EP0000045A1 - Elektrofotografische Kopiervorrichtung mit einer Einrichtung zum Löschen eines elektrostatischen Ladungsbildes - Google Patents
Elektrofotografische Kopiervorrichtung mit einer Einrichtung zum Löschen eines elektrostatischen Ladungsbildes Download PDFInfo
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- EP0000045A1 EP0000045A1 EP78100083A EP78100083A EP0000045A1 EP 0000045 A1 EP0000045 A1 EP 0000045A1 EP 78100083 A EP78100083 A EP 78100083A EP 78100083 A EP78100083 A EP 78100083A EP 0000045 A1 EP0000045 A1 EP 0000045A1
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- G03G21/08—Eliminating residual charges from a reusable imaging member using optical radiation
Definitions
- the invention relates to a device in an electrophotographic copying device, as specified in the preamble of claim 1.
- Electrophotographic copying devices are known from the prior art, in which an electrostatic charge image is generated in a layer of a photoconductive material such as arsenic-selenium.
- the layer is charged with the aid of a corona discharge.
- An inscribed charge image is usually deleted using light from a spectral range of maximum photoconductivity generation.
- a spectral range of maximum photoconductivity generation For the arsenic selenium (As 2 Se 3 ) given by way of example, this spectral range lies in the green light range at approximately 500 nm.
- the charge image is generally written in with light of the same spectral range. It However, investigations have already been carried out using light from the red spectral range. With this measure, the writing of an electrostatic charge image is achieved, which is not eliminated by the usual corona charging, but is regenerated.
- the charge image inscribed in this way was also deleted at die-. registered letter as usual with the green light indicated above.
- FIG. 1 shows schematically the result to be achieved with the invention.
- the diagram shows the surface charge potential over the number of successive charges with a sequence of points 1.
- sequence 2 consisting of crosses is entered. Each point or cross corresponds to a potential measurement after charging a drum, as is customary in such copying devices, on which the photoconductive layer of As-Se is located. No write exposure is involved in these rounds of episodes 1 and 2. From the diagram or from the difference between sequence 1 and sequence 2, one can clearly see this one stabilizing effect which is achieved with the measure according to the invention.
- Circles of a sequence 3 denote the potential of the photoconductive layer which is suitable for one of the revolutions of the drum, i.e. for one of the successive copying processes, in the case of write exposure with such light, which according to the known prior art - see e.g. U.S. Patent 3,511,649 - leads to severe potential fatigue.
- the representation is normalized to these potential values 3 with respect to the ordinate.
- the potential difference which can be evaluated as a contrast, is significantly increased, which results from the height of the point sequence 1 or crosses 2 and the sequence 3 of the circles.
- the advantage described above also has the further advantage that, after a writing exposure as indicated with sequence 3 of the circles, subsequent ones Cycles of a sequence 4 (again shown with dots) in which write exposure is no longer provided, the same potential value as in sequence 1 is immediately restored and is also retained for the further cycles.
- the point sequences 1 and 4 thus together represent a constant charging of the surface potential independent of write exposure processes, which is achieved with the measures according to the invention for all cycles in which there is no write exposure (regardless of the number of previous such cycles).
- the diagram in FIG. 1 furthermore shows which potential values of the surface potential occur on the other hand if, for example, a filtered incandescent lamp is used in accordance with the known prior art.
- Sequence 5 which is marked by triangles, indicates the sequence of charges of the layer which occurs from cycle to cycle and is counted after the last write exposure, in the event that the measures according to the invention are not applied.
- the invention therefore provides for the light used for the extinction to be composed of two spectral ranges.
- One spectral range is about + 10% around a radiation wavelength at which maximum photoconductivity generation can be achieved in the photoconductive material.
- this value of the maximum 12 is 500 nm.
- the width indicated with + 10% characterizes the spectral range in which light is equivalent in terms of the generation of photoconductivity in the respective material.
- the integral of the radiation energy over this range is effective in the photoconductive material for photoconductivity generation.
- the other Spectral range in which the wavelength for light of the maximum of the product of photoconductivity generation and penetration depth lies.
- the effect of the light 13, for the wavelength of which the product of photoconductivity generation and penetration depth is maximum, corresponds physically to an amplification effect due to changed space charge conditions, which produce a higher photoconductivity for light of all wavelength ranges which are shorter-wavelength than the light of this spectral range 13.
- the light of the two spectral ranges provided according to the invention can thus be light from a single radiation source which is provided, for example, with appropriate filters.
- this dimensioning according to the invention can also be realized with the aid of two light sources, one of which emits white light and the other light graphically only of the spectral range of the maximum photoconductivity generation 11, in the case of the As 2 Se 3 green light. The light in the area of the maximum product can therefore be part of this white light.
- the spectral range of maximum photoconductivity generation is designated with 11, with 12 indicating the wavelength of the maximum plotted on the abscissa. With ⁇ 10%, the Be range 11 defined around this wavelength value 12. It should be pointed out that the specification ⁇ 10% is an approximate specification which is dependent on the respective photoconductive material anyway and is essentially intended to give the person skilled in the art an indication.
- the range of the wavelengths of the maximum of the product of photoconductivity generation and penetration depth is indicated in a corresponding manner at 13. This lies around a wavelength 14.
- the line 16 shown in broken lines in FIG. 2 indicates additional radiation which may be present, for example, and which lies outside the spectral ranges mentioned. Spectral components of this radiation that fall into the respective spectral ranges 11 and 13 are to be included in the energy values of the ranges 11 and 13, respectively.
- FIG. 3 shows schematically a copying device known per se, in which the invention is implemented.
- a drum is designated; on which the photosensitive layer 211 is located.
- a device for a corona discharge is indicated.
- 24 denotes a device for writing exposure in which there is a light source 241 for, for example, red light.
- a printing device for producing the electrostatic copies is indicated at 25.
- 26 a device is designated in which the Erfin is realized.
- the light source 261 located in this device 26 can, for example using a filter 262, deliver both the light of the spectral range of maximum photoconductivity generation and the light of the spectral range of the maximum of the specified product.
- a second device 26 'with a light source 261 is generated, which generates the required light of the other spectral range.
- a second device 26 'with a light source 261 is generated, which generates the required light of the other spectral range.
- these two exposures are carried out in succession (not separated from one another, for example by a corona charge or a copying process), namely between the printing process with the device 25 and the (re) charging of the corona. Facility 23.
- the erasure exposure according to the invention which can also be addressed as a pre-exposure before the corona charge, results in an increased photosensitivity of the material of the layer for the write exposure with a light long-wave spectral range.
- "Long-wave” is to be understood as a wavelength range in which the light energy of the band edge of the respective corresponds essentially to photoconductive material. For As 2 Se 3 , this is a range from approximately 550 to 650 nm.
- registered letters with such a long wavelength had to be ruled out in practice, as can be seen, for example, from US Pat. No. 3,511,649.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung in einer elektrofotografischen Kopiervorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.
- Aus dem Stand der Technik sind elektrofotografische Kopiervorrichtungen bekannt, bei denen ein elektrostatisches Ladungsbild in einer Schicht aus einem fotoleitfähigen Material wie Arsen-Selen erzeugt wird. Bei diesen Kopiervorrichtungen wird eine Aufladung der Schicht mit Hilfe einer Corona-Entladung vorgenommen. Die Löschung eines eingeschriebenen Ladungsbildes erfolgt üblicherweise mit Licht eines Spektralbereiches maximaler Fotoleitfähigkeitserzeugung. Dieser Spektralbereich liegt für das beispielhaft angegebene Arsen-Selen (As2Se3) im Bereich grünen Lichtes bei etwa 500 nm. Das Einschreiben des Ladungsbildes wird im allgemeinen mit Licht des gleichen Spaktralbereiches vorgenommen. Es sind aber auch bereits Untersuchungen durchgeführt worden mit Licht des roten Spektralbereiches einzuschreiben. Mit dieser Maßnahme wird das Einschreiben eines elektrostatischen Ladungsbildes erreicht, das durch die übliche Corona-Aufladung nicht beseitigt, sondern regeneriert wird. Die Löschung eines derart eingeschriebenen Ladungsbildes erfolgte auch bei die-. sem Einschreiben wie üblich mit wie oben angegebenem grünen Licht.
- Es hat sich gezeigt, daß bei elektrofotografischen Kopiereinrichtungen der beschriebenen Art bei zumindest einer Anzahl von fotoleitenden Materialien, wie sie für die erwähnte Schicht verwendet werden, Ermüdungseffekte auftreten. Diese Ermüdungseffekte treten insbesondere bei Fotoleitern mit feldstärkeabhängiger Beweglichkeitsverteilung auf, zu denen das erwähnte As2Se3 gehört. Ein solcher'Ermüdungseffekt ist z.B. in der deutschen Offenlegungsschrift P 20 37 456 beschrieben.
- Zur Beseitigung des in der vorgenannten Offenlegungsschrift beschriebenen Ermüdungseffektes ist dort angegeben, eine zu verändernde Belichtung der fotoleitenden Schicht vorzunehmen, wobei die Veränderung vom tatsächlich vorliegenden Oberflächenpotential des Fotoleiters abhängig gemacht wird.
- Die Ermüdungserscheinung macht sich dadurch bemerkbar, daß bei mehrfach aufeinanderfolgendem zyklischen Aufladen der fotoleitenden Schicht mittels der Corona-Entladung eine kontinuierliche Abnahme des tatsächlich erreichten Oberflächenpotentials auftritt. Dies führt zu Eontrastveränderungen in den Kopien bei fortlaufender Benutzung der Kopiervorrichtung.
- Mit der in der deutschen Offenlegungsschrift beschriebenen Vorrichtung ist es zumindest schwierig zu erreichen, das Aufladepotential und damit das Kontrastpotential für Einschre.iblicht von Kopie zu Kopie im wesentlichen kcnstant zu halten. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen für eine wie hier in Frage kommende Kopiervorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, das voranstend angedeutete Ziel zu erreichen.
- Diese Aufgabe wird mit einer wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Vorrichtung erreicht, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist.
- Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
- Die Verwendung von Licht einer Glühlampe, das einen überwiegenden Rotanteil oder gefilterte Anteile aus einem einzigen Spektralbereich zum Löschen hat, führte nach Feststellungen des Erfinders zu dem oben bereits erwähnten nachteiligen Effekt, daß von Kopie zu Kopie das Ober-. flächenpotential abnimmt. Die erfindungsgemäße Maßnahme einer speziellen Bemessung der Energieanteile verschiedener Spektralbereiche des zur Löschung vorgesehenen Lichtes ermöglicht es, diesen Effekt vollständig zu beseitigen. Die beigefügte Fig.1 zeigt in einem Diagramm schematisch das mit der Erfindung zu erreichende Ergebnis. In dem Diagramm ist das Auflade-Oberflächenpotential über der Zahl der aufeinanderfolgenden Aufladungen mit einer Punktfolge 1 dargestellt.. Zum Vergleich ist in dieses Diagramm der Fall eingetragen, in dem das Löschen mit Licht einer wie im Stand der Technik benutzten Glühlampe mit Filterung vorgenommen worden ist. Hierfür ist eine Folge 2, bestehend aus Kreuzen, eingetragen. Ein jeder Punkt bzw. ein jedes Kreuz entspricht einer Potentialmessung nach dem Aufladen einer wie üblich in solchen Kopiervorrichtungen verwendeten Trommel, auf der sich die fotoleitende Schicht aus As-Se befindet. Bei diesen Umläufen der Folgen 1 und 2 wirkt keine Schreibbelichtung mit. Aus dem Diagramm bzw. aus dem Unterschied zwischen der Folge 1 und der Folge 2 erkennt man deutlich diesen einen Stabilisierungseffekt, der mit der erfindungsgemäßen Maßnahme erreicht wird.
- Mit der Erfindung wird darüber hinaus noch ein weiterer Vorteil erreicht, nämlich ein vergrößertes Kontrastpotential, das unabhängig von den vorangegangenen Belichtungszyklen ist. Mit Kreisen einer Folge 3 ist das Potential der fotoleitfähigen Schicht bezeichnet, das sich für einen der Umläufe der Trommel, d.h. für je einen der aufeinanderfolgenden Kopiervorgänge, bei Schreibbelichtung mit einem solchen Licht ergibt, das nach bekanntem Stand der Technik - siehe z.B. US-Patent 3 511 649 - zu starken Potentialermüdungserscheinungen führt. Die Darstellung ist bezüglich der Ordinate auf diese Potentialwerte 3 normiert.
- Aus dem Voranstehenden ist deutlich zu erkennen, wie mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahme der als Kontrast auswertbare Potentialunterschied deutlich erhöht wird, der sich aus der Höhe der Punktfolge 1 bzw. Kreuze 2 und der Folge 3 der Kreise ergibt. Mit dem voranstehend beschriebenen Vorteil ist aber auch der weitere Vorteil verbunden, daß sich nach einer wie mit der Folge 3 der Kreise angedeuteten Schreibbelichtung bei darauffolgenden Zyklen einer Folge 4 (wieder mit Punkten dargestellt), in denen keine Schreibbelichtung mehr vorgesehen ist, sich sofort der gleiche Potentialwert wie bei der Folge 1 wieder einstellt und auch für die weiteren Zyklen beibehalten bleibt. Die Punktfolgen 1 und 4 stellen somit zusammen eine von Schreibbelichtungsvorgängen unabhängig konstante Aufladung des Oberflächenpotentials dar, die mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen für alle Zyklen, bei denen keine Schreibbelichtung erfolgt (unabhängig von der Anzahl vorausgegangener derartiger Zyklen),erreicht wird.
- Das Diagramm der Fig.1 zeigt weiterhin, welche Potentialwerte des Oberflächenpotentials sich andererseits dann einstellen, wenn nach bekanntem Stand der Technik beispielsweise .mit einer gefilterten Glühlampe gearbeitet wird. Die Folge 5, die durch Dreiecke gekennzeichnet ist,,gibt die von Zyklus zu Zyklus auftretende Folge der Aufladungen der Schicht, gezählt nach letzter erfolgter Schreibbelichtung, und zwar für den Fall, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht angewendet werden, an.
- Mit wenigen Worten zusammengefaßt, ist somit bei der Erfindung vorgesehen, das zur Löschung verwendete Licht aus zwei Spektralbereichen zusammenzusetzen. Der eine Spektralbereich liegt etwa +10% um eine Strahlungswellenlänge herum, bei der eine maximale Fotoleitfähigkeitserzeugung im fotoleitfähigen Material zu erreichen ist. Für As2Se3 liegt dieser Wert des Maximums 12 bei 500 nm. Die mit +10% angegebene Breite kennzeichnet den Spektralbereich, in dem Licht bezüglich der Fotoleitfähigkeitserzeugung im jeweiligen Material gleichwertig ist. Das Integral der Strahlungsenergie über diesen Bereich ist in dem fotoleitfähigen Material zur Fotoleitfähigkeitserzeugung wirksam. Entsprechendes gilt für den anderen Spektralbereich, in dem die Wellenlänge für Licht des Maximums des Produktes aus Fotoleitfähigkeitserzeugung und Eindringtiefe liegt. Die Wirkung des Lichtes 13, für dessen Wellenlänge das Produkt aus Fotoleitfähigkeitserzeugung und Eindringtiefe maximal ist, entspricht physikalisch einem Verstärkungseffekt durch geänderte Raumladungsverhältnisse, die eine höhere Fotoleitfähigkeit für Licht aller Wellenlängenbereiche erzeugen, die kurzwelliger als das Licht dieses Spektralbereiches 13 sind.
- In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß außer dem Licht dieser beiden angegebenen Spektralbereiche weiteres Licht nur mit einer Gesamtenergie eingestrahlt werden darf, die 5 bis 10% der Gesamtstrahlungsenergie des an erster Stelle genannten Spektralbereiches (maximaler Fotoleitfähigkeitserzeugung) 11 nicht übersteigt. Das erfindungsgemäß vorgesehene Licht der beiden Spektralbereiche kann damit Licht einer einzigen Strahlungsquelle sein, die z.B. mit entsprechenden Filtern versehen ist. Diese erfindungsgemäße Bemessung kann aber auch mit Hilfe zweier Lichtquellen realisiert werden, von denen die eine weißes Licht und die andere Licht graktisch nur des Spektralbereiches der maximalen Fotoleitfähigkeitserzeugung 11, im Falle des As2Se3 grünes Licht, abgibt. Dabei kann also das Licht des Bereiches des maximalen Produktes Anteil dieses weißen Lichtes sein.
- Die Fig.2 soll noch ergänzend die Spektralbereiche und die Strahlungsenergien dieser Bereiche im Verhältnis zueinander und bezüglich der Absorptionskurve des Materials des Fotoleiters verdeutlichen. Mit 11 ist der Spektral-, bereich maximaler Fotoleitfähigkeitserzeugung bezeichnet, wobei mit 12 die auf der Abszisse aufgetragene Wellenlänge des Maximums angegeben ist. Mit ±10% ist der Bereich 11 um diesen Wellenlängenwert 12 herum definiert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Angabe ±10% eine ungefähre Angabe ist, die ohnehin vom jeweiligen fotoleitfähigen Material abhängig ist und dem Fachmann im wesentlichen einen Hinweis geben soll. Mit 13 ist in entsprechender Weise der Bereich der Wellenlängen des Maximums des Produktes aus Fotoleitfähigkeitserzeugung und Eindringtiefeverdeutlicht. Dieser liegt um eine Wellenlänge 14 herum. Aus der Darstellung der Fig.2 ist ein Beispiel für das Energieverhältnis der Strahlungen dieser Bereiche zueinander ersichtlich. Mit 15 ist in das Schaubild der Fig.2 die ungefähre Lage der Absorptionskurve eines fotoleitenden Materials in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufgetragen. Aus dieser Darstellung ist die Lage der erfindungsgemäß vorgesehenen Bereiche in bezug auf diese Absorptionskurve gut ersichtlich.
- Die gestrichelt in Fig.2 eingetragene Linie 16 weist auf zusätzliche Strahlung hin, die beispielsweise zusätzlich vorhanden sein kann und die außerhalb der erwähnten Spektralbereiche liegt. Spektrale Anteile dieser Strahlung, die in die jeweiligen Spektralbereiche 11 und 13 hereinfallen, sind in die Energiewerte der Bereiche 11 bzw. 13 einzurechnen.
- Fig.3 zeigt schematisch eine an sich bekannte Kopiervorrichtung, in der die Erfindung realisiert ist. Mit 21 ist eine Trommel bezeichnet; auf der sich die fotoempfindliche Schicht 211 befindet. Mit 23 ist eine Einrichtung für eine Corona-Entladung angedeutet. Mit 24 ist eine Einrichtung zur Schreibbelichtung bezeichnet, in der sich eine Lichtquelle 241 für beispielsweise rotes Licht befindet. Mit 25 ist eine Druckeinrichtung für das Herstellen der elektrostatischen Kopien angedeutet. Mit 26 ist eine Einrichtung bezeichnet, in der speziell die Erfinrealisiert ist. Die in dieser Einrichtung 26 befindliche Lichtquelle 261 kann beispielsweise unter Anwendung eines Filters 262 sowohl das Licht des Spektralbereiches maximaler Fotoleitfähigkeitserzeugung als auch das Licht des Spektralbereiches des Maximums des angegebenen Produktes liefern.
- Die Fig.3 enthält eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung, bei der außer einer ersten Einrichtung 26 mit einer Lichtquelle 261 für nur den einen Spektralbereich eine zweite Einrichtung 26' mit einer Lichtquelle 261 enthalten ist, die das erforderliche Licht des anderen Spektralbereiches erzeugt. Für die Erfindung ist es nämlich nicht zwingend erforderlich, daß das Licht der beiden Spektralbereiche gleichzeitig auf die Oberfläche der Trommel 21 bzw. in die Schicht 211 gelangt. Vielmehr ist es auch möglich, die Einstrahlung des Lichtes des einen Spektralbereiches zeitlich nach der Einstrahlung des Lichtes des anderen Spektralbereiches (und umgekehrt) durchzuführen. Es braucht nicht besonders darauf hingewiesen zu werden, daß diese beiden Belichtungen aufeinanderfolgend (nicht z.B. durch eine Corona-Aufladung oder einen Kopiervorgang voneinander getrennt) vorgenommen werden, und zwar zwischen dem Druckvorgang mit der Einrichtung 25 und der (Wieder-)Aufladung der Corona-Einrichtung 23.
- Nachfolgend werden noch einige Zahlenbeispiele zur Erfindung angegeben, die den Einfluß der Lichtenergieanteile I(11) und I(13) auf die Stabilisierung des Kontrastpotentials bei Verwendung von As2Se3 als Fotoleiter zeigen:
- A: I(11) = ; λ(12) = 500 nm und m .
- I(13) = O führt bei einer Corona-Stromdichte von 4,6.10-4 m
zu einem Aufladepotential von 700 V. Dann ändert sich das Kontrastpotential 5 minus 3 (Fig.1) um 30% bis zves Einstellung eeines stabilisierten En wertes. - B: I(11). = I(13) = 1,5.10-3 ;λ(12) = 500 nm; λ(14) = 700 nm führt bei einer Corona-Stromdichte von 13,4.10-4 zu einem Aufladepotenvon von 550 v. Dann ändert sich das Kontrastpotential 5 minus 3 (Fig1) um 50% bis zur Einstellung seines sierten Endwertes.
- C: I(11) = 10.10-3 ; λ(12) = 500 nm; m
- I(13) = 1,5.10-3 ;λ(14) = 700 nm m
führt bei einer Corona-Stromdichte von 13,4.10-4 zu einem Aufladepotential von 700 V. Dann ändert sich das Kontrastpotential 4 minus 3 (Fig.1) um weniger als 3% bis zur Einstellung seines stabilisierten Endwertes, was den erwünschten Einfluß der vorgeschlagenen Einrichtung 26 verdeutlicht. - Durch die wie erfindungsgemäße Löschbelichtung, die auch als Vorbelichtung vor der Corona-Aufladung anzusprechen ist, erreicht man eine gesteigerte Fotoempfindlichkeit des Materials der Schicht für die Schreibbelichtung mit einem Licht langwelligen Spektralbereiches. Dabei ist unter "langwellig" ein Wellenlängenbereich zu verstehen, bei dem die Lichtenergie der Bandkante des jeweiligen fotoleitenden Materials im wesentlichen entspricht. Für As2Se3 ist dies ein Bereich von etwa 550 bis 650 nm. Einschreiben mit derartig langer Wellenlänge war bisher nach der Praxis auszuschließen, wie dies z.B. aus der US-PS 3 511 649 hervorgeht.
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