DE2644530B2

DE2644530B2 - Einrichtung zum Erzeugen einer Entwicklungselektroden-Vorspannung in einem elektrofotografischen Kopiergerät

Info

Publication number: DE2644530B2
Application number: DE2644530A
Authority: DE
Inventors: Haruyoshi Kawasaki Kanagawa Kawano (Japan)
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1979-08-16
Also published as: US4128329A; DE2644530C3; DE2644530A1; JPS5243439A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen einer Entwicklungselektroden-Vorspannung in einem elektrofotografischen Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei einem elektrofotografischen Kopiergerät wird eine aufgeladene, fotoleitfähige Oberfläche mittels eines optischen Systems bildmäßig durch eine Abbildung einer Vorlage belichtet, wodurch die Oberflächenladunf; selektiv entfernt wird und eine elektrostatische, latente Abbildung entsteht. Die latente Abbildung wird durch Aufbringen von gefärbten, feinen Partikeln, die auch ab »Toner« bezeichnet werden, in ein sichtbares Bild umgewandelt. Der Toner hat eine Polarität, die der Polarität der Ladung entgegengesetzt ist, welche die latente Abbildung bildet; dadurch wird der Tone;' elektrostatisch angezogen. Obwohl die bildfreieii Bereiche der latenten Abbildung infolge des Verlustes an elektrischer Ladung nicht mit dem Toner in Berührung kommen sollten, bleibt in der Praxis aufgrund der als »Ermüdung« bezeichneten Änderung der Eigenschaften der fotoleitfähigen Teile immer ein Potential in der Größenordnung von etwa 200 bis 300 V zurück; der auf diesen Bereichen haftenden Toner führt zu einer Verschmierung des Untergrundes oder zu einem Absetzen von Tonerresten auf der hergestellten Kopie.

Um diesen Effekt zu vermeiden, wird im allgemeinen eine Entwicklungselektrode verwendet, die sehr naht!

bei der fotoleitfähigen Oberfläche angeordnet ist; an diese Entwicklungselektrode wird eine Vorspannung angelegt, die etwas höher ist als die Spannung der bildfreien Bereiche, um auf diese Weise das Absetzen von Toner auf diesen Bereichen zu verhindern.

Das Potential der latenten Abbildung einschließlich der bildfreien Bereiche hängt von der eingesetzten Belichtung ab. Je geringer die Belichtung ist, um so höher ist das Potential im Bilduntergrund oder umgekehrt Infolgedessen wird das Potential im Bilduntergrund nur unter der Bedingung konstant, daß auch der Belichtungswert konstant gehalten wird.

In der Praxis hat jedoch die in der Belichtungsstation verwendete Lichtquelle eine Lichtintensität, die sich im Laufe der Zeit ändern kann. In den F i g. 1 und 2 sind Beispiele für die Lichtabgabe von Leuchtstoffrohren dargestellt Bei einer Leuchtstoffröhre mit der in Fig. t gezeigten Kennlinie ändert sich die Lichtintensität der Leuchtstofflampe von einem mit 100% bezeichneten Anfangswert auch bei kontinuierlichem Kopierbetrieb über JO Minuten auf einen Wert zwischen 75 und 80%. In F i g. 2 ist die Kennlinie einer Leuchtstoffröhre über einen längeren Zeitraum dargestellt; auch hier ist zu erkennen, daß die Lichtintensität in ähnlicher Weise nach 100 Stunden auf einen Wert zwischen 75 und 80% abgenommen hat

Hieraus ergibt sich, daß eine bestimmte, genau definierte Vorspannung der Entwicklungselektrode keine ausreichende Sicherheit gegen die Ablagerung von Tonerresten im Bilduntergrund bildet, da eine Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle, die nicht zu vermeiden ist, zu einer Potentialänderung auf den bildfreien Bereichen der fotoleitenden Oberflächen führt.

Es ist deshalb aus der US-PS 29 56 487 bekannt, in der Belichtungsstation einen fotoelektrischen Wandler vorzusehen, um die Lichtintensität der Lichtquelle in der Belichtungsstation zu erfassen und eine von dieser Lichtintensität abhängende Vorspannung an die Entwicklungselektrode anzulegen.

Nachteilig ist bei der bekannten Einrichtung, daß der fotoelektrische Wandler nicht nur durch die Lichtquelle in der Belichtungsstation, sondern auch durch das von der Vorlage reflektierte Licht beaufschlagt wird, so daß die Ausgangssignale des fotoelektrischen Wandlers auch von der Art der Vorlage abhängen. Dies macht sich insbesondere dann bemerkbar, wenn neben einfachen, blattförmigen Vorlagen auch Bücher kopiert werden sollen, da sich hierbei starke Schwankungen der Reflexionen an der Vorlage ergeben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der eine Schwankungen der Beleuchtungsstärke der Lichtquelle ausgleichende Vorspannung für die Entwicklungselektrode erzeugt wird.

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

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß die Vorspannung der Entwicklungselektrode nur noch von etwaigen Schwankungen der Lichtquelle in der Belichtungsstation abhängt, während etwaige Änderungen der Eigenschaften der Kopiervorlage oder gar unterschiedliche Vorlagenarten keinerlei Einfluß auf die Lichtmessung in der Belichtungsstation mehr haben. Dadurch ist gewährleistet, daß die jeweils

optimale Vorspannung an die Entwicklungselektrode angelegt wird.

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

F i g. 1 und 2 die zeitliche Änderung der Lichtintensität von Leuchtstoffröhren, wie sie als Lichtquelle im Belichtungssystem eines elektrofotografischen Kopiergerätes verwend? l werden,

F i g. 3 und 4 Ansichten von Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 4,

F i g. 6 eine Schaltung für eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig.7 eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen der Vorspannung, d.h., der Ausgangsspannung der Ausführungsform nach F i g. 6, und der Lichtmenge und

F i g. 8 den Schaltungsaufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig.3 ist ein optisches BelichtungssyiAem mit beweglicher Lichtquelle dargestellt; dabei ^;st ein Wandler 1 starr mit der Lichtquelle verbunden, kann also zusammen mit ihr bewegt werden.

Der Wandler 1 ist an einem Gehäuse 4 der Lichtquelle 3, die längs einer Führungswelle 2 bewegt werden kann, mittels eines Arms 5 angebracht Das Licht von der Lichtquelle 3 fällt auf eine Kopiervorlage 7, die auf einer Glasplatte 6 liegt; außerdem beaufschlagt dieses Licht den Wandler 1, der eine Veränderung der Lichtintensität der Lichtquelle im Laufe der Zeit feststellen kann. Zu diesem Zweck ist der Wandler 1 an einer Stelle in der Nähe der Lichtquelle 3 angeordnet, an der er das von der Lichtquelle 3 abgestrahlte Licht aufnehmen kann, ohne daß die Beleuchtung der Kopiervorlage 7 gestört wird. Bei Bedarf kann für bestimmte Anwendungszwekke dem Wandler 1 ein entsprechendes Filter 8 zugeordnet werden.

In F i g. 4 ist ein optisches Belichtungssystem dargestellt, bei dem eine Kopiervorlage und eine fotoleitfähige Oberfläche synchron zueinander bewegt werden können. Die Kopiervorlage 11 liegt auf einer Glasplatte 12 auf, unter der eine Lichtquelle 13 angeordnet ist Das Licht von der Lichtquelle 13 wird an der Kopiervorlage 11 reflektiert und verläuft weiter durch eine Linse 14, wodurch eine Abbildung der Vorlage auf die Oberfläche eines fotoleitfähigen Elementes 15 projiziert wird. Wie man in der Seitenansicht nach F i g. 5 erkennen kann, ist auf einer Seite der Glasplatte 12 eine reflektierende Platte angeordnet, während sich ein Wandler 18 auf der gegenüberliegenden Seite unmittelbar an der Oberseite des fotoleitfähigen Elementes 15 befindet, so daß von der reflektierenden Platte 17 zurückfallendes Licht nach dem Durchgang durch die Linse 14 auf den Wandler 18 treffen kann. Hierbei sind also die reflektierende Platte 17 und der Wandler 18 außerhalb der wirksamen Bildfläche A angeordnet, so daß keine Beeinflussung des an der Kopiervorlage reflektierten Lichtes möglich ist; auf diese Weise läßt sich eine etwaige Änderung der Lichtintensität der Lichtquelle, wie sie im Laufe der Zeit im aligemeinen auftritt, exakt feststellen.

Die Lage des Wandlers kann in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Belichtungssystems ausgewählt werden. Hierbei ist wesentlich, daß die Positionierung des Wandlers die Abbildung der Vorlage auf der fotoleitfähigen Oberfläche nicht beeinflußt und ein konstanter Abstand von der Lichtquelle eingehalten wird.

In Fig.6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt bei der als Wandler ein Kadmiumsulfid-Fotowiderstand verwendet wird. Dabei ist ein Anschluß des Fotowiderstandes 21 über einen veränderlichen Widerstand 22 mit dem positiven Anschluß an einer Gleichspannungsquelle 23 und der andere Anschluß mit der Basis eines Transistors Tr in einem Verstärker 24 verbunden. Der Emitter des Transistors Tr ist wie der

ίο negative Anschluß der Spannungsquelle 23, mit Erde verbunden, während sein Kollektor mit einem Ausgangsanschluß 25 und über einen Ausgangswiderstand RL des Verstärkers 24 mit dem positiven Anschluß der Spannungsquelle verbunden ist Wenn die Lichtmenge,

is die auf den Fotowiderstand fällt im Laufe der Zeit abnimmt nimmt der Widerstand oder Fotostrom des Fotowiderstandes zu, so daß sich eine fortlaufende Zunahme der Vorspannung ergibt wie in Fig.7 dargestellt ist. Die Vorspannung darf allerdings nicht unbegrenzt zunehmen, wenn die Lieb'menge abnimmt da unter Umständen schwerwiegende Folpcn hervorgerufen werden können. Wenn beispielsweise eine Entwicklung mittels einer magnetischen Bürste durchgeführt wird, kann eine elektrische Entladung zwischen dem foto'eitenden Element und den Trägem auftreten, was einen Schaden an dem fotoleitenden Teil zur Folge hätte. Ein oberer Grenzwert der Vorspannung hängt von der Art der Träger, der Art des fotoleitenden Elementes, der Dicke und anderen Faktoren ab, und liegt im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 500 V. Das Ende der Nutzungsdauer der als Lichtquelle verwendeten Lampe ist dann erreicht, wenn die Vorspannung ständig ansteigt und sich dem oberen Grenzwert nähert Wenn dies festgestellt wird, ist ein sofortiger Wechsel der Lampe zulässig, ja sogar erforderlich, um zu vermeiden, daß die Aufladung bei Verwendung einer solchen »verbrauchten« Lampe zu Fehlern führt.

Wenn eine Leuchtstofflampe oder -röhre als Licht-

H) quelle und Selen für das fotoleitende Element zusar.men mit einer isolierenden Buchse für die magnetische Bürste verwendet wird, liegt die optimale Vorspannung, wenn die Lichtintensität von der Lichtquelle auf 7 bis 8 Luxsekunden herabgesetzt ist, Dei etwa

ι, 250V.

Im allgemeinen muß die Vorspannung Vherabg^setzt werden, wenn die Lichtmenge L zunimmt, und die Beziehung zwischen diesen Größen muß so gewählt werden, dab d/V/dL negativ ist. Jedoch ist die Erfindung

so nicht notwendigerweise auf eine bestimmte Polarität bzw. ein Vorzeichen der Ableitung d/ VIdL beschränkt

In Fig.8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindi'ng mit einem Differenzverstärker dargestellt. Hierbei wird ein Fotoelement als Wandler verwendet um die Lichtmenge ir eine elektrische Größe umzuwandeln. Dabei ist der negative Anschluß des Fotoelementes 31 mit Erde und sein positiver Anschluß über einen Widerstand R1 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers OA verbunden, der in einem

μ) Differenzverstärker 32 vorgesehen ist Der positive Eingang des Operationsverstärkers OA ist über einen Widerstand R 2 mit dem positiven Anschluß einer Bezugsspannungsquelle 33 verbunden, deren negativer Anschluß an Erde liegt Ein Widerstand R 3 ist im

fei Nebenschluß zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Operationsverstärkers OA geschaltet, und der Ausgang des letzteren ist in einer Spannungssummierschaltung über eine Bezugsspannungsquelle 14 mit

einem Ausgang 35 verbunden. Der positive Eingang des Operationsverstärkers OA ist mit einem Anschluß eines Widerstandes Ra verbunden, dessen anderer Anschluß an Eid« liegt.

Die an dem Fotoelement 31 erhaltene Spannung mit mit Vi, die Bezugsspannung der Quelle 33 mit V, und die der Quelle 34 mit V_B.s bezeichnet, während die Ausgangsspannung Vn des Differenzverstärkers durch die Gleichung Vo= K* (V|- V₁) und die Spannung am Ausgang 35 durch Vo+ Vas gegeben ist. Wenn die auf das Fotoelement auftreffende Lichtmenge abnimmt, schafft der Differenzverstärker einen entsprechenden Spannungsausgleich, um eine optimale Elektrodenspannung am Anschluß 35 zu erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Erzeugen einer Entwicklungselektroden-Vorspannung in einem elektrofotografi- sehen Kopiergerät mit einem in der Belichtungsstation des Kopiergerätes angeordneten fotoelektrischen Wandler und einem das Ausgangssignal des Wandlers verstärkenden Verstärker, dessen Ausgangsspannung als Vorspannung an eine Entwick- "> Iungselektrode in der Entwicklungsstation des Kopiergerätes angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (1,18,21) im Bereich der Lichtquelle (3, 13) der Belichtungsstation so angeordnet ist, daß sein Ausgangssignal ein von der H Kopiervorlage (7, 11) unbeeinflußtes Maß für die von der Lichtquelle (3, 13) erzeugte Beleuchtungsstärke darstellt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daö als Wandler ein Kadmiumsulfid-Foto- ?<> widerstand (2f) verwendet wird.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder i!, gekennzeichnet durch eine Konstantspannungsquel-Ie (34) für eine einem Bezugswert der Beleuchtungsstärke der Lichtquelle entsprechende Bezugsspan- 2"> nung und dadurch, daß der Verstärker ein Differenzverstärker (32) ist, dessen Ausgangssignal den Schwankungen der Beleuchtungsstärke der Lichtquelle gegenüber dem Bezugswert entspricht, wobei das Ausgangssignal des Differenzverstärkers (32) «> und die Bezugj pannung der Bezugsspannungsquelle (34) zur Erzeugung der Ent«'^:cklungselektrodenvorspannung addiert werden.

4. Einrichtung nach Anspruch ? dadurch gekennzeichnet, daß als Wandler ein fotoelement (31) J> verwendet wird.