DE2415390B2

DE2415390B2 - Vorrichtung zum elektrostatischen Kopieren von Vorlagen

Info

Publication number: DE2415390B2
Application number: DE2415390A
Authority: DE
Inventors: Edric Raymond Welwyn Garden Hertfordshire Brooke (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1980-10-30
Also published as: GB1416062A; JPS5030538A; FR2223734A1; DE2415390A1; US3912387A; CA1037100A; FR2223734B1; DE2415390C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrostatischen Kopieren von Vorlagen, mit einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger, einer Einrichtung zum gleichförmigen Aufladen des Aufzeichnungsträgers, einer Vorlagenbühne einer Reflex-Abtastbelichtungseinrichtung zur streifenweisen bildmäßigen Belichtung des Aufzeichnungsträgers und mit einer Entwicklungseinrichtung für das so gebildete Ladungsbild.

In der Praxis tritt sehr oft der Fall auf, daß die Größe

des elektrostatischen latenten Bildes kleiner als die geladene Fläche ist, so daß nach der Belichtung mit dem Lichtbild um das latente Bild herum Randzonen auf dem Aufzeichnungsträger auftreten, welche nicht belichtet sind und somit ihre Ladung behalten.

Diese Bereiche ziehen Tonerteilchen an, d'e bei der Kopie eine Schwärzung der Randbereiche hervorrufen. Falls diese Bereiche des fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers nicht in Berührung mit dem Kopiermaterial

ίο gelangen, wird das in diesen Bereichen niedergeschlagene Tonermaterial auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers zurückgelassen, so daß nach der Durchführung der Übertragung des latenten Bildes diese Oberfläche auf irgendeine Weise von dem Tonerteil chen gereinigt werden muß, bevor ein erneuter Kopiervorgang erfolgen kann. Die Entfernung dieser Tonerteilchen erweist sich jedoch als relativ schwierig, weil abgesehen von der Erzeugung von viel Schmutz große Mengen von Resttonerteilchen auftreten, welche die Reinigungsfähigkeit des Systems sehr schnell überlasten, während gleichzeitig eine Vergeudung von Tonermaterial stattfindet

Es ist bereits aus den DE-Offenlegungsschriften 21 CO 408 und 18 17 224 bekannt geworden, im Zusam menhang mit der Elektrofotografie die vorgenannte Randausbildung dadurch zu verhindern, daß ein vorher bestimmbarer, festgelegter Randbereich der fotoleitfähigen Fläche hinsichtlich einer Entladung beleuchtet wird. Dieses bekannte System hat jedoch den Nachteil, daß nur bei bestimmten vorgegebenen Vorlagen die genannten Randbereiche auf dem Aufzeichnungsträger entladen werden können.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei Verwendung von Vorlagen mit gegenüber der abgebil deten Fläche kleinerem Format dafür zu sorgen, daß unabhängig von der Größe der Vorlage die außerhalb der Vorlage liegenden Bereiche, welche durch die Reflexbelichtung nicht zur ausreichenden Belichtung des Aufzeichnungsträgers führen, bei der Entwicklung nicht geschwärzt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Belichtungsstrahlengang zur Erfassung von außerhalb des Vorlpgenformates liegenden Bereichen ungenügender Helligkeit der Vorlagenbühne entweder zur Erfassung lediglich der in Abtastrichtung gesehen vor- bzw. nacheilenden Randbereiche ein Lichtdetektor oder zur Erfassung aller Randbereiche quer zur Abtastrichtung in einer Reihe mehrere Lichtdetektoren angeordnet sind, daß mit dem bzw. den Lichtdetektoren über eine Logigschaltung ein oder mehrere Entladungselemente zur Entladung des Aufzeichnungsträgers derart zugeordnet sind, daß sie auf dem Aufzeichnungsträger den von den Detektoren erfaßten Randbereichen entsprechende geladene Bereiche entladen können.

Entsprechend dieser Lösung werden unabhängig von der Differenz zwischen den Abmessungen der Vorlage und den Abmessungen des Aufzeichnungsträgers mit einfachsten Mitteln der den Aufzeichnungsträger nicht abdeckende Randbereich des Lichtbildes kontinuierlich erfaßt und aufgrund dieser Erfassung die entsprechenden Bereiche des Aufzeichnungsträgers entladen. Hierzu ragen die Detektoren in den Belichtungsstrahlengang. Wenn quer über die Abtastrichtung eine Vielzahl von Detektoren und Entladungselementen in

<>5 Reihe angeordnet werden, so können auch ungewünschte Schwarzbereiche innerhalb des Bildbereiches unterdrückt werden.

Die Erfindung wird anhand von AusführunesbeisDie-

len näher erläutert und beschrieben, wobei auf die Zeichnung bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Vorlagenabtasteinrichtung einer elektrostatischen Kopiermaschine,

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

F i g. 3 eine Ansicht der Ausführungsform von F i g. 2 bei Betrachtung entlang der Linie A-A von F i g. 1,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform von Fig.2 entsprechend der Ansicht A-A in Fig. 1.

Fig.5 ein schematisches Schaltdiagramm des elektronischen Steuerkreises,

Fig.6 eine schematische Darstellung einer zu kopierenden Vorlage im Hinblick auf die Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung,

Fig.7 eine Ansicht ähnlich Fig.3 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig.8 eine Ansicht ähnlich Fig.3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll in dem folgenden zuerst eine Dokumentabtasteinrichtung für elektrostatische Kopiermaschinen beschrieben werden, bei welcher der Aufzeichnungsträger Licht ausgesetzt wird, das beim Abtasten der Vorlage durch einen Schlitz reflektiert wird. Gemäß F i g. 1 ist zu diesem Zweck eine Vorlagenbühne 10 vorgesehen, auf welcher die zu kopierende Vorlage 11 aufgelegt wird. Das Abtastspiegelsystem besteht in diesem Fall aus zwei beweglichen Spiegeln 12 und 13, deren äußerste linke und rechte Positionen in voll ausgezogenen Linien bzw. gestrichelt dargestellt sind. Der Spiegel 13 wird während der Abtastperiode mit der halben Geschwindigkeit des Spiegels 12 bewegt, so daß der optische Abstand zwischen der Vorlage 11 und einer Linse 14 konstant gehalten wird. Parallel zu dem Spiegel 12 ist eine Stablampe 15 im Bereich der Vorlagenbühne 10 vorgesehen, v.elche gleichzeitig mit dem Spiegel 12 bewegt wird. Die Stablampe belichtet während des Abtastens die Vorlage 11 durch die Vorlagenbühne 10 hindurch. Der von der Vorlagenbühne 10 zu der Linse 14 führende Belichtungsstrahlengang führt über die Linse 14 hinweg über zwei Spiegel 16 und 17 in Richtung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers als Trommel 18. Innerhalb einer Abbildungsplatte 20 ist, so wie dies besser in F i g. 3 erkennbar ist, ein Abbildungsschlitz 19 vorgesehen. Über der Vorlagenbühne 10 ist schließlich eine Abdeckung 22 vorgesehen, welche die Vorlage 11 abdeckt.

Die Breite des Schlitzes 19 ist, so wie dies in F i g. 3 erkennbar ist, im mittleren Bereich geringer als an den beiden Enden. Diese an sich bekannte Form dient zur Kompensation der nicht gleichmäßigen Liohtabstrahlung der Stablampe 15 über die gesamte Länge hinweg.

Die Vorlage 11 wird durch eine Bewegung der Spiegel 12,13 von links nach rechts abgetastet, wodurch auf der Trommel 18 ein latentes Bild entsprechend der Information der Vorlage 11 erzeugt wird. Die Trommel 18 rotiert dabei synchron mit der Bewegung der Spiegel 12,13 in Richtung des Pfeiles 23. Da die Abdeckung 22 eine untere reflektierende Oberfläche aufweist, wird das über die Kanten der Vorlage 11 hinaus gegen die Abdeckung 22 gerichtete Licht in Richtung des Belichtungsstrahlenganges reflektiert.

Gemäß F i g. 2 ist die mit einer derartigen Abtasteinrichtung versehene Kopiermaschine fernerhin mit einer Ladestation C, einer Entwicklungsstation D und einer Übergabestation Tversehen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 und 3 ist der Abbildungsschlitz 19 schmäler als der Belichtungsstrahlengang, so daß die im Bereich der Stelle X auf die Trommel 18 geworfenen Lichtstrahlen auch eine Reihe von als Fotodioden 31 ausgebildeten Lichtdetektoren belichten, welche in bezug auf die Trommel 18 quer zu derselben angeordnet sind. Jede Fotodiode 31 ist einer Lampe 32 zugeordnet, welche in Funktion der Intensität der auf die Lichtdiode 31 auffallenden Lichtmenge unter

ίο Zwischenschaltung eines entsprechenden elektronischen Logikkreises L gesteuert wird. Falls die Lichtmenge einen bestimmten Grenzwert unterschreitet, welcher ausreichend ist, um die Ladung auf der Trommel 18 bis auf einen Wert zu reduzieren, bei welchem das Entwicklermaterial nicht mehr an der Oberfläche haften bleibt, wird die der betreffenden Fotodiode 31 zugeordnete Lampe unter Strom gesetzt, so daß die Trommeloberfläche in dem betreffenden Bereich entladen wird.

Die Lampe 32 bzw. das von ihr ausgesandte Licht soll nur nach einem vorgegebenen Zeitintervall zum Auslöschen gebracht werden, wobei das Zeitintervall von dem Umfangsabstand zwischen der Fotodiode 31 und der Lampe 32 und der Drehgeschwindigkeit der Trommel 18 abhängt Dies ist notwendig, weil die Lampe 32 im lückwärtigen Teil, d. h. in Drehrichtung der Trommel 18, relativ zu der Fotodiode 31 beabstandet angeordnet ist. Glühlampen haben dabei ihre eigene Verzögerungscharakteristik, so daß auf diese Weise die gewünschte Zeitverzögerung erzielt werden kann.

Durch geeignete Wahl der Abmessungen, mit welchen die Fotodioden 31 Belichtungsstrahlengang hineinragen und durch geeignete Wahl des Schwellwer tes der Lichtintensität, bei welchem die Fotodioden 31 zum Ansprechen gebracht werden, werden Linien vorgegebener Breite des Dokuments auf der Kopie reproduziert Die oben beschriebene Anordnung mit einer Vielzahl von Lampen 32, welche jeweils nur einen schmalen Querbereich der Trommel 18 beeinflussen, ergibt eine genaue Steuerung der durchzuführenden Entwicklung. Um Überlappungseffekte nebeneinanderliegender Lampen 32 zu verhindern bzw. auf ein Minimum zu reduzieren, sind Abschirmplatten 33 zwischen den einzelnen Lampen 32 vorgesehen, welche den Einflußbereich der einzelnen Lampen 32 begrenzen. Auf diese Weise werden ferner scharfe Kontraste zwischen jenen Bereichen der Trommeloberfläche gebildet, welche durch die Lampen 32 entladen und

so welche von denselben nicht entladen werden.

Anstelle einer vollkommenen Abschaltung der Lampen 32 können dieselben ebenfalls auf einem sehr niedrigen Leuchtniveau im nicht be tätigten Zustand gehalten werden, wobei die Lichtintensität nicht ausreicht, eine Entladung der Trommeloberfläche zu erreichen.

Fig.4 zeigt eine geeignete Befestigungsanordnung der Randentladungseinrichtung, bei welcher die Detektoren 31 und Lampen 32 innerhalb einer länglichen Einheit angeordnet sind, welche über die ganze Breite der Trommel 18 ragt und welche zusätzlich die notwendigen Steuerkreise umfaßt von welchen einer in vereinfachter Form in Fig.5 dargestellt ist Wenn weniger als ein vorgegebener Schwellwert der Lichtin tensität auf die Fotodiode 31 fällt, weist dieselbe einen hohen effektiven Widerstand auf. Die an dem Widerstand R 1 auftretende Spannung wird dann dem Emitter eines Transistors 34 zueeführt. so daß nunmehr

durch die Lampe 32 ein Strom fließt. Wenn hingegen die Fotodiode 31 eine Lichtmenge oberhalb des Schwellwerts erhält, fällt der Widerstand der Fotodiode 31, so daß die am Widerstand R1 vorhandene Spannung genügend abfällt, demzufolge der durch die Lampe 32 fließende Strom hinreichend abfällt, so daß die Lampe 32 auslöscht.

Gemäß F i g. 4 sind die mit den einzelnen Lampen 32 in Verbindung stehenden Stromkreise gemeinsam mit Verbindungsstegen 35 verbunden, die zu einer gemeinsamen Stromversorgung führen. Bei der in der Figur dargestellten Anordnung werden durch Abschirmplatten 33 getrennte Untereinheiten gebildet, während die gesamte Einheit innerhalb eines transparenten Harzes eingegossen sein kann.

Die oben beschriebene Ausführungsform hat die Eigenschaft, daß ungewünschte schwarze Bereiche entlang der Ränder eines Kopierblattes eliminiert werden, welche ansonsten schwarz erscheinen würden, falls ein im Vergleich zur Vorlagenbühne 10 kleinere Vorlage 11 kopiert werden soll und wahlweise die Abdeckung 22 nicht abgesenkt worden ist oder die Vorlage 11 — beispielsweise im Fall eines Buches — eine nicht vernachlässigbare Dicke aufweist, so daß dadurch verhindert wird, daß die Abdeckung 22 sehr nah an die Vorlagenbühne 10 herangebracht werden kann. In diesem Fall wird das Licht der Stablampe 15, welches durch die Vorlagenbühne 10 in Richtung der die Vorlage umgebenden Bereiche gemäß F i g. 6 gestrahlt wird, nicht erneut nach unten reflektiert, so daß die entsprechenden Bereiche der Trommeloberfläche während der Belichtung nicht entladen werden.

Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Bis das Bild der Vorlagenkante X\X₂ die Fotodioden 31 erreicht, leuchten alle Lampen 32, so daß die Trommel 18 entladen wird. Sobald die Kante X\X₂ Licht reflektiert, werden die Lampen 32 im Bereich der Trommel 18 zwischen den Punkten X\ und X₂ zum Auslöschen gebracht, während gleichzeitig ein elektrostatisches latentes Bild der Vorlage 11 auf der Trommeloberfläche erzeugt wird. Nachdem die Kante Vi Y₂ durch den Belichtungsschlitz 19 gleitet, erreicht kein weiteres Licht die Fotodioden 31, so daß die Lampen 32 erneut in ihrer Gesamtheit aufleuchten. Demzufolge werden dann die verbleibenden Bereiche auf der Trommel 18 ebenfalls entladen. Die Ausgestaltung der Fotodioden 31 und der Lampen 32 bestimmt die Schärfe der Kanten X\ Y\ und X₂Y₂- Im Rahmen der obigen Beschreibung sei angenommen, daß die Vorlage U nur Linieninformation enthält und daß keine wesentlichen dunklen Bereiche vorhanden sind.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind schematisch in den Fig.7 und 8 dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist eine einzige

ίο rohrförmige Lampe 32 quer zur Trommeloberfläche angeordnet, während eine Mehrzahl von Fotodioden 31 in Form einer Reihe über die Trommelbreite hinweg angeordnet sind. Die Fotodioden 31 sind mit der Lampe 32 so verbunden, daß die Lampe 32 nur aufleuchtet, wenn alle Fotodioden 31 weniger Licht als den vorgegebenen Lichtschwellwert erhalten. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich in Verbindung mit F i g. 6, daß nur jene Bereiche der Trommel 18 entladen werden, welche über die Kanten X\X₂ und Vi Y₂ hinausragen. Die schwarzen Bereiche innerhalb der Bildfläche der Trommel 18 werden jedoch reproduziert.

Die Ausführungsform von Fig.8 ermöglicht die Eliminierung von ungewünschten Randbereichen entlang der Bildkanten entsprechend X\ Y\ und X₂ Y₂ unter Verwendung der Ausführungsform von F i g. 7, ohne daß dabei jedoch Schwarzbereiche innerhalb der Bildfläche eliminiert werden. Die Breite dieser Randzonen kann vorher beispielsweise in Abhängigkeit der Kopiengröße oder des Reduziermaßstabes der Kopier-

jo maschine festgelegt werden. Bei dieser Ausführungsform werden anstelle einer einzigen Lampe 32 drei Lampenabschnitte 32a, 326 und 32c verwendet, wobei jeder dieser Abschnitte mit einer eigenen Serie von Fotodioden 31 zugeordnet ist. Über die Kanten X\X₂

J5 und V'i Y₂ von F i g. 6 hinaus werden alle drei Lampen 32a, 326 und 32c beleuchtet. Im Bereich der Kanten X\X₂ und Vi Y₂ werden nur die äußeren Lampen 32a und 32c beleuchtet, wodurch die Randzonen der Trommel 18 entladen werden.

4u An Stelle der in F i g. 2 dargestellten Anordnung der Fotodioden 31 können dieselben ebenfalls an der Position A angeordnet werden, so daß dieselben eine Vorausinformation der auf die Trommel 18 fallenden Lichtintensität erhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Kopieren von Vorlagen, mit einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger, einer Einrichtung zum gleichförmigen Aufladen des Aufzeichnungsträgers, einer Vorlagenbühne, einer Reflex-Abtastbelichtungseinrichtung zur streifenweisen bildmäßigen Belichtung des Aufzeichnungsträgers und mit einer Entwicklungseinrichtung für das so gebildete Ladungsbild, dadurch gekennzeichnet, daß im Belichtungsstrahlengang zur Erfassung von außerhalb des Vorlagenformates liegenden Bereichen ungenügender Helligkeit der Vorlagenbühne (10) entweder zur Erfassung lediglich der in Abtastrichtung gesehen vor- bzw. nacheilenden Randbereiche ein lichtdetektor (31) oder zur Erfassung aller Raniibereiche quer zur Abtastrichtung in einer Reihe mehrere Lichtdetektoren (31) angeordnet sind, daß mit dem bzw. den Lichtdetektoren (31) über eine Logikschaltung (L) ein oder mehrere Entladungselemente (32) zur Entladung des Aufzeichnungsträgers derart zugeordnet sind, daß sie auf dem Aufzeichnungsträger (18) den von den Detektoren (31) erfaßten Randbereichen entsprechende geladene Bereiche entladen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungselemente quer Ober den Aufzeichnungsträger (18) angeordnete Beleuchtungslampen (32) und die Detektoren ebenfalls quer über den Aufzeichnungsträger (18) angeordnete Fotodioden (31) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Entladungselement eine Stablampe ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fotodiode (31) eine Beleuchtungslampe (32) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodioden (31) und die Beleuchtungslampen (32) in zwei Reihen angeordnet sind, welche in Aufzeichnungsrichtung gesehen voneinander beabstandet über dem als fotoleitfähige Aufzeichnungstrommel (18) ausgebildeten Aufzeichnungsträger angeordnet sind, und daß die Ansteuerung der Beleuchtungslampen (32) gegenüber der Lichtaufnahme durch die Fotodioden (31) in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Aufzeichnungstrommel (18) und des Abstandes der Reihen verzögert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Lichtdetektoren (31) unmittelbar neben dem Abbildungsspalt (19) in Aufzeichnungsrichtung vor dem bzw. den Entladungselementen (32) angeordnet sind.