DE3038863A1

DE3038863A1 - Elektrofotografisches kopiergeraet, bei welchem an die entwicklungselektrode ein veraenderbares potential anlegbar ist

Info

Publication number: DE3038863A1
Application number: DE19803038863
Authority: DE
Inventors: Richard Allen Manchester N.H. Bridges; Raymond Gerard Cormier; Austin Everett Nashua N.H. Davis; John Harold Nashua N.H. Williams
Original assignee: Nashua Corp
Current assignee: Nashua Corp
Priority date: 1979-10-22
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1981-04-30
Also published as: FR2468150A1; US4304486A; JPS56101157A; AU6244480A; GB2061825A

Description

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UHLANDSTRASSE 14 ο · D 7000 STUTTGART 1

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8. Oktober 198Ο 44 Franklin Street

Nashua, New Hampshire 03060

USA

Elektrofotographisches Kopiergerät, bei welchem an die Entwicklungselektrode ein veränderbares Potential anlegbar ist.

Die Erfindung geht aus von einem elektrofotographischen Kopiergerät mit einer bewegbaren fotoleitenden Oberfläche, auf welcher mit Hilfe eines optischen Systemes, welches das von einer zu kopierenden Vorlage reflektierte Licht einer Beleuchtungsvorrichtung auf der fotoleitenden Oberfläche zu sammeln vermag, ein latentes elektrostatisches Ladungsbild der Vorlage erzeugbar und in einer Entwicklungsstätion, in welcher in geringem Abstand von der fotoleitenden Oberfläche eine Entwicklungselektrode angeordnet ist, zu einem dann in einer Übertragungsstation auf einen dort mit Hilfe einer Zufuhrvorrichtung bereitstellbaren Aufzeichnungsträger übertragbaren Bild entwickelbar ist, bei welchem Kopiergerät die Vorlage durch Bewegen der Beleuchtungsvorrichtung und/oder der Vorlage fortlaufend abtastbar ist und bei welchem an die Entwicklungselektrode ein veränderbares Potential anlegbar ist.

Derartige Kopiergeräte sind bekannt (US-PSn 41 24 295, 41 53 364, 35 63 143, 34 38 705, 39 14 049, 34 38 704, 36 09 038 und 32 79 312). Bei ihnen dient das veränderbare Potential an der Entwicklungselektrode dazu, ein Grauwerden des Hintergrundes einer Kopie zu verhindern. Dieses Grauwerden beruht darauf, dass bei schnellen Kopiergeräten die am stärksten belichteten Stellen der fotoleitenden Oberfläche, welche ihr Licht

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von dem weissen Hintergrund der zu kopierenden Vorlage erhalten, nicht genügend Zeit haben, ihre elektrostatische Ladung abzugeben, was darüberhinaus noch dadurch erschwert wird, dass die Entladungsrate nicht zeitlich konstant ist, sondern zusammen mit der Ladung abnimmt. Es verbleiben somit auch noch an den an sich weissen Stellen gewisse Restladungen, die Tonerteilchen anziehen und dadurch zu einem schmutzig grauen Aussehen des Bildhintergrundes führen. In gleicher Weise erzeugen Vorlagen auf getöntem oder vergilbtem Papier höhere Hintergrundsladungen, die bei den Kopien einen grauen Hintergrund ergeben.

IM diesem Problem entgegenzutreten, ist es bekannt, an der Stelle, an welcher zur Entwicklung des latenten Ladungsbildes geladene Tonerteilchen aufgetragen werden, dicht an der fotoleitenden Oberfläche eine entsprechend geformte Entwicklungselektrode vorzusehen,und diese mit einem Potential vorzuspannen, das die gleiche Polarität aufweist, wie das latente Ladungsbild. Wenn dieses Vorspann-Potential dann dem Betrag nach größer ist als das Potential der Restladungen auf der fotoleitenden Oberfläche, werden die Tonerteilchen nicht von dem Restladungen sondern von der Entwicklungseleketrode angezogen, so dass der Hintergrund der Kopien weiss bleibt.

Das veränderbare Potential der Entwicklungselektrode wird bei den bekannten Einrichtungen mit Hilfe von Fotozellen gesteuert, die das von der Vorlage reflektierte Licht aufnehmen. Da das Restpotential auf der fotoleitenden Oberfläche von der Intensität des auffallenden ,Lichtes abhängt, kann eine Messung der Helligkeit des reflektierten Lichtes, nach entsprechender Eichung während eines Arbeitsspieles, eine relativ zuverlässige

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Anzeige für das bei der gleichen Beleuchtung zu erwartende Restpotential darstellen.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art mußte jedoch sicher gestellt werden, dass die Fotozellen stets ein unbehindertes Blickfeld auf den weissen Hintergrund der Vorlage haben, beispielsweise auf deren Randpartien. Hierdurch wurde entweder ein kompliziertes optisches System benötigt, das eine genaue Ausrichtung des Blickfeldes der Fotozellen mit den betreffenden Stellen der Vorlage gewährleistet, oder jeweils eine ganze Anordnung von Fotozellen, die auf verschiedene Stellen der Vorlage gerichtet sind, so dass der Wahrscheinlichkeit nach wenigstens eine einen unbedruckten Bereich erfaßt. Beide Ausführungsmöglichkeiten haben den Nachteil unverhältnismäßig hohen Aufwandes (US-PSn 41 24 295, 41 53 364 und 35 63 143).

Bei anderen bekannten Vorrichtungen wurde der weisse Hintergrund unabhängig von dem tatsächlich von dem Hintergrund der Vorlage reflektierten Licht durch reflektierende Bezugsstreifen simuliert, was den Nachteil hat, dass dies jeweils nur für einen bestimmten Vorlagentyp möglich ist (US-PSn 34 38 705, 39 14 049 und 34 38 704).

Weitere bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Art erfassen das von der Vorlage reflektierte Licht an einem Punkt vor der Stelle, wo die Vorlage tatsächlich kopiert wird,und noch dazu unmittelbar von der Vorlage, so dass der erfaßte Zustand nicht wirklich der auf die fotoleitende Oberfläche einwirkenden Allgemeinbelichtung entspricht, sondern zu einem anderen Zeitpunkt und aus einer anderen Blickrichtung erfolgt (üS-PSn

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36 09 038 und 32 79 312).

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotographisches Kopiergerät, bei welchem an die Entwicklungselektrode ein veränderbares Potential anlegbar ist, der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Potential der Entwicklungselektrode in einfacher, zuverlässiger und wirksamer Weise mit einem Minimum an Aufwand aus einem leichter zugänglichen bedruckten oder beschriebenen Teil der Vorlage und damit den tatsächlichen Verhältnissen besser entsprechend aus einer Vielzahl von Bereichen unterschiedlicher Schwärzung bestimmt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem diffusen, noch nicht gesammelten Bereich des von der zu kopierenden Vorlage auf die fotoleitende Oberfläche reflektierten Lichtes eine Fotozelle angeordnet ist, dass eine Zeitgebervorrichtung vorhanden ist, mit deren Hilfe feststellbar ist, wann ein vorgegebener mittlerer Bereich der Vorlage gerade durch das Licht der Beleuchtungsvorrichtung abgetastet wird, und dass eine von der Fotozelle und der Zeitgebervorrichtung gesteuerte Spannungsguelle vorgesehen ist, durch welche an die Entwicklungselektrode ein Potential anlegbar ist, dessen Größe von dem Verhältnis der von der Fotozelle aus dem vorgegebenen mittleren Bereich der Vorlage empfangene Lichtmenge zu einem vorgegebenen Standard-Reflexionswert abhängt.

Durch diese Maßnahmen wird die Notwendigkeit vermieden, für die Bestimmung einer passenden Entwicklungselektroden-Vorspannung eine die Einhaltung einer prä-

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zlsen Ausrichtung erfordernde Abfühlung bestimmter isolierter Bereiche der Vorlage ohne Markierungen durchzuführen, und gleichzeitig eine bessere Anpassung an die beim Kopiervorgang tatsächlich an der fotoleitenden Oberfläche herrschenden Lichtverhältnisse erzielt, als es mit speziellen Lichtquellen und optischen Systemen oder mit getrennter Abfühlung vor dem eigentlichen Kopiervorgang möglich wäre.

Da die Fotozelle nicht genau, etwa auf einen weissen Rand der Vorlage, ausgerichtet sein muß, kann sie weiter von der Vorlage entfernt und näher in Richtung auf die fotoleitende Oberfläche hin angeordnet werden, so dass die von der Fotozelle erfaßte Lichtmenge der auf die fotoleitende Oberfläche proj!zierten Lichtmenge besser entspricht. Weiterhin entspringt das auf die Fotozelle auftreffende Licht der gleichen Lichtquelle, wie das Licht des auf der fotoleitenden Oberfläche entworfenen Bildes und die Auswertung erfolgt gleichzeitig mit dem Kopiervorgang, so dass keine Schwierigkeiten hinsichtlich von Intensitätsunterschieden infolge unterschiedlicher Lichtquellen oder unterschiedlicher EinwirkungsZeitpunkte auftreten können.

Der Einfluss der in dem mittleren Vorlagebereich mit abgefühlten Markierungen kann leicht dadurch berücksichtigt werden, dass (a) eine zu erwartende Dichte eines beispielsweise Schreibmaschinentextes abgeschätzt wird, wobei angenommen wird, dass diese in dem betreffenden Vorlagenteil im wesentlichen konstant bleibt, dass (b) ein weisser Standard-Hintergrund definiert wird und dass (c) das Ausgangssignal der Fotozelle für einen solchen Hintergrund mit dieser Dich-

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te bestimmt wird. Hierdurch ist es möglich, die elektronische Schaltung so zu eichen, dass eine Vorspannung erzeugt wird, die einen zufriedenstellenden Kompromiß zwischen einem sauberen Hintergrund und einem ausreichenden Kontrast zwischen den eingefärbten Bereichen und dem Hintergrund darstellt.

Die elektronische Schaltung ermöglicht eine sich zu beiden Seiten eines bestimmten Wertes erstreckenden Bereich von Vorspannungen. Wenn die reflektierte Lichtmenge kleiner ist als der zugehörige Referenzwert, entweder weil der Hintergrund der Vorlage dunkler oder der Text dichter ist, dann erhöht sich der Vorspannungswert entsprechend. Bei einem dunkleren Hintergrund wirkt die höhere Vorspannung der auf der fotoleitenden Oberfläche auftretenden höheren Restspannung entgegen und hält somit den Hintergrund sauber. Im Falle des.höheren Textdichte wirkt die höhere Vorspannung, obwohl sie nicht zur Kompensation einer höheren Hintergrundspannung benötigt wird, in der Weise, dass überschüssige lose Tonerteilchen in den bedruckten Bereichen angezogen werden und somit nicht auf benachbarte Hintergrundsbereiche gelangen und diese vergrauen können. Im umgekehrten Falle, wenn die reflektierte Lichtmenge kleiner ist als der Referenzwert wird sich der Vorspannungswert entsprechend erniedrigen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist an einer Trägerplatte für die Vorlage neben deren Vorderkante ein reflektierender Streifen angebracht, dessen Reflexionsgrad zumindest in einem vorgegebenen Spektralbereich verhältnismäßig hoch ist, vermag die Fotozelle das von dem Streifen reflektierte Licht der Be-

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leuchtungsvorrichtung aufzunehmen und zumindest in dem vorgegebenen Spektralbereich anzusprechen und ist durch die Fotozelle beim Empfang einer vorgegebenen Menge des von dem Streifen reflektierten Lichtes die Zeitgebervorrichtung auslösbar. Ein wesentliches Merkmal eines solchen Kopiergerätes besteht darin, dass die von der Fotozelle angesteuerte elektronische Schaltung bis zu ihrer Auslösung durch das von dem stärker reflektierenden Streifen zurückgeworfene Licht passiv bleibt. Dann aber werden nach Ablauf einer genau bestimmten Zeitspanne die Signale aus dem Textteil der Vorlage an einer Stelle verarbeitet, die einen vorbestimmten Abstand von der Vorderkante der Vorlage aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich ohne weiteren Aufwand durch die Fotozelle beim Empfang einer vorgegebenen Menge des von dem Streifen reflektierten Lichtes die Zufuhrvorrichtung für den Aufzeichnungsträger auslösbar.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch sind in den übrigen ünteransprüchen niedergelegt. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei sich weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispieles,

Fig. 2 Teilansichten der Anordnung nach Fig. 1 in

„. £ verschiedenen Ablaufphasen,

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Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Anordnung der Fotozelle und des ersten Linsenglieds in der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 6 ein elektrisches Schaltdiagramm der elektronischen Steuervorrichtung,

Fig. 7 ein Impulsdiagramm der in der Steuervorrichtung nach Fig. 6 erzeugten Impulse und

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Entwicklerelektroden-Vorspannung von dem Reflexionsgrad der Vorlage.

In Fig. 1 ist ein typisches Fotokopiergerät 11 mit einer Trommel 13 dargestellt, welche eine fotoleitende Oberfläche 15, beispielsweise aus Selen, besitzt und sich in Richtung eines Pfeiles 16 dreht. In unmittelbarer Nähe der fotoleitenden Oberfläche 15 ist eine Aufladungskorona 17 vorgesehen, welche die fotoleitende Oberfläche 15 auf ungefähr +1400 V auflädt. Das Licht einer Beleuchtungsvorrichtung 19, beispielsweise einer Halogen-Quarzlampe, wird durch eine durchsichtige Trägerplatte 21 auf einen begrenzten Oberflächenbereich einer zu kopierenden Vorlage 23 gerichtet. Dabei ist die Beleuchtungsvorrichtung 19 so angeordnet, dass jeweils nur ein dünner Streifen über die Breite der Vorlage 23 belichtet wird. Das auftreffende Licht wird von der Vorlage 23 auf einen ersten Spiegel 25 und dann auf einen zweiten Spiegel 27 reflektiert. Dabei trifft ein Teil des von dem zweiten Spiegel 27 zurückgeworfenen Lichtes auf eine Fotozelle 29 auf. Ein weiterer Teil des von dem zweiten Spiegel 27 zu-

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rückgeworfenen Lichtes wird in einer Spiegellinse 31 fokussiert und auf einen vierten Spiegel 33 geworfen, von wo aus es dann auf die fotoleitende Oberfläche reflektiert wird.

Das auf die fotoleitende Oberfläche 15 auftreffende Licht verursacht an den stärker belichteten Teilen der aufgeladenen fotoleitenden Oberfläche 15 eine entsprechend höhere Leitfähigkeit, so dass die Ladung dort abfliessen kann. Es bildet sich auf diese Weise ein latentes elektrostatisches Ladungsbild auf der fotoleitenden Oberfläche 15, welches der zu kopierenden Vorlage 23 entspricht. Die Beleuchtungsvorrichtung und die Spiegel 25 und 27 sind in Längsrichtung der zu kopierenden Vorlage 23 beweglich, so dass deren gesamte Oberfläche nacheinander belichtet wird. Es kann aber auch bei stationärer Beleuchtungsvorrichtung 19 die Trägerplatte 21 bewegt werden oder es kann eine kombinierte Bewegung dieser Bauteile erfolgen, was jeweils zu dem gleichen Ergebnis führt. Auf diese Weise wird das Bild der zu kopierenden Vorlage 23 kontinuierlich Streifen für Streifen auf die sich synchron dazu bewegende fotoleitende Oberfläche 15 abgebildet.

Die rotierende Trommel 13 transportiert das latente Ladungsbild zu einer Entwicklungsstation 35, wo es mit einer Entwicklerflüssigkeit 37, die negativ geladene Tonerteilchen enthält, in Berührung gebracht und dadurch entwickelt wird. In der Erfcwicklungsstation 35 befindet sich dicht an der fotoleitenden Oberfläche 15 eine Entwicklungselektrode 39, die von einer durch die Fotozelle 29 beeinflußten Steuerschaltung 41 mit einer positiven Vorspannung versehen wird.

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Die Größe dieser positiven Vorspannung wird jeweils von der Intensität des auf die Fotozelle 29 auffallenden Lichtes bestimmt. Die Entwicklungselektrode 39 dient dazu, einer auf der fotoleitenden Oberfläche 15 verbliebenen Restladung in den Bereichen entgegenzuwirken, die dem weissen Hintergrund der Vorlage 23 entsprechen.

Die fotoleitende Oberfläche 15 gelangt mit dem nun entwickelten Bild zu einer Übertragungsstation 42, wo dieses Bild auf einen Aufzeichnungsträger 43 übertragen wird. Der Aufzeichnungsträger 43 wird dabei der Trommeloberfläche zu einem solchen Zeitpunkt und mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt, dass die Vorderkante des Aufzeichnungsträgers 43 der Vorderkante der zu kopierenden Vorlage 23 genau entspricht. Hierzu dient eine Zufuhrvorrichtung 44 für den Aufzeichnungsträger 43, die im wesentlichen aus zwei Registerwalzen besteht, welche über eine durch einen Kupplungsmagneten 45 auslösbare Magnetkupplung antreibbar sind. Der Kupplungsmagnet 45 wird über die Steuerschaltung 41 erregt, wenn diese von der Fotozelle 29 ein Signal entsprechender Größe empfängt.

In Fig. 2 ist die Beleuchtungsvorrichtung 19 zusammen mit-den Spiegeln 25 und 27 in deren Ausgangslage vor der Auslösung eines Kopiervorganges dargestellt. Dabei befindet sich die Beleuchtungsvorrichtung 19 unmittelbar unterhalb einer schwarz eingefärbten Leiste 47, die im wesentlichen kein Licht zurückwirft. Über die Spiegel 25 und 27 gelangt daher kein Licht zu der Fotozelle 29. Diese Ausgangslage hat den Vorteil, dass sie eine vorzeitige Auslösung der Steuer-

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schaltung 41 durch etwaiges auf die Fotozelle 29 gelangendes Streulicht verhindert.

Wenn durch die Bedienungsperson ein Kopiervorgang ausgelöst wird, beginnen sich die Beleuchtungsvorrichtung 19 und der erste Spiegel 25 durch eine hier nicht näher dargestellte Vorrichtung in Längsrichtung der Trägerplatte 21 und der zu kopierenden Vorlage 23 zu bewegen. Im Falle einer 1:1- Wiedergabe bewegen sich die Beleuchtungsvorrichtung 19 und der Spiegel 25 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die fotoleitende Oberfläche 15; wenn dagegen Verkleinerungen oder Vergrösserungen gewünscht werden, müssen die Geschwindigkeitsverhältnisse entsprechend gewählt werden. Der zweite Spiegel 27 bewegt sich ebenfalls in der gleichen Richtung, jedoch mit der halben Geschwindigkeit, so dass der Gesamtweg des von der Vorlage 23 reflektierten Lichtes bis zu der Spiegellinse 31 konstant bleibt, wodurch das Bild der Vorlage 23 auf der Trommeloberfläche 15 stets ordnungsgemäß fokussiert ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird das Licht der Beleuchtungsvorrichtung 19 zu Beginn von einem Streifen 49 hohen Reflexionsvermögens reflektiert, der kurz vor der Vorderkante 51 der Vorlage 23 angeordnet ist und die gleiche Breite aufweist. Der reflektierende Streifen 49 besitzt vorteilhafterweise eine titan-weisse Oberfläche, die in dem sichtbaren Spektrum ein besonders hohes Reflexionsvermögen aufweist, das noch grosser ist als das Reflexionsvermögen der weissen Bereiche üblicher Vorlagen 23.

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Ein Teil des von dem Streifen 49 reflektierten Lichtes gelangt über die Spiegel 25 und 27 auf die Fotozelle 29, die wegen der hohen Lichtintensität ein entsprechend grosses Ausgangssignal an die Steuerschaltung 41 abgibt, welches dann zum Auslösen der Vorspannungserzeugung für die Entwicklerelektrode 39 und zur Erregung des Kupplungsmagneten 45 dient.

In Fig. 4 ist die Beleuchtungsvorrichtung 19 auf ihrer Bewegung unter der Vorlage 23 bis zu einer Stelle gelangt, die ungefähr bei einem Drittel der Gesamtlänge der Vorlage 23 liegt. Sie beleuchtet dort einen dünnen Streifen 52 der Vorlage 23, der in der beschriebenen Weise kontinuierlich auf der fotoleitenden Oberfläche 15 abgebildet wird. Gleichzeitig gelangt ein Teil des von der Vorlage 23 reflektierten Lichtes auf die Fotozelle 29, welche somit Informationen über das Reflexionsvermögen des betreffenden Vorlagenteils an die Steuerschaltung 41 weitergibt, welche dann die erforderliche Vorspannung für die Entwicklungselektrode 39 bestimmt.

Gemäß Fig. 5 ist die Fotozelle 29 auf einem Chassis 53 des Fotokopiergerätes 11 in der Nähe der Spiegellinse 31 angeordnet und in die gleiche Richtung ausgerichtet. Da die Fotozelle 29 diffus reflektiertes Licht empfängt, enthält dieses Licht Bestandteile von allen Bereichen des jeweiligen Streifens 52 der Vorlage 23 und nicht nur das Licht von isolierten Bereichen auf diesem Streifen 52. Hierdurch wird sichergestellt, dass die von dieser einzigen Fotozelle 29 erfaßte Lichtinformation ein zuverlässiges Maß für das mittlere Reflexionsvermögen der Vorla-

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ge 23 darstellt.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vor der Fotozelle 29 ein etwa 25 mm langes Rohr 55 mit einer lichtundurchlässigen Seitenwand 55a angeordnet, das den Sehwinkel der lichtempfindlichen Oberfläche der Fotozelle 29 derart beschränkt, dass nur das von dem zweiten Spiegel 27 herrührende Licht und damit keinerlei Streulicht das Ausgangssignal der Fotozelle 29 beeinflußt. Vor dem Rohr 55 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Filterscheibe 57 angeordnet, welche die Lichtempfindlichkeit der Fotozelle 29 über den in Betracht kommenden Spektralbereich ausgleicht, falls die Fotozelle 29 unerwünschterweise für bestimmte Farben besonders empfindlich ist. Ohne eine solche ausgleichende Filterscheibe 57 würde die Fotozelle 29 bei Markierungen in dieser Farbe besonders stark ansprechen und damit eine zu geringe Entwicklungselektroden-Vorspannung erzeugen, die auf der Kopie dann einen zu dunklen Hintergrund ergeben würde.

In Fig. 6 ist das elektrische Schaltbild der Steuerschaltung 41 dargestellt. Vor der Auslösung eines Kopiervorganges befindet sich diese Schaltung in einem passiven Zustand. Die Fotozelle 29 ist hier ein Darlington-Fototransistor (FTP 400 der Firma Fairchild), dessen Kollektor-Emitter-Strom direkt proportional der auf dessen fotoempfindlichen Oberfläche auftreffenden Lichtmenge ist. Wenn auf die Fotozelle 29 kein Licht auftrifft,_:beispielsweise, wenn die Beleuchtungsvorrichtung sich in der Ausgangslage nach Fig. 2 befindet, ist die Fotozelle 29 nicht-leitend. Wenn jedoch ausreichend Licht auftrifft, um die Fotozelle 29 leitend zu machen, ent-

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steht an zwei Widerständen 59 und 60 eine Spannung, die an einen Eingang B eines Vergleichers 61 gelangt. An einem zweiten Eingang A des Vergleichers 61 befindet sich eine feste Vorspannung, die durch die Betriebsspannung V_DD und zwei Widerstände 62 und 63 bestimmt wird. Solange die Spannung an dem Eingang B kleiner ist als diejenige an dem Eingang Α_χbeträgt die Spannung an einem Ausgang C des Vergleichers 61 OV und die Schaltung bleibt in ihrem passiven Zustand. Die Vorspannung an dem Eingang A ist dabei so hoch gewählt, dass nur die von dem titan-weissen Streifen 49 reflektierte Lichtmenge einen Kollektorstrom die durch die Fotozelle 29 erzeugen kann, der die Spannung an dem Eingang B über diejenige an dem Eingang A anhebt, so dass das Ausgangssignal des Vergleichers von OV auf +23 V springt, wodurch die Schaltung in ihren aktiven Betriebszustand gelangt.

Das + 23 V-Signal schaltet einen monostabilen Multivibrator (MV) 64 ein, der einen etwa 0,8 s langen Impuls erzeugt und dadurch sicherstellt, dass in der kurzen Zeitspanne, in welcher die Fotozelle 29 von dem Streifen 49 belichtet wird, keine Mehrfachimpulse auftreten. Die Vorderkante des Impulses des MV 64 löst drei weitere Taktimpulse von 0,4, 0,7 und 0,25 s Länge an drei weiteren MV 65, 66 und 67 aus (siehe hierzu Fig. 7). Die Hinterkante des Impulses vom MV 66 betätigt noch einen weiteren MV 68, welcher zwei Transistoren 69 und 70 ungefähr 0,5 s lang einschaltet. Hierdurch gelangt ein gleich langer +24 V-Impuls zu dem Kupplungsmagneten 45, der die Zufuhrvorrichtung 44 für den Aufzeichnungsträger 43 auslöst.

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Die Hinterkante des Ausgangsimpulses des MV 67 betätigt einen weiteren.MV 71, der zwei Transistoren 72 und 73 etwa 1,5s lang einschaltet, so dass ein Relais 74 erregt und ein Relais 75 entregt wird. Hierdurch schließt ein Kontakt 74a und öffnet sich ein Kontakt 75a, wodurch die Entwicklungselektrode 39 von einem Reinigungs-Potential von -430 V auf einer Leitung 76 auf eine Betriebs-Vorspannung auf einer Leitung 77 umgeschaltet wird, die zwischen 150 V und 330 V liegt. Die Größe dieser Vorspannung wird dabei durch eine von dem vorhergegangenen Kopiervorgang herrührende Restspannung auf einem Kondensator 78 bestimmt, welche einen Nebenschluß-Spannungsregler 79 vorspannt, der dann anschliessend die EntwicklungseLektroden-Vorspannung passend einreguliert.

Kurz nach der Belichtung der Fotozelle 29 durch den stark reflektierenden Streifen 49 wird diese von dem schwächeren Licht belichtet, das von dem Streifen 52 nach Abtastung des ersten Drittels der Vorlage 23 herrührt. Dieser Lichtwert erzeugt am Kollektor der Fotozelle 29 eine entsprechende Spannung, die über einen Transistor 80 an den Anschluß S eines Feldeffekttransistors (FET) 81 gelangt. Bei Beendigung des 0,4-Sekunden-Impulses vom MV 65 erzeugen zwei Transistoren 82 und 83 an einem Anschluß G des FET 81 einen positiven Impuls, wodurch der FET 81 gerade lange genug eingeschaltet wird, damit der Kondensator 78 sich auf die an dem Anschluß S des FET 81 auftretende Spannung aufladen kann. Dieser neue Spannungswert am Kondensator 78 liegt an einem Eingang D eines Operationsverstärkers 84· des Spannungsreglers 79. Dieser bestimmt dann entsprechend

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der Spannung an dem Kondensator 78 die bei dem betreffenden Kopiervorgang an die Entwicklungselektrode anzulegende Vorspannung und stellt diese entsprechend ein. Je höher dabei die Spannung an dem Kondensator 78 ist, desto höher fällt auch die Vorspannung aus. Die oberen und unteren Grenzen dieser Vorspannung werden von zwei Varistoren 84 und 85 bestimmt, und zwar in dem Ausführungsbeispiel die obere Grenze durch den Varistor 84 auf 330 V und die untere Grenze durch den Varistor 85 auf 150 V.

Bei Beendigung des Impulses vom MV 71 wird das Relais 74 entregt und das Relais 75 erregt, so dass der Kontakt 74a öffnet und der Kontakt 75a schließt und dadurch die Entwicklungselektrode 39 wieder an das Reinigungspotential von - 430 V auf der Leitung 76 gelegt wird. Die Steuerschaltung 41 kehrt wieder in ihren passiven Zustand zurück und ist dann wieder für den nächsten Kopiervorgang bereit. Die Fig. 7 stellt den zeitlichen Ablauf dieser verschiedenen Impulse und Vorgänge dar.

Die Größe der Vorspannung der Entwicklungselektrode 39 in Abhängigkeit von dem auf die Fotozelle 29 fallenden Licht beruht auf einigen Annahmen und darauf gegründeten, experimentell gesicherten Betriebsparametern. Eine dieser Annahmen besteht darin, dass die Mehrheit der zu kopierenden Vorlagen schreibmaschinegeschriebene Texte mit doppeltem Zeilenabstand auf weissem Schreibmaschinenpapier sind. Als Vorlage mit einem weissen Standard-Hintergrund wurde daher ein weisses Schreibmaschinenpapier mit 25 % Baumwollfasern gewählt, beispielsweise das sog.

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Trojan Bond - Radiant White der Firma Eagle Papers. Als Normschrift dient dabei die "Prestige PICA 72 (Legal)" der Fa. IBM zusammen mit einem korrigierbaren Hochleistungs-Farbband der gleichen Firma.

Bei einer so beschriebenen Vorlage sind ungefähr 4 % der Gesamtoberfläche mit Schreibmaschinenzeichen bedeckt. Der Ausnutzungsgrad einer solchen Vorlage, der durch den Ausdruck (R -R)/R gegeben ist, worin R_Q das Reflexionsvermögen des weissen Standard-Hintergrundes und R das in den gleichen Einheiten gemessene Reflexionsvermögen einer unbekannten Vorlage bedeutet, beträgt somit bei einer solchen Standard-Vorlage 4 %. In Fig. 8 sind Versuchsergebnisse für die erforderliche Entwicklungselektroden-Vorspannung in Abhängigkeit von diesem Ausnutzungsgrad wiedergegeben. Sie zeigen, dass eine Entwicklungselektroden-Vorspannung von ungefähr 180 V einen optimal sauberen Hintergrund und einen optimalen Kontrast bei den erstellten Kopien gewährleistet.

Andere Vorlagen haben natürlich ein anderes mittleres Reflexionsvermögen, weil beispielsweise die Papierfarbe, die Textdichte oder auch die Farbstärke des Farbbandes verschieden ist. Bei einer einzeilig geschriebenen Vorlage auf weissem Standard-Hintergrund geht im~ Vergleich zu der Standard-Vorlage ungefähr zweimal soviel reflektiertes Licht verloren, was einem Ausnutzungsgrad von 8 % entspricht. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, dass für eine solche Vorlage eine Vorspannung von 240 V geeignet ist. Wenn der Ausnutzungsfaktor kleiner ist als bei der Standard-Vorlage, weil die Vorlage ein höheres Reflexionsvermögen besitzt, muß eine kleinere Vorspannung als 180 V gewählt werden.

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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt der Vorspannungsbereich zwischen 150 und 330 V.

Ein bestimmter Ausnutzungsfaktor kann durch die Kombination vieler Parameter erreicht werden. Ein Ausnutzungsgrad von 4 %, welcher der Standard-Vorlage entspricht, kann auch durch eine Vorlage erzielt werden,· die eine geringere Textdichte auf einem dunkleren Hintergrund, beispielsweise auf einem farbigen Hintergrund besitzt, oder auch durch eine Vorlage mit grösserer Textdichte auf einem super-weissem Hintergrund mit höherem Reflexionsvermögen.

Die Fotozelle 29, die unabhängig von der Art der reflektierenden Vorlage nur auf eine mittlere reflektierte Lichtmenge anspricht, erzeugt mit der angeschlossenen Steuerschaltung 41 für jeden Betrag des mittleren Reflexionsvermögens eine entsprechende Vorspannung für die Entwicklungselektrode 39. Dabei stellt der Ausnutzungsgrad eine bequeme Möglichkeit dar, das¹ jeweilige, einer bestimmten Vorspannung entsprechende Reflexionsvermögen zu bezeichnen. Im allgemeinen wird das Reflexionsvermögen einer Vorlage stärker von dem Reflexionsvermögen des Hintergrundes beeinflußtals von der Textdichte auf der Vorlage, so dass die Vorspannung der Entwicklungselektrode in erster Linie von dem Hintergrund der zu kopierenden Vorlage 23 bestimmt wird.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weise abgewandelt werden. So können beispielsweise in der Fotozelle beliebige lichtempfindliche Elemente verwendet werden.

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Die Anzahl und die Ausrichtung der Spiegel des optischen Systems sind unkritisch, solange die Fotozelle 29 so angeordnet ist, dass sie sich in einem diffusen Teil des Lichtstrahls befindet. Die elektronische Schaltung für die Erzielung des zeitlichen Ablaufes kann durch verschiedene äquivalente Schaltungen ersetzt werden. Sowohl die Beleuchtungsvorrichtung als auch das optische System und/oder die Trägerplatte für die zu kopierende Vorlage können bewegbar ausgebildet sein, solange sichergestellt ist, dass das Licht zuerst auf einen stark reflektierenden Streifen auftrifft, bevor die eigentliche Vorlage abgetastet wird. Schließlich können sowohl positiv als auch negativ aufgeladene Tonerteilchen verwendet werden, wenn die übrigen Spannungen entsprechend gewählt werden.

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Claims

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Patentansprüche :

Elektrofotographisches Kopiergerät mit einer bewegbaren fotoleitenden Oberfläche, auf welcher mit Hilfe eines optischen Systemes, welches das von einer zu kopierenden Vorlage reflektierte Licht einer Beleuchtungsvorrichtung auf der fotoleitenden Oberfläche zu sammeln vermag, ein latentes elektrostatisches Ladungsbild der Vorlage erzeugbar

und in einer Entwicklungsstation, in welcher in geringem Abstand von der fotoleitenden Oberfläche eine Entwicklungselektrode angeordnet ist, zu einem

dann in einer übertragungsstation auf einen dort mit Hilfe einer Zufuhrvorrichtung bereitstellbaren Aufzeichnungsträger übertragbaren Bild entwickelbar ist,

bei welchem Kopiergerät die Vorlage durch Bewegen der Beleuchtungsvorrichtung und/oder der Vorlage fortlaufend abtastbar ist

und bei welchem an die Entwicklungselektrode ein veränderbares Potential anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem diffusen, noch nicht gesammelten Bereich des von der zu kopierenden Vorlage (23) auf die fotoleitende Oberfläche (15) reflektierten Lichtes eine Fotozelle (29) angeordnet ist, dass eine Zeitgebervorrichtung (64), (65) vorhanden ist, mit deren Hilfe feststellbar ist, wann ein vorgegebener mittlerer Bereich (52) der Vor-

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lage (23) gerade durch das Licht der Beleuchtungsvorrichtung (19) abgetastet wird, und dass eine von der Fotozelle (29) und der Zeitgebervorrichtung (64, 65) gesteuerte Spannungsquelle (76 bis 79) vorgesehen ist, durch welche an die Entwicklungselektrode (39) ein Potential anlegbar ist, dessen Größe von dem Verhältnis der von der Fotozelle (29) aus dem vorgegebenen mittleren Bereich (52) der Vorlage (23) empfangenen Lichtmenge zu einem vorgegebenen Standard-Reflexionswert abhängt.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Standard-Reflexionswert diejenige Lichtmenge ist, die von einer Vorlage (23) mit standardweissem Hintergrund und einem Ausnutzungsgrad von 4 % auf die Fotozelle (29) reflektiert wird.

3. Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene mittlere Bereich (52) der Vorlage (23), von einer Vorderkante (51) der Vorlage (23) aus gesehen, bei einem Drittel einer vorgegebenen Länge der Vorlage (23) liegt.

4. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sehwinkel der Fotozelle (29) durch eine Abschirmung (55) auf einen relativ geringen Betrag begrenzt ist.

5. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4., dadurch gekennzeichnet, dass an einer Trägerplatte

(21) für die Vorlage (23) neben deren Vorderkante (51) ein reflektierender Streifen (49) angebracht

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ist, dessen Reflexionsgrad zumindest in einem vorgegebenen Spektralbereich verhältnismäßig hoch ist,

dass die Fotozelle (29) das von dem Streifen (49) reflektierte Licht der Beleuchtungsvorrichtung (19) aufzunehmen und zumindest in dem vorgegebenen Spektralbereich anzusprechen vermag,

durch
und dass/die Fotozelle (29) beim Empfang einer vorgegebenen Menge des von dem Streifen (49) reflektierten Lichtes die Zeitgebervorrichtung (64), (65) auslösbar ist.

6. Kopiergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Fotozelle (29) beim Empfang einer vorgegebenen Menge des von dem Streifen (49) reflektierten Lichtes die Zufuhrvorrichtung (44, 45) für den Aufzeichnungsträger (43) auslösbar ist.

7. Kopiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrvorrichtung (44, 45) für den Aufzeichnungsträger (43) über ein elektrisches Verzögerungsglied (66) auslösbar ist.

8. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotozelle (29) neben einem ersten Linsenglied (31) des optischen Systemes (25, 27, 31, 33) im diffusen Bereich des von der Vorlage (23) bzw. von dem Streifen (49) reflektierten Lichtes angeordnet ist.

9. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (41)

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ein von der Fotozelle (29) gesteuertes Schwellwertglied (61 bis 63) aufweist, das beim überschreiten eines der von dem Streifen (49) reflektierten Lichtmenge entsprechenden Schwellwertes ein Auslösesignal fen C) für die Zeitgebervorrichtung (64, 65) bzw. die Zufuhrvorrichtung (44, 45) für den Aufzeichnungsträger (43) abzugeben vermag.

10. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Fotozelle (29) eine optische Filterscheibe (57) angebracht ist.

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