DE2829115A1

DE2829115A1 - Verfahren und vorrichtung fuer elektrofotografie

Info

Publication number: DE2829115A1
Application number: DE19782829115
Authority: DE
Inventors: Takao Aoki; Naoki Iwami; Hidejiro Kadowaki; Yasuhide Kurosaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1979-01-25
Also published as: US4311778A; GB2002538B; FR2396992B1; JPS5939741B2; GB2002538A; JPS5414237A; DE2829115C2; FR2396992A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für Elektrofotografie und insbesondere auf ein Verfahren bez. eine Vorrichtung, mit denen auf einem fotoempfindlichen Material mit einer fotoleitfähigen Schicht die Ausbildung von elektrostatischen Bildern möglich ist, die den Ton eines Vorlagebilds gut wiedergeben.

Als grundlegendes elektrofotografisches Verfahren ist das in der US-PS 2 297 691 beschriebene Carlson-Verfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein elektrofotografisch empfindliches Material verwendet, bei dem auf der Oberfläche eines leitenden Trägers eine fotoleitfähige Schicht wie amorphes Selen oder dergleichen aufgebracht ist; die Oberfläche des Materials wird im Dunkeln gleichmäßig geladen und dann mit einem Vorlagebild belichtet, wobei die Ober-

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Deutsche Bank (München) KIo 51/61070

Dresdner Bank (München) KIo. 3939844

Postscheck (München) KIo. 670-43-604

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flächenladung des belichteten fotoempfindlichen Materials abgeleitet wird, so daß dadurch ein elektrostatisches Ladungsbild entsteht. Dieses elektrostatische Ladungsbild wird dann auf bekannte Weise mit Tonerteilchen entwickelt und dann auf Bildempfangsmaterial oder dergleichen übertragen.

Im allgemeinen ist der Bereich der Helligkeitsreproduktion einer Vorlage mittels des vorstehend beschriebenen Carlson-Verfahrens in der Größenordnung von 0,6 bis 0,8; wenn beispielsweise amorphes Selen verwendet wird, entspricht der Zusammenhang zwischen dem Ladungsbildpotential und der Dichte des Vorlagebilds der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 1 der Zeichnung. Tatsächlich ergibt gemäß der Darstellung in Fig. 2 der Zeichnung die Kopiedichte im Hinblick auf die Vorlagendichte keine vollständige Dichtereproduktion.

Nach dem vorstehend beschriebenen Carlson-Verfahren wurden einige Arten elektrofotografischer Verfahren vorgeschlagen, bei welchen ein fotoempfindliches Material mit einer Isolierschicht auf einer fotoleitfähigen Schichtfläche verwendet wird und auf dem fotoempfindlichen Material ein elektrostatisches Ladungsbild ausgebildet wird. Bei einem dieser Verfahren können auf dem fotoempfindlichen Material mit hohem Kontrast elektrostatische Ladungsbilder ausgebildet werden, die selbst dann beständig sind, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Ein derartiges Verfahren ist im einzelnen in der US-PS 3 666 363 oder der US-PS 4 071 361 beschrieben.

Dieses elektrofotografische Verfahren ist in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt, wobei die Zeile (1) schematisch die Veränderung der Ladung des fotoempfindlichen Materials zeigt, die Zeile (2) die Veränderung des Oberflächenpotentials des fotoempfindlichen Materials zeigt und die Zeile (3) die Veränderung der Oberflächenladungsdichte des fotoempfindliehen Materials zeigt.

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Ein fotoempfindliches Material 1 besteht hauptsächlich aus einer leitenden Schicht 11, einer fotoleitfähigen Schicht 12 und einer (durchsichtigen) Isolierschicht 13. Bei einem Verfahrensschritt I wird mittels eines Primärladers C₁ eine Primärladung durchgeführt, um die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials gleichförmig im Falle einer n-fotoleitfähigen Schicht mit positiver Polarität und im Falle einer p-fotoleitfähigen Schicht mit negativer Polarität zu laden. Bei einem nächsten Verfahrensschritt II wird das fotoempfindliehe Material mit einem Vorlagebild belichtet, dessen Dichte in linearer Funktion unterschiedlich ist, und zugleich damit wird mittels eines Koronaentladers C eine Koronaentladung mit zur Polarität der Primärladung entgegengesetzter Polarität oder eine Wechsel-Koronaentladung ausgeführt, um das Oberflächenpotential zu verringern, während eine dem Vorlagebild entsprechende Ladungsdichteänderung herbeigeführt wird. Bei einem Verfahrensschritt III wird die Gesamtfläche des fotoempfindlichen Materials gleichförmig belichtet, um die Ladung in der Nähe der Grenzfläche zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der Isolierschicht freizumachen, die dem dunklen Bereich des Vorlagebilds entsprechen; dadurch wird mittels der Totalbelichtung ein Oberflächenpotential mit hohem Kontrast erzielt. Das auf diese Weise ausgebildete elektrostatische Ladungsbild wird wie bei dem vorangehend beschriebenen Verfahren zur Erzielung einer Kopie der Entwicklung, Bildübertragung und Fixierung unterzogen.

Die mit dem vorstehend beschriebenen elektrofotografischen Verfahren ausgebildeten Kopien waren für Bürozwecke ausreichend zufriedenstellend. Bei diesem Verfahren können jedoch für Präzisions- bzw. Feindruck oder Kunstdruck Vorlagen mit Grautönen oder Farben in einem weiten Bereich nicht originalgetreu reproduziert werden, so daß also Schwierigkeiten aufgetreten sind, Kopiebilder ausreichend guter Qualität für Feindruck oder Kunstdruck zu erzielen, bei welchen eine originalgetreue Reproduktion der Vorlage erforderlich ist.

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Bei der herkömmlichen Elektrofotografie wird ein helles Grau auf einem Vorlagebild auf der Kopie heller reproduziert, während ein dunkles Grau auf einem Vorlagebild auf der Kopie dunkler reproduziert wird. Wenn ferner beim Farbkopieren der Versuch unternommen wird, feine Farbunterschiede zu reproduzieren/ wird die sich ergebende Kopie hinsichtlich der Farben trübe und erfährt im Vergleich zur Vorlage eine starke Farbänderung.

Obgleich dies durch Verbesserung der Tonereigenschaften verbessert wurde, sind originalgetreue Reproduktionen von Vorlagen immer noch schwierig. Im Hinblick auf diese vorstehend beschriebenen Gesichtspunkte wurden das erfindungs'gemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung geschaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches Verfahren und eine elektrofotografische Vorrichtung zu schaffen, die hinsichtlich der Reproduktion von Farbtönen bzw. Tönungen eine Verbesserung darstellen.

Weiterhin soll mit der Erfindung der Bereich der Helligkeitsreproduktion erweitert werden, um die Ausbildung originalgetreuer elektrostatischer Ladungsbilder mit hohem Kontrast zu ermöglichen.

Ferner soll erfindungsgemäß die Ausbildung elektrosta— tischer Bilder mit hohem Kontrast bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht werden, die hinsichtlich der Farbtönungen verbessert sind.

Bei der Erfindung wird ein fotoempfindliches Material mit einer leitenden Schicht, einer fotoleitfähigen Schicht und einer Isolierschicht verwendet, dessen Oberfläche gleichförmig geladen wird, danach mit Vorlagebildlicht belichtet und zugleich damit oder darauffolgend einer Koronaentladung mit

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Gegenpolaritäfc unterzogen wird, dann dem Vorlagebildlicht mit geregelter bzw. gesteuerter Intensität ausgesetzt und zugleich damit oder darauffolgend einer Koronaentladung in Gegenpolarität mit gesteuertem Entladepotential unterzogen wird und dann als ganze Oberfläche belichtet wird, wodurch auf dem fotoempfindlichen Material ein elektrostatisches Ladungsbild ausgebildet wird.

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

Fig. 1 zeigt Vorlagendichte-Ladungsbildpotential-Kennlinien nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt die Vorlagendichte-Kopiedichte-Kennlinie des entwickelten Ladungsbildes nach dem Stand der Technik.

Fig. 3 veranschaulicht das elektrofotografische Verfahren, das mit der Erfindung verbessert

wird.

Fig. 4δ. und B veranschaulichen die grundlegende Gestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Zeile (1) schematisch die Ladungs

änderung des fotoempfindlichen Materials zeigt, die Zeile (2) schematisch die Potentialunterschiede an der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials zeigt und die Zeile (3} scheitiatisch die Änderungen der Ladungsdichte an

der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials zeigt.

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Fig. 5A und B veranschaulichen das Verfahren in

einer abgewandelten Ausführungsform, wobei die Zeilen (1) bis (3) denjenigen in den Fig. 4A und B entsprechen. 5

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines bestimmten

elektrofotografischen Geräts, bei dem das Verfahren angewandt ist.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Vorrichtung zur Ausbildung eines Ladungsbilds.

Fig. 8A und B zeigen Koronaentladungsströme, die bei einem Entladungsschritt des Verfahrens Anwendung finden.

Fig. 9 zeigt einen besonderen Schaltungsaufbau zur

Erzielung des Koronaentladestroms nach Fig.8A.

Fig. 1OA und B zeigen bestimmte Schaltungsaufbauten

zur Erzielung des Koronaentladestroms nach Fig.. 8B.

Fig. 11A und B zeigen schematisch eine abgeänderte Ausführungsart einer Gittersteuerung während

des Entladens.

Fig. 12 zeigt Vorlagendichte-Ladungsbildpotential-Kennlinien von mittels der Ausführungsarten des Verfahrens ausgebildeten Ladungsbildern.

In den 4A und B ist das grundsätzliche elektrofotografische Verfahren gezeigt. In Fig. 4 bezeichnen I, II usw. jeweilige Verfahrensschritte. Die Zeile (1) bei einem jeweiligen Schritt zeigt schematisch den Ladungszustand des foto-

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empfindlichen Materials. Die Zeile (2) bei einem jeweiligen Schritt zeigt die Oberflächenpotential-Kennlinie für das fotoempfindliche Materials. Die Zeile (3) bei einem jeweiligen Schritt zeigt schematisch die Oberflächenladungsdichte-Kennlinie für das fotoempfindliche Material.

Das Verfahren stellt eine Verbesserung des schon anhand der Figur 3 beschriebenen Verfahrens dar.

Das bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung verwendete fotoempfindliche Material hat eine leitende Schicht 11, eine fotoleitfähige Schicht 12 und eine Isolierschicht 13 und kann zweckmäßig das fotoempfindliche Material sein, das in Einzelheiten in der vorstehend genannten US-PS 3 666 363 oder 4 071 361 beschrieben ist.

Bei dem Schritt I wird das hauptsächlich aus dem leitenden Träger 11, der fotoleitfähigen Schicht 12 und der Isolierschicht 13 bestehende fotoempfindliche Material 1 einer Primärladung mittels eines Primärladers C. unterzogen. Die Ladungspolarität wird entsprechend der Polarität bzw. Polarisierung der fotoleitfähigen Schicht gewählt, jedoch wird hier der Fall beschrieben, daß die fotoleitfähige Schicht eine n-leitfähige Schicht ist. Als nächstes wird im Schritt II das fotoempfindliche Material dem Bildlicht und zugleich damit einer Korona mit Gegenpolarität zur Primärladung oder einer Wechsel-Koronaspannung aus einem Koronaentlader C_ ausgesetzt. Auf diese Weise wird auf dem fotoempfindlichen Material eine dem Bildlicht entsprechende Ladungsdichteänderung hervorgerufen. In diesem Zustand ist jedoch die herbeigeführte Dichteänderung eine Änderung, die die Reproduktion nur eines schmalen Helligkeitsbereichs erlaubt. Daher werden bei dem Verfahren das Ausmaß der Belichtung mit dem Bildlicht und die Größe des Entladungspotentials gesteuert, um damit ein gutes Ladungsbild zu formen. Zu diesem Zweck ist in dem Öffnungsbereich des vorstehend genannten Koronaentladers zum Steuern der mit diesem

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aufgebrachten Spannung ein Gitter bzw. ein Steuergitter angebracht. Wenn bei dem Schritt II die Entladung mittels des auf diese Weise mit dem Steuergitter ausgestatteten Koronaentladers C„ ausgeführt wird, wird das Oberflächenpotential V so gesteuert, daß es nach der Entladung die Spannung 0 oder eine geringfügig negative Spannung annimmt. Obgleich die in der Nachbarschaft der Grenzfläche zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der Isolierschicht eingefangene Ladung nicht freigegeben ist, wurden in der Polarität zu der derart eingefangenen Ladung entgegengesetzte Löcher beseitigt, die in einem Bereich eines Teils der Ladung induziert waren.

Danach folgt der nachstehend beschriebene Tonregelschritt. In dem Schritt Ha₁ wird beispielsweise das Vorlagebild mit einem stärkeren Licht als bei dem Schritt II beleuchtet, wodurch die in dem hellen Bereich eingefangene Ladung freigegeben und mit den Löchern in der leitenden Schicht verbunden wird, so daß sie daher gelöscht wird. Dementsprechend ändert sich das Oberflächenpotential im hellen Bereich gemäß der Darstellung bei Ha₁-(2). Andererseits wird im dunklen Bereich die eingefangene Ladung nicht freigegeben, so daß bei dem Oberflächenpotential keine Veränderung eintritt. Als nächstes wird in dem Schritt Ha₂ das Oberflächenpotential des fotoempfindlichen Materials geregelt bzw. eingestellt, wobei das Gitterpotential des Gitters am Öffnungsbereich des Koronaentladers C-¹ gleich V und damit höher als das Oberflächenpotential V ist; dabei wird zur Einsteuerung der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials auf das Potential von ungefähr V₁ eine Entladespannung an den Koronaentlader angelegt.

Dabei wird das das Oberflächenpotential V^ übersteigende Potential, das durch Aufbringen des Bildlichts im Schritt Ha₁ verändert wurde, auf ungefähr V^ eingeregelt, so daß ein Teil der Oberflächenladung entfernt wird.

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Als nächstes wird in dem Schritt Ub- das Vorlagebild mit geeigneter Lichtstärke wie beispielsweise einer Lichtstärke beleuchtet, die höher als bei dem vorgenannten Schritt Ha. ist, und trotz des Umstands, daß die Oberflächenladung entfernt wurde, die in der Nachbarschaft der an den dunklen Bereich angrenzenden Grenzfläche eingefangene Ladung freigegeben. Andererseits gelangt kein Licht in die Umgebung des dunklen Bereichs, so da/3 daher keine derartige Freigabe der eingefangenen Ladung erfolgt. Daher tritt eine Änderung' der Oberflächenladung gemäß der Darstellung in der Zeile (2) in der Spalte Hb₁ auf.

Weiterhin wird in dem Schritt Hb- eine Koronaentladung ausgeführt, wobei das Gitterpotential des Koronaentladers C₃ ¹ auf einem Potential V_ gehalten wird, das höher als die vorstehend genannte Regelspannung bzw. das Regelpotential V₁ ist. Bei diesem Entladungsschritt erfolgt die Entladung nur an demjenigen Oberflächenpotentialbereich, dessen Potential im wesentlichen höher als V- ist; dabei wird in diesem Bereich ein Teil der Oberflächenladung entfernt. Bei dem Schritt III wird die ganze Fläche des fotoempfindlichen Materials gleichförmig belichtet, um damit alle an der Grenzfläche eingefangenen Ladungen freizugeben, die nicht durch Ladungen an der Oberfläche der Isolierschicht festgehalten sind. Dadurch ist es möglich, an der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials ein Ladungsbild mit einem Oberflächenpotential zu bilden, daß im wesentlichen originalgetreu dem Dichtekontrast des Vorlagebilds entspricht.

Den Schritten Ha₁, Ha, und den Schritten Hb₁ , Hb. können weiterhin wiederholte Belichtungs- und Ladeschritte folgen.

Die Fig. 5A und B zeigen eine Abwandlung des Verfahrens. Bei dieser abgewandelten Ausführungsart werden die Schritte und Ha2 des vorstehend beschriebenen grundlegenden Ver-

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fahrens in einem einzigen Schritt Ha¹ ausgeführt, während die Schritte Hb, und Ub, in einem einzigen Schritt Ub¹ ausgeführt werden.

Im einzelnen wird nach dem Aufbringen des Bildlichts und gleichzeitigem Entladen wie bei dem vorstehend beschriebenen Schritt II als Schritt Ha¹ das Licht des Vorlagebilds auf die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials projiziert, wobei die Stärke des Lichts in geeigneter Weise zum Beispiel

IQ auf eine Stärke geregelt wird, die höher als die bei dem Schritt II verwendete ist. Zugleich mit diesem Aufbringen des Bildlichts wird unter Steuerung des Entladungspotentials mit dem Gitterpotential V₁ des Koronaentladers C₂' eine Koronaentladung herbeigeführt. Darauffolgend wird als Schritt Hb¹ das Licht des Vorlagebilds unter geeigneter Regelung der Lichtstärke auf beispielsweise eine Stärke projiziert, die höher als die bei dem Schritt Ha¹ verwendete ist, und zugleich damit eine Koronaentladung unter Steuerung des Entladungspotentials mit dem höheren Gitterpotential V₂ des Koronaentladers C₂ ¹ ausgeführt. Danach erfolgt wie bei dem vorangehenden Beispiel als Schritt III die Gesamtflächenbelichtung bzw. Totalbelichtung. Entsprechend der Qualität des Vorlagebilds ist es auch möglich, bei geringer Tönung bzw. geringem Tonumfang allein den Schritt Ha durchzuführen.

Wenn andererseits das Vorlagebild feine Tönungen hat, können zusätzlich zu den Schritten Ha¹ und Hb¹ auch wiederholt gleichartige Schritte vorgenommen werden. Das heißt, als jeweils ein zusätzlicher Schritt kann eine Belichtung mit dem Vorlagebildlicht unter geeigneter Intensitätsregelung und eine

3Q Entladung unter geeigneter Steuerung des Entladungspotentials hinzugefügt werden.

Als weitere Abwandlung ist es natürlich möglich, den Schritten Ha^, Ha₂ des vorangehend beschriebenen Grundverfahrens den Schritt Ha¹ oder den Schritt Hb¹ des vorstehend beschriebenen abgewandelten Verfahrens oder aber dem Schritt

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Ha¹ des vorstehend beschriebenen abgewandelten Verfahrens die Schritte Ha₁ , Ha₂ oder die Schritte Hb₁ , Hb₂ des Grundverfahrens folgen zu lassen.

Die Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines bestimmten elektrofotografischen Geräts, bei welchem das Verfahren Anwendung findet. Das fotoempfindliche Material 1 besteht im wesentlichen aus der leitenden Schicht bzw. dem leitenden Träger 11, der fotoleitfähigen Schicht 12 und der Isolierschicht 13 und ist zu einer drehbaren Trommel geformt. Der leitende Träger kann eine Platte aus Aluminium oder einem ähnlichen Metall sein, während die fotoleitfähige Schicht aus Kupfer mit CdS gebildet sein kann, das mittels eines transparenten Harzbindemittels dispergiert ist und eine Dicke von ungefähr 50 Aim hat. Auf die Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht ist durch Kleben ein Miler-Film von ungefähr 25/um Dicke befestigt. Um das trommelförmige fotoempfindliche Material herum ist eine Ladungsbild-Ausbildungsvorrichtung mit einem Wechselstrom-Entlader 2₁ und einer Vorbelichtungslampe 2_ angeordnet, die das "Gedächtnis" des fotoempfindlichen Materials löscht, um damit Ungleichmäßigkeiten der Bildqualität auszuschalten, die sonst bei kontinuierlichem Kopieren auftreten würden. Die Ladungsbild-Ausbildungsvorrichtung hat ferner einen Primärlader 2₃, der die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials 1 gleichförmig auflädt, um damit diese Oberfläche auf ein Potential von ungefähr +1500 V zu bringen. Eine Vorlage, deren Abbildung auf dem gleichförmig geladenen fotoempfindlichen Material auszubilden ist, wird auf einen Vorlagenträger 3 aufgelegt und mittels einer Vorlagenbelichtungsvorrichtung 4 auf das fotoempfindliche Material projiziert. Die Vorlagenbelichtungsvorrichtung 4 hat eine Beleuchtungslichtquelle A. zum Anstrahlen des Vorlagenträgers 3, bewegbare Spiegel 4₂ und 4₃, die zusammen mit der Beleuchtungslichtquelle bewegbar sind und die Oberfläche der Vorlage ab- tasten, ein Objektiv 4. zum Fokussieren des Vorlagebilds und Spiegel 4,- und 4,, die das Bildlicht auf die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials richten. An dem Lichtweg ist eine

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Vor-bzw. Zusatz-Lichtquelle oder -Infrarotlichtquelle 2_g vorgesehen, mit der der Reproduktionsbereich der Helligkeit wirksam erweitert wird.

Ferner ist zur Ausbildung des Ladungsbilds ein Koronaentlader 2. vorgesehen, der gleichzeitig mit dem Aufbringen des Bildlichts in Betrieb ist. Der Öffnungsbereich des Koronaentladers ist mit einem Steuergitter G versehen, mit dem gemäß nachstehender Beschreibung die Steuerspannung bzw. Entladungsspannung teilweise regelbar beziehungsweise einstellbar ist und an das eine vorbestimmte Spannung angelegt ist. Zuerst wird ein Potential negativer Polarität angelegt, um das Oberflächenpotential auf ungefähr -100 V zu bringen.

Danach wird die Oberfläche des fotoempfindlichen

Materials gleichmäßig mit Licht aus einer Gesamtflächen- bzw. Totalbelichtungslampe 2,- belichtet, um aufgrund des Ladungsbilds ein hohes Oberflächenpotential zu erzielen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Potential üblicherweise im hellen Teilbereich -50 bis -100 V und im dunklen Teilbereich +400 bis +600 V. Der elektrostatische Ladungsbildkontrast beträgt daher 450 bis 700 V.

_,. Eine Trommel-Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung 5

ist so angebracht, daß sie nach der Ausbildung des Ladungsbilds der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials Entwickler zubringt. Da das zu diesem Zeitpunkt ausgebildete Ladungsbild so eingestellt ist, daß sein Potential am hellen Bereich

_ gleich -50 bis -100 V ist, kann durch Festlegen der Trommel der Entwicklungsvorrichtung auf Massepotential keine Schleierschwärzung entstehen, die durch auf dem hellen Bereich abgelagerten Entwickler gebildet wäre.

Das entwickelte Bild auf dem fotoempfindlichen Material wird auf übertragungs- bzw. Bildempfangsmaterial P mit Hilfe

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eines Bildübertragungs-Koronaentladers 6~ übertragen, der einen Teil einer Papierzufuhr- und übertragungsvorrichtung bildet. Das übertragene Bild auf dem Bildempfangsmaterial P wird auf diesem mit Hilfe einer Wärmefixiervorrichtung 7 geschmolzen und fixiert, wonach es auf einen Ablagetisch ausgegeben wird. Andererseits wird der auf dem fotoempfindlichen Material verbliebene Entwickler mittels einer Reinigungsvorrichtung 8 entfernt, so daß damit das fotoempfindliche Material für einen weiteren Zyklus bereit gemacht wird.

Nachstehend wird der Koronaentlader beschrieben, der zugleich mit dem Aufbringen des Bildlichts verwendet wird. Die Fig. 7 zeigt vergrößert einen Teilbereich eines derartigen Entladers. Der Koronaentlader weist einen Koronaentladungsdraht W und Steuergitter-Drähte G₁ und G- auf, die sich parallel zu der Drehachse der Trommel und dementsprechend senkrecht zur Drehrichtung der Trommel erstrecken. An den Draht bzw. das Steuergitter G₁, das zur Seite des Primärladers 2, hin liegt, werden ungefähr -100 V angelegt, während an das zur Totalbelichtungslampe hin gelegene Steuergitter G₂ ungefähr +100 V angelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist das fotoempfindliche Material mittels des Primärladers 2₃ gleichmäßig geladen und wird dann belichtet sowie zugleich damit mittels des Koronaentladers 2. mit entgegengesetzter Polarität entladen. Die Entladung erfolgt durch die Korona, die über das Steuergitter G- gelangt, an das gemäß der vorstehenden Beschreibung beispielsweise -100 V angelegt worden sind, und danach mittels der Korona, die durch das Steuergitter G₂ hindurch gelangt, an das beispielsweise +100 V angelegt worden sind. Mit V₁ bis V. sind jeweilige Spannungsquellen bezeichnet. Danach wird die Gesamtfläche des fotoempfindlichen Materials gleichförmig mittels der Totalbelichtungslampe 2₅ belichtet, um dadurch auf dem Material ein elektrostatisches Ladungsbild zu formen.

An der Rückseite des optisch offenen Koronaentladers

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sind Schlitze S₁ und S„ mit einer vorbestimmten Öffnungsbreite angeordnet, durch die die Menge des über die Steuergitter G₁ und G» des Koronaentladers 2 auf das fotoempfindliche Material zu projizierenden Bildlichts geregelt bzw. eingestellt wird. Jeder dieser Schlitze kann einfach so aufgebaut sein, daß zur Einstellung des Spaltes eine Lichtabfangplatte vorgesehen ist. Alternativ dazu kann jeder der Schlitze tatsächlich so aufgebaut sein, daß Schlitze mit unterschiedlicher Spaltbreite gegenseitig austauschbar sind. Hinsichtlich der Schlitze besteht natürlich keinerlei Einschränkung auf diese Beispiele, sondern es können vielmehr unterschiedliche Einstellvorrichtungen zum Einstellen der Lichtmenge wie Graufilter, Lichtquellen-Einstellvorrichtungen oder dergleichen Anwendung finden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird für die Entladung eine Koronaentladung entgegengesetzter Polarität mit Gittern angewandt, die nahe dem fotoempfindlichen Material angebracht sind; es sind jedoch auch andere Verfahren wirkungsvoll, wie beispielsweise ein Verfahren, bei dem eine Koronaentladung mit einer einem Koronaentladungs-Wechselstrom überlagerten negativen Komponente (siehe Fig. 8A) erfolgt, oder ein Verfahren, bei dem die Koronaentladung mit einer abgeschwächten Positivkomponente bei Wechselentladung erfolgt (siehe Fig. 8B). Die Fig. 9 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Erzielen des in Fig. 8A gezeigten Koronaentladestroms. Schaltungen für den Strom nach Fig. 8B sind in den Fig. 10A und 10B gezeigt. Die Fig. 9 ist eine Schaltung, bei der eine Negativspannung DC(-) an eine Wechselspannungsquelle AC eines Koronaentladers C angelegt wird. Die Fig. 10A ist eine Schaltung, bei der parallel zu einer Wechselspannungsquelle AC ein Gleichrichter D₁ angebracht wird und die Positivkomponente mittels eines zu dem Gleichrichter D₁ in Reihe geschalteten Widerstands R₁ abgeleitet wird.

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1.

Die Fig. 10B zeigt eine Schaltung, bei der ein Satz parallel geschalteter Gleichrichter D^ und D- in Reihe zwischen eine Wechselspannungsquelle AC und einen Koronaentlader C geschaltet ist.An einem der Gleichrichter D₁ und D-/ nämlich an demjenigen Gleichrichter D₂, der den Stromweg für die Positivkomponente bildet, ist ein Widerstand R2 eingesetzt, um damit einen Spannungsabfall der Positivkomponente hervorzurufen.

Die Fig. 11A und B zeigen Abwandlungen bei der Gittersteuerung zum Steuern des Entladungspotentials. In dem Öffnungsbereich eines Wechselkoronaentladers C ist ein Steuergitter gemäß der Darstellung angebracht, um damit die durchlaufende Korona zu steuern. In Fig. 11A sind ein erstes Steuergitter GI und ein zweites Steuergitter GII parallel zueinander angeordnet. In Fig. 11B ist zwischen einem ersten Steuergitter GI¹ und einem zweiten Steuergitter GII' ein Isolator E angebracht. In beiden Fällen ist der negative Anschluß einer Gleichstromquelle DC mit dem zum Koronaentlader hin gelegenen ersten Gitter GI bzw. GI¹ verbunden, um die Positivkomponente der Wechselkoronaentladung zu unterdrücken und nur die Negativkomponente zu entnehmen, während der positive Anschluß der Gleichstromquelle mit dem entgegengesetzt liegenden zweiten Gitter GII bzw. GII' verbunden ist, um ein elektrisches Feld in Richtung zum Durchlassen der Negativkomponentenkorona zu bilden.

Nachstehend werden zur Erläuterung einige Beispiele angeführt.

Beispiel 1

Bei dem Gerät nach Fig. 6 wurde die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials durch Primärladung auf ungefähr 1,5 kV gebracht und dann eine Spannung von -100 V an das Steuergitter G₁, eine Spannung von +100 V an das Steuergitter G- und eine Spannung von -8 kV an den Koronadraht des Korona-

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entladers 2. angelegt, wobei der Koronaentlader zugleich mit dem Aufbringen des Bildlichts betrieben wurde.

Das Ausmaß der Belichtung über den Bereich des Steuergitters G- zur Oberfläche des fotoempfindlichen Materials betrug 2,4 lx/s, während die Menge der Belichtung über den Bereich des Steuergitters G~ 2,6 lx/s betrug.

Danach wurde zur Ausbildung eines Ladungsbilds mit hohem Kontrast die ganze Fläche des fotoempfindlichen Materials belichtet.

Die dann erzielte Beziehung zwischen dem Potential des Ladungsbilds und der Dichte des Vorlagebilds ist in Fig. 12 durch die ausgezogene Linie (X gezeigt.

Wie aus der Fig. 12 ersichtlich ist, beträgt der Helligkeitsreproduktionsbereich ungefähr 1,0, was gegenüber dem Stand der Technik eine große Verbesserung darstellt, bei dem der Helligkeitsreproduktionsbereich nur 0,6 bis 0,8 umfaßte.

Beispiel 2

Die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials wurde wie beim Beispiel 1 der Primärladung unterzogen, wonach zugleich mit dem Aufbringen des Bildlichts der Koronaentlader 2. betrieben wurde, an dessen Koronadraht die gleiche Spannung wie beim Beispiel 1 angelegt wurde, und auch die gleichen Steuergitterspannungen wie beim Beispiel 1 verwendet wurden.

Die Belichtungsmenge über den Bereich des Steuergitters G₁ zur Oberfläche des fotoempfindlichen Materials betrug 2,4 lx/s, während die Belichtungsmenge über den Bereich des Steuergitters G₂ 2,0 lx/s betrug.

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Der Zusammenhang zwischen dem Potential des nach der Totalbelichtung auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials ausgebildeten elektrostatischen Ladungsbilds und der Dichte des Vorlagebilds ist in Fig. 12 durch die gestrichelte Linie Of' gezeigt.

Beispiel 3

Anstelle des Koronaentladers 2. mit zweigeteilten Steuergittern wurde ein Koronaentlader mit drei Steuergittern verwendet. Wie bei den vorangehend beschriebenen Beispielen wurde das fotoempfindliche Material nach der gleichförmigen Ladung dem Bildlicht und zugleich der Entladung ausgesetzt. Während dieser Zeit wurden an ein zum Primärlader hin gelegenes Steuergitter G₁ des Entladers -100 V angelegt, an ein nächstes Steuergitter G +50 V angelegt und an ein letztes Steuergitter G- +200 V angelegt. Andererseits betrug das Ausmaß der Belichtung mit dem Bildlicht 4 lx/s für den Bereich des Steuergitters G₁, 2,6 lx/s für den Bereich des Steuergitters G₂ und 2,6 lx/s für den Bereich des Steuergitters G .

Der Zusammenhang zwischen dem Potential des nach der Totalbelichtung auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials ausgebildeten elektrostatischen Ladungsbilds und der Dichte des Vorlagebilds ist in Fig. 12 durch die ausgezogene Linie ß gezeigt.

Beispiel 4
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Unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 3 wurde die Primärladung, das Aufbringen des Bildlichts und das Entladen ausgeführt, wobei zusätzlich beim Aufbringen des Bildlichts infrarotes Vor- oder Zusatz-Licht verwendet wurde. 35

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Der Zusammenhang zwischen dem Potential des nach der Totalbelichtung auf dem fotoempfindlichen Material ausgebildeten elektrostatischen Ladungsbilds und der Dichte des Vorlagebilds ist in Fig. 12 durch die strichpunktierte Linie y gezeigt.

In diesem Fall war der Helligkeitsreproduktionsbereich auf ungefähr 1,4 erweitert.

Wie vorstehend im einzelnen beschrieben ist, wird mit dem Verfahren der Helligkeitsreproduktionsbereich erweitert und damit eine originalgetreue und gute Reproduktion von Farbtönen bzw. Färbungstönen von Vorlagebildern ermöglicht.

Darüber hinaus können entsprechend den Tönungen bzw. Färbungstönen der zu reproduzierenden Vorlagebilder die Häufigkeit der Belichtungsschritte und die Häufigkeit der Entladungsschritte so gesteuert bzw. gewählt werden, daß eine optimale Bildreproduktion mittels einer optimalen Anzahl von Schritten ermöglicht ist, was außerordentlich wirkungsvoll ist. Die Steuerung der Färbungstöne kann sehr einfach durch Steuerung des Entladungspotentials erfolgen, was in der Praxis sehr wirkungsvoll ist.

Ferner ist das nach dem Verfahren ausgebildete elektrostatische Ladungsbild sehr stabil, was eine sehr wirksame Nutzung für die Kopiebilder ergibt.

Mit der Erfindung sind ein elektrofotografisches Verfahren und eine elektrofotografische Vorrichtung angegeben, bei denen ein elektrostatisches Ladungsbild auf einem fotoempfindlichen Material mit einer leitenden Schicht, einer fotoleitfähigen Schicht und einer Isolierschicht ausgebildet wird. Das Verfahren umfaßt einen Primärladeschritt, einen Bildlicht-Belichtungsschritt, einen Tönungsregelschritt und einen Totalbelichtungsschritt.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrophotographie-Verfahren zur Ausbildung eines elektrostatischen Ladungsbilds auf einem fotoempfindlichen Material mit einer leitenden Schicht, einer fotoleitfähigen Schicht und einer Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Primärladeschritt die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials gleichförmig geladen wird, in einem BiIdlicht-Belichtungsschritt die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials nach der Primärladung mit einem zu reproduzierenden Bild belichtet wird, in einem Sekundärladeschritt gleichzeitig mit oder nach dem Belichtungsschritt die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials einer Koronaentladung mit einer Komponente mit zur Polarität der Primärladung entgegengesetzter Polarität unterzogen wird, in einem Tonregelschritt gleichzeitig mit oder nach dem Belichtungsschritt die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials dem Bildlicht mit gesteuerter Stärke ausgesetzt wird und auf ein vorbestimmtes Potential gebracht wird, und in einem Totalbelichtungsschritt die Gesamtflache des fotoempfindlichen Materials einer gleichförmigen Belichtung unterzogen wird, wodurch auf dem fotoempfindlichen Material ein elektrostatisches Ladungsbild ausgebildet wird.

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ORIGINAL INSPEOTED

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Tonregelschritts das Entladungspotential für die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials höher als das Oberflächenpotential des fotoempfindlichen Materials nach dem Sekundärladeschritt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sekundärladeschritt und dem Totalbelichtungsschritt der Tonregelschritt mehrmals wiederholt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines ersten Tonregelschritts das Entladungspotential für die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials höher als das Oberflächenpotential des fotoempfindlichen Materials nach dem Sekundärladeschritt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der nach einem ersten Tonregelschritt durchgeführten Tonregelschritte das Entladungspotential für die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials höher als das Entladungspotential während des ersten Tonregelschritts ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Bildlichts während des Tonregelschritts von der Stärke des Bildlichts während des Belichtungsschritts verschieden ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Bildlichts während des Tonregelschritts im wesentlichen gleich der Stärke des Bildlichts während des Belichtungsschritts ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Bildlichts während des ersten Tonregelschritts größer als die Stärke des Bildlichts während des BelichtungsSchritts ist.

80988 4/0804

- 3 - B 9049

9. Elektrofotografische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Primärladevorrichtung (C₁; 2^) zum Aufbringen einer Primärladung auf das fotoempfindliche Material (1), eine Bildlicht-Belichtungsvorrichtung (4) zum Beaufschlagen des fotoempfindlichen Materials mit Vorlagenbildlicht, eine Sekundärladevorrichtung (C~; 2.) für eine mit der Bildlichtbelichtung gleichzeitige oder dieser folgende Koronaentladung mit einer Komponente mit zur Polarität der Primärladung entgegengesetzter Polarität, eine Tonregelvorrichtung (G; G₁, G₂), die zugleich mit Bildbelichtung oder auf diese folgend die Oberfläche des fotoempfindlichen Materials auf ein vorbestimmtes Entladungspotential bringt, und eine Gesamtflächenbelichtungsvorrichtung (2c) für eine Totalbelichtung des fotoempfindlichen Materials.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonregelvorrichtung einen Koronaentlader (2.; C; C') aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Koronaentlader (2.) der Tonregelvorrichtung ein Steuergitter (G; G₁, G₂) an seiner dem fotoempfindlichen Material (1) zugewandten Vorderfläche aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Koronaentlader (2^) der Tonregelvorrichtung an seiner Hinterfläche optisch offen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Koronaentlader (2.) an seiner optisch offenen hinteren Fläche einen Schlitz (S₁, S₂) zur Lichtstärkenregelung hat.

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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter (G) des Koronaentladers (2.) in Steuergitter (G-, G-) aufgeteilt ist, an die unterschiedliche Spannungen angelegt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Koronaentlader (C; C) an eine Wechselspannungsquelle (AC) angeschlossen ist.

16. Elektrofotografische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das fotoempfindliche Material längs einer Endlos-Bahn gelagert ist, gekennzeichnet durch eine Primärladevorrichtung (2,) zum Aufbringen einer Ladung einer vorbestimmten Polarität auf das fotoempfindliche Material (1), eine Sekundärladevorrichtung (2., G-) zum Durchführen einer Koronaentladung mit einer Komponente mit zur Polarität der Primärladung entgegengesetzter Polarität, eine Tonregel-Koronaentladungsvorrichtung (2., G₂) zum Einstellen der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials auf ein vorbestimmtes Entladungspotential, eine Bildlicht-Belichtungsvorrichtung (4) zum Belichten des fotoempfindlichen Materials mit Vorlagebildlicht nach der Einwirkung der Primärladevorrichtung und eine Gesamtflächen-Belichtungsvorrichtung (2c) .

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonregel-Koronaentladevorrichtung (2., G-) an ihrer

zum fotoempfindlichen Material (1) hin gewandten Fläche ein Steuergitter (G₂) aufweist.
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18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärladevorrichtung und die Tonregel-Koronaentladevorrichtung eine gemeinsame Koronaerzeugungsquelle (2₄) haben.

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19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildlicht-Belichtungsvorrichtung (4) Lichtwege für die Bildlichtbelichtung an der mittels der Sekundärladevorrichtung behandelten Fläche und an der mittels der Tonregel-Koronaentladungsvorrichtung behandelten Fläche aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der Lichtwege der Bildlicht-Belich- tungsvorrichtung ein Schlitzelement (S₁, S₀) zur Steuerung der Lichtmenge vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildlicht-Belichtungsvorrichtung eine Vorbelichtungs-Lichtquelle (2_fi) aufweist.

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