DE2757501C2

DE2757501C2 - Elektrophotographisches Verfahren

Info

Publication number: DE2757501C2
Application number: DE2757501A
Authority: DE
Inventors: Shoji Tokyo Kondo; Kuniki Kawasaki Kanagawa Seino; Takashi Sakai Osaka Sugiyama; Susumu Tanaka
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1983-11-03
Also published as: US4142889A; JPS5381237A; DE2759968C2; DE2757501A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zum wiederholten Bilden eines einem Original entsprechenden latenten elektrostatischen Bildes auf einem photcempfindlichen Element, bei dem die Oberfläche des photoempfindlichen Elements nacheinander in folgenden Schritten behandelt wird: im wesentlichen gleichförmige Vorbelichtung mit einer Belichtung von wenigstens l.0001x.sec. zum Entfernen von Restladungen und sonstigen Nachwirkungen vorheriger Belichtungen, eine erste gleichförmige elektrische Aufladung, eine zweite im wesentlichen gleichförmige Vorbelichtung zum Erzielen einer im wesentlichen gleichförmigen Photoempfindlichkeit, eine zweite gleichförmige elektrische Aufladung mit derselben Polarität wie die erste, und eine Belichtung mit dem Bild des Originals zum Bilden des latenten elektrostatischen Bildes, wobei Bilddichte und/oder -kontrast des so erhaltenen latenten elektrostatischen Bildes durch veränderbare Einstellung eines Belichtungspegels eingestellt werden.

Bei vielen Materialien für photoempfindliche Schichten treten besondere Hysterese-Eigenschaften auf. Diese Erscheinung besteht darin, daß. wenn die photoempfindliche Schicht vorhergehenden Behandlungen wie einer Koronaentladung. Belichtung mit Licht usw. unterworfen wird, die Photoempfindlichkeit sich anschließend in Abhängigkeit von solchen vorhergehenden Behandlungen ändert. Dies wird zum Beispiel bei einer photoempfindüchen Schicht beobachtet, die aus photoleilenden kleinen Teilchen aus Cadmiumsulfid (CdS) und Cadmiumcarbonat (/JCdCO₃, 0<n<4) aufgebaut ist, die in einem Harzbindemittel zusammen mit einem aktiven metallischen Mittel dispergiert sind. Diese photoempfindliche Schicht wird im folgenden als photoempfindliche Schicht aus CdS - η CdCOrHarz bezeichnet werden; selbstverständlich muß das Material dabei nicht nur in Form einer Schicht vorliegen, es sind vielmehr auch andere Anordnungen des Materials möglich.

Als Ergebnis von Versuchen, die sich auf die photoempfindliche Schicht aus CdS - /7CdCO₃-Harz konzentrierten, wurde herausgefunden, daß in einer solchen photoempfindlichen Schicht Hysterese-Eigenschaften auftreten, die von denjenigen in anderen üblichen photoempfindlichen Schichten verschieden ■sind. Insbesondere sind die Hysterese-Eigenschaften von gewöhnlichen photoempfindlichen Schichten durch Ermüdungserscheinungen gekennzeichnet, wenn die photoempfindliche Schicht einer Lichtstrahlung hoher Belichtung ausgesetzt wird, was dazu führt, daß die Fähigkeit der photoempfindüchen Schicht, elektrische Ladungen anzunehmen, in sehr hohem Maße und in solchem Ausmaß verringert wird, daß die photoempfindliche Schicht nicht mehr als photoempfindliche Schicht benutzt werden kann, wenn sie nicht für eine vorbestimmte Zeitdauer an einem dunklen Ort aufbewahrt wird, damit die Fähigkeit, Ladungen aufzunehmen, wieder zurücLiehrt. Dagegen zeigt die photoempfindliche Schicht aus CdS · nCdCOj-Harz solche Ermüdungserscheinungen nicht, sogar dann nicht, wenn sie mit Licht mit hoher Belichtung bestrahlt wird, und zeigt gute Reproduzierbarkeits-Eigenschaften, wobei sich die Photoempfindlichkeit der Schicht durch solche Lichtbestrahlung nicht ändert. Durch erneutes Laden und Vorbelichten der photoempfindüchen Schicht wird die Photoempfindlichkeit der photoempfindüchen Schicht danach einer Änderung unterworfen, wobei der Grad der Änderung von der Stärke dieser zweiten Vorbelichtung abhängt. Solche besonderen Eigenschaften der photoempfindlichen Schicht ii's CdS · π CdCOi-Harz sind in F i g. 1 gezeigt, für die Proben a. b. c. t/und e der photoempfindlichen Schicht von 40 μ Dicke aus CdS ■ π CdCOj-Harz (ns I) nacheinander Belichtungen unterworfen wurden, die einer ersten Vorbelichtung von mehr als 1.000 Ix.sec. (Luxsekunden). erstem Laden, zweitem Vorbelichten, zweitem Laden und Belichten mit dem Licht des abzubildenden Gegenstandes ausgesetzt wurden. Beim ersten und zweiten Aufladen wurde jede der Proben a bis e bis zu einem

so Oberflächenpotential von 1000 V aufgeladen, während die Belichtungsstärke bei der zweiten Vorbelichtung zwischen IO ' Ix.sec. in Probe a. 10° Ix.sec. in der Probe b. 10' Ix.sec. in der Probe c. IO² Ix.sec. in der Probe dund 10'Ix.sec. in der Probe e verändert wurde, um Lichtabschwächung bei der Belichtung zu beobachten, die der Belichtung mit dem Licht des abzubildenden Gegenstandes entspricht. Wie aus den entsprechenden F i g. a bis e in F i g. 1 ersichtlich ist. ändert sich die Photoempfindlichkeit bei der Belichtung mit Licht vom

f>o abzubildenden Gegenstand in Abhängigkeit von der Stärke der /weiten Vorbeüchtung. In Fig. 2 ist diese Beziehung deutlicher gezeigt; hierin ist die Photoempfindlichkeit bei der Belichtung mit dem Licht, das vom aufzunehmenden Gegenstand kommt, das Reziproke

to der Belichtungsstärke angegeben, die erforderlich ist, um das Oberflächenpotential der geladenen photoempfindüchen Schicht durch die Beleuchtung auf die Hälfte abzusenken. Es wird dabei bemerkt, daß bei einer

gewissen Gesamtbelichtung Pdie Photoempfindlichkeit einen Spitzenwert erreicht, und daß die Photoempfindlichkeit mit wachsender Belichtung in einem Gebiet unterhalb der Belichtung P anwächst, während die Photoempfindlichkeit in einem Bereich oberhalb der Belichtung Pmit anwachsender Belichtung abfällt.

Als grundsätzliches Verfahren zum Abbilden für eine photoempfindliche Schicht mit den oben beschriebenen besonderen Hysterese-Eigenschaften wurde ein Verfahren der eingangs genannten Art in der DE-OS 27 42 891 !O durch die gleichen Erfinder wie bei der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagen; dieses Verfahren soll hiernach unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben werden. In Fig.3 sind um eine photoempfindliche Trommel 1 in ihrer Drehrichtung, die durch den Pfeil angedeutet ist, nacheinander eine Lampe 2, ein erster Lader 3 für das erste Laden, eine Belichtungslampe 4 für das zweite Vorbelichten, eine Koronaladeeinrichtung 5 und ein optisches System zum Projizieren des Lichtes angeordnet, das dem Bild des nicht gezeigten Originals entspricht, das auf die Oberfläche der photoempfindlichen Schicht la kopiert werden soll, die um die photoempfindliche Trommel 1 herum angeordnet ist. Das dadurch gebildete latente elektrostatische Bild kann direkt auf das Papier oder durch den Entwicklungsprozeß übertragen werden. Es sollte hier bemerkt werden, daß die Lampe 2 nicht nur Aufgaben im Zusammenhang mit dem Auslöschen übriggebliebener elektrischer Ladungen auf der photoempfindlichen Schicht wie bei konventionellen Löschern hat, sonüern auch Wirkungen aufgrund von vorhergehenden Aufnahmevorgängen von der photoempfindlichen Schicht zu beseitigen, so daß die photoempfindliche Schicht danach nicht durch solche vorhergehenden Aufnahmevorgänge beeinflußt wird, und sollte in ihrer Funktion deutlich von konventionellen Löscheinrichtungen unterschieden werden. Die Lampe 2 gibt eine Belichtung von mehr als lOOOlx.sec. ab. um die Wirkungen vorheriger Aufnahmevorgänge zu löschen, während die erste Ladeeinrichtung 3 eine Ladung aufbringen soll, die gleich ist oder größer als das Oberflächenpotential, das durch die Ladeeinrichtung 5 aufgebracht wird. Dazwischen ist noch die Belichtungslampe 4 vorgesehen, die Licht von ungefähr 10' Ix.sec. auf die photoempfindliche Schicht la werfen soll, so daß die photoempfindliche Schicht 1 in dem Bereich benutzt werden kann, in dem sie die größte Photoempfindlichkeit hat. so daß der der Kurve c von Fig. 1 entsprechende Fall vorliegt. Das oben beschriebene Abbildungsverfahren hat es ermöglicht, tatsächlich die photoempfindliche Schicht zu >o benutzen, die die besonderen Hysterese-Eigenschaften wie z. B. die photoempfindliche Schicht aus CdS · nCdCOj-Harz hat. die beim gewöhnlichen Abbilden nicht verwendet werden konnten, da Einflüsse durch die vorhergehenden Abbildungsvorgänge auftraten. was zu unerwünschten Verschleierungen, einer Speicherwirkung und ähnlichem führte. Bei dem Verfahren wird die photoempfindliche Schicht la vorhergehenden Bearbeitungen unterzogen, ⁱo daß die photoempfindliche Schicht die höchste Photoempfind· lichkeit durch Benutzung der Hysterese=Eigenschaften der photoempfindlichen Schicht hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrophotographischen Verfahrens, bei dem auf einfache und wirksame Weise Änderungen und Eisntellungen der Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht bewirkt werden, um die optische Dichte bei einem kopierten BrId zu steuern.

Die erfindungsgemäße Losung besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin, daß die Einstellung von Bilddichte und/oder -kontrast durch variable Einstellung des Belichtungspegels des zweiten Vorbelichtungsschritts folgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 und 2 graphische Darstellungen der Hysteresis-Eigenschaften einer photoempfindlichen Schicht aus CdS · nCdCOj-Harz (auf diese Figuren wurde bereits hingewiesen);

F i g. 3 einen schernatischen Querschnitt von der Seite einer grundsätzlichen Konstruktion für das Abbildungsverfahren bei einer konventionellen Anordnung; und

F i g. 4 eine schematische Querschnittsansicht von der Seite, teilweise weggebrochen, einer Anordnung für das Abbildungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In den Zeichnungen sind gleiche Tel^! - mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die Einstellung der Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht für die Kontrolle der Reprodukti'insdichte in einem kopierten Bild beschrieben werden.

Bei der konventionellen Steuerung der Reproduktionsdichte ist es allgemein üblich, entweder elektrisch oder mechanisch die Belichtung zur Zeit der Aufnahme des Bildes, wenn also das Licht des Bildes auf die photoempfindliche Schicht auftrifft, zu ändern, und da die Photoempfindlichkeit der verwendeten photoempfindlichen Schicht eine solche ist, die durch eine einzige Lichtdämpfungskurve dargestellt werden kann, muß der Kontrast des kopierten Bildes dadurch bestimmt werden, welcher Teii der Lichtdämpfungskurve benutzt wird, und zwar durch Einstellung der Belichtung, und zwar unabhängig davon, wie die Bedienungsperson es will.

Bei der Erfindung kann dagegen, da bei der verwenueten photoempfindlichen Schicht die Photoempfindlichkeit beim Aufnehmen des Bildes in Abhängigkeit von der Belichtung bei der zweiten Vorbelichtung verändert ist, die am besten geeignete Kurve aus verschiedenen Lichtdämpfungskurven ausgewählt werden, die zwischen größter Empfindlichkeit und kleinster Empfindlichkeit existieren, wenn die Belichtung bei der Hysterese-Belichtung geändert werden kann; auf diese Weise kann nicht nur die Kopierdichte kontrolliert werden, es kann vielmehr auch der Kontrast des kopierten Bildes auf einfache Weise kontrolliert werden, um klar und gut kopierte Bilder herzustellen.

Insbesc niere in F i g. 4 ist eine ähnliche Anordnung wie die vorher im Zusammenhang mit F i g. 3 erwähnte gezeigt, bei der die Hvjterese-Belichtungslampi 4 mit einer Energiequelle S über einen Spannungsregulator 7 verbunden, dessen Kcntrollknopf (nicht gezeigt) z. B. an der Steuereinrichtur.g des (nicht gezeigten) Rahmens einer Kopiermaschine angebracht sein kann, damit die Bedienungsperson die Hysterese-Belichtung wie gewünscht verändern kann. Indem der Spannungsregulator 7 wie oben beschrieben eingestellt wird, kann die Photoempfindlichkeit der photoempfindlichen Schicht la verändert werden, z. R. wie bei den drei Lichtdämpi'ungskurven bei der Autnahmezeit für das Licht des Bildes, das aufgenommen werden soll, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. und auf diese Weise wird die Dichte des zu

reproduzierenden Bildes sogar bei derselben Lichtmenge beim Aufnehmen des Bildes, das kopien werden soll, verschieden, so daß der Kontrast im kopierten Bild gleichzeitig kontrolliert werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung von F i g. 4 ist es auch möglich, weiter einen Spannung.s-Hilfsregulator 9 in Reihe mit dem Spannungsregulator 7 mit einem (nicht gezeigten) Kontrollknopf des Spannungs-Hilfsregulators 9 in dem (nicht gezeigten) Kopiergerät vorzusehen, damit eine Wartungsperson den Knopf während des Einstellens individueller Kopierapparate bedienen kann, um die vorherige größte Belichtung und kleinste Belichtung, d. h. die größte Empfindlichkeit und kleinste Empfindlichkeit einzustellen, die der photoempfindlichen Schicht für optimale Arbeitsbedingungen mitgeteilt werden kann. Zusätzlich dazu kann, wenn die Lichtmenge der zweiten Belichtungslampe 4 für die Einstellung der Reproduktionsdichte auf das Gebiet oberhalb der Gesamtbelichtung Pin Fig. 2 eingestellt wird, eine genaue Steuerung aufgrund ihrer verhältnismäßig geringen Änderung bewirkt werden; dieselbe Lichtmenge kann jedoch, wenn dies notwendig ist, tür das Gebiet unterhalb der Gesamtbelichtung P eingestellt werden.

Bei einem von den Erfindern, ausgeführten Experiment unter Benutzung der Apparatur von F i g. 4 über die im vorhergehenden beschriebene Einstellung der Reproduktionsdichte wurde die Gesamtmenge der zweiten Vorbelichtung so eingestellt, daß ein »Flächenbid« und ein »I einlinienbild« auf Oberflächen von Kentpapier hoher Qualität mit einer Reflektionsdichtc von 0.01. auf gewöhnlich weißem Papier mit einer Reflektionsdichtc von 0,2 und auf farbigem Papier mit einer Reflektionsdichtc von 0,3 zufriedenstellend wiedergegeben wurden. Bei der Anordnung von F ig. 4 wurde eine photoempfindliche Schicht Ui aus CdS · π CdCOi-Harz (/?= I) mit einer Schichtdicke von 40 μ verwendet, und die Lampe 2 wurde auf die Gesamtbelichtung von lOOOIx.scc. eingestellt, während die Ladeeinrichtungen 3 bzw. 5 auf eine Aufladung von 750 V Oberflächenpotential eingestellt «vurden. wobei die Belichtung durch die Hysterese-Belichtiingslampc 4 auf eine Gesamtbelichtung zwischen > Ix.see. bis 200 W.sec. eingestellt werden konnte.

Tabelle

Rellektionsdichte	Belichtung bei	Oberflüchcn-	Eingestellter Wert	Oberfliichen-
bei bildfreiem	Abbildung von	potential bei	für Gesamtbelich	potentul bei
Teil des Originals	bildl'reieni Teil	konstanter	tung der zweiten	bildlreiem Teil
		Gesamtbeliehtung	Vorbelichtung	des Originals
		der zweiten
		Vorbelichlung
	Ix. see.	V	Ix. see	V
0,01	15	80	110	153
0.2	9.8	140	20	149
0.3	7.7	195	9	151

Aus Tabelle 1 kann entnommen werden, daß die Lichtmenge vom bildfreien Teil des Originals bei der Abbildung, die die photoempfindliche Schicht erreicht, sich verhältnismäßig stark aufgrund der Unterschiede in der Reflektionsdichte des Originals ändert, obwohl die Lichtmenge von der beleuchtenden Lichtquelle die gleiche ist. Tabelle 1 zeigt auch die Abschwächung oder Dämpfung des Oberflächenpotentials der photoempfindlichen Schicht durch das Licht bei der Aufnahme des Bildes, unter der Annahme, daß die Gesamtbelichtung der zweiten Vorbelichtung konstant ist. Im allgemeinen wird bei der Belichtung eines latenten elektrostatischen Bildes eine vorbestimmte Vorspannung der Größenordnung von ungefähr 160 V zur Normung angelegt, so daß auf gewöhnlichem weißen Papier keine Verschleierungen auftreten. In diesem Falle entsteht jedoch, da der bildfreie Teil mit der Reflektionsdichte 03 ein Potential von 195 V hat, wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist. eine Verschleierung des bildfreien Teils des kopierten Bildes. Wenn die zweite Vorbelichtung wie in Tabelle 1 eingestellt wurde, um ein Verschleiern in Abhängigkeit vom Original zu vermeiden, wurde das Oberflächenpotential des bildfreien Teils jedes Originals auf ungefähr

150 V reduziert. Als Ergebnis anschließenden Entwikkelns. was ausgeführt wurde, während eine Spannung von 160 V angelegt war. die auf dem bekannten Xerox-System beruht, entstanden keine Verschleierungen an den bildfreien Teilen des Originals, wobei Bildteile des Originals auch zufriedenstellend reproduziert wurden.

Bei der Kontrolle der Reproduktionsdichte durch die konventionelle Einstellung der Belichtung würde es nicht helfen, daß man darauf achtet, bei der Reproduktion des Bildes in einem gewissen Ausmaß die Verschleierungen zu übersehen, die sich an den bildfreien Teilen bilden, um ein Bild niedriger Reflektionsdichte auf Papier zu reproduzieren, das verhältnismäßig hohe Reflektionsdichte hat; bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch möglich, das Original zufriedenstellend zu reproduzieren, das kleine Unterschiede der Reflektionsdichte zwischen den bildfreien Teilen und Bildteilen hat, da die Reproduktionsdichte eingestellt werden kann, wobei der Kontrast zwischen den Bildteilen und bildfreien Teilen sehr groß gehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren zum wiederholten Bilden eines einem Original entsprechenden latenten elektrostatischen Bildes auf einem photoempfindüchen Element, bei dem die Oberfläche des photoempfindlichen Elements nacheinander in folgenden Schritten behandelt wird:

im wesentlichen gleichförmige Vorbelichtung mit einer Belichtung von wenigstens 1.000 Ix.sec zum Entfernen von Restladungen und sonstigen Nachwirkungen vorheriger Belichtungen,
eine erste gleichförmige elektrische Aufladung,
eine zweite im wesentlichen gleichförmige Vorbelichtung zum Erzielen einer im wesentlichen gleichförmigen Photoempfindlichkeit,
eine zweite gleichförmige elektrische Aufladung mit derselben Polarität wie die erste, und
eine Belichtung mit dem Bild des Originale zum Bilden de* 'atenten elektrostatischen Bildes,
dad υ rc« gekennzeichnet, daß die Einstellung von Bilddichte und/oder -kontrast durch variable Einstellung des Belichtungspegels des zweiten Vorbelichtungsschritts erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein CdS ■ nCdCOj (0<n<4) aufweisendes photoempfindliches Element verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Einstellung des Belichtungspegels des zweiten Vorbelichtungsschritts durcn Betätigung entsprechender Einrichtungen vor Hand erfo«gt.