DE2704370C2

DE2704370C2 - Elektrophotographisches Kopiergerät

Info

Publication number: DE2704370C2
Application number: DE2704370A
Authority: DE
Inventors: Shoji Tokyo Kuroshi; Susumu Tatsumi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE2704370A1; US4176942A; JPS5293340A

Description

2. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fühlelektrode (34) für das elektrostatische Potential des Ladungsbildes, und durch einen elektronischen Verstärker (36), dessen Eingang mit der Fühlelektrode (34) und dessen Ausgang mit der Entwicklungselektrode (23) verbunden ist.

3. Elektrophotographisches Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur oberen Begrenzung des Aussteuerungsbereiches der Vorspannung zwei in Reihe geschaltete Z-Dioden (37,38) aufweist, die zwischen Masse und der Schalteinrichtung (39) liegen, und daß der Verbindungspunkt zwischen den beiden Z-Dioden (38) an einen weiteren Kontakt der Schalteinrichtung (39) angeschlossen ist.

4. Elektrophotographisches Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur oberen Begrenzung des Aussteuerungsbereiches der Vorspannung eine Konstantspannungsquelle (42), die über eine Klemm-Diode (47) mit einem Kontakt der Schalteinrichtung (49) verbunden ist, sowie eine zwischen Masse und einem Kontakt der Schalteinrichtung (49) liegende Z-Diode (48) aufweist.

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographisches Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 24 10 742 ist ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche eines aufgeladenen, photoleitenden Elementes durch bildmäßige Belichtung mit einer Kopiervorlage, eine Einrichtung zur Entwicklung des Ladungsbildes mit einer Entwicklungselektrode, an die eine Vorspannung angelegt wird, sowie eine Einrichtung zur Begrenzung der Vorspannung in Abhängigkeit vom elektrostatischen Potential des elektrostatischen Ladungsbildes auf einen von mehreren Werten bekannt Eine ähnliche Begrenzungseinrichtung geht auch aus der DE-OS

24 03 168 sowie der älteren Anmeldung P 25 47 565.4-51 hervor.

Weiterhin ist aus der US-PS 29 56 487 ein elektrophotographisches Kopiergerät bekannt, bei dem die Eigenschaften der projizierten optischen Abbildung bei der Erzeugung des elektrostatischen Ladungsbildes

ι« festgestellt und entsprechende Steuermaßnahme vorgenommen werden können, um die Empfindlichkeit, die Dichte, den Kontrast oder die Brillanz der fertigen Kopie zu beeinflussen.
Weiterhin geht aus der älteren Anmeldung gemäß

is DE-AS 25 47 137 eine Einrichtung zur Steuerung der Belichtung bei der Erzeugung des elektrostatischen Ladungsbildes auf einer aufgeladenen, photoleitfähigen Oberfläche einerseits und zur Steuerung der Entwicklungsspannung einei Entwicklungselektrode entsprechend dem Vorlagenkontrast bei der Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes zu einem Tonerbild andererseits für ein elektrophotographisches Kopiergerät hervor, bei der die Entwicklungsspannung in Abhängigkeit von dem festgestellten Potential einge-

& stellt wird; diese Entwicklungsspannung wird bei Vorlagen mit normaler Dichte, d. h., normalem Potential des Ladungsbildes, und mit hoher Dichte, d. h., hohem Potential des Ladungsbildes, auf einen ersten, vorgegebenen Wer- und bei Vorlagen mit niedriger Dichte, d. h.,

α niedrigem Potential des Ladungsbildes, auf einen zweiten, höheren Wert begrenzt; dabei entsprechen die Werte der Entwicklungsspannung in etwa der der zugehörigen Belichtung der hellen Flächen zugeordneten Spannung. Für die Umstellung zwischen den Werten

der Entwicklungsspannung ist ein Schalter vorgesehen. Ein elektrophotographisches Kopiergerät der angegebenen Gattung ist schließlich aus der DE-OS

25 31089 bekannt und weist eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche eines aufgeladenen, photoleitenden Elementes durch bildmäßige Belichtung mit einer Kopiervorlage, wobei die Intensität der Belichtung zwischen zwei Intensitätswerten umgeschaltet werden kann, weiterhin eine Einrichtung zur Entwicklung des Ladungsbildes mit einer Entwicklungselektrode, an der eine Vorspannung anliegt, die zwischen zwei Spannungswerten umgeschaltet werden kann, sowie eine im Fall von normalen Kopiervorlagen abweichender Vorlagen manuell zu betätigende Schalteinrichtung zum

so koordinierten Umschalten von Vorspannung und Belichtungsintensität auf.

In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, daß die bei diesem Kopiergerät vorgesehenen Einflußmöglichkeiten nicht ausreichen, um Kopien mit brauchbarer Qualität von bestimmten Kopiervorlagen herzustellen. Dabei erscheinen insbesondere die dunklen Flächenbereiche der Kopiervorlage verwaschen, was vor allem für Diazokopien mit geringem Kontrast gilt; denn Kopien von solchen Kopiervorlagen sind oft unleserlich, da die dunklen Flächenbereiche nicht vom Untergrund unterschieden werden können. Auch Kopiervorlagen mit farbigem Untergrund sind oft unleserlich, da die dunklen Flächen und der Untergrund nahezu dieselbe Dichte haben.

μ Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Kopiergerät der angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem auch qualitativ einwandfreie Kopien von Kopiervorlagen mit dunklem

bzw. farbigem Untergrand und dunklen Bildbereichen hergestellt werden können.

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

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteracsprüchen zusammengestellt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß genau definierte Beziehungen zwischen den Intensitätswerten der optischen Abbildung einerseits in und der an die Entwicklungselektrode angelegten Vorspannung andererseits eingehalten werden, und zwar in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Vorlage, also davon, ob es sich um eine helle, normale oder dunkle Vorlage handelt Durch diese definierte Korrelation zwischen den Intensitälswerten der optischen Abbildung und der Vorspannung ergeben sich bei allen in der Praxis vorkommenden Kopiervorlagen, beispielsweise auch farbigen Vorlagen oder Diazo-Kopien optimale Kopien.

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

F i g. 1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform eines elektrophotographischen Kopiergerätes nach der Erfindung, und

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnelnde Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines elektrophotographischen Kopiergerätes nach der Erfindung.

Gemäß F i g. 1 weist ein insgesamt durch das · Bezugszeichen 11 angedeutetes elektrophotographisches Kopiergerät eine Trommel 12 auf, die nut konstanter Drehzahl in Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Trommel 12 enthält einen geerdeten Metallkern, auf dem eine photoleitende Schicht, beispielsweise aus Selen, aufgebracht ist. Durch eine Korona-Aufladungseinrichtung 13 wird die Oberfläche der Trommel 12 gleichmäßig auf ein hohes, positives, elektrostatisches Potential aufgeladen. Eine Lichtquelle 14 beleuchtet die Oberfläche einer Kopier- _w vorlage 16, die in bezug auf die Trommel 12 synchron verschoben und dabei abgetastet, wird. Mit Hilfe eines optischen Systems, das durch eine Sammellinse 17 angedeutet ist, wird die Oberfläche der Trommel 12 durch eine Abbildung der Kopiervorlage 16 über einen einstellbaren Schlitz 18 belichtet. Diese bildmäßige Belichtung der Trommel hat eine lokalisierte Photoleitung der photoleitenden Schicht der Trommel 12 zur Folge, wodurch ein elektrostatisches Ladungsbild der Kopiervorlage entsteht.

Eine Entwicklungseinrichtung 19 weist einen Behälter 21 auf, der mit einem flüssigen Entwickler 22 gefüllt ist. Über dem Behälter 21 ist eine gebogene Entwicklungselektrode 23 sehr nahe bei der Trommel 12 vorgesehen. Der Entwickler 12 wird mittels einer Pumpe 24 in den Raum zwischen der Entwicklungselektrode 23 und der Trommel 12 gebracht, um diesen Raum vollständig zu füllen. Überschüssiger Entwickler 22 läuft über die Enden der Entwicklungselektrode 23 in den Behälter 21 zurück, so daß er dem Kreislauf erneut zugeführt werden kann.

Der Entwickler 22 haftet infolge elektrostatischer Anziehung an Flächenbereichen der Trommel 12 mit hohem Potential, um so ein sichtbares Tonerbild auf der Trommel 12 zu erzeugen. Überschüssiger Entwickler 22 μ wird mittels einer Abstreifrolle 26 von der Trommel 12 entfernt und in den Behälter 21 zuriickgeleitet.

Ein Konierblaü 27 wird durch eine Zuführrolle 28 an der Trommel 12 in Anlage gebracht. Mittels einer Übertragungseinrichtung 29 wird ein elektrostatisches Potential derselben Polarität wie die des elektrostatischen Ladungsbildes auf der Trommel 12 auf der Rückseite des Blattes 27 erzeugt wodurch das Tonerbild von der Trommel 12 zu dem Blatt 27 hin angezogen wird. Danach wird das Tonerbild auf dem Blatt 27 mittels Wärme, Druck, oder einer Kombination daraus in einer nicht dargestellten Fixiereinrichtung fixiert um eine dauerhafte Kopie der Vorlage 16 zu schaffen.

Eine Reinigungsrolle 31 entfernt zusammen mit einer Abstreifeinrichtung 32 den zurückgebliebenen Entwickler 22 von der Trommel IZ Mittels einer Korona-Entladeeinrichtung 33 wird dann die Trommel 12 zur Vorbereitung des nächsten Kopiervorgangs entladen.

Eine Fühlelektrode 34 ist an der Trommel 12 an dem in Drehrichtung vorderen (d. h. vor der Entwicklungseinrichtung liegenden) Ende der Entwicklungselektrode 23 vorgesehen. An der Fühlelektrode 34 wird ein positives, elektrostatisches Potential induziert, das dem Potential des elektrostatischen Ladungsbildes auf der Trommel 12 entspricht und an einen Eingang eines elektronischen Operationsverstärkers 36 angelegt wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers 36 ist mit der Entwicklungselektrode 23 verbunden, so daß die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers als Vorspannung an die Entwicklungselektrode 23 angelegt wird. Der Operationsverstärker 36 ist so ausgelegt, daß die Vorspannung etwas höher als das Potential der weißen oder Untergrundbereiche des elektrostatischen Ladungsbildes auf der Trommel 12 ist. Hierdurch wird der Entwickler 22 von diesen weißen Flächenbereichen weg angezogen. Wenn der Entwickler 22 an diesen weißen Bildbereichen haften würde, würden diese Flächenbereiche grau wiedergegeben.

Die Anode einer Z-Diode 37 ist geerdet, und ihre Katode ist mit der Anode einer weiteren Z-Diode 38 verbunden. Ferner ist ein Schalter 39 vorgesehen, um die Entwicklungselektrode 23 entweder mit der Katode der Z-Diode 38 oder der Z-Diode 37 zu verbinden. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Z-Dioden

37 und 38 jeweils eine Durchbruchspannung von 200 V. Sowohl der Schalter 39 als auch der einstellbare Spalt 18 werden mittels eines drei Stellungen aufweisenden Knopfes auf dem Bedienungsfeld des Geräts 11 betätigt, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Stellung »normal« des Bedienungsknopfes wird zum Kopieren normaler Vorlagen, wie bedruckter Seiten, gewählt Der Bedienungsknopf weist ferner eine Stellung »Dunklermachen« und eine weitere Stellung »Aufhellen« auf, wie unten im einzelnen noch beschrieben wird.

Beim Kopieren von normalen Vorlagen wird der einstellbare Spalt 18 auf eine Breite von im allgemeinen 8 mm geöffnet; über den Schalter 39 wird die Entwicklungselektrode 23 mit der Katode der Z-Diode

38 verbunden. Auf diese Weise sind die Z-Dioden 37 und 38 in Reihe zum Ausgang des Operationsverstärkers 36 geschaltet; die Durchbruchspannung der Reihenschaltung beträgt 400 V. Wenn eine normale Vorlage mit einem sehr großen dunklen Bildbereich kopien wird und der Ausgang des Operationsverstärkers 36, welcher die Vorspannung an der Entwicklungselektrode 23 bildet, 400 V erreicht, werden die Z-Dioden 37 und 38 leitend, so daß die Vorspannung 400 V nicht überschritten werden kann. Hierdurch wird verhindert, daß eine fälschlicherweise zu hohe Vorspannung an die Entwicklungselektrode 23 angelegt wird, was ein Verwaschen der dunklen Bildbereiche und eine allgemeine Ver-

schlechterung der Bildqualität sowie des Auflösungsvermögens zur Folge haben würde.

Zum Kopieren von Vorlagen mit gefärbtem bzw. farbigem Hintergrund wird der Bedienungsknopf in die Stellung »Aufhellen« geschaltet. Durch den Schalter 39 wird dann die Entwicklungselektrode 23 mit der Katode der Z-Diode 38 wie bei der Stellung »normal« verbunden; der einstellbare Spalt 18 wird jedoch auf eine Breite von üblicherweise 12 mm geöffnet.

Die Schwierigkeit beim Kopieren von Vorlagen mit farbigem Untergrund besteht darin, daß die im allgemeinen verwendeten, photoleitenden Substanzen eine geringe Empfindlichkeit bezüglich der meisten Farben aufweisen. Dies hat zur Folge, daß die farbigen Untergrundbereiche beinahe so dicht (d. h. beinahe mit demselben Schwärzungsgrad) wie die dunklen oder schwarzen Flächenbereiche wiedergegeben werden, so daß diese Flächenbereiche nicht voneinander ♦unterschieden werden können. Wenn die Intensität der Abbildung erhöht wird, wird der Schwärzungsgrad der Kopie geschwächt, wodurch der Kontrast zwischen dem Untergrund- und dunklen Flächenbereichen erhöht und dadurch die Güte der Kopie stark verbessert wird.

Um Fotografien oder Vorlagen mit geringem Kontrast, wie beispielsweise Diazokopien, wiederzugeben, wird der Bedienungsknopf in die Stellung »Dunklermachen« gebracht, wodurch der einstellbare Spalt 18 auf 8 mm geöffnet wird, d. h., dieselbe Breite hat, wie wenn der Bedienungsknopf in die Stellung »normal« gebracht wird. Jedoch wird der Schalter 39 umgeschaltet, so daß die Entwicklungselektrode 23 mit der Katode der Z-Diode 37 verbunden und die Vorspannung auf 200 V begrenzt ist. Dies hat eine allgemeine Erhöhung des Schwärzungsgrades des wiedergegebenen Bildes zur Folge, wodurch verhindert wird, daß die dunklen Bildbereiche von Fotografien verwaschen werden, und wodurch gleichzeitig der Kontrast zwischen hellen und dunklen Flächenbereichen bei Reproduktionen bzw. Kopien von Vorlagen mit geringem Kontrast, wie Diazokopien, verbessert, d.h. größer ist Auf diese Weise können mit dem automatischer. Vorspannungssystem in Verbindung mit ausgewählten, von Hand vorgenommenen Steuerschritten und mit Hilfe der Einrichtung zum Begrenzen der maximalen, an die Entwicklungselektrode 23 angelegten Vorspannung Kopien hoher Güte von Vorlagen gemacht werden, die bei Verwendung der bisher verfügbaren Kopiergeräte nicht den Erwartungen entsprechend kopiert werden konnten.

In Fig.2 ist eine weitere Ausführungsform eines elektrofotografischen Kopiergerätes 40 dargestellt bei welchem die gleichen Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Ein einstellbarer Spalt 41 entspricht dem Spalt 18, ist aber so angeordnet daß er auf verschiedene Breiten geöffnet werden kann, wie unten noch beschrieben wird

Bei dieser Ausführungsform entfällt der Operationsverstärker 36; die Vorspannung wird elektrostatisch an der Entwicklungselektrode 23 durch das elektrostatische Bild auf der Trommel 12 induziert. Dieses System wird daher als »erdfreies Vorspannungssystem« bezeichnet, und die Größe des Potentials an der Entwicklungselektrode 23 hängt von der Größe des ■> Potentials des elektrostatischen Ladungsbildes ab.

Eine Spannungsquelle 42, die eine Batterie 43 und eine Z-Diode 44 aufweist, ist so ausgelegt, daß sie eine Spannung von 120 V abgibt. Insbesondere ist hierbei die Spannung an der Batterie 43 etwas größer als 120 V. Die

ι» Durchbruchspannung der Z-Diode 44 beträgt 120 V, so daß die Z-Diode 44 leitend wird, und an ihr 120 V erhalten bleiben. Zwischen der Batterie 43 und der Z-Diode 44 ist ein Schalter 46 vorgesehen. Die Katode der Z-Diode 44 ist mit der Anode einer Klemmdiode 47 verbunden, deren Katode an die Katode einer Z-Diode 48 angeschlossen ist die eine Durchbruchspannung von 240 V°hat Die Anode der Z-Diode 48 ist geerdet. Über einen Schalter 49 wird die Entwicklungselektrode 23 wahlweise mit der Katode der Z-Diode 48 oder mit Erdpotential verbunden.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform nach F i g. 2 entspricht der der F i g. 1. In der Stellung »normal« eines nicht dargestellten Bedienungsknopfes des Gerätes 40 wird der einstellbare Spalt 41 auf 12 mm geöffnet; über

den Schalter 49 wird die Entwicklungselektrode 23 mit der Katode der Z-Diode 48 verbunden. Der Schalter 46 ist geschlossen; die Batterie 43 ist mit der Z-Diode 44 verbunden, so daß eine Spannung von 120 V an der Anode der Klemmdiode 47 erhalten bleibt Wenn die

ⁱⁿ Vorspannung 240 V erreicht, wird die Z-Diode 48 leitend, wodurch verhindert wird, daß die Vorspannung 240 V übersteigt. Wenn die Vorspannung auf 120 V abfällt wird die Klemmdiode 47 leitend, welche in Sperrichtung betrieben wird, wenn die Vorspannung

^J<> über 120 V liegt, wodurch die Batterie 43 mit der Entwicklungselektrode 23 verbunden und verhindert wird, daß die Vorspannung unter 120 V abfällt Auf diese Weise wird die Vorspannung im Bereich von 120 V bis 240 V gehalten.

Wenn der Bedienungsknopf in die Stellung »Hellermachen« gebracht wird, bleiben die Schalter 46 und 49 in denselben Stellungen wie für normales Kopieren. Der einstellbare Schlitz 41 wird dann jedoch auf 15 mm geöffnet um die Kopie heller zu machen und um

Kontrast zwischen dem farbigen Untergrund und den dunklen Flächenbereichen wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform zu erzeugen.

Wenn der Bedienungsknopf in die Stellung »Dunklermachen« gebracht wird, wird der einstellbare Spalt 41

so auf dieselbe Breite von 12 mm wie für normales Kopieren geöffnet Jedoch wird mittels des Schalters 49 die Entwicklungselektrode 23 mit Erdpotential verbunden; der Schalter 46 wird geöffnet wodurch die Batterie 43 von der Z-Diode 44 getrennt und der Stromfluß durch die Z-Diode 44 beendet wird. Wenn die Vorspannung auf null sinkt, wird der Schwärzungsgrad der Kopie erhöht und dadurch das Verwaschen der dunklen Flächenbereiche wie bei der ersten Ausführungsform verhindert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche eines aufgeladenen photoleitenden Elementes durch bildmäßige Belichtung mit einer Kopiervorlage, wobei die Intensität der Belichtung zwischen zwei Intensitätswerten umschaltbar ist, mit einer Einrichtung zur Entwicklung des Ladungsbildes mit einer Entwicklungselektrode, an der eine Vorspannung anliegt, die zwischen zwei Spannungswerten umschaltbar ist, und mit einer im Fall von normalen Kopiervorlagen abweichender Vorlagen manuell zu betätigenden Schalteinrichtung zum koordinierten Umschalten von Vorspannung und Belichtungsintensität, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Einrichtung (36) zur Steuerung der Vorspann>ing in Abhängigkeit von dem elektrostatischen Potential des Ladungsbildes und eine Einrichtung (37, 38, 39; 48, 49) zur oberen Begrenzung des Aussteuerungsbereichs der Vorspannung auf einen der zwei umschaltbaren Spannungswerte, sowie dadurch, daß die Schalteinrichtung zwischen den Kombinationen ViA. Vi h und V₂/) der Spannungswerte CV₁, V₇) und Intensitätswerte (Iu h), wobei V₁ > V₂ und /, < I₂, umschaltbar ist.