DE68919865T2 - Bilderzeugungsgerät. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät mit einer Anzahl von Entwicklungsvorrichtungen, insbesondere ein Bilderzeugungsgerät mit verbesserten Einrichtungen zum Steuern oder kegeln der Menge (im folgenden als "Tonerantragmenge" bezeichnet) von aus jeder Entwicklungsvorrichtung an ein Latentbild auf einem Bildempfangselement oder -träger angetragenem Toner.
• Bei dem dem Stand der Technik entsprechenden Bilderzeugungsgerät mit mehreren Entwicklungsvorrichtungen wird die Tonerantragmenge durch Änderung der Entwicklungsvorspannung einer jeden Entwicklungsvorrichtung geregelt. Insbesondere wird die Entwicklungsvorspannung erhöht, wenn die Tonerantragmenge erhöht werden soll, und verringert, wenn die Tonerantragmenge vermindert werden soll.
• Die Farbwiedergabe eines Farbbilds bestimmt sich in Abhängigkeit von der Tonerantragmenge an einem lichtempfindlichen Element und der Entwicklungsreihenfolge. Insbesondere dann, wenn auf dem lichtempfindlichen Element durch Umkehrentwicklung eine (Bild-)Überlagerung realisiert werden soll, müssen alle die verschiedenen Einschränkungen oder Erfordernisse für die Entwicklung, wie Bildschleier, Auflösung und Dichte berücksichtigt werden. Speziell bei der Zweikomponentenentwicklung muß auch die Bedingung der Trägerantragung erfüllt sein.
• Wenn eine Vollfarbwiedergabe durch Überlagerung der Toner realisiert werden soll, ist zudem die Regelung der Entwicklungsvorspannung, um diesen Erfordernissen (restrictions) zu genügen, besonders schwierig.
• Die Tonerantragmengen-Regeleinrichtung des herkömmlichen Bilderzeugungsgeräts, wie oben angegeben, ist mit den folgenden Problemen behaftet: Wenn insbesondere die Entwicklungsvorspannung im Hinblick auf eine Erhöhung der Tonerantragmenge einen bestimmten Pegel übersteigt, wird der Träger von dem erzeugten Bild abgefangen (caught), wodurch die Bild(ober)fläche rauh wird, oder es wird (unter Verschleierung des Bilds durch Toner) zuviel Toner an das Bild angetragen und damit der Teil des Bilds verschmutzt, der eigentlich weiß sein sollte, oder es verringert sich die Auflösung. Ein anderes Problem im Vollfarbbildfall besteht in einer Einengung des Farbwiedergabebereichs.
• In Fig. 4 ist die an eine zweite Schicht angetragene Tonermenge gegen die an einer ersten Schicht aufgetragen. Im vierten Quadranten ist die Potentialänderung gegen die Tonerantragmenge an der ersten Schicht aufgetragen, wenn der Toner (d.h. der an der ersten Schicht), welcher der Aufladung, Belichtung, Entwicklung unterworfen und damit an das lichtempfindliche Element angetragen oder angelagert worden ist, weiterhin der Wiederaufladung und Wiederbelichtung unterworfen wird. Der Potentialabfall nach Fig. 4 zeigt die Differenz zwischen dem Aufladepotential und dem Oberflächenpotential am wiederbelichteten Bereich an. Im dritten Quadranten ist der Potentialabfall gegen das Entwicklungspotential (d.h. die Differenz zwischen der Gleichspannung der Entwicklungsvorspannung und dem Oberflächenpotential des wiederbelichteten Bereichs) angegeben. Der zweite Quadrant gibt die Tonerantragmenge an der zweiten Schicht gegen das (in Abhängigkeit von dem) Oberflächenpotential an. Diese aufgetragene Beziehung ergibt eine Kennlinie für die Bestimmung der Tonerantragmenge an der zweiten Schicht für den Fall, daß die beiden Toner auf dem lichtempfindlichen Element einander überlagert werden.
• Beim Vollfarbbild ist die Tonerantragmenge ein wichtiger Parameter für die Bestimmung des Farbwiedergabebereichs.
• Zum Regeln, d.h. Einstellen der Tonerantragmenge reicht es aus, die Kennlinie des zweiten Quadranten zu ändern. Das Potential am wiederbelichteten Bereich, d.h. der Parameter zum Bestimmen des Entwicklungspotentials, bestimmt sich jedoch durch die Ladungsmenge des Toners o.dgl.. Andererseits unterliegt auch die Gleichspannung der Entwicklungsvorspannung einer praktisch bestimmten Bedingung, um Tonerschleier, Trägerabfangen und Minderung der Auflösung zu vermeiden. Für die Einstellung der Tonerantragmenge unter diesen Gegebenheiten muß ein anderer Parameter ermittelt werden.
• Für die Einstellung der Tonerantragmenge werden der Farbwiedergabebereich und die monochromatische Bilddichte (vgl. Fig. 3) benötigt. Vorzugsweise wird daher die Bilddichte über einem vorbestimmten Pegel oder Wert benutzt. Dies ist bei der Einstellung der Tonerantragmenge zu berücksichtigen.
• Bezüglich einer Beschreibung des Stands der Technik vergleiche EP-A-0 153 038.
• Durch getrennte Änderung der Umdrehungszahlen von Entwicklungshülsen von Entwicklungsvorrichtungen gemäß der Erfindung wird eine vorbestimmte Bilddichte oder eine höhere Dichte monochromatisch erreicht, und die an das lichtempfindliche Element anzutragenden Tonermengen werden zur Stabilisierung der Farbwiedergaben in einem weiten Bereich geregelt (eingestellt), wenn die Farben durch Überlagerung der Toner wiedergegeben werden sollen. Damit kann ein Bilderzeugungsgerät bereitgestellt werden, bei dem die Tonerantragmengen geregelt werden können, während Tonerabfangen durch das Bild, Tonerschleier (oder -verschleierung) und Auflösungsminderung vermieden (being kept away) werden, die sämtlich im Fall einer Änderung der Entwicklungsvorspannung auftreten können.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, ist ein Bilderzeugungsgerät, umfassend: mehrere Entwicklungsvorrichtungen; (eine) Antriebseinrichtung(en) zum Drehen der Entwicklungshülsen der Entwicklungsvorrichtungen; und eine Umdrehungssteuereinrichtung zum Steuern der Umdrehungszahlen der jeweiligen Entwicklungshülsen auf die vorbestimmten Größen, die entsprechend den Entwicklungsbedingungen bestimmt sind oder werden.
• Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts mit den (der) oben angegebenen Einrichtungen und Struktur ist im folgenden beschrieben.
• Die einzelnen Entwicklungshülsen in den Entwicklungsvorrichtungen werden durch die Antriebseinrichtung(en) in Drehung versetzt. Bei einer konstanten Entwicklungsvorspannung erhöhen sich die Tonerantragmengen mit erhöhten Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen, wenn die Umdrehungszahlen innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen. Durch Änderung der jeweiligen Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen bei Aufrechterhaltung der Entwicklungsvorspannungen der Entwicklungsvorrichtungen auf derart konstanten Pegeln, daß weder Tonerabfangen (toner catch) noch Tonerschleier hervorgerufen werden, können somit die jeweiligen Tonerantragmengen von den Entwicklungsvorrichtungen geregelt werden. Die Umdrehungssteuereinrichtung steuert die Umdrehungszahl jeder Entwicklungshülse auf diejenige entsprechend der vorbestimmten, nach Maßgabe der einzelnen Entwicklungsbedingungen bestimmten Tonerantragmenge. Als Ergebnis trägt jede Entwicklungsvorrichtung den Toner in der vorbestimmten Menge, die entsprechend ihrer oder seiner entsprechenden Bedingungen bestimmt ist bzw. wird, an das Latentbild am Bildträger an.
• Wie beschrieben, vermag das erfindungsgemäße Bilderzeugungsgerät die Tonerantragmenge auf die vorbestimmte Menge entsprechend den einzelnen oder jeweiligen Entwicklungsbedingungen durch getrennte Steuerung der Umdrehungszahlen der betreffenden Entwicklungshülsen der Entwicklungsvorrichtungen einzustellen. Infolgedessen kann ein Bild hoher Güte ohne jegliches Tonerabfangen durch das Bild, ohne Tonerschleier und ohne Minderung der Auflösung, die sämtlich beim herkömmlichen Bilderzeugungsgerät auftreten können, erzeugt werden.
• Weitere Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Bilderzeugungsgeräts gemäß dieser Erfindung,
• Fig. 2 ein Blockschaltbild des Bilderzeugungsgeräts,
• Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Beziehungen zwischen Bilddichte und Tonerantragmenge,
• Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der einzelnen, an die Schichten angetragenen Tonermengen,
• Fig. 5 eine schematische Darstellung der Magnetflußdichte in der Richtung senkrecht zu den Hülsenoberflächen,
• Fig. 6 eine schematische Darstellung der Entwicklungsvorrichtungen,
• Fig. 7 eine Tabelle zur Erläuterung der Entwicklungsbedingungen,
• Fig. 8 eine Tabelle zur Erläuterung von Tonerpigmenten,
• Fig. 9A bis 9C Tabellen zur Erläuterung erster bis dritter Beispiele verschiedener Entwicklungsbedingungen,
• Fig. 10 eine Tabelle zur Erläuterung eines Vergleichsbeispiels der Entwicklungsbedingungen und
• Fig. 11 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des Bilderzeugungsgeräts gemäß dieser Erfindung.
(Beispiel 1)
• Nach dem Drücken einer Kopier-Taste des Bilderzeugungsgeräts gemäß Fig. 1 wird eine lichtempfindliche Trommel 3 aus Phthalocyanin mit einem Durchmesser von 180 mm in Pfeilrichtung in Drehung versetzt, wobei ihre mittels einer Reinigungsvorrichtung 4 gereinigte Oberfläche durch eine eine rote Leuchtdiode (LED) benutzende Vorauflade-Belichtungsvorrichtung 10 gleichmäßig bestrahlt und durch eine Aufladevorrichtung 5 gleichmäßig auf -800 V aufgeladen wird. Zwischenzeitlich wird eine Vorlagenglasscheibe oder eine Vorlagenleseeinheit 6 geradlinig bewegt, um die Vorlage mit einer Vorlagenbelichtungslampe 6a abzutasten und zu belichten, so daß das von der Vorlagenoberfläche reflektierte Licht über einen Spiegel und eine Fokussierlinse in einen Farbbildsensor 6b einfällt. Letzterer gibt einem (nicht dargestellten) Bildsignalprozessor Analogsignale ein, die den Bildern von Blau (B), Grün (G), und Rot (R), die durch Zerlegen der Farben des Vorlagenbilds geformt sind, entsprechen. Dieser Bildsignalprozessor verarbeitet die Signale B, G und R zu digitalen Bildsignalen für die Tonerfarben Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (BK). Bei diesem Bilderzeugungsgerät wird außerdem das Signal Y bei der ersten Vorlagenabtastung und -belichtung zu einem Bildstrahlabtaster 8 ausgegeben, um eine zufriedenstellende oder ausreichende Farbwiedergabe zu bewirken. Der Bildstrahlabtaster 8 liefert den Laserstrahl, der mit dem Signal Y moduliert worden ist, von einer Laserlichtquelle über eine Strahldurchmesseränderungseinheit, z.B. ein photoakustisches Element, zu einem Ablenker, etwa einem rotierenden Polygonspiegel, so daß ein durch den Ablenker abgelenkter oder umgelenkter Laserstrahl (L) über eine Fokussierlinse, z.B. eine f-θ-Linse, gleichmäßig in die bzw. auf die aufgeladene Fläche der lichtempfindlichen Trommel 3 eingeführt bzw. aufgestrahlt wird. Als Ergebnis wird auf der aufgeladenen Fläche der lichtempfindlichen Trommel 3 ein elektrostatisches (Latent-)Bild mit einer Verteilung von Punkten niedrigen Potentials erzeugt. Dieses elektrostatische Bild wird zur Erzeugung eines Y-Tonerbilds mittels einer Entwicklungsvorrichtung 9Y, die den Toner Y als Entwickler benutzt, entwickelt. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 3, auf welcher auf diese Weise das Y-Tonerbild erzeugt worden ist, passiert die Positionen von unbetätigten Entwicklungsvorrichtung 9M, 9C und 9BK, einer Übertragungsvorrichtung 11, einer Trenneinheit 12 und der Reinigungsvorrichtung 4, so daß sie durch die Aufladevorrichtung 5 erneut gleichmäßig aufgeladen wird. Wenn diese aufgeladene Fläche die Auftreffposition des Laserstrahls L erreicht, liefert der Bildsignalprozessor bei der zweiten Vorlagenabtastung/Belichtung z.B. das Signal M zum Bildstrahlabtaster 8, so daß der mit dem Signal M modulierte Laserstrahl L vom Bildstrahlabtaster 8 emittiert wird. Die Kombination aus der Aufladevorrichtung 5 und dem Bildstrahlabtaster 8 ist im folgenden als Bilderzeugungseinrichtung bezeichnet. Das auf diese Weise erzeugte elektrostatische Bild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 9M, welche den M-Toner als ihren Entwickler benutzt, zum M- Tonerbild entwickelt. Als Ergebnis werden auf der lichtempfindlichen Trommel 3 die Y- und M-Tonerbilder erzeugt. Wenn die diese Y- und M-Tonerbilder tragende Oberfläche die Einfallsoder Auftreffposition des Laserstrahls L erreicht, emittiert der Bildstrahlabtaster 8, wie zuvor, den mittels des Signals C modulierten Laserstrahl L. Das dabei erzeugte elektrostatische Bild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 9C entwickelt, die den Toner C als Entwickler benutzt. Infolgedessen wird auf der lichtempfindlichen Trommel 3 das Farbbild erzeugt, das aus den Y-, M- und C-Tonerbildern zusammengesetzt ist. Wenn die mit diesem Farbbild versehene Oberfläche die Auftreffposition des Laserstrahls L erreicht, emittiert der Bildstrahlabtaster 8, wie zuvor, den Laserstrahl L, der mit dem Signal BK moduliert ist. Das dabei erzeugte elektrostatische Bild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 9BK entwickelt, die den Toner BK (BK- Toner) als ihren Entwickler benutzt. Als Ergebnis wird auf der lichtempfindlichen Trommel 3 ein Farbbild erzeugt, das mit ausgezeichnetem Kontrast aus den Y-, M-, C- und BK-Tonerbildern zusammengesetzt ist.
• Die Erfindung ist auch auf andere Arten von Bilderzeugungsgeräten anwendbar, die jeweils Bilderzeugungseinrichtungen, wie eine Aufladevorrichtung und einen Bildstrahlabtaster entsprechend der Mehrzahl der Entwicklungsfarben aufweisen.
• Im vorliegenden Fall verwenden die Entwicklungsvorrichtungen 9Y, 9M, 9C und 9BK gemeinsam (jeweils) die Entwicklungshülsen, die in dem in Fig. 5 gezeigten Muster magnetisiert sind.
• Die Entwicklungen erfolgen berührungsfrei durch Andrücken eines magnetischen Stabs aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von 6 mm an einen S&sub1;-Pol unter einer Last oder Belastung von 1 bis 2 gf/mm zwecks Bildung einer Entwicklerschicht einer Dicke (oder Florhöhe) von 0,3 bis 0,4 mm, während er selbst außer Berührung mit der lichtempfindlichen Trommel gehalten wird, so daß die Toner aus der Entwicklerschicht herausfliegen bzw. überspringen und an die elektrostatischen Bilder angetragen werden können.
• Die Entwicklungsbedingungen sind in Fig. 7 beispielhaft angegeben. Der benutzte Entwickler ist ein Zweikomponentenentwickler (mit einer Tonerdichte von 7%, d.h. Q/M = -10 bis -15 uC/g), der aus einem beschichtenden bzw. beschichteten Ferritträger eines Teilchendurchmessers von 40 um und einem Polyestertoner eines Teilchendurchmessers von 15 um besteht. Die in den einzelnen Tonern enthaltenden Pigmente sind in Fig. 8 beispielhaft angegeben.
• Wenn die Y-, M-, C-, BK-, Blau-, Grün- und Rot-Voll- Farbbilder (solid images) erzeugt werden, werden die Toner in den in Fig. 9A beispielhaft angegebenen Mengen an das lichtempfindliche Element angetragen.
• Das auf diese Weise mittels der beschriebenen Schritte auf der lichtempfindlichen Trommel 3 erzeugte Farbbild wird durch die Vorauflade-Belichtungsvorrichtung 10 in einen solchen Zustand versetzt, daß es übertragbar wird oder ist, und es wird mittels der Übertragungsvorrichtung 11 auf ein durch einen Papierzuführer 14 zugeführtes Übertragungspapier P übertragen. Das Übertragungspapier P, auf welches das Farbbild auf diese Weise übertragen worden ist, wird durch die Trenneinheit 12 von der lichtempfindlichen Trommel 3 getrennt, und sein Farbbild wird durch eine Fixierrolle oder -walze 15 fixiert, worauf das Papier aus dem Gerät ausgetragen wird.
• Die auf diese Weise erhaltenen (durchgefärbten) Farbbilder (solid images) ließen die Farben Y, M, C, BK, Blau, Grün und Rot ausreichend bzw. deutlich erkennen.
(Beispiel 2)
• Die Farb- oder Vollbilder (solid images) der Farben Y, M, C, BK, Blau, Grün und Rot wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit den an die ersten und zweiten Schichten des lichtempfindlichen Elements angetragenen Tonern erzeugt, und zwar mittels der in Fig. 9B angegebenen Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen. Wie in Beispiel 1, ließen die so erhaltenen Bilder die sieben Farben ebenfalls deutlich bzw. ausreichend erkennen.
(Beispiel 3)
• Die (im folgenden einfach als Farbbilder bezeichneten) Farb- oder Vollbilder (solid images) wurden unter Änderung der Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen und der an die erste und zweite Schicht des lichtempfindlichen Elements angetragenen Tonermengen, ähnlich wie in Beispiel 1 und 2, erzeugt. Die sieben Farben Y, M, C, BK, Blau, Grün und Rot waren klar unterscheidbar, wenn die Tonerantragmengen gegenüber den in Beispiel 1 beispielhaft angegebenen innerhalb der Schwankungsbereiche gemäß Fig. 9C lagen.
(Vergleichsbeispiel)
• Die Farbbilder wurden jeweils bei einer Drehzahl der Entwicklungshülsen von 300/min für die Farben Y, M, C und BK, wie in Fig. 10 angegeben, erzeugt.
• Dabei betrug die im nichtflüchtigen Speicher (vgl. Fig. 1) abgespeicherte Hülsendrehzahl 300/min.
• Die auf diese Weise erzeugten Farbbilder zeigten niedrigere Bilddichte und schlechtere Wiedergabe der Farben Blau und Rot im Vergleich zu den Bildern, bei denen die Tonerantragmengen durch Steuerung der Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen, entsprechend Beispiel 1, auf vorbestimmte Größen eingestellt worden waren.
• Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus des Bilderzeugungsgeräts zur Durchführung der Versuche gemäß Beispielen 1, 2 und 3 und gemäß dem Vergleichsbeispiel. Gemäß Fig. 2 sind die Y-Toner-Entwicklungsvorrichtung 9Y, die den Gelb-Toner (im folgenden einfach als "Y-Toner" bezeichnet) enthält, die M- Toner-Entwicklungsvorrichtung 9M, welche den Magenta-Toner ("M- Toner") enthält, die den Cyan-Toner ("C-Toner") enthaltende C- Toner-Entwicklungsvorrichtung 9C und die den Schwarz-Toner enthaltende Schwarz-Toner-Entwicklungsvorrichtung 9BK jeweils mit Entwicklungshülsen-Drehwellen 2Y, 2M, 2C bzw. 2BK ausgestattet. Dabei wird die Drehung einer mit einem Motor 25 gekoppelten Welle 26 durch Einrücken von Kupplungen 1Y, 1M, 1C und 1BK auf die Entwicklungshülsen-Drehwellen 2Y, 2M, 2C bzw. 2BK übertragen. Eine Speichereinheit 23 besteht aus z.B. einem nichtflüchtigen Speicher, in welchem für die vier Entwicklungsvorrichtungen jeweils die Umdrehungszahlen der jeweiligen Entwicklungshülsen entsprechend den Mengen (oder Dichten) der zur Durchführung zufriedenstellender Entwicklungen angetragenen Toner abgespeichert sind. Der Motor 25 startet seine Drehung in Abhängigkeit von dem EIN-Signal, das von einer Steuereinheit 22 zu einem Motortreiber 24 geliefert wird, bevor eine der vier Entwicklungsvorrichtungen in ihren Entwicklungsbetrieb versetzt wird. Die Drehung des Motors 25 wird in Abhängigkeit von einem AUS-Signal unterbrochen oder beendet, das von der Steuereinheit 22 zum Motortreiber 24 geliefert wird, nachdem keine der vier Entwicklungsvorrichtungen ihre Entwicklungsoperationen beendet (quit) hat.
• Eine Bedieneinheit 21 ist mit manuellen und automatischen Dichteeinstelltasten versehen. Wenn durch den Anwender die manuelle Einstelltaste gedrückt wird, wird die Bezeichnung oder Wahl der Dichte entsprechend den Entwicklungsbedingungen anschließend in der Bedieneinheit 21 für jede der vier Entwicklungsvorrichtungen ausgeführt. Diese Dichtebezeichnungsinformation wird von der Bedieneinheit 21 zur Steuereinheit 22 geliefert, welche aus der Speichereinheit 23 die Umdrehungszahl der Entwicklungshülse der Entwicklungsvorrichtung entsprechend der bezeichneten (oder gewählten) Dichte ausliest. Die Steuereinheit 22 liefert nicht nur ein Kupplungsbetätigungssignal 30 zum Einrücken nur der mit der (betreffenden) Entwicklungsvorrichtung verbundenen Kupplung für die Entwicklungsoperation, sondern auch ein Drehzahlsteuersignal zum Drehenlassen der Entwicklungshülse der Entwicklungsvorrichtung für diese Entwicklungsoperation zum Motortreiber 24, und zwar gleichzeitig mit dem Kupplungsbetätigungssignal 30.
• Infolgedessen versetzt der Motor 25 nur die Entwicklungshülse der Entwicklungsvorrichtung, die mit dieser, im Einrückzustand befindlichen Kupplung verbunden ist, in Drehung, so daß die Entwicklungsvorrichtung den Toner in einer vorbestimmten Menge für die Dichte, die durch die Bedieneinheit 21 nach Maßgabe der Entwicklungsbedingungen bezeichnet oder gewählt ist, an das Latentbild auf dem Bildträger anträgt.
• Wenn durch den Anwender die automatische Einstelltaste gedrückt wird, werden Proben-Fleckentwicklungen, jeweils entsprechend den Entwicklungsvorrichtungen, auf dem Bildträger so ausgeführt, daß die von den Ergebnissen der Entwicklungen gewonnenen Dichteinformationen der Steuereinheit 22 zugespeist werden. Diese Steuereinheit 22 vergleicht die Dichten der Proben-Fleckentwicklungen (patch developments) und die eingestellten Dichten, die entsprechend den jeweiligen Entwicklungsbedingungen für die Entwicklungsvorrichtungen voreingestellt wurden.
• Wenn die angetragenen Tonermengen entsprechend den Vergleichsergebnisen erhöht werden, wird von der Steuereinheit 22 zum Motortreiber 24 ein Drehzahlsteuersignal übertragen, um die Entwicklungshülsen mit vorbestimmten höheren Werten als den derzeitigen rotieren zu lassen. Im umgekehrten Fall, in welchem die Tonerantragmengen verringert werden sollen, wird von der Steuereinheit 22 zum Motortreiber 24 ein Drehzahlsteuersignal übertragen, um die Entwicklungshülsen mit vorbestimmten niedrigeren Werten als den derzeitigen rotieren zu lassen. Diese Drehzahlsteuersignale werden für jede Entwicklungsvorrichtung in der Entwicklungsoperation gleichzeitig mit dem Kupplungsbetätigungssignal 30 ausgegeben, um nur die mit der genannten (betreffenden) Entwicklungsvorrichtung verbundene Kupplung einrücken zu lassen.
• Infolgedessen läßt der Motor 25 nur die Entwicklungshülse der Entwicklungsvorrichtung, die mit der im Einrückzustand befindlichen Kupplung verbunden ist, mit einer vorbestimmten, von der Steuereinheit 22 ausgegebenen Drehzahl rotieren, so daß die Entwicklungsvorrichtung den Toner in der vorbestimmten Menge, die für die entsprechend den Entwicklungsbedingungen voreingestellte Dichte vorgegeben ist, an das Latentbild des Bildträgers anträgt.
• Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind mit den Kupplungen 1Y, 1M, 1C und 1BK für getrennten Drehantrieb der Entwicklungshülsen der vier Entwicklungsvorrichtungen durch den einzigen Motor 25 ausgestattet; dabei wird das Kupplungsbetätigungssignal 30 zum selektiven Einrücken der Kupplungen generiert. Diese Kupplungen und das Kupplungsbetätigungssignal können jedoch entfallen, wenn je ein Motor mit jeder der vier Entwicklungsvorrichtungen verbunden ist.
• Wahlweise können ein erster Motor die Entwicklungshülsen der ersten und zweiten Entwicklungsvorrichtungen und ein zweiter Motor die Entwicklungshülsen der dritten und vierten Entwicklungsvorrichtungen in Drehung versetzen.
• Andererseits (dabei) werden die Tonerdichten der Entwicklungsvorrichtungen üblicherweise detektiert oder bestimmt, während die jeweiligen Entwickler umgewälzt werden. Dieses Umwälzen der Entwickler erfolgt nur bei rotierenden Entwicklungshülsen, wobei die Umdrehungszahlen der Entwicklerumwälzwellen denen der Entwicklungshülsen entsprechen.
• Wenn die Entwicklungshülsen mit unterschiedlichen Umdrehungszahlen rotieren, werden oder sind die Umdrehungszahlen der Entwicklerumwälzwellen unterschiedlich. Andererseits ist der Sensor (im folgenden einfach als "L-Meßfühler" bezeichnet) zum Detektieren bzw. Messen der Tonerdichten anhand der Schüttdichten der Träger in den Entwicklern ein Sensor, dessen Ausgangsspannung sich mit den Umwälzzuständen der Entwickler, d.h. den Umdrehungszahlen der Entwicklerumwälzwellen ändert.
• Genauer gesagt: die Tonerdichten können nur während der Entwicklungsoperationen, in denen die Entwicklungshülsen rotieren und die Umdrehungszahlen der Entwicklerumwälzwellen sich mit unterschiedlichen Umwälzzuständen der Entwickler ändern, detektiert bzw. bestimmt werden, wenn die Entwicklungshülsen der einzelnen Entwicklungsvorrichtungen unterschiedliche Umdrehungszahlen aufweisen. Demzufolge wird die Ausgangsspannung des L-Meßfühlers so geändert, daß die Detektionen oder Bestimmungen durchgeführt werden, so, als ob sich die Tonerdichten ändern würden. Dabei ergibt sich jedoch ein Problem, daß die Tonerdichten nicht genau bestimmt werden können, wenn das Bilderzeugungsgerät so ausgelegt ist, daß die mehreren Entwicklungshülsen jeweils einzeln durch einen einzigen Motor und mit unterschiedlicher Drehzahl entsprechend den Entwicklungsbedingungen in Drehung versetzt werden, und wenn die bei den Entwicklungsvorrichtungen benutzten L-Meßfühler identische Charakteristika bzw. Kennlinien besitzen.
• Ein Drehantrieb versetzt die Entwicklerumwälzwellen und die Entwicklungshülsen der mehreren Entwicklungsvorrichtungen in Drehung. Die Drehzahlsteuereinheit oder -einrichtung steuert die Umdrehungszahlen der Entwicklerumwälzwellen auf eine vorbestimmte Größe zwischen einem Bilderzeugungsschritt und einem nachfolgenden Bilderzeugungsschritt im Fall der Vollfarbentwicklung und auf die vorbestimmte Größe im Fall der monochromatischen Entwicklung, und zwar gleichzeitig mit den Entwicklungsoperationen. Infolgedessen werden zwischen dem einen Bilderzeugungsschritt und einem nachfolgenden Bilderzeugungsschritt die Tonerdichten während der Vollfarbentwicklung bestimmt, während die Entwicklerumwälzwellen aller Entwicklungsvorrichtungen sich mit den vorbestimmten Umdrehungszahlen drehen. Bei der monochromatischen Entwicklung werden andererseits gleichzeitig mit den Entwicklungsoperationen die Tonerdichten bestimmt, während sich die Entwicklerumwälzwellen mit den vorbestimmten Umdrehungszahlen drehen. Demzufolge können alle L-Meßfühler (als Abkürzung für die Sensoren zum Detektieren bzw. Bestimmen der Tonerdichten unter Nutzung der Tatsache, daß sich die Induktivitäten entsprechend den Prozentsätzen der magnetischen Matrialien in den Entwicklern ändern) die Tonerdichten in den identischen Umwälzzuständen messen. Selbstverständlich brauchen die für die Bestimmung der Tonerdichten benutzten Sensoren oder Meßfühler nicht auf die L- Meßfühler beschränkt zu sein, vielmehr können sie erfindungsgemäß auch beispielweise aus Sensoren bestehen, die durch die Wanderung bzw. Bewegung der Entwickler in den Entwicklerbädern oder -massen beeinflußt werden.
• Wie vorstehend beschrieben, werden beim erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgerät die Entwicklerumwälzwellen und die Entwicklungshülsen der Entwicklungsvorrichtungen bei der Erzeugung eines monochromatischen Bilds gleichzeitig mit vorbestimmten, für die Tonerdichtemessungen geeigneten Größen gedreht. Während der Erzeugung eines Vollfarbbilds werden andererseits die Entwicklerumwälzwellen aller Entwicklungsvorrichtungen mit den vorbestimmten Größen (der Umdrehungszahl) während einer Zeitspanne zwischen einem Bilderzeugungsschritt und einem nachfolgenden Bilderzeugungsschritt in Drehung versetzt, d.h. während keine der Entwicklungsvorrichtungen ihre Entwicklungsoperation durchführt. Auch wenn dabei die Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen während der Vollfarbentwicklung verschieden sind, können die Umdrehungszahlen aller Entwicklerumwälzwellen für die Tonerdichtemessung egalisiert bzw. aneinander angeglichen werden, so daß die Tonerdichten auch dann genau gemessen werden können, wenn die in den Entwicklungsvorrichtungen vorzusehenden L-Meßfühler identische Kennlinien besitzen.
• Fig. 11 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts. Gemäß Fig. 11 sind eine Y-Toner-Entwicklungsvorrichtung 51, die den Gelb-Toner (im folgenden als "Y-Toner" abgekürzt) enthält, eine C-Toner-Entwicklungsvorrichtung 52 mit dem Cyan-Toner (abgekürzt als "C-Toner"), eine M-Toner-Entwicklungsvorrichtung 53 mit dem Magenta-Toner ("M-Toner") und eine Schwarz-Toner- Entwicklungsvorrichtung 54 mit dem schwarzen Toner jeweils mit den Entwicklerumwälzwellen 11', 12', 13' bzw. 14' ausgestattet.
• Wenn die Welle 4' durch den Motor 3' angetrieben wird, drehen sich diese vier Entwicklerumwälzwellen gemeinsam.
• Die Y-, C-, M- und Schwarz-Toner-Entwicklungsvorrichtungen 51, 52, 53 bzw. 54 sind jeweils mit Entwicklungshülsen 41, 42, 43 bzw. 44 versehen, welche jeweils einzeln in Drehung versetzt werden, wenn die jeweils einzeln eingerückten Kupplungen 21', 22', 23' bzw. 24' die Drehung der Welle 4' auf die betreffenden Entwicklungshülsen-Drehwellen 31, 32, 33 bzw. 34 übertragen.
• Für die Vollfarbentwicklungen gibt die Steuereinheit 1 sowohl das Kupplungsbetätigungssignal 10' zum Einrückenlassen nur einer der vier Kupplungen als auch das Drehzahlsteuersignal zum Drehenlassen der Entwicklungshülse, auf welche die Drehung der Welle 4' über die eingerückte Kupplung übertragen wird, gleichzeitig mit dem vorher erwähnten Kupplungsbetätigungssignal 10' zum Motortreiber 2 aus. Infolgedessen versetzt der Motor 3' nur die Entwicklungshülse, auf welche die Drehung von der Welle 4' über die eingerückte Kupplung übertragen wird, mit der vorbestimmten Drehzahl in Drehung. Während die vier Entwicklungshülsen jeweils einzeln mit der jeweiligen Drehzahl in Drehung versetzt werden, rotieren alle Entwicklerumwälzwellen mit der Drehzahl entsprechend derjenigen der betreffenden Entwicklungshülsen. In diesem Zustand führen jedoch die L-Meßfühler 16, 17, 18 und 19 keine Bestimmung der Tonerdichten durch. Während der Zeitspanne zwischen einem Bilderzeugungsschritt und dem nachfolgenden Bilderzeugungsschritt liefert die Steuereinheit 1 nicht nur das Kupplungsbetätigungssignal 10' zum Ausrücken oder Deaktivieren aller vier Kupplungen, sondern auch das Drehzahlsteuersignal für Drehantrieb der Entwicklerumwälzwellen mit der vorbestimmten, für die Messung der Tonerdichten geeigneten Drehzahl zum Motortreiber 2. Infolgedessen versetzt der Motor 3' nur die vier Entwicklerumwälzwellen mit der vorbestimmten Drehzahl in Drehung, während die L-Meßfühler 16 bis 19 zwischenzeitlich die Tonerdichten der einzelnen Entwicklungsvorrichtungen bestimmen oder messen.
• Für die monochromatischen Entwicklungen liefert die Steuereinheit 1 sowohl das Kupplungsbetätigungssignal 10' zum Einrücken bzw. Aktivieren der Kupplung entsprechend nur der Entwicklungshülse für die Entwicklungsoperationen als auch das Drehzahlsteuersignal für Drehantrieb der vier Entwicklerumwälzwellen mit der vorbestimmten Drehzahl gleichzeitig mit dem Kupplungsbetätigungssignal 10' zum Motortreiber 2. Der Motor 3' versetzt somit die vier Entwicklerumwälzwellen mit der vorbestimmten Drehzahl, aber nur die (eine) Entwicklungshülse für die Entwicklungsoperationen in Drehung.
• Im Laufe der Entwicklungsvorgänge messen die L-Meßfühler 16 bis 19 die Tonerdichten.
• Wie vorstehend beschrieben, können beim erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgerät die anzutragenden Tonermengen auf die vorbestimmten Größen nach Maßgabe der einzelnen oder jeweiligen Entwicklungsbedingungen durch getrennte Steuerung bzw. Einstellung der Umdrehungszahlen der jeweiligen Entwicklungshülsen der Entwicklungsvorrichtungen eingestellt werden. Das erfindungsgemäße Bilderzeugungsgerät bietet damit den Vorteil, daß ein Bild hoher Güte ohne jedes Trägerabfangen durch das Bild, wie dies beim herkömmlichen Bilderzeugungsgerät möglich sein kann, und ohne Tonerschleier oder -verschleierung erzeugt werden kann.
• Erfindungsgemäß werden weiterhin die Entwicklerumwälzwelle und die Entwicklungshülse der Entwicklungsvorrichtung für monochromatische Bilderzeugung gleichzeitig mit der vorbestimmten, für die Tonerdichtemessungen geeigneten Drehantriebsgröße (Drehzahl) in Drehung versetzt. Für die Vollfarbbilderzeugung werden andererseits die Entwicklerumwälzwellen aller Entwicklungsvorrichtungen mit den vorbestimmten Drehantriebsgrößen (Drehzahlen) während der Zeitäpanne zwischen einem Bilderzeugungsschritt und dem nachfolgenden Bilderzeugungsschritt, d.h. während keine der Entwicklungsvorrichtungen die Entwicklungsoperationen ausführt, in Drehung versetzt. Auch wenn dabei die Umdrehungszahlen der Entwicklungshülsen für die Vollfarbentwicklungen verschieden sind, können die Umdrehungszahlen der Entwicklerumwälzwellen sämtlich für Tonerdichtemessungen egalisiert bzw. aneinander angeglichen sein. Das erfindungsgemäße Bilderzeugungsgerät bietet damit den weiteren Vorteil, daß die Tonerdichten genau gemessen werden können, auch wenn die in den Entwicklungsvorrichtungen vorgesehenen L-Meßfühler gemeinsame bzw. gleiche Kennlinien besitzen.

Claims (10)

1. Bilderzeugungsgerät, umfassend: Einrichtungen (5, 8) zum Erzeugen eines ersten elektrostatischen Latentbilds auf einem Bildempfangselement oder -träger (3), eine erste Entwicklungseinheit (9Y) zum Entwickeln des ersten elektrostatischen Latentbilds mit einem ersten Trockenfarbtoner zwecks Erzeugung eines Tonerbilds auf dem Bildträger (3), Einrichtungen (5, 8) zum Erzeugen eines zweiten elektrostatischen Latentbilds auf dem Tonerbild, eine zweite Entwicklungseinheit (9M) zum Entwickeln des zweiten elektrostatischen Latentbilds mit einem zweiten Trockenfarbtoner, der in seiner Farbe vom ersten Trockenfarbtoner verschieden ist, zwecks Erzeugung eines aus überlagerten Tonern bestehenden Farbbilds, und eine Steuereinheit (1) zum Steuern bzw. Einstellen der an die elektrostatischen Latentbilder auf dem Bildträger (3) angetragenen Tonermengen durch einzelne (getrennte) Steuerung der Tonerzuführgeschwindigkeiten, mit denen die zweite Entwicklungseinheit (9M) das zweite elektrostatische Bild entwickelt, bzw. mit denen die ersten Entwicklungseinheit (9Y) das erste elektrostatische Bild entwickelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) die Tonerzuführgeschwindigkeiten nach Maßgabe von Dichteinformation steuert, die von einem Vergleich der Dichte einer Probe-Fleckentwicklung (patch development) auf dem Bildträger (3), jeweils entsprechend jeder Entwicklungseinheit (9M, 9Y), und (mit) einer vorbestimmten Dichte erhalten wird.

2. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtungen (5, 8) für die Erzeugung der ersten und zweiten elektrostatischen Bilder die gleichen (Einrichtungen) sind.

3. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Entwicklungseinheit (9M) eine berührungsfrei arbeitende Entwicklungseinheit ist.

4. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei an die ersten und zweiten Entwicklungseinheiten (9Y, 9M) Wechselstrom- und Gleichstrom-Vorspannungen angelegt werden bzw. sind.

5. Bilderzeugungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Entwicklungseinheiten (9Y, 9M) Zweikomponenten-Entwicklungseinheiten sind.

6. Bilderzeugungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste und/oder der zweite Farbtoner ein Toner einer der Farben Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (Bk) ist/sind.

7. Bilderzeugungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die das elektrostatische Latentbild erzeugende(n) Einrichtung(en) (5, 8) den Bildträger (3) gleichmäßig auflädt (aufladen) und mit einem Laserstrahl belichtet (belichten).

8. Bilderzeugungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerzuführgeschwindigkeiten durch Anderung der Umdrehungszahlen von Entwicklungshülsen in den Entwicklungseinheiten (9Y, 9M) gesteuert oder eingestellt werden.

9. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, ferner umfassend Einrichtungen (5, 8) zum Erzeugen eines dritten elektrostatischen Latenbilds auf dem zweiten Tonerbild, eine dritte Entwicklungseinheit (9C) zum berührungsfreien Entwickeln des dritten elektrostatischen Latentbilds mit einem dritten Trockenfarbtoner, der in der Farbe von erstem und zweitem Trockenfarbtoner verschieden ist, zwecks Erzeugung eines dritten Tonerbilds auf dem zweiten Tonerbild während der Drehung des Bildträgers (3), Einrichtungen (5, 8) zum Erzeugen eines vierten elektrostatischen Latentbilds auf dem dritten Tonerbild, eine vierte Entwicklungseinheit (9BK) zum berührungsfreien Entwickeln des vierten elektrostatischen Latentbilds mit viertem Trockenfarbtoner, der in der Farbe von erstem, zweitem und drittem Trockenfarbtoner verschieden ist, zwecks Erzeugung eines aus einander überlagerten Tonern bestehenden Farbbilds bei der Drehung des Bildträgers (3), wobei die Tonerzuführgeschwindigkeiten VY, VC, VM, VBK, bei denen die ersten bis vierten Entwicklungseinheiten (9Y, 9M, 9C, 9BK) die ersten bis vierten elektrostatischen Latentbilder entwickeln, auf (zu) VBK > VM > VC > VY eingestellt bzw. vorgegeben sind.

10. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 9, wobei an die ersten bis vierten Entwicklungseinheiten (9Y, 9M, 9C, 9BK) Wechselstrom-Vorspannungen angelegt sind oder werden.