DE3014356C2

DE3014356C2 - Elekrophotographisches Verfahren zur Erzeugung von überlagerten Bildern von Vorlagen hellen und dunklen Hintergrunds

Info

Publication number: DE3014356C2
Application number: DE3014356A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yoyohama Hida; Masakatsu Atsugi Kanagawa Horie; Junzo Kawasaki Nakajima
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1980-04-15
Publication date: 1982-08-12
Also published as: GB2047916B; US4346982A; JPS5911113B2; JPS55140864A; GB2047916A; DE3014356A1

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.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

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.