DE3601549A1

DE3601549A1 - Elektrophotographisches verfahren

Info

Publication number: DE3601549A1
Application number: DE19863601549
Authority: DE
Inventors: Kazuo Nara Maeyama; Syoichi Yamatokoriyama Nara Nagata; Masatsugu Nakamura; Kunio Nara Ohashi; Tadashi Nara Tonegawa; Kazuki Yao Osaka Wakita
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1986-07-24
Also published as: JPS61170775A

Description

Elektrophotographisches Verfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren und insbesondere ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium und zur übertragung des
Bildes auf ein Übertragungsmaterial.

\ « / Im allgemeinen wird in einem elektrostatischen Photokopiergerät oder einem Laser-Drucker nach dem gleichmäßigen Aufladen auf einem Aufzeichnungsmedium, das

eine photoleitfähige Schicht aufweist, etwa einer Photorezeptor-Trommel, ein elektrostatisches latentes Bild gebildet. Das latente Bild wird mit Hilfe eines Toners entwickelt, und das entwickelte Bild wird auf ein Übertragungsmaterial, etwa auf Kopierpapier, über-

tragen. Nach der Bildübertragung wird der nicht benötigte Toner, der noch auf dem Aufzeichnungsmedium zurückgeblieben ist, entfernt.

Ein anorganisches photoleitfähiges Material wie Selen,
Cadmiumsulfid oder Zinkoxid oder ein organisches photoleitfähiges Material wie PVK oder TNF etc. wird als photoleitfähiges Material verwendet, das in der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmediums eingesetzt wird. Die vorstehenden Materialien sind mit den
Nachteilen geringer Lichtempfindlichkeit, niedriger spektraler Empfindlichkeit, kleinem Signal/Rausch-Verhältnis, geringer Haltbarkeit und schädlicher Wirkung gegenüber dem menschlichen Körper behaftet. Andererseits weist ein photoleitfähiges Material wie

amorphes Silicium solche Vorteile wie hohe Lichtempfindlichkeit, große Haltbarkeit, Freiheit von Schadstoffen für den menschlichen Körper auf. Das photoleitfähige Material, wie amorphes Silicium, hat jedoch den folgenden Nachteil. Wenn die Aufladung mittels Corona-Entladung und die Belichtung wiederholt durchgeführt werden, fällt das Potential der Oberflächenladung des Aufzeichnungsmediums bei der zweiten und den folgenden Operationen im Vergleich zu dem Potential der Oberflächenladung bei der ersten Operation ab, wodurch die Dichte des übertragenen Bildes auf dem Kopierpapier nicht gleichmäßig werden kann und ebenfalls sich dieses Bild nicht deutlich auf das Kopierpapier übertragen

läßt.
15

Fig. 1 zeigt eine schematische Längsschnitt-Ansicht eines herkömmlichen elektrophotographischen Kopiergeräts und stellt damit ein elektrophotographisches Verfahren nach dem Stand der Technik dar. In Fig. 1

²^ wird eine zylindrische Photorezeptor-Trommel 1 als Aufzeichnungsmedium benutzt; sie weist eine photoleitfähige Schicht, etwa aus amorphem Silicium, auf. Eine Corona-Entladungsapparatur wird als Hauptladegerät 2 zum gleichmäßigen Aufladen der Oberfläche der Photo-

" rezeptor-Trommel 1 mit einer vorher festgelegten Polarität eingesetzt. Ein mehrere Linsen umfassendes optisches System 3 wird zum Fokussieren eines reflektierten Bildes eines Originals etc. benutzt. Eine Entwicklungsvorrichtung 4 dient zum Entwickeln des auf der Photorezeptor-Trommel 1 gebildeten elektrostatischen latenten Bildes mittels eines Toners. Ein Ladegerät 5 wird zur Übertragung des entwickelten Bildes auf das Kopierpapier 6 verwendet. Eine Reinigungsvorrichtung 7 dient zum Entfernen des restlichen Toners auf der Oberfläche

der Photorezeptor-Trommel 1. Eine Photo-Entladevorrichtung 8 wird zum gleichmäßigen Entladen der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 eingesetzt.

In dem oben beschriebenen Kopiergerät werden nach Durchführung des Aufladens mittels des Corona-Hauptladegeräts 2 und der Belichtung mittels des optischen Systems 3 im Überschuß gebildete Phototräger im Schweifbereich des Bandes eingefangen. Wenn man die Phototräger lange Zeit allein läßt, rekombinieren diese Träger, oder sie rekombinieren, nachdem sie bis zu einem Band getrieben wurden; hierdurch verschwinden sie. Wenn jedoch das Aufladen und das Belichten auf der Photorezeptor-Trommel 1 wiederholt durchgeführt werden, gehen die eingefangenen Träger mit einer der Oberflächenladung der Photorezeptor-Trommel 1 entgegengesetzten Polarität beim Laden mittels des Corona-Hauptladegeräts 2 infolge des zweiten oder stärkeren elektrischen Feldes durch das getriebene Band oder den Schweif des Bandes hindurch, und hierdurch wird die Oberflächenladung der Photorezeptor-Trommel gelöscht, da in dem amorphen Silicium sowohl Elektronen als auch positive Löcher beweglich sind. Aufgrunddessen fällt das Oberflächenpotential der Photorezeptor-Trommel ab, und das Bild läßt sich nicht deutlich oder gleichmäßig auf das Kopierpapier übertragen.

Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographxsches Verfahren verfügbar zu machen, bei dem ein Abfall des Ladungspotentials verhindert werden kann und ein Bild stets deutlich und gleichmäßig auf ein Übertragungsmaterial übertragen werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durch ein elektrophotographisches Verfahren gelöst, das einen Aufladungsschritt, einen Belichtungsschritt, einen Entwicklungsschritt, einen Übertragungsschritt und einen Reinigungsschritt auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer photoleitfähigen Schicht umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß es weiterhin einen Schritt des Vorladens und einen Photoentladungsschritt mit der der Polarität des Aufladungs-Schrittes entgegengesetzten Polarität umfaßt, wodurch dieses elektrophotographische Verfahren einen Abfall des Ladungspotentials zu vermeiden und ein Bild stets deutlich und gleichmäßig auf ein Übertragungsmaterial

zu übertragen vermag.
15

Der oben beschriebene Effekt kann insbesondere dann weiter verbessert werden, wenn amorphes Silicium als photoleitfähige Schicht verwendet wird.

'D 20 Fig. 1 zeigt eine schematische Längsschnitt-Ansicht ~ eines herkömmlichen elektrophotographischen Kopiergeräts nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine schematische Längsschnitt-Ansicht um eine Photorezeptor-Trommel einer Ausführungsform eines elektrophotographischen Kopiergeräts zur Durchführung des elektrophotographischen Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 3 zeigt eine schematische Längsschnitt-Gesamtansicht des in Fig. 2 dargestellten elektrophotographischen Kopiergeräts.

Fig. 2 zeigt eine schematische Längsschnitt-Ansicht um die Photorezeptor-Trommel 1 einer Ausführungsform eines elektrophotographischen Kopiergeräts zur Durchführung des elektrophotographischen Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 sind zur Bezeichnung der gleichen Teile wie in der Fig. 1 die gleichen Bezugszahlen verwendet, so daß auf die Erläuterung dieser Teile im Folgenden verzichtet wird.

Entsprechend der Fig. 2 umfaßt eine Ausführungsform eines elektrophotographischen Kopiergeräts zur Durchführung des elektrophotographischen Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eine zylindrische Photorezeptor-Trommel 1, die sich in Pfeilrichtung dreht, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 besteht aus einem photoleitfähigen Material wie amorphem Silicium. Zunächst wird die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel gleichmäßig mit einer vorher festgelegten Polarität aufgeladen. Als nächstes wird das von dem mit einer Belichtungslampe bestrahlten Original reflektierte Licht durch ein optisches System 3 auf die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 fokussiert, und die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 wird dem reflektierten Licht ausgesetzt. Dabei wird ein elektrostatisches latentes Bild eines Originals auf der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 erzeugt. Das auf der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 erzeugte latente Bild wird mittels einer Entwicklungsvorrichtung 4 mit Toner entwickelt.

Das entwickelte Bild (das Toner-Bild) wird mittels eines Ladegeräts 5 zur übertragung auf ein Kopierpapier 6 übertragen. Zur Wiederbenutzung der Photorezeptor-Trommel 1 wird der auf der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 verbliebene Toner mit Hilfe einer Reinigungsvorrichtung 7 entfernt.

Das Kopiergerät ist weiter ausgerüstet mit einem ersten, aus einer Halogen-Lampe bestehenden Photo-Entladegerät 8, einem Corona-Vorladegerät 9 sowie einem zweiten, aus einer Halogen-Lampe bestehenden Photo-Entladegerät 10, die um die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel herum angeordnet sind. Die Photo-Entladegeräte

8 und 10 und das Corona-Vorladegerät 9 haben jeweils eine langgestreckte Form und erstrecken sich parallel zur Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1. Die Photo-Entladegeräte 8 und 10 i^erden jeweils so betrieben, daß sie möglichst Licht auf die entsprechenden Teile der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 einstrahlen.

Bevor das obige Verfahren erneut durchgeführt wird, ^5 wird der dem Photo-Entladegerät 8 zugewandte Teil der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 mit dem Licht des Photo-Entladegeräts 8 bestrahlt und durch dieses entladen. Wenn dieser betreffende Teil dem Vorladegerät

9 gegenüber zu liegen kommt, wird dieser Teil der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 vor dem Laden mittels des Corona-Hauptladegeräts 2 durch die Corona des Corona-Vorladegeräts 9 mit einer Polarität aufgeladen, die derjenigen des Corona-Hauptladegeräts 2 entgegengesetzt ist, wodurch die im Schweif des Bandes verbliebenen Träger verschwinden. Darüber hinaus wird die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 durch das zweite Photo-Entladegerät 10 erneut bestrahlt und entladen. Aufgrund der oben beschriebenen Arbeitsgänge lassen sich unerwünschte Ladungen auf der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 entfernen, bevor die Aufladung mittels des Hauptladegeräts durchgeführt wird, wodurch ein gleichmäßiges Oberflächenpotential der Photorezeptor-Trommel 1 ermöglicht wird.

- ίο -

In einer bevorzugten Ausführungsform wurde amorphes Silicium als photoleitfähige Schicht der Photorezeptor-Trommel 1 verwendet. Das Corona-Hauptladegerät 2 hatte eine positive Ladung der Größe 0,3 nC/cm². Eine HaIogen-Lampe wurde als Belichtungslampe verwendet.

Im Fall der wiederholten Durchführung der Aufladung und Belichtung wurde eine Variation des Oberflächenpotentials der Photorezeptor-Trommel 1 gemessen, die hierin nach beschrieben wird. Bei wiederholter Durchführung der Aufladung mittels des Corona-Hauptladegeräts 2 und der Belichtung mittels der Halogen-Lampe in dem in Fig.

1 dargestellten Kopiergerät ohne Vorladen hatte die Photorezeptor-Trommel 1 das folgende Oberflächenpotential: Das Oberflächenpotential des ersten Arbeitsganges betrug 730 V, und das Oberflächenpotential des zweiten Arbeitsganges und der folgenden war auf 510 V gefallen.

Im Gegensatz dazu sank bei wiederholter Durchführung

™ der Aufladung mittels des Corona-Hauptladegeräts 2 und der Belichtung mittels der Halogen-Lampe in dem in Fig.

2 dargestellten Kopiergerät mit Vorladen mit einer der Polarität des Hauptladegeräts 2 und Photoentladen das Oberflächenpotential der Photorezeptor-Trommel 1 beim

²^ zweiten und den folgenden Operationen nur auf 680 V ab. Das bedeutet, daß bei dem Kopiervorgang unter Durchführung des Vorladens und Photoentladens der Wert des Absinkens des Oberflächenpotentials im Vergleich zum ersten Arbeitsgang sehr niedrig wurde und der Kopier-Vorgang unter Durchführung des Vorladens und Photoentladens das Oberflächenpotential zu stabilisieren vermochte.

In der vorstehenden bevorzugten Ausführungsform wurde amorphes Silicium als photoleitfähige Schicht der Photorezeptor-Trommel 1 verwendet. Dadurch läßt sich beim Arbeitsgang des Kopierens einschließlich des Vorladens mit einer der Polarität des Hauptladegeräts 2 entgegengesetzten Polarität und des Photoentladens ein Abfallen des Oberflächenpotentials der Photorezeptor-Trommel 1 verhindern.

Fig. 3 zeigt eine Längsschnitt-Gesamtansicht des in Fig. 2 dargestellten elektrophotographxschen Kopiergeräts. In Fig. 3 sind zur Bezeichnung der gleichen Teile wie in der Fig. 2 die gleichen Bezugszahlen verwendet, so daß auf die Erläuterung dieser Teile im Folgenden verzichtet wird.

Entsprechend der Fig. 3 ist eine Auflageplatte 11 für das Originaldokument auf der Oberseite des Kopiergeräts angebracht, und auf der Dokumentenablage 11 ist eine Druckabdeckung 12 angeordnet. Eine Lichtquelle 13 wird zur Belichtung des Originals auf der Dokumentenablage 11 verwendet. Papierzuführungsfächer 14 dienen der Aufnahme von Kopierpapier-Stapeln. Zuführungswalzen 15 werden dazu benutzt, das in den Fächern 14 enthaltene Kopierpapier Übertragungswalzen 16 zuzuführen, und Walzen 17 werden dazu verwendet, das durch die Walzen 15 und 16 beförderte Papier auf die Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 in Synchronisation der Rotationsbewegung der Photorezeptor-Trommel 1 zu überführen. Fixierwalzen 18 dienen zur Fixierung des übertragenen Bildes auf dem Kopierpapier, und Entladungswalzen 19 dienen zur Löschung der Ladungen auf dem Kopierpapier. Eine Ablageplatte 20 nimmt die Papierblätter

mit den Kopien auf. In dem Kopiergerät wird die Dokumentenablage 11 entsprechend der Rotation der Photorezeptor-Trommel 1 bewegt, das Bild des Originaldokuments wird auf die Photorezeptor-Trommel 1 fokussiert und das elektrostatische latente Bild wird auf der Oberfläche der Photorezeptor-Trommel 1 gebildet, und dann wird das Bild auf das Kopierpapier kopiert. Ein Linsensystem mit veränderlicher Brennweite (Zoom) wird in dem optischen System 3 eingesetzt, damit das Vergrößerungsverhältnis beim Kopieren variiert werden kann. Naturgemäß kann in dem optischen System 3 auch jede andere Art von Linsen eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform können andere Arten von Lampen oder Lichtquellen als die Photo-Entladegeräte 8 und 10 und auch andere Arten von Ladegeräten als das Corona-Vorladegerät 9 verwendet werden.

- Leerseite -

Claims

VON KREISLER SCH'CNWAlD CISIlCLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE
. Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Sharp KabushiKi Kaxsha, Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981

Osaka , Japan . Dr.-Ing. K. Schönwald

Dr. J. F. Fues

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler
Dipl.-Chem. Carola Keller
Dipl.-Ing. G. Selting
Dr. H.-K. Werner

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

21. Januar 1986

AvK/GF 51

Patentansprüche

Elektrophotographisches Verfahren, umfassend
einen Aufladungsschritt zum Aufladen eines eine photoleitfähige Schicht aufweisenden Aufzeichnungsmediums mit einer vorher festgelegten Polarität,
einen Belichtungsschritt zum Belichten des Aufzeichnungsmediums zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium,
einen Entwicklungsschritt zum Entwickeln des latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium,

einen Ubertragungsschritt zur Übertragung des auf dem Aufzeichnungsmedium entwickelten' Bildes auf ein Übertragungsmaterial ,

einen Reinigungsschritt zum Reinigen des Aufzeichnungsmediums nach dem Ubertragungsschritt,
dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
einen Schritt des Vorladens zum einleitenden Aufladen des Aufzeichnungsmediums vor dem Aufladungsschritt mit einer Polarität, die der vorher festgelegten Polarität des Aufladungsschrittes entgegengesetzt ist, und

^Telefon: ,Ό221) 131041 ■ Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dampatent Köln

_ ο —

einen Entladungsschritt zum Entladen des Aufzeichnungsmediums vor dem Aufladungsschritt umfaßt.
2. Elektrophotographisches Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht des Aufzeichnungsmediums aus amorphem Silicium hergestellt ist.
3. Elektrophotographisches Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsschritt vor und nach dem Schritt des Vorladens durchgeführt wird.
4. Elektrophotographische Vorrichtung mit

einem Ladegerät zum Aufladen eines eine photoleitfähige Schicht aufweisenden Aufzeichnungsmediums mit einer vorher festgelegten Polarität,

einer Belichtungsvorrichtung zum Belichten des Aufzeichnung smediums zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium,
einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium,

einem Übertragungsmittel zur übertragung des auf dem Aufzeichnungsmedium entwickelten Bildes auf ein Übertragungsmaterial ,

einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen des Aufzeichnungsmediums nach dem Übertragungsschritt,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin
ein Vorladegerät zum einleitenden Aufladen des Aufzeichnungsmediums vor dem Aufladen mit einer Polarität, die der vorher festgelegten Polarität der Aufladung entgegengesetzt ist, und

Entladungsmittel zum Entladen des Aufzeichnungsmediums vor dem Aufladen umfaßt.
5. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß die photoleitfähige Schicht des Aufzeichnungsmediums aus amorphem Silicium hergestellt ist.
6. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsmittel aus einem Paar Entladungsvorrichtungen bestehen, die auf beiden Seiten des Vorladegeräts angeordnet sind.
7. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorladegerät eine Corona-Entladungsapparatur ist.
8. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsvorrichtung eine aus einer Lampe bestehende Lichtquelle ist.
9. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe eine Halogen-Lampe ist.