DE2415390C3

DE2415390C3 - Vorrichtung zum elektrostatischen Kopieren von Vorlagen

Info

Publication number: DE2415390C3
Application number: DE2415390A
Authority: DE
Inventors: Edric Raymond Welwyn Garden Hertfordshire Brooke
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2415390A1; US3912387A; CA1037100A; JPS5030538A; GB1416062A; FR2223734A1; FR2223734B1; DE2415390B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum

elektrostatischen Kopieren von Vorlagen, mit einem foiolcilfähigen Aufzeichnungsträger, einer Einrichtung zum gleichförmigen Aufladen des Aufzeichnungsträgers, einer Vorlagenbühne einer Reflex-Abtastbelichtungseinrichtung zur streifenweisen bildmäßigen Belichtung des Aufzeichnungsträgers und mit einer Entwicklungseinrichtung für das so gebildete Ladungsbild.
In der Praxis (ritt sehr oft der Fall auf. daß die Größe des elektrostatischen latenten Bildes kleiner als die geladene Fläche ist, so daß nach der Belichtung mit dem Lichtbild um das latente Bild herum Randzonen auf dem Aufzeichnungsträger auftreten, welche nicht belichtet sind und somit ihre Ladung behalten.

Diese Bereiche ziehen Tonerteilchen an, die bei der Kopie eine Schwärzung der Randbereiche hervorrufen. Fails diese Bereiche des fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers nicht in Berührung mit dem Kopiermaterial gelangen, wird das in diesen Bereichen niedergeschlagene Tonermaterial auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers zurückgelassen, so daß nach der Durchführung der Übertragung des latenten Bildes diese Oberfläche auf irgendeine Weise von dem Tonerteilchen gereinigt werden muß, bevor ein erneuter Kopiervorgang erfolgen kann. Die Entfernung dieser Tonerteilchen erweist sich jedoch als relativ schwierig, weil abgesehen von der Erzeugung von viel Schmutz große Mengen von Resttonerteilchen auftreten, welche die Reinigungsfähigkeit des Systems sehr schnell überlasten, während gleichzeitig eine Vergeudung von Tonermaterial stattfindet.

Es ist bereits aus den DE-Offenlegungsschriften 21 00 408 und 18 17 224 bekannt geworden, im Zusammenhang mit der Elektrofotografie die vorgenannte Randausbildung dadurch zu verhindern, daß ein vorher bestimmbarer, festgejegter Randbereicii der fotoleitfähigen Räche hinsichtlich einer Entladung beleuchtet wird. Dieses bekannte System hat jedoch den Nachteil, daß nur bei bestimmten vorgegebenen Vorlagen die genannten Randbereiche auf dem Aufzeichnungsträger entladen werden können.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei Verwendung von Vorlagen mit gegenüber der abgebildeten Fläche kleinerem Format dafür zu sorgen, daß unabhängig von der Größe der Vorlage die außerhalb der Vorlage liegenden Bereiche, weiche durch die Reflexbelichtung nicht zur ausreichenden Belichtung des Aufzeichnungsträgers führen, bei der Entwicklung nicht geschwärzt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Belichtungsstrahlengang zur Erfassung von außerhalb des Vorlagenformates liegenden Bereichen ungenügender Helligkeit der Vorlagenbühne entweder zur Erfassung lediglich der in Abtastrichtung gesehen vor- bzw. nacheilenden Randbereiche ein Lichtdetektor oder zur Erfassung alfer Randbereiche quer zur Abtastrichtung in einer Reihe mehrere Lichtdetektoren angeordnet sind, da9 mit dem bzw. den Lichtdetektoren über eine Logigschaltung ein oder mehrere Entladungselemente zur Entladung des Aufzeichnungsträgers derart zugeordnet sind, daß sie auf dem Aufzeichnungstiäger den von den Detektoren erfaßten Randbereichen entsprechende geladene Bereiche entladen können.

Entsprechend dieser Lösung werden unabhängig von der Differenz zwischen den Abmessungen der Vorlage und den Abmessungen des Aufzeichnungsträgers mit einfachsten Mitteln der den Aufzeichnungsträger nicht abdeckende Randbereich des Lichtbildes kontinuierlich erfaßt und aufgrund dieser Erfassung die entsprechenden Bereiche des Aufzeichnungsträgers entladen.

Hierzu ragen die Detektoren in den Belichtungsstrahlcngang. Wenn quer über die Abtastrichtung eine Vielzahl von Detektoren und F.ntladungselementen in Reihe angeordnet werden, so können auch ungewünschte Schwarzbereiche innerhalb des Bildbereiches unterdrückt werden.

Die F.rfindiing wird anhand von Ausfiihrungsbeispie-

len näher erläutert und beschrieben, wobei auf die Zeichnung bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Vorlagenabtasteinrichtung einer elektrostatischen Kopiermaschine,

F i g, 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

F i g, 3 eine Ansicht der Ausführungsform vor. F i g, 2 bei Betrachtung entlang der Linie A-A von Fig. 1,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform von Fig.2 entsprechend der Ansicht A-A in Fig. 1,

Fig.5 ein schematisches Schaltdiagramm des elektronischen Steuerkreises,

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer zu kopierenden Vorlage im Hinblick auf die Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung,

Fig.7 eine Ansicht ähnlich Fig.3 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 8 eine Ansicht ähnlich F i g. 3 einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll in dem folgenden zuerst eine Dokumentabtasteinrichiung für elektrostatische Kopiermaschinen beschrieben werden, bei welcher der Aufzeichnungsträger Licht ausgesetzt wird, das beim Abtasten der Vorlage durch einen Schlitz reflektiert wird. Gemäß Fi g. 1 ist zu diesem Zweck eine Vorlagenbühne 10 vorgesehen, auf welcher die zu kopierende Vorlage 11 aufgelegt wird. Das Abtastspiegelsystem besteht in diesem Fall aus zwei beweglichen Spiegeln 12 und 13, deren äußerste linke und rechte Positionen in voll ausgezogenen Linien bzw. gestrichelt dargestellt sind. Der Spiegel 13 wird während der Abtastperiode mit der halben Geschwindigkeit des Spiegels 12 bewegt, so daß der optische Abstand zwischen der Vorlage 11 und einer Linse 14 konstant gehalten wird. Parallel zu dem Spiegel 12 ist eine Stablampe 15 im Bereich der Vorlagenbühne 10 vorgesehen, welche gleichzeitig mit dem Spiegel 12 bewegt wird. Die Stablampe belichtet während des Abtastens die Vorlage 11 durch die Vorlagenbühne 10 hindurch. Der von der Vorlagenbühne 10 zu der Linse 14 führende Belichtungsstrahlengang führt über die Linse 14 hinweg über zwei Spiegel 16 und 17 in Rirfuung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers als Trommel 18. Innerhalb einer Abbildungsplatte 20 ist, so wie dies besser in Fig.3 erkennbar ist, ein Abbildungsschlitz 19 vorgesehen. Über der Vorlagenbühne 10 ist schließlich eine Abdeckung 22 vorgesehen, welche die Vorlage 11 abdeckt.

Die Breite des Schlitzes 19 ist, so wie dies in Fig.3 erkennbar ist, im mittleren Bereich geringer als an den beiden Enden. Diese an sich bekannte Form dient zur Kompensation der nicht gleichmäßigen Lichtabstrahlung der Stablampe 15 über die gesamte Länge hinweg.

Die Vorlage it, wird durch eine Bewegung der Spiegel 12,13 von links nach rechts abgetastet, wodurch auf der Trommel 18 ein latentes Bild entsprechend der Information der Vorlage U erzeugt wird. Die Trommel 18 rotiert dabei synchron mit der Bewegung der Spiegel 12, 13 in Richtung des Pfeiles 23. Da die Abdeckung 22 eine untere reflektierende Oberfläche aufweist, wird das über die Kanten der Vorlage Il hinaus gegen die Abdeckung 22 gerichtete Licht in Richtung des BeiichUingsstrahlenganges reflektiert.

Gemäß F i g. 2 ist die mit einer derartigen Abtasteinrichtung versehene Kopiermaschine fernerhin mit einer l.aclestation C. einer F.ntwicklungsstation D und einer Obergabestation /"verseilen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 und 3 ist der Abbildungsschlitz 19 schmäler als der Belichtungsstrahlengang, ^co daß die im Bereich der Stelle X auf die Trommel 18 geworfenen Lichtstrahlen auch eine Reihe

ϊ von als Fotodioden 31 ausgebildeten Lichtdetektor^ belichten, welche in bezug auf die Trommel 18 quer zu derselben angeordnet sind. Jede Fotodiode 31 ist einer Lampe 32 zugeordnet, welche in Funktion der Intensität der auf die Lichtdiode 31 auffallenden Lichtmenge unter

ι« Zwischenschaltung eines entsprechenden elektronischen Logikkreises L gesteuert wird. Falls die Lichtmenge einen bestimmten Grenzwert unterschreitet, welcher ausreichend ist, um die Ladung auf der Trommel 18 bis auf einen Wert zu reduzieren, bei

π welchem das Entwicklermaterial nicht mehr an der Oberfläche haften bleibt, wird die der betreffenden Fotodiode 31 zugeordnete Lampe unter Strom gesetzt, so daß die Trommeloberfläche in dem betreffenden Bereich entladen wird.

Die Lampe 32 bzw. das von ihr ausgesandte Licht soll nur nach einem vorgegebenen Zeitintervall zum Auslöschen gebracht werden, wobei fr>s Zeitintervall von dem Umfangsabstand zwischen der Fotodiode 31 und der Lampe 32 und der Drehgeschwindigkeit der Trommel 18 abhängt Dies ist notwendig, weil die Lampe 32 im rückwärtigen Teil, d. h. in Drehrichtung der Trommel 18, relativ zu der Fotodiode 31 beabstandet angeordnet ist Glühlampen haben dabei ihre eigene Verzögerungscharakteristik, so daß auf

3(i diese Weise die gewünschte Zeitverzögerung erzielt werden kann.

Durch geeignete Wahl der Abmessungen, mit welchen die Fotodioden 31 Belichtungsstrahlengang hineinragen und durch geeignete Wahl des Schwellwertes der Lichtintensität bei welchem die Fotodioden 31 zum Ansprechen gebracht werden, werden Linien vorgegebener Breite des Dokuments auf der Kopie reproduziert. Die oben beschriebene Anordnung mit einer Vielzahl von Lampen 32, welche jeweils nu/ einen schmalen Querbereich der Trommel 18 beeinflussen, ergibt eine genaue Steuerung der durchzuführenden Entwicklung. Um Oberlappungseffekte nebeneinanderliegender Lampen 32 zu verhindern bzw. auf ein Minimum zu reduzieren, sind Abschirniplatten 33 zwischen den einzelnen Lampen 32 vorgesehen, welche den Einflußbereich der einzelnen Lampen 32 begrenzen. Auf diese Weise werden ferner scharfe Kontraste zwischen jenen Bereichen der Trommeloberfläche gebildet, welche durch die Lampen 32 entladen und

so welche von denselben nicht entladen werden.

Anstelle einer vollkommenen Abschaltung der Lampen 32 können dieselben ebenfalls auf einem sehr niedrigen Leuchtnivean im nichtbetätigten Zustand peh^ien werden, wobei die Lichtintensität nicht ausreicht, eine Entladung der Trommeloberfläche zu erreichen.

Fig.4 zeigt eine geeignete Befestigungsanordnung der Randentladungseinrichtung, bei welcher die Detektoren 31 und Lampen 32 innerhalb einer länglichen Einheit angeordnet sind, welche über die ganze Breite der Trommel 18 ragt und welche zusätzlich die notwendigen Steuerkreise umfaßt von welchen einer in vereinfachter Form in F i g. 5 dargestellt ist. Wenn weniger als ein vorgegebener Schwellwert der Lichtin-

h'· tensität auf die Fotodiode 31 fällt, weist dieselbe einen hohen effektiven Widerstand auf. Die an dem Widerstand R 1 auftretende Spannung wird dann dem Kmitter eines Transistors 34 zugeführt, so daß nunmehr

durch die l.ampe 32 ein Strom fließt. Wenn hingegen die Fotodiode 31 eine l.ichtmenge oberhalb des Schwellwcrts erhiilt. fällt der Widerstand der Fotodiode 31. so daß die am Widerstand RI vorhandene Spannung genügend abfällt, demzufolge der durch die l.ampe 32 fließende Strom hinreichend abfällt, so daß die l.ampe 52 auslöscht.

Gemäß F i g. 4 sind die mit den einzelnen Lampen 32 in Verbindung stehenden Stromkreise gemeinsam mil Verbindungsstegen 35 verbunden, die zu einer gemeinsamen .Stromversorgung führen. Bei der in der Figur dargestellten Anordnung werden durch Abschirmplat ten Ii getrennte Untereinheiten gebildet, während die gesamte F.inheit innerhalb eines transparenten Har/es eingegossen sein kann.

Die oben beschriebene Ausführtingsform hat die Figenschaft. daß ungewünschte schwarze Bereiche entlang der Ränder eines Kopierblattes eliminiert werden, welche ansonsten schwär/ erscheinen würden, falls ein im Vergleich zur Vorlagenbühne 10 kleinere Vorlage Il kopien werden soll und wahlweise die Abdeckung 22 nicht abgesenkt worden ist oder die Vorlage 11 — beispielsweise im Fall eines Buches — eine nicht vernachlässigbare Dicke aufweist, so daß dadurch verhindert wird, daß die Abdeckung 22 sehr nah an die Vorlagenbühne 10 herangebracht werden kann. In diesem Fall wird das Licht der Stablampe 15. welches durch die Vorlagenbühne 10 in Richtung der die Vorlage umgebenden Bereiche gemäß F i g. b gestrahlt wird, nicht erneut nach unten reflektiert, so daß die entsprechenden Bereiche der Trommeloberflüchc während der Belichtung nicht entladen werden.

Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Bis das Bild der Vorlagenkante XtX> eic Fotodioden 31 erreicht, leuchten alle Lampen 32. so daß die Trommel 18 entladen wird. Sobald die Kante ΛΊΛ'; Licht reflektiert, werden die Lampen 32 im Bereich der Trommel 18 zwischen den Punkten .V. und Λ; zum Auslöschen gebracht, während gleich/ieitig ein elektrostatisches latentes Bild der Vorlage Il auf der Trommeloberfläche erzeugt wird. Nachdem die Kante

I· i2 UlJICIl UCII L)CIIlIIIUIIgIIItIIIt/. iri glCllCt. CIICICIIl

kein weiteres Licht die Fotodioden 31. so daß die Lampen 32 erneut in ihrer Gesamtheit aufleuchten. Demzufolge werden dann die verbleibenden Bereiche auf tier Trommel 18 ebenfalls entladen. Die Ausgestal lung der Fotodioden 31 und der Lampen 32 bestimmt die Schärfe der Kanten Xi Vi und XiY:. Im Rahmen der obigen Beschreibung sei angenommen, daß die Vorlage Il nur Linieninformation enthält und daß keine wesentlichen dunklen Bereiche vorhanden sind.

Weitere Aiisfiihriingsformcn der Erfindung sind schematisch in den F i g. 7 und 8 dargestellt. Hei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 ist eine ein/ige rohrförmigc l.ampe 32 quer zur Trommeloberfläche angeordnet, während eine Mehrzahl von Fotodioden 31 in Form einer Reihe über die Trommelbreite hinweg angeordnet sind. Die Fotodioden 31 sind mn der Lampe ?2 so verbunden, daß die l.ampe 32 nur aufleuchtet, wenn alle Fotodioden 31 weniger Licht .ils ilen vorgegebenen l.ichtschwcllwcrl erhalten. Bei diesel Aiisfühningsform ergibt sich in Verbindung mit Fig.tr daß nur jene Bereiche der Trommel 18 entladen werden, welche über die Kanten X₁ Af?und V₁ V.. hinausragen. Die schwarzen Bereiche innerhalb der Bildfläche der Trommel 18 werden jedoch reproduziert.

Die Ausfiihrungsform von Fig. 8 ermöglicht die F.liminierung von ungewünschten Randbereichen ent lang der Bildkanten entsprechend Xi V₁ und X_: Y_: unter Verwendung der Ausführungsform von F ι g. 7. ohne daß dabei jedoch Schwarzbereiche innerhalb der Bildfläche eliminiert werden. Die Breite dieser Randzonen kann vorher beispielsweise in Abhängigkeit der Kopiengröße oder des Reduziertnaßsiabes der Kopiermaschine festgelegt werden. Bei dieser Ausführungs form werden anstelle einer einzigen Lampe 32 drei Lampenabschnitte 32a. 32b und 32c verwendet, wobei jeder dieser Abschnitte mil einer eigenen Serie von Fotodioden 31 zugeordnet ist. Über die Kanten XX: und V· V; von F i g. 6 hinaus werden alle drei Lampen 32.1. 32i> und 32c beleuchtet. Im Bereich der Kanten ΧΙ X; und Vi V; werden nur die äußeren Lampen 32.1 und 32cbeleuchtet. wodurch die Randzonen der Trommel 18 entladen werden.

An Stelle der in Fig. 2 dargestellten Anordnung der Fotodioden 31 können dieselben ebenfalls an der

Vorausinformation der auf die Trommel 18 fallenden Lichtintensität erhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Kopieren von Vorlagen, mit einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsträger, einer Einrichtung zum gleichförmigen ΐ Aufladen des Aufzeichnungsträgers, einer Vorlagenbühne, einer Reflex-Abtastbelichtungseinrichtung zur streifenweisen bildmäßigen Belichtung des Aufzeichnungsträgers und mit einer Entwicklungseinrichtung für das so gebildete Ladungsbild, dadurch gekennzeichnet, daß im Belichtungsstrahlengang zur Erfassung von außerhalb des Vorlagenformates liegenden Bereichen ungenügender Helligkeit der Vorlagenbühne (10) entweder zur Erfassung lediglich der in Abtastrichtung gesehen vor- bzw. nacheilenden Randbereiche ein Lichtdetektor (31) oder zur Erfassung aller Randbereiche quer zur Abtastrichtung in einer Reihe mehrere Lichtdetektoren (31) angeordnet sind, daß mit dem bzw. den Lichtdetektoren (31) über eine Logikschaltung (L) ein oder mehrere Entladungselemente (32) zur Entladung des Aufzeichnungsträgers derart zugeordnet sind, daß sie auf dem Aufzeichnungsträger (18) den von den Detektoren (31) erfaßten Randbereichen entsprechende geladene Bereiche entladen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungselemente quer über den Aufzeichnungsträger (18) angeordnete Beleuchtungslampen (32) und die Detektoren ebenfalls quer so über den Aufzeichnungsträger (18) angeordnete Fotodioden (JI) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einp Entladungselement eine Stablampe ist. J5

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fotodiode (31) eine Beleuchtungslampe (32) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodioden (31) und die ->" Beleuchtungslampen (32) in zwei Reihen angeordnet sind, welche in Aufzeichnungsrichtung gesehen voneinander beabstandet über dem als fotoleitfähig*.-Aufzeichnungstrommel (18) ausgebildeten Aufzeichnungsträger angeordnet sind, und daß die Ansteue- ·*■> rung der Beleuchtungslampen (32) gegenüber der Lichtaufnahme durch die Fotodioden (31) in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Aufzeichnungstrommel (18) und des Abstandes der Reihen verzögert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Lichtdetektoren (31) unmittelbar neben dem Abbildungsspalt (19) in Aufzeichnungsrichtung vor dem bzw. den Entladungselementen (32) angeordnet sind. ^r>^r>