DE2516012C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Kontrolle des Vorspannungspotentials einer Entwicklerelektrode bei einem elektrostatischen Kopiergerät gemäß dem Gattungsbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Bestimmte elektrostatische Kopiersysteme, bei denen die Ober­ fläche eines Photoleiters, der von einer Lageranordnung, übli­ cherweise einer Trommel getrennt ist, zunächst geladen, an­ schließend der Belichtung mit einem Original und schließlich der Wirkung eines Entwicklers ausgesetzt wird, verwenden in immer stärkerem Maße organische Photoleiter. Solche organische Photoleiter weisen zwar beträchtliche Vorteile über anorganische Photoleiter auf, es ergibt sich jedoch auch ein wesentlicher Nachteil. Bei der Belichtung verschwindet nämlich die Ladung auf dem organischen Photoleiter nicht so schnell, wie dies eigentlich erwünscht ist. Daher behält bei einem Kopiergerät, welches mit einer ausreichenden Geschwindigkeit arbeitet, ein organischer Photoleiter eine beträchtliche Ladung auch auf den Bilduntergrundbereichen oder nicht bildmäßig ausgenutzten Bereichen, nachdem die normale Belichtung durch die zu reproduzierende Kopie durchgeführt worden ist. Unter Bilduntergrundbereichen ver­ steht man im folgenden solche Teile der anzufertigenden Kopie, die nicht zum bildmäßigen Aufbau der Kopie beitragen, d. h. die keine Informationsmarkierungen tragen und daher von dem Ent­ wickler auch nicht entwickelt werden sollen. Die Höhe dieses Bilduntergrundpotentials liegt im Bereich zwischen 100 und 200 V.

Es sind bisher schon viele Versuche unternommen worden, um diesem Problem zu begegnen und die Ablagerung von Entwickler- oder genauer gesagt, Tonerpartikeln auf diesen Bilduntergrundbereichen, die keine Tonerpartikel aufweisen sollen, zu verhindern; diese Ablagerung erfolgt aufgrund des eben schon erwähnten Restpoten­ tials. Beispielsweise ist schon angeregt worden, daß die Ent­ wicklungsstation oder die Entwicklungsanordnung mit einer Vor­ spannungs- oder Entwicklerelektrode ausgestattet werden soll, der ein solches Potential zugefügt wird, daß dieses dem Effekt des Restpotentials in den Bilduntergrundbereichen entgegenwirkt. Ein Problem bei Verwendung eines festen Vorspannungspotentials liegt jedoch darin, daß sich das Untergrundpotential über einen relativ weiten Bereich ändert, so daß entweder eine Ent­ wicklung auch dieser Untergrundbereiche stattfindet, falls nämlich das Vorspannungspotential nicht ausreichend groß ist oder daß andererseits Tonerpartikel sich auf der Vorspannungs­ elektrode ablagern, wenn ein zu großes Vorspannungspotential verwendet wird. Es versteht sich, daß im übrigen ein Vor­ spannungspotential nur dann der Entwicklerelektrode zugeführt werden soll, wenn das latente Bild durch das Entwicklersystem läuft. Wird das Vorspannungspotential nicht abgeschaltet, dann werden relativ große Anteile des Toners auf der Vorspannungs­ elektrode abgelagert, wenn ungeladene Bereiche der Trommel durch die Entwicklungsanordnung laufen.

Es sind schon Versuche angestellt worden, Systeme zu schaffen, bei denen das Vorspannungspotential als Folge einer Veränderung des Potentials in den Untergrundbereichen einer Variation un­ terworfen wird. So läßt sich beispielsweise dem US-Patent 36 11 982 eine Anordnung mit einem kapazitivem Sensor entnehmen, der außerhalb und unmittelbar vor der Entwicklungsanordnung angeordnet ist und über eine Blende einem geladenen und voll­ belichteten Streifen an der Randkante der den Photoleiter tra­ genden Trommel ausgesetzt wird, das abgetastete Potential wird dann verstärkt und als Regelgröße für eine variable Spannungs­ quelle verwendet, die der in der Entwicklungsanordnung ange­ ordneten Entwicklerelektrode das Vorspannungspotential zuführt. Ein weiteres Beispiel für ein Elektrodenvorspannungs-Regelsystem läßt sich dem US-Patent 37 88 739 entnehmen, bei dem wiederum der kapazitive Sensor außerhalb und unmittelbar vor der Ent­ wicklungsanordnung angeordnet ist und das Potential als Teil eines übergroßen belichteten Bereichs außerhalb des Bildbe­ reiches abtastet, um das der Elektrode in der Entwicklungsan­ ordnung zugeführte Vorspannungspotential zu steuern. Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung, die von einer Vorspannungsquelle der Ent­ wicklerelektrode zugeführt ist, läßt sich der DE-OS 23 36 499 entnehmen. Auch bei dieser Anordnung ist, ähnlich wie bei den weiter vorn erwähnten US-Patenten, der Sensor unmittel­ bar vor und außerhalb der Entwicklungsanordnung lokalisiert, in welcher sich die Entwicklerelektrode befindet.

Bei den bekannten Systemen, die soeben besprochen worden sind, wird eine Spannung des Photoleiters unter Verwendung sehr empfind­ licher und schwierig zu handhabender Instrumente, beispiels­ weise Elektrometer abgetastet, um die Ladung in den Bilduntergrund­ bereichen oder Restbereichen des Photoleiters zu ermitteln. Solche Instrumente sind nicht nur teuer, sondern führen auch weitere kritische Faktoren in das System ein, insbesondere hin­ sichtlich der Geometrie des Sensors und des kritischen Abstan­ des des Sensors von der Oberfläche, deren Potential abgetastet werden soll. Darüber hinaus verwenden die Systeme bekannter Art Schaltungsanordnungen, die die Vorspannung nur für den Zeitraum wirksam werden lassen, währenddessen das Bild durch die Entwick­ lungsanordnung läuft. Schließlich ist bei dem bekannten System noch besonders nachteilig, daß aufgrund der Ablagerung der Tonerpartikel auf der Vorspannungselektrode, sofern nicht Mittel zur Reinigung dieser Elektrode vorgesehen sind, diese sehr schnell derart mit Tonerpartikeln überhäuft wird, daß das gesamte System seine Wirkung verliert.

In der auf einer prioritätsälteren Anmeldung basierenden, nicht vorveröffentlichten DE-AS 25 20 810 ist ferner eine Einrichtung zum Anlegen einer Vorspannung an eine Entwicklungselektrode einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung beschrieben, bei der mit mehreren Sensor- bzw. Abtastelektroden gearbeitet wird, deren Potential jeweils zu einem vorgegebenen Zeitpunkt abgetastet wird, wobei mittels einer Diodenschaltung jeweils das niedrigste unter allen abgetasteten Potentialen ausgewählt und für die Erzeugung der Vorspannung an der Entwicklerelektrode bis zur nächsten Abtastung gespeichert wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zum Abtastzeitpunkt u. U. ein viel zu hohes Potential er­ mittelt wird.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu ver­ bessern, daß eine optimale Kontrolle des Vorspannungspotentials für die Entwicklerelektrode auch bei schwankendem Bilduntergrund­ potential erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es ist ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß ein höheres Bilduntergrundpotential, welches zunächst als entsprechende Spannung über dem Kondensator abgespeichert wird, sofort nach unten korrigiert wird, wenn zu einem späteren Zeitpunkt ein niedrigeres Potential an der mindestens einen Sensorelektrode festgestellt wird. Auf dieser Weise ergibt sich die Möglichkeit, die Vorspannung für die Entwicklerelektroden auch noch während eines bereits laufenden Kopierzyklus an die Gegebenheiten anzu­ passen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungs­ beispiels der Erfindung anhand einer Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematische Seitenansicht eines elektrostatischen Kopiergeräts mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Kopiergeräts gemäß Fig. 1 mit Sensor- und Vorspannungselektroden; und

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

In Fig. 1 und 2 ist ein Kopiergerät 10 dargestellt, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden kann. Das Kopiergerät 10 umfaßt eine Trommel 12 mit einem leitenden Zylin­ der 14, dessen Mantelfläche eine Schicht 16 eines an sich bekannten organischen photoleitenden Materials trägt. Die Trommel 12 weist weiterhin Seiten­ endplatten 18 und 20 auf, die Achsstummel 22 und 24 tragen, die drehbar gelagert sind.

Eine Korona-Entladungsanordnung 26 ist über einen Schalter 30 mit einer geeigneten Versorgungsquelle 28 verbunden und erzeugt eine Korona- oder Sprühentladung, die bei Drehung der Trommel 12 auf den Photoleiter 16 oder die photoleitende Ober­ fläche gleichförmige elektrostatische Ladung aufbringt. Nach Aufladung bewegt sich die photoleitende Oberfläche an einer Belichtungsanordnung 32 ebenfalls bekannter Art vorbei, die so ausgebildet ist, daß sie bei Schließen eines Schalters 36 mit einer Regelschaltung 34 verbunden wird.

Nach Belichtung mit einem Original des zu kopierenden Bildes oder Gegenstandes bewegt sich die photoleitende Oberfläche zu einer Entwicklungsanordnung 38. Die Entwicklungsanordnung 38 kann beispielsweise so aufgebaut sein, daß sie einen Appli­ katortank 40 umfaßt, der innerhalb eines Sammelgefäßes oder einer Rückführschale 42 angeordnet ist. In an sich bekannter Weise wird über eine Rohrverbindung 44 oder Leitung dem Applika­ tortank 40 eine Entwicklerflüssigkeit aus geladenen Tonerpartikeln in einer Trägerflüssigkeit zugeführt, die einen relativ hohen Volumenwiderstand hat. Der Tank 40 ist so weit gefüllt, daß die Entwicklerflüssigkeit mit der Oberfläche der Trommel 12 in Kontakt kommt, wobei dann ein Überlauf in die Rückführschale 42 erfolgt, von welcher die Entwicklerflüssigkeit über eine Leitung 46 einem nicht dargestellten Vor­ ratsgefäß zugeführt wird.

Beim Ausführungsbeispiel folgt auf der photoleitenden Oberfläche dem Bildbereich ein Bereich, der ebenfalls voll geladen, jedoch nicht belich­ tet wird. Beispielsweise kann man dies dadurch erzielen, daß auf einer der Achsstummel 22 eine Nocke oder Nockenfläche 48 montiert wird, die einen Stößel 50 in der Weise betätigt, daß der Schalter 30 in gesteuerter Weise geschlossen wird, wodurch ein vorgegebener Bereich um die Trommeloberfläche voll geladen wird. Eine zweite Nocke oder Nockenfläche 54 auf der Achsstummel 22 ist so ausgebildet, daß ein Nockenstößel 56 zur Schließung des Schalters 36 betätigt wird, der die Belichtungs­ anordnung 32 in Tätigkeit setzt.

Der Fig. 1 kann entnommen werden, daß die winkelmäßige Er­ streckung der Nocke 48 größer als die der Nocke 54 ist, so daß eine größere als die belichtende Fläche der photoleitenden Oberfläche 16 ge­ laden wird. Darüber hinaus ist die Anordnung so getroffen, daß die Belichtung mit Beginn des ge­ ladenen Bereiches beginnt, so daß der voll geladene, jedoch nicht belichtete Bereich 60 dem Bildbereich in der Bewegungs­ richtung der Trommel nachfolgt.

Dies läß sich auch bei Kopien unterschiedlicher Länge realisieren.

Beim Ausführungsbeispiel ist das automa­ tische Elektrodenvorspannungs-Regelsystem für den Entwicklungs­ bereich ferner so ausgebildet, daß eine schmale zentral angeordnete Elektrode 62 und Randelektroden 64 und 66 aus leitendem Materi­ al im Entwicklertank 40 angrenzend an den Tankeinlaß angeordnet sind, wie Fig. 2 dies genauer zeigt. Die Elektroden 62, 64 und 66 sind so lokalisiert, daß sichergestellt ist, daß der Bild­ bereich die Elektroden passiert, wenn er sich durch die Entwicklungsanordnung 38 bewegt. Darüber hinaus sind die Elektroden 62, 64 und 66 so angeordnet, daß die Entwickler­ flüssigkeit zwischen den Elektroden und der Trommel fließt und die Oberflächen sowohl der Elektroden und der Trommel be­ rührt. Diese Elektroden 62, 64 und 66 sind vollständig gegen­ über Masse isoliert, d. h. ungeerdet oder erdfrei, so daß sie ihre eigenen Potentiale annehmen. Be­ findet sich die Entwicklerflüssigkeit zwischen den Elektroden und der Trommel und berührt er beide Oberflächen dieser Systeme, dann werden geladene Tonerpartikel zur Oberfläche des Photoleiters angezogen, so daß es zu einer Aufladung der Elektroden 62, 64 und 66 in der Weise kommt, daß jede Elektrode ein Potential annimmt, welches ein Maß für das Potential an der Oberfläche der photoleitenden Schicht 16 ist. Der Widerstand der Entwicklerflüssigkeit ist hoch, jedoch ist diese kein vollständiger Isolator. Bei der besonderen Orientierung und dem besonderen Aufbau, gemäß in Fig. 2, nimmt jede Elektrode 62, 64 und 66 ein Potential an, welches ein Maß ist für das durchschnittliche Potential über dem Bereich oder Teil des Bildbereiches, der auf die Elektrode ausgerichtet ist. Das Potential, das die Elektrode annimmt, ist nahezu unab­ hängig von dem Abstand zwischen Elektrode und photoleitender Oberfläche, und zwar aufgrund der leitenden Zwischenverbindung durch die Entwicklerflüssigkeit. Das Potential ist praktisch auch unabhängig von der Kapazität der Elektroden gegen Masse, vorausge­ setzt, daß die Kapazitäten klein und die Widerstände relativ hoch sind. Daraus läßt sich entnehmen, daß die als Sensorelektroden dienenden Elektroden 62, 64 und 66 im wesentlichen auf dem Prinzip der Leitfähigkeit, nicht aufgrund von Kapazitätseinflüssen arbeiten.

Um die von den Elektroden 62, 64 und 66 abgetasteten Potentiale auszuwerten, sind die Elektroden mit einer Meßschaltung 68 mit hoher Eingangsimpedanz verbunden, die für ihr Ausgangspotential das niedrigste abgetastete Potential auswählt. Das Ausgangssi­ gnal der Meßschaltung wird einem nachgeschalteten Verstärker 70 zugeführt, der in noch zu beschreibender Weise Vorspannungselek­ troden 72, 74, 76 und 78 ein Vorspannungspotential zuführt. Die durchschnittliche Spannung jeder der Elektroden 62, 64 und 66, die über den Bildbereich abgetastet wird, ist dabei gleich dem Rest- oder Bilduntergrundpotential in den unbelichteten Bereichen, und größer als das Potential in den Bildbereichen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, erstreckt sich jede der Entwickler­ elektroden 72, 74, 76 und 78 im wesentlichen quer über die ge­ samte Breite W, über welche eine Kopie hergestellt wird. Darü­ ber hinaus ist bei der Dimensionierung der Sensorelektro­ den 62, 64 und 66 und deren Positionierung über die Breite der herzustellenden Kopie so vorgegangen worden, daß die Elektrode 62 den mittleren Bildbereich abtastet, der normalerweise dem Teil des Originals entspricht, der, beispielsweise bei einer Schreibmaschinenseite, die effektiv zu kopierenden oder zu vervielfältigenden Bildbereiche enthält, während die Elektroden 64 und 66 Bereiche abtasten, die den Randbereichen des Originals entsprechen, auf denen üblicherweise nicht Geschriebenes oder Gedrucktes mehr steht und die daher in diesem Sinne zum Kopiervor­ gang nichts beitragen. Aufgrund einer solchen Anordnung mehrerer Elektroden, nämlich eine an jedem Randbereich und eine im mittle­ ren Bereich des Bildes, gelingt es in Verbindung mit der Meß­ schaltung 68, die Vorspannung derjenigen Sensorelektrode aus­ zuwählen, die den geringsten Wert aufweist. Da, wie soeben er­ wähnt, die meisten Originale ein oder mehrere nicht bedruckte Randbereiche aufweisen, stellt eine solche Anordnung sicher, daß für die meisten Kopien eine minimale Vorspannung erzeugbar ist. Die Meßschaltung 68 erlaubt auch das Anlegen einer kleinen zusätzlichen Vorspannung an die Entwicklerelektroden, um so eine Gesamtvorspannung bereitzu­ stellen, die geringfügig größer ist als der Potentialwert, der in den nicht bedruckten Bereichen abgetastet wird, so daß sichergestellt wird, daß eine Entwicklung der Bildunter­ grundbereiche nicht stattfindet. Im Verlauf von ausführ­ lichen Untersuchungen ist festgestellt worden, daß der Wider­ stand der Entwicklerflüssigkeit zwischen einer abtastenden Elektrode und der Trommel in der Größenordnung von 10⁹ Ohm liegt. Die Meßschaltung 68 verfügt über eine Eingangsimpedanz von mehr als 10¹² Ohm, die also mindestens um drei Größen­ ordnungen größer ist als der Widerstand zwischen der oder den Elektroden und der Trommeloberfläche. Auf diese Weise gelingt es, eine gute Ablesung oder Messung des durchschnittlichen Potentials über dem Bildbereich zu erhalten, der jeweils auf die Elektroden 62, 64 und 66 ausgerichtet ist.

Wenn der weiter vorn schon erwähnte voll aufgeladene, jedoch nicht belichtete Bereich 60 der Trommel 12 an den Entwickler­ elektroden ankommt, dann erzeugt das hohe Potential dieses Bereiches eine umge­ kehrte Vorspannung. Es versteht sich, daß selbst dann, wenn man den Verstärker 70 auf seinen bewußt begrenzten Maximalwert einstellt, daß Potential an den Entwicklerelektroden klar unterhalb des Potentials des nicht belichteten Bereiches 60 bleibt. Dementsprechend werden Tonerpartikel, die sich im Ver­ lauf des Entwicklungsvorgangs auf diesen Entwicklerelektroden abgelagert haben, in Richtung auf die Oberfläche der Trommel gezogen. Im Verlauf dieses Vorganges kehren viele der Tonerpartikel in die Suspension der Träger­ flüssigkeit zurück. Allerdings ist auch richtig, daß dieser unbelichtete Bereich 60 bis zu einem gewissen Ausmaß von den Tonerpartikeln entwickelt wird. Dies stellt jedoch kein ernst­ haftes Problem bei den meisten gewerblichen Anwendungsfällen dar, da Kopiergeräte mit mechanischen Mitteln zur Reinigung der photoleitenden Oberfläche 16 ausgerüstet sind.

Alternativ kann, um den vollgeladenen und nicht belichteten Bereich zur Reinigung der Entwicklerelektroden zur Verfügung zu stellen, ein Abschnitt der Trommel statt mit einer photolei­ tenden Oberfläche mit einer dünnen Kunststoffbeschichtung ver­ sehen sein; es ist auch möglich, an die Entwicklerelektroden während des Durchlaufs der nicht belichteten Bereiche der Trommel durch die Entwickleranordnung eine Spannung umgekehrter Polari­ tät anzulegen.

Im folgenden wird auf die Darstellung der Fig. 3 genauer einge­ gangen, der sich ein Ausführungsbeispiel einer Meßschaltung 68 mit hoher Eingangsimpedanz entnehmen läßt; das Ausführungsbei­ spiel verfügt über eine Sample-and-Hold-Schaltung und den Verstärker 70, der eben­ falls Teil des Elektrodenvorspannungs-Regelsystems ist. Bei der dargestellten Anordung sind Abschirmungen 80, 82 und 84 für die von den Sensorelektroden 66, 62 und 64 kommenden Leitungen vorgesehen. Die Elektroden 66, 62 und 64 sind über entsprechend zugeordnete Widerstände 86, 88 und 90 mit Feldeffekttransistoren 92, 94 und 96 mit isolierter Steuerelektrode oder isolierter Basis verbunden, die jeweils über eine gemeinsame Senkenleitung 98 und eine gemeinsame Quellenleitung 100 geschaltet sind, wobei die gemeinsame Leitung 100 der Feldeffekttransistoren über einen Widerstand 102 mit dem einen Anschluß 104 einer Spannungsquelle von beispiels­ weise -600 V verbunden ist. Diese Transistoren bilden die Eingangs­ schaltung hoher Impedanz für die Meßschaltung 68 . Die FET-Transistoren sprechen auf die von den Elektroden 66, 62 und 64 abgetasteten Spannung an und dienen dazu, Strom vom Basis- Emitterübergang eines nachgeschalteten Transistors 106 abzu­ leiten. Die gemeinsame Quellenleitung 100, die mit der Basis des Transistors 106 verbunden ist, führt diesem Transistor den Basisstrom über den Widerstand 102 zu. Ein weiterer Transistor 108 bildet eine Stromquelle für den Emitter­ strom des Transistors 106. Aufgrund dieser Anordnung ist der Emitter des Transistors 106 normalerweise um einige Volt posi­ tiver als die Eingänge der FET-Transistoren 92, 94 und 96 , wobei angenommen wird, daß diese sämtlichen Transistoren von der gleichen Quelle gespeist werden. Tatsächlich werden jedoch, wie der Fig. 3 entnommen werden kann, den FET-Transistoren 92, 94 und 96 als Eingangsspannungen die von den jeweiligen Sensorelektroden 66, 62 und 64 stammenden Spannungen zuge­ führt. Bei der dargestellten Anordnung reagiert die Schaltung auf die am wenigsten negative der abgetasteten Spannungen und ignoriert die anderen abgetasteten Spannungen. Es ist offen­ sichtlich, daß es sich bei dieser am wenigsten negativen Spannung um von der Sensorelektrode gelieferten Spannung handelt, die den am meisten entladenen Bereich der photoleitenden Oberfläche abtastet, bei dem es sich daher normalerweise um den Randbe­ reich, bezogen auf das Original, handelt. Ein aus einer Parallel­ schaltung bestehendes RC-Glied 109 verbindet den Emitter des Transistors 106 mit den Abschirmungen 80, 82 und 84, so daß die Kapazität zwischen der Eingangsleitung und der Abschirmung die abtastende Elektrode nicht belastet. Die negative Spannungs­ quelle für die Abtastschaltung ist von einer Zenerdiode 110 gebildet, die über einen Widerstand 112 mit der Spannungsquelle von -600 V verbunden ist.

Die Meßschaltung 68 umfaßt weiterhin den erwähnten Sample-and- Hold-Kreis, der auf das Potential am Verbindungspunkt der Zener­ diode 110 und des Widerstandes 112 anspricht. Dieses Signal wird der Basis eines Transistors 114 zugeführt, die mit dem Emitter dieses Transistors über eine Diode 116 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 114 ist an eine Spannungsquelle von beispielsweise -300 V angeschlossen. Der Transistor 114 bildet eine Treiberschaltung mit geringer Impedanz, die so aus­ gebildet ist, daß einem Speicherkondensator 124 ein Potential zugeführt wird. Die Sample-and-Hold-Schaltung umfaßt gegenein­ ander geschaltete Dioden 118 und 120, die mit ihren Anoden ver­ bunden sind; der Verbindungspunkt dieser beiden Dioden liegt über einem Widerstand 122 an Masse. Des weiteren sind ein Paar Mikroschal­ ter 126 und 130 vorgesehen, die so ausgebildet sind, daß sie durch ihr Schließen den Ladevorgang des Speicherkondensators 124 regeln. Der eine Anschluß des Mikroschalters 126 ist über einen Widerstand 128 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Dioden 116 und 118 verbunden. Der den beiden Mikroschaltern 126 und 130 gemeinsame Kontaktanschluß ist mit der Diode 120 verbunden, und zwar mit ihrer Kathode. Der restliche, noch freie Anschluß des Mikroschalters 130 liegt am Kondensator 124. Die Darstellung dieser Schaltung läßt erkennen, daß bei geschlosse­ nen Mikroschaltern 126, 130 der Transistor 114 in die Lage versetzt wird, den Speicherkondensator 124 aufzuladen und zu entladen. Bei offenem Mikroschalter 126 ist dagegen nur eine Entladung des Kondensators 124 möglich.

Die Schaltung ist so getroffen, daß der Schalter 126 während der ersten 2 oder 3 cm des Bildbereichs der Kopie und der Schalter 130 für die ersten 12 cm der Bildkopie geschlossen ist. Zu diesem Zweck kann eine erste Nocke oder Nockenbahn 132 zur Durchführung einer Drehbewegung auf der Stummelwelle 22 montiert sein. Von dieser Nockenscheibe wird ein Nockenstößel 134, der an einer Stelle um den Wellenstummel 22 angeordnet ist, die der entspricht, an welcher das latente Bild in die Entwicklungs­ anordnung 38 eintritt, so betätigt, daß der Schalter 126 ge­ schlossen und der Schalter für annähernd die nächsten 2 oder 3 cm der Kopie geschlossen gehalten bleibt. Eine weitere Nocke oder Nockenscheibe 136 auf dem Achsstummel 22 ist so ausge­ bildet, daß sie einen Nockenstößel 138 betätigt, der an einer Stelle angeordnet ist, die der des Nockenstößels 134 entspricht und wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß der Schalter 130 für annähernd die ersten 12 cm der Kopielänge geschlossen wird. Daher wird es während der ersten 2 bis 3 cm der Bildkopie dem Transistor 114 ermöglicht, den Kondensator 124 sehr schnell in beliebiger Richtung aufzuladen und zu entladen. Während des nächsten Bild­ bereichsteils bis zu etwa 12 cm kann der Transistor 114 den Kondensator 124 nur in der positiven Richtung entladen, und zwar mit einer Laderate, die gesteuert ist und einen Kompromiß zwischen einer Anzahl von Faktoren bildet.

Die gespeicherte Spannung wird über einen Widerstand 140 dem Verstärker 70 zugeführt, der aus einem Paar Transistoren 142 und 144 besteht und der auf der Ausgangsleitung 146 die Vor­ spannung für die Vorspannungselektroden oder Entwicklerelektroden bereitstellt. Die Spannung auf der Ausgangsleitung 146 wird verschiedenen Entwicklerelektroden 72, 74, 76 und 78 über eine Diodenkette 148, 150, 152 und einen Widerstand 154 zugeführt, die sämtlich zwischen der Ausgangsleitung 146 und Masse in Reihe geschaltet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel empfängt die Elektrode 72, die die erste Elektrode darstellt, zu welcher angrenzend die Kopie bei ihrer Bewegung durch die Entwicklungsanordnung läuft, das volle Vorspannungspotential. Der zweiten Elektrode 74 wird das Potential am gemeinsamen Verbindungspunkt der Dioden 148 und 150 zugeführt. Die Elektrode 76 empfängt das Potential vom gemeinsamen Verbindungspunkt der Dioden 150 und 152, während die letzte Entwicklerdiode 78 das Potential am gemeinsamen Verbindungspunkt der Diode 152 mit dem Widerstand 154 zugeführt erhält.

Es ist erwünscht, daß den Entwicklerelektroden während der Zeiten, während welcher eine Entwicklung nicht stattfindet, keine Vorspannung zugeführt wird, um eine übermäßige Ablage­ rung an Tonerpartikeln auf den Entwicklerelektroden zu verhin­ dern. Dies kann in beliebiger üblicher Weise durchgeführt werden; beispielsweise ist in Fig. 3 schematisch eine Spannungversor­ gungsquelle 156 dargestellt, die den verschiedenen Schaltungs­ punkten, wie angegeben das -600 V-Potential und das -300 V-Poten­ tial zuführt; eine Abtrennung dieser Versorgungsspannung von der Meßschaltung ist durch übliche Mittel möglich. So ist in der Versorgungsleitung für die -600 V-Spannung ein Schalter 158 angedeutet, der über einen Nockenstößel 160 in der Weise be­ tätigt wird, daß bei Schließen des Schalters 158 die Ver­ sorgungsspanung der Meßschaltung zugeführt wird. Der Nocken­ stößel 160 kann in beliebiger Weise betätigt werden. Beispiels­ weise kann die Position des Nockenstößels 160 in Reihe mit den Nockenstößeln 134 und 138 in der Weise gewählt werden, daß er von der weiter vorn erwähnten "Belichtungsnockenscheibe" 54 be­ tätigt wird, so daß der Schalter 158 während des gesamten Zeitraumes, während welchen das latente Bild durch die Ent­ wicklungsanordnung läuft, geschlossen ist. Es versteht sich, daß selbstverständlich auch andere geeignete Mittel verwendet werden können, um die Versorgung der Meßschaltung mit Energie zu regeln.

Die Wirkungsweise des Elektrodenvorspannungs- Regelsystems ist dann wie folgt: bei Inbetriebnahme des Kopier­ gerätes 10 wird die Trommel 12 in der durch die Pfeile in Fig. 1 und 2 angedeuteten Richtung gedreht. Die Nockenscheibe 48 betätigt den Nockenstößel 50, wodurch der Korona-Entladungs­ anordnung 26 von der Versorgungsquelle 28 Energie zugeführt wird. Auf diese Weise erhält die photoleitende Oberfläche 16 über den Zeitraum, während welchem die Nockenscheibe 48 den Nockenstößel 50 betätigt, eine gleichförmige Ladung. Nachdem sich die Trommel bis zu einem Punkt gedreht hat, an welchem die vordere, führende Kante des geladenen Bereiches an das optische System, nämlich an die Belichtungsanordnung 32 angrenzt, betätigt die Nockenscheibe 54 den Nockenstößel 56 in der Weise, daß der Schalter 36 geschlossen und die Regelschaltung 34 mit der Belichtungsanordnung 32 verbunden wird, um so den Belichtungs­ schritt einzuleiten. Dieser Belichtungsschritt dauert solange, wie die entsprechende Erstreckung der Nockenscheibe 54 andauert, so daß, wie der Fig. 1 entnommen werden kann, sich nachfolgend zum Bildbereich ein voll geladener, jedoch nicht belichteter Bereich 60 ergibt. Wenn der Bildbereich in die Entwicklungsan­ ordnung 38 eintritt, dann schließt die Nockenscheibe 54 den Schalter 158 und führt der Meßschaltung 68 Versorgungsspannung zu. Beim Passieren der Elektroden 62 und 64 und 66 durch das Bild, tasten die Elektroden die Potentiale der Bildbereiche, die von ihnen überdeckt werden, ab. Die Meßschaltung wählt das am wenigsten negative Potential aus, welches ermittelt wurde; dieses Potential wird dann festgehalten. Das sich ergebende Signal wird verstärkt und den Entwicklerelektroden 72, 74, 76 und 78 zugeführt. Es versteht sich, daß dieses Potential gleich oder etwas größer ist als das tatsächliche Restpotential auf den Bilduntergrundbereichen (also den nicht bildmäßig oder infor­ mationsmäßig ausgenutzten Flächen, so daß sichergestellt ist, daß eine Entwicklung dieser Untergrundbereiche nicht stattfindet.

Es versteht sich weiterhin, daß, wie weiter oben schon erwähnt, im Verlaufe dieses Entwicklungsvorganges einige Tonerpartikel sich an den Entwicklerelektroden ansammeln. Wenn sich dann jedoch der Bereich 60 über die Entwicklerelektroden bewegt, wird ein umgekehrt gerichtetes Feld aufgrund des Umstandes erzeugt, daß sich dieser voll geladene, jedoch nicht belichtete Bereich 60 auf einem wesentlich größeren Poten­ tial befindet als dies das maximale, von der Meßschaltung ein­ schließlich dem Verstärker 70 zur Verfügung gestellte Vor­ spannungspotential sein kann. Diese in entgegengesetzter Richtung wirkende Vorspannung veranlaßt eine Wanderung der Tonerpartikel von den Entwicklerelektroden 64, 66 in Richtung auf die Trommel­ oberfläche. Im Verlauf dieses Vorganges gehen einige der Toner­ partikel, die sich von den Elektroden lösen, zurück in Suspension in der Trägerflüssigkeit des Entwicklers. Es ist jedoch richtig, daß im Verlauf dieses Vorganges auch der Bereich 60 zumindest bis zu einem gewissen Grade entwickelt wird. Wie jedoch weiter vorn schon erwähnt, stellt dies bei einem handelsüblichen Kopier­ gerät kein größeres Problem dar, da ohnehin schon Mittel zur Reinigung der Trommeloberfläche bei jedem Arbeitszyklus vorge­ sehen sind. Aus diesen Feststellungen ergibt sich, daß es ge­ lungen ist, die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu erfül­ len und ein automatisches Elektrodenvorspannungs-Regelsystem zur Verfügung zu stellen. Das Vorspannungs­ system überwindet die Nachteile der Systeme bekannter Art und verhindert eine Entwicklung der Bilduntergrundbereiche. Es wird eine zunächst veränderliche Vorspannung erzeugt, die wie eine automatische Be­ lichtungskontrolle wirkt. Dabei sind jedoch die Parameter des erfindungsgemäßen Systems nicht kritisch, außerdem gelingt eine Reinigung der Entwickler- oder Vorspannungs­ elektroden ohne daß sich die Notwendigkeit ergibt, auf die Verwendung mechanischer Reinigungssysteme zurückzugrei­ fen.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur automatischen Kontrolle des Vor­ spannungspotentials einer Entwicklerelektrode bei einem elektrostatischen Kopiergerät mit einem mit einer fotoleitenden Schicht versehenen Träger, mit Bilderzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche der fotoleitenden Schicht, mit einer der Entwicklung des latenten elektrostatischen Ladungs­ bildes dienenden und dieses in Kontakt mit einer Entwicklerflüssigkeit bringenden Entwicklungsanord­ nung mit einer auf einer Vorspanung gehaltenen Ent­ wicklerelektrode, mit einer in die Entwicklerflüssig­ keit eintauchenden und durch einen mit der Entwickler­ flüssigkeit gefüllten Spalt von der fotoleitenden Oberfläche getrennten Sensorelektrode, welche aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit der Entwicklerflüssig­ keit im wesentlichen das Potential des ihr gegenüber­ liegenden Bereiches der fotoleitenden Oberfläche an­ nimmt, wobei sich dieses Potential in Abhängigkeit von einer Relativbewegung zwischen der fotoleitenden Oberfläche und der Sensorelektrode ändert, und mit Auswerteeinrichtungen zur Erzeugung einer dem variablen, von der Sensorelektrode erfaßten Potential der foto­ leitenden Oberfläche entsprechenden elektrischen Vor­ spannung für die Entwicklerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteein­ richtungen eine Diode (120) aufweisen, über die ein Kondensator (124) derart entladbar ist, daß die Spannung über dem Kondensator ( 124) in jedem Zeit­ punkt dem niedrigsten Potential entspricht, welches von der Sensorelektrode (62, 64, 66) bis zu dem be­ treffenden Zeitpunkt während des laufenden Kopier­ zyklus erfaßt wurde, und daß an die Entwickler­ elektrode (72, 74, 76, 78) eine der jeweiligen Span­ nung über dem Kondensator (124) entsprechende Vor­ spannung anlegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklerflüssigkeit zwischen der fotolei­ tenden Oberfläche (16) und der Sensorelektrode (62, 64, 66) einen vorgegebenen hohen Widerstand aufweist, und daß mit der Sensorelektrode (62, 64, 66) eine Meß­ schaltung (68) verbunden ist, deren Eingangswider­ stand um Größenordnungen größer als der Widerstand der Entwicklerflüssigkeit ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sensorelektrode (62, 64, 66) an ei­ ner Stelle in der Entwicklungsanordnung (38) ange­ ordnet ist, an welcher sie im Verlauf des Entwickler­ vorgangs auf einen Bereich des latenten Ladungsbildes ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sensorelektrode (62, 64, 66) an der Seite der Entwicklungsanordnung (38) montiert ist, an der das latente Ladungsbild in diese eintritt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Vorspannungspotential für die Entwicklerelektrode (72, 74, 76, 78) größer ist als das Potential der Untergrundbereiche des latenten Bildes.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Arbeitszyklus des Kopiergeräts zwischen der foto­ leitenden Oberfläche (16) und der Entwicklerelektrode ( 72, 74, 76, 78) eine Vorspannung erzeugbar ist, deren Polarität zu der für die Entwicklung des Ladungsbildes verwendeten Polarität der Vorspannung entgegengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der die entgegengesetzte Polarität aufweisenden Vorspannung zwischen fotoleitender Ober­ fläche (16) und Entwicklerelektroden (72, 74, 76, 78) ein geladener, jedoch nicht belichteter Bereich (60) auf der fotoleitenden Oberfläche vorgesehen ist, der sich außerhalb des Bildbereichs befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser geladene, jedoch nicht belichtete Bereich (60) bei der Relativbewegung zwischen Entwicklungs­ anordnung (40) und fotoleitender Oberfläche (16) dem Bildbereich folgt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die fotolei­ tende Oberfläche (16) aus einem organischen Foto­ leiter besteht.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungs­ anordnung (38) einen die Entwicklerflüssigkeit ent­ haltenden Tank (40) aufweist, der einen Einlaßbereich und einen Auslaßbereich aufweist und durch den sich die das latente elektrostatische Bild tragende foto­ leitende Oberfläche (16) vom Einlaß- zum Auslaß­ bereich bewegt und daß die Sensorelektrode (62, 64, 66) nahe dem Einlaßbereich in dem Tank (40) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer quer zur Richtung der Relativbewegung verlaufenden Linie in dem Tank (40) mehrere, auf einem schwimmen­ den Potential gehaltene Sensorelektroden vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sensorelektroden eine mittlere, zur Abtastung des eine Bildinformation enthaltenden Bereichs geeignete Elektrode (62) und mindestens eine Randelektrode (64, 66) die einem Randbereich zugeordnet ist, aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die von den Sensorelektroden (62, 64, 66) gelieferten Potentiale verarbeitende Regelschaltung aus Meßschaltung (68) und Verstär­ ker (70) so ausgebildet ist, daß das niedrigste, von den Sensorelektroden (62, 64, 66) ermittelte Po­ tential ausgewählt und verarbeitet wird.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in Richtung der Relativbewegung hintereinanderliegende Entwicklerelektroden (72, 74, 76, 78) vorgesehen sind, denen jeweils ein Vorspannungspotential zuführbar ist, welches in Bewegungsrichtung stufenweise von der ersten (72) bis zur letzten Elektrode (78) kleiner ist.