DE2324498C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der bildmäBigen Belichtung eines gleichförmig aufgeladenen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials - Google Patents

Description

hd der Schicht Es ist jedoch nicht unabhän- Einschaltung einer Belichüingsrinrichtung, und zur & von der Büdtonungsdichte des Onginals. Wenn Erzeugung eines der mittleren Ladung proportionalen iH-ispiekweise der bedruckte Bereich eines Originals Signals bei fortgesetzter Belichtung, ist gekennzeich- «nen Anteil von 25·/. der Gesamtflache ausmacht net durch eine Einrichtung zur Differenzierung dieses „nd die Ladungsaufaahmefahigkeit bei 500 Volt liegt, 5 Signals und Erzeugung eines der ersten Ableitung so ergibt sich eine optimale Belichtung, wenn diese entsprechenden, der Geschwindigkeit der Ladungsbei einem mittleren Potenüal von Π5 Volt beendet änderung proportionalen Signals und durch eine wird. Wenn die Bedienungsperson dann die Originale zweite Einrichtung zur Differenzierung dieses der wechselt, und ein Original von beispielsweise 10·/. ersten Ableitung entsprechenden Signals und Erzeubednickter Flache kopiert werden soll, wobei die 3e- io gung eines der zweiten Ableitung entsprechenden, der üchtungssteusrung nicht erneut eingestellt wird, so Änderung der Geschwindigkeit der Ladungsänderung ergibt sich eine unterbelichtete Kopie. Die Bedie- proportionalen impulsförmigen Ausgangssignals als nungsperson muß also die Belichtungssteuerung bei Folge einer gegenüber der durchschnittlichen Ändejedem Originalwechsel erneut einstellen. ,^„g _der Geschwindigkeit wesentlich stärkeren An-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein 15 derung, sowie durch eine Einrichtung zur Beendigung elektrostatisches Fotokopierverfahren zu schaffen, bei der Belichtung, die durch den Ausgangsimpuls bedem für jedes Original immer die richtige Belichtung tätigbar ist.
automatisch durchgeführt wird. Gemäß einer Ausführungsform kann das Elektro-

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur meter aus einem transparenten und elektrisch Ieit-Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart aus- 20 fähigen Blatt auf dem fotoleitfähigen Film und einer gebildet, daß während der bildmäßigen Belichtung unter diesem Film angeordneten, elektrisch leitfähigen die mittlere Ladung der fotoleitfähigen Schicht konti- und geerdeten Platte sowie einem Verstärker mit nuierlich gemessen wird und daß der Änderungs- hohem Eingangswiderstand bestehen, der das Potenbetrag pro Zeiteinheit dieser kontinuierlich gemesse- tial zwischen dem transparenten und elektrisch leitnen mittleren Ladung kontinuierlich ermittelt und die 25 fähigen Film und der geerdeten Platte verstärkt. Belichtung beendet wird, wenn die Änderung der er- Durch zweimaliges Differenzieren des Ausgangsmittelten Anderungsbeträge pro Zeiteinheit ein Maxi- signals des Elektrometers ergibt sich ein Impuls wähmum aufweist rend des Übergangs von der zweiten Änderungs-

Die Erfindung beruht auf die Erkenntnis, daß die geschwindigkeit zur dritten. Eine Beendung der Be-Entladungscharakteristik eines fotoleitfähigen Auf- 30 lichtung abhängig von diesem Impuls führt zu einer Zeichnungsmaterials, die sich aus der Überlagerung optimalen Belichtung und damit zu einem optimalen der Hellentladung mit der Dunkelentladung ergibt, Kontrast.

bei einer bildmäßigen Belichtung zunächst einen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im

steilen Abfall aufweist, der zwischen den Zuständen . folgenden an Hand der Figuren beschrieben.
der Unterbelichtung und der Uberbelichtung einen 35 Es zeigt

scharfen Übergang zu einer wesentlich verlangsamten F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung der Schaltung

Entladungsgeschwindigkeit zeigt. Dies wird darauf einer Einrichtung zur Erzeugung eines latenten elekzurückgeführt, aaß bei bildmäßiger Belichtung die trostatischen Bildes in einem elektrostatischen Fotoideale Kontrastbildung dann vorliegt, wenn die be- kopierverfahren, das nach der Erfindung durchgeführt strahlten Flächen vollständig entladen sind, jedoch 40 wird, und

keine Beeinträchtigung der Ladung der nicht be- F i g. 2 die Darstellung eines Signalverlaufs zur

strahlten Flächen erfolgt. Dieser Zustand liegt genau Erläuterung der Arbeitsweise der in F i g. 1 gezeigten zwischen der Unterbelichtung und der Überbelich- Anordnung.

tung. Wird die Belichtung ausgehend von diesem Zu- In F i g. 1 ist ein Blatt 10 aus mit Zinkoxid bestand fortgesetzt, so wird auch die Ladung der nicht 45 schichteten! Papier dargestellt, das zwischen einem bestrahlten Flächen beeinträchtigt, und der Kontrast transparenten und elektrisch leitfähigen Blatt 11 und wird sich verringern. Die Erfindung ermöglicht es einer elektrisch leitfähigen, geerdeten Platte 12 annun_s diesen scharfen Übergang zwischen zwei Beiich- geordnet ist. Die Vorrichtung zur Positionierung des tungszuständen dadurch festzustellen, daß die Ände- Papiers ist nicht dargestellt und in üblicher Weise rung der Entladungsgeschwindigkeit an dieser Stelle 50 ausgebildet. Von Wichtigkeit im Zusammenhang mit ausgewertet wird. der Erfindung ist lediglich, daß das mit Zinkoxid be-

Die durchschnittliche Ladung des fotoleitfähigen schichtete Papier als fotoleitfähiger Film arbeitet. Films kann während der Belichtung mit einem Elek- Ein latentes elektrostatisches Bild wird auf diesem trometer gemessen werden. Das Ausgangssignal des Film in noch zu beschreibender Weise erzeugt. Das Elektrometers gibt eine erste Änderungsgeschwindig- 55 Papier wird dann zur Entwicklung nach einem der keit vor dem Beginn der Belichtung an, wenn sich die üblichen Verfahren aus der dargestellten Anordnung gleichmäßige Anfangsladung durch den Dunkelabfall entfernt.

des Films verringert. Ferner gibt es eine zweite, Bei elektrostatischen Kopiermaschinen, in denen

schnelle Änderungsgeschwindigkeit während der an- das latente elektrostatische Bild auf einem wiederfänglichen Unterbelichtung sowie eine dritte, geringe 60 verwendbaren fotoleitfähigen Film erzeugt wird, er-Änderungsgeschwindigkeit während der endgültigen folgt eine Entwicklung und daran anschließend eine Entladung durch Überbelichtung an, wenn die Be- Bildübertragung auf ein Papierblatt durch Druckeinlichtung nicht beendet wurde. wirkung. In jedem Falle wird das entwickelte Bild an

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durch- dem Papier normalerweise durch Wärmeeinwirkung führung des Verfahrens mit einer Meßsonde zur kon- 6₅ fixiert, um eine dauerhafte Kopie zu erhalten. Die tinuierlichen Ermittlung der mittleren Ladung eines Erfindung ermöglicht nun eine Steuerung der Belichfotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials während der tung des fotoleitfähigen Films in beiden Arten elekbildmäßiEen Belichtung, beginnend zumindest mit der trostatischer Kopiermaschinen. In den Figuren ist als

eines der möglichen Ausführungsbeispiele ein Auf- dann unter Lichteinwirkung mit einer Geschwindigzeichnungsträger in Form eines mit Zinkoxid be- keit R₂ während einer Zeit t₂—J₁ ab. Zum Zeitschichteten Papiers dargestellt. punkt/₂ ändert sich die Änderangsgeschwindigkeil Das zu kopierende Originalbild 13, das beispiels- des Potentials auf der Papieroberfläche auf einen weise ein mit einem Buchstaben bedrucktes Papier- 5 Wert R₃, da das Papier aws dem Zustand der Unterblatt sein kann, wird mit der Bildfläche nach unten belichtung in den Zustand der Überbelichtung geauf eine Glasplatte 14 aufgelegt. Das Licht einer bracht wird. Das Potential V₂ zum Zeitpunkt t₂ ist Lichtquelle. 15 beleuchtet die Bildfläche des Blattes dann das mittlere Oberflächenpotenitial für eine opti-13. Ein optisches System fokussiert ein Lichtbild des male Belichtung. Die Geschwindigkeit des Potential-Originals auf das mit Zinkoxid beschichtete Papier io abfalls nach dem Zeitpunkt t_t ergibt sich durch Überdurch das elektrisch leitfähige Blatt 11 hindurch. Zu- belichtung, die aber durch die Erfindung verhindert vor wurde die gesamte beschichtete Oberfläche des wird.

Papiers 11 gleichmäßig elektrostatisch auf ein Poten- Das Konzept der Erfindung besteht darin, die erste

tial V_T von mehreren hundert Volt in üblicher Weise und zweite Ableitung des Signals A zu bilden, die in (nicht dargestellt) aufgeladen. Nach einer optimalen 15 Sign al verlauf en B und C in Fig. 2 dargestellt sind. Belichtung der geladenen Oberfläche des Papiers mit Zum Zeitpunkt t₂ ergibt sich dann ein Impuls, der dem Lichtbild ergibt sich ein latentes elektrosta- zur Beendung der Belichtung ausgenutzt wird. F i g. 1 tisches Bild, das, wie bereits erläutert, entwickelt zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur wird. Durchführung dieser Vorgänge. Eine erste Differen-

Die Lichtquelle 15 wird durch vorübergehendes 20 zierschaltung 26 erzeugt die erste Ableitung (Signal-Betätigen eines Drucktastenschalters S eingeschaltet, verlauf B), eine zweite Differenzierschaltung 27 die wodurch ein Signal — V_R an den beiden Eingängen zweite Ableitung (Signalverlauf C). Eine Diode 28 eines UND-Gliedes 20 erscheint. Zu diesem Zeit- läßt zum Zeitpunkt t₂ nur den negativen Impuls punkt hat das Ausgangssignal Q eines Differenzver- durch. Deshalb liegt der Verbindungspunkt zwischen stärkers 21 (der als Spannungsvergleicher arbeitet) 25 den Widerständen 29 und 30 an dem invertierenden gleichfalls den Wert — V_R, so daß ein zweites UND- ( + ) Eingang des Differenzverstärkers 21 bis zum Glied 22 ein Signal Y abgibt, das den Wert — V_R Zeitpunkt f₂ auf Erdpotential. Während der Zeit f₀ hat. Dieses Signal hält das UND-Glied 20 in einem bis i₂ führt der Ausgang des Verstärkers die Bezugs-Zustand, in dem das Signal 1' weiterhin einem ge- spannung — V_R und ist mit dem nicht invertierenden steuerten Lichtschalter 23 auch nach öffnung des 30 (—) Eingang des Verstärkers verbunden. Dies ergibt Schalters S zugeführt wird. Das Steuerelement des sich dadurch, daß die Widerstände 31 und 32 wäh-Lichtschalters 23 kann beispielsweise ein gesteuerter rend dieses 21eitraums die Arbeitsweise des Verstär-Siliziumgleichrichter sein, dessen Steuerelektrode so kers als einfacher Operationsverstärker bewirken, vorgespannt ist, daß bei einem Signal Y mit dem Zum Zeitpunkt t₂ wird der negative Impuls des

Wert - V_R ein Übergang in den stark leitfähigen Zu- 35 Signalverlaufs C dem invertierenden Eingang des stand erfolgt. Wenn das Signal Y einen gegenüber Differenzverstärkers zugeführt, wodurch das Ausdem Wert — V_R unterschiedlichen Wert erhält (dieser gangssignal Q einen positiven Wert erhält Dieses Zustand ist in der in F i g. 1 gezeigten Tabelle mit Y Ausgangssignal ist dann von dem Wert — V_R verbezeichnet), so fallt der Strom in dem gesteuerten schieden. In der Schreibweise der Booleschen Alge-Siliziumgleichrichter wegen des gesperrten UND- 40 bra ergibt sich dann das Ausgangssignal ¹Q- Das AusGliedes 22 unter den Haltestrom ab, der als Minimal- gangssignal des UND-Gliedes 22 wird dann Y, so wert zur Beibehaltung des leitfähigen Zustandes des daß der gesteuerte Lichtschalter 23 ausgeschaltet Siliziumgleichrichters erforderlich ist. Auf diese Weise wird. Dadurch wird die Belichtung zum Zeitpunkt t₂ steuern die UND-Gliedeir 20 und 22 den Lichtschal- beendet, so daß das durchschnittliche Oberflächenter, so daß er eingeschaltet und in diesem Zustand 45 potential mit dem optimalen Wen: V₂ erhalten bleibt, gehalten wird, jedoch nur so lange, wie das Aus- Der Wert V₂ ist nicht festgelegt, er ist eine Funkgangssignal des Differenzverstärkers 21 den Wert - V_R tion der Tönungsdichte in den dunklen Bereichen des hat. Das Ausgangssignal ist entsprechend der in zu kopierenden Originals. In jedem Falle wird er F i g. 1 gezeigten Tabelle mit Q bezeichnet. jedoch durch eine Änderung von einer hohen Ent-

Diese beschriebene Anordnung bildet mit Aus- 50 ladungsgeschwindigkeit während des ersten Teils der nähme des transparenten und leitfähigen Blattes 11 Belichtung zu einer geringen Entladungsgeschwindigiri einfacher Weise die Ausgangsbedingungen für die keit während des letzten Teils der Belichtung (ÜberErfindung. Diese können ohne Abweichung vom belichtung) bestimmt. Der während des ersten und Grundgedanken der Erfindung in verschiedenster des zweiten Teils der Belichtung jeweils festgestellte Weise verwirklicht werden. Das Blatt 11 arbeitet zu- 55 Wert hängt auch von der Dichte des zu kopierenden sammen mit der geerdeten Platte 12 und einem Ver- Originals ab, jedoch ergibt sich in jedem normalen stärker 25 mit hohem Eingangswiderstand als ein Fall eine ausreichend schnelle Änderung von einer Elektrometer, das ein Ausgangssignal A proportional Geschwindigkeit zur anderen, so daß ein Impuls ausder durchschnittlichen Änderung der Ladung auf reichender Amplitude erzeugt und ausgewertet wird, dem beschichteten Papier vom Zeitpunkt f₀ aus- ⁶° durch den das Licht zum Zeitpunkt t_t ausgeschaltet gehend liefert. Dieser Signalverlauf A ist in Fig. 2 wird. Dadurch wird die Belichtung unterbrochen und dargestellt kann nicht über den Optimälwert mit der nächst

Zunächst wird der Zinkoxidfilm auf dem Papier niedrigeren Geschwindigkeit (R in Fig.2) hinausauf ein Oberflächenpotential V_T aufgeladen. Diese gehen. Die abnormalen Fälle sfnd solche, in denen Ladung kann bei Dunkelheit mit einer Geschwindig- 65 das zu kopierende Original s.o dicht getönt ist, daß keit R, auf ein Potential V₁ zum Zeitpunkt Z₁ abfal- die »schnelle« Geschwindigkeit (K₂ in Fig. 2) der len, zu dem das Licht eingeschaltet und die Beiich- Unterbelichtung der »langsamen« Geschwindigkeit tung des Papiers begonnen wird. Die Ladung fällt der Überbelichtung sehr nahe kommt.

Das vorstehend beschriebene Verfahren kann auch in anderen elektrostatischen Fotokopierverfahren mit anderen Elementen verwendet werden. Beispielsweise kann es zum »Abdruck« eines »Negativbildes«: eingesetzt werden, in dem in einfacher Weise die optischen Systeme so angeordnet werden, daß das Licht durch das »Negativbild« auf den fotoleitfähigen Film durchgelassen wird. Das Elektrometer kann auch in der durch die US-PS 33 21307 bekannten Anordnung aufgebaut sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509643/228

Claims (4)

1 2 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung Patentansprüche: der bildmäßigen Belichtung eines gleichförmig aufge ladenen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials, des-

1. Verfahren zur Steuerung der bildmäßigen sen fotoleitfähige Schicht eine Entladungscharakte-Beüchtung eines gleichförmig aufgeladenen foto- 5 ristik mit einem bei Belichtung anfänglich hohen leitfähigen Aufzeichungsmaterials, dessen foto- Änderungsbetrag pro Zeiteinheit aufweist, der dann leitfähige Schicht eine Entladungscharakteristik bei weiterer Belichtung scharf in einen demgegenüber mit einem bei Belichtung anfänglich hohen An- geringen Änderungsbetrag pro Zeiteinheit übergeht, deningsbetrag aufweist, der dann bei weiterer Be- abhängig von der durch die Belichtung bewirkten lichtung scharf in einen demgegenüber geringen io Entladung der fotoleitfähigen Schicht, und eine Ein-Änderungsbetrag pro Zeiteinheit übergeht, abhän- richtung zur Durchführung des Verfahrens, gig von der durch die Belichtung bewirkten Ent- Bei einem "elektrostatischen Fotokopierverfahren

ladung der fotoleitfähigen Schicht, dadurch wird ein fotoleitfähiger Film, der beispielsweise aus gekennzeichnet, daß während der bild- Zinkoxid in einem transparenten, isolierenden Bindemäßigen Belichtung die mittlere Ladung der foto- 15 mittel besteht, zunächst gleichmäßig aufgeladen und leitfähigen Schicht kontinuierlich gemessen wird dann durch ein Lichtbild entladen, das als HeII- und daß der Änderungsbetrag pro Zeiteinheit Dunkel-Muster ausgebildet ist. Das latente elektrodieser kontinuierlich gemessenen mittleren La- statische Bild auf dem fotoleitfähigen Film wird durch dung kontinuierlich ermittelt und die Belichtung einen »Toner« entwickelt, der aus einem fein pulvebeendet wird, wenn die Änderung der ermittelten ao risierten reibungselektrischen Material besteht, das Änderungsbeträge pro Zeiteinheit ein Maximum entweder ein trockenes Pulver oder in einer Trägeraufweist, flüssigkeit dispergiert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Bei einem Fotokopierverfahren dieser Art wird kennzeichnet, daß das während der Belichtung ab- üblicherweise der fotoleitfähige Film auf ein vorbegeleitete Meßsignal zwei hintereinandergeschalte- »5 stimmtes und festes elektrisches Potential von mehten Differenzierschaltungen zugeführt wird, mittels reren hundert Volt aufgeladen. Der Kontrast der herdenen bei einer ausreichend starken Änderung zustellenden Kopie wird dann durch eine Belichdes Meßwertes ein Impuls erzeugbar ist, und daß tungssteuerung eingestellt Diese Steuerung muß nicht mittels des durch die zweimalige Differenzierung nur abhängig von dem jeweils gewünschten Kontrastdes Meßsignals erzeugten Impulses die Belichtung 30 pegel, sondern auch von der durchschlauchen gesteuert wird. Dichte des Lichtbildes durchgeführt werden. Der ge-

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- wünschte Kontrastpegel kann empirisch für einen rens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Meß- großen Bereich zu kopierender Bilder, beispielsweise sonde zur kontinuierlichen Ermittlung der mitt- für gedruckte oder geschriebene Schriftstücke, einleren Ladung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungs- 35 gestellt werden. Da die durchschnittliche Dichte jematerials während der bildmäßigen Belichtung, doch zwischen den einzelnen Bildern starken Ändebeginnend zumindest mit der Einschaltung einer rangen unterworfen sein kann, ist es nicht sinnvoll, Belichtungseinrichtung, und zur Erzeugung eines eine manuelle Einstellung der Belichtung abhängig der mittleren Ladung proportionalen Signals bei von Änderungen der durchschnittlichen Bilddichte fortgesetzter Belichtung, gekennzeichnet durch 40 durchzuführen.

eine Einrichtung (26) zur Differenzierung dieses Es ist auch möglich, die Belichtung konstant zu

Signals (A) und Erzeugung eines der ersten Ab- halten und den Kontrast der herzustellenden Kopie leitung entsprechenden, der Geschwindigkeit der durch Steuerung des Entwicklungsverfahrens zu be-Ladungsänderung proportionalen Signals (B) und stimmen. Zur Steuerung der Entwicklung ist es jedurch eine zweite Einrichtung (27) zur Differen- 45 doch erforderlich, die in den hellen Bereichen des zierung dieses der ersten Ableitung entsprechen- fotoleitfähigen Films nach der Belichtung verbleiden Signals und Erzeugung eines der zweiten Ab- bende Ladung zu kennen. Zum halbwegs schnellen leitung entsprechenden, der Änderung der Ge- Kopieren ist aber ein Verfahren mit fest eingestellter schwindigkeit der Ladungsänderung proportio- Belichtung und gesteuerter Entwicklung nicht genalen impulsförmigen Ausgangssignals (C) als 50 eignet. Es wäre besser, den Kontrast durch eine Be-Folge einer gegenüber der durchschnittlichen lichtungssteuerung einzustellen. Änderung der Geschwindigkeit wesentlich stärke- Ein Verfahren zur Steuerung der Belichtung, das

ren Änderung, sowie durch eine Einrichtung (21, durch die USA.-Patentschrift 33 21 307 bekannt ist, 22, 23) zur Beendigung der Belichtung, die durch arbeitet mit einem Elektrometer zur Messung der den Ausgangsimpuls betätigbar ist. . 55 durchschnittlichen Ladung auf dem fotoleitfähigen

4 Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- FUm während der Belichtung und mit einer Steuerkennzeichnet, daß die Meßsonde eine über der zu schaltung, die durch das Elektrometer angesteuert entladenden Fläche (10) angeordnete, der Größe wird und die Belichtung beendet, wenn ein vorbeder geladenen Fläche (10) entsprechende transpa- stimmter mittlerer Ladungswert erreicht ist oder wenn rente Elektrode (11) mit einer auf der Rückseite 60 eine vorbestimmte Änderung der mittleren Ladung der zu entladenden Fläche (10) angeordneten erfolgte. Bei diesem Verfahren wird also die Be-Gegenelektrode (12) ist, an die ein Verstärker strahlung der fotoleitfähigen Schicht beendet, wenn (25) mit hohem Eingangswiderstand angeschlos- die durch die Bestrahlung verringerte elektrostatische sen ist. Ladung einen vorbestimmten mittleren Potentialwert

65 erreicht hat, der durch die Bedienungsperson eingestellt werden kann. Dieses Verfahren ist unabhängig

γόη der Anfangsladung, den Dunkelabfalleigenschaften, der Lichtintensität und der fotografischen Emp-