DE3014356C2 - Elekrophotographisches Verfahren zur Erzeugung von überlagerten Bildern von Vorlagen hellen und dunklen Hintergrunds - Google Patents
Elekrophotographisches Verfahren zur Erzeugung von überlagerten Bildern von Vorlagen hellen und dunklen HintergrundsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren nach der Gattung des Anspruchs. Die
Erfindung wird beispielsweise bei einer Druckvorrichtung mit einer Lichtleitfaserröhre (OFT) oder einem
Laser verwendet.
Als Drucker für elektronische Rechner ist ein System verwendet worden, das als »Formenüberlappungssystem«
bezeichnet worden ist, in dem sowohl ein Bildteil als auch ein Schriftzeichenteil mittels einer elektrophotographischen
Reproduktion reproduziert werden. Ein solches Formenüberlagerungssystem (Forms Overlay
System) wird beispielsweise für gedruckte Dokumente oder Schriftstücke, die einen Bildteil mit Rahmen,
unveränderlichen Angaben u. dgl. und einen Schriftzeichenteil mit besonderen Schriftzeichen, die für jedes
Dokument oder Schriftstück ausgewählt werden, enthält. Bei einem solchen Formenüberlagerungssystem
ist es bevorzugt, ein Bild direkt von einem positiven
Originaldokument zu reproduzieren, da es zeitraubend und teuer ist, wenn die Reproduktion unter Verwendung
eines negativen Bildes ausgeführt wird, nachdem das negative Bild aus dem positiven Dokument erhalten
worden ist
Ein bekanntes Verfahren zur elektrophotographischen Reproduktion unter Verwendung des Formenüberlappungssystems
ist in den Fig. IA bis D erläutert Zuerst wird ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium
6 mit elektrostatischen Ladungen q auf ein Potential VO von beispielsweise 700 V aufgeladen (F i g. IA). Dann
wird ein Bildteil 7 durch Anlegen einer Belichtung gebildet, die von der Oberfläche eines positiven
Originaldokuments reflektiert wird. Der Teil 61 des lichtempfindlichen Mediums 6 außer dem Bildteil 7 wird
durch das Licht belichtet, so daß etwa die Hälfte der Ladungen q entfernt wird, um das Potential Vl zu
erhalten, das etwa die Hälfte von VO ist (F i g. 1 B). Dann wird ein Schriftzeichenteil 9 durch Anlegen einer
Belichtung gebildet die von einer Lichtleitfaserröhre (OFT) emittiert wird. Die Ladungen des Schriftzeichenteils
9 werden aufrechterhalten, so daß das Potential auf Vl gehalten wird. Etwa die Hälfte der Ladungen des
Schriftzeichenteils wird entfernt, um das Potential Vl zu halten. Die Ladungen in dem Teil 61 des lichtempfindlichen
Mediums 6 außer dem Bildteil 7 und dem Schriftzeichenteil 9 werden entfernt, um ein Null-Potential
zu erhalten (Fig. IC). Dann wird ein negativ
geladener Toner f den latenten Bildern des Bildteils 7 und des Schriftzeichenteils 9 zugeführt Die Entwicklung
des Bildes und des Schriftzeichens wird ausgeführt (F i g. 1 D). Die Potentialverteiiung auf dem lichtempfindlichen
Medium 6 längs einer linie H-II (F i g. 1 A) ist in den F i g. 2A bis C dargestellt, in denen die Abszisse
einen Längsabstand längs der Linie IMI und die Ordinate ein Potential darstellen. Dieses bekannte
ίο Verfahren der photographischen elektrostatischen Reproduktion gemäß F i g. 1 ist in der JP-Patentanmeldung
53-99949 beschrieben. Die bekannten Verfahren des Formenüberlappungssystems, die negative Bildoriginale
benötigen, sind beschrieben in dem Artikel is »Electrophotographic Process in a High Speed Primer«
in IBM J. Res. Develop, Vol. 22, Nr. 1, Januar 1978, Seiten 34 bis 39 und in dem Artikel »Principles of a
High-speed Non-impact Printer« in Journal of Photographic Science, Vol. 25,1977, Seiten 186 bis 188.
Bei dem in den F i g. 1A bis D erläuterten bekannten
Verfahren muß die Belichtung durch die Lichtleitfaserröhre zum Bilden des Schriftzeichenteils mittels einer
»positiven Belichtung« der Lichtleitfaserröhre unter der Bedingung ausgeführt werden, daß übliche Materialien
für den Toner zur Bildentwicklung verwendet werden. Die »positive Belichtung« der Lichtleitfaserröhre ist
eine Belichtung, bei der das Belichtungslicht nur auf die Teile 61 und 7 und nicht auf den Schriftzeichenteil 9 auf
dem lichtempfindlichen Medium projiziert wird. Dies ist unter der oben angegebenen Bedingungen der Grund,
daß es unmöglich ist sowohl den Bildteil 7 als auch den Schriftzeichenteil 9 mittels einer »negativen Belichtung«
der Lichtleitfaserröhre zu entwickeln. Die »negative Belichtung« der 'Lichtleitfaserröhre ist eine
Belichtung, bei der Licht nicht auf die Teile 61 und 7, sondern nur auf den Schriftzeichenteil 9 projiziert wird.
Bei dem in den Fig. IA bis D erläuterten bekannten Verfahren ergibt die positive Belichtung der Lichtleitfaserröhre
einen Nachteil dadurch, daß ein größerer Teil außerhalb des kleineren Schriftzeichenteils der
fluoreszenten Oberfläche der Lichtleitfaserröhre die Bestrahlung der emittierten Elektronen empfängt und
eine Lichtemission in dem größeren Teil der fluoreszenten Oberfläche der Lichtleitfaserröhre bewirkt, so daß
die fluoreszierende Oberfläche der Lichtleitfaserröhre zu einer Verschlechterung neigt. Wenn ein Halbleiterlaser
anstelle der Lichtleitfaserröhre verwendet wird, verursacht die Lichtemission des Halbleiterlasers des
größeren Teils anstelle des kleineren Schriftzeichenteils, daß der Ausgang des Halbleiterlasers verschlechtert
wird, so daß die Lebensdauer des Halbleiterlasers verringert wird.
Durch die Erfindung sollen die oben erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren der photographisehen
elektrostatischen Reproduktion vermieden werden.
Es ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines Tonerbildes aus Vorlagen mit hellem bzw. dunklem
Hintergrund entsprechend der Gattung des Anspruchs bekannt (DE-OS 21 31 718). Dieses bekannte Verfahren
arbeitet mit gleichmäßigem Ladungspotential.
Des weiteren sind Verfahren zum Entwickeln von Ladungsbildern unterschiedlichen Potentials bekannt
(US-PS 41 48 043, DE-OS 21 63 591, GB-PS 8 86 766).
Mit diesen bekannten Verfahren können insbes. zweifarbige, überlagerte Bilder hergestellt werden.
Schließlich ist eine Vorrichtung bekannt mit der ein zusammengesetztes latentes elektrostatisches Bild mit-
tels Projektion einer Vorlage und mittels einer Kathodenstrahlröhre erzeugt werden kann (US-PS
41 34 668). Bei dieser bekannten Vorrichtung wird ein zusammengesetztes Bild entwickelt und übertragen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein
verbessertes elekirophotographisches Verfahren zu schaffen, das bei einem Formenüberlappungssystem
anwendbar ist und mit dem eine »negative Belichtung«, insbes. bei Verwendung einer Lichtleitfaserröhre oder
eines Halbleiterlasers, ermöglicht wird. ι ο
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind
Fig. IA bis D Darstellungen zur Erläuterung eines bekannten elektrcphotographischen Aufzeichnungsverfahrens,
Fig.2A bis D Darstellungen der Verteilung der
elektrostatischen Spannung längs einer Linie H-Il, die ein Aufzeichnungsmedium durchquert, das bei dem
Verfahren der F i g. 1A bis 1D verwendet w;rd,
Fig.3 eine Darstellung einer elektrophotographischen
Aufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
F i g. 4 eine Darstellung zur Erläuterung des bei der Vorrichtung der Fig.3 ausgeführten Vorgangs zum
Anziehen des Toners,
F i g. 5A bis D Darstellungen zur Erläuterung des in der Vorrichtung der F i g. 3 ausgeführten elektrophotographischen
Aufzeichnungsverfahrens und
Fig.6A bis C Darstellungen zur Erläuterung der Verteilung der elektrostatischen Spannung längs einer
Linie VI-VI, die ein Aufzeichnungsmedium durchquert, das bei dem Verfahren der F i g. 5A bis 5D verwendet
wird.
Die elektrophotographische Vorrichtung der F i g. 3 enthält eine Aufzeichnungstrommel 11 mit einer
Oberfläche aus photoleitfähigem Material, wie Selen, ein erstes Korotron 12 zum Emittieren einer Koronaentladung
auf der Aufzeichnungstrommel 11, ein optisches System 14 zum Bilden eines optischen Bildes
eines .Originalbilds 13 auf der Aufzeichnungstrommel 11
mit einer Lichtquelle 141 und Spiegeln 142 und 143, ein Lichtleitfaserröhrensystem 15 zum Bilden eines optischen
Bilds von Schriftzeichen auf der Aufzeichnungstrommel 15 mit einer Lichtleitfaserröhre 151 und einer
Schriftzeichensignalerzeugungsvorrichtung 152, eine Entwicklungsvorrichtung 16 zum Aufbringen von
Tonern auf elektrostatische latente Bilder auf der Aufzeichnungstrommel 11 mit Tonern 161, einer
Magnetwalze 162 und einer Spannungsquelle 163, ein zweites Korotron 17 zum Emittieren einer Koronaentladung
zum zwangsläufigen Laden der auf die Oberfläche der Aufzeichnungstrommel aufgebrachten
Toner, ein Aufzeichnungspapiertransportsystem 18 zum Transportieren eines Aufzeichnungspapiers 181 durch
den Bildübertragungsbereich, ein drittes Korotron 19 zum Emittieren einer Koronaentladung auf die rückwärtige
Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 181, ein viertes Korotron 20 zum Eliminieren von Ladungen auf
der Aufzeichnungstrommel 11, eine Lampe 21 zum Eliminieren von Ladungen auf der Aufzeichnungstrommel 11 und eine Reinigungseinrichtung 22 zum
Entfernen von auf der Aufzeichnungstrommel 11 verbliebenen Tonern.
Das elektrophotographische Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen sowohl eines Bildteils als auch
eines Schriftzeichenteils durch die Vorrichtung der F i g. 3 ist in den F i g. 5A bis D erläutert Aufgrund der
Ladung der Aufzeichnungstrommel 11 durch das erste
Korotron 12 wird das lichtempfindliche Aufzeichnungsmedium 6 gleichförmig mit einer positiven Ladung
geladen, um ein Potential VO zu erhalten. (F i g. 5A und 6A). Dann wird ein positives Bild 7 des Originalbilds 13
auf dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmedium 6 durch von dem optischen System 14 ausgesandte
Belichtung gebildet Durch die Auswahl der Intensität der Lichtquelle 141 wird etwa die HsUite der Ladungen
in dem Teil 61 außerhalb des Bildteils 7 des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmediums 6 eliminiert,
so daß das Potential des Teils 61 auf Vl reduziert wird, was etwa die Hälfte von VO ist (F i g. 5B und 6B). Dann
wird ein negatives Bild 9 eines Schriftzeichens entsprechend einem Schriftzeichensignal, das in der
Schriftzeichensignalerzeugungsvorrichtung 152 erzeugt wird, auf dem Teil 61 des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmediums
6 durch von der Lichtleitfaserröhre 151 ausgesandte Belichtung gebildet Der Lichtempfangsbereich
des negativen optischen Bilds 9 überlappt somit den Lichtempfangsbereich 61 des positiven optischen
Bilds. Die Ladungen in dem Schriftzeichenteil entsprechend dem negativen Bild 9 werden somit eliminiert, so
daß das Potential des Schriftzeichenteils auf etwa Null verringert wird. Wie in F i g. 6C gezeigt werden folglich
auf dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmedium 6 die folgenden Flächen gebildet nämlich die erste Fläche
entsprechend dem positiven Bild 7, die kein Licht des negativen oder positiven Bilds empfängt und das
Anfangspotential VO hält die zweite Fläche entsprechend dem Zwischenraum 61, die das Licht nur des
positiven Bilds empfängt und ein verringertes Potential Vl, beispielsweise Vl = 1/2 VO, hält, und die dritte
Fläche entsprechend dem negativen Bild 9, die das Licht sowohl des negativen als auch des positiven Bilds
empfängt und ein weiter verringertes Potential hält beispielsweise Null-Potential (F i g. 5C).
Dann werden einzelne Komponententoner t (161) auf das Aufzeichnungsmedium 6 aufgebracht auf dem die
oben erwähnten latenten Bilder des Bildteils 7 und des Schriftzeichenteils 9 gebildet sind. In der Entwicklungsvorrichtung
16 wird die Magnetwalze 162 auf einem elektrischen Potential von Vl mittels einer Spannungsquelle 163 gehalten. Der schwach leitfähige Toner 161-1
wird veranlaßt, aufgrund eines Ladungsinjektionseffekts negativ geladen zu werden, der auf einer elektrostatischen
Induktion beruht, die dem Bildteil 7 mit dem hohen positiven Potential VO entspricht Der schwach
leitfähige Toner 161-2 wird veranlaßt aufgrund eines Ladungsinjektionseffekts positiv geladen zu werden, der
auf einer elektrostatischen Induktion beruht die dem Schriftzeichenteil 9 mit dem Null-Potential entspricht
Bezüglich des Zwischenraumteils 61, der dasselbe Potential wie die Magnetwalze 162 (Fig.4) hat, wird
kein Toner positiv oder negativ geladen. Als Ergebnis werden der negativ geladenen Toner 161-1 auf dem
Bildteil 7 und der positiv geladene Toner 161-2 auf dem Schriftzeichenteil 9 angebracht, während kein Toner auf
dem Zwischenraumteil 61 angebracht wird (F i g. 5D).
Nachdem die auf dem Bild- und Schriftzeichenteil angebrachten Toner zwangsläufig mit negativen Ladungen
mittels des zweiten Korotrons 17 geladen werden, werden die auf diese Weise negativ geladenen Toner zu
der fläche des Aufzeichnungspapiers 181 mittels des dritten Korotrons 19 übertragen, welches positive
Ladungen auf der rückwärtigen Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 181 abgibt Entsprechend wird
die Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungspapier 181 des Bilds des Originalbilds 13 und des Bilds des in der
Schriftzeichensignalerzeugungsvorrichtung 1S2 erzeugten Schriftzeichens ausgeführt.
Das die aufgebrachten Toner tragende Aufzeichnungspapier 181 wird nach der oben beschriebenen
Übertragung des Toners erwärmt, so daß die Toner, welche die aufgezeichneten Bilder und Schriftzeichen
bilden, auf dem Aufzeichnungspapier festgelegt werden. Die verbleibenden Ladungen auf der Aufzeichnungstrommel
11 werden mittels des vierten Korotrons 20 und der Lampe 21 eliminiert. Die verbleibenden Toner
auf der Aufzeichnungstrommel 11 werden mittels der Reinigungseinrichtung 22 entfernt. Nach dem Entfernen
des Toners durch die Reinigungseinrichtung 22 wird die Aufzeichnungstrommel wieder mittels des ersten
Korotrons 12 geladen, um den nächsten Aufzeichnungsvorgang zu beginnen.
Es ist möglich, entweder eine lichtempfindliche Trommel oder Zinkoxidpapiere als Aufzeichnungsmedium
zu verwenden. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Polarität der auf dem lichtempfindlichen
Aufzeichnungsmedium 6 aufgebrachten Ladungen als positiv ausgewählt ist, ist es auch möglich, die
Polarität als negativ auszuwählen.
Die Intensität der von dem optischen System 14 ausgesandten Belichtung und/oder das Verhältnis der
Spannung Vl zur Spannung VO können als günstigster Wert in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen
ausgewählt werden. Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Belichtung der Schriftzeichen
durch die Lichtleitfaserröhre nach dem Belichten durch
υ das optische System ausgeführt wird, ist es möglich, die
Belichtung der Schriftzeichen durch die Lichtleitfaserröhre vor dem Belichten eines Bilds durch das optische
System auszuführen.
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrophotographisches Verfahren, bei dem ein photoleitfähiger Aufzeichnungsträger gleichförmig aufgeladen, mit Vorlagen hellen und dunklen Hintergrundes ein überlagertes, latentes elektrostatisches Bild erzeugt und mit Toner entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Belichtung im Bereich des hellen Hintergrundes das Ladungspotential auf einen mittleren Wert abgesenkt wird, daß dieses mittlere Ladungspotential durch die Belichtung mit dem hellen Bereich der Vorlagen mit dunklem Hintergrund auf ein minimales Ladungspotential abgesenkt wird und daß die Entwicklung auf das mittlere Potential als Nullpotential (Entwicklungsvorspannung) abgestellt und bipolarer Toner oder Tonergemisch unterschiedlicher Polarität verwendet wird.
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