DE3601198C2

DE3601198C2 -

Info

Publication number: DE3601198C2
Application number: DE3601198A
Authority: DE
Inventors: Masatsugu Nara Jp Nakamura; Syoichi Yamatokoriyama Nara Jp Nagata; Kazuo Maeyama; Kunio Ohashi; Tadashi Nara Jp Tonegawa; Kazuki Yao Osaka Jp Wakita
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1989-01-12
Also published as: DE3601198A1; US4757345A; JPS61165764A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Kopiersystem 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 aufgeladen 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) einge setzt.

Keines dieser Materialien ist so zufriedenstellend, daß es alle Bedingungen erfüllt, die an ein photoleitfähiges Material gestellt werden, etwa hohe Lichtempfindlichkeit, hohe spektrale Lichtempfindlichkeit, 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 Lichtempfindlichkeit, große Haltbarkeit, Schadstofffreiheit etc..

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, das unerwünschte Wirkungen auf die Entstehung des Bildes ausübt.

Fig. 5 zeigt schematisch ein herkömmliches Photokopier system.

Um eine photoleitfähige Trommel 1 mit einer photoleitfähigen Schicht aus a-Si angeordnet sind
ein Hauptladegerät 2 zum gleichmäßigen Aufladen der Oberfläche der Trommel 1 mit einer vorher festgelegten Polarität,
eine optische Vorrichtung 3 zun 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 entwicklten Toner-Bildes auf ein Übertragungsblatt 6,
eine Reinigungsvorrichtung 7 zum Entfernen des restlichen Toners auf der Trommel und
einer 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 Ladungsträger 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. Aufgrund dessen 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.

Die DE-PS 26 02 224 beschreibt ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einem Aufzeichnungsmaterial auf der Basis von Cadmiumsulfid. Zur gleichmäßigen Löschung von Restladungen ist ein Vorladegerät vor dem Hauptladegerät angeordnet.

Die US-PS 44 60 668 beschreibt die Verwendung eines Vorladegeräts zwischen einer Löschvorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung neben einem Hauptladegerät.

In der US-PS 41 85 910 ist die Anordnung der Löschvorrichtung und der Reinigungsvorrichtung gegenüber der US-PS 44 60 668 vertauscht.

In der US-PS 43 87 980 wird die Verwendung einer Mehrzahl von Ladegeräten (erste und zweite Vorladegeräte neben einem Hauptladegerät) nach der Reinigungsvorrichtung beschrieben.

In der US-PS 44 08 865 ist ebenfalls die Verwendung einer Mehrzahl von Vorladegeräten vor einem Hauptladegerät beschrieben. Diese sind zwischen Hauptladegerät und Löschvorrichtung angeordnet.

Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches System verfügbar zu machen, in dem der Abfall des Oberflächenpotentials 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 erstes Vorladegerät (9) zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht (1) aus amorphem Silicium des Aufzeich nungsmediums,
ein Hauptladegerät (2) zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungsmediums,
eine optische Belichtungsvorrichtung (3) zum Projizieren eines Bildes eines Originals auf die photoleitfähige Schicht (1) zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf derselben,
eine Entwicklungsvorrichtung (4) zum Entwickeln des latenten Bildes mittels eines Entwicklers,
ein Übertragungsmittel (6) zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Kopierblatt,
eine Reinigungsvorrichtung (7) zum Reinigen der photoleitfähigen Schicht von dem restlichen Entwickler,
ein zweites Vorladegerät (10) zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht (1) und
eine Löschvorrichtung (8) zum Löschen des Oberflächenpotentials der photoleitfähigen Schicht (1) aufweist,
wobei diese Vorrichtungen und/oder Mittel nacheinander in der aufgeführten Reihenfolge angeordnet und für einen wiederholten Einsatz des Aufzeichnungsmediums aktiviert werden, und die Polarität des ersten Vorladegerätes (9) und des zweiten Vorladegerätes (10) gleich der von dem Hauptladegerät (2) erzeugten Polarität ist.

Die Erfindung besteht darin, daß bei der Verwendung von amorphem Silicium als Aufzeichnungsmaterial durch zwei zusätzliche zusammenwirkende Voraufladegeräte, eines zwischen Reinigungsstation und Löschstation und eines vor der Hauptaufladestation, in einfacher Weise Hysterese-Effekte bei Mehrfachkopierern beseitigt werden. Ein weiterer Teil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sowohl beide Vorladegeräte als auch das Hauptladegerät die gleiche Polarität aufweisen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Abfall des Oberflächenpotentials bei wiederholter Aufladung beim zweiten Mal und danach niedrig gehalten werden.

Es ist Teil der Erfindung, daß ein Ladegerät zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht vor dem Löschen des Oberflächenpotentials mittels der Löschvorrichtung vorhanden ist. Das zusätzliche Vorladegerät dient dazu, 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 elektrophotographischen System gemäß der vorliegenden Erfindung ein getreues und feines Bild auf dem Aufzeichnungsmedium re produzieren.

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

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Anordnung mit einem Vorladegerät (9) und einem Haupt ladegerät (2).

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 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Anordnung mit einem Vorladegerät (10) und einem Haupt ladegerät (2).

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht der Anordnung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

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

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 aufgeladen, 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 latentes 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 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 Oberflächenpotential-Löschvorrichtung oder der Lösch- Lichtquelle 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 aufgeladen 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 Ladungspotentials 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 Haupt ladegeräts beträgt 0,3 µC/cm², und seine Polarität ist positiv. Eine Halogen-Lampe von 100 lx wird als Belichtungslampe verwendet.

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 vermin dert.

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: Der Abfall des Oberflächenpotentials wird 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 µC/cm², und seine Polarität war positiv. Eine Halogen-Lampe wurde als Belichtungslampe verwendet, und eine Fluoreszenz-Lampe wurde als Lampe für das Löschgerät 8 verwendet.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Fall A zeigt die erhaltenen Ergebnisse bei wiederholter Aufladung mittels des Hauptladegeräts 2, Belichtung mittels der Halogen-Lampe und Löschen des restlichen Oberflächenpoten tials mittels Löschlampe 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 Ober flächenpotential auf 650 V angehoben, und Memory- Efekte waren fast vollständig verschwunden, wie Fall B der Tabelle zeigt.

Wie aus Vorstehendem zu entnehmen ist, wird beim Arbeiten bei dem vor dem Aufladen mittels des Hauptladege räts mit einem Vorladegerät aufgeladen wird, der Abfall des Oberflächenpotentials sehr niedrig gehalten, und die Memory-Effekte werden zum Verschwinden gebracht.

In Fig. 3 ist die Anordnung mit einem Vorladegerät 10 zwischen der Reinigungsvorrichtung 7 und der Löschlampe 8 dargestellt. Das verwendete Vorladegerät 10 ist das gleiche wie das Hauptladegerät. Wenn das Vorladen mittels des Vorladegeräts 10 vor dem Löschen des restlichen Oberflächenpotentials mit der Löschlampe 8 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 erfindungsgemäßen Ausführungsform sind zwei Vorladegeräte 9 und 10 vor dem Hauptladegerät 2 bzw. vor der Löschlampe 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 Löschlampe 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 Haupt ladegeräts 2 ein Vorladen erfolgt, wie dies bei den in Fig. 1 und Fig. 4 dargestellten Systemen vorgesehen ist.

Claims

Elektrophotographisches Kopiersystem mit
einem ersten Vorladegerät (9) zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht (1) aus amorphem Silicium des Aufzeich nungsmediums,
einem Hauptladegerät (2) zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht,
einer optischen Belichtungsvorrichtung (3) zum Projizieren eines Bildes eines Originals auf die photoleitfähige Schicht (1) zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Bildes auf derselben,
einer Entwicklungsvorrichtung (4) zum Entwickeln des latenten Bildes mittels eines Entwicklers,
einem Übertragungsmittel (6) zur Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Kopierblatt,
eine Reinigungsvorrichtung (7) zum Reinigen der photoleitfähigen Schicht von dem restlichen Entwickler,
einem zweiten Vorladegerät (10) zum Aufladen der photoleitfähigen Schicht (1) und
einer Löschvorrichtung (8) zum Löschen des Oberflächenpotentials der photoleitfähigen Schicht (1),
wobei diese Vorrichtungen und/oder Mittel nacheinander in der aufgeführten Reihenfolge angeordnet und für einen wiederholten Einsatz des Aufzeichnungsmediums aktiviert werden und die Polarität des ersten Vorladegerätes (9) und des zweiten Vorladegerätes (10) gleich der von dem Hauptladegerät (2) erzeugten Polarität ist.