DE3837528C2 - Elektrofotografisches Kopiergerät - Google Patents

Elektrofotografisches Kopiergerät

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Toshitaka Ogawa
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/045—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for charging or discharging distinct portions of the charge pattern on the recording material, e.g. for contrast enhancement or discharging non-image areas

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Kopiergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ein Element elektrofotografisches Kopiergerät dieser Art ist aus der US-Patentschrift 44 08 871 bekannt. Dort wird ein Ausgangssignal der Detektoreinrichtung, welche das innerhalb des latenten Bildes verringerten Potential des lichtempfindlichen Elementes erfaßt, zur Korrektur des Entwicklerpotentials verwendet.
Eine allgemein bekannte elektrofotografische 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 belichteten Bereiche 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 durch Entwicklung mit 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 Kopierqualität 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 verringerte 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 in stärkerem Maße konstant bleiben. Das hierbei entstandene Gerät ist jedoch sehr teures Gerät, obwohl auch dort diese Potentiale nicht konstant bleiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches Kopiergerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem auf das zu entwickelnde elektrostatische Bild im Sinne einer Verbesserung der Bildqualität Einfluß genommen wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Beim erfindungsgemäßen elektrofotografischen Kopiergerät können das elektrische Potential Vo und das verringerte Potential Vr auf konstanten Werten gehalten werden, ungeachtet der physikalischen Eigenschaften des lichtempfindlichen Elementes und über einen weiten Temperaturbereich.
Es wird 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.
Das elektrostatische Potential Vo und das verringerte Potential Vr werden unter Verwendung getrennter Potentialmeßgeräte oder des gleichen Meßgerätes abgetastet.
Als Folge der konstanten Potentiale, die vor Entwicklung des Bilds vorliegen, werden gedruckte Bilder hoher Qualität erzeugt.
Das Gerät kann umfassen: 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 Bereich 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 Bereich 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.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Darin zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes elektrofotografisches Kopiergerät in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine bekannte elektrofotografische Kopiervorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der der Spannungen Vo und Vr und ihrer Differenz von der Temperatur bei einer bekannten elektrofotografischen Kopiervorrichtung,
Fig. 4 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der der Spannung Vr und der Differenz zwischen den Spannungen Vo und Vr von der Temperatur bei einer bekannten elektrofotografischen Kopiervorrichtung bei konstantgehaltener Spannung Vo,
Fig. 5 eine erfindungsgemäße elektrofotografische Kopiervorrichtung in schematischer Darstellung sowie eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Potentials des lichtempfindlichen Elementes von der Temperatur,
Fig. 6 eine Abwandlung des Gegenstandes von Fig. 5 und
Fig. 7 eine Abwandlung des Gegenstandes von Fig. 6.
Fig. 1 zeigt die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrofotografischen Kopiervorrichtung (10). Ein lichtempfindliches Element (12), das zylindrisch ausgebildet ist, wird auf ein elektrostatisches Potential Vo aufgeladen, während sich jeder Punkt des 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 in eine Steuervorrichtung (24) eingegeben und dazu verwendet, die Spannung Vc einer Stromversorgung (20) einzustellen. Insbesondere vergleicht die Steuervorrichtung (20) den Ausgang des Potentialmeßinstruments (22) mit einem Bezugssignal Voref. Die Steuervorrichtung (20) gibt ein Signal ab, das die Versorgungsspannung Vc veranlaßt, gleich Voref zu werden, womit das elektrostatische Potential Vo, mit dem das lichtempfindliche Element (12) aufgeladen ist, veranlaßt wird, einen konstanten Wert gleich Voref zu haben.
Ein elektrostatisches latentes Bild wird anschließend in verschiedenen Bereichen 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 eine Detektoreinrichtung bildende Potentialmeßinstrument (28) gemessen. Der Ausgang des Potentialmeßinstruments (28) wird einer Steuereinrichtung (30) zugeführt. Die Steuereinrichtung (30) vergleicht dieses Ausgangssignal mit einem Bezugssignal Vrref. Der Unterschied zwischen diesen Werten wird dazu verwendet, die Ausgangsspannung Vb einer Stromversorgungseinrichtung (32) zu steuern. Die Ausgangsspannung Vb wird anschließend über ein Ladegerät (3) dem latenten Bild zugeführt, so daß das verringerte Potential Vr einen konstanten Wert Vrref beibehält. Die zugeführte Ausgangsspannung Vb kann eine 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 Vr1. 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 Vr1 und Vrref erfaßt, und die Spannung Vb zugeführt, so daß das verringerte Potential Vr einen konstanten Wert bei Vrref 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 (43) erforderlich. Das Elektrometer (43) 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 (43) 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 Voref gebracht wird und auf diesem Wert bleibt. Bis das elektrostatische Potential Vo innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Voref gebracht ist, wird die Vorspannung Vb auf einen bestimmten Anfangswert festgehalten. Dies erfolgt typischerweise bevor versucht wird, ein Bild zu erzeugen, 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 (43) auch dazu verwendet, den Wert des verringerten Potentials Vr zu messen. Das gemessene verringerte Potential Vr kann dann in die Steuereinrichtung (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 Vrref 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.

Claims (8)

1. Elektrofotografisches Kopiergerät zur Herstellung einer Kopie, mit
  • - einem lichtempfindlichen Element (12),
  • - einer Ladeeinrichtung (18) zum gleichmäßigen Aufladen des lichtempfindlichen Elements mit einer Vorspannung auf ein elektrostatisches Potential,
  • - einer Belichtungseinrichtung zum bildgemäßen Belichtung des lichtempfindlichen Elements zur Erzielung eines latenten elektrostatischen Bildes, innerhalb dessen das lichtempfindliche Element ein stellenweise verringertes Potential aufweist,
  • - mit einer Detektoreinrichtung (28, 43) zum Erfassen des verringerten Potentials und
  • - mit einer Entwicklungseinrichtung (36) zum Entwickeln des latenten Bildes,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Korrekturenrichtung (30, 32, 34) vorgesehen ist, die, in Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements (12) gesehen, hinter der Detektoreinrichtung (28, 43) zum Erfassen des verringerten Potentials und vor der Entwicklungseinrichtung (36) an den leitenden Träger (16) des lichtempfindlichen Elements (12) eine elektrische Spannung anlegt.
2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (30, 32, 34) eine Stromversorgungseinrichtung (32) zur Lieferung der an den leitenden Träger (16) des lichtempfindlichen Elements (12) angelegten elektrischen Spannung aufweist.
3. Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (30, 32, 34) eine Steuereinrichtung (30) aufweist, die mit der Detektoreinrichtung (28, 43) verbunden ist und die an den leitenden Träger (16) des lichtempfindlichen Elements (12) angelegte elektrische Spannung entsprechend einem Ausgangssignel der Detektoreinrichtung (28, 43) steuert.
4. Kopiergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (30) das Ausgangssignal der Detektoreinrichtung (28, 43) mit einem Bezugssignal vergleicht und der Unterschied zwischen den beiden Signalen zur Steuerung der an den leitenden Träger (16) des lichtempfindlichen Elements (12) angelegten elektrischen Spannung dient.
5. Kopiergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (30, 32, 34) ein Ladegerät (34) umfaßt.
6. Kopiergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (43) auch zum Erfassen des Potentials des lichtempfindlichen Elementes (12) vor der bildgemäßen Belichtung desselben dient.
7. Kopiergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element (12) mit dem die elektrische Spannung aus der Korrektureinrichtung (30, 32, 34) erhaltenden leitenden Träger (16) eine zylindrische Form aufweist.
8. Kopiergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die elektrische Spannung aus der Korrektureinrichtung (30, 32, 34) erhaltende leitende Träger (16) des lichtempfindlichen Elements (12) aus Aluminium besteht.
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