DE3713822A1 - Mehrfarben-entwicklungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung mit einer Anzahl Entwicklungseinheiten, welche in einer rotierenden Bewegung nacheinander in eine vorgeschriebene Entwicklungsposition gebracht werden. Die Entwicklungseinrichtung ist bei einem elektrophotographischen Farbkopierer oder bei anderen Arten von Bilderzeugungseinrichtungen anwendbar.

In einem elektrophotographischen Farbkopierer wird beispielsweise ein Bild auf einer Vorlage in drei verschiedene Farben, d. h. rot, grün und blau getrennt, und dann werden Lichtbilder, die jeweils einer der Farben zugeordnet sind, einzeln durch cyanblauen, magentaroten und gelben Toner, welche zu diesen Farben komplementär sind, oder durch schwarzen Toner entwickelt. Zu einer solchen Entwicklung sind eine Anzahl Entwicklungseinheiten erforderlich. Jedoch würde die Ausbildung der Entwicklungseinheiten unabhängig voneinander und deren Anordnung um einen das elektrostatische, latente Bild tragenden Teil die Gesamtabmessungen des Kopiergeräts unzumutbar vergrößern.

Es ist daher eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung vorgeschlagen worden, mit welcher ein elektrostatisches, latentes Bild entwickelt wird, indem nacheinander Toner verschiedener Farben auf das latente Bild aufgebracht wird. Bei dieser Art Entwicklungseinrichtung ist eine Trommel drehbar nahe bei einem das latente Bild tragenden Teil angeordnet, und das Innere der drehbaren Trommel ist aufgeteilt, um dadurch eine Anzahl am Umfang aneinanderstoßende Abteile oder Entwicklungskammern festzulegen. Jede der Entwicklungskammern ist mit einer Entwicklungsöffnung und einer Entwicklungseinrichtung versehen, wodurch eine Entwicklungseinheit für eine ganz bestimmte Farbe gebildet ist. Derartige Entwicklungseinheiten werden nacheinander rotierend in eine vorgeschriebene Position in die Nähe eines das latente Bild tragenden Teils, d. h. in eine Entwicklungsposition gebracht, so daß Toner unterschiedlicher Farben von den jeweiligen Entwicklungseinheiten auf ein latentes Bild auf dem das latente Bild tragenden Teil aufgebracht werden, um dieses in ein mehrfarbiges Bild zu entwickeln.

Jedoch ist eine herkömmliche Entwicklungseinrichtung der beschriebenen Art nur mit einem sogenannten Einkomponenten- und nicht mit einem Zweikomponenten-Entwickler betreibbar, mit welchem Bilder hoher Güte und Beständigkeit erzeugt werden können. Insbesondere muß eine Entwicklungseinrichtung, bei welcher ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet ist, so ausgeführt sein, daß der Entwickler in ausreichender Weise umgerührt und vermischt wird, um eine gleichförmige Tonerdichte aufrechtzuerhalten, und um ein gutes Tonerladen zu fördern. Dieser Forderung kann nicht genügt werden, wenn nicht die Entwicklungseinheiten unabhängig voneinander mit verschiedenen Arten von Rühreinrichtungen sowie mit beträchtlichen Zwischenräumen zum Festlegen der Rührbahnen versehen werden. Hierdurch wird dann jede der Entwicklungseinheiten ausgesprochen voluminös, und ein Verwenden von solch voluminösen Entwicklungseinheiten in einer rotierenden Entwicklungseinrichtung ist nicht durchführbar. Wo es nicht durchführbar ist, würde dies dann keinen unerheblichen Beitrag zu einer Miniaturisierung einer Entwicklungseinrichtung bezüglich der rotierenden Ausführung darstellen.

In einer rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung wird der vorstehend beschriebene Entwicklungsvorgang üblicherweise mit einer der Entwicklungseinheiten bewirkt, welche in einer vorherbestimmten Entwicklungsposition angeordnet sind. Eine weitere Schwierigkeit bei dieser Art Entwicklungseinrichtungen besteht darin, daß es äußerst schwierig ist, jede Entwicklungseinheit mit der erforderlichen Genauigkeit in der Entwicklungsposition anzuordnen; der sich daraus ergebende, ungenaue Abstand zwischen dem das latente Bild tragenden Teil und einem Entwicklerträger in der Entwicklungseinheit, d. h. ein Entwicklungsspalt, beeinflußt die Güte der Bildwiedergabe in kritischem Maße.

Während in einer rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung der beschriebenen Art eine Entwicklungseinheit in die Entwicklungsposition gebracht wird, wird ein Antriebsteil eines Entwicklerträgers, der in dieser Entwicklungseinheit enthalten ist, mit einem Abtriebsteil eines Antriebssystems in Verbindung gebracht, welches an dem Gerätegehäuse gehaltert ist, um dadurch eine Antriebskraft zu übertragen, damit der Entwicklerträger zur Tonerzufuhr eine vorherbestimmte Bewegung ausführen kann. In dieser Hinsicht hat daher die herkömmliche Entwicklungseinrichtung den einen Nachteil, daß die Antriebs- und Abtriebsteile, beispielsweise Zahnräder, nicht weich in kämmenden Eingriff miteinander gebracht werden können und ziemlich oft Schläge bzw. Stöße erzeugen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Abtriebsteil des Antriebssystems, d. h. ein Abtriebszahnrad immer mit einer Antriebsquelle verbunden ist und folglich mit einem kleinen Spiel versehen ist. Diese Schläge oder Stöße führen häufig zu einer Beschädigung an verschiedenen Teilen, erzeugen Lärm und haben einen mangelhaften Antrieb zur Folge.

Eine weitere Schwierigkeit bei einer rotierenden Mehrfarben- Entwicklungseinrichtung besteht darin, daß Toner oft auslaufen kann oder von beiden Endteilen der Entwicklungsöffnung aus verstreut wird und damit nicht zur Entwicklung beiträgt. Der ausgelaufene oder verstreute Toneranteil, der sich auf optischen Teilen absetzt, vermindert in kritischer Weise die optischen Eigenschaften dieser Teile und verschlechtert dadurch die Qualität einer Bildwiedergabe. Ein Absetzen von Tonern auf elektrischen Teilen würde zu einem Kurzschluß und damit zu Störungen führen. Ferner würde ein Absetzen von Toner auf mechanischen beweglichen Teilen den Verschleiß dieser Teile beschleunigen, und damit deren Lebensdauer verkürzen. Darüber hinaus würde sich im Falle einer Farbentwicklung der entwichene oder verstreute Toneranteil mit den anderen Anteilen vermischen, wodurch dann verschiedene Farben nicht normal wiedergegeben werden.

In einer herkömmlichen rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung ist es üblich gewesen, beispielsweise eine gelbe, eine magenta-rote, eine cyan-blaue und eine schwarze Entwicklungseinheit in dieser Reihenfolge innerhalb und entlang des Umfangs einer rotierenden Trommel anzuordnen, so daß Toner unterschiedlicher Farben auf ein latentes Bild in der Reihenfolge ihrer (Licht-)Durchlässigkeit aufgebracht werden, d. h. die mit der geringsten Durchlässigkeit wird zuerst aufgebracht. Wenn bei einer solchen Ausführung ein Bild, das aus schwarzen und magenta-roten Zeichen so aufzuzeichnen ist, wie es am häufigsten gewünscht wird, muß ein latentes Bild mittels der schwarzen Entwicklungseinheit in schwarz entwickelt werden, dann muß die cyan-blaue Entwicklungseinheit übersprungen werden, und die magenta-rote Entwicklungseinheit muß in eine vorgeschriebene Entwicklungsposition gebracht werden. Um ein gewöhnliches Schwarz-Weiß-Kopieren durchzuführen, welches danach ausgewählt werden kann, muß die gelbe Entwicklungseinheit nach der Beendigung der Entwicklung in rot übersprungen werden, und danach folgt dann eine Entwicklung in schwarz. Bei einer derartigen Folge von Aufzeichnungsschritten wird beträchtliche Zeit verbraucht. Eine Kopie mit schwarzen und magenta-roten Zeichen, welche vermischt sind, wird dadurch erzeugt, daß eine Vorlage mit schwarzen Zeichen auf eine Glasplatte gelegt wird und dann durch eine Vorlage mit magenta-roten Zeichen ersetzt wird. Eine andere herkömmliche Entwicklungseinrichtung, welche zur Familie der rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtungen gehört, ist entsprechend ausgeführt und angeordnet, um dadurch zu verhindern, daß eine Bedienungsperson die Reihenfolge der Anordnung der Entwicklungseinheiten, d. h. eine gelbe, eine magenta-rote und eine cyan-blaue Entwicklungseinheit, ändern kann; sollte eine Bedienungsperson versuchen, die cyan-blaue Einheit neben die gelbe Einheit zu verschieben, würden die beiden Einheiten einander stören, und eine derartige Verschiebung verhindern. Dies bedeutet, daß die Entwicklungseinheiten in einer fest vorgegebenen und nicht änderbaren Reihenfolge angeordnet sind.

Bei einer herkömmlichen rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinheit gibt es nicht die Möglichkeit, Toner zuzuführen, wenn Toner in einer der Entwicklungseinheiten knapp wird, d. h. sie wird einfach abgeschaltet, sobald Toner in einer der Entwicklungseinheiten aufgebraucht ist. Dies ist jedoch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten unerwünscht, da Toner in allen Entwicklungseinheiten nicht immer gleichmäßig verbraucht wird. Obwohl ein Lösungsweg, welcher sich ohne weiteres für die Zufuhr von Toner eignen würde, darin besteht, Toner der verschiedenen Farben den jeweiligen Entwicklungseinheiten über eine gemeinsame Zuführbahn zuzuführen, würde diese verschiedene sekundäre Schwierigkeiten verursachen, wie ein Vermischen von Toner verschiedener Farben und ein Verstreuen von Toner während der Zufuhr. Bei einer rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung gibt es zusätzlich zu einer Vollfarben-Entwicklung, damit ein Farbbild u. ä. entwickelt werden kann, die Möglichkeit einer einfarbigen Entwicklung, um ein Bild zu entwickeln, dessen Hauptteil durch schwarz, rot, blau und andere monochromatische Linien eingenommen wird, wie es häufig bei Geschäftskopien der Fall ist. In einem elektrophotographischen Farbkopierer mit einer solchen Entwicklungseinrichtung werden diese Bildentwicklungsbedingungen, welche bei einer Tonwiedergabe gewünscht werden, latent ausgewählt, um so das Farbgleichgewicht von wiedergegebenen Bildern zu steigern. Eine dieser Voraussetzungen kann die Verwendung eines elektrisch leitfähigen Trägers, welcher einen geringfügigen Kanteneffekt ausübt, und die Unterbringung von großen Entwicklermengen sein. Ein so ausgeführter elektrophotographischer Farbkopierer kann mit einem beträchtlichen Tonerverbrauch fertig werden, was zu einer Farbentwicklung dazugehört und die Reproduzierbarkeit von photographischen Bildern erhöht.

Dennoch ist bei diesem herkömmlichen elektrophotographischen Farbkopierer nachteilig, daß, da bei einer Vollfarben- und bei einer Einfarben-Entwicklung dieselben Entwicklungsbedingungen gemeinsam benutzt werden, ein Auslegen dieser Bedingungen, die für ein Farbgleichgewicht bei einer Vollfarben-Entwicklung von Wichtigkeit sind, bewirken würde, daß ein durch eine Einfarben-Entwicklung wiedergegebenes Bild im Kontrast äußerst schwach erscheinen würde, während ein Auslegen dieser Bedingungen, die für eine Bildqualität wichtig sind, welche mit einer Einfarben-Entwicklung erreichbar ist, bewirken würde, daß ein durch Vollfarben-Entwicklung wiedergegebenes Bild äußerst kontrastreich wäre. Eine Ausführungsform, welche ins Auge gefaßt werden könnte, um eine solche Schwierigkeit zu lösen, besteht darin, eine Entwicklungseinheit ausschließlich für ein Kopieren in einer Farbe (z. B. schwarz und weiß) in einem herkömmlichen elektrophotographischen Farbkopierer unterzubringen. Diese Methode ist jedoch nicht voll akzeptierbar, da die zusätzliche Entwicklungseinheit die Freiheit bezüglich der Ausführung der anderen Entwicklungseinheiten beschränkt und dadurch deren Einsatzmöglichkeit nachteilig beeinflußt.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine rotierende Mehrfarben- Entwicklungseinrichtung zu schaffen, welche mit einem Zwei-Komponenten- Entwickler betreibbar ist, noch dazu klein bemessen ist und hinsichtlich der Bildqualität beständig ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Mehrfarben- Entwicklungseinrichtung zu schaffen, in welcher eine rotierende Trommel ständig mit hoher Genauigkeit in einer vorherbestimmten Entwicklungsstation positioniert ist, um die Bildqualität konstant zu halten. Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung zu schaffen, deren Entwicklungseinheiten mit einem Antriebssystem eines Geräts, in welchem die Einrichtung installiert ist, stoßfrei verbunden sein können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung zu schaffen, bei welcher durch einen einfachen Aufbau wirksam und sicher verhindert ist, daß Toner ausfließt und verstreut wird. Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung zu schaffen, in welcher eine Entwicklungseinheit, welche nahe bei einer schwarzen Entwicklungseinheit angeordnet ist, als eine magenta-rote Entwicklungseinheit dient, welche häufig verwendet wird, um dadurch eine Zeitspanne zu verkürzen, die notwendig ist, um ein Bild aus gemischten Farben aufzuzeigen, wie es oft gewünscht wird.

Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung, eine Tonerzuführeinrichtung für eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung zu schaffen, welche Toner zuführen kann, ohne daß der Toner vermischt oder ringsherum verstreut wird. Schließlich ist es noch Ziel der Erfindung, optimale Entwicklungsbedingungen sowohl für eine Vollfarben- als auch eine Einfarben-Entwicklung einzustellen, ohne auf komplizierte Einstellvorgänge und bauliche Änderungen zurückgreifen zu müssen.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung weist eine Entwicklungstrommel mit Entwicklungseinheiten auf, welche nahe bei und gegenüber einem ein elektrostatisches, latentes Bild tragenden Teil angeordnet ist; die Entwicklungstrommel wird um ihre Welle um jeweils einen vorherbestimmten Winkel weitergeschaltet, so daß das latente Bild in einem vorherbestimmten Bereich durch Toner unterschiedlicher Farben entwickelt wird, welche von den Entwicklungseinheiten der Entwicklungstrommel zugeführt werden. Hierbei weist die Entwicklungseinrichtung Trennwände oder Unterteilungen auf, welche in der Entwicklungstrommel angeordnet sind, um Entwicklungskammern festzulegen, in denen jeweils der Toner einer der Farben untergebracht ist. Jede der Entwicklungskammern erstreckt sich von der Welle der Entwicklungstrommel aus in radialer Richtung, hat dieselbe Umfangsabmessung wie die anderen Kammern und erstreckt sich entlang der Welle der Entwicklungstrommel. Jede der Entwicklungseinheiten ist in jeweils einer der Entwicklungskammern angeordnet, um das latente Bild mit Toner zu entwickeln. Die Entwicklungseinheiten weisen jeweils Einrichtungen zum Erzeugen einer magnetischen Bürste, welche nacheinander zwischen einem Tonerzuführbereich, einem Entwicklungsbereich und einem Tonerrückgewinnungsbereich transportiert werden und in dem Entwicklungsbereich mit dem latenten Bild in Kontakt gebracht werden, Tonerzuführeinrichtungen zum Befördern des Toners, welcher in dem Tonerzuführbereich an der magnetischen Bürste der Entwicklungseinrichtung geladen wird, und Tonerrückgewinnungseinrichtungen auf, um in dem Tonerrückgewinnungsbereich den Toner zurückzugewinnen, welcher auf der magnetischen Bürste nach einer Entwicklung zurückgeblieben ist.

Ferner ist eine Tonerzuführeinrichtung gemäß der Erfindung in einer rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung verwendbar, welche nacheinander ein elektrostatisches, latentes Bild mit Toner unterschiedlicher Farben in einem vorherbestimmten Entwicklungsbereich entwickelt und eine Entwicklungstrommel, welche nahe und gegenüber einem das latente Bild tragenden Teil angeordnet ist, eine Anzahl Entwicklungskammern, welche in der Entwicklungstrommel festgelegt sind, und Entwicklungseinheiten hat, die jeweils in einer der entsprechenden Entwicklungskammern angeordnet sind, um das latente Bild mit Toner einer der Farben zu entwickeln. Die Tonerzuführeinrichtung ist gekennzeichnet durch eine Tonerzuführtrommel, welche entsprechend angeordnet und koaxial zu der Entwicklungstrommel gehalten ist und in der zusätzlicher Toner der verschiedenen Farben untergebracht ist, durch eine Anzahl Tonerkammern, welche durch Unterteilen des Inneren der Tonerzuführtrommel in Umfangsrichtung festgelegt sind, und jeweils einer der Entwicklungskammern entsprechen, und durch Tonerfördereinrichtungen, die jeweils mit einer der Tonerkammern und einer der entsprechenden Entwicklungskammern verbunden sind, um den zusätzlichen Toner von der Tonerkammer aus der Entwicklungskammer zuzuführen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie X-X in Fig. 1;

Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht einer Positioniereinrichtung, welche in der Einrichtung der Fig. 1 untergebracht ist;

Fig. 4 und 5 Ansichten von Antriebskraft-Übertragungsmechanismen, welche in der Einrichtung der Fig. 1 untergebracht sind;

Fig. 6 einen Teil einer vertikalen Schnittansicht einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang einer Linie Z-Z in Fig. 2;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang einer Linie Y-Y in Fig. 1;

Fig. 9 ein Zeitdiagramm der Tonerzufuhr, und

Fig. 10 und 11 vertikale Schnittansichten eines elektrophotographischen Farbkopierers, bei welchem die Erfindung verwendet ist.

Die Erfindung basiert auf der speziellen Anordnung einer Entwicklungseinrichtung, welche in der am 20. Februar 1987 von Ricoh Company, Ltd. eingereichten US-Patentanmeldung S. N. 0 61 339 beschrieben ist, bei welcher die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-35 544/1986 u. a. beansprucht ist. Die Entwicklungseinrichtung, die in dieser älteren Patentanmeldung vorgeschlagen ist, hat einen sogenannten Hybridaufbau, der aus einer zylindrischen Hülse mit einer Magnetanordnung, aus einer Tonerrückgewinnungsrolle, einer Tonerzuführrolle, einer Toner-Abstreifschneide, einer Tonerschicht-Begrenzungsschneide, einem Tonertrichter usw. besteht. Bei der vorliegenden Erfindung soll ein derartiger Hybridaufbau bei einer rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung angewendet werden.

In Fig. 1 weist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung eine Entwicklungstrommel oder ein drehbares Gehäuse 12, welches ein wesentliches Element der Einrichtung 10 ist, und ein Gehäuse 14 auf, in welchem die Trommel 12 drehbar untergebracht ist. Das Gehäuse 12 weist ein langgestrecktes, rechteckiges Fenster 14 a auf und ist in eine solche Lage gebracht, daß das Fenster 14 a an eine photoleitfähige Trommel oder einen ähnlichen Träger für das latente Bild angrenzt, die bzw. der nachstehend noch beschrieben wird. Das langgestreckte Fenster 14 a erstreckt sich in der axialen Richtung der photoleitfähigen Trommel und ist bezüglich einer vorgeschriebenen Entwicklungsposition am Umfang der photoleitfähigen Trommel ausgerichtet. Ein Teil der Trommel 12 ist in dem Fenster 14 a zu erkennen. Insbesondere ist das Innere der Trommel 12 entsprechend unterteilt, um eine Anzahl Entwicklungskammern festzulegen, in denen jeweils eine Entwicklungsrolle untergebracht ist; wenn die Trommel 12 gedreht wird, werden die Rollen, die jeweils mit Toner einer anderen Farbe bedeckt sind, nacheinander zu dem Fenster 14 a gebracht, um ein latentes Bild zu entwickeln, welches elektrostatisch auf der photoleitfähigen Trommel erzeugt ist.

Eine Tonerzuführtrommel 16, mittels welcher Toner verschiedener Farben zugeführt wird, ist an einer Seite des Gehäuses 14 und koaxial zu der Entwicklungstrommel 12 angeordnet. Eine Anzahl Tonerkammern ist in der Tonerzuführtrommel 16 in einem Verhältnis von eins-zu-eins zu den Entwicklungskammern in der Trommel 12 festgelegt. Die Toner- und die Entwicklungskammern sind durch eine Tonertransporteinrichtung miteinander verbunden.

Die Entwicklungstrommel 12 ist an ihren beiden Enden mit Abdichtstreifen 18 a und 18 b aus einem elastischen Material, wie einem schwammartigen Schaumstoffmaterial versehen, um dadurch zu verhindern, daß Tonerpartikel freikommen und verstreut werden. Jeder der Abdichtstreifen 18 a und 18 b bedeckt den ganzen Umfang an jedem Ende der Trommel 12 und bleibt in Anlage mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 14. Der Teil jedes Abdichtstreifens 18 a und 18 b, welcher an der Außenseite frei daliegt, steht in Kontakt mit der photoempfindlichen Trommel. Bänder aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen) oder ähnlich dünne Teile mit einem verhältnismäßig niedrigen Reibungskoeffizienten sind an den Flächen dieser in Kontakt stehenden Teile der Streifen 18 a und 18 b vorgesehen, um eine glatte, gleichmäßige Drehbewegung in der Trommel 12 sicherzustellen. Da die Streifen 18 a und 18 b auf dem gesamten Umfang der Trommel 12 vorgesehen sind, sind sie gegen ein Trennen und andere Vorkommnisse geschützt, welche sonst durch die Drehbewegung der Trommel verursacht würden und ein Verstreuen von Tonerpartikeln zur Folge hätten.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Entwicklungseinrichtung 10 in der Nähe der photoleitfähigen Trommel 20, welche durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus angetrieben und dadurch in einer durch einen Pfeil A angezeigten Richtung gedreht wird. Die hohle zylindrische Entwicklungstrommel oder das Gehäuse 12 ist drehbar auf einer Welle 22 gehaltert und wird in einer durch einen Pfeil B angezeigten Richtung angetrieben. Vier Unterteilungen 24 a bis 24 d erstrecken sich in radialer Richtung von der Welle 22 aus, wodurch vier aneinandergrenzende Abteile oder Entwicklungskammern 26 a bis 26 d festgelegt sind, welche dieselbe Abmessung in Umfangsrichtung der Trommel 12 haben. Die Kammern 26 a bis 26 d erstrecken sich in der axialen Richtung der Trommel 12. Entwicklungseinheiten 28 a bis 28 d für jeweils einen Entwickler einer Farbe sind in den entsprechenden Kammern 26 a bis 26 d untergebracht.

Die Entwicklungseinheiten 28 a bis 28 d enthalten zylindrische Hülsen 30 a bis 30 d aus Aluminium oder einem ähnlichen nichtmagnetischen Material. Die Hülsen 30 a bis 30 d sind in einer solchen Lage angeordnet, daß sie zum Teil durch Öffnungen 32 a bis 32 d zu sehen sind, welche in der Entwicklungstrommel 12 ausgebildet sind. Magnete 34 a bis 34 d mit jeweils einer Anzahl unterschiedlicher und abwechselnd angeordneter Magnetpole sind in den Hülsen 30 a bis 30 d angeordnet, die in einem vorbestimmten Abstand von der inneren Umfangsfläche der letzteren angeordnet sind. Infolge der Magnetkräfte der Magnete 34 a bis 34 d werden Magnetbürstenlagen oder magnetische Bürsten 36 a bis 36 d an den Oberflächen der Hülsen 30 a bis 30 d ausgebildet. Jede der Magnetbürsten 36 a bis 36 d wird so bewegt, wie durch einen Pfeil C angezeigt ist, wenn zumindest entweder eine der zugeordneten Hülsen 30 a bis 30 d oder der Magnete 34 a bis 34 d durch ein Antriebssystem gedreht wird, wie noch beschrieben wird.

Vorspannungen derselben Polarität werden zur Entwicklung von einer nicht dargestellten Stromversorgungsschaltung aus an die Hülsen 30 a bis 30 d und die photoleitfähige Trommel 20 angelegt. Die Magnetbürsten 36 a bis 36 d an den zu drehenden Hülsen 30 a bis 30 d werden nacheinander in Kontakt mit der Trommel 20 gebracht, auf welcher elektrostatisch ein latentes Bild erzeugt ist; hierdurch wird dann das latente Bild 38 mit Toner entwickelt, wodurch ein sichtbares Bild 40 erzeugt wird.

In dieser Ausführungsform haben alle Hülsen 30 a bis 30 d einen Außendurchmesser von 25 mm, während die Magnete 34 a bis 34 d Magnetkräfte an den äußeren Umfangsflächen der Hülsen 30 a bis 30 d mit einer magnetischen Flußdichte von 800 Gauß erzeugen können. Hierdurch können die Magnetbürsten 36 a bis 36 d eine Höhe von 0,3 bis 5 mm, vorzugsweise von 0,7 bis 2 mm haben.

Die vorstehend erwähnten Vorspannungen werden angelegt, um ein unerwünschtes Tonerabsetzen auf dem Untergrund einer Kopie zu verhindern, und um den Schwärzungsgrad eines Bildes auf der Kopie einzustellen. Wenn das Potential des latenten Bildes -800 V beträgt und eine normale Bildentwicklung gewünscht wird, wird vorzugsweise eine Entwicklungsvorspannung im Bereich von 0 bis -500 V angelegt. Für eine Umkehrentwicklung sollte negativ ladbarer Toner verwendet werden, und die Entwicklungsvorspannung sollte von -200 bis -500 V reichen. Die endgültige Entwicklungsvorspannung wird im Hinblick auf den Schwärzungsgrad einer zu kopierenden Vorlage oder so, wie es der Benutzer wünscht, festgelegt.

Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d sind jeweils an den Magnetbürsten 36 a bis 36 d in Anlage gehalten, um Resttoner von den Magnetbürsten zurückzugewinnen, nachdem das Bild auf der Trommel 20 entwickelt worden ist. Abstreifschneiden 44 a bis 44 d sind jeweils mit Druck in Anlage an den Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d gehalten, um die zurückgewonnenen Tonrepartikel von den Rollen 42 a bis 42 d abzustreifen; die abgestreiften Tonerpartikel werden dann in einen der Tonerbehälter 46 a bis 46 d zurückbefördert.

Eine vorherbestimmte Vorspannung für die Tonerrückgewinnung wird von einer nicht dargestellten Stromversorgungsschaltung aus an jede der Rollen 42 a bis 42 d angelegt. Um Resttoner von den Magnetbürsten 36 a bis 36 d zu sammeln, hat die vorerwähnte Vorspannung denselben Pegel wie das Entwicklungspotential, d. h. liegt auf einem solchen Pegel, daß damit ein ganzes latentes Bild auf einer der Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d entwickelt werden könnte, falls diese Rollen Träger von latenten Bildern wären. Wenn beispielsweise das latente Bildpotential -800 V ist und die Entwicklungsvorspannung -200 V beträgt, dann könnte die Tonerrückgewinnungsvorspannung etwa -600 V sein.

Es braucht jedoch nicht der gesamte Toner zurückgewonnen zu werden, welcher in den Magnetbürsten 36 a bis 36 d enthalten ist; es reicht vielmehr aus, selektiv Toner in der Nähe der Oberflächen der Magnetbürsten 36 a bis 36 d zurückzugewinnen. Die Tonerrückgewinnung wird zumindest deswegen durchgeführt, um Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten an den Magnetbürsten 36 a bis 36 d zu beseitigen. Beispielsweise werden verschiedene Tonerdichten in den Magnetbürsten 36 a bis 36 d, was unterschiedliche Tonerverbrauchsraten in schwarzen, Halbton- und Untergrund-Bereichen zur Folge hätte, mittels der Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d ausgeglichen.

Im allgemeinen wird Toner eines Zweikomponenten-Entwicklers in einer Menge aufgebracht, die von 0,8 bis 1,0 mg pro Flächeneinheit reicht. Toner wird dem latenten Bild 38 zugeführt, während die photoleitfähige Trommel 20 und die Magnetbürsten 36 a bis 36 d in einem Geschwindigkeitsverhältnis von etwa 1 : 3 relativ zueinander gedreht werden. Folglich wird mittels der Magnetbürsten 36 a bis 36 d Toner nur in dem Bereich von 0,27 bis 0,33 mg pro Flächeneinheit zugeführt. Durch das Rückgewinnen von Resttoner in einer Menge, welche die Tonerzuführmöglichkeit jeder der Magnetbürsten 36 a bis 36 d übersteigt, können die Tonerdichten in den Magnetbürsten gleichförmig gemacht werden, wodurch dann nachteilige Einflüsse ausgeschaltet werden, welche sich durch eine Bildentwicklung ergeben können.

Insbesondere hat ein üblicher Zweikomponenten-Entwickler eine spezifische volumenbezogene Dichte von 2 und eine Tonerdichte von 3%. Bei Verwendung eines solchen Zweikomponenten-Entwicklers beträgt das Gewicht einer Magnetbürste mit einer Höhe von 1 mm 0,2 g/cm². Da das Gewicht von Toner, der in dieser Magnetbürsten-Volumeneinheit enthalten ist, 6 mg beträgt, ist der Toner, welcher tatsächlich zu einer Bildentwicklung beiträgt, nur 5% der Magnetbürste. Oder anders ausgedrückt, es reicht aus Toner zurückzugewinnen, welcher diesen 5% entspricht. Unterschiede im Tonerverbrauch durch die Magnetbürste können wirksam ausgeschlossen werden, sobald Toner mit einer Dichte von etwa 0,3 mg/cm² in der Nähe der Oberfläche der Magnetbürste durch eine Tonerzuführrolle festgelegt ist.

Die Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d werden einzeln angetrieben und in der Richtung eines Pfeils D gedreht, um dadurch zu verhindern, daß rückgewonnener Toner wieder auf die zugeordnete Magnetbürste 36 a bis 36 d aufgebracht wird. Die Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d sind (bezüglich der Drehrichtung der Hülsen 30 a bis 30 d) nach den Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d angeordnet und stehen mit den entsprechenden Magnetbürsten 36 a bis 36 d in Kontakt. Jede der Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus in der Richtung eines Pfeils E gedreht. Tonerschicht-Begrenzungsschneiden 50 a bis 50 d werden mit Druck an den entsprechenden Tonerzurührrollen 48 a bis 48 d in Anlage gehalten. Mittels der Schneiden 50 a bis 50 d werden gleichförmige dünne Tonerlagen auf den zugeordneten Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d aufgebracht, während gleichzeitig der Toner reibungselektrisch geladen wird.

Die Tonerabstreifschneiden 44 a bis 44 d und die Tonerschicht- Begrenzungsschneiden 50 a bis 50 d arbeiten mit den vorher erwähnten Abteilen 24 a bis 24 d zusammen, wodurch Tonerbehälter 46 a bis 46 d jeweils an einer vorherbestimmten Stelle festgelegt sind. Toner irgendeiner ausgewählten Farbe ist in einem der Tonerbehälter 46 a bis 46 d untergebracht. Die Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d sind so angeordnet, daß im wesentlichen ihre untere Hälfte in dem Toner liegt, wenn sie in die Entwicklungsposition (d. h. in die in Fig. 2 dargestellte Position der Rolle 48 a) gebracht ist. Wenn eine der Rollen 48 a bis 48 d gedreht wird, wird Toner, welcher in dem entsprechenden Tonerbehälter 46 a bis 46 d untergebracht ist, über die Tonerzurührrolle der entsprechenden Magnetbürste 36 a bis 36 d zugeführt. Mittels der Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d können auch die Höhen der Magnetbürsten 36 a bis 36 d auf eine gleichförmige Höhe begrenzt werden, um dadurch Unregelmäßigkeiten im Bildschwärzungsgrad auszuschließen.

Andere Schneiden, Rollen oder ähnliche Begrenzungsteile, welche nicht dargestellt sind, können ebenfalls nahe bei den jeweiligen Hülsen 30 a bis 30 d zwischen den Positionen, in welchen sie mit den Tonerzurührrollen 48 a bis 48 d in Kontakt stehen, und im Entwicklungsbereich angeordnet sein, so daß die Höhen der Magnetbürsten 36 a bis 36 d tatsächlich gleichförmig gemacht werden können.

An jede der Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d wird durch eine nicht dargestellte Stromversorgungsschaltung eine Vorspannung angelegt, damit der Toner wirksam an die jeweils zugeordneten Magnetbürsten 36 a bis 36 d übertragen wird. Diese Vorspannung hat dieselbe Polarität wie der geladene Toner und reicht von 0 bis 600 V. Damit der Toner zuverlässig an einer der Zuführrollen 48 a bis 48 d gehalten werden kann, wird eine Tonerzuführ-Vorspannung mit einer Polarität angelegt, welche derjenigen des geladenen Toners entgegengesetzt ist. In einem solchen Fall ist es besser, die Tonerzuführ-Vorspannung niedriger als die Bildentwicklungs-Vorspannung zu machen.

Wenn die Spannungen, welche an die Hülsen 30 a bis 30 d, die Rückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d und die Zuführrollen 48 a bis 48 d anzulegen sind, mit V _B , V _R bzw. V _D bezeichnet werden, muß für eine wohl ausgeglichene Tonerzufuhr zu den Hülsen und für eine Rückgewinnung von den Hülsen vorzugsweise der nachstehenden Beziehung entsprochen sein:

| V _B | ≳ | V _D |

Darüber hinaus sollte für eine gleichförmigere Tonerdichte auf den Hülsen vorzugsweise der folgenden Beziehung entsprochen sein:

| V _B | - | V _D | ≳ | V _R | - | V _B |

Abstreifer 52 a bis 52 d stehen von der inneren Umfangsfläche der Entwicklungshülse 12 vor und liegen mit Druck an den Toner­ rückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d bzw. den Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d an. Die Abstreifer 52 a bis 52 d dienen dazu, zu verhindern, daß Toner der jeweiligen Farben nach außen gelangt.

Die Stromversorgungsschaltung zum Anlegen der Entwicklungsvorspannung ist mit einem Kodierer versehen, um eine Ausgangsspannung der Schaltung in ein Signal umzuwandeln, indem letzteres in vier Bits aufgeteilt wird. Ein Signal, welches die abgegebene Entwicklungsvorspannung darstellt, wird an eine nicht dargestellte Steuerschaltung angelegt, welche wiederum mit einer Rechenschaltung versehen ist, um eine Vorspannung für eine angemessene Tonerzufuhr zu berechnen, welche der Entwicklungsvorspannung entspricht. Das Ausgangssignal einer solchen Steuereinrichtung wird der Stromversorgungsschaltung zugeführt, welche vorgesehen ist, um eine Tonerzufuhr-Vorspannung anzulegen, wodurch dann die Vorspannung für eine Tonerzufuhr festgelegt ist. Beispielsweise ist eine Vorkehrung getroffen, daß der Unterschied zwischen den beiden unterschiedlichen Vorspannungen konstant bleibt.

Die Tonerrückgewinnungsrollen 42 a bis 42 d und die Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d können aus Metall, elektrisch leitfähigem Gummi u. ä. hergestellt werden, so weit eine elektrische Vorspannung zwischen diesen Rollen und den zugeordneten Hülsen 30 a bis 30 d angelegt werden kann. Die Rollen 42 a bis 42 d und 48 a bis 48 d sind so angeordnet, daß sie mit den Magnetbürsten 36 a bis 36 d in einer Position in Kontakt stehen, welche von 50% bis 100% der Höhe der Magnetbürsten 36 a bis 36 d reicht. Jedoch können die Rollen 42 a bis 42 d und 48 a bis 48 d zusätzlich zu einer eine elektrische Vorspannung anlegenden Einrichtung in einer Position angeordnet werden, die über 100% der Höhe der zugeordneten Magnetbürsten 36 a bis 36 d hinausgeht, vorausgesetzt, daß der Absolutwert eines Luftspaltes 1 mm oder kleiner ist.

Obwohl die Außendurchmesser der Rollen 42 a bis 42 d und 48 a bis 48 d so, wie gewünscht, gewählt werden können, sollten sie 80% oder weniger des Außendurchmessers der Hülsen 30 a bis 30 d haben oder im Bereich von 5 bis 60 mm vorzugsweise von 80 bis 40 mm liegen.

Da die Tonermenge, die jeder der Hülsen 30 a bis 30 d zugeführt wird, auch von der Relativgeschwindigkeit zwischen den Hülsen 30 a bis 30 d und den Rollen 48 a bis 48 d abhängt, kann die zuzuführende Tonermenge durch Ändern der Rotationsgeschwindigkeit jeder der Rollen 48 a bis 48 d gesteuert werden. Insbesondere kann die Tonerdichte mittels eines bekannten Fühlers festgestellt werden, so daß die Drehzahl der jeweiligen Tonerzuführrollen gesteuert werden kann. Ein bekannter Fühler zum Feststellen der Tonerdichte kann eine Einrichtung sein, um die reflektierte Tonerdichte an jeder der Rollen 42 a bis 42 d festzustellen, und um dann die Tonerdichte aus der festgestellten, reflektierten Tonerdichte zu berechnen.

Die Tonerschicht-Begrenzungsschneiden 50 a bis 50 d können mit Druck an den Umfangsflächen der zugeordneten Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d anliegen, welche diametral gegenüberliegend zu den dargestellten Flächen in Fig. 2 sind. Bei einer solchen Abwandlung werden die Tonerzuführrollen 48 a bis 48 d in einer zu der Pfeilrichtung E entgegengesetzten Richtung gedreht.

In Fig. 3 ist die Welle 22, an welcher die Entwicklungstrommel 12 gehaltert ist, durch ein Lager 56 drehbar getragen, welches seinerseits in einer Seitenwandung beispielsweise eines elektrophotographischen Farbkopierers gehalten ist. Ein angetriebenes Zahnrad 58 ist an einem Endteil der Welle 22 befestigt und ständig in Eingriff mit einem Antriebszahnrad 62 gehalten, welches an einer Abtriebswelle eines Schrittmotors 60 befestigt ist. Ein Positionierstab 66 ist durch zwei Kugeldrucklager 64 a und 64 b, welche in der Seitenwandung 64 vorgesehen sind, in der Weise gehaltert, daß er auf die Entwicklungstrommel 12 zu und von dieser weg bewegbar ist. Die Spitze des Stabes 66, welche nahe bei der Trommel 12 angeordnet ist, ist kegelförmig und paßt in eine Positionierbohrung 68, welche in der Trommel 12 ausgebildet ist.

Flansche 70 und 72 stehen in radialer Richtung von beiden Endteilen des Positionierstabes 66 vor. Eine Schraubenfeder 74 ist zwischen dem vorderen Flansch 70 und dem Kugeldrucklager 64 a vorgesehen, welches hinter dem Flansch 70 angeordnet ist. Die Schraubenfeder 64 spannt den Positionierstab 66 ständig in Vorwärtsrichtung, d. h. in Richtung zu der Positionierbohrung 68 vor. Der hintere Flansch 72 spielt die Rolle eines Anschlags. Insbesondere wenn der Stab 66 als ganzes über eine vorherbestimmte Strecke verschoben wird, wird der hintere Flansch 72 an dem Kugeldrucklager 64 a in Anlage gebracht, um dadurch irgendeine weitere Bewegung des Stabes 66 zu verhindern.

Ein Antriebsarm 76 ist mit einem Ende mit einem hinteren (in Fig. 3 rechten) Endteil des Stabs 66 gelenkig verbunden, in seinem mittleren Teil mit dem Gerätegehäuse drehbar verbunden und an seinem anderen Ende mit einer Ausgangswelle eines Solenoids 78 gelenkig verbunden. Wenn das Solenoid 78 erregt wird, wird der Stab 66 aus der Positionieröffnung 68 herausgezogen, wie in Fig. 3 dargestellt ist; wenn das Solenoid 78 entregt wird, wird der Arm durch die Schraubenfeder 70 in Richtung der Bohrung 68 gedrückt. Vier derartiger Positionierbohrungen 68 sind in der Entwicklungstrommel 12 ausgebildet, und sie entsprechen vorherbestimmten Soll-Positionen für ein Entwickeln mittels der entsprechenden Entwicklungseinheiten 28 a bis 28 d. Wenn bei einer solchen Ausführung der Positionierstab 66 in eine der Positionieröffnungen 68 eingebracht ist, ist eine der Entwicklungseinheiten 28 a bis 28 d bezüglich dieser Bohrung 68 in der vorherbestimmten Entwicklungsposition gehalten.

Wenn das Solenoid 78 entregt wird, um den Stab 66 außerhalb der Positionieröffnung 68 zu halten, läßt sich die Entwicklungstrommel 12 frei drehen. Die Trommel 12 wird dann in der Richtung des Pfeils B (Fig. 2) in eine Drehbewegung versetzt. Sobald die Entwicklungseinheit, beispielsweise 28 a, die Entwicklungsposition erreicht, wird das Solenoid 78 entregt, so daß der Stab 66 durch die Feder 74 in die Bohrung 68 gedrückt wird, wodurch die Trommel 12 in die richtige Lage gebracht ist. Folglich ist die Entwicklungseinheit 28 a für eine Entwicklung in der vorherbestimmten Soll-Position gehalten.

Nachstehend wird anhand von Fig. 4 und 5 ein Antriebssystem für die Hülsen 30 a bis 30 d oder für die Magnete 34 a bis 34 d beschrieben. Eine Antriebsriemenscheibe 84 ist fest auf einer Abtriebswelle 82 eines Antriebsmotors 80 angebracht, während eine angetriebene Riemenscheibe 88 drehbar auf einer ersten Transmissionswelle 86 gehaltert ist. Ein Riemen 90 ist über die Riemenscheiben 84 und 88 gelegt. Eine Kupplung 92 ist an der ersten Transmissionswelle 86 nahe bei der Riemenscheibe 88 angebracht, so daß wahlweise eine wirksame Verbindung zwischen der Riemenscheibe 88 und der Welle 86 hergestellt werden kann. Die Kupplung 92 kann als eine solenoidbetätigte Kupplung u. ä. ausgeführt sein. Ein Zahnrad 94 ist auf der Welle 86 angebracht und kämmt mit einem Zahnrad 98, welches an einem Ende einer zweiten Transmissionswelle 96 angebracht ist. Ein Zahnrad 100 ist am anderen Ende der Transmissionswelle 96 angebracht und in kämmendem Eingriff mit einem Zahnrad 104 gehalten, welches durch ein Lager 102 auf einer Welle 20 a der Trommel 20 drehbar gehaltert ist; das Zahnrad 104 dient folglich als ein Antriebsabgabeteil.

Die Hülse 30 a (dasselbe gilt für die anderen Hülsen 30 b bis 30 d) ist auf einer Antriebswelle 106 gehaltert. Ein Zahnrad 108 ist an der Welle 106 angebracht und dient als Antriebsabgabeabschnitt. Wenn die Entwicklungseinheit, z. B. 28 a, wie dargestellt, in die Entwicklungsposition gebracht ist, wird das Zahnrad 108 in kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad 104 gebracht. Wenn die Einheit 28 a aus der Entwicklungsposition entfernt wird, wird das Zahnrad 108 von dem Zahnrad 104 freigegeben. Die Kupplung 92 wird durch eine nicht dargestellte Steuereinheit betätigt. Insbesondere wenn die Entwicklungseinheit 28 a in der Entwicklungsposition gehalten ist, ist die Kupplung 92 eingekuppelt, um die Antriebskraft an das Zahnrad oder den Antriebsabgabeteil 104 zu übertragen. Wenn dagegen die Einheit 28 nicht in der Entwicklungsposition ist, ist die Kupplung 92 ausgekuppelt, so daß das Zahnrad 104 sich in einem freien Zustand befindet.

Die Entwicklungstrommel 12 soll so gedreht werden, wie durch den Pfeil B angezeigt ist, um die Entwicklungseinheit 28 a in die Entwicklungsposition zu bringen. Die Einheit 28 a wird dann durch den Positioniermechanismus in die richtige Lage gebracht, wie anhand von Fig. 3 beschrieben ist. Gleichzeitig wird das Zahnrad 108, durch das eine Antriebskraft an die Hülse 30 a oder den Magneten 34 a der Entwicklungseinheit 28 a übertragen wird, in kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad 104 gebracht. Sobald die Zahnräder 104 und 108 eingekuppelt sind, ist die Kupplung 92 ausgekuppelt worden, um das Zahnrad 104 in einem freien Zustand zu halten. Folglich ist das Zahnrad 104 automatisch mit dem Zahnrad 108 synchronisiert, wenn es mit diesem kämmt. Oder anders ausgedrückt, die Zahnräder 104 und 108 können immer weich und gleichmäßig, d. h. ohne irgendein Stoßen miteinander kämmen. Sobald die Zahnräder 104 und 108 in Eingriff stehen, wird entweder die Hülse 30 a oder der Magnet 34 a angetrieben und dadurch gedreht, wodurch ein Entwicklungsvorgang eingeleitet ist.

Insbesondere der Toner in dem Behälter 46 a wird reibungselektrisch durch die Drehbewegung der Tonerzuführrolle 48 a geladen, während gleichzeitig der Toner unter der Wirkung einer vorgeschriebenen Vorspannung als eine dünne gleichförmige Schicht der Magnetbürste 36 a zugeführt wird. Die mit Toner versorgte Magnetbürste 36 a wird dann in Richtung der photoempfindlichen Trommel 20 bewegt, um ein elektrostatisches, latentes Bild 38 auf der Trommel 20 zu entwickeln. Nach der Bildentwicklung sind Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten an der Magnetbürste 36 a zurückgeblieben, welche dem Bild entsprechen. Der Resttoner auf der Magnetbürste 36 a wird unter der Wirkung einer vorgeschriebenen Tonerrückgewinnungs-Vorspannung an die Rolle 42 a übertragen und mittels der Rolle 42 a rückgewonnen. Die Tonerdichte-Unregelmäßigkeiten an der Magnetbürste 36 a sind folglich beseitigt, und die Tonerdichte an der Magnetbürste 36 a ist gleichförmig. Insbesondere enthält die Magnetbürste 36 a nach einer Tonerrückgewinnung nur einen Träger oder hat eine gleichförmige Tonerdichte-Verteilung und wird weg von der Tonerrückgewinnungsrolle 42 a in Richtung zu der Tonerzuführrolle 48 a bewegt. Die Tonerzuführ- Vorspannung wird auf der Basis der Entwicklungsvorspannung gesteuert, d. h. Toner wird der Magnetbürste 36 a in der Menge zugeführt, welche während der Entwicklung verbraucht wird. Hierdurch wird die Menge an zugeführtem und verbrauchtem Toner ausgeglichen und somit eine übermäßige oder zu geringe Tonerzufuhr ausgeschlossen.

Nachdem die Entwicklung durch die Einheit 28 a beendet ist, wird die Trommel 12 wieder gedreht, bis die nächste Einheit 28 b über dieselbe Schrittfolge, wie sie vorher beschrieben ist, die Entwicklungsposition einnimmt.

Das Zahnrad 104 an der Antriebsabgabeseite kann koaxial bezüglich der Trommel 20 angeordnet werden, während gleichzeitig der durch das Lager 102 bei der Drehung ausgeübte Reibungswiderstand entsprechend stark ausgelegt werden kann. Dadurch würde das Zahnrad 104 in seinen freien Zustand gebracht, in welchem es der Drehbewegung der Trommel 20 folgen kann. Dadurch kann die Synchronisierbewegung des Zahnrads 104 im voraus beendet werden; folglich wird dadurch ein glattes und gleichförmiges Kämmen der Zahnräder 104 und 108 gefördert.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung des vorstehend beschriebenen Aufbaus dargestellt, bei welcher eine Fellbürste 110 verwendet ist, um Toner der Magnetbürste 36 a zuzuführen. Durch die Fellbürste 110 wird die zugeführte Tonermenge erhöht, wodurch im Vergleich zu der dargestellten und beschriebenen Ausführung mit Rollen eine schnelle Bildverarbeitung gesteigert wird.

In einer herkömmlichen rotierenden Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung ist es üblich gewesen, unabhängige Entwicklungseinheiten in einer Entwicklungstrommel in einer vorherbestimmten Beziehung anzuordnen. Wenn beispielsweise eine Entwicklungstrommel entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist, sind eine gelbe, eine magenta-rote, eine cyan-blaue und eine schwarze Entwicklungseinheit in dieser Reihenfolge angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das heißt, die Entwicklungseinheiten werden entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß Toner in der Reihenfolge der Durchlässigkeit zugeführt wird, d. h. die geringste wird zuerst zugeführt. Eine Schwierigkeit bei einer solchen herkömmlichen Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung besteht darin, daß eine Aufzeichnung mit schwarzen und magenta(-roten) Zeichen, die miteinander vermischt sind, was am häufigsten gewünscht wird, nicht erreichbar ist, wenn nicht eine Entwicklung in schwarz durch eine schwarz entwickelnde Einheit durchgeführt wird, und dann eine magenta-rot entwickelnde Einheit in eine Entwicklungsposition gebracht wird, wobei eine cyan-blau entwickelnde Einheit übersprungen wird. Für eine Schwarz-Weiß-Aufzeichnung, welche danach gewünscht werden kann, ist dann eine Entwicklung in schwarz durchzuführen, indem eine gelb entwickelnde Einheit nach der Entwicklung in magenta-rot übersprungen wird. Das Ergebnis ist dann ein unverhältnismäßig zeitaufwendiger Aufzeichnungsvorgang. Aus diesem Grund ist daher die vorstehend beschriebene, rotierende Mehrfarben- Entwicklungseinrichtung so angeordnet, daß eine magenta-rot entwickelnde Einheit, welche häufig verwendet wird, an eine schwarz entwickelnde Einheit angrenzt. Wenn nunmehr die in Fig. 2 dargestellte Entwicklungseinheit 28 a eine magenta-rot entwickelnde Einheit ist, wird die Rolle einer schwarz entwickelnden Einheit der Entwicklungseinheit 28 b zugewiesen. Die Entwicklungseinheiten 28 c und 28 d sind dann als eine cyan-blau bzw. eine gelb entwickelnde Einheit anzunehmen. Bei dieser Art Anordnung entfällt dann die Notwendigkeit, die cyan-blau und gelb entwickelnden Einheiten zu überspringen, und folglich wird im Vergleich zu der herkömmlichen Einrichtung die Aufzeichnungszeit verkürzt.

Wenn das latente Bild 38 auf der photoleitfähigen Trommel 20 mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung 10 entwickelt wurde und die Entwicklungseinheiten 28 a bis 28 d unter denselben Bedingungen eingestellt wurden, wurde festgestellt, daß der Toner jeder Farbe in einer Menge von 0,8 bis 1,0 mg/cm² aufgebracht wird. Das sich ergebende Tonerbild 40 war als eine einfarbige Kopie (für geschäftliche Zwecke) jeweils in magenta-rot, cyan-blau und schwarz voll akzeptabel; (gelb war zu blaß, um als einfarbige Kopie zu dienen); es ergab sich jedoch infolge einer übermäßigen Menge an aufgebrachtem Toner ein übermäßig hoher Kontrast, wenn es zu einer Vollfarben-Kopie aus gelbem, magenta-rotem und cyan-blauem Toner kam, welche übereinandergeschichtet waren.

Bei dem Bestreben, die vorstehend geschilderte Schwierigkeit zu lösen, wurde eine Entwicklung unter denselben Bedingungen, wie sie oben beschrieben sind, durchgeführt, außer daß die Tonerzuführrollen dieser Entwicklungseinheiten, welche gelben, magenta-roten und cyan-blauen Toner enthielten, wurden mit der halben Drehzahl der Tonerzuführrolle einer Entwicklungseinheit gedreht, welche Toner einer anderen Farbe hatte. Es wurde festgestellt, daß die aufgebrachte Menge des jeweiligen gelben, magenta-roten und cyan-blauen Toners auf 0,4 bis 0,5 mg/cm² abnahm; eine unter einer solchen Bedingung hergestellte Vollfarben-Kopie hatte einen entsprechend niedrigen Kontrast und wies eine photographische Reproduzierbarkeit auf; außerdem war eine einfarbige Kopie ebenfalls voll akzeptabel. Dies läßt sich durch die Tatsache erklären, daß anders als bei den Tonermengen für eine Vollfarben-Kopieren die Menge an (schwarzem) Toner, welcher einen größeren Teil der Bilder im Falle des einfarbigen Kopierens ausmacht, in einer Menge von 0,8 bis 1,0 mg/cm² wie vorher aufgebracht wird.

Wie oben beschrieben, kann somit eine Vollfarben-Kopie und eine einfarbige Kopie mit gleichförmigem Kontrast hergestellt werden, wenn nur die Tonerzuführrollen in Abhängigkeit von der Kopierart mit unterschiedlichen Drehzahlen gedreht werden, d. h. wenn die Entwickler (cyan-blauer, magenta-roter und gelber Toner), welche in diesen Entwicklungseinheiten aufbewahrt sind, um für eine Vollfarben-Entwicklung verwendet zu werden, in einer niedrigeren Rate zugeführt werden als der Entwickler (der Toner einer Farbe, der anders als die vorerwähnten ist), der in der Entwicklungseinrichtung aufbewahrt ist, welche für eine einfarbige Entwicklung verwendet wird.

Um Entwicklungsbedingungen einzustellen, stehen verschiedene Lösungsmöglichkeiten zur Verfügung, wie oben ausgeführt ist. Beispielsweise kann das Antriebssystem, welches den Tonerzuführrollen dieser Entwicklungseinheiten zugeteilt ist, in welchen cyan-blauer, magenta-roter und gelber Toner aufbewahrt ist, mit speziellen Einrichtungen versehen sein, welche sich von denjenigen des Antriebssystem unterscheiden, welches der Tonerzurührrolle der anderen Entwicklungseinheit zugeteilt ist. Ferner können die Magnetbürsten für ein Vollfarben-Kopieren an die zugeordneten Hülsen mit einer anderen Geschwindigkeit bewegt werden als die Magnetbürste bei einfarbigem Kopieren.

Nunmehr wird eine Farbentwicklung bei einem Bild angewendet, bei welchem eine größere Fläche oder ein größerer Bereich zusammenhängend und geschlossen ist, und folglich wird eine beträchtliche Tonermenge verbraucht. Hieraus folgt, daß der Toner bald knapp wird, wenn es nur der Tonerbehälter ist, welcher durch den unteren Teil jeder Entwicklungseinheit gebildet ist, die für das Aufbewahren von Toner zur Verfügung steht.

Ein weiteres charakteristisches Merkmal der Entwicklungseinrichtung 10 gemäß der Erfindung ist daher eine Tonerzuführeinrichtung, wie sie nachstehend beschrieben wird. Die Tonerzuführeinrichtung weist eine Tonerzuführtrommel 16 auf, in welcher Toner der jeweiligen Farben untergebracht ist. Wie in Fig. 1 und 7 dargestellt, ist die Trommel 16 außerhalb des Gehäuses 14 angeordnet und durch Schrauben 114 und 116 frei tragend koaxial zu einer Welle 112 an dieser gehalten. Der Durchmesser der Tonerzuführtrommel 16 ist gleich oder etwas größer als derjenige der Entwicklungstrommel 12. Wie in Fig. 8 dargestellt, unterteilen radial vorstehende Unterteilungen 118 a bis 118 d das Innere der Entwicklungstrommel 12 in vier Abteile oder Tonerkammern 120 a bis 120 d, deren Umfangsabmessung gleich ist. Die Tonerkammern 120 a bis 120 d sind jeweils eine Kammer für schwarzen, cyan-blauen, gelben bzw. magenta-roten Toner. Das heißt, die Tonerkammern 120 a bis 120 d enthalten schwarzen Toner Tb, cyan-blauen Toner TC, gelben Toner TY bzw. magenta-roten Toner TM.

Da alle Tonerkammern 120 a bis 120 d in der Ausführung identisch sind, wird im folgenden als Beispiel nur die Kammer 120 a für schwarzen Toner beschrieben. Ein Deckel 122 a aus Gummi ist entfernbar, um Toner der Kammer 120 a zuzuführen. In der Kammer 120 a ist eine Rühreinrichtung 124 a untergebracht. Die Kammer 120 a ist im Querschnitt etwa L-förmig. Ein Ende einer Förderschnecke 126 a ist im unteren Teil der L-förmigen Tonerkammer 120 a nahe bei der Welle 112 angeordnet. Die Förderschnecke 126 a erstreckt sich parallel zu der Welle 112 von der Tonerkammer 120 a in die Entwicklungskammer 26 a. Der Wellenteil der Förderschnecke 126 a erstreckt sich durch das Gehäuse 14 und ist an einem Ende mit einem Zahnrad 128 versehen, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Wie ebenfalls in Fig. 7 dargestellt, ist dieser Teil der Förderschnecke 126 a, welche sich zwischen der rechten Wandung der Zuführtrommel 16 und der Wandung der Entwicklungstrommel 12 erstreckt, durch ein zylindrisches Gehäuse 128 a umgeben. Das Gehäuse 128 a weist in dem Bereich, welcher der Hülse 30 a gegenüberliegt, einen axial verlaufenden Schlitz 130 a auf.

Eine Welle 136 ist in Seitenwandungen 132 und 134 eines Kopierers u. ä. gelagert. Ein Zahnrad 128 ist an der Welle 136 befestigt und in kämmendem Eingriff mit dem Zahnrad 128 gehalten. Ein Drehmoment wird von einer Riemenscheibe 140 mittels einer solenoidbetätigten Kupplung 142, eines Zahnrads 144 und eines Zahnrads 146 an das Zahnrad 138 übertragen. Die Kupplung 142 ist ein einer Seitenwandung 148 des Geräts, z. B. eines Kopierers, gehalten. Wenn bei dieser Ausführung die Förderschnecke 126 a gedreht wird, befördert sie den schwarzen Toner TB aus der Tonerkammer 120 a durch das Gehäuse 128 a in Richtung der Entwicklungskammer 26 a, bis der Toner TB durch den Schlitz 130 a in die Entwicklungskammer 26 a hineingefallen ist. Am rechten Ende der Förderschnecke 126 a ist deren Gewindegang in der entgegengesetzten Richtung als in dem übrigen Teil ausgebildet, um dadurch zu verhindern, daß sich Toner am Ende des Gehäuses 128 a sammelt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, wird die Förderschnecke 126 a zu der Zeit angetrieben, zu welcher der schwarze Toner TB im Inneren der Tonerkammer 120 a sich auf der Förderschnecke 126 a abgesetzt hat, wie in Fig. 8 dargestellt ist, und der Schlitz 130 wird im Inneren der Entwicklungskammer 26 a nach unten ausgerichtet. Grob gesagt, die Lagebeziehung zwischen der Tonerkammer 120 a und der Entwicklungskammer 26 a ist so, daß, wenn erstere eine Winkelposition bezüglich der darunter angeordneten Förderschnecke 126 a annimmt, letztere eine Winkelposition bezüglich der darüber angeordneten Förderschnecke 126 a einnimmt. Dies ist beabsichtigt, damit der Toner aufgrund der Schwerkraft in die Entwicklungskammer 26 a tropft, während die Förderschnecke 126 a in der Tonerkammer 120 a sich in dem Toner eingräbt. Eine solche Winkelstellung wird eingestellt, wenn beispielsweise die Hülse 30 b in eine Lage gebracht ist, in welcher sie der photoleitfähigen Trommel 20 gegenüberliegt. Folglich wird der schwarze Toner TB der Entwicklungskammer 26 a zugeführt, wenn der cyan-blaue Toner TC für eine Entwicklung aufzubringen ist.

Förderschnecken 126 b bis 126 d und entsprechende Gehäuse 128 b bis 128 d sind zwischen den Tonerkammern 120 b bis 120 d und deren zugeordneten Entwicklungskammern 26 b bis 26 d vorgesehen. Jede der Förderschnecken 126 b bis 126 d ist in derselben Weise wie die Förderschnecke 126 angeordnet, so daß eine Tonerzufuhr bewirkt wird, wenn die vorstehend beschriebene Beziehung zwischen der Toner- und der Entwicklungskammer erreicht ist. Die jeweilige Förderschnecke 126 b bis 126 d wird angetrieben, wenn ein Zahnrad, welches auf deren Welle angebracht ist, in kämmenden Eingriff mit dem vorher erwähnten Zahnrad 138 gebracht wird. Insbesondere wird, während das in Fig. 7 dargestellte Zahnrad 128 mit dem Zahnrad 138 in kämmendem Eingriff steht, um den schwarzen Toner TB zuzuführen, ein Zahnrad 150, das an der Welle der Förderschnecke 126 b angebracht ist, mit dem Zahnrad 138 kämmt, wenn der cyan-blaue Toner TC zuzuführen ist. Die solenoidbetätigte Kupplung 122 ist vorgesehen, um eine entsprechende Drehbewegung der Förderschnecke festzulegen, damit eine entsprechende Tonermenge auf der Basis der Tonermenge zugeführt wird, welche bei der letzten Entwicklung verbraucht worden ist.

Auf diese Weise werden die Tonerzufuhr- und die Entwicklungstrommel 16 bzw. 12 um jeweils 90° gedreht, um ein latentes Bild mit Toner unterschiedlicher Farben zu entwickeln, während der Toner zugeführt wird.

In Fig. 9 ist eine Beziehung zwischen den Antriebszeiten der Entwicklungs- und der Tonerzuführtrommel sowie den Antriebszeitpunkten der Hülsen oder Magnete und der Förderschnecken dargestellt. Die in Fig. 9 dargestellte Folge ist so gewählt, daß, während eine Entwicklung in einer bestimmten Farbe durchgeführt wird, die Entwicklungskammer, welche an die Entwicklungskammer grenzt, welche für die Entwicklung verwendet wird, mit Toner versorgt wird, und bei Beendigung der Entwicklung die Entwicklungs- und Tonerzuführtrommeln gedreht werden. Toner irgendeiner Farbe kann der Zuführtrommel 16 zugeführt werden, während sich beispielsweise die Abdeckklappe in ihrer obigen Lage befindet.

Wie vorstehend beschrieben, ist die Zuführtrommel 16 unterteilt, um einzelne Tonerkammern festzulegen, und den Tonerkammern ist jeweils eine Förderschnecke, die als Tonerfördereinrichtung dient, zugeordnet. Somit kann Toner einer der Entwicklungskammern zugeführt werden, ohne mit anderem Toner vermischt zu werden oder verstreut zu werden.

Wie in Fig. 7 dargestellt, ist die Entwicklungstrommel 12 in dem Gehäuse 14 gelagert, welches seinerseits durch einen Bolzen 154 bezüglich einer Seitenwandung 152 des Geräts in der richtigen Lage angeordnet ist. Ein Zahnrad 158 b ist an einer Welle 156 b angebracht, durch welche die Hülse 30 b und der Magnet 34 b angetrieben werden, und es ist in kämmendem Eingriff mit einem Antriebszahnrad gehalten, welches an dem Gerät gehaltert ist. Ein nicht dargestellter Riemen ist über eine Riemenscheibe 160 b, welche mit dem Zahnrad 158 b eine Einheit bildet und eine Riemenscheibe 162 b geführt, welche an einer Welle 160 b angebracht ist, wodurch die Tonerzuführrolle 48 b angetrieben und dadurch in Drehung versetzt wird. In Fig. 7 ist ein Metallstück 164 vorgesehen, über welches eine Vorspannung an die photoleitfähige Trommel 20 und die Hülse 30 b anlegbar ist. Wenn der Motor 60 nicht als Schrittmotor ausgeführt ist, werden eine rotierende Kotierscheibe 166 und ein Photokoppler 168 verwendet, um die Entwicklungstrommel 12 schrittweise in die vorgeschriebene Entwicklungsposition zu bringen.

Nachstehend werden einige Beispiele eines elektrophotographischen Farbkopierers und anderer Farbbilder erzeugender Einrichtungen beschrieben, bei welchen die Erfindung anwendbar ist.

In Fig. 10 ist ein elektrophotographisches Kopiergerät dargestellt, in welchem die rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinheit 10 gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Der Farbkopierer 170 weist eine Lampe 172 zum Beleuchten einer nicht dargestellten Vorlage, welche auf eine Glasplatte 174 gelegt ist, erste bis dritte Spiegel 176, 178 und 180, eine Linsenanordnung 182, einen vierten Spiegel 184 und eine Filteranordnung 186 auf. Der Farbkopierer 170 weist ferner eine ein latentes Bild erzeugende Einrichtung, welche aus einer photoleitfähigen Trommel 20, einer Vorreinigungs-Entladeeinrichtung 188, einer Entladungslampe 190 und einer Ladeeinrichtung 192 besteht, eine Transfereinrichtung in Form einer Transfertrommel 194, eine Festklemmeinrichtung 196, einen Transferlader 198, um ein Tonerbild auf ein Papier zu übertragen, Trennlader 200 und 202, um das Papier von der Trommel 194 zu trennen, eine Fixiereinrichtung 204 zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Papier sowie Papierzuführeinrichtungen 206 und 208 usw. auf.

Die rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung 10 mit den Entwicklungseinheiten 26 a bis 26 d ist in dem Farbkopierer 170 untergebracht. Wie bereits ausgeführt, entsprechen die Entwicklungseinheiten 128 a bis 128 d einer schwarz, einer cyan-blau, einer gelb bzw. einer magenta-rot entwickelnden Einheit. Insbesondere die Einheit 28 d, die am nächsten bei der schwarz entwickelnden Einheit 28 a angeordnet ist, ist eine magenta-rot entwickelnde Einheit, welche häufig verwendet wird, und die Entwicklungseinheit 28 b auf der der Einheit 28 d gegenüberliegenden Seite ist eine cyan-blau entwickelnde Einheit. Kurz gesagt, die schwarz, magenta-rot, gelb und cyan-blau entwickelnden Einheiten 28 a, 28 d, 28 c und 28 b sind, entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn gesehen, in dieser Reihenfolge angeordnet.

Ein Bildaufzeichnungsvorgang wird nunmehr anhand von Fig. 10 beschrieben.

(1) Farbbetrieb

Wenn ein nicht dargestellter Kopierschalter angeschaltet wird, beginnen sich die photoleitfähige Trommel 20 und auch die Zuführrollen 210 a und 210 b zu drehen, um Papier in Richtung eines Ausrichtrollenpaars 212 zuzuführen. Nachdem das Papier durch das Rollenpaar 212 gestoppt ist, wird es durch dasselbe Rollenpaar 212 angetrieben, bis seine Vorderkante mittels der Klemmeinrichtung 196 festgeklemmt und um die Transfertrommel 194 gelegt ist. Die Lampe 172 wird inzwischen bewegt, um eine Vorlage abzutasten, welche auf die Glasplatte 174 gelegt ist. Von der Vorlage reflektiertes Licht wird mittels der Spiegel 176, 178, 180, der Linsenanordnung 182, des vierten Spiegels 184 und eines Grünfilters 186 G der Filteranordnung 186 auf der Trommel 20 scharf eingestellt.

Die photoleitfähige Trommel 20, welche mittels der Ladeeinrichtung 192 gleichförmig geladen worden ist, wird dann bildmäßig belichtet, so daß ein latentes Bild elektrostatisch auf der Trommel 20 erzeugt ist. Dieses latente Bild wird durch den magenta-roten Toner entwickelt, welcher auf der Hülse 30 d der Einheit 28 d aufgebracht ist. Dann wird eine Vortransfer-Entladungslampe 214 angeschaltet, um die Trommel 20 über (from above) dem Tonerbild zu beleuchten, um dadurch die Trommeloberfläche zu entladen; der Transferlader 198 wird angeschaltet, um das magenta-rote Tonerbild an das Papier zu übertragen, welches um die Transfertrommel 194 gewickelt ist. Hierdurch ist dann eine rote Bildkomponente auf dem Papier wiedergegeben.

In dieser Betriebsphase wird das Papier durch die Klemmeinrichtung 196 um die Transfertrommel 194 und aufgrund der elektrostatischen Kraft, welche durch den Transferlader 198 ausgeübt wird, um die Transfertrommel 194 gewickelt gehalten. Nach dem Bildtransfer wird die Ladung, welche auf der Oberfläche der Trommel 20 verbliebenn ist, durch den Vorreinigungs-Entlader entfernt, während gleichzeitig der Resttoner durch eine Reinigungseinheit 216 entfernt wird. Ferner wird das Oberflächenpotential der Trommel 20 auf deren ganzen Oberfläche durch die Entladungslampe 190 auf 0 V erniedrigt.

Als nächstes beginnt die Lampe 172, welche in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht worden ist, einen weiteren Hub, und gleichzeitig wird die Trommel 12 der Einrichtung 10 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht, um die Hülse 30 c in einer vorgeschriebenen Entwicklungsposition 218 anzuordnen. Ein von der Vorlage reflektiertes Lichtbild wird mit Hilfe derselben Spiegel- und Linsenanordnung auf der Trommel 20 scharf eingestellt, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Blaufilter 196 BL der Filteranordnung 160 verwendet ist. Die Oberfläche der Trommel 20, welche während des vorherigen Schrittes mit Hilfe der Lampe 190 entladen worden ist, wird durch den Lader 192 gleichförmig geladen und dann durch die Reflexion von der Vorlage bildmäßig belichtet. Das sich ergebende latente Bild auf der Trommel 20 wird dann mittels des gelben Toners auf der Hülse 30 c entwickelt. Hierauf wird die Oberfläche der Trommel 20 mittels der Entladungslampe 214 über (from above) das Tonerbild beleuchtet und dadurch entladen. Das gelbe Tonerbild wird dann mittels des Transferladers 198 an das Papier übertragen, welches noch auf der Transfertrommel 194 gehalten ist.

Durch die insoweit beschriebene Schrittfolge ist das gelbe Tonerbild über (from above) dem magenta-roten Tonerbild auf dem Papier wiedergegeben. Das Papier wird noch an der Transfertrommel 194 zurückgehalten. Nach der Übertragung des gelben Tonerbildes wird die Oberfläche der Trommel 20 durch den Vorreinigungs-Entlader 188 entladen, während gleichzeitig der Resttoner mittels der Reinigungseinheit 216 entfernt wird. Ferner wird das Oberflächenpotential der Trommel 20 über deren gesamten Oberfläche durch die Lampe 190 auf 0 V erniedrigt.

Anschließend beginnt die Lampe 172 einen weiteren Hub, während gleichzeitig die Entwicklungstrommel 12 im Uhrzeigersinn um weitere 90° gedreht wird, um die Hülse 70 b in die Entwicklungsposition 218 zu bringen. Wieder wird dann das Lichtbild von der Vorlage über die Spiegel- und Linsenanordnung auf der Trommel 20 fokussiert, wobei diesmal ein Rotfilter 186 R der Filteranordnung 186 verwendet ist. Das sich ergebende latente Bild auf der Trommel 20 wird dann mittels des cyan-blauen Toners entwickelt, welcher auf der Hülse 30 b aufgebracht ist; das cyan-blaue Tonerbild wird dann auf das Papier auf der Transfertrommel 194 übertragen. Folglich sind somit das magenta-rote, das gelbe und das cyan-blaue Tonerbild auf dem Papier einander überlagernd vorgesehen.

Danach werden die Trennlader 200 und 202 angeschaltet, um die auf das Papier wirkende, elektrostatische Kraft zu beseitigen. Wenn die Vorderkante des Papiers sich an den Ladern 200 und 202 vorbeibewegt hat, wird die Klemmeinrichtung 196 geöffnet, so daß das vordere Ende des Papiers auf eine Trennklaue 220 aufläuft, mit der Folge, daß das Papier als ganzes von der Transfertrommel 194 getrennt ist. Das Papier wird dann durch ein Band 222 in eine Fixiereinheit 204 und von dort aus dem Kopiergerät herausbefördert. Inzwischen ist die auf der Oberfläche der Trommel 20 verbliebene Ladung durch den Vorreinigungsentlader 188 entfernt, während gleichzeitig der Resttoner durch die Reinigungseinheit 216 entfernt wird. Ferner wird das Oberflächenpotential der Trommel 20 über deren gesamten Fläche durch die Entladungslampe 190 auf 0 V erniedrigt.

(2) Schwarz-Weiß-Kopieren

Wenn eine nicht dargestellte Eingabetaste, welche einer Schwarz-Weiß-Vorlage zugeteilt ist, eingeschaltet wird, wird die Entwicklungstrommel 12 gedreht, bis die Hülse 30 a der schwarz entwickelnden Einheit 20 a in der Entwicklungsposition 218 zugeordnet wird. Wenn der Kopiertastenschalter eingeschaltet wird, beginnt sich die Trommel 20 zu drehen, während gleichzeitig die Zuführrollen 210 a und 210 b sich zu drehen beginnen, um das Papier zu der Ausrichtrolle 212 zu befördern. Das Papier wird dann an der Ausrichtrolle 212 gestoppt und dann durch die Rolle 212 weiterbefördert und durch die Klemmeinrichtung 196 festgeklemmt und dadurch um die Transfertrommel 194 gewickelt zu werden. Ferner wird ein Lichtbild, das von einer Vorlage auf der Glasplatte 174 reflektiert worden ist, über die Spiegel- und Linsenanordnung in diesem Fall durch ein ND-Filter 196 N der Filteranordnung 196 an die Trommel 20 übertragen. Das sich ergebende, latente Bild auf der Trommel 20 wird durch den schwarzen Toner auf der Hülse 30 a entwickelt. Anschließend wird die Vortransfer- Entladungslampe 214 angeschaltet, um die Trommel 20 über dem schwarzen Tonerbild zu beleuchten, um die Oberfläche der Trommel 20 zu entladen. Dann wird der Transferlader 198 angeschaltet, um das schwarze Tonerbild von der Trommel 20 an das Papier zu übertragen, welches um die Transfertrommel 194 gewickelt ist. Hierauf werden die Trennlader 200 und 202 angeschaltet, um die auf das Papier wirkende elektrostatische Kraft zu annullieren. Wenn sich das vordere Ende des Papiers an den Ladern 200 und 202 vorbeibewegt hat, wird die Klemmeinrichtung 196 geöffnet, so daß das vordere Ende des Papiers auf die Trennklaue 220 aufläuft. Nachdem das Papier von der Transfertrommel 194 durch einen solchen Schritt entfernt worden ist, wird es durch das Band 222 transportiert, um nach Durchlaufen der Fixiereinheit 204 aus dem Gerät herausbefördert zu werden. Inzwischen ist die auf der Trommel 20 verbliebene Ladung durch den Vorreinigungsentlader 188 entfernt worden, während gleichzeitig der Resttoner mittels der Reinigungseinheit 216 entfernt wird. Ferner wird das Oberflächenpotential der Trommel 20 über deren gesamten Oberfläche durch die Entladungslampe 190 auf 0 V vermindert.

(3) Schwarz-Magenta-(Rot)-Kopieren

Diese Kopierart ist anwendbar, um schwarze und magenta-rote Zeichen zusammen auf einem einzigen Transferblatt aufzuzeichnen. Bei dieser Kopierart wird eine Vorlage mit schwarzen Zeichen (was nachstehend als schwarze Vorlage bezeichnet wird) zuerst auf der Glasplatte 174 angeordnet. Hierauf folgt dieselbe Schrittfolge, wie sie vorstehend in Verbindung mit dem Schwarz-Weiß-Kopieren beschrieben worden ist. Während dieses Teils des Kopiervorgangs bleibt ein Papier um die Transfertrommel 194 gewickelt. Danach wird die schwarze Vorlage auf der Glasplatte 174 durch eine Vorlage mit roten Zeichen (die nachstehend als rote Vorlage bezeichnet wird) ersetzt. Wenn der Kopierschalter wieder angeschaltet wird, wird die Entwicklungstrommel 12 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht, um die Hülse 30 d in die Entwicklungsposition 218 zu bringen. Das Papier, das durch die vorstehend beschriebenen Schritte mit einem schwarzen und einem roten Tonerbild versehen ist, wird über die Fixiereinheit 204 aus dem Kopiergerät herausbefördert.

(4) Schwarz-Cyan-(Blau-)Kopieren

Es wird derselbe Ablauf wie bei dem Schwarz-Magenta-Kopieren durchgeführt, außer daß die Entwicklungsrolle 12 entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° gedreht wird, um im Anschluß an eine Entwicklung in schwarz eine Entwicklung in cyan-blau durchzuführen. Zu beachten ist, daß ein Fühler oder ein Schalter jeder der Entwicklungseinheiten zugeordnet ist, damit eine Bedienungsperson auf dem Steuerpult oder einem ähnlichen Display eine ganz bestimmte Farbe sehen kann, in welcher die Entwicklung erfolgt.

In Fig. 11 ist ein elektrophotographisches Kopiergerät 214 dargestellt, mit welchem selektiv ein Vollfarben- und ein Schwarz-Weiß-Kopieren durchführbar ist. Wie dargestellt, ist der Kopierer 224 mit einer photoleitfähigen Trommel 20 a ausschließlich für eine Schwarz-Weiß-Aufzeichnung und eine photoleitfähige Trommel 20 b ausschließlich für eine Farbaufzeichnung versehen. Eine Entwicklungseinrichtung 226 ausschließlich für eine Schwarz-Weiß-Aufzeichnung ist in der Nähe der Trommel 20 a angeordnet, während die rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung 10 beispielsweise in der Nähe der Entwicklungstrommel 20 b angeordnet ist. Die Schwarz-Weiß-Entwicklungseinrichtung 226 kann in Form einer herkömmlichen Zweikomponenten-Entwicklungseinrichtung ausgeführt sein.

Wie oben beschrieben, weist die rotierende Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung eine Anzahl Entwicklungseinheiten, die jeweils mit einer Magnetbürste versehen sind, und Einrichtungen auf, um Toner der Magnetbürste zuzuführen und von der Magnetbürste einzusammeln. Bei einem Zweikomponenten-Entwickler braucht dieser nicht in jeder der Entwicklungseinheiten umgerührt zu werden, und dadurch entfallen verschiedene Arten von Umrührmechanismen, während gleichzeitig Platz eingespart wird, welcher von anderen Mechanismen eingenommen werden kann; dadurch ist jede Entwicklungseinheit einer rotierenden Entwicklungseinrichtung ganz erheblich verkleinert. Somit kann eine Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung, bei welcher ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, so leicht gehandhabt werden, wie eine Entwicklungseinrichtung, bei welcher ein Einkomponenten-Entwickler verwendet ist. Durch das Entfallen der Rührmechanismen verlangsamt die Ermüdung eines Trägers, während gleichzeitig die Beständigkeit von Bildern und die Flexibilität insbesondere bei einem Zweikomponenten-Entwicklungssystem erhalten bleiben.

In einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung ist eine Antriebs-Ein-/Auskoppeleinrichtung in einem Antriebssystem eines Gerätegehäuses untergebracht, so daß, während die Einrichtung außer Betrieb ist, ein Antriebsabgabeteil des Antriebssystems in einem freien unbelasteten Zustand gehalten werden kann. Folglich kann der Antriebsabgabeteil des Antriebssystems mit einem Antriebseingabeteil einer der Entwicklungseinheiten im Hinblick auf eine glatte und gleichförmige Synchronisierung gekoppelt sein. Hieraus folgt, daß eine der Entwicklungseinheiten an einer vorgeschriebenen Entwicklungsposition angeordnet werden kann, indem ihr Antriebseingabeteil glatt und gleichmäßig mit dem Antriebsausgabeteil verbunden wird, wodurch eine Beschädigung an verschiedenen Teilen sowie Lärm vermieden ist; dadurch wird gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Entwicklungseinrichtung größer.

Eine rotierende Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung weist eine Positioniereinrichtung auf, um ein drehbares Teil so zu positionieren, daß die Einrichtung in einer vorgeschriebenen Entwicklungsposition angeordnet ist. Die Positioniereinrichtung stellt folglich einen angemessenen Entwicklungsspalt sicher, um dadurch dauerhaft Qualitätsbilder zu erzeugen. Ferner enthält eine rotierende Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung Abdichtteile, welche an beiden Endteilen einer Entwicklungstrommel vorgesehen sind, um den Ausfluß von Toner zu stoppen. Folglich ist verhindert, daß Toner ausläuft oder verstreut wird, wodurch dann wiederum die Bildqualität konstant gehalten wird und die Zuverlässigkeit der Einrichtung erhöht ist.

Noch ein 00640 00070 552 001000280000000200012000285910052900040 0002003713822 00004 00521 weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Toner zugeführt werden kann, ohne daß er mit anderem Toner einer anderen Farbe vermischt oder verstreut wird. Außerdem werden mit einer Entwicklungseinrichtung gemäß der Erfindung, welche bei einem elektrophotographischen Farbkopierer anwendbar ist, optimale Entwicklungsbedingungen sowohl für eine Vollfarben-Entwicklung als auch für eine einfarbige Entwicklung erreicht, ohne daß komplizierte Operationen und bauliche Änderungen erforderlich sind.

Claims (22)

1. Mehrfarben-Entwicklungseinrichtung, mit einer drehbaren Entwicklungstrommel (12) mit Entwicklungseinheiten (28 a-d), welche nahe bei einem ein elektrostatisches, latentes Bild tragenden Teil (20) und diesem Teil gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Entwicklungstrommel (12) um eine Welle (112) jeweils um einen vorherbestimmten Winkel weitergeschaltet wird, so daß das latente Bild in einem vorherbestimmten Bereich durch Toner unterschiedlicher Farben entwickelt wird, welche von den Entwicklungseinheiten (28 a-d) der Entwicklungstrommel (20) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinheiten (28 a-d) jeweils eine Entwicklungsbürsteneinrichtung (30 a-d; 32 a-d) zum Ausbilden einer Magnetbürste (36 a-d), welche nacheinander zwischen einem Tonerzuführbereich, dem Entwicklungsbereich und einem Tonerrückgewinnungsbereich befördert werden und in dem Entwicklungsbereich mit dem latenten Bild (38) in Kontakt kommen, eine Tonerzuführeinrichtung (48 a-d), um den Toner, welcher in dem Tonerzuführbereich geladen wird, der Magnetbürste (36 a-d) der Entwicklungsbürsteneinrichtung zuzuführen, und eine Tonerrückgewinnungseinrichtung (42 a-d) aufweisen, um in dem Tonerrückgewinnungsbereich den Toner zurückzugewinnen, welcher nach einer Entwicklung an der Magnetbürste (36 a-d) verbleibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsbürsteneinrichtung drehbare zylindrische Hülsen (30 a-d) aus einem nichtmagnetischen Material und Magnete (34 a-d) aufweist, die drehbar in den Hülsen untergebracht sind, um magnetische Bürsten (36 a-d) an den Hülsen (30 a-d) auszubilden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Bürsten (36 a-d) durch eine Rotation zumindest entweder der Hülse (30 a-d) oder des Magneten (34 a-d) in einer rotierenden Bewegung und in einer vorherbestimmten Richtung transportiert werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführeinrichtung drehbare Tonerzuführrollen (48 a-d) aufweist, welche in Kontakt mit dem Magnetbürsten (36 a-d) gehalten werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführrollen (48 a-d) so angeordnet sind, daß die Magnetbürsten (36 a-d) auf eine vorbestimmte Höhe reguliert werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführeinrichtung (48 a-d) ferner jeweils Tonerschicht-Begrenzungsschneiden (52 a-d) aufweist, welche gegen die Tonerzuführrollen (48 a-d) gedrückt werden, um den an den Tonerzuführrollen gehaltenen Toner reibungselektrisch zu laden, während der Toner in einer gleichförmig dünnen Schicht ausgebildet wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerrückgewinnungseinrichtung Tonerrückgewinnungsrollen (42 a-d) aufweist, welche mit den Magnetbürsten (36 a-d) in Kontakt gehalten werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerrückgewinnungseinrichtung (42 a-d) Tonerabstreifschneiden (52 a-d) aufweist, welche mit Druck gegen die Tonerrückgewinnungsrollen (42 a-d) gedrückt werden, um Tonerpartikel von den Rückgewinnungsrollen (42 a-d) abzustreifen.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Entwicklungseinheiten (28 a-d) der Entwicklungseinrichtung (10), in welcher schwarzer Toner (TB) untergebracht ist, am nächsten bei einer weiteren der Entwicklungseinheiten angeordnet ist, in welcher magenta-roter Toner (TM) untergebracht ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (10) ferner Antriebstransmissions-Steuereinrichtungen aufweist, um eine Antriebskraft an jeweils eine der Entwicklungseinheiten (28 a-d) zu übertragen, wenn die Entwicklungseinheit in dem Entwicklungsbereich angeordnet ist, und die Antriebskraft nicht zu übertragen, wenn die Entwicklungseinheit außerhalb des Entwicklungsbereichs angeordnet ist, um so einen Antriebs­ transmissionsmechanismus der Entwicklungseinheit in einem freien Zustand zu halten.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (10) ferner ein zylindrisches Gehäuse (14) aufweist, in welchem die Entwicklungstrommel (12) drehbar untergebracht ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) ein rechteckiges Fenster (14 a) aufweist, welches dem das latente Bild tragenden Teil (20) gegenüberliegt.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (10) ferner Unterteilungen (24 a-d) aufweist, die in der Entwicklungstrommel (10) angeordnet sind, um Entwicklungskammern (26 a-d) festzulegen, in denen jeweils der Toner einer der entsprechenden Farben untergebracht ist, wobei jede der Entwicklungskammern sich von der Welle (22) der Entwicklungstrommel (12) in radialer Richtung erstreckt, dieselbe Umfangsabmessung wie die übrigen hat und sich entlang der Welle (22) der Entwicklungsrolle (12) erstreckt, wobei die Entwicklungseinheiten (26 a-d) jeweils in einer der entsprechenden Entwicklungskammern (26 a-d) angeordnet sind, um das latente Bild mit dem Toner zu entwickeln.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (10) ferner eine Tonerzuführtrommel (16), welche koaxial zu der Entwicklungstrommel (12) angeordnet und gehalten ist, und in welcher Ergänzungstoner verschiedener Farben untergebracht ist, Abteilteile (118 a-d), welche in der Tonerzuführtrommel (16) angeordnet sind, um Tonerkammern (120 a-d) festzulegen, in denen jeweils der Ergänzungstoner einer der unterschiedlichen Farben untergebracht ist, wobei die Tonerkammern (120 a-d) sich jeweils radial von einer Welle (112) der Tonerzuführtrommel (16) aus erstrecken, jeweils dieselben Umfangsabmessungen haben und sich entlang der Welle (112) der Tonerzuführtrommel (12) erstrecken, und eine Tonerfördereinrichtung (126 a-d) aufweist, die jeweils eine der Tonerkammern (120 a-d) mit einer der entsprechenden Entwicklungskammern (26 a-d) verbindet, um eine Tonerergänzungsmenge von der Tonerkammer (120 a-d) der Entwicklungskammer (26 a-d) zuzuführen.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (10) ferner Rühreinrichtungen (124 a-d) aufweist, die jeweils in einer der Tonerkammern (120 a-d) untergebracht sind, um den Toner umzurühren.

16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fördereinrichtung Förderschnecken (126 a-d), welche die Tonerkammern (120 a-d) und die Entwicklungskammern (126 a-d) verbinden, um den Toner zuzuführen, und zylindrische Fördergehäuse (128 a-d) aufweisen, welche die Förderschnecken (126 a-d) so umgeben, daß sie sich darin drehen können.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergehäuse (128 a-d) angrenzend an die Entwicklungskammern (26 a-d) jeweils einen Schlitz (130 a-d) aufweisen, so daß der Toner durch den Schlitz (130 a-d) austreten kann.

18. Tonerzuführeinrichtung für eine rotierende Mehrfarben- Entwicklungseinrichtung, welche nacheinander ein elektrostatisches, latentes Bild mit Toner unterschiedlicher Farben in einem vorherbestimmten Entwicklungsbereich entwickelt und eine Entwicklungstrommel (12), die nahe bei und in Gegenüberlage zu dem ein latentes Bild tragenden Teil (20) angeordnet ist, eine Anzahl Entwicklungskammern (26 a-d), die in der Entwicklungstrommel (12) festgelegt sind, und Entwicklungseinheiten (28 a-d) aufweist, die jeweils in einer der Entwicklungskammern (26 a-d) angeordnet sind, um das latente Bild mit Toner einer der Farben zu entwickeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzuführeinrichtung eine Tonerzuführtrommel (16), die koaxial zu der Entwicklungstrommel (12) angeordnet und gehalten ist und in welcher Ergänzungstoner der verschiedenen Farben untergebracht ist,
eine Anzahl Tonerkammern (120 a-d), welche durch ein Unterteilen im Inneren der Tonerzuführtrommel (16) in Umfangsrichtung festgelegt sind, und die jeweils einer der Entwicklungskammern entsprechen, und
eine Tonerfördereinrichtung (126 a-d) aufweist, die jeweils eine der Tonerkammern (120 a-d) mit einer der entsprechenden Entwicklungskammern (26 a-d) verbinden, um den Ergänzungstoner von der Tonerkammer der Entwicklungskammer zuzuführen.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (10) Rühreinrichtungen (154 a-d) aufweist, die jeweils in einer der Tonerkammern (120 a-d) untergebracht sind, um den Toner umzurühren.

20. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Fördereinrichtungen Förderschnecken (126 a-d), welche die Tonerkammern (120 a-d) und die Entwicklungskammern (26 a-d) verbinden, um den Toner zuzuführen, und zylindrische Fördergehäuse (128 a-d) aufweist, welche die Förderschnecken (126 a-d) so umgeben, daß sie in diesen drehbar untergebracht sind.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergehäuse (128 a-d) angrenzend an die Entwicklungskammern (26 a-d) jeweils mit einem Schlitz (130 a-d) versehen sind, so daß der Toner durch die Schlitze austreten kann.

22. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Entwicklungseinheiten (28 a-d) Entwicklungsbürsteneinrichtungen (30 a-d; 32 a-d) zum Ausbilden einer Magnetbürste (36 a-d), welche nacheinander zwischen einem Tonerzuführbereich im Inneren der Entwicklungskammer (26 a-d), dem Entwicklungsbereich und einem Tonerrückgewinnungsbereich transportiert werden und in dem Entwicklungsbereich mit dem latenten Bild in Kontakt kommen, eine Tonerzuführeinrichtung (48 a-d), um den Toner, welcher in dem Tonerzuführbereich geladen ist, zu den Magnetbürsten (36 a-d) der Entwicklungsbürsteneinrichtungen zu befördern, und eine Tonerrückgewinnungseinrichtung (42 a-d) aufweist, um in dem Tonerrückgewinnungsbereich Toner zurückzugewinnen, welcher nach der Entwicklung auf den Magnetbürsten (36 a-d) verblieben ist.