DE2630570B2

DE2630570B2 - Abbildungsverfahren

Info

Publication number: DE2630570B2
Application number: DE2630570A
Authority: DE
Inventors: Yujiro Ando; Katsunobu Kawasaki Kanagawa Ohara; Yukimasa Yokohama Kanagawa Shinohara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1981-06-04
Also published as: JPS5434615B2; DE2630570C3; JPS527731A; US4284697A; DE2630570A1

Description

ist, wobei für die Größen e, f und h folgende Gleichungen gelten:

r\ -

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Maßstabs des auf dem Steuergitter auszubildenden Ladungsbilds mit Hilfe des optischen Systems der Bildbelichtungsvorrichtung für das Steuergitter vorgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Anwendung von Verfahren dieser Art stellt sich gelegentlich heraus, daß das auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugte Ladungsbild unscharf ist Untersuchungen haben gezeigt, daß diese Erscheinung j dann auftritt, wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial unterschiedliche Krümmungsradien besitzen. Es ist aber aus konstruktiven Gründen nicht immer möglich, Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial mit gleichem Krümmungsradius auszuführen, da einer-H) seits bei trommelartigem Aufzeichnungsmaterial mehrere Baueinheiten am Trommelumfang zu montieren sind, so daß der Trommeldurchmesser nicht beliebig klein gewählt werden kann, und andererseits das Steuergitter einen möglichst kleinen Durchmesser ι ι erhalten soll, wenn es endlos ausgebildet ist, damit die Herstellung einer Vielzahl von Ladungsbildern auf dem Aufzeichnungsmaterial rrit einem einzigen Ladungsbild auf dem Steuergitter beschleunigt durchführbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 2» Bilderzeugungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit dem sich selbst dann ein scharfes Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugen läßt, wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial in ihrer Krümmung voneinanr > der abweichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs i angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind «ι Gegenstand der Unteransprüche

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß die Unscharfe des Ladungsbilds auf dem Aufzeichn-mgsmaterial darauf zurückzuführen ist, daß bei ungleichen Radien von Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial π eine gewisse Vergrößerung bzw. Verkleinerung stattfindet, wenn das Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial aufgrund der bildmäßigen Differenzierung des Stroms geladener Teilchen durch das Ladungsbild auf dem Steuergitter erzeugt wird, und daß dieser Effekt w durch einen geringfügigen Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit von Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial unschädlich gemacht werden kann, wobei das Element mit dem größeren Krümmungsradius schneller bewegt werden muß als das mit dem kleineren •π Krümmungsradius.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine vergrößern Teilschnittansicht einer ίο Ausführungsform eines Steuergitters, das bei dem Bilderzeugungsverfahren Anwendung finden kann;

Fig.2 bis 4 zeigen die Verfahrensschritte bei der Ausbildung eines Ladungsbilds auf dem Steuergitter gemäß F i g. 1;

v> F i g. 5 zeigt die Ausbildung eines Ladungsbild auf einem Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe des Ladungsbilds auf dem Steuergitter gemäß F i g. 4;

F i g. 6 ist ein Teilquerschnitt des Steuergitters und des Aufzeichnungsmaterials an dem Aufzeichnungsort einer Bilderzeugungseinrichtung und zeigt den Feldlinienverlauf zwischen diesen beiden Teilen bei der Modulation;

F i g. 7 zeigt die geometrischen Verhältnisse bei der bildmäßigen Differenzierung des Stromes geladener Teilchen;

F i g. 8 und 9 sind schematische Querschnitte elektrophotographischer Kopiergeräte, bei denen das Bilderzeugungsverfahren anwendbar ist;

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Steuergittertrommel, auf der das bei dem Kopiergerät gemäß F i g. 8 verwendete Steuergitter gelagert ist.

F i g. 1 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt schematisch den Aufbau eines Steuergitters. Das ι Steuergitter 1 weist einen Gitterkern aus elektrisch leitendem Material 2 mi ι einer Anzahl kleiner öffnungen sowie photoleitfähiges Material 3 und Isoliermaterial 4 auf, mit denen das elektrisch leitende Material 2 in Schichten derart überzogen ist, daß es auf mi einer Gitterseite freiliegt. Bei der nachfolgenden Beschreibung sei angenommen, daß als photoleitfähiges Material 3 ein Halbleiter vom p-Typ verwendet wird.

F i g. 2 zeigt die Ladungsverhältnisse nach gleichförmiger Aufladung des Gitters. Dabei wurde das η Isoliermaterial 4 des Steuergitters 1 mittels einer herkömmlichen Ladeeinrichtung 5, z. B. eines Korona-Entladers oder dergleichen, gleichförmig auf negative Polarität ( —) aufgeladen. Aufgrund dieser Aufladung entstehen im photoleitfähigen Material 3 positive _>» Ladungen an der Grenzfläche zwischen diesem und dem Isoliermaterial 4.

Fig.3 zeigt die Ladungsverhältnisse nach einer zweiten Aufladung bei gleichzeitiger Bildbelichtung. Die zweite Aufladung erfolgt über eine Korona-Entladung, _>i die durch eine Wechselspannung mit einer überlagerten Vorspannung positiver Polarität erzeugt wird. Ist der Dunkelwiderstand des photoleitfähigen Materials 3 groß, so müssen die zweite Aufladung und die Bildbelichtung nicht unbedingt gleichzeitig erfolgen, w sondern können auch nacheinander stattfinden. 6 bezeichnet eine Bildvorlage mit einem hellen Bereich L und einem dunklen Bereich D, 7 bezeichnet Lichtstrahlen und 8 einen Korona-Entlader.

Fig.4 zeigt den Ladungszustand des Steuergitters t r. nach der Bildbelichtung. Das Potential des Ladungsbilds auf dem Steuergitter ist dabei proportional der Oberflächenladungsmenge auf dem Isoliermaterial 4. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet Lichtstrahlen einer der Bildbelichtung nachfolgenden Totalbelichtung. -to

F i g. 5 zeigt die Verhältnisse bei der Modulation eines Ionenstroms durch das Ladungsbild des Steuergitters. 10 bezeichnet einen Korona-Draht eines Korona-Entladers und 11 eine Gegenelektrode. Das Aufzeichnungsmaterial 12 kann z.B. ausreichend isolierendes Auf- r. zeichnungspapier sein. Mit 13 und 14 sind Spannungsquellen bezeichnet Das Aufzeichnungsmaterial 12 ist nahe an dem Steuergitter 1 und auf der dem freiliegenden Teil der elektrisch leitenden Schicht 2 abgewandten Seite angeordnet, wobei der von dem auf ^r>o der anderen Seite des Steuergitters 1 angeordneten Korona-Draht 10 ausgehende Ionenstrom aufgrund des Potentialunterschieds zwischen dem Korona-Draht 10 und der Gegenelektrode 11 zu dem Aufzeichnungsmaterial hin geleitet wird. Beim Durchgang des Ionen- >-> Stroms durch das Steuergitter wirken dabei auf diesen in dem »hellen« Bereich durch ausgezogene Linien <x dargestellte elektrische Felder, die seinen Durchgang sperren, und in dem »dunklen« Bereich durch ausgezogene Linien β dargestellte elektrische Felder, e>o die ihn durchlassen. Dadurch wird auf dem Aufzeichnungsmaterial ein Ladungsbild ausgebildet, das das Positiv des Vorlagebilds ist. Da das Ladungsbild auf der., Isoliermaterial des Steuergitters ausgebildet ist, kann der sich aus der Ladungsmenge ergebende elektrostati- tr, sehe Kontrast erheblich gesteigert sein. Ferner ist die Ladungsabnahme auf ein Mindestmaß herabgesetzt, was die Herstellung mehrerer Kopien mittels des einmal hergestellten Ladungsbildes auf dem Steuergitter erlaubt.

Das Aufzeichnungsmaterial kann auch eine auf ein Metallsubstrat aufgebrachte Isolierschicht, z. B. einen Film aus reibungsverminderndem isolierendem Harz, aufweisen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, fließt der während der Ausbildung des Ladungsbilds durch das Steuergitter hindurchtretende lonenstrom entlang elektrischer Kraftlinien zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsmaterial zur Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials. Wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial am Aufzeichnungsort eben sind und parallel zueinanderliegen, so verlaufen die elektrischen Feldlinien senkrecht zu ihnen. Wenn das Steucrgitter und das Aufzeichnungsmaterial den Aufzeichnungsort, an welchem Entlader angeordnet ist, durchlaufen, ist das auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete Ladungsbild scharf und klar. Im Gegensatz dazu wurde gefunden, daß bei unterschiedlicher Krümmung des Steuergitters und des Aufzeichnungsmaterials an dem Aufzeichnungsort — unabhängig davon, ob beide Elemente oder nur eines gekrümmt sind bzw. ist — das auf dem Aufzeichnungsmaterial erzielte Ladungsbild in seiner Qualität und insbesondere hinsichtlich des Auflösungsvermögens mangelhaft ist, selbst wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial mit gleichen Geschwindigkeiten durch den Aufzeichnungsort bewegt werden. Als Ergebnis von Untersuchungen wurde festgestellt, daß dies auf die nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung aufgeführten Gründe zurückzuführen ist.

F i g. 6 zeigt die Verhältnisse bei der bildmäßigen Differenzierung eines lonenstroms oder eines Stroms geladener Teilchen. Als Beispiel ist nachstehend der Fall eines lonenstroms beschrieben. Ein Steuergitter 15, dessen Aufbau nicht festgelegt ist, ist in Pfeilrichtung drehbar. Dem Steuergitter gegenüberliegend ist ein Aufzeichnungsmaterial 16 angeordnet, das z. B. eine isolierende Trommel sein kann, die eine von der Krümmung des Steuergitters 15 verschiedene Krümmung aufweist und die in Pfeilrichtung drehbar ist. Mit 17 ist ein Korona-Entlader bezeichnet, der an dem Aufzeichnungsort angeordnet ist. Der mittels einer Entladungselektrode 18, z. B. einem Korona-Draht od. dgl., erzeugte Korona-lonenstrom wird mittels des Ladungsbilds auf dem Steuergitter 15 bildmäßig differenziert und bewegt sich unter Einwirkung des elektrischen Felds auf das Aufzeichnungsmaterial 16 zu. Kurven AA', BB', CC und DD' deuten die elektrischen Kraftlinien zwischen dem Steuergitter 15 und dem Aufzeichnungsmaterial 16 an. Das Steuergitter 15 und das Aufzeichnungsmaterial 16 können bandförmig statt trommeiförmig sein, wobei angenommen ist, daß sie zumindest an dem Aufzeichnungsort eine zylindrische Form gemäß der Darstellung aufweisen.

Das durch den Punkt A auf dem Steuergitter 15 laufende Korona-Ion erreicht den Punkt A', während das durch den Punkt B laufende Korona-Ion^en Punkt B' erreicht; da jedoch die Bögen AB und A'B' in der Länge nicht gleich sind, wird das aufgezeichnete Ladungsbild unscharf, wenn das Steuergilter 15 und das Aufzeichnungsmaterial 16 mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit bewegt werden. Die Verhältnisse zwischen den Bögen AB/A 'B' und den mittleren kleinen Bögen BD/B'D's'md geringfügig unterschiedlich, jedoch^ ist der Unterschied genügend klein, wenn der Bogen AB keinen allzu großen Bereich umfaßt, so daß es daher

möglich ist, das Entstehen von Unscharfe bei dem Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial durch Bewegen des Steuergitters 15 und des Aufzeichnungsmaterials 16 untej^ Einhaltung der Beziehung v\lv₂ = arc SD/arc B'D'zu vermeiden, wobei v\ und v₂ die Umfangsgeschwindigkeiten des Steuergitters 15 bzw. des Aufzeichnungsmaterials 16 bezeichnen F i g. 7 zeigt ein Beispiel für die Berechnung der jeweiligen Bogenlängen.

Fig. 7 zeigt zwei elektrisch leitende Zylinder mit Radien η bzw. n, die in einem Abstand d voneinander entfernt angeordnet sind. Das elektrische Feld zwischen den beiden Zylindern entspricht im Feldlinienverlauf dem elektrischen Feld, das von zwei leitenden Linien ausgeht, welche durch Punkte G bzw. Wund parallel zu άκτ senkrecht zur Zcichcncbcnc und durch den Ursprung O verlaufenden Z-Achse verlaufen; die elektrischen Feldlinien laufen dabei auf Zylinderflächen, die durch die Punkte G und H gehen. Da der Zustand in Richtung der Z-Achse gleichförmig ist, ist die Erläuterung nachstehend auf die ΛΎ-Ebene beschränkt. Die Punkte Cund //stellen Pole von Dipolkoordinaten dar.

Die Punkte G und H sind durch die folgenden Bedingungen festgelegt:

EG ■ EH = η

Jh-Tg = η

(I)

(2)

Im Koordinatensystem, dessen Ursprung O dem Mittelpunkt der Strecke GH entspricht, lauten die Koordinaten der Kreismittelpunkte Ebzw. Fder Kreise mit den Radien r, bzw. r₂ (e, o)bzw. (f. o), die der Punkte H und G (h, o) bzw. (- h, o).

Aus den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) können folgende Gleichungen abgeleitet werden:

-(/■f) + η +(I₁+r₂+(I)¹
2(/·, +r₂+(I)

/ι = ν V - /-τ =

(3)

Wenn entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial am Aufzeichnungsort eben ausgebildet ist, so ist entweder η oder r₂ unendlich. Die elektrischen Feldlinien verlaufen zwischen den Zylindern auf Kreisen, die durch die Punkte G und H gehen. Bei der nachfolgenden Berechnung sollen die Punkte L und M die Schnittpunkte eines Kreises mit dem Mittelpunkt bei / (o, /) mit den jeweiligen Zylindern und / und K die Schnittpunkte der jeweiligen Zylinder mit der X-Achse darstellen. Die ,y-Koordinaten der Schnittpunkte L und M zwischen den Kreisen

² =

und

|(.v-c)²+y² =

und dem Kreis

l.v + (.r-/)² = Ir + /²)

ergehen sich wie folgt:

Λ =

Hi²

(; (r + π - Ir) ± /4 < /² + c²) r r, - r (r + /·? - Ir )²1 (6)

2(/² +/²I

± i'Alr ι f²)

/²if² (7)

Das Verhältnis von Iy zu my ergibt sich bei den Punkten / und K, d. h. beim kleinsten Abstand zwischen den beiden Zylindern zu:

lim

Iv -

Ir -

In dieser Gleichung entspricht der Ausdruck

weise der Zylinder mit dem Radius η eben ist und η unendlich ist, wird der vorstehende Wert zu

It²I[Ir -(U-I- r,)²)

Nachstehend sind numerische Werte für einige ausgewählte Beispiele aufgeführt.

[Ir -(1/1 + γ₂)²}/:/;² -(U-I+ γ,)²}

dem Wert an den Punkten mit dem größten Abstand mi zwischen den beiden Zylindern, so daß sich als gesuchter Wert

r - (l/l - r₂)²)/'.lr -(U-| - /-,1²I

ergibt Wenn jedoch einer der Zylinder wie beispiels-

Beispiel 1

Betragen der Radius r· des trommeiförmigen Steuergittere 55 mm, der Radius r? des Aufzeichnungsmaterials 110 mm und der kürzeste Abstand zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsmaterial 3 mm, dann ist h = 143326mm, e=—56,9911mm und {= 111,0089 mm. In dej^nachstehenden Tabelle 1 sind Werte für die Bögen MK und LJ für unterschiedliche Werte von /aufgeführt.

Tabelle 1	OO	43.3464	19.7982	11.1155	6.14910
- / (mm)	(I	2.48846	4.97629	7.45283	9.94752
Λ /λ (mm)	0	2.45515	4.90785	7.35566	9.79623
U (mm)	1.0134	1.0136	1.0140	1.0146	1.0154
*\Τκ D*

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, lassen sich bei den gewählten Verhältnissen Punkte auf dem Steuergittcr entsprechenden Punkten auf dem Aufzeichnungsmaterial fest zuordnen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials das 1,013- bis 1,015fache der Umfangsgeschwindigkeit der Steuergittertrommel beträgt. Damit wird also eine scharfe Ladungsbild-Aufzeichnung erzielt. Aus Tabelle 1 ist ferner zu ersehen, daß bei gleichen Umfangsgeschwindigkeiten von Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial und einer auf 10 mm eingestellten Breite des Spalts, sich ein entsprechender Punkt auf dem Aufzeichnungsmaterial um 10,14 mm bewegt, während sich die Steuergittertrommel um 10 mm bewegt.

Beispiel 2

Betragen r, = 55 mm, η =111 mm und d = 2 mm. dann sind h= 12,1838jnm. e = -56,3333mm und Γ = 1 Π,6667 mm und MK/LJ(iür i,„.„) = 1,00909.

Beispiel 3

Beträgt η = 55 mm, r< = °° (Aufzeichnungsmaterial ist eben am Aufzeichnungsort) und d = 3 mm, dann sind Λ= 18,4119 mm, e = - 58 mm und f = oo und MK/l J (für i„_m) = 1 0273. Wenn -; = 11.9500_mmjst. dann ist MK = 10 mm, L] = 9.70922 mm und MK/LJ = 1.0300.

Beispiel 4

Sind η = 55 mm, /_■ = 80,4 mm und d = 2,6 mm, dann sind h= 13,1030jTim, c = -56.5393mm und /■= 81,4607 mm sowie MK/Lf= 1.00734 (für /- oo).

Die bei den Beispielen 2 bis 4 verwendeten Bezeichnungen entsprechen den beim Beispiel 1 verwendeten. Dabei sind die Radien r> und ri für das Steuergitter bzw. das Aufzeichnungsmaterial angenommen, es kann aber auch selbstverständlich r, für das Aufzeichnungsmaterial und r? für das Steuergittcr verwendet werden.

Bei Einhaltung eines festen Geschwindigkeitsunterschieds zwischen Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial läßt sich also ein scharfes Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial erzielen. Wenn der Radius des Steuergitters kleiner als derjenige des Aufzeichnungsmaterials ist, ist das auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete Ladungsbild in bezug auf das Ladungsbild auf dem Steuergitter 1 in axialer Richtung gleich, aber in Umfangsrichtung etwas vergrößert. Wenn die Vergrößerung des Bilds auf dem Aufzeichnungsmaterial innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, sind keine besonderen Maßnahmen dagegen vorzusehen; überschreitet die Vergrößerung des Bilds aber einen erlaubten Bereich, so kann das Ladungsbild auf dem Steuergitter in bezug auf das Vorlagebild insgesamt derart verkleinert ausgebildet werden, daß das auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete Bild in axialer Richtung geringfügig verkleinert und in Umfangsrichtung geringfügig vergrößert ist, so daß es in etwa dem Vorlagebild angenähert ist. Wenn eine isolierende Trommel als Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, kann die »Verlängerung« des Bilds auch durch Ausnutzung des Unterschieds der Schrumpfung in Längsrichtung und Querrichtung während des Befeuchtens oder Trocknens des Bildübertragungs- oder Bildempfangsmaterials, z. B. gewöhnlichem Papier oder dergleichen, korrigiert werden. Liegt die Vergrößerung in einem unzulässigen Bereich über einigen Prozent, so kann eine Korrektur dadurch erzielt werden, daß das Ladungsbild auf dem Steuergitter mittels der optischen Einrichtung für die Bildprojektion nur in der Umfangsrichtung verkleinert (komprimiert) wird.

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf F i g. 8.9 Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Fig. 8 zeigt ein elektrophotographisches Kopiergerät 19 mit einem Steuergitter, das trommeiförmig und derart ausgebildet ist, daß sich sein Isoliermaterial an der Trommelaußenseite befindet. Die Erzeugung des Ladungsbilds auf dem Steuergitter erfolgt nach dem in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 beschriebenen Verfahren.

Gemäß Fig. 10 ist das Steuergitter mit einem Tragteil mit einem Steg 20a und mit an beiden Seiten des Stegs 20a angesetzten kreisringförmigen Teilen 206 verklebt.

Das Steuergitter 20 wird mittels einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung gedreht und mittels eines Korona-Entladers 21 gleichförmig auf ein Potential von +7 kV aufgeladen, wonach das Bild einer mittels einer Lampe 23 beleuchteten Vorlage 25 auf einer Vorlagenauflage 24 über eine optische Einrichtung 22 mit Spiegeln und einem Linsensystem spaltweise auf das Steuergitter projiziert wird. Zugleich mit der Bildprojektion wird das Steuergitter 20 einer zweiten Aufladung durch eine mit -200 V Gleichspannung überlagerte Wechselspannungs-Korona-Entladung von 7 kV ausgesetzt und anschließend zur Ausbildung des Ladungsbilds einer Totalbelichtung mittels einer Lampe 27 unterzogen. Das Steuergitter ist über ein Getriebe mit einer als Aufzeichnungsmaterial dienenden isolierenden Trommel 28 verbunden.

Die isolierende Trommel 28 weist einen Trommelgrundkörper aus Aluminium auf, der durch Beschichten oder Aufkleben mit einer 15μηι starken Schicht aus Isoliermaterial wie Harz oder dergleichen bedeckt ist. Von einem innerhalb des Steuergitters 20 angeordneten, eine Spannung von — 11 kV erzeugenden Korona-Entlader 29 werden Korona-Ionen durch das Ladungsbild auf dem Steuergitter 20, das auf -5 kV liegt, hindurch auf die isolierende Trommel 28 aufgebracht, wobei auf dieser ein Ladungsbild mit einem Potential von ungefähr —300 V entsteht. Danach wird das Ladungsbild auf der isolierenden Trommel mittels einer Entwicklungsvorrichtung 30 mit Toner entwickelt und anschließend unter Einwirkung eines Bildübertragungs-Korona-Entladers 33, der eine Spannung von —6 kV erzeugt, auf Bildempfangsmaterial 32, das gewöhnliches Papier sein kann und mittels einer Zuführwalze 31 zugeführt wird, übertragen. Das nunmehr das Tonerbild tragende Bildempfangsmaterial 32 wird auf einem Förderband 34 zur Wärmefixierung in eine Heizwalzen-

ίο

Fixiervorrichtung 35 befördert, aus der das Papier auf einen Ausgabetisch 36 ausgegeben wird. An einem Umfangsbereich der isolierenden Trommel 28 ist eine Reinigungsklinge 37 zum Entfernen überschüssigen Toners angeordnet. Zum Sammeln des mittels der Reinigungsklinge 37 entfernten Toners ist ein Tonersammler 38 vorgesehen. Der Tonersammler 38 ist mit der Entwicklungsvorrichtung 30 mittels einer (nicht gezeigten) Transportvorrichtung wie einer Schraube so verbunden, daß der Toner aus dem Tonersammler 38 wieder verwendet werden kann. Ein Korona-Entlader 39 mit positiver Polarität ( + ) ist dafür vorgesehen, die isolierende Trommel 28 zu entladen. Mittels des Entladers 39 wird das Ladungsbild vollständig von der isolierenden Trommel entfernt, so daß diese für einen weiteren Kopierzyklus bereit ist. Eine an einem IJmfangsteilbereich der Sieuergittertrommel 20 angeordnete Lampe 40 dient dazu, auf die Steuergittertrommel 20 eine gleichförmige Vorbelichtung oder Anfangsbelichtung aufzubringen.

Betragen der Durchmesser des Steuergitters 110 mm, der Durchmesser der Aufzeichnungstrommel 220 mm, der Abstand zwischen den beiden 3 mm, die Anzahl der Zähne des Steuergittertrommelzahnrads 111 und die Anzahl der Zähne des Aufzeichnungstrommelzahnrads 222, d. h. werden die beiden Trommeln mit gleichen Llmfangsgeschwindigkeiten gedreht, so ergibt sich, wie bereits eingangs erwähnt, eine sehr schlechte Bildauflösung in Umfangsrichtung des Aufzeichnungsmaterials. Die Breite des Kantenunschärfenbereichs liegt dabei etwa im Bereich von 0,1 mm (siehe Beispiel 1). Sind die Zahnzahl des Steuergitterzahnrads und die des Aufzeichnungstrommelzahnrads 112 bzw. 221, so daß die Umfangsgeschwindigkeit der Aufzeichnungstrommel das l,0136fache derjenigen der Steuergitteriromme! beträgt, ist die Bildauflösung bei dem Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial bis zu einer Auflösung von 6,3 Linien je mm verbessert, so daß sich eine gute Kopienqualität erzielen läßt. Sind die Zahnzahlen des Steuergitterzahnrads und des Aufzeichnungstrommelzahnrads 112 und 222, so ergibt sich ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von 1,009, was eine nicht ausreichende Korrektur der Unscharfe ergibt; es läßt sich jedoch noch eine Auflösung von 5 Linien je mm erzielen. Wenn die Zahnzahlen der beiden Trommelzahnräder Ul und 221 sind, ist das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis 1,0045 und es läßt sich nicht einmal mehr eine Auflösung von 5 Linien je mm erzielen.

Zur Korrektur der Unscharfe muß also die Trommel mit dem größeren Radius mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die mit dem kleineren Radius gedreht werden.

Bei einer Ausführung der Trommeln gemäß Beispiel 2 betragen der Durchmesser der Steuergittertrommel 110 mm, der Durchmesser der Aufzeichnungstrommel 222 mm und der Abstand zwischen den beiden 2 mm. Sind die Zahnzahlen des Steuergittertrommelzahnrads und des Aufzeichnungstrommelzahnrads 110 bzw 220, d. h. beträgt die Umfangsgeschwindigkeit der Aufzeichnungstrommel das l,0091fache derjenigen der Steuergittertrommel, so besitzt das ausgebildete Bild eine gute Auflösung. Da bei dieser Ausführung die Zahnzahl des Aufzeichnungstrommelzahnrads ein ganzzahliges Vielfaches derjenigen des Steuergittertrommelzahnrads ist, ist somit auch beim mehrfachen Kopieren mit ein und demselben Ladungsbild auf dem Steuergitter sichergestellt, daß das Ladungsbild immer an der gleichen Stelle auf der Aufzeichnungstrommel ausgebildet wird.

Eine in Fig. 9 dargestellte Steuergittertrommel 42 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Steuergitter 20 gemäß F i g. 8 dadurch, daß sie nur elektrisch leitendes Material und photoleitfähiges ) Material aufweist. Auf verwebten Draht von 40 μπι Durchmesser ist photoleitfähiges Material, z. B. Se, einseitig mit einer Schichtstärke von 50 μιη aufgedampft. Dieses Steuergitter ist entsprechend Fig. 10 so um ein Tragelement 43 geführt, daß das photoleitfähige

in Material auf der Trommelaußenseite liegt. Die solchermaßen entstandene Steuergittertrommel ist mit Hilfe von Walzen 44,45,46 drehbar gelagert.

Zur Ausbildung eines einem Vorlagebild entsprechenden Ladungsbilds auf dieser Steuergittertrommel 42

ι, wird diese zuerst mittels eines Korona-Entladers 47 auf + 500 V aufgeladen. Danach wird eine (nicht gezeigte) Vorlage, die auf die Glasplatte eines bewegbaren Vorlageschlittens 48 aufgelegt ist, welcher mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die etwas höher als die

jo Umfangsgeschwindigkeit der Steuergittertrommel 42 ist, mit Hilfe einer Lampe 49 beleuchtet. Das Bild der Vorlage wird auf die sich in Pfeiirichtung drehende Steuergittertrommel 42 über Spiegel 50, 51 ein Linsensystem 52 und eine zylindrische Linse 53

j, projiziert, welche das optische Bild nur in Umfangsrichtung der Steuergittertrommel 0,973fach vergrößert, wodurch ein Ladungsbild auf der Steuergittertrommel entsteht. Parallel dazu wird ein Bogen Aufzeichnungsmaterial 55, das aus dem gleichen Material wie das

so Bildempfangsmaterial }2 gemäß Fig.8 sein kann, aus einer Papierzufuhrkassette 54 mittels einer Zuführwalze 56 und Walzen 57 und 58 zugeführt und au^r einem Förderband 60 befördert, das innen eine Saugvorrichtung 59 enthält. Die Walzen 57 und 58 werden mittels

r, einer herkömmlichen Steuereinrichtung so betrieben, daß der Teilbereich der Steuergittertrommel 42, der das Ladungsbild trägt, und das Aufzeichnungsmaterial 55 lagemäßig übereinstimmend die Aufzeichnungsstation durchlaufen. Das Förderband 60 befördert das Auf-Zeichnungsmaterial dabei mit einer Geschwindigkeit, die das l,028fache der Umfangsgeschwindigkeit der Steuergittertrommel 42 beträgt.

Von einem innerhalb der Steueigittertrommel 42 fest angebrachten Korona-Entlader 61 wird ein Koronaionenstrom während des Durchgangs des Ladungsbilds des Steuergitters durch die Aufzeichnungsstation erzeugt, so daß auf dem Aufzeichnungsmaterial 55 ein Ladungsbild entsteht. Der Abstand zwischen Aufzeichnungsmaterial und Steuergittertrommel beträgt 3 mm.

Vi Die Korona-Entladung aus dem Korona-Entlader 61 hat negative Polarität, während das Förderband 60, das zur Bildung einer Gegenelektrode aus elektrisch leitfähigem Gummi besteht, auf einem Potential von +3 kV liegt. Das Aufzeichnungsmaterial mit dem aufgezeich-

->> neten Ladungsbild wird durch Transportwalzen 62 und 63 zu einer Entwicklungsvorrichtung 64 befördert, mittels der das Ladungsbild entwickelt wird, und anschließend über ein zwischen Walzen 65 und 66 gespanntes Band 67 zu einer Heizwalzen-Fixiervorrich-

M) tung 68 transportiert, in der eine Wärmequelle untergebracht ist, und dort fixiert Abschließend wird es mittels einer Führungsplatte 69 aus dem Gerät ausgegeben. Die fertiggestellt». Kopie ist gleich groß wie die Bildvorlage und darüber hinaus scharf und klar.

μ Bei allen vorstehend beschriebenen Anwendungsbeispielen des Verfahrens wird das Ladungsbild in Übereinstimmung mit dem auf dem Steuergitter ausgebildeten Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsma-

lerial ausgebildet. Das Verfahren ist jedoch nicht nur in Verbindung mit einem Ionenstrom anwendbar, sondern auch bei der bildmäßigen Differenzierung eines Stromes geladener Teilchen, z. B. mit Ladung versehener Tonerteilchen. Ferner ist das Steuergitter hinsichtlich Jer Form und des Aufbaus keinen Einschränkungen unterworfen, sofern das Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial ohne gegenseitigen Kontakt ausgebildet wird. Weiterhin ist das Steuergitler nicht auf ein Gilter mit photoleitfähigem Material beschränkt, und es kann auch ein Gitter mit Öffnungen verwendet werden, die wie Zeichen oder andere Bilder geformt sind. Auch ist das Sichtbarmachen des Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial nicht auf das gezeigte Verfahren beschränkt, sondern es kann auch mittels eines Verfahrens durchgeführt werden, bei dem durch elektrostatisches Einfangen von in den Spalt eingebrachten Entwicklernebel während der Aufzeichnung mittels des lonenstromes ein sichtbares Bild direkt auf dem Aufzeichnungsmaterial erhalten wird. Ein weiteres Verfahren zum Sichtbarmachen des Bilds besteht dann, einen lonenstrom über das Steuergitter der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterial ohne leitfähige Schicht zuzuleiten, während zugleich elektrisch leitender Entwickler der anderen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials zugeführt wird.

Wenn also das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial zu Zylindern mit verschiedenen Radien geformt sind, wird der Zylinder mit größerem Radius mit einer höheren Geschwindigkeit gedreht als der Zylinder mit dem kleineren Radius; wenn aber entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial /u einem Zylinder geformt ist, während das andere Element eben ist, wird das ebene Element mit höherer Geschwindigkeit bewegt als das zylindrische Element. Das zu wählende Verhältnis der Geschwindigkeiten vi und V) des Steuergitters bzw. des Aufzeichnungsmaterials ergibt sich dabei zu

Wenn entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial eben ist, ist der Wert von entweder η oder /·.» gleich unendlich und daher

r./i, i/r -1|/i /-o-V'·¹

Γ./η IrI[Ir (|r| η rl .

Durch Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des .Steuergitters oder des Aufzeichnungsmaterials auf einen Wert, der gleich dem auf diese Weise erhaltenen Wert ist, ist es möglich, ein Kopierbild herzustellen, das einem Vorlagebild getreu entspricht. Wenn ferner ein Steuergitter verwendet wird, das gemäß der Darstellung in Fig. 1 auf der Oberfläche eine Isolierschicht oder dergleichen besitzt können, da das Ladungsbild auf dem Steuergitter nur einmal ausgebildet werden muß, mehrere genaue Kopierbilder mit einer höheren Geschwindigkeit und mittels eines gedrängten Aulbaiis erzielt werden.

Wie vorstehend angemerkt ist, kann sich durch die Bewegung von Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ein Kopierbild ergeben, das in Richtung der Bewegung vergrößert oder verkleinert ist. Wenn eine Korrektur notwendig ist. kann die Abbildung auf dem Steuergitter im voraus in Richtung der Bewegung vergrößert oder verkleinert werden, wie beispielsweise durch optisches Korrigieren des Vorlagenbilds während der Bildprojektion. Wenn z. B. das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial beide trommeiförmig sind und das Steuergitter einen kleineren Radius als das Aufzeichnungsmaterial aufweist, und wenn das Steuergitter ein photoleitfähiges Cutter ist, wird durch die Funktion der zylindrischen Linse und des Vorlageschlittens oder der Spiegel während der Bildprojektion ein in Drehrichtung des Steuergitters verkleinertes Ladungsbild auf dem Steuergitter ausgebildet. Wenn im Gegensatz dazu das Steuergitter einen größeren Radius aufweist, als das Aufzeichnungsmaterial, ist das auf dem Steuergitter ausgebildete Ladungsbild in Drehrichtung des Steuergitters vergrößert. Wenn die Belichtungsschlitzbreite klein ist, braucht die Einrichtung für das Vergiößern oder Verkleinern des Bilds in nur einer Richtung nicht eine besondere optische Vorrichtung wie die zylindrische Linse zu sein, sondern es können zum Vergrößern oder Verkleinern auf einfache Weise die Abtastgeschwindigkeiten für die Bildvorlage und das Steuergitter gemäß den Erfordernissen verändert werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum bildmäßigen Aufbringen geladener Teiichen auf ein ggf. isolierendes Aufzeichnungsmaterial, bei dem ein Strom geladener Teilchen mittels eines ein Ladungsbild tragenden fotoleitfähigen Steuergitters bildmäßig differenziert wird und bei dem das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial mit Abstand einander gegenüberstehend durch eine Aufzeichnungsstation gleichsinnig bewegt werden und wobei entweder das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial mit unterschiedlichen Radien gekrümmt sind und auseinanderliegende Krümmungsmittelpunkte besitzen oder eines dieser Elemente eben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieuergitter und das Aufzeichnungsmaterial mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durch die Aufzeichnungsstation bewegt werden, und daß die Geschwindigkeit des Elementes mit dem größeren Krümmungsradius größer ist, wobei der Geschwindigkeitsunterschied bestimmt wird durch die unterschiedlichen Krümmungen und den gegenseitigen Abstand der beiden Elemente.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Steuergitters mit gegenüber dem Aufzeichnungsmaterial kleinerem Krümmungsradius das auf dem Steuergitter auszubildende Ladungsbild in Bewegungsrichtung komprimiert ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Steuergitters mit gegenüber dem Aufzeichnungsmaterial größerem Krümmungsradius das auf dem Steuergitter auszubildende Ladungsbild in Bewegungsrichtung gedehnt ausgebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis V₂Zv₁ der Bewegungsgeschwindigkeiten v₂des Aufzeichnungsmaterials und v\ des Steuergitters in der Aufzeichnungsstation näherungsweise gleich