DE3837528A1 - Elektrophotographische vorrichtung - Google Patents

Elektrophotographische vorrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Vorrichtung, wie einen Laserdrucker.
Eine bekannte elektrophotographische Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt und enthält ein lichtempfindliches Element (12) mit einer lichtempfindlichen Schicht (14), beispielsweise amorphem Selen, die auf einem elektrisch leitenden Element (16), wie Aluminium, aufgebracht ist. Das lichtempfindliche Element (12) wird durch ein elektrisches Ladegerät (18) auf ein elektrostatisches Potential Vo aufgeladen und anschließend selektiv mit Laserstrahlen (26) belichtet.
Die lichtempfindliche Schicht (14) ist in ihrem unbelichteten Zustand ein Dielektrikum, verliert jedoch viel von ihren dielektrischen Eigenschaften nach Belichtung durch den Laserstrahl (26), womit sie die Eigenschaften eines Leiters zeigt, und die an den belichteten Flächen angesammelte Ladung fließt über das elektrisch leitende Element (16) zur Erde. Dies führt dazu, daß die nichtbelichteten Flächen ein verringertes Potential Vr aufweisen, das niedriger als das elektrostatische Potential Vo ist. Der gesamte, nichtbelichtete Bereich wird typischerweise als das elektrostatische latente Bild bezeichnet.
Das elektrostatische latente Bild wird anschließend unter Entwicklung einer in Fig. 2 nicht dargestellten Entwicklungsvorrichtung in ein gedrucktes, sichtbares Bild entwickelt.
Die Werte von Vo, Vr und Vo-Vr sind für die Bestimmung der Druckqualität äußerst wichtig und müssen auf konstanten Werten gehalten werden. Jedoch waren diese Werte in der Vergangenheit sehr abhängig von den physikalischen Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements (12). Ferner haben Temperaturänderungen Abweichungen von den konstanten Werten veranlaßt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Im Ergebnis wurden gedruckte Bilder geringerer Qualität erhalten.
Ein bekannter Weg, um diese Potentiale konstant zu halten, mißt das elektrostatische Potential Vo und verwendet dieses gemessene Potential, um die durch das elektrische Ladegerät (18) gemäß Fig. 2 zugeführte Spannung zu variieren. Dies führt zu einem konstanten elektrostatischen Potential Vo, jedoch kann das erniedrigte Potential Vr noch stark schwanken. Beispielsweise ist gemäß Fig. 4 bei sich ändernden Temperaturen das elektrostatische Potential Vo konstant, jedoch ändert sich das verringerte Potential Vr beträchtlich.
Es wurden auch Versuche gemacht, Werkstoffe zu verwenden, die bewirken, daß diese Potentiale einen stärker konstanten Wert aufrechterhalten. Doch das Ergebnis dieser Versuche ist ein sehr teures Gerät, das immer noch nicht diese Potentiale auf einem konstanten Wert hält.
Es wird somit eine elektrophotographische Vorrichtung benötigt, die sowohl ein konstantes elektrostatisches Potential Vo und ein konstantes verringertes Potential Vr aufrechterhält.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Vorrichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, das elektrostatische Potential Vo und das verringerte Potential Vr auf konstanten Werten zu halten, ungeachtet der physikalischen Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Vorrichtung zu schaffen, die das elektrostatische Potential Vo und das verringerte Potential Vr über einen weiten Temperaturbereich auf konstanten Werten halten kann.
Zur Lösung dieser und anderer Aufgabenstellungen wird erfindungsgemäß das zugeführte elektrostatische Potential Vo gemessen, und diese gemessenen Werte werden verwendet, um die Vorspannung des elektrischen Ladegeräts zu steuern, die das lichtempfindliche Element auf das elektrostatische Potential Vo auflädt. Dadurch wird das elektrostatische Potential auf einem konstanten Wert gehalten. Das verringerte Potential Vr wird auf einem konstanten Pegel gehalten, indem eine Vorspannung Vb mit einem weiteren Ladegerät solchen Abschnitten des lichtempfindlichen Elements zugeführt wird, in denen das latente Bild vorliegt. Durch Änderung der Vorspannung Vb wird ein konstantes verringertes Potential erhalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden das elektrostatische Potential Vo und das verringerte Potential Vr unter Verwendung getrennter Potentialmeßgeräte abgetastet.
Bei einer Modifizierung der bevorzugten Ausführungsform werden das elektrostatische Potential Vo und das verringerte Potential Vr unter Verwendung der gleichen Meßinstrumente abgetastet.
Diese Ausführungsformen ergeben eine elektrophotographische Vorrichtung, die als Folge der konstanten Potentiale, die vor Entwicklung des Bilds vorliegen, gedruckte Bilder hoher Qualität erzeugt.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine elektrophotographische Vorrichtung zur Erzielung eines gedruckten Bilds erreicht, die gekennzeichnet ist durch: ein lichtempfindliches Element; ein erstes Ladegerät zum Aufladen des lichtempfindlichen Elements mit einer ersten Vorspannung auf ein elektrostatisches Potential; eine Vorrichtung zum Bestrahlen des lichtempfindlichen Elements mit Licht zur Erzielung eines latenten Bilds, das über einen Abschnitt des lichtempfindlichen Elements ein verringertes Potential aufweist; eine Vorrichtung zum Erfassen des verringerten Potentials; ein zweites Ladegerät zum Aufladen des verringerten Potentials mit einer zweiten Vorspannung, so daß das verringerte Potential über den Abschnitt des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig ist, eine Steuervorrichtung zur Steuerung der zweiten Vorspannung unter Verwendung des erfaßten verringerten Potentials und eine Entwicklervorrichtung zur Entwicklung des latenten Bilds zur Erzielung des gedruckten Bilds.
Die vorstehenden und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen; es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bekannten elektrophotographischen Vorrichtung;
Fig. 3 eine Kurve, die den Bereich der Werte für die Differenz Vo - Vr im Einklang mit dem Stand der Technik als eine Funktion der Temperatur angibt;
Fig. 4 eine Kurve, die den Bereich der Werte für die Differenz Vo - Vr als eine Funktion der Temperatur angibt, wobei eine bekannte Anordnung verwendet wird, die versucht, diese Differenz auf einem konstanten Wert zu halten;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und eine Kurve, die den Einfluß einer Temperaturänderung auf das Potential des lichtempfindlichen Elements zeigt;
Fig. 6 eine Abänderung der bevorzugten Ausführungsform und
Fig. 7 eine Abänderung der in Fig. 6 angegebenen bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt die bevorzugte Ausführungsform einer elektrophotographischen Vorrichtung (10). Ein lichtempfindliches Element (12), das zylindrisch ausgebildet ist, wird auf ein elektrostatisches Potential Vo aufgeladen, während sich jeder Punkt eines lichtempfindlichen Elements (12) an einem elektrischen Ladegerät (18) vorbeidreht.
Während jeder Punkt des lichtempfindlichen Elements (12) sich weiterdreht, wird dessen elektrostatisches Potential Vo durch ein Potentialmeßinstrument (22) gemessen. Der Ausgang des Potentialmeßinstruments (22) wird einer Steuervorrichtung (24) eingegeben und dazu verwendet, die Spannung Vc der Stromversorgung (20) einzustellen. Insbesondere vergleicht die Steuervorrichtung (20) den Ausgang des Potentialmeßinstruments (22) mit einem Bezugssignal Vo ref . Die Steuervorrichtung (20) gibt ein Signal ab, das die Versorgungsspannung Vc veranlaßt, gleich Vo ref zu werden, womit das elektrostatische Potential Vo, mit dem das lichtempfindliche Element (12) aufgeladen ist, veranlaßt wird, einen konstanten Wert gleich Vo ref zu haben.
Ein elektrostatisches latentes Bild wird anschließend an verschiedenen Abschnitten des lichtempfindlichen Elements (12) gebildet, während jeder Punkt des lichtempfindlichen Elements (12) sich an den Laserstrahlen (26) vorbeibewegt. Dieses elektrostatische latente Bild hat ein verringertes Potential Vr.
Nachdem das elektrostatische latente Bild erzeugt wurde, wird das verringerte Potential Vr der verschiedenen Punkte, die das latente Bild darstellen, durch das Potentialmeßinstrument (28) gemessen. Der Ausgang des Potentialmeßinstruments (28) wird einer Steuervorrichtung (30) zugeführt. Die Steuervorrichtung (30) vergleicht diesen Ausgang mit einem Bezugssignal Vr ref . Der Unterschied zwischen diesen Werten wird dazu verwendet, die Ausgangsspannung Vb der Stromversorgung (32) zu steuern. Die Ausgangsspannung Vb wird anschließend dem latenten Bild zugeführt, so daß das verringerte Potential Vr einen konstanten Wert Vr ref beibehält. Die Ausgangsspannung Vb kann eine zugeführte Spannung positiver oder negativer Polarität am lichtempfindlichen Element (12) liefern, so daß der konstante Wert des verringerten Potentials Vr aufrechterhalten werden kann.
Das auf diese Weise gebildete latente Bild wird durch eine Entwicklervorrichtung (36) in ein sichtbares Bild entwickelt, und das sichtbare Bild wird unter Verwendung einer Übertragungseinheit (40) auf das Druckpapier (38) übertragen. Ein Reiniger (42) entfernt anschließend das Restbild vom lichtempfindlichen Element (12).
Fig. 5 zeigt ferner schematisch die Änderung des Oberflächenpotentials des lichtempfindlichen Elements (12) als Funktion der Temperatur des Systems, wie vorausgehend aufgeführt wurde. Bei einer Temperaturänderung ändert sich auch das verringerte Potential Vr beispielsweise auf den dargestellten Wert Vn. Bekannte Systeme konnten diese Potentialänderung nicht kompensieren. Jedoch kann die vorausgehend beschriebene Vorrichtung diese Temperaturänderung kompensieren. Obgleich gemäß Fig. 5 die Temperatur eine Änderung des verringerten Potentials Vr verursacht, wird der Unterschied zwischen diesem Wert Vn und Vr ref erfaßt, und die Spannung Vb zugeführt, so daß das verringerte Potential Vr einen konstanten Wert bei Vr ref beibehält.
Es wird nunmehr eine alternative Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. In der Ausführungsform der Fig. 1 wurden die Potentiale Vo und Vr gemessen, wozu Elektrometer (22) und (28) verwendet wurden. Bei der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 ist nur ein einziges Elektrometer (42) erforderlich. Das Elektrometer (42) ist so angeordnet, daß es das Potential des lichtempfindlichen Elements (12) mißt, nachdem dieses durch das elektrische Ladegerät (18) aufgeladen und durch den Laserstrahl (26) beleuchtet worden ist.
Das elektrostatische Potential Vo am lichtempfindlichen Element (12) wird gemäß Fig. 6 zuerst durch das Potentialmeßinstrument (42) gemessen, und die Ausgangsspannung der Stromversorgung (20) wird durch die Steuervorrichtung (24) geändert, so daß bei Wiederholung dieser Messung das elektrostatische Potential Vo auf einen konstanten Wert Vo ref gebracht wird und auf diesem Wert bleibt. Bis das elektrostatische Potential Vo innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Vo ref gebracht ist, wird die Vorspannung Vb auf einen bestimmten Anfangswert festgehalten. Dies erfolgt typischerweise bevor versucht wird, ein gedrucktes Bild zu machen, und somit bevor das lichtempfindliche Element (12) dem Laserstrahl (26) ausgesetzt wird.
Sobald jedoch das elektrostatische Potential Vo innerhalb dieses vorbestimmten Bereichs liegt, wird das Potentialmeßinstrument (42) auch dazu verwendet, den Wert des verringerten Potentials Vr zu messen. Das gemessene verringerte Potential Vr kann dann in die Steuervorrichtung (30) eingegeben werden, um die Vorspannung Vb zu steuern, die dem latenten Bild des lichtempfindlichen Elements (12) mit dem elektrischen Ladegerät (34) zugeführt wird. Somit wird das verringerte Potential Vr auf einem konstanten Wert Vr ref gehalten.
Durch wiederholte Messung können das zugeführte elektrostatische Potential Vo und das verringerte Potential Vr aufrechterhalten werden, womit sich eine viel bessere Qualität des gedruckten Bilds ergibt.
Zwar wurde die Erfindung in Verbindung mit der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen werden im Rahmen der anliegenden Ansprüche von der Erfindung mitumfaßt.

Claims (14)

1. Elektrophotographische Vorrichtung zur Erzielung eines gedruckten Bilds, gekennzeichnet durch
ein lichtempfindliches Element (12);
ein erstes Ladegerät (18) zum Aufladen des lichtempfindlichen Elements mit einer ersten Vorspannung auf ein elektrostatisches Potential;
eine Vorrichtung (26) zum Bestrahlen des lichtempfindlichen Elements mit Licht zur Erzielung eines latenten Bilds, das über einen Abschnitt des lichtempfindlichen Elements ein verringertes Potential aufweist;
eine Vorrichtung (28) zum Erfassen des verringerten Potentials;
ein zweites Ladegerät (34) zum Aufladen des verringerten Potentials mit einer zweiten Vorspannung, so daß das verringerte Potential über den Abschnitt des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig ist,
eine Steuervorrichtung (30) zur Steuerung der zweiten Vorspannung unter Verwendung des erfaßten verringerten Potentials und
eine Entwicklervorrichtung (36) zur Entwicklung des latenten Bilds zur Erzielung des gedruckten Bilds.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsvorrichtung (26) ein Laser ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ladegerät (18) ein erstes Ladegerät und eine erste Stromversorgung umfaßt, und daß das zweite Ladegerät (34) ein zweites Ladegerät und eine zweite Ladevorrichtung umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (42) zum Reinigen des lichtempfindlichen Elements (12).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) eine zylindrische Form hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) eine photoempfindliche Schicht aufweist, die über einer leitenden Schicht aufgebracht ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) amorphes Selen und die leitende Schicht Aluminum ist.
8. Elektrophotographische Vorrichtung zur Erzielung eines gedruckten Bilds, gekennzeichnet durch
ein lichtempfindliches Element (12);
ein erstes Ladegerät (18) zum Aufladen des lichtempfindlichen Elements mit einer ersten Vorspannung auf ein elektrostatisches Potential;
eine erste Vorrichtung (26) zum Bestrahlen des lichtempfindlichen Elements mit Licht zwecks Erzielung eines latenten Bilds, das über einen Abschnitt des lichtempfindlichen Elements ein latentes Bild aufweist;
eine Vorrichtung (42) zum Erfassen des Potentials auf dem lichtempfindlichen Element;
eine erste Steuervorrichtung (24) zur Steuerung der ersten Vorspannung unter Verwendung des erfaßten Potentials, so daß das elektrostatische Potential über die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig ist;
ein zweites Ladegerät (34) zum Laden des verringerten Potentials mit einer zweiten Vorspannung, so daß das verringerte Potential über den Abschnitt des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig ist;
eine zweite Steuervorrichtung (30) zur Steuerung der zweiten Vorspannung unter Verwendung des erfaßten Potentials und
eine Entwicklervorrichtung (36) zum Entwickeln des latenten Bilds zwecks Erzielung des gedruckten Bilds.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsvorrichtung ein Laser ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ladevorrichtung ein erstes Ladegerät (18) und eine erste Stromversorgung enthält, und daß die zweite Ladevorrichtung ein zweites Ladegerät (34) und eine zweite Ladevorrichtung umfaßt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (42) zum Reinigen des lichtempfindlichen Elements (12).
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) zylindrische Form hat.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) eine lichtempfindliche Schicht aufweist, die über einer leitenden Schicht aufgebracht ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) amorphes Selen und die leitende Schicht Aluminium ist.
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