DE2653793B2 - Elektrophotografisches Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Kopien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Kopien durch bildmäßige Aufladung eines isolierenden Aufzeichnungsmaterials mittels eines von einer Koronaentladungseinrichtung erzeugten und durch ein ein Ladungsbild tragendes, photoleitfähiges Steuergitter bildmäßig differenzierten Koronaionenstroms, bei dem ein Steuergitter aus einem elektrisch leitenden Kern, einer photoleitfähigen Schicht auf der einen Gitterseite und einer von einer elektrisch leitenden Deckschicht bedeckten isolierenden Schicht auf der anderen Gitterseite verwendet, die photoleitfähige Schicht auf dem Steuergitter gleichförmig aufgeladen und zur Erzeugung eines Ladungsbilder auf ihr mit der Kopiervorlage bildmäßig belichtet wird und bei dem zur bildmäßigen Aufladung das Aufzeichnungsmaterial der das Ladungsbild tragenden photoleitfähigen Schicht des Steuergitters gegenübergestellt, zwischen der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials und dem elektrisch leitenden Kern des Steuergitters eine Beschleunigungsspannung und zwischen dem elektrisch leitenden Kern und der elektrisch leitenden Deckschicht des Steuergitters eine vom Potential und der Polarität des Ladungsbildes nach Größe und Richtung abhängige Steuerspannung angelegt wird.

Ein derartiges Kopierverfahren hat den Vorteil, daß die Kopie durch Einstellen der Steuerspannung beeinflußt und mit dem das Ladungsbild tragenden Steuergitter eine Vielzahl von Kopien durch Wiederholen des letzten Arbeitsschritts hergestellt werden kann.

Praktische Versuche haben jedoch ergeben, daß bei der Herstellung einer Vielzahl von Kopien eine von der Anzahl der herzustellenden Kopien abhängige Änderung des Schwärzungsgrades der entwickelten Kopien eintritt. Als Ursache für eine solche Änderung des Schwärzungsgrades wird der Dunkelabfall der photoleitfähigen Schicht des Steuergitters und eine unerwünschte gekrümmte Bewegungsbahn des von der Koronaentladungseinrichtung zum Aufzeichnungsmaterial gerichteten Koronaionenstroms angesehen. Das bekannte Verfahren hat daher den Nachteil, daß nur bei einer begrenzten Anzahl von Kopien eine gute Qualität des fertigen Bilds erzielt wird und daß eine sehr große Anzahl von Kopien nicht mit befriedigender Qualität nach einmaligem bildmäßigen Aufladen des Steuergitters hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte elektrophotografische Kopierverfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß sich eine größere Anzahl von Kopien mit gleichbleibendem Schwärzungsgrad herstellen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß das einmal mit einem Ladungsbild versehene Steuergitter zur wiederholten Herstellung von Kopien verwendet, und die zwischen dem elektrisch leitenden Kern und der elektrisch leitenden Deckschicht angelegte Steuerspannung zur Kompensation der mit den Kopierzyklen fortschreitenden Abnahme des Potentials des Ladungsbildes entsprechend dieser Abnahme verändert.

Um zu verhindern, daß der Schwärzungsgrad der zweiten Kopie größer wird als der der ersten Kopie und der Schwärzungsgrad dann abnimmt, ist gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß die zwischen dem elektrisch leitenden Kern und der elektrisch leitenden Deckschicht angelegte Steuerspannung in einer der Anzahl der herzustellenden Kopien gleichenden Anzahl von Steuerspannungskomponenten verändert wird, daß die bei der Herstellung der ersten Kopie angelegte Steuerspannungskomponente gleich der bei der Herstellung der letzten Kopie angelegten Steuerspannungskomponente gemacht wird, daß die bei der Herstellung der zweiten Kopie angelegte Steuerspannungskomponente höher als die bei der Herstellung der ersten Kopie angelegte Steuerspannungskomponente gemacht wird und daß die bei der Herstellung der dritten und jeder weiteren Kopie angelegte Steuerspannungskomponente schritt-

weise erniedrigt wird.

Durch die Erfindung lassen sich eine Vielzahl von Kopien gleichmäßigen Schwärzungsgrades und guter Qualität herstellen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, in der zeigt

Fig. IA, IB und IC drei aufeinanderfolgende Arbeitsschritte des elektrophotografischen Kopierverfahrens nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Diagramm, das die Abnahme des Potentials des Ladungsbildes des Steuergitters als Funktion der Zeit darstellt,

F i g. 3 ein Diagramm, das den Schwärzungsgrad der Kopien als Funktion der Anzahl der Kopien darstellt, und

Fig.4 einen elektrischen Schaltplan einer Steuerspannungsquelle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Änderung der Steuerspannung entsprechend der Anzahl der herzustellenden Kopien.

Fig. IA, IB und IC zeigen aufeinanderfolgende Arbeitsschritte zur bildmäßigen Aufladung eines isolierenden Aufzeichnungsmaterials mittels eines von einer Koronaentladungseinrichtung erzeugten und durch ein ein Ladungsbild tragendes photoleitfähiges Steuergitter bildmäßig differenzierten Koronaionenstroms. Das Steuergitter besteht aus einem elektrisch leitenden Kern 1, einer photoleitfähigen Schicht 4 auf der einen Gitterseite und einer von einer elektrisch leitenden Deckschicht 3 bedeckten isolierenden Schicht 2 auf der anderen Gitterseite. An den elektrisch leitenden Kern 1 und die elektrisch leitende Deckschicht 3 ist eine Steuerspannungsquelle 5 angeschlossen.

Bei dem in Fig. IA dargestellten ersten Arbeitsschritt wird die photoleitfähige Schicht 4 mittels einer an eine erste Koronaspannungsquelle 6 angeschlossene Koronaentladungseinrichtung 7 gleichmäßig mit einem gewünschten elektrischen Potential aufgeladen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Koronaentladungseinrichtung 7 seitlich, der elektrisch leitenden Deckschicht 3 gegenüber angeordnet. Sie kann auch an einer anderen Seite der photoleitfähigen Schicht 4 gegenüber angeordnet sein. In dieser ersten Aufladung arbeitet die Steuerspannungsquelle 5 in der Weise, daß die photoleitfähige Schicht 4 mit dem gewünschten elektrischen Potential gleichmäßig aufgeladen wird. Diese erste Aufladung kann auch ohne eine Steuerspannungsquelle durchgeführt werden.

Bei dem in Fig. IB dargestellten zweiten Arbeitsschritt wird die photoleitfähige Schicht 4 zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf ihr mit der Kopiervorlage bildmäßig belichtet, wobei der Widerstandswert derjenigen Teile der photoleitfähigen Schicht 4, die belichtet werden, abnimmt, so daß die elektrische Ladung abfließen kann. Derjenige Teil der photoleitfäbigen Schicht 4, der nicht von Lichtstrahlung getroffen wird, behält seinen hohen Widerstandswert und seine elektrische Ladung bei, wie dies in der rechten Zeichnungshälfte der F i g. 1B dargestellt ist. Die photoleitfähige Schicht 4 trägt nach der Belichtung ein der Kopiervorlage entsprechendes Ladungsbild.

In F i g. IC ist der dritte Arbeitsschritt dargestellt, bei dem zur bildmäßigen Aufladung eines auf einer Feldelektrode 9 aufliegenden Aufzeichnungsmaterials 8 dieses der das Ladungsbild tragenden photoleitfähigen Schicht 4 des Steuergitters gegenübergestellt wird und zwischen der Feldelektrode 9 bzw. der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials 8 und dem elektrisch leitenden Kern 1 des Steuergitters eine Beschleunigungsspannung angelegt wird, die eine ßeschleunigungsspannungsquel-Ie 10 liefert, welche an den Kern 1 und die Feldelektrode 9 angeschlossen ist. Eine von einer zweiten Korona-Spannungsquelle 12 gespeiste und auf der Seite der elektrisch leitenden Deckschicht 3 des Steuergitters angeordnete Koronaentladungseinrichtung 11 richtet einen Koronaionenstrom durch das Steuergitter auf das Aufzeichnungsmaterial 8. Die zweite Ko-

lü ronaspannungsquelle 12 ist zur ersten Koronaspannungsquelle 6 entgegengesetzt gepolt. Daraus ergibt sich, daß das Steuergitter eine Kraft erzeugt, die, wie durch Pfeile angedeutet, auf den Koronaionenstrom in verschiedenen Richtungen einwirkt. Derjenige Teil des Steuergitters, an dem die elektrische Ladung an der photoleitfähigen Schicht 4 erhalten geblieben ist, erzeugt eine Kraft, die auf den Koronaionenstrom in einer Richtung einwirkt, in der der Durchgang des Koronaionenstroms beschleunigt wird, während derjenige Teil des Steuergitters, an dem die photoleitfähige Schicht 4 ladungsfrei ist, eine Kraft erzeugt, die auf den Koronaionenstrom in einer Richtung einwirkt, in der der Durchgang des Koronaionenstroms gesperrt wird. Die Kraft, mit der der Koronaionenstrom gesperrt wird,

2¹J ist durch eine elektrische Steuerspannung festgelegt, die mittels einer Steuerspannungsquelle 13 zwischen den Kern 1 und die elektrisch leitende Deckschicht 3 des Steuergitters gelegt ist. Die Kraft, mit der der Durchgang des Koronaionenstroms beschleunigt wird,

so ist durch den Wert bestimmt, der sich aus der Differenz aus dem elektrischen Potential der photleitfähigen Schicht und der zwischen dem Kern 1 und der elektrisch leitenden Deckschicht 3 des Steuergitters angelegten Spannung ergibt.

ν-, Mit dem beschriebenen elektrophotografischen Kopierverfahren läßt sich, sobald am Steuergitter ein Ladungsbild erzeugt worden ist, durch Wiederholen des dritten Arbeitsschrittes (Fig. IC) eine Vielzahl von Kopien herstellen

Es sei nun erläutert, weshalb sich durch Wiederholen des in Fig. IC dargestellten dritten Arbeitsschrittes eine Vielzahl von einwandfreien Kopien herstellen läßt. Der durch den belichteten Teil des Steuergitters in seinem Durchgang durch dieses gesperrte Ionenstrom

4") wird von der elektrisch leitenden Deckschicht 3 aufgefangen und fließt dann in Richtung der Steuerspannungsquelle 13 ab. Der in seinem Durchgang durch das Steuergitter beschleunigte Ionenstrom fließt wegen des hohen Beschleunigungsfeldes zwischen dem Steuer-

ii) gitter und der Feldelektrode 9 in Richtung letzterer. Daraus ergibt sich, daß beide Koronaionenströme die photoleitfähige Schicht 4 des Steuergitters nicht erreichen, so daß das daran erzeugte elektrostatische Ladungsbild vom Koronaionenstrom nicht beeinflußt

■>■-> wird. Es ist somit möglich, durch Wiederholen des in Fig. IC dargestellten dritten Arbeitsschrittes eine Vielzahl von Kopien herzustellen.

Die Anzahl der herstellbaren guten Kopien ist durch die Stabilität des Ladungsbildes des Steuergitters

i,< bestimmt. Aus F i g. 2 ergibt sieb, daß das Oberflächenpotential des Ladungsbildes mit der Zeit beträchtlich abnimmt, bedingt durch eine Gesamtschwächung, die sich aus dem Dunkelabfall der photoleitfähigen Schicht 4 und der Schwächung infolge einer gekrümmten . Bewegungsbahn des Koronaionenstromes ergibt. Außerdem hat sich bei praktischen Versuchen herausgestellt, daß bei einer von demselben Ladungsbild hergestellten zweiten Kopie die Schwärzung des

entwickelten Bildes größer ist als bei der ersten Kopie und daß bei den nachher gestellten weiteren Kopien die Schwärzung allmählich abnimmt, siehe F i g. 3.

Beim elektrophotografischen Kopierverfahren nach der Erfindung kann die oben geschilderte Erscheinung genau kompensiert werden. Die Steuerspannungsquelle 13 ist dazu bezüglich ihrer Ausgangsspannung einstellbar und die im dritten Arbeitsschritt, also beim bildmäßigen Aufladen des Aufzeichnungsmaterials, an den Kern 1 und die elektrisch leitende Deckschicht 3 des Steuergitters angelegte Steuerspannung wird entsprechend der herzustellenden Anzahl von Kopien verändert, wodurch eine Vielzahl von Kopien erhalten wird, die jeweils im wesentlichen die gleiche Dichte bzw. Schwärzung aufweisen.

In Fig.4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, welche die Steuerspannungsquelle 13 umfaßt, die entsprechend der herzustellenden Anzahl von Kopien veränderbare Steuerspannungskomponenten liefert. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Steuerspannungsquelle 13 eine Batterie 20 auf, die mit einem Potentiometer 21 in Reihe geschaltet ist. Dieses hat eine Mehrzahl von Abgriffen, die mit Kontaktstücken 23-1, 23-2, 23-3,... 23-m,... 23-/7 eines Drehschalters 22 verbunden sind. Der Drehschalter 22 weist einen Umschaltarm 24 auf, der mit einem Ende eines Stabilisierungswiderstandes 25 und mit dem elektrisch leitenden Kern 1 des Steuergitters verbunden ist. Das andere Ende des Stabilisierungswiderstands 25 und die elektrisch leitende Deckschicht 23 des Steuergitters sind an die positive Anschlußklemme der Batterie 20 angeschlossen, deren negative Anschlußklemme mit einem Kontaktstück 23-0 des Drehschalters 22 verbunden ist. Der Umschaltarm 24 des Drehschalters 22 ist so antreibbar, daß er nacheinander, entsprechend der herzustellenden Anzahl von Kopien, Kontaktschluß mit den Kontaktstücken 23-1, 23-2, 23-3,... 23-m,... 23-n herstellt. Der Umschaltarm 24 wird mit dem Kontaktstück 23-1 verbunden, wenn eine erste Kopie hergestellt werden soll und mit dem Kontaktstück 23-2, wenn eine zweite Kopie gemacht werden soll. Je nach der herzustellenden Anzahl von aufeinanderfolgenden Kopien wird der Umschaltarm 24 nacheinander mit der Kontaktstücken 23-3,23-4 usw. für die dritte, vierte, usw Kopie verbunden. Die Art des Umschaltens ist an die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Kennkurven angepaßt Das heißt, daß, weil bei der zweiten Kopie die Bildschwärzung größer ist als bei der ersten Kopie, die beim Herstellen der zweiten Kopie angelegte Steuerspannung höhjr gewählt ist als beim Herstellen der

ίο ersten Kopie. Beim Herstellen der dritten und jeder weiteren Kopie werden zunehmend niedrigere elektrische Steuerspannungen angelegt. Die für das Herstellen der m-ten Kopie benutzte elektrische Steuerspannungskomponente ist gleich der beim Herstellen der erster Kopie gewählten Steuerspannungskomponente bzw. Steuerspannung. Auf diese Weise werden entsprechend der im Rahmen eines vorgegebenen Programms herzustellenden Anzahl von Kopien an den Kern 1 und die elektrisch leitende Deckschicht 3 des Steuergitters veränderbare elektrische Steuerspannungen angelegt wodurch Bilder mit stets ungefähr gleicher Dichte erzielt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform läßt sich die für den ersten Arbeitsschritt, d. h. die gleichförmige Aufladung der photoleitfähigen Schicht des Steuergitters vor der bildmäßigen Belichtung zwischen Gitterkern und leitender Deckschicht anzulegende elektrische Steuerspannung erzielen, wenn der Umschaltarm 24 mit dem Kontaktstück 23-0 des Drehschalters 22 verbunden wird.

Das Steuergitter kann statt einer einzigen eine Vielzahl von photoleitfähigen Schichten aufweisen. Außerdem ist die Gestalt des leitenden Kerns 1 nicht auf einen kreisrunden Querschnitt beschränkt. Die obige Ausführungsform ist im Zusammenhang mit einem

i) Positiv-Positiv-Verfahren beschrieben, jedoch ist das Kopierverfahren nach der Erfindung auch auf ein Negativ-Negativ-Verfahren anwendbar. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform wird die elektrische Steuerspannung schrittweise verändert; sie kann

M) jedoch auch stufenlos veränderbar gemacht sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrophotografisches Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Kopien durch bildmäßige Aufladung eines isolierenden Aufzeichnungsmaterials mittels eines von einer Koronaentladungseinrichtung erzeugten und durch ein ein Ladungsbild tragendes, photoleitfähiges Steuergitter bildmäßig differenzierten Koronaionenstroms, bei dem ein Steuergitter aus einem elektrisch leitenden Kern, einer photoleitfähigen Schicht auf der einen Gitterseite und einer von einer elektrisch leitenden Deckschicht bedeckten isolierenden Schicht auf der anderen Gitterseite verwendet, die photoleitfähige Schicht auf dem Steuergitter gleichförmig aufgeladen und zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf ihr mit der Kopiervorlage bildmäßig belichtet wird und bei dem zur bildmäßigen Aufladung das Aufzeichnungsmaterial der das Ladungsbild tragenden photoleitfähigen Schicht des Steuergitters gegenübergestellt, zwischen der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials und dem elektrisch leitenden Kern des Steuergitters eine Beschleunigungsspannung und zwischen dem elektrisch leitenden Kern und der elektrisch leitenden Decksicht des Steuergitters eine vom Potential und der Polarität des Ladungsbildes nach Größe und Richtung abhängige Steuerspannung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das einmal mit einem Ladungsbild versehene Steuergitter zur wiederholten Herstellung von Kopien verwendet und die zwischen dem elektrisch leitenden Kern (1) und der elektrisch leitenden Deckschicht (3) angelegte Steuerspannung zur Kompensation der mit den Kopierzyklen fortschreitenden Abnahme des Potentials des Ladungsbildes entsprechend dieser Abnahme verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den elektrisch leitenden Kern (1) und der elektrisch leitenden Deckschicht (3) angelegte Steuerspannung in einer der Anzahl der herzustellenden Kopien gleichenden Anzahl von Steuerspannungskomponenten verändert wird, daß die bei der Herstellung der ersten Kopie angelegte Steuerspannungskomponente gleich der bei der Herstellung der letzten Kopie angelegten Steuerspannungskomponente gemacht wird, daß die bei der Herstellung der zweiten Kopie angelegte Steuerspannungskomponente höher als die bei der Herstellung der ersten Kopie angelegte Steuerspannungskomponente gemacht wird, und daß die bei der Herstellung der dritten und jeder weiteren Kopie angelegte Steuerspannungskomponente schrittweise erniedrigt wird. r>