DE2525860C3

DE2525860C3 - Entwicklungseinrichtung in einem elektrophotographischen Kopiergerat

Info

Publication number: DE2525860C3
Application number: DE2525860A
Authority: DE
Inventors: Shoji Yokohama Kuroishi; Manabu Kawasaki Mochizuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1975-06-10
Publication date: 1980-08-28
Also published as: USRE30535E; JPS588507B2; DE2525860A1; JPS50158332A; DE2525860B2; US4021111A

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung in einem elektrophotographischcn Kopiergerat der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 36 54 893 ist eine Entwicklungseinrichtung für ein elektrophotographischcs Kopiergerät mit zwei Magnetbürsten bekannt. An diese beiden Magnetbürsten wird eine konstante Spannung angelegt, die von dem Pegel oder der Amplitude der elektrostatischen Ladungen in den Bildbereichen der latenten Abbildung abhängt; dadurch wird gewährleistet, daß auf diese Bereiche nur die unbedingt erforderliche Tonermenge aufgebracht wird.

Eine Entwicklungseinrichtung der angegebenen Gatimmer eine optimale Verteilung der Vorspannungen an tung ist aus der DE-OS 22 39 207 bekannt. Dabei sind gegenüber der Bewegungsbahn der photoleitenden Oberfläche mehrere Entwicklungselektroden angeordnet, an die jeweils eine abgestufte Spannung angelegt wird. Die abgestufte Verteilung der Spannung auf die Entwicklungselektroden erfolgt in der Weise, daß die Spannung von einem Maximalwert an der Einlaufstelle der photoleilfähigen Oberfläche zu einem Minimalwert an der Auslaufstelle der photoleitenden Oberfläche ίο gleichmäßig abnimmt. Dadurch sollen die an der Oberfläche haftenden Entwicklerteilcher im ersten Bereich des elektrostatischen Feldes entfernt werden, während in einem zweiten Bereich des elektrostatischen Feldes andere Entwicklerleilchen gleichmäßig auf der Oberfläche abgelagert werden.

Während weiße Vorlagen, d. h.. Vorlagen mit weißem Untergrund, Licht sehr gut reflektieren, ergibt sich bei farbigen, beispielsweise hellgelben oder rosafarbigen Vorlagen, wie sie in der Praxis häufig auftreten, eine weniger gute Lichtreflexion, so daß die Kopien solcher Vorlagen oft einen leicht angegrauten Eindruck machen, da immer etwas Toner an den Untergrundbereichen haftet.

Auch bei der Herstellung von Kopien von farbigen Vorlagen wird jedoch angestrebt, eine Kopie mit rein weißem Untergrund zu erhalten. Aus diesem Grund wird bei der Belichtung von farbigen, weniger gut reflektierenden Vorlagen die Belichtung verstärkt, um insbesondere die bildfreien Bereiche der phololeitfähigen Oberfläche zu entladen. Durch diese Verstärkung der Belichtung wird jedoch gleichzeitig auch die Ladung der Bildbereiche zu stark entladen, so daß sich das elektrische Potential des elektrostatischen, latenten Bildes auf der photoleilfähigen Oberfläche verringert;

J5 auf diese Weise läßt sich also keine Kopie mit ausreichender Dichte herstellen.

Bei elektrophotographischen Kopiergeräten mit Spaltbelichtung läßt sich die Belichtung durch Änderung der Spaltbrcile variieren. Bei dieser Belichtungseinstellung muß jedoch eine ungleichmäßige Beleuchtungsstärke in Abhängigkeit von den Kenndaten des verwendeten Objektivs korrigiert werden, wenn die Spaltbrcitc variiert wird. Es ist daher nicht /weckmäßig, die Belichtung in Abhängigkeit von der Art der Vorlage zu ändern, um auf diese Weise Kopien ohne dunkel gefärbten Untergrund zu erhalten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungseinrichtung in einem clektropholographischen Kopiergerät der angegebenen Gattung zu schaffen, mn dem auch bei unterschiedlich gefärbten Vorlagen Kopien ohne Verfärbung des Untergrundes hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die an die jeweilige Entwicklungselektrodc angelegte -Spannung entsprechend dem Spannungsabfall in der Bewegungsrichtung der photolcitendcn Oberfläche abnimmt, das heißt, die angelegten Spannungen nehmen in Abhängigkeit von dem Abfall des Rcstpotcntials auf der photoleitfähigcn Oberfläche ab. Diese, einmal vorgegebene, abgestufte Verteilung der angelegten Spannungen kann in Abhängigkeit von der Art der Vorlage parallel verschoben werden, so daß den Entwicklungsclektroden gewährleistet ist. Dies

bedeutet wiederum, daß jede in der Praxis auftretende Vorlage einwandfrei und insbesondere ohne angegrauten Untergrund kopien werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung eines elektrophotographischen Kopiergerätes, bei dem die erfindungsgemäße Entwicklungseinrichtung eingesetzt wird,

Fig. 2 ein Schaltbild einer in einem solcnen elektrophotographischen Kopiergerät verwendeten Schaltung,

Fi g. 3 eine Darstellung eines Teils eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer Beüchtungseinrichlung, F i g. 4 eine Teilansicht von F i g. 3,

Fi g. 5 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer Steuerscheibe und einer Schallanordnung für das Kopiergerät nach Fig. 1,

Fig.7 eine perspektivische Ansicht der photoleitenden Oberfläche mit der Poteniialverteilung und

F i g. 8 in einer Kurvendarstellung den Spannungsabfall auf den bildfreien Flächenbereichen der photoleilfähigen Oberfläche im Bereich der Entwicklungseinrichtung nach F i g. 5.

In Fig. 1 ist ein irommclförmiger Aufzeichnungsträger Il mit einer photoleitendcn Oberfläche dargestellt, die mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung gedreht werden kann. Im Verlaufe dieser Drehung der photoleitfähigen Oberfläche werden die folgenden BcarbeitungssehrUte durchgcfiihrl: Die photolciiende Oberfläche wird mittels einer Aufladeeinrichtung 12 aufgeladen und anschließend mit einer Abbildung einer /11 kopierenden Vorlage belichtet, so daß eine elektrostatische, latente Abbildung entsteht. Diese latente Abbildung wird dann mittels einer Entwicklungseinrichtung 14 entwickelt: das dabei erzeugte Tonerbild wird in einer Übertragungscinrichlung 15 auf ein Kopierblalt 16 übertragen. Anschließend wird die photoleitcnde Oberfläche 11 mittels einer Reinigungseinrichtung 17 gereinigt und durch Bestrahlung mittels einer Lichtquelle 18 entladen. Das Tonerbild auf dem Kopierblatt 16 wird in einer nicht dargestellten Fixiereinrichtung fixiert, so daß anschließend die fertige Kopie ausgeworfen werden kann.

Wie man in F i g. 7 erkennen kann, weist die phololeitende Oberfläche nach ihrer Aufladung neben einem Bildbercich 11.·), der mit einer Abbildung der Vorlage belichtet worden ist, einen bildfreien Bereich 116 sowie eine nicht belichtete Fläche Mc auf, die sich infolgedessen auf einem hohen Potential befindet.

Gemäß F- i g. 3 enthält die Bclichlungseinrichlung 13 eine Einrichtung 19, die eine Vorlage synchron mil der Bewegung der photoleitenden Oberfläche 11 abtastet und die Oberfläche 11 über einen reflektierenden Spiegel 20 sowie einen offenen Verschluß 21 belichtet: der Verschluß 21 wird an einem Ende schwenkbar gelagert. Das Licht von einer Lichtquelle 18 wird über einen reflektierenden Spiegel 22. der ebenfalls an einem Ende schwenkbar gelagert i»i, auf die photoleitende Oberfläche II projiziert, um die elektrische Aufladung auf der Oberfläche 11 zu entfernen.

Wie man in Fig.4 erkennen kann, weist die Einrichtung 19 eine Auflage 23 auf, auf die eine Vorlage 24 aufgelegt wird; die Vorlage 24 wird von einer Lichtquelle 25 bestrahlt, so daß das an der Vorlage rellektierte Licht über weitere reflektierende Spiegel zu dem Spiegel 20 geleitet wird. Die Abtastung der Vorlage 24 erfolgt durch eine Bewegung der Lichtquelle 25 in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung synchron zu der Drehung der photoleitenden Oberfläche 11. Unter der Auflage 23 befindet sich an einer Stelle, die dem Anfang oder dem Ende der Vorlage 24 entspricht, ein Schalter; dieser Schalter wird durch ein nicht dargestelltes, zur Lichtabschirmung dienendes Element betätigt, das starr mit der Lichtquelle 25 verbunden, beispielsweise einstückig mit ihr ausgebildet ist

Wie man Fig. 2 entnehmen kann, spricht eine Steuerschaltung 27 auf ein Signal von dem Schalter 26 an und erregt in entsprechender zeitlicher Abstimmung zwei Elektromagnete 28 und 29, die den Verschluß 21 und den schwenkbaren Spiegel 22 betätigen. Dabei wird der Verschluß 21 geöffnet, wenn die Einrichtung 19 die Vorlage von ihrem Anfang bis zu ihrem Ende ablastet, wodurch eine Abbildung der Vorlage 24 auf den Bildbereich lla der photoleitenden Oberfläche 11 projiziert wird. Der schwenkbare Spiegel 22 wird in entsprechender zeitlicher Abstimmung mit Ausnahme der Zeitspanne, in der die Abbildung der Vorlage 24 auf den Bildbereich Unscharf eingestellt wird, geöffnet, und zwar während des Zeitraums, in dem der Verschluß geschlossen bleibt, wie durch strichpunktierte Linien 21' angedeutet ist, dabei wird das Licht von der Lichtquelle 18 auf den Bereich lic mit hohem Potential des bildfreien Bereiches 1 Ic projiziert, um die entsprechende Fläche der photoleitenden Oberfläche 11 zu entladen. Während der Zeitspanne, in der die Abbildung der Vorlage 24 auf den Bildbereich 11.7 projiziert wird, verhindert der geschlossene Spiegel 22'. daß Licht von der Lichtquelle 18 auf den Bildbereich ll;i projiziert wird.

Wie sich aus F i g. 5 ergibt, weist die F.ntwickliingseinrichtung 24 mehrere L'ntwieklungsclektrodcn 30! bis 305 auf, die durch eine isolierende Plane 31 in Gegenüberläge entlang der Bewegungsbahn der photolcitcndcn Oberfläche gehalten werden. Die Entwicklungseinrichtung 14 enthält einen Behälter 32 für den flüssigen Entwickler, der mittels einer Pumpe 34 über einen Einlaß 33 in den Raum zwischen der phoioleitenden Oberfläche 11 und der isolierenden Platte 31 eingeführt wird und über eine Auslaßöffnung 35 in den Behälter 32 zurückfließt. Mehrere, eine konstante Spannung einstellende Dioden 361 bis 364 sind jeweils zwischen zwei nebeneinander angeordneten Elektroden 301 bis 305 geschaltet; die Verbindung zwischen der Elektrode 301 und der Diode 361 ist über einen Schaller 37 an den beweglichen Kontaktarm eines Schalters 38 angeschlossen. Die Verbindung zwischen der Elektrode 305 und der Diode 364 ist an den beweglichen Kontaktarm eines Schallers 39 angeschlossen, der mehrere stationäre Kontakte 391 bis 39;; aufweist, die ihrerseits mit einer Elektrode von eine konstante Spannung einstellenden Dioden 401 bis 4On verbunden sind, deren andere Elektroden jeweils geerdet sind.

Mehrere, eine konstante Spannung liefernde Dioden 431 bis 43/; sind zwischen die entsprechenden, stationären Kontakte 381 bis 38n des Schalters 38 und einen Verbindungspunkt mit vorgegebenem Potential geschaltet, der in der Figur als Verbindung zwischen zwei zweiseilig gerichteten Varistoren 41 und 42 dargestellt ist. Die Varistoren 41 und 42 liegen in Reihe mit einem weiteren, zweiseitig gerichteten Varistor 45 an einem Abschirmteil 44 der Aufladungscinrichtung und Erde; die Verbindung zwischen den Varistoren 41

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und 45 ist an ein Gitter 46 der Aufladungseinrichtung 12 angeschlossen, die eine mit einer Gleichspannungsqucl-Ie 48 verbundene, drahtförmige Korona-Entladungselektrode 47 aufweist.

Wie man F i g. 3 entnehmen kann, ist die drahtförmige Korona-Entladiungselektrode 47 so in dem Abschirmteil 44 angeordnet, daß sich das Gitter 46 zwischen der photoleilenden Oberfläche 11 und der Elektrode 47 befindet; auf diese Weise kann die photoleitende Oberfläche 11 mittels einer Koronaentladung von der Elektrode 47 aufgeladen werden.

Die Entladung erfolgt zwischen der drahtförmigen Korona-Entladungselektrode 47 einerseits und dem Abschirmteil 44 sowie dem Gitter 46 andererseits, so daß sich ein Stromfluß über die zweiseitig gerichteten Varistoren 41, 42 und 45 ergibt; dadurch entsteht ein vorgegebenes Potential an dem Abschirmteil 44 und dem Gitter 46. Eine Spannung mit einer vorgegebenen Amplitude an dem Varistor 42 wird über eine der Dioden 431 bis 43n und über eine der Dioden 401 bis 4On, die jeweils durch die Schalter 38 und 39 ausgewählt sind, an die Entwicklungselektrode 301 bis 305 angelegt. Die Dioden 361 bis 364 verteilen dabei abgestuft verschiedene Spannungen auf die jeweiligen Elektroden 301 bis 304, wobei die Verteilung der Abfallkennlinie des Restpotentials auf der phololeitenden Oberfläche 11 entspricht.

In F i g. 8 sind mehrere Kurven dargestellt, die der Abfallkennlinie des Potentials des bildfreien Bereiches der photoleitenden Oberfläche 11 entsprechen, die mit dem weißen Bereich der Vorlage belichtet wurde. Die Schalter 38 und 39 sind mechanisch gekuppelt. Die Dioden 40t bis 4On weisen in der Reihenfolge ihrer Anordnung einen abnehmenden Spannungsabfall auf. während die Dioden 431 bis 43/) in der Reihenfolge ihrer Anordnung einen zunehmenden Spannungsabfall aufweisen.

Es soll angenommen werden, daß die beweglichen Kontaktarme der Schalter 38 und 39 an den stationären Kontakten 381 bis 391 anliegen, so daß die Spannungsverteilung und der Spannungsgradient an den Elektroden 301 bis 305 der Kurve 1 von F i g. 8 entspricht. Wenn nun die beweglichen Kontaktarme der Schalter 38 und 39 zu den benachbarten Kontakten 382 bzw. 392 umgeschaltet werden, so wird das an den entsprechenden Elektroden 301 bis 305 auftretende Potential zu einer abgestuften Spannungsverteilung verschoben, die der Abfalikurve 2 in F i g. 8 entspricht: diese Kurve hat einen Abstand AE von der ersten Abfallkurve 1: der Gesamtverlauf der Kurve ändert sich hierbei jedoch nicht, da die Diode 402 einen Spannungsabfall liefert, der in bezug auf den Spannungsabfall der Diode 401 um AE verringert ist. während die Diode 432 einen Spannungsabfall liefert, der um ΔE größer als der Spannungsabfall an der Diode 431 ist. Damit kann durch manuelle Betätigung der Schalter 38 und 39 entsprechend dem Pegel des Restpotentials auf der photoleitenden Oberfläche 11 eine optimale Vorspannung an die Entwicklungselektroden 301 bis 305 angelegt werden.

Der Bildbereich der photoleitenden Oberfläche 11, der auf ein höheres Potential als dieses Vorspannungspotential aufgeladen worden ist, wird durch Anziehen von Toner entwickelt, während der bildfreie Bereich nicht entwickelt wird, da hier der Toner zu den Entwicklungselektroden 301 bis 305 angezogen wird. Damit wird vermieden, daß der Toner an einem Flächenbereich der photoleitenden Oberfläche 11 haften kann, der dem weißen Untergrund der Vorlage entspricht; auf diese Weise läßt sich das Verschmieren des Untergrundes vermeiden. Der Toner, der von den Entwicklungselektroden 301 bis 305 angezogen wird, wird zu dem Flächenbereich lic der photoleitenden 5 Oberfläche 11 übertragen, der sich auf einem hohen Potential befindet, wodurch die Entwicklungselektroden 301 bis 305 gereinigt werden.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, wird der Schalter 37 mittels einer Steuerscheibe 49, .die an die Welle des trommeiförmigen Aufzeichnungsträgers mit der photoleitenden Oberfläche 11 gekoppelt ist, mit einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf angetrieben. Dabei ergibt sich im einzelnen folgender Ablauf: Die Gleichspannungsquelle 48 der Aufladungseinrichlung 12 wird angeschaltet, bevor die vordere Kante des Bildbereiches 11 a in den Bereich der Aufladungseinrichtung 12 gelangt; der Schalter 37 wird angeschaltet, bevor der Bildbereich Wa in eine Lage gegenüber der Elektrode 301 kommt. Die Gleichspannungsquelle 48 wird abgeschaltet, nachdem der Bereich lic mit hohem Potential die Aufladungseinrichlung durchlaufen hai: zu diesem Zeilpunkt wird jedoch ein entsprechender Flächenbereicli 11c in eine Lage gegenüber der Elektrode 301 bewegt, und der Schalter 37 wird anschließend abgeschaltet. Nachdem die Gleichspannungsquelle 48 abgeschaltet worden ist, wird durch die elektrostatische Induktion vom Bereich lic mit hohem Potential ein Vorspannungspotenlial an die Entwicklungselektroden 301 bis 305 erzeugt.

Diese Ablauffolge beruht auf folgendem Grundgedanken: Es ist sinnlos, eine Fläche aufzuladen, die sich außerhalb des Bildbereiches auf der photolciicnden Oberfläche befindet, da auf dieser Fläche auch Toner abgelagert wird, der anschließend mit großem apparativen Aufwand wieder entfernt werden muß. Deshalb wird den Entwicklungselektroden die Spannung von der Aufladungseinrichtung zugeführt, die unmittelbar nach dem Durchlaufen des hinteren Endes des Bildbereiches auf der photoleitenden Oberfläche abgeschaltet wird, so daß diese Vorspannung nicht langer angelegt wird. Dadurch wird jedoch die Wirkung der Vorspannung während der Entwicklung unterbrochen, so daß die Entwicklung nicht gleichmäßig durchgeführt werden kann.

Um trotzdem zu einer gleichmäßigen Entwicklung zu kommen, wird die Aufladungseinrichtung erst eine gewisse Zeitspanne nach dem Durchlaufen des hinteren Endes der Bildfläche abgeschaltet, wie man aus Fig. 7 ableiten kann. Die Aufladungseinrichtung bleibt also länger in Betrieb, so daß auf der photoleitenden Oberfläche ein stark aufgeladener Bereich lic ausgebildet wird.

Wenn dieser Bereich lic der Entwicklungselektrode gegenüberliegt, wird der Schalter 37 abgeschaltet, so daß durch diesen hoch aufgeladenen Bereich lic eine Hochspannung auf der Entwicklungselektrode 301 elektrostatisch induziert wird.

Diese elektrostatische Induktion beruht auf der Erdung der Entwicklungselektrode 301 durch die Dioden 361 bis 364 und 401 bis 4On, so daß eine Vorspannung erhalten werden kann. Der Bereich lic wird so stark aufgeladen, daß eine Spannung, die höher als die Durchbruchspannung der Dioden ist, induziert wird. Aus diesem Grunde wird eine Vorspannung an allen Entwicklungselektroden 301 bis 305 erzeugt, ohne daß die Entwicklung ungünstig beeinflußt wird, wenn die Aufladungseinrichtung zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entwicklungseinrichtung in einem elektrophotographischen Kopiergerät, das einen entlang einer vorbestimmten Bahn bewegbaren Aufzeichnungsträger mit einer photoleitenden Oberfläche aufweist, mit einer Anzahl Entwicklungseleklroden in einer Entwicklungsstation, die in Gegenüberlage entlang der Bewegungsbahn der photoleitenden Oberfläche angeordnet sind, mit einer Einrichtung, um Entwickler zwischen die Elektroden und die photoleitende Oberfläche einzubringen, mit einer Spannungsquelle, um eine konstante Spannung an die Elektroden anzulegen, und mit einer Verteilungseinrichtung, um die von der Spannungsquelle aus angelegte Spannung an die jeweiligen Elektroden abgestuft zu verteilen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der abgestuften Verteilung die an die jeweilige Entwicklungselektrode (301 bis 305) angelegte Spannung entsprechend dem Potentialabfall der photoleitenden Oberfläche entlang ihrer Bewegungsbahn abnimmt, und daß die an die jeweiligen Elektroden (301 bis 305) angelegten Spannungswerte gemeinsam mittels einer Schaltanordnung (38,431 bis 43/?, 39; 401 bis 4Qn)ohne eine Beeinflussung der abgestuften Spannungsverteilung variierbar sind.

2. Entwicklungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallanordnung aus zwei jeweils einen verstellbaren Spannungsabfall erzeugenden, zwischen die Spannungsquclle (48) und die Verteilungseinrichtung (361 bis 364) b/w. zwischen die Verteilungseinrichtung und Erde geschalteten Teilen (38, 431 bis 43/?; 39, 401 bis 40;;; besteht.

3. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungseinrichtung eine Λη/ahl Dioden (361 bis 364) mit konstantem Spannungsabfall aufweist, welche in Reihe geschaltet sind und deren Verbindungen jeweils mit den entsprechenden Elektroden (301 bis 305) verbunden sind.

4. Entwicklungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zeitlich gesteuerte (26) Einrichtung (21, 22) zum Ausbilden eines bildfreien, nicht belichteten Bereichs (IUJ mit hohem Potential auf der photolcilcndcn Oberfläche des bewegbaren Aufzeichnungsträgers (11), um mittels der durch den auf hohem Potential liegenden Bereich (lic·; ausgeübten Anziehung Toner, der an bzw. auf den Elektroden (301 bis 305) haftet, von diesen zu entfernen.