DE3601198A1

DE3601198A1 - Elektrophotographisches system

Info

Publication number: DE3601198A1
Application number: DE19863601198
Authority: DE
Inventors: Kazuo Maeyama; Syoichi Yamatokoriyama Nara Nagata; Masatsugu Nara Nakamura; Kunio Ohashi; Tadashi Nara Tonegawa; Kazuki Yao Osaka Wakita
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1986-07-17
Also published as: US4757345A; JPS61165764A; DE3601198C2

Description

Elektrophotographisches System

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches System zur Herstellung einer Abbildung eines Bildes eines Originals oder des Bildes von Informationen die einem Aufzeichnungsmedium eingegeben
wurden.

Mit einem elektrostatischen Photokopiergerät, einem Laser-Drucker oder dergleichen wird eine optische Information, etwa ein Bild eines Originals oder Daten

aus Zeichen, die gedruckt werden soll, auf ein Aufzeichnungsmedium projiziert, das eine photoleitfähige Schicht aufweist und gleichmäßig elektrisiert oder sensibilisiert ist, so daß darauf ein elektrostatisches latentes Bild gebildet wird. Das latente Bild wird mit

Hilfe eines Toners als farbgebendem Mittel entwickelt, und das entwickelte Bild wird auf ein Kopierpapier übertragen. Nach der Bildübertragung wird Toner, der noch auf dem Aufzeichnungsmedium zurückgeblieben ist, entfernt, damit das Medium wiederholt benutzt werden

kann.

Als photoleitfähiges Material zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmediums werden anorganische
photoleitfähige Materialien wie Se, CdS oder ZnO oder organische photoleitfähige Materialien wie PVK-TNF (Polyvinylcarbozol-2,4,7-trinitro-9-fluorenon) eingesetzt.

Keines dieser Materialien ist so zufriedenstellend, daß es alle Bedingungen erfüllt, die an ein photoleitfähiges Material gestellt werden, etwa hohe Lichtempfindlichkeit, hohe spektroskopische Lichtmepfindlichkeit, hohes Signal/Rausch-Verhältnis (S/N), gute Haltbarkeit und/oder Freiheit von Schadstoffen des menschlichen Körpers. In einer solchen Situation wird eines derselben unter dem Gesichtspunkt des Einsatzzweckes gewählt.

Im Gegensatz zu den oben genannten Stoffen wurde amorphes Silicium (im Folgenden als a-Si bezeichnet) als photoleitfähiges Material entwickelt, da es solche Vorteile erwarten läßt wie hohe Lichtmepfindlichkeit,

große Haltbarkeit, Schadstoffreiheit etc..
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Amorphes Silicium hat jedoch folgende Nachteile. Einer von ihnen besteht darin, daß das Band, durch das die Phototräger bewegt werden, einen Randbereich mit der Verteilung einer Exponentialfunktion am Ende aufweist, ²^ das unerwünschte Wirkungen auf die Entstehung des Bildes ausübt.

Fig. 5 zeigt schematisch ein herkömmliches Photokopiersystem.
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Um eine photoleitfähige Trommel 1 mit einer photoleitfähigen Schicht aus a-Si angeordnet sind
ein Hauptladegerät 2 zum gleichmäßigen Elektrisieren der Oberfläche der Trommel 1 mit einer vorher festgelegten Polarität,

eine optische Vorrichtung 3 zum Fokussieren des reflektierten Bildes des Originals auf die photoleitfähige Schicht zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes,

eine Entwicklungsvorrichtung 4 zum Entwickeln des auf der Trommel 1 gebildeten elektrostatischen latenten Bildes mittels eines Toners,

ein übertragungsmittel 5 zur Übertragung des entwickelten Toner-Bildes auf ein Übertragungsblatt 6,

eine Reinigungsvorrichtung 7 zum Entfernen des restlichen Toners auf der Trommel und

einer Photopotential-Löschvorrichtung (Entladevorrichtung) 8 zum Löschen des auf der Oberfläche der Trommel verbliebenen Oberflächenpotentials mittels Einwirkung von Licht auf dieselbe.

In dem oben genannten Kopiersystem werden Phototräger in dem oben genannten Randbereich des Bandes eingefangen, die beim Aufladen mittels des Hauptladegeräts 2 bzw. Belichten mittels der optischen Vorrichtung 3 im Überschuß gebildet wurden. Diese Träger verschwinden durch Rekombination direkt oder nachdem sie bis zu dem Band angeregt wurden, wenn man sie eine relativ lange Zeit allein läßt. Wenn jedoch das Aufladen und das Belichten in kurzen Zeitintervallen wiederholt werden, werden eingefangene Träger durch ein starkes bei der Aufladung erzeugtes Potential gezwungen, durch den Randbereich des Bandes oder des angeregten Bandes hindurchzugehen und dann Ladungen auf der Oberfläche der Trommel zu löschen, da jeder von ihnen eine der Oberflächenladung entgegengesetzte Polarität besitzt. Aufgrunddessen wird das Oberflächenpotential der Trommel erniedrigt, wodurch unerwünschte Wirkungen auf die Erzeugung des Bildes ausgeübt werden. Dieser Effekt wird in bezug auf a-Si verstärkt, da in diesem sowohl Elektronen als auch positive Löcher beweglich sind.

Wenn weiterhin das Spektrum des für die Belichtung benutzten Lichts von demjenigen des für die Löschung des Oberflächenpotentials verwendeten Lichts verschieden ist, werden die Verteilungen der Träger in dem Randbereich bei der Belichtung und bei der Löschung des Oberflächenpotentials unterschiedlich. Dieses erzeugt Memory-Effekte, da eine Niveau-Differenz in der Photoermüdung beim nächsten Hauptladevorgang verursacht wird. Infolgedessen wird das Bild in starkem Maße durch die Memory-Effekte beeinflußt, wodurch unregelmäßige Kopien bedingt werden.

Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches System verfügbar zu machen, in dem der Abfall des elektrisierenden Potentials niedrig gehalten werden kann und der Memory-Effekt aufgrund der Photoermüdung eines Aufzeichnungsmediums in wirksamer Weise verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrophotographisches Kopiersystem gelöst, das
ein Hauptladegerät zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmediums,
eine optische Belichtungsvorrichtung zum Projizieren eines Bildes eines Originals auf die photoleitfähige Schicht zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf derselben,

eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes mittels eines Entwicklers,

ein Übertragungsmittel zur übertragung des entwickelten Bildes auf ein Kopierblatt,

eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der photoleitfähigen Schicht von dem restlichen Entwickler und
eine Löschvorrichtung zum Löschen des Oberflächenpotentials der photoleitfähigen Schicht

aufweist, wobei diese Vorrichtungen und/oder Mittel nacheinander in der aufgeführten Reihenfolge für einen wiederholten Einsatz des Aufzeichnungsmediums aktiviert werden,

und das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mit einem Vorladegerät ausgestattet ist, das zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht mit der gleichen Polarität wie derjenigen, die durch das Hauptladegerät erzeugt wird, vor dem Aufladen mittels des letzteren dient.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Abfall des Oberflächenpotentials beim zweiten Mal Und danach niedrig gehalten werden.

es ist wünschenswert, daß ein weiteres Ladegerät zum Elektrisieren der photoleitfähigen Schicht vor dem Löschen des Oberflächenpotentials mittels der Löschvorrichtung vorhanden ist. Das zusätzliche Vorladegerät kann dazu dienen, die Memory-Effekte zu verringern oder zum Verschwinden zu bringen, die durch die Wiederholung des Aufladens mittels des Hauptladegeräts und die Belichtung verursacht worden sein könnten.

Aus diesem Grund läßt sich mit dem elektrophotographisehen System gemäß der vorliegenden Erfindung ein getreues und feines Bild auf dem Aufzeichnungsmedium reproduzieren.

Dieses und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Anordnung der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Kennlinien des Oberflächenpotentials von Aufzeichnungsmedien, die gemäß der vorliegenden Erfindung einerseits und nach dem Stand der Technik andererseits erhalten wurden.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen schematische Schnittansichten von Anordnung anderer bevorzugter Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Anordnung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 sind die gleichen Bezugszahlen wie in der oben erwähnten Fig. 5 verwendet, soweit sie die gleichen Vorrichtungen und Mittel wie in dieser bezeichnen.

Der Photoleiter 1 ist eine Trommel, die angetrieben wird, so daß sie sich um ihre Mittelachse in Pfeilrichtung dreht. Die Trommel 1 weist auf ihrer Oberfläche eine photoleitfähige Schicht auf, die aus einem photoleitfähigen Material wie a-Si besteht. Die photoleitfähige Schicht wird mittels des Hauptladegeräts 2 gleichmäßig elektrisiert, so daß sie eine vorher festgelegte Polarität erhält.

Das von dem mit einer Belichtungslampe bestrahlten Original reflektierte Licht wird im fokussierten

Zustand durch eine optische Vorrichtung 3 auf die photoleitfähige Schicht projiziert, wodurch ein dem Bild des Originals entsprechendes elektrostatisches photolatentes Bild erzeugt wird. Das latente Bild auf dem Photoleiter 1 wird mittels der Entwicklungsvorrichtung 4 entwickelt. Das entwickelte Bild, d.h. das Toner-Bild, wird elektrostatisch auf ein Übertragungsmaterial 6 übertragen, das mittels geeigneter (nicht eingezeichneter) Transportvorrichtungen unter der Wirkung des Elektrisierers oder Ladegeräts 5 für die Übertragung zugeführt wird.

Als nächstes wird der auf dem Photoleiter 1 verbliebene Toner mit Hilfe der Reinigungsvorrichtung 7 entfernt, und das Rest-Oberflächenpotential wird mittels der Photopotential-Löschvorrichtung oder des Photo-Entladegeräts 8 gleichmäßig gelöscht, um die Erzeugung des nächsten Bildes zu ermöglichen.

Wie durch die Bezugszahl 9 in Fig. 1 bezeichnet, ist vor dem Hauptladegerät 2, in Drehrichtung der Trommel 1 gesehen, ein Vorladegerät 9 vorgesehen und angeordnet. Das heißt, daß der Photoleiter 1 vor dem Aufladen mittels des Hauptladegeräts 2 vorelektrisiert wird. Die von dem Vorladegerät 9 herrührende Polarität wird so festgelegt, daß sie gleich der von dem Hauptladegerät 2 erzeugten Polarität ist.

Seitens der Erfinder wurden Änderungen des Elektrisierungspotentials oder Oberflächenpotentials des Photoleiters 1 mit einer a-Si-Schicht als photoleitfähiger Schicht untersucht, die bei Wiederholung des Aufladens und der Belichtung auftreten können.

Die Aufladeleistung des in diesem Test benutzten Hauptladegeräts beträgt 0,3 iiC/cm² , und seine Polarität ist positiv. Eine Halogen-Lampe von 100 Ix wird als Belichtungslampe verwendet.
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Wenn die Aufladung und Belichtung mittels des Hauptladegeräts 2 und der Belichtungslampe ohne Vorladen wiederholt wurden, änderte sich das Oberflächenpotential des Photoleiters 1 in der Weise, wie sie durch die gestrichelte Kurve P in Fig. 2 dargestellt ist. Während bei diesem herkömmlichen Verfahren das ursprüngliche Oberflächenpotential 730 V betrug, war beim zweiten Mal und danach das Oberflächenpotential auf 510 V vermindert.

Im Gegensatz dazu sank bei Wiederholung des Vorladens, des Aufladens mittels des Hauptladegeräts und der Belichtung das Oberflächenpotential beim zweiten Mal und danach nur auf 690 V ab, wie durch die ausgezogene Linie Q in Fig. 2 dargestellt ist. Mit anderen Worten: Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Abfall des Oberflächenpotentials sehr niedrig gehalten, und aus diesem Grunde wird das Oberflächenpotential stabil gehalten. In diesem Test war das verwendete Vorladegerät das gleiche wie das oben bezeichnete Hauptladegerät.

Im Anschluß daran wurde ein Test der Bewertung des

Oberflächenpotentials und des erzeugten Bildes in dem

Verfahren durchgeführt, bei dem das in Fig. 1 dargestellte Kopiergerät verwendet wurde.

Die Aufladeleistung des Hauptladegeräts 2 betrug 0,3 nC/cm², und seine Polarität war positiv. Eine Halogen-Lampe wurde als Belichtungslampe verwendet, und

eine Fluoreszenz-Lampe wurde als Lampe für das Photopotential-Löschgerät 8 verwendet.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Fall ABCD

Oberflächen-

. . . . 510 V 650 V 520 V 650 V
potential

Bewertung _ ausge- ausge-

des Bildes xc g g zeichnet zeichnet

Fall A zeigt die erhaltenen Ergebnisse bei wiederholter Aufladung mittels des Hauptladegeräts 2, Belichtung mittels der Halogen-Lampe und Löschen des Photopotentials mittels Photopotential-Löschgeräts 8.

Wie aus den Ergebnissen des Falles A deutlich hervorgeht, wird das Oberflächenpotential des Photoleiters 1 auf 510 V erniedrigt, und auf dem Bild werden Memory-Effekte beobachtet, die auf das zu erzeugende Bild nachteilige Wirkungen ausüben.

Im Gegensatz hierzu wurde bei Vorladen mittels des Vorladegeräts 9 vor dem Haupt-Aufladevorgang das Oberflächenpotential auf 650 V angehoben, und Memory-Effekte waren fast vollständig verschwunden, wie Fall B der Tabelle zeigt.

Wie aus Vorstehendem zu entnehmen ist, wird beim Arbeiten mit dem erfindungsgemäßen System, bei dem vor dem

Aufladen mittels des Hauptladegeräts mit einem Vorladegerät aufgeladen wird, der Abfall des Oberflächenpotentials sehr niedrig gehalten, und die Memory-Effekte werden zum Verschwinden gebracht.
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In der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist das Vorladegerät 10 zwischen der Reinigungsvorrichtung 7 und dem Photopotential-Löschgerät 8 angeordnet, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Das verwendete Vorladegerät 10 ist das gleiche wie das Hauptladegerät. Wenn das Vorladen mittels des Vorladegeräts 10 vor dem Löschen des Photopotentials erfolgte, wurden überhaupt keine Memory-Effekte beobachtet, obwohl das Oberflächenpotential auf 520 V vermindert war, wie dies im Fall C in der Tabelle angegeben ist.

In der in Fig. 4 dargestellten dritten bevorzugten Ausführungsform sind zwei Vorladegeräte 9 und 10 vor dem Hauptladegerät 2 bzw. vor der Photopotential-Löschvorrichtung 8 angeordnet. In dieser Ausführungsform wurde ein hohes Oberflächenpotential von 650 V erhalten, und Memory-Effekte wurden überhaupt nicht beobachtet, wie dies im Fall D in der Tabelle angegeben ist.

Die oben aufgeführten Ergebnisse deuten darauf hin, daß der Memory-Effekt zum Verschwinden gebracht werden kann, wenn eine vorherige Aufladung vor dem Löschen mittels der Photopotential-Löschvorrichtung 8 erfolgt, wie dies bei den in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Systemen vorgesehen ist. Weiterhin geht daraus hervor, daß sich der Abfall des Oberflächenpotentials klein halten läßt, wenn vor dem Aufladen mittels des Hauptladegeräts 2 ein Vorladen erfolgt, wie dies bei den in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellten Systemen vorgesehen ist.

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Claims

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER
Sharp Kabushiki Kaisha, Osaka, Japan.
PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler 11973 Dr.-lng.K.W.
Eishold 11981
Dr.-Ing. K.
Schönwdd Dr. J. F. Fues
Dipl.-Chem.
AIeIc von Kreisler Dipl.-Chem.
Carola Keller Dipl.-Ing. G.
Selling Dr. H.-K. Werner
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
D-5000 KÖLN 1
14. Januar 1986 AvK/GF 38

Pat entansprüche

Elektrophotographisches Kopiersystem mit
einem Hauptladegerät zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmediums,

einer optischen Belichtungsvorrichtung zum Projizieren eines Bildes eines Originals auf die photoleitfähige Schicht zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf derselben,

einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes mittels eines Entwicklers,

einem Übertragungsmittel zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Kopierblatt,

einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der photoleitfähigen Schicht von dem restlichen Entwickler und
einer Löschvorrichtung zum Löschen des Oberflächenpotentials der photoleitfähigen Schicht,
wobei diese Vorrichtungen und/oder Mittel nacheinander in der aufgeführten Reihenfolge für einen wiederholten Einsatz des Aufzeichnungsmediums aktiviert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Vorladegerät ausgestattet ist, das zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht mit der gleichen Polarität wie derjenigen, die durch das Hauptladegerät erzeugt wird, vor dem Aufladen mittels des letzteren dient.

2. Elektrophotographisches Kopiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht aus amorphem Silicium hergestellt ist.

3. Elektrophotographisches Kopiersystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung mit einer Lichtemissionsvorrichtung zum Löschen des Oberflächenpotentials auf der photoleitfähigen Schicht ausgestattet ist.

4. Elektrophotographisches Kopiersystem mit

einem Hauptladegerät zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmediums,

einer optischen Belichtungsvorrichtung zum Projizieren eines Bildes eines Originals auf die photoleitfähige Schicht zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf derselben,

einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bildes mittels eines Entwicklers,

einem Übertragungsmittel zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Kopierblatt,

eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der photoleitfähigen Schicht von dem restlichen Entwickler und einer Löschvorrichtung zum Löschen des Oberflächenpotentials der photoleitfähigen Schicht,

wobei diese Vorrichtungen und/oder Mittel nacheinander in der aufgeführten Reihenfolge für einen wiederholten Einsatz des Aufzeichnungsmediums aktiviert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß es mit zwei Vorladegeräten ausgestattet ist, die zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht vor dem Löschen des Oberflächenpotentials mittels der Löschvorrichtung bzw. zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht mittels der Hauptladevorrichtung dienen.

5. Elektrophotographisches Kopiersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht aus amorphem Silicium hergestellt ist.

6. Elektrophotographisches Kopiersystem nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung mit einer Lichtemissionsvorrichtung zum Löschen des Oberflächenpotentials auf der photoleitfähigen Schicht ausgestattet ist.