DE3109812C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind elektrofotografische Verfahren der gattungsgemäßen Art bekannt, bei denen auf einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial, welches zuvor von einer Ladeeinrichtung aufgeladen worden ist, ein einer zu reproduzierbaren Vorlage entsprechendes Ladungsbild in einem wählbaren Abbildungsmaßstab erzeugt und anschließend in ein sichtbares Bild entwickelt wird. Eine Veränderung des Abbildungsmaßstabs wird bei dem bekannten Verfahren herbeigeführt, indem das Aufzeichnungsmaterial in Abhängigkeit von dem jeweils gewählten Abbildungsmaßstab mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt wird.

Es hat sich gezeigt, daß die genannte Änderung der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials zu einer solchen Veränderung der Bilderzeugungsbedingungen führt, daß in den entwickelten Bildern eine Schleierbildung auftritt, worunter die Qualität der erzeugten Bilder entsprechend leidet. Es wurden daher bereits Überlegungen angestellt, entsprechend der Lehre der DE-OS 28 07 317 vor der Erzeugung des der Vorlage entsprechenden Nutzladungsbildes in einem geänderten Abbildungsmaßstab ein Testladungsbild zu erzeugen, das Potential des Testladungsbilds mittels eines Detektors zu erfassen und anhand des Ausgangssignals des Detektors sowohl die Aufladungsmenge als auch die Belichtungsmenge solange nachzustellen, bis eine befriedigende Bildqualität erreicht ist. Es wurde indes gefunden, daß in der Praxis häufig eine sehr große Zahl von Testladungsbildern erzeugt werden müssen, bis die gewünschte Bildqualität erreicht ist; darüber hinaus ist der Steuerungsaufwand infolge der mehreren nachzustellenden Bilderzeugungsparameter relativ hoch.

Es wurde daher ferner erwogen, bei einer Änderung des Abbildungsmaßstabs die Belichtungsstärke des Aufzeichnungsmaterials zu ändern, indem die Blendenöffnung eines Abbildungsobjektivs in Übereinstimmung mit dem jeweils gewählten Abbildungsmaßstab verstellt wird. Da diese Blende auch zur Einstellung des Schwärzungsgrads der erzeugten Bilder dient, ist jedoch ein komplizierter und aufwendiger Mechanismus erforderlich, um zu verhindern, daß eine Maßstabsänderung nicht auch zu einer ungewollten Änderung des Schwärzungsgrads führt.

Schließlich wurde bereits überlegt, die bei einer Maßstabsänderung auftretende Schleierbildung durch geeignete Änderung einer Entwicklungsvorspannung zu verhindern. Jedoch können auf diese Weise nur relativ geringe Änderung der Bilderzeugungsbedingungen kompensiert werden, so daß der erzielbare Maßstabsbereich relativ stark eingeschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß mit geringstmöglichem Aufwand und ohne wesentliche Verzögerungszeit auch bei einer Änderung des Abbildungsmaßstabs eine korrekte Bilddichte erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß wird erreicht, daß in der Regel bereits mit dem ersten Testladungsbild die jeweils zugeordneten Sollwerte des Potentials des Aufzeichnungsmaterials erreicht werden, bei denen eine schleierfreie Bilderzeugung im betreffenden Abbildungsmaßstab erzielbar ist; der Bilderzeugungsvorgang ist folglich auch bei einer Änderung des Abbildungsmaßstabs kaum nennenswert verzögert. Da erfindungsgemäß ferner lediglich ein Betriebsparameter, nämlich der Speisestrom der Ladeeinrichtung, bei einer Änderung des Abbildungsmaßstabs anzupassen ist, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren schließlich noch dadurch aus, daß der steuerungstechnische Aufwand relativ gering ist, so daß eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit wenigen Schaltungselementen realisierbar ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einem schematischen Schnitt ein Reproduktionsgerät in Form eines elektrofotografischen Kopiergeräts zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 2 auf die Belichtungsstärke bezogene Potentialverläufe bei verschiedenen Abbildungsmaßstäben,

Fig. 3 anhand eines Blockschaltbilds den Aufbau einer Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, und

Fig. 4 auf die Speisestromstärke einer Ladeeinrichtung bezogene Potentialverläufe bei verschiedenen Abbildungsmaßstäben.

Gemäß Fig. 1 weist ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Kopiergerät ein trommelförmiges Aufzeichnungsmaterial 1 auf, welches sich in der mit einem Pfeil angegebenen Richtung mit einer von dem jeweils gewählten Abbildungsmaßstab abhängenden Geschwindigkeit dreht und einen dreischichtigen Aufbau aus einem elektrisch leitenden Substrat, einer auf diesem ausgebildeten fotoleitfähigen Schicht sowie aus einer letztere bedeckenden Oberflächenisolierschicht aufweist. Für nähere Einzelheiten wird auf die US-PS 36 66 363 verwiesen, in der ein derartiges Aufzeichnungsmaterial beschrieben ist.

Auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 wird ein einer Vorlage entsprechendes Ladungsbild mittels der Gleichstromkoronaentladung eines ersten Koronaentladers, der Wechselstromkoronaentladung eines zweiten Koronaentladers, der bildmäßigen Belichtung mit dem Vorlagenbild und der Totalbelichtung auf dem Aufzeichnungsmaterial wird mittels einer Entwicklungseinrichtung 5 entwickelt und das entwickelte Bild unter dem Einfluß eines mittels eines Entladers 7 erzeugten elektrischen Felds auf ein Bildempfangsmaterial 6 übertragen. Das Bildempfangsmaterial 6 wird nach Übertragung des entwickelten Bilds mittels einer Trennwalze 8 von dem Aufzeichnungsmaterial abgelöst und einer nicht gezeigten Fixiereinrichtung zugeführt, in der das Bild fixiert wird. Damit ist die Bildreproduktion abgeschlossen. Das Aufzeichnungsmaterial 1 wird mittels einer Reinigungseinrichtung 9 von restlichem Toner gereinigt und ist damit für den nachfolgenden Aufzeichnungsvorgang wieder bereit.

Bei dem vorstehend beschriebenen Kopiergerät ist eine bekannte Potentialmeßeinrichtung 10 stromab eines Koronaentladers 3 zur Messung des elektrischen Potentials des auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugten Ladungsbilds 1 angeordnet. Die Potentialmeßeinrichtung 10 mißt ein Ladungspotential V _D des Aufzeichnungsmaterials 1 und ein Ladungsbildpotential V _L, das einer weißen Vorlage bei abgeschalteter Vorlagenbelichtungslampe 4 entspricht. Die gemessenen Istwerte werden einer nachstehend näher beschriebenen Steuerschaltung 11 zur Ausbildung eines Ladungsbilds vorbestimmten Potentials auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 zugeführt. Anders ausgedrückt heißt das, daß die vorstehend genannten Werte V _D und V _L von der Steuerschaltung 11 derart gesteuert werden, daß sie Sollwerte erreichen, indem die Stärke der dem ersten und dem zweiten Koronaentlader 2 und 3 zugeführten Ströme in Abhängigkeit von den gemessenen Werten verändert wird. Wenn die Werte V _D und V _L die Sollwerte erreicht haben, wird das Bild der Vorlage zur Ladungsbilderzeugung auf das Aufzeichnungsmaterial 1 projiziert, so daß auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 ein Ladungsbild mit vorbestimmtem Potential erzeugt wird. Die an die Koronaentlader 2 und 3 angelegte Spannung wird dabei durch Verändern der Ausgangsspannung eines Hochspannungstransformators über die Steuerschaltung 11 verändert.

Die Erzeugung von hellen und dunklen Bereichen bzw. von entsprechenden Potentialen auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 erfolgt dabei derart, daß der dunkle Bereich (schwarze Vorlage) unter Auslassung einer Belichtung und der helle Bereich (weiße Vorlage) mittels einer Totalbelichtung ausgebildet werden. Die an den ersten und den zweiten Koronaentlader 2 und 3 anzulegenden Spannungen werden variiert, bis die mit Hilfe der Potentialmeßeinrichtung 10 gemessenen Istwerte vorbestimmten Werten entsprechen; die Vorlage wird nach der Erzeugung dieses Testladungsbilds zum erstenmal tatsächlich auf das Aufzeichnungsmaterial 1 zur Ausbildung eines Nutzladungsbilds projiziert, wenn ein Ladungsbild mit geeignetem Potential erzielt wurde.

Durch Erzeugung eines oder mehrerer solcher Testladungsbildet ist es möglich, ein Nutzladungsbild mit einem vorbestimmten Potential selbst dann zu erzeugen, wenn die atmosphärischen Bedingungen oder die Empfindlichkeitscharakteristik des Aufzeichnungsmaterials 1 sich verändern. Das entsprechende Steuerverfahren ist in der DE-OS 29 34 337 beschrieben, auf die für weitere Einzelheiten verwiesen wird.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Potentialsteuerverfahren näher beschrieben, wobei als Beispiel ein Abbildungsmaßstab a angenommen wird. Der Betrieb beginnt dabei mit dem Niederdrücken einer Wähltaste vor dem Kopierbetrieb, um den Abbildungsmaßstab a einzustellen.

Wenn der Abbildungsmaßstab a eingestellt ist, werden die Potential-Sollwerte für dunkle und helle Bereiche (Potentiale, die diese Bereiche vor Beginn der Reproduktion auf entsprechende Werte bringen sollen) zuvor auf Sollwerte V _D0a und V _L0a eingestellt. Vor Beginn der Vorlagenbelichtung werden dem ersten und zweiten Koronaentlader 2 bzw. 3 zur Ausbildung eines Testladungsbilds mit dunklen und hellen Bereichen auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 entsprechende Ströme zugeführt. Als anfängliche Speiseströme für den ersten und den zweiten Koronaentlader werden Speiseströme I _p1a und I _s1a vorbestimmter Stärke zugeführt. Mit diesen Speiseströmen erfolgt anschließend eine Steuerung, wenn die Potentiale in den dunklen und hellen Bereichen entsprechende Werte V _D1a und V _L1a annehmen, indem die Hochspannungsausgangsströme des ersten und des zweiten Koronaentlader 2 und 3 derart geändert werden, daß der Unterschied zwischen V _D0a und V _D1a und auch der Unterschied zwischen V _L0a und V _L1a zu Null werden.

Werden die Speisestromstärken für den ersten und den zweiten Koronaentlader zu diesem Zeitpunkt mit I _p2a und I _s2a bezeichnet, so lauten die Steuergleichungen zum Ermitteln der Speisestromstärken I _p2a und I _s2a wie folgt:
I _p2a =α _1a (V _D0a -V _D1a ) +α _2a (V _L0a -V _L1a )+I _p1a
I _s2a =b _1a (V _D0a -V _D1a ) +β _2a (V _L0a -V _L1a )+I _s1a
wobei a _1a , α _2a , β _1a und β _2a entsprechende Steuerfaktoren bezeichnen, die in Abhängigkeit von den Charakteristika des verwendeten Aufzeichnungsmaterials 1 zu bestimmen sind.

Die Potentialsteuerung zum n-ten Zeitpunkt bzw. beim n-ten Testladungsbild läßt sich mit den folgenden allgemeinen Gleichungen beschreiben:
I _p(n+1)a =α _1a (V _D0a -V _Dna )+α _2a (V _L0a -V _Lna )+I _pna
I _s(n+1)a =b _1a (V _D0a -V _Dna )+β _2a (V _L0a -V _Lna )+I _sna

Durch Wiederholung der Potentialsteuerung in der vorstehend beschriebenen Weise lassen sich die Potentiale auf die gewünschten Sollwerte bringen.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Potentialsteuerung Abbildungsmaßstäbe b oder c gewählt werden, ist es ausreichend, die Variable a in den vorstehenden Gleichungen durch b oder c zu ersetzen. Der Abbildungsmaßstab b bezeichnet hierbei die Standardvergrößerung, d. h. den Maßstab 1 : 1, wobei dann der Abbildungsmaßstab a eine Vergrößerung und der Abbildungsmaßstab c eine Verkleinerung bedeuten. Anders ausgedrückt, stehen die Abbildungsmaßstäbe in der Beziehung a < b < c. Werden die jeweiligen Geschwindigkeiten des Aufzeichnungsmaterial 1 mit Sa, Sb und Sc bezeichnet, so ist entsprechend der vorstehend genannten Beziehung die Beziehung zwischen diesen Geschwindigkeiten wie folgt: Sc < Sb < Sa. Damit ergeben sich die folgenden Ungleichungen:
I _p1a < I _p1b < I _p1c
I _s1a < I _s1b < I _s1c

Hinsichtlich der Entwicklungsfähigkeit der Entwicklungseinrichtung wird z. B. vorzugsweise der Wert V _D0 als einer der Potential-Sollwerte in Beziehung zu der Ungleichung V _D0a < I _D0b < I _D0c durch Variation von z. B. der Entwicklungsvorspannung oder der Tonerhaftqualität festgelegt, so daß die Entwicklungsfähigkeit geringer wird, wenn die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials zunimmt. Weiterhin können die Korrekturfaktoren α₁, α₂, β₁, b₂ in Abhängigkeit von den Beziehungen zwischen dem Aufzeichnungsmaterial 1 und anderen Konstanten, die von diesen Korrekturfaktoren abweichen, geeignet gewählt werden.

Fig. 2 zeigt die Potentialverläufe für jeden der Abbildungsmaßstäbe a, b und c. Wenn die Stromstärkewerte der Speiseströme I _p(n+1), und I _s(n+1) für jeden der Abbildungsmaßstäbe a, b und c für eine gewisse definierte Zahl gespeichert werden, so daß sie die anfänglichen Stromstärkewerte für die nachfolgende Potentialsteuerung bilden können, dann kann die Steuerungsgenauigkeit verbessert werden.

Wird die Potentialsteuerung durchgeführt, indem nur ein einziger der Faktoren I _p1, I _S1, α₁, α₂, β₁ und β₂ für jeden der Potentialverläufe a, b und c verändert wird, dann unterscheiden sich die Werte V _D0 und V _L0 bei jedem der Abbildungsmaßstäbe, was zur Folge hat, daß ein langes Zeitintervall benötigt wird, bis von der anfänglichen Testladungsbilderzeugung ausgehend die Sollwerte erreicht werden, so daß keine rasche Steuerung möglich ist.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels zur Durchführung des Verfahrens.

Bedient ein Benutzer das Kopiergerät bei einem durch die Kurve a gemäß Fig. 2 dargestellten Abbildungsmaßstab, so wird zuerst aus der Schaltergruppe 12 ein Schalter 12 a für die Betriebsart "a" ausgewählt und betätigt. In Verbindung mit der Auswahl des Schalters 12 a wird eine Anfangsstromeinstellschaltung 13 betätigt und in einer Weise eingestellt, daß sie Ausgangsströme nach Maßgabe des Schalters 12 a abgibt. Damit ist der anfängliche Speisestrom als I _p für den ersten Koronaentlader 2 und als I _s für den zweiten Koronaentlader 3 bestimmt, so daß ein Testladungsbild mit hellen und dunklen Bereichen mittels dieser Ströme I _p und I _s , die nahe den Sollwerten liegen, erzeugt wird.

Die den hellen und dunklen Bereichen entsprechenden Potentiale V _D1a und V _L1a des auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 ausgebildeten Ladungsbildmusters werden mittels der Potentialmeßeinrichtung 10 ermittelt. In Abhängigkeit von diesen ermittelten Istwerten wird das Ausgangssignal eines Hochspannungstransformators 15 mit Hilfe einer Einstellschaltung 14 derart gesteuert, daß die Potentiale auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 die Sollwerte V _D0a und V _L0a annehmen können. Die Ausgangsströme des Hochspannungstransformators 15 sind mit I _p2a und I _s2a bezeichnet, wenn die Potentiale die Sollwerte erreicht haben. Die Stromstärkewerte werden in einer Halteschaltung 16 gespeichert, so daß sie als Ausgangssignale während des folgenden Kopiervorgangs und als anfängliche Stromstärkewerte für die nachfolgende Steuerung verwendbar sind.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Steuereinrichtung wird durch Betätigung des Schalters 12 a der Potentialverlauf a für den Abbildungsmaßstab a erhalten. Für die Abbildungsmaßstäbe b oder c werden die Schalter b oder c betätigt, womit der Potentialverlauf b oder der Potentialverlauf c eingestellt wird.

Im Ausführungsbeispiel besteht das Aufzeichnungsmaterial 1 aus dem Substrat, der fotoleitfähigen Schicht und der Oberflächenisolierschicht, d. h. es ist dreischichtig. Jedoch kann auch ein zweischichtiger Aufbau mit einer elektrisch leitenden und einer fotoleitfähigen Schicht verwendet werden, wobei sich durch Steuerung der Aufladung vor der eigentlichen Belichtung gleiche Wirkungen erzielen lassen.

Wie vorstehend ausgeführt, kann das Potential des Aufzeichnungsmaterials 1 auch bei Änderung der Verfahrensgeschwindigkeit infolge einer Änderung des Abbildungsmaßstabs auf einen vorbestimmten Kontrast geregelt werden. Damit kann die zum Einstellen der anfänglichen Bedingungen benötigte Zeit stark verkürzt werden.

Da bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel jedem der Koronaentlader elektrische Speiseströme in Abhängigkeit von dem Vergrößerungsverhältnis für eine Bildwiedergabe mit verändertem Abbildungsmaßstab zugeführt werden, die zu nahe bei den Sollwerten liegenden Ladungsbildpotentialen führen, kann die für die Potentialsteuerung benötigte Zeit wirkungsvoll verkürzt werden. Da die Potentialsteuerung zusätzlich bei jeder Abbildungsmaßstabsveränderung erfolgt, läßt sich eine hohe Bildqualität erzielen.

Im allgemeinen tritt dann, wenn die Entwicklungseigenschaften konstant bleiben und sich die Verfahrensgeschwindigkeit ändert, die Tendenz auf, daß die Entwicklungsfähigkeit um so größer ist, je geringer die Verfahrensgeschwindigkeit ist, oder umgekehrt, daß die Entwicklungsfähigkeit um so geringer ist, je höher die Verfahrensgeschwindigkeit ist. Dementsprechend werden die jedem Abbildungsmaßstab zugeordneten Potential-Sollwerte und Anfangs-Speiseströme beispielsweise unter Inbetrachtziehung der Entwicklungseigenschaften gewählt.

In Fig. 4 ist diejenige Beziehung zwischen Speisestrom und Potential graphisch dargestellt, die den Sollwerten der Speiseströme für den ersten und den zweiten Koronaentlader bei Verfahrensgeschwindigkeiten von 270 mm/s bzw. 180 mm/s am nächsten kommt. Die Grafik zeigt einen Vergleich der Strom-zu-Potential-Eigenschaften bei verändertem Abbildungsmaßstab und beim Maßstab 1 : 1, wobei die Verfahrensgeschwindigkeit von 270 mm/s dem Maßstab 1 : 1 und die andere Verfahrensgeschwindigkeit von 180 mm/s einer Maßstabsverkleinerung entsprechen. Aus der graphischen Darstellung geht hervor, daß die durch Multiplikation mit 180/270, d. h. mit ungefähr 0,67 erhaltene Verfahrensgeschwindigkeit im wesentlichen der Strom-zu-Spannungs-Charakteristik bei 180 mm/s entspricht. Daraus wird deutlich, daß auch bei verändertem Abbildungsmaßstab auf dem Aufzeichnungsmaterial 1 ein geeignetes Potential erzielbar ist.

Bei einer innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls erfolgenden Reproduktion mit verändertem Abbildungsmaßstab muß die Potentialsteuerung nicht von neuem erfolgen, wenn die Potentialsteuerung einmal bei der Wiedergabe im Maßstab 1 : 1 erfolgt ist und die jeweiligen Speisestromstärken zur Erzielung der Potentialsollwerte V _D0 und V _L0 für ein definiertes Zeitintervall gehalten werden. Damit kann die zum Erzeugen der anfänglichen Kopie bei verändertem Abbildungsmaßstab benötigte Zeit verkürzt werden. Die Potentialsteuerung muß folglich nicht bei jeder Bilderzeugung erfolgen. Die Speicherung der Stromstärkewerte kann mit Hilfe eines Analogspeichers mit einem Kondensator usw. oder mittels eines Digitalspeichers erfolgen. Die geeignete Speicherzeit kann beliebig gewählt und z. B. unter Berücksichtigung der Häufigkeit der Benutzung des Geräts, der Umgebungsveränderungen und dgl. festgelegt werden. Geeigneterweise beträgt sie im allgemeinen 30 min bis wenige Stunden.

Claims (2)

1. Elektrografisches Verfahren, bei dem auf einem mittels einer Ladeeinrichtung aufgeladenen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial ein einer Vorlage entsprechendes Ladungsbild in einem wählbaren Abbildungsmaßstab erzeugt und anschließend entwickelt wird, wobei das Aufzeichnungsmaterial mit einer dem jeweils gewählten Abbildungsmaßstab entsprechenden Geschwindigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung eines Testladungsbilds für die einzelnen wählbaren Abbildungsmaßstäbe jeweils unterschiedliche, dem jeweils gewählten Abbildungsmaßstab zugeordnete Potential- Sollwerte festgelegt werden,
daß der Ladeeinrichtung mit der Wahl eines Abbildungsmaßstabes ein diesem Maßstab zuzuordnender Speisestrom solcher Stromstärke zugeführt wird, daß bei der Erzeugung des Test- Ladungsbildes näherungsweise die festgelegten Potential- Sollwerte erreicht werden,
und daß die damit erreichten Potential-Istwerte des Testladungsbildes erfaßt, mit den festgelegten Sollwerten verglichen werden und - gegebenenfalls durch mehrmaliges Wiederholen der Erzeugung von Test-Ladungsbildern - die Speisestromstärke der Ladeeinrichtung solange nachgesteuert wird, bis die festgelegten Potential-Sollwerte erreicht sind.

2. Elektrofotografisches Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Erreichen der festgelegten Potential-Sollwerte eingestellte Wert der Speisestromstärke der Ladeeinrichtung gespeichert wird und daß zur Erzeugung eines einer Vorlage entsprechenden Ladungsbilds in einem Abbildungsmaßstab, für den innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums durch Erzeugen der Test-Ladungsbilder die festgelegten Potential-Sollwerte bereits erreicht worden sind, anstelle der nochmaligen Erzeugung der Test-Ladungsbilder sogleich das der Vorlage entsprechendes Ladungsbild erzeugt wird, wobei der Ladeeinrichtung ein Speisestrom mit der dem gespeicherten Wert entsprechenden Speisestromstärke zugeführt wird.