DE2644530A1

DE2644530A1 - Einrichtung zum erzeugen einer vorspannung in einem elektrophotographischen kopiergeraet

Info

Publication number: DE2644530A1
Application number: DE19762644530
Authority: DE
Inventors: Haruyoshi Kawano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1977-04-07
Also published as: DE2644530B2; US4128329A; JPS5243439A; DE2644530C3

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF -

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SA^DMAIR £ O 4 4 O J U

PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte; 27 470 1. OKT. 1976

Ricoh Company, Ltd.
Tokyo / Japan

Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung in einem elektrophotographischen Kopiergerät

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung in einem elektrophotographischen Kopiergerät, um sie an eine Entwicklungselektrode in einer Entwicklungseinrichtung in dem Gerät anzulegen.

Bekanntlich wird bei einem elektrophotographischen Verfahren eine geladene Oberfläche eines photoleitenden Teils bildmäßig belichtet, wobei das Bild über ein optisches Belichtungssystem projiziert wird, um dadurch selektiv die Oberflächenladung zu entfernen, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu schaffen. Das latente Bild wird dann in ein sichtbares Bild umgewandelt, indem es in Anlage mit gefärbten feinen Partikeln gebracht wird, welche als

* (089) 988272 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3890002624

983310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808

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Toner bezeichnet werden. Der Toner ist mit einer Polarität geladen, die der der Ladung entgegengesetzt ist, welche das latente Bild bildet, wodurch er elektrostatisch angezogen wird. Obwohl bildfreie Bereiche des latenten Bildes infolge des Verlustes an elektrischer Ladung frei von dem Aufbringen oder Absetzen irgendwelchen Toners sein sollten, bleibt in Wirklichkeit in diesen Bereichen wegen der Ermüdung des photoleitenden Teils ein Potential in der Größenordnung von 200 bis 300 V zurück, und der an diesen Bereichen haftende Toner hat ein Verschmieren des Hintergrunds oder ein Absetzen von Tonerresten (Scumming) auf einer sich ergebenden Kopie zur Folge. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, eine Entwicklungselektrode zu verwenden, welche sehr nahe bei und entlang der Oberfläche des photoleitenden Teils angelegt ist, und an welche eine Vorspannung angelegt wird, welche etwas höher ist als die der bildfreien Bereiche, um auf diese Weise das Absetzen irgendwelchen Toners in diesen Bereichen zu verhindern. Das Potential des latenten Bildes einschließlich der nicht freien Bereiche hängt von dem verwendeten Belichtungswert ab. Je kleiner die Belichtungsgröße ist, umso höher ist das Potential oder umgekehrt. Infolgedessen wird das Potential des konstanten Bildes für einen vorgegebenen Belichtungswert konstant, vorausgesetzt, daß andere Faktoren konstant bleiben.

In der Praxis hat jedoch eine in dem optischen Belichtungssystem verwendete Lichtquelle einen Lichtausgang, welcher sich mit der Zeit ändert. Beispielsweise sind in Fig. 1 und 2 ein Paar Beispiele von Leuchtstofflampen oder -röhren dargestellt. Bei einer Lampe mit einer Kennlinie, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, än-

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dert sich der Lichtausgang von der Leuchtstofflampe von dem Anfangswert, der als 100$ angenommen wird, auf einen Wert zwischen 75 und 80$ in einem (verhältnismäßig)kurzen Zeitintervall in der Größenordnung von etwa 10 min. während welchem fortlaufend ein Kopiervorgang stattfindet. In Pig. 2 ist eine Lampenkennlinie über eine längere Zeitdauer dargestellt; hieraus ist zu ersehen, daß der Ausgang in ähnlicher Weise nach 100 h auf einen Wert zwischen 75 und 80# abnimmt.

Hieraus ist somit zu ersehen, daß das Anlegen einer bestimmten, festgelegten Vorspannung an die Entwicklungselektrode nicht eine den Erwartungen entsprechende Sicherheit gegen das Ablagern von Tonerresten (Scumming) schaffen kann, da eine Änderung in dem Lichtausgang von der Lichtquelle eine Potentialänderung an dem bildfreien Bereichen zur Folge hat. Infolgedessen sollte somit eine Vorspannungsquelle geschaffen werden, welche automatisch entsprechend einer Änderung im Lichtausgang einer Lichtquelle gesteuert wird, die in dem optischen Belichtungssystem verwendet wird. Bisher ist in der Praxis keine Abhilfe geschaffen worden, um eine Veränderung in dem Lichtausgang im Laufe der Zeit zu korrigieren, obwohl ein Lampenregler vorgeschalgen wird, um eine Schwankung in der Leitungs- bzw. Netzspannung auszugleichen.

Gemäß der Erfindung weist eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung einen Wandler, um die Lichtmenge von einer Lichtquelle in einem optischen Belichtungssystem in eine elektrische Größe umzuwandeln, und einen Verstärker zum Verstärken der elektrischen Größe auf. Der Wandler kann beispielsweise ein Kadmium-

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sulfid-Photowiderstand sein, welcher eine Kennlinie mit einem zunehmenden Widerstand bei abnehmenden Licht aufweist. Wenn infolgedessen der Ausgang des Wandlers als Vorspannungsquelle verwendet wird, kann ein Vorspannungspotential angelegt und zugeführt werden, welches in einer Weise zunimmt, die einer Potentialzunahme des latenten Bildes entspricht, wenn die Lichtmenge abnimmt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung einen Wandler, um die Lichtmenge einer Lichtquelle in einem optischen Belichtungssystem in eine elektrische Größe umzusetzen, einen Generator, welcher eine Bezugsvorspannung erzeugt, die einem Bezugsausgang der Lichtquelle entspricht, und einen Differenzverstärker auf, welcher betätigt wird, um eine Änderungskomponente in einer elektrischen Größe zu verstärken, die der des Lichtausgangsentspricht. In diesem Fall kann der Wandler eine Sonnen- - oder Solarzelle , aufweisen. Wenn die Lichtmenge, welche die Sonnenzelle bestrahlt, abnimmt, schafft der Differenzverstärker einen Ausgang , welcher die Spannungsverringerung oder -abnähme ausgleicht. Der Ausgang wird dann zu einem Potential addiert,welches von dem Generator für die Bezugsvorspannung erzeugt wird, um eine endgültige Vorspannung mit einer Größe zu schaffen, welche um einen Wert erhöht ist, der einer Potentialzunahme des latenten Bildes entspricht, die als Folge einer Verringerung im Lichtausgang vorkommt.

Infolgedessen ist gemäß der Erfindung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung in einem elektrophotographischen Kopier-

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gerät mit einer Entwicklungseinrichtung geschaffen, welche mit einer elektrisch vorgespannten Entwicklungselektrode versehen ist, wobei die Einrichtung eine Vorspannung liefert, welche eine Änderung im Lichtausgang einer Lichtquelle eines optischen Belichtungssystems ausgleicht.

Ferner ist gemäß der Erfindung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung geschaffen, welche eine Komponente aufweist, die gemäß einer Potentialzunahme des latenten Bildes hinzuaddiert wird, wenn eine Änderung im Lichtausgang der Lichtquelle vorkommt.

Gemäß der Erfindung ist somit eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung in einem elektrophotographischen Kopiergerät mit einer Entwicklungselektrode geschaffen, wobei die Einrichtung ein Vorspannungspotential mit einer richtigen Größe entsprechend einer Änderung in der Lichtmenge sicherstellt, welche von einer Lichtquelle eines optischen Belichtungssystems abgegeben xvird« Hierzu ist eine Einrichtung zum Umwandeln der Lichtmenge bzw. des Lichts in eine entsprechende elektrische Größe sowie eine Einrichtung zum Verstärken der elektrischen Größe vorgesehen. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist auch einen Differenzverstärker auf, welcher ein Vorspannungspotential erzeugt, das der Veränderung in der Lichtmenge entspricht, zu welcher ein BezugsVorspannungspotential addiert wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzel-

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nen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematisch eine Veränderung im Lichtausgang im Laufe der Zeit von Leuchtstofflampen oder -röhren, welche als Lichtquelle in einem optischen Belichtungssystem verwendet werden können;

Fig. 3 und 4- schematische Ansichten von Ausführungsformen der Erfindung j

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 4 dargestellten Aus führungs form;

Fig. 6 eine Schaltung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 in Form einer Kurve die Beziehung zwischen der Vorspannung oder einer Ausgangsspannung der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform und der Lichtmenge; und

Fig. 8 eine Schaltung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 3 ist eine Anordnung eines optischen Belichtungssystems mit einer sich bewegenden Lichtquelle dargestellt, wobei ein Wandler starr mit der Lichtquelle verbunden und zusammen mit dieser bewegbar ist. Ein Wandler 1 ist an einem Gehäuse 4- einer Lichtquelle 3, die entlang einer Führungswelle 4· bewegbar ist, mittels eines Haltearms 5 angebracht· Licht von der Quelle 3 fallt auf eine Vo r-

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lage 7» die auf einer sie aufnehmenden Glasplatte 6 angeordnet ist; und fällt auch auf den Wandler 1, welcher dazu dient, eine Veränderung im Lichtausgang der Lichtquelle im Laufe der Zeit zu fühlen· Hierzu kann der Wandler 1 an einer Stelle in der Nähe der Lichtquelle 3 angeordnet sein, an welcher er von der Lichtquelle 3 abgegebenes Licht aufnehmen kann und an welcher er die Beleuchtung der Vorlage 7 nicht störend beeinflußt. Dem Wandler 1 kann in Abhängigkeit von der geplanten Anwendung ein entsprechender Filter 8 zugeordnet sein.

In Mg. 4 ist eine Anordnung für ein optisches Belichtungssystem dargestellt, in welchem eine Vorlage und ein photoleitendes Teil synchron miteinander bewegt werden können. Eine Vorlage 11 wird auf einer sie aufnehmenden Glasplatte 12 angeordnet, unter welcher eine Lichtquelle 13 angeordnet ist. Licht von der Lichtquelle 13 fällt auf die Vorlage 11 und wird reflektiert, um durch eine Linse 14 hindurchzugehen, wodurch ein Abbild der Vorlage auf die Oberfläche eines photoleitenden Teils 15 projiziert wird. Wie in der Seitenansicht in Fig. 5 dargestellt ist, ist eine reflektierende Platte an einer Seite der Glasplatte 12 angeordnet, während ein Wandler 18 auf der gegenüberliegenden Seite unmittelbar an der Oberseite des photoleitenden Teils 15 angeordnet ist, so-daß-· ven der reflektierenden Platte 17 reflektiertes Licht auf den Wandler 18 auftreffen kann, nachdem es durch die Linse 14 hindurchgegangen ist. Bei dieser Anordnung, bei welcher die reflektierende Platte 17 und der Wandler 18 außerhalb der wirksamen Bildfläche A angeordnet sind, ist eine Beeinflussung des von der Vorlage reflektierten Lichts vermieden, wobei eine genaue Bestimmung einer

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Veränderung in dem Lichtausgang von der Lichtquelle vorgesehen ist, welche im allgemeinen im Laufe der Zeit auftritt. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten, optischen Belichtungssystems kann der Wandler entsprechend angeordnet werden; hierbei ist aber wesentlich, daß er den Abbildungsvorgang nicht nachteilig beeinflußt und einen konstanten Abstand von der Lichtquelle einhält.

In !ig. 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher ein Kadmiumsulfid-Photowiderstand verwendet ist, der als Wandler dient. Insbesondere ist ein Ende des Photowiderstands 21 über einen veränderlichen Widerstand 22 mit dem positiven Anschluß einer Gleichspannungsquelle 23 und das andere Ende mit der Basis eines Transistors Tr in einem Verstärker 24 verbunden. Der Emitter des Transistors Tr ist, wie der negative Anschluß der Spannungsquelle 23, mit Erde verbunden, während sein Kollektor mit einem Aus gangs ans chluß 25 und über einen Ausgangswiderstand R_L des Verstärkers 24 mit dem positiven Anschluß der Spannungsquelle verbunden ist. Wenn das Licht, mit welchem der Photowiderstand bestrahlt wird, im Laufe der Zeit abnimmt, weist der Photowiderstand einen zunehmenden Widerstand oder Photostrom auf, was zu einer fortlaufenden Zunahme der Ausgangs- oder Vorspannung führt, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Die Vorspannung muß nicht zunehmen können, wenn die Lichtmenge abnimmt, da unter Umständen schwerwiegende Folgen hervorgerufen werden können. Wenn beispielsweise eine Entwicklung mittels einer magnetischen Bürste durchgeführt wird, kann eine elektrische Entladung zwischen den Trägern, welche im allgemeinen durch Eisenpulver-Partikel gebildet sind, hervorgerufen werden, die über einem bestimmten Wert der Vor-

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spannung liegen, oder es kann eine elektrische Entladung zwischen dem photoleitenden Teil und den Trägern hervorgerufen werden, was einen Schaden an dem photoleitenden Teil zur Folge hat. Ein oberer Grenzwert der Vorspannung hängt von der Art der Träger, der Art des photoleitenden Teils, der Dicke und anderen Faktoren ab, und liegt im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 500 V· Das Ende einer brauchbaren Lebensdauer der als Lichtquelle verwendeten Lampe kann bestimmt und festgestellt werden, wenn die Vorspannung ständig ansteigt und sich dem oberen Grenzwert nähert. Wenn dies gefühlt und festgestellt wird, ist ein unmittelbarer Wechsel der Lampe zulässig, ja sogar erforderlich, um zu vermeiden, daß fälschlicherweise nach einer vorgegebenen Benutzungsdauer auf das Laden mit dieser Lampe vertraut wird.

Wenn eine Leuchtstofflampe oder -röhre als Lichtquelle und Selen für das photoleitende Teil zusammen mit einer isolierenden Buchse für die magnetische Bürste verwendet wird, liegt die optimale Vorspannung, wenn der Licht aus gang von der Lichtquelle auf 7 bis 8 Luxsekunden herabgesetzt ist, bei etwa

Im allgemeinen muß die Vorspannung V herabgesetzt werden, wenn die Lichtmenge L zunimmt, und die Beziehung zwischen diesen Größen muß so gewählt werden, daß dV/dL negativ ist. Jedooh ist die Erfindung nicht notwendigerweise auf eine Polarität bzw· ein Vorzeichen der Ableitung dV/dL beschränkt.

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Differenzverstärker dargestellt. Hierbei wird eine Sonnen- oder

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Solarzelle als Wandler verwendet, um die Lichtmenge in eine elektrische Größe umzuwandeln. Insbesondere ist der negative Anschluß der Sonnen- oder Solarzelle 31 mit Erde und ihr positiver Anschluß über einen Widerstand R-I mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers OA verbunden, der in einem Differenzverstärker 32 vorgesehen ist. Der positive Eingang des Operationsverstärkers OA ist über einen Widerstand R2 mit dem positiven Anschluß einer Bezugsspannungsquelle 33 verbunden, deren negativer Anschluß mit Erde verbunden ist. Ein Widerstand S3 ist im Nebenschluß zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Operationsverstärkers OA geschaltet, und der Ausgang des letzteren ist über einen Generator 34 für eine Bezugsvorspannung mit einem Ausgangsanschluß 35 verbunden. Der positive Eingang des Operationsverstärkers OA ist mit einem Ende eines Widerstands E^ verbunden, dessen anderes Ende mit Erde verbunden ist.

Eine an der Solar- oder Sonnenzelle 31 erhaltene Spannung ist mit V„ und die Spannung der Bezugsquelle mit V_ bezeichnet« die Ausgangsspannung V₀ des Differenzverstärkers ist durch die Gleichung Yq = K, (V. -V) gegeben. Wenn diese Ausgangsspannung zu einer von dem Generator 34- erzeugten Spannung Vg_S addiert wird, wird am Ausgangsanschluß 35 eine Summenspannung erzeugt, die sich durch Vgg + Kk (V. +V) V^g + Vq gegeben ist. Wenn infolgedessen die auf die Sonnen- oder Solarzelle auftreffende Lichtmenge abnimmt, schafft der Differenzverstärker einen entsprechenden Spannungsausgleich, um eine konstante Ausgangsspannung am Anschluß 35 zu erzeugen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer Sonnen oder Solarzelle beschränkt.

Patentansprüche .. _

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Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung in einem elektrophotographischen Kopiergerät, gekennzeichnet durch einen Wandler (1; 18; 21;31), um die Lichtmenge von einer Lichtquelle (3;13) eines optischen Belichtungssystems in eine elektrische Größe umzuwandeln, und durch einen Verstärker (24; 32) zum Verstärken der elektrischen Größe, wobei der Ausgang des Verstärkers als Vorspannungsquelle verwendet wird, die an eine Entwicklungselektrode einer Entwicklungseinrichtung angelegt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler einen Kadmiumsulfid-Photowiderstand (21) aufweist .

3. Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannung in einem elektrophotographischen Kopiergerät, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Wandler (1;18;21;31), um die Lichtmenge von einer Lichtquelle (3;13) eines optischen Belichtungssystems in eine elektrische Größe umzuwandeln, durch einen Generator (34) zum Erzeugen einer Bezugsvorspannung, welche einen Bezugswert der Lichtmenge von der Lichtquelle entspricht, und durch einen Verstärker (32), un nur eine Veränderung in der elektrischen Größe zu verstärken, die der in der Lichtmenge von der Lichtquelle bezüglich des Bezugswert entspricht, wobei der Ausgang von dem Verstärker und der Ausgang des Generators addiert werden, um eine Vorspannungsquelle zu schaffen, deren Spannung an eine Entwicklungs-

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elektrode einer Entwicklungseinrichtung angelegt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler eine Sonnen- oder Solarzelle (31) aufweist.

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