geneigt, doch ist diese Neigung sehr klein. Der Vor-teil der Benutzung der Entwicklungseinheit (Entwicklungseinheiten) gleicher Ausgestaltung ist daher auch in diesem Fall erzielbar. Wenn jedoch der Konvexabschnitt des Führungselements einen großen Krümmungsradius besitzt, ergibt sich das Problem, daß der Berührungsdruck bzw. Andruck des Photorezeptorbands 1 gegen den Konvexabschnitt 4A klein ist und das Photorezeptorband 1 daher von der Oberfläche des Konvexabschnitts 4A abheben kann. Zur Lösung dieses Problems kann gemäß Fig. 6 der Krümmungsradius Rs von mindestens einem Ende des Führungselements 4 kleiner eingestellt sein als der oben erwähnte Krümmungsradius R, so daß der Andruck des Photorezeptorbands 1 gegen den Konvexabschnitt 4A erhöht sein kann.
In der praktischen Realisierung des Geräts betragen der effektive Krümmungsradius R 200 bis 2000 mm und der effektive Krümmungsradius Rs 50 bis 200 mm. Wenn R und Rs zweckmäßig festgelegt sind, muß die Ungleichung R > Rs erfüllt sein, damit die Stabilität des Transports (Antriebs) des Photorezeptorbands 1 gewährleistet sein kann.
Wenn der Krümmungsradius R des Mittelbereichs des Führungselements 4 groß und der Krümmungsradius Rs an den beiden Seitenabschnitten des Führungselements 4 klein eingestellt sind, kann das Photorezeptorband einschließlich des Führungselements kompakt ausgebildet sein, und zwar im Vergleich zum Photorezeptorband mit dem Führungselement, das den gleichen (gleichbleibenden) Krümmungsradius R aufweist, wobei der Mittelbereich des Führungselements und seine beiden Seitenabschnitte einen gemeinsamen (gleichen) Krümmungsradius R besitzen. Wenn der Krümmungsradius der beiden Seitenabschnitte des Führungselements von dem seines Mittelbereichs verschieden ist, verlagern sich die Positionen von Aufladeeinheit 6 und Reinigungseinheit 13 aufwärts.
Das Führungselement 4 kann als Behälter benutzt werden, in den der gesammelte Abfalltoner eingebracht wird. Dabei wird im Gerät ein hohles Führungselement vorgesehen, das den Aufbau eines luftdichten Gefäßes besitzt. Wenn der Endabschnitt des Führungselements 4 einen kleineren Krümmungsradius Rs als sein Mittelbereich aufweist, können die Reinigungseinheit und das Abfalltonersammelgefäß nahe beieinander angeordnet sein, so daß der Abfalltoner in vorteilhafter Weise leicht bzw. einfach gesammelt werden kann.
Im folgenden ist anhand von Fig. 7 ein Beispiel eines Farbbilderzeugungsgeräts erläutert.
Bei diesem Beispiel ist der Krümmungsradius R des Führungselements 4, auf dem das Photorezeptorband 1 gleitend geführt ist, vergleichsweise groß. Außerdem sind die den Bilderzeugungseinheiten zugewandten Abschnitte des Führungselements 4 aus einer Anzahl von Vorsprüngen oder Erhebungen mit Konvexflächen 4A geformt, die einen kleineren Krümmungsradius r als der angegebene Krümmungsradius R besitzen.
Die erwähnten Konvexabschnitte 4A sind in sechs Positionen vorgesehen: Sie bilden die Abschnitte oder Bereiche des Führungselements, welche den Entwicklungshülsen 8A, 9A, 10A, 11A, der Aufladeeinheit 6 und der Belichtungseinheit der optischen Einheit 7 gegenüberstehen. Zwischen den Konvexflächen 4A ist eine von diesen etwas zurückversetzte Oberfläche vorgesehen.
Das Photorezeptorband 1 kommt somit mit der Oberseite jeder Konvexfläche 4A in Berührung. Infolgedessen kann der Berührungsdruck bzw. Andruck zwischen dem Photorezeptorband und dem Führungselement konstant gehalten werden, wobei das Photorezeptorband 1 stabil bzw. zuverlässig mit dem Führungselement 4 in Berührung bringbar ist.
Die den einzelnen Bilderzeugungseinheiten zugewandte lichtempfindliche Fläche des Photorezeptorbands 1 kann infolgedessen stets in einer vorbestimmten Position angeordnet sein, und das Photorezeptorband 1 kann infolge des verringerten Reibungswiderstands gleichmäßig mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit betrieben werden.
Ein von den Erfindern durchgeführter Versuch hat gezeigt, daß der Krümmungsradius r des genannten Konvexabschnitts 4A mindestens 10 bis 100 mm und der Krümmungsradius R der Transport- bzw. Führungsfläche des Führungselements 4 200 bis 2000 mm betragen sollten. Wenn der Krümmungsradius r kleiner ist als 10 mm, ist die Oberfläche des Photorezeptorbands 1 für die Erzeugung eines Bilds nicht ausreichend flach. Aus diesem Grund kann die für die Bilderzeugungseinheiten nötige Breite des Photorezeptorbands im Entwicklungsbereich und im Aufladebereich nicht gewährleistet werden. Wenn andererseits der Krümmungsradius r mehr als 100 mm beträgt, ist die Photorezeptorbandoberfläche ausreichend flach. Die Spannung des Photorezeptorbands ist dabei allerdings nicht ausreichend, so daß das Band zu einer Trennung von der Oberfläche des Führungselements neigt. Für den Krümmungsradius R gilt: wenn R kleiner ist als 200 mm, ist das Photorezeptorband nicht ausreichend flach, wobei es schwierig wird, die Bilderzeugungseinheiten parallel zueinander anzuordnen. Wenn R größer ist als 52000 mm, ist die Spannung des Photorezeptorbands nicht groß genug, so daß das Band dazu neigt, sich von der Oberfläche des Führungselements zu trennen.
Vorzugsweise werden Führungselement 4 und Konvexabschnitt 4A durch Gießen oder Strangpressen materialeinheitlich miteinander geformt. Es ist möglich, die Konvexabschnitte 4A an einer flachen Platte (einem flachen Blech) mittels der Platten- bzw. Blechpreßtechnik zu formen und die Platte (das Blech) so zu krümmen, daß die (das) gekrümmte Platte (Blech) den Krümmungsradius R besitzt.
Fig. 8 veranschaulicht in Schnittansichten das Führungselement 4 mit einem konvexen Abschnitt oder Konvexabschnitt. Fig. 8-a (8(A)) veranschaulicht das Führungselement 4 mit den Konvexabschnitten 4A, welche durch Gießen oder Strangpressen materialeinheitlich miteinander geformt sind. Fig. 8-b (8(B)) veranschaulicht das Führungselement 4 des Krümmungsradius R mit den Konvexabschnitten 4A des Krümmungsradius r; diese Einheiten sind nach der Platten- bzw. Blechpreßtechnik geformt. Fig. 8-c (8(C)) veranschaulicht das Führungselement 4 des Krümmungsradius R, an welchem die Konvexabschnitte 4A eines Krümmungsradius r vorgesehen sind. Die Fig. 8-d und 8-e (8(D) und (8(E)) sind Schnittansichten des Hauptabschnitts des Führungselements, bei dem die Konvexabschnitte 4B und 4B' aus einem vom Material des Führungselements 4 verschiedenen Werkstoff geformt sind; das Führungselement 4 kann dabei entweder mittels der Blechpreßtechnik aus Metallblech oder durch Gießen aus Kunststoff hergestellt sein. Die Konvexabschnitte 4B und 4B' können entweder durch Ziehen aus Metall oder durch Gießen (bzw. sonstiges Formen) aus Kunststoff hergestellt sein. Die Konvexabschnitte 4B und 4B' sind in das Führungselement 4 eingelassen, wobei zu ihrer Befestigung am Führungselement 4 ein Klebmittel aufgetragen worden ist.
Wie im oben beschriebenen Beispiel erläutert, kann ein kompakt gebautes Farbbilderzeugungsgerät bereitgestellt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein flexibles Photorezeptorband zur Verwendung in einem Bilderzeugungsgerät genau in einer vorbestimmten Position oder Lage angeordnet sein kann, so daß das Photorezeptorband mit einer stabilen Geschwindigkeit betreibbar oder antreibbar ist, wobei dementsprechend die Wirksamkeit jeder Bilderzeugungseinheit vollständig zum Tragen kommt und in jedem Fall ein Farbbild hoher Güte erzielt bzw. gewährleistet werden kann.

Claims

1. Farbbilderzeugungsgerät mit einem um zwei drehbare Rollen (2, 3) herum verlaufenden Photorezeptorband (1), einer zwischen den Rollen angeordneten Führungseinrichtung (4) zum Führen des Bands (1) und dem Band (1) zugewandt angeordneten Bilderzeugungseinheiten (6-11), dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (4) eine gekrümmte Fläche aufweist, über welche das Band an den Bilderzeugungseinheiten (6-11) gleitet, und daß die gekrümmte Fläche eine Anzahl von den Bilderzeugungsein heiten gegenüberstehenden Teilen (4A) aufweist und zwischen diesen Teilen (4A) ausgespart oder konkav ist, so daß das Band (1) nur diese Teile (4A) kontaktiert.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die mehreren Teile (4A) auf einer Linie gleicher Krümmung liegen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Teile (4A) Erhebungen an der Führungseinrichtung (4) sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, wobei die Führungsein richtung (4) gekrümmt ist und die Erhebungen einen kleineren Krümmungsradius als die gekrümmte Fläche der Führungs einrichtung aufweisen.

5. Gerät nach Anspruch 1, wobei die gekrümmte Fläche einen einzigen Krümmungsradius aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 1, wobei die gekrümmte Fläche am einen Ende einen kleineren Krümmungsradius als am anderen (Ende) aufweist.

7. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bilderzeugungseinheiten (6-11) jeweils einem der Teile (4A) der Führungseinrichtung (4) zugewandt montiert sind.

8. Gerät nach Anspruch 7, wobei die Bilderzeugungseinheiten (6-11) Abstandhalternittel (6C, 9B, 17C) zur Halterung der Bilderzeugungseinheiten (6-11), so daß diese den Teilen der Führungseinrichtung (4) mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen zugewandt sind, aufweisen.

9. Gerät nach Anspruch 8, wobei die Abstandhaltemittel (9B) auf jeder Seite des Photorezeptorbands (1) vorgesehene Tragelemente (9B) umfassen, welche Tragelemente (9B) zum Positionieren der Bilderzeugungseinheiten an jeder Seite des Bands (1) mit der Führungseinrichtung (4) in Berührung stehen.

10. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die der gekrümmten Fläche zugewandten Bilderzeugungseinheiten eine Aufladeeinheit (6) und eine Belichtungseinheit (7) umfassen, wobei die Aufladeeinheit (6) ebenfalls der gekrümmten Fläche zugewandt ist.

11. Gerät nach Anspruch 10, wobei das Photorezeptorband (1) und die Aufladeeinheit (6) als herausnehmbare Kassette ausgebildet ist.

12. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehrere parallel angeordnete, dem Photorezeptorband (1) zugewandte Entwicklungseinheiten (8-11) vorgesehen sind.