DE2920464A1 - ELECTROPHOTOGRAPHIC COPYING PROCEDURE AND COPYING MACHINE FOR PERFORMING THE PROCESS - Google Patents
ELECTROPHOTOGRAPHIC COPYING PROCEDURE AND COPYING MACHINE FOR PERFORMING THE PROCESSInfo
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Description
DR.-ING. DIPL.-ΙΝΘ M. "^C. [JIPL.-F-f-Λ S. D.i. DIPL-PHYS. DlI0L-PHYS. DR DR. -ING. DIPL.-ΙΝΘ M. "^ C. [JIPL.-Ff-Λ S. Di DIPL-PHYS. DlI 0 L-PHYS. DR
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A 43 386 b Anmelder: Savin CorporationA 43 386 b Applicant: Savin Corporation
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3. Mai 1979 Valhalla, New York, 10595May 3, 1979 Valhalla, New York, 10595
USAUnited States
Beschreibungdescription
Elektrofotographisches Kopierverfahren und Kopiergerät zur Durchführung des VerfahrensElectrophotographic copying process and copier for performing the Procedure
Die Erfindung betrifft ein elektrofotographisches Verfahren, bei dem auf einer fotoleitenden Oberfläche ein latentes elektrostatisches Ladungsbild eines Originals mit hellen und dunklen Bildbereichen erzeugt wird und bei dem das latente Ladungsbild entwickelt wird, um ein sichtbares Abbild des Originals zu erhalten, sowie ein Kopiergerät zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to an electrophotographic process in which a latent electrostatic is present on a photoconductive surface Charge image of an original is generated with light and dark image areas and in which the latent charge image is developed in order to obtain a visible copy of the original, as well as a copier to carry out the process.
Eines der Hauptprobleme bei elektrofotographischen Kopiergeräten ergibt sich aus dem Wunsch, die Kopien mit möglichst hoher Geschwindigkeit herzustellen. Nach der elektrostatischen Aufladung eines Fotoleiters ist aber die Energie, die erforderlich ist, um ein latentes Abbild der hellen und dunklen Bereiche des Originals mit einem für die Herstellung einer brauchbaren Kopie ausreichenden Kontrast herzustellen, eine Funktion der Lichtmenge, die auf den Fotoleiter auftrifft, sowie eine Funktion der Lichtempfindlichkeit des Fotoleiters. Im Idealfall sollte der Fotoleiter so belichtet werden, dass die hellsten Bildbereiche vollständig entladen werden, während die dunkelsten Bildbereiche des Fotoleiters ihre volle Ladung behalten. In der Praxis läßt sich dies nie erreichen, da bei bekannten Fotoleitern Einschränkungen hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit für Licht vorliegen. Beim gegenwärtigen Stand der Technik bei Fotokopiergeräten liegt der Energiebedarf für das Betreiben des Kopiergeräts, wenn mehr als etwa 30 Kopien pro Minute herge-One of the main problems with electrophotographic copiers arises from the desire to make copies at as high a speed as possible. After a photoconductor has been electrostatically charged, however, the energy required to produce a latent image of the light and dark areas of the original with sufficient contrast to produce a usable copy is a function of the amount of light that strikes the photoconductor , as well as a function of the photosensitivity of the photoconductor. Ideally, the photoconductor should be exposed in such a way that the lightest image areas are completely discharged, while the darkest image areas of the photoconductor retain their full charge. In practice, this can never be achieved because known photoconductors have limitations with regard to their sensitivity to light. With the current state of the art for photocopiers, the energy required to operate the copier is when more than about 30 copies per minute are made.
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stellt werden sollen, bei etwa 1500 W. Da die übliche Netzspannung in vielen Fällen nur 110 V beträgt, ist aber die Leistungsabgabe an einer Steckdose oder dergleichen auf etwa 1500 W begrenzt. Dementsprechend muß für die Herstellung befriedigender Kopien mit höherer Geschwindigkeit ein spezieller elektrischer Anschluß geschaffen werden. Dies bedeutet, dass das Kopiergerät dort aufgestellt werden muß, wo ein Anschluß für eine höhere Ausgangsleistung bzw. eine höhere Netzspannung zur Verfügung steht. Ausserdem bringt der hohe Energiebedarf Probleme hinsichtlich der Wärmeabführung mit sich,und zwar sowohl bezüglich des Fotoleiters als auch bezüglich der Umgebung des Geräts, wobei noch die Kosten für den hohen Energieverbrauch hinzukommen. Wegen dieser Probleme wurden bereits viele Versuche unternommen, die Lichtempfindlichkeit von Fotoleitern zu erhöhen.should be provided at about 1500 W. As the usual mains voltage in many cases is only 110 V, but this is the power output at a socket or the like is limited to about 1500 W. Accordingly, a special electrical connection is required to make satisfactory copies at a higher speed be created. This means that the copier must be set up where a connection for a higher output power or a higher mains voltage is available. Besides that the high energy requirement brings problems with regard to heat dissipation, both with regard to the photoconductor as well as with regard to the environment of the device, with the costs for the high energy consumption added. Because Given these problems, many attempts have been made to increase the sensitivity of photoconductors to light.
Frühere Entwicklungen auf dem hier interessierenden Gebiet sind beispielsweise in den US-PSen 2 756 676, 3 892 481, 3 907 423, 3 912 387 und 3 994 723 beschrieben. Insbesondere ist in der US-PS 2 756 676 der Vorschlag gemacht worden, bei nur einem einzigen Belichtungsvorgang unter Verwendung eines Originals mehrere Kopien von einem dabei hergestellten Abbild zu erzeugen. Bei dem bekannten Verfahren wird der Fotoleiter nach jeder Übertragung eines entwickelten Bildes erneut aufgeladen, woraufhin das wieder aufgeladene Ladungsbild verstärkt wird, indem es beleuchtet wird.Earlier developments in the field of interest here are for example in US Patents 2,756,676, 3,892,481, 3,907,423, 3,912,387 and 3,994,723. In particular, US Patent 2,756,676 suggests only one single exposure process using an original to produce multiple copies of an image produced in the process. In the known method, the photoconductor is recharged after each transfer of a developed image, whereupon the recharged charge image is enhanced by illuminating it.
Weiterhin ist in der US-PS 3 892 481 ein automatisches Regelsystem für die Vorspannungserzeugung für eine Entwicklerelektrode beschrieben.Furthermore, in US Pat. No. 3,892,481 there is an automatic control system for generating a bias voltage for a developer electrode.
Die US-PS 3 907 423 beschreibt ein Kopiergerät mit einer gegenläufigen Walze, welche dazu dient, überschüssige Flüssigkeit nach dem Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes von dem Fotoleiter zu entfernen.U.S. Patent 3,907,423 describes a copier with a counter rotating Roller, which is used to remove excess liquid after developing the latent electrostatic image remove the photoconductor.
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Schließlich beschreiben die US-PSen 3 912 387 und 3 994 723 Möglichkeiten zum Ermitteln von unterbelichteten Hintergrundbereichen und zum Entladen derselben durch Beleuchtung vor dem Entwickeln eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes.Finally, US Patents 3,912,387 and 3,994,723 describe ways of detecting underexposed background areas and discharging them by illumination prior to developing an electrostatic latent image.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes elektrofotographisches Kopierverfahren anzugeben, welches bei vergleichweise geringem Energiebedarf eine Beschleunigung der Kopiergeschwindigkeit ermöglicht.Based on the prior art, the invention is based on the object based on specifying an improved electrophotographic copying process, which with comparatively low energy consumption enables the copying speed to be accelerated.
Diese Aufgabe wird bei einem Kopierverfahren der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass man das latente Ladungsbild mit einem Toner behandelt, um eine optische Abschirmung über den den dunklen Bildbereichen des Originals entsprechenden Bildbereichen des Ladungsbildes zu erhalten, dass man die fotoleitende Oberfläche dann beleuchtet, um die Bildbereiche des Ladungsbildes zu entladen, die den hellen Bildbereichen des Originals entsprechen,und dass man dann das Ladungsbild entwickelt.In the case of a copying process, this task becomes the one described at the beginning Type solved according to the invention in that the latent charge image is treated with a toner in order to produce an optical To obtain shielding over the image areas of the charge image corresponding to the dark image areas of the original, that the photoconductive surface is then illuminated in order to discharge the image areas of the charge image which are the bright image areas correspond to the original, and that one then develops the charge image.
Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich ein Kopiergerät mit einer fotoleitenden Oberfläche, mit einer Ladestation und mit Ladeeinrichtungen zum Erzeugen einer elektrostatischen Ladung auf der fotoleitenden Oberfläche, iftit einer Belichtungsstation mit Beleuchtungseinrichtungen zum Belichten der fotoleitenden Oberfläche mit einem Licht-Abbild eines Originals mit hellen und dunklen Bildbereichen und zur Erzeugung eines entsprechenden latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf der fotoleitenden Oberfläche, mit einer Entwicklerstation mit Entwicklereinrichtungen zum Entwickeln des Ladungsbildes zu einem optisch sichtbaren Abbild und mit Einrichtungen zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen den genannten Stationen einerseits und der fotoleitenden Oberfläche andererseits, besonders bewährt, welches dadurch gekennzeichnet"ist, dass eine Maskierstation mitTo carry out this method, a copier with a photoconductive surface, with a charging station and with Charging devices for generating an electrostatic charge on the photoconductive surface, including an exposure station Illumination devices for exposing the photoconductive surface with a light image of an original with bright and dark image areas and for generating a corresponding latent electrostatic charge image on the photoconductive Surface, with a developer station with developer devices for developing the charge image into an optically visible one Image and with devices for bringing about a relative movement between the said stations on the one hand and the photoconductive surface on the other hand, particularly proven, which is characterized in that a masking station with
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Maskiereinrichtungen zur Erzeugung einer optischen Abschirmung bzw. Maskierung der den dunklen Bildbereichen des Originals entsprechenden Bereiche des latenten elektrostatischen Ladungsbildes vorgesehen ist, dass eine Beleuchtungsstation mit Beleuchtungseinrichtungen zum Entladen der unmaskierten Bereiche des latenten elektrostatischen Ladungsbildes durch Lichteinwirkung vorgesehen ist und dass die Maskierstation und die Beleuchtungsstation zwischen der Belichtungsstation und der Entwicklerstation angeordnet sind.Masking devices for producing an optical shielding or masking of the dark image areas of the original corresponding areas of the latent electrostatic charge image is provided that a lighting station with lighting devices for discharging the unmasked areas of the latent electrostatic charge image by exposure to light is provided and that the masking station and the lighting station between the exposure station and the Developer station are arranged.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein verbessertes Elektrofotographieverfahren, welches es ermöglicht, die "effektive Geschwindigkeit" eines Fotoleiters zu erhöhen. Das charakteristische Merkmal der Xerographie besteht dabei in der Schaffung eines elektrostatischen Bildes an einem Punkt des Verfahrens. Am günstigsten ist es hierfür, wenn ein Fotoleiter im Dunklen geladen und dann einem Hell-Dunkel-Abbild des Originals ausgesetzt wird, wobei ein latentes elektrostatisches Bild des Originals erzeugt wird. Zur Erzielung einer befriedigenden Kopie muß die Belichtungszeit dabei so gewählt werden, dass ein ausreichender Kontrast erreicht wird, um das latente Bild durch Aufbringen eines Entwicklers sichtbar zu machen, welcher aus von Anfang an gefärbten oder aus pigmentierten winzigen geladenen Partikeln besteht. Die Geschwindigkeit, mit der die Kopien hergestellt werden können, ist dabei eine Funktion des auf die fotoleitende Oberfläche auftreffenden Lichts und der Leitfähigkeit des Fotoleiters bei einer Belichtung. Da die Geschwindigkeit,mit der bei einem bestimmten Fotoleiter ein zuvor erzeugtes Oberflächenpotential unter Lichteinwirkung entladen wird, begrenzt ist, kann die Geschwindigkeit nur durch Erhöhung der Lichtstärke erhöht werden. Dies macht aber einen erhöhten Energiebedarf erforderlich und führt zu einer verstärkten Wärmeentwicklung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun ein aufgeladener Fotoleiter absichtlich mit einem Licht-Abbild eines Originals unterbelichtet, um ein schwaches latentes elek-The present invention is therefore an improved electrophotography process which enables the "effective Speed "of a photoconductor. The characteristic The feature of xerography is the creation of an electrostatic image at one point in the process. It is best for this if a photoconductor is charged in the dark and then exposed to a light-dark image of the original creating an electrostatic latent image of the original. To get a satisfactory copy the exposure time must be chosen so that a sufficient contrast is achieved to allow the latent image to pass through Applying a developer to make visible, which from the beginning colored or from pigmented tiny charged Particles. The speed at which the copies can be made is a function of the light incident on the photoconductive surface and the conductivity of the photoconductor upon exposure. As the speed with which in a certain photoconductor discharges a previously generated surface potential under the action of light is limited, the speed can only be increased by increasing the light intensity. But this makes an increased Requires energy and leads to increased heat generation. In the method according to the invention is now a charged photoconductor is intentionally underexposed with a light image of an original in order to avoid a weak latent elec-
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trostatisches Bild mit einem Kontrast zu erhalten, welcher zu niedrig ist, um eine befriedigende Kopie herzustellen. Das latente elektrostatische Bild ist dabei jedoch ausreichend kontrastreich, um unter Verwendung eines Toners die Schaffung einer optischen Maske oder Abschirmung der Bildbereiche zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird das maskierte elektrostatische Ladungsbild dann vollflächig beleuchtet, um die Hintergrundbereiche auf dem Fotoleiter zu entladen, wozu nur eine vergleichsweise geringe Energie erforderlich ist. Während dieses Schrittes verhindert die optische Maskierung, dass die Bildbereiche entladen werden, so dass der Kontrast des zunächst sehr schwachen latenten Ladungsbildes verstärkt wird. Das verstärkte Ladungsbild kann nunmehr nach jedem bekannten Verfahren entwickelt werden, um an einer Entwicklerstation ein sichtbares Bild zu erhalten.to obtain a static image with a contrast which is too low to produce a satisfactory copy. The latent However, the electrostatic image is sufficiently rich in contrast to be created using a toner to allow an optical mask or shielding of the image areas. According to the invention, the masked electrostatic Charge image then fully illuminated to discharge the background areas on the photoconductor, including only one comparatively little energy is required. During this step, the optical masking prevents the Image areas are discharged, so that the contrast of the initially very weak latent charge image is increased. That amplified Charge image can now be developed by any known method in order to produce a visible image at a developer station Image.
Was die Kopiergeräte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anbelangt, so kann von jedem bekannten elektrofotographischen Kopiergerät ausgegangen werden, wobei erfindungsgemäß Einrichtungen vorgesehen werden, um für die Bildbereiche des schwachen latenten Ladungsbildes eine optische Abschirmung zu erzeugen und um anschließend die Hintergrundbereiche zu entladen, ehe das nunmehr verstärkte Ladungsbild zur Entwicklerstation des Kopiergeräts gelangt. Die optische Maskierung wird dabei an einer Vorentwicklerstation durchgeführt, wo mit üblichen oder speziellen Tonern gearbeitet wird, die entweder in einer Trägerflüssigkeit oder als trockenes Pulver vorhanden sein können. Ein wesentliches Merkmal des Kopiergeräts sind aber die Einrichtungen zum Aufbringen des Entwickler- bzw. Tonermaterials auf das schwache latente Ladungsbild. Diese Einrichtungen müssen auf ein Potential vorgespannt werden, welches höher als das Potential der Hintergrundbereiche und niedriger als das Potential der Bildbereiche ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Hintergrundbereiche nicht maskiert werden, während die Bildbereiche maskiert bzw.What the copiers for carrying out the method according to the invention As far as is concerned, any known electrophotographic copier can be assumed, with devices according to the invention can be provided in order to create an optical shield for the image areas of the weak latent image and then to discharge the background areas before the now intensified charge image to the developer station of the copier got. The optical masking is carried out at a pre-developer station, where usual or special Toners is worked, which can be present either in a carrier liquid or as a dry powder. An essential one However, the feature of the copier is the facilities for applying the developer or toner material to the weak latent charge image. These devices must be biased to a potential which is higher than the potential of the background areas and is lower than the potential of the image areas. This ensures that the background areas masked while the image areas are masked or
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mit einer optischen Abschirmung versehen werden.be provided with an optical shield.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich also der Vorteil, dass die "effektive Geschwindigkeit" des Fotoleiters erhöht wird.The method according to the invention therefore has the advantage that the "effective speed" of the photoconductor is increased.
Ausserdem ergibt sich der Vorteil, dass Originale mit geringem Kontrast gut kopiert v/erden können.There is also the advantage that originals with low contrast can be copied well.
Es wird auch der Vorteil erreicht, dass Originale mit Bildbereichen, die eine Farbe haben, für die der Fotoleiter sehr empfindlich ist, gut kopiert werden können.The advantage is also achieved that originals with image areas, which have a color to which the photoconductor is very sensitive, can be copied well.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Schutzansprüchen. Es zeigen:Further details and advantages of the invention are provided below explained in more detail with reference to drawings and / or are the subject of claims for protection. Show it:
Fig. 1 ein schematisches Flussdiagramm zur Erläuterung der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die ausgezogenen Verbindungslinien für notwendige Schritte und die gestrichelten Verbindungslinien für unter Umständen vorteilhafte Schritte des Verfahrens gelten;1 shows a schematic flow diagram to explain the individual steps of the method according to the invention, where the solid connecting lines for necessary steps and the dashed connecting lines apply to possibly advantageous steps of the procedure;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kopiergeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;2 shows a schematic representation of a copier for carrying out the method according to the invention;
Fig. 3 eine idealisierte Kurve mit logarithmischem Maßstab auf der Ordinate und linearem Maßstab auf der Abszisse, wobei das Potential an der Oberfläche des Fotoleiters über der Lichtmenge aufgetragen ist, welcher der Fotoleiter ausgesetzt wurde;3 shows an idealized curve with a logarithmic scale on the ordinate and a linear scale on the abscissa, wherein the potential on the surface of the photoconductor is plotted against the amount of light which the Photoconductor has been exposed;
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Fig. 4 eine schematische Darstellung mit logarithmischem Maßstab
für die Ordinate, wobei die Spannung bzw. das Potential an der Oberfläche des Fotoleiters,ausgehend
von einer Anfangsladung gemäß Fig. 3, nach der Belichtung mit dem Original dargestellt ist;4 shows a schematic representation on a logarithmic scale for the ordinate, starting with the voltage or the potential at the surface of the photoconductor
of an initial charge according to FIG. 3, after exposure to the original;
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende schematische Darstellung für das verstärkte elektrostatische Ladungsbild nach
dem Maskieren und dem vollflächigen Beleuchten der
fotoleitenden Oberfläche.FIG. 5 shows a schematic representation corresponding to FIG. 4 for the intensified electrostatic charge image according to FIG
the masking and the full-surface illumination of the
photoconductive surface.
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Wie aus den Flußuiagramrn gemäß E"ir/. 1 deutlich *.Tiru, besteht eier erste Schritt des orfindungsgenäßen Verfahrens gemi-'-ß Block zunächst einmal darin, dass auf einer fotolcitenden Oberfläche in Dunkeln eine elektrostatische Ladung erzeugt v.'ird. Kach der Ladungserzeugung in Dunkeln wird die fotoleitende Oberfläche dann einem Licht-Äbbild bzw. einem Hell-Dunkel-Bild des zu kopierenden Originals ausgesetzt, wobei sich auf der fotoleitenden Oberfleiche ein elektrostatisches Ladungsbild ergibt. Gemäß Block 2 des riußdiagramms wird also eine Belichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes durchgeführt. Bei dieser Original-Belichtung v.'ird nur ein Bruchteil, beispielsweise 5 oder 10 % der Lichtnenge v/irksam, die normalerweise erforderlich ist, um ein befriedigendes Bild zu erzeugen, d. h. ein Bild, in dem ein ausreichender Kontrast vorhanden ist, so dass die dunklen Bildbereiche, wie z. B. Buchstaben oder dergleichen dunkel sind, während der Hintergrund weiß ist. Das bei dem Verfahrensschritt gemäß Block 2 erzeugte latente elektrostatische Ladungsbild besitzt jedoch einen ausreichenden Kontrast, um mit einem Toner versehen zu werden - d. h. entwickelt zu werden, und zwar mit einem geeigneten Toner, wie z. B. einem harzartigen Pulver oder, was noch günstiger ist, mit einem Toner, der in einer isolierenden Flüssigkeit dispergiert ist, wie dies an sich bekannt ist. Das Entwickeln des schwachen elektrostatischen Ladungsbildes erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gem. Block 3, wobei über den Teilen des Ladungsbildes die Bildbereichendes zu kopierenden Originals entsprechen, eine Zlaske erzeugt wird, welche für Licht im wesentlichen undurchlässig ist. Bei dem Maskieren des Ladungsbildes mit einem Toner gemäß Block 3 ist es wesentlich, dass eine llaske bzw. eine^optische Abschirmung über den Bild- bzw. Informationsbereichen erzeugt wird und nicht über den Hintergrundbereichen. Dies erreicht man, indem man eine Entwicklerelektrode bzw. die Einrichtungen für das Aufbringen des Toners während des Maskierens auf ein Potential vorspannt, welches über dem Potential der Hintergrundbereiche und unter dem Potential der Bildbereiche dec latenten elektrostatischen Ladungsbilder, liegt.As is clear from the flow graphs according to E "ir /. 1 *. T iru, a first step of the inventive method according to block consists first of all in that an electrostatic charge is generated on a photoconductive surface in the dark. After the charge has been generated in the dark, the photoconductive surface is then exposed to a light image or a light-dark image of the original to be copied, with an electrostatic charge image being produced on the photoconductive surface With this original exposure only a fraction, for example 5 or 10% of the amount of light which is normally required to produce a satisfactory image, ie an image in which there is sufficient contrast, is effective is present so that the dark image areas such as letters or the like are dark while the background is white However, the latent electrostatic charge image generated in the method step according to block 2 has a sufficient contrast to be provided with a toner - ie to be developed with a suitable toner, such as e.g. B. a resinous powder or, what is more favorable, with a toner which is dispersed in an insulating liquid, as is known per se. The weak electrostatic charge image is developed in the method according to the invention in accordance with block 3, with the image areas of the original to be copied corresponding to the image areas of the original to be copied over the parts of the charge image, a gap being generated which is essentially impermeable to light. When masking the charge image with a toner according to block 3, it is essential that an optical or optical shielding is generated over the image or information areas and not over the background areas. This is achieved by biasing a developer electrode or the means for applying the toner during masking to a potential which is above the potential of the background areas and below the potential of the image areas dec latent electrostatic charge images.
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Beim nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gem. Block 4 die fotoleitende Oberfläche in dem Bereich voll belichtet, der der Größe der zu erzeugenden Kopie entspricht. Dabei fällt die elektrostatische Ladung in den maskierten Dildbereichen der fotoleitenden Oberfläche, wenn überhaupt, nur sehr wenig ab, während die elektrostatische Ladung in den Iiintergrundbereichen auf einen sehr niedrigen Pegel abgesenkt wird, beispielsweise auf etv;a 50 V. Das Belichten des maskierten Ladungsbildes zur Entladung der unmaskierten Hintergrundbereiche gemäß Block 4 erhöht in dem latenten elektrostatischen Ladungsbild die Ladungsdifferenz zwischen Eildbereichon und HintergrundLereichen um einen sehr großen Prozentsatz, wobei nur etwa ein Zehntel der Energie erforderlich ist, welche normalerweise benötigt würde, um ein elektrostatisches Ladungsbild mit dein geforderten starken Kontrast zu erhalten, vie es erfindungsgemäß erreicht wird. Das in seinem Kontrast verstärkte elektrostatische Ladungsbild kann nun zunächst gemäß Block 5 gereinigt werden, indem die liaske von dem kontrastreichen Ladungsbild entfernt wird. /umschließend wird das gereinigte Ladungsbild gemäß Block 5 oder - unter Verzicht auf den Verfahrensschritt gemäß Block 5 - unmittelbar in das gemäß Block 4 erhaltene Ladungsbild unter Anwendung eines üblichen, an sich bekannten, Verfahrens entwickelt bzw. fertigentwickelt und kann nun ohne weiteres auf ein Trägerblatt, beispielsweise auf gewöhnliches Kopierpapier übertragen v/erden (Block 7) .In the next step of the method according to the invention, according to. Block 4 fully exposes the photoconductive surface in the area, which corresponds to the size of the copy to be generated. The electrostatic charge falls in the masked areas of the dild very little, if any, from the photoconductive surface, while the electrostatic charge in the background areas is lowered to a very low level, for example to about 50 V. Exposure of the masked charge image for discharging the unmasked background areas according to block 4, increased in the latent electrostatic charge image the charge difference between the rapid area and the background areas by a very large percentage, using only about a tenth of the energy that is normally required in order to obtain an electrostatic charge image with the required high contrast, as in accordance with the invention is achieved. The electrostatic charge image, enhanced in its contrast, can now first be cleaned according to block 5, by removing the liasque from the high-contrast charge image will. / enclosing the cleaned charge image according to block 5 or - dispensing with the method step according to Block 5 - directly into the charge image obtained in accordance with block 4 using a conventional method known per se developed or fully developed and can now easily on a carrier sheet, for example on ordinary copier paper transmit v / earth (block 7).
Zur Durchführung des anhand der Fig. 1 erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich ein Kopiergerät gem. Fig. 2, welches eine lietalltrommel 1C mit einer fotoleitenden Oberfläche 12, beispielsweise aus Selen, aufweist. Die Trommel 10 wird von mit öffnungen versehenen Scheiben 14 getragen, die mit einer Welle drehfest verkeilt sind. Die Welle 16, welche geerdet bzw. mit Bezugspotential verbunden sein kann, v.'ird mitteln geeigneter Antriebseinrichtungen derart angetrieben, dass sich die Trommel in Richtung des eingezeichneten Pfeils dreht. Die fotoleitendeTo carry out the explained with reference to FIG. 1 according to the invention A copier according to FIG. 2 is suitable for the method, which has a metal drum 1C with a photoconductive surface 12, for example from selenium. The drum 10 is supported by apertured disks 14 with a shaft are wedged in a rotationally fixed manner. The shaft 16, which can be grounded or connected to reference potential, is provided by means of suitable drive devices driven in such a way that the drum rotates in the direction of the arrow. The photoconductive
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Oberfläche 12 kann mit Hilfe einer Koronaentladung.^ vor richtung 18 auf eine Spannung zwischen 8CO und 1000 V aufgeladen werden. Zu diesem Zweck wird an die Koronaentladungsvorrichtung eine positive Spannung zwischen 5000 und COOO V angelegt. Die Elemente der Koronaentladungsvorrichtung 18 verursachen eine Ionisation der umgebenden Atmosphäre und sorgen dafür, dass sich auf der fotoleitenden Oberfläche 12, beispielsweise der Selenschicht, eine gleichmäßige positive Ladung ergibt. Kenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kopien auf Zinkoxidpapier angewandt würde, dann würde die Koronaentladungsvorrichtung 18, wie dies für den Fachmann ohne weiteres einzusehen ist, so angesteuert, dass sie eine negative Ladung erzeugen würde. Die fotoleitende Oberfläche 12 lauf£aSer Erzeugung der elektrostatischen Ladung an einer Belichtungsstation 20 vorbei. Dort wird mit Hilfe einer Projektionsoptik, welche durch eine Linse 22 angedeutet ist, ein Licht-Z^bbild des zu kopierenden Originals auf die fotoleitende Oberfläche 12 projiziert. Die Belichtungszeit ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren extrem kurz. Tatsächlich wurden bei Belichtungszeichen bis herunter zu 5 % der normalen Belichtungszeit voll befriedigende Kopien der Originale erhalten.Surface 12 can be charged to a voltage between 8CO and 1000 V with the help of a corona discharge. For this purpose, a positive voltage between 5000 and COOO V is applied to the corona discharge device. The elements of the corona discharge device 18 cause ionization of the surrounding atmosphere and ensure that a uniform positive charge is produced on the photoconductive surface 12, for example the selenium layer. If the method according to the invention for producing copies were applied to zinc oxide paper, then the corona discharge device 18, as is readily apparent to the person skilled in the art, would be activated in such a way that it would generate a negative charge. The photoconductive surface 12 running £ a Ser generation of electrostatic charge at an exposure station 20 over. There, with the aid of projection optics, which are indicated by a lens 22, a light image of the original to be copied is projected onto the photoconductive surface 12. The exposure time is extremely short in the method according to the invention. In fact, with exposure marks down to 5% of the normal exposure time, fully satisfactory copies of the originals were obtained.
Die Ladung eines Selen-Fotoleiters nimmt bei Einstrahlung einer Lichtmenge von etwa 3 ft-cd see auf etwaThe charge of a selenium photoconductor increases when exposed to an amount of light of about 3 ft-cd see
ein Fünftel der ursprünglichen Ladung ab. Dies wird ohne weiteres aus dem Diagramm gemäß Fig. 3 deutlich, v/o das Potential an der Oberfläche eiaes Selen-Lichtleiters bei Einstrahlung einer Lichtmenge von etwa 2 bis 3 ft-cd see vona fifth of the original charge. This is readily apparent from the diagram according to FIG. 3, v / o the potential on the surface of a selenium light guide when irradiated with an amount of light of about 2 to 3 ft-cd see from
6OG V auf 160 V absinkt. Normalerweise liefert die Lichtquelle eines Fotokopiergeräts eine ausreichende Lichtmenge, so dass die Kintergrundbereiche auf dem Fotoleiter auf ein Potential von etva 50 bis 60 V entladen werden. Hierfür ist eine Lichtmenge. von etwa 5 ft-cd see erforderlich. 5 % dieser Lichtmenge sind etwa c,25 ft-cd see, 7ms den Diagrammen gemäß Fig. 3 und 4 wird deutlich, dass nach diener kurzen bzw. schwachen Belichtung das Potential6OG V drops to 160 V. Usually the light source supplies a photocopier provides a sufficient amount of light so that the background areas on the photoconductor have a potential about 50 to 60 V can be discharged. There is an amount of light for this. of about 5 ft-cd see required. 5% of this amount of light is about c, 25 ft-cd see, 7ms. The diagrams according to FIGS. 3 and 4 make it clear that after a short or weak exposure the potential
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der liintergrundbereiche D gegenüber den Potential der Lildbereiche I etwa um 100 V abgefallen ist. Wenn bei diesem Ladungszustand des Fotoleiters die abschließende Entwicklung mit einem Toner erfolgen würde, dann würde man ein Tonerbild mit sehr geringem Kontrast erhalten. Wenn dieses Tonerbild von der Trommel auf Kopierpapier übertragen würde, dann wäre die Dichte des Tonerbildes so gering, dass, wenn überhaupt, nur eine geringe Menge Toner auf das Kopiermaterial übertragen würde, so dass sich nur eine sehr schwache Kopie ergeben würde. /Andererseits ist das kontrastarme Tonerbild nach dem Entwickeln des latenten elektrostatischen Ladungsbildes optisch ausreichend dicht, so dass sich für das latente elektrostatische Ladungsbild eine Maske oder Abschirmung ergibt, welche für die praktischethe background areas D compared to the potential of the lild areas I dropped by about 100 V. If at this state of charge If the final development of the photoconductor would take place with a toner, then one would use a toner image very low contrast received. If this toner image were transferred from the drum to copy paper, then the density would be of the toner image so small that only a small amount, if any, of toner would be transferred to the copy material, so that only a very faint copy would result. /On the other hand is the low-contrast toner image after developing the latent electrostatic charge image optically sufficiently dense, so that there is a latent electrostatic charge image a mask or shield that is useful for practical use
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausreichend dicht ist.Implementation of the method according to the invention is sufficiently tight.
Im einzelnen erfolgt das Entwickeln des latenten elektrostatischen Ladungsbildes, bei dem nur geringe Potentialunterschiede vorhanden sind, gemäß Fig. 2 hinter der Belichtungsstation 22 an einer ersten Entwicklerstation 29. An dieser Entwicklerstation ist ein Tank 24 vorgesehen, aus dem eine Entwicklerflüssigkeit 26, in der Tonerpartikel dispergiert sind, welche geladen sein können, über eine Leitung 28 angesaugt und mittels einer Pumpe über eine Leitung 3 2 zu einer Düse 34 gepumpt wird, die den Entwickler vor einer gegenläufigen Walze 36 auf die fotoleitende Oberfläche 12 aufsprüht. Wenn die Tonerpartikel leitfähig sind, können sie eine induzierte Ladung annehmen, wenn sie sich in der Nähe des latenten Bildes unter der Wirkung des elektrischen Feldes desselben bewegen. In diesem Fall dient das elektrostatische Ladungsbild zunächst dazu, die Partikel aufzuladen, welche dann von dem Ladungsbild eingefangen v/erden. Wenn die Tonerpartikel in einer Flüssigkeit dispergiert sind, dann wird als Flüssigkeit eine isolierende Flüssigkeit, beispielsweise ein flüssiger Kohlenwasserstoff, ein flüssiger fluorhaltiger Kohlenwasserstoff oder dergleichen,verwendet, die bei Raumtemperatur einenniedri-In detail, the development of the latent electrostatic takes place Charge image in which there are only slight potential differences, according to FIG. 2 behind the exposure station 22 at a first developer station 29. At this developer station a tank 24 is provided, from which a developer liquid 26, in which toner particles are dispersed, which can be charged, is sucked in via a line 28 and pumped by means of a pump via a line 3 2 to a nozzle 34, which the developer sprayed onto the photoconductive surface 12 in front of a counter-rotating roller 36. If the toner particles are conductive, they can assume an induced charge when they are in the vicinity of the latent image under the action of the electric field move the same. In this case, the electrostatic charge image is first used to charge the particles, which then captured by the charge image. If the toner particles are dispersed in a liquid, then it is called a liquid an insulating liquid, such as a liquid hydrocarbon, a liquid fluorine-containing hydrocarbon or the like used, which at room temperature has a low
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gen Dampfdruck aufweist und in der die winzigen Tonerpartikel dispergiert sind, mit deren Hilfe das elektrostatische Ladungsbild sichtbar gemacht v/erden kann. Bekanntlich kann die Polarität der geladenen Partikel durch den Zusatz bestimmter Stoffe zur Entwicklerflüssigkeit gesteuert v/erden. Diese wirken durch Adsorption auf der Oberfläche der Partikel und ändern die Grösse und Polarität der von den Partikeln angenommenen Ladung in /Abhängigkeit von der Umgebung der Partikel bei deren Herstellung sowie in Abhängigkeit von der Art ihrer Herstellung. Die Tonerpartikel müssen von einer Entwicklerelektrode aufgebracht werden, welche auf ein Potential der gleichen Polarität vorgespannt ist, wie das latente elektrostatische Bild, wobei das Potential der Entwicklerelektrode höher sein muß als das Potential der Ilintergrundbereiche und niedriger als das Potential der Bildbereiche. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß bei Verwendung eines flüssigen Entwicklers eine gegenläufige Walze als Entwicklerelektrode verwendet. Diese Walze 3 6 besteht aus Metall und siti auf einer Welle 38, welche, wie dies durch einen Pfeil angedeutet ist, mit dem entgegengesetzten Drehsinn antreibbar 'ist wie die Trommel 10. Die gegenläufige Walze 36 ist gegenüber Erde isoliert und dicht bei der Oberfläche des Fotoleiters angeordnet, so dass sich ein Spalt mit einer Spaltbreite zwischen 0,05 und 0,1 mm ergibt. Die gegenläufige Walze 36 wird durch einen Motor angetrieben, wobei ihre Drehzahl so geregelt wird, dass sie überschüssige Entwicklerflüssigkeit von der fotoleitenden Oberfläche abstreift. Die elektrische Vorspannung der Entwicklerelektrode ist für das erfindungsgemäße Verfahren kritisch, da bei diesem in den Hintergrundbereichen keine Maske gebildet werden darf, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. Die gegenläufige, metallische Walze 36 ist der Oberfläche des aufgeladenen Fotoleiters 12 so eng benachbart, dass sie schwimmend Jas durchschnittliche Potential des Fotoleiters annimmt und so automatisch die richtige elektrische Vorspannung erhält. Da das mittlere Potential der gegenläufigen Walze 36 höher ist als das Potential der Ilintergrundbereiche des Fotoleiters wan-gen has vapor pressure and in which the tiny toner particles are dispersed, with the help of which the electrostatic charge image made visible. It is well known that the polarity of the charged particles can be changed by the addition of certain substances to the developer liquid controlled v / ground. These act by adsorption on the surface of the particles and change their size and polarity of the charge assumed by the particles as a function of the surroundings of the particles when they are produced as well as depending on the method of their production. The toner particles must be applied by a developer electrode which is biased to a potential of the same polarity as the electrostatic latent image, the The potential of the developer electrode must be higher than the potential of the background areas and lower than the potential of the Image areas. According to the invention, when a liquid developer is used, a counter-rotating roller is preferably used as the developer electrode used. This roller 36 is made of metal and sits on a shaft 38 which, as indicated by an arrow is 'drivable in the opposite direction of rotation' like the drum 10. The counter-rotating roller 36 is opposite the earth isolated and arranged close to the surface of the photoconductor, so that there is a gap with a gap width between 0.05 and 0.1 mm. The counter-rotating roller 36 is driven by a motor, the speed of which is controlled so that it wipes off excess developer fluid from the photoconductive surface. The electrical bias of the developer electrode is critical for the method according to the invention, since it does not form a mask in the background areas may be, as will be explained in more detail below. The counter-rotating, metallic roller 36 is the surface of the charged photoconductor 12 so closely adjacent that they are floating Jas assumes the average potential of the photoconductor and thus automatically receives the correct electrical bias. Since the mean potential of the roller 36 rotating in the opposite direction is higher than the potential of the background areas of the photoconductor
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dern die Tonerpartikel der Walze 36 anstatt zu den Ilintergrund-change the toner particles of the roller 36 instead of the background
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bereichen auf clem Fotoleiter. V?enn es erwünscht ist, kann die Walze 36,die gleichzeitig als Auftrags- und Dosierwalze dient, mittels einer geeigneten Gleichspannungsquelle auf ein vorgegebenes Potential vorgespannt werden, welches zwischen den Potentialen der Hintergrundbereiche und der Bildbereiche des latenten elektrostatischen Bildes liegt. Die elektrische Vorspannung der als Entwicklerelektrode dienenden gegenläufigen Walze verhindert im wesentlichen das Abscheiden maskierender Tonerpartikel auf den Hintergrundbereichen des Fotoleiters. Bei den üblichen Entwicklerflüssigkeiten hat die Trägerflüssigkeit für die Tonerpartikel jedoch einen niedrigen Siedepunkt, so dass sie leicht verdampft, damit gewährleistet ist, dass das entwickelte Bild, wenn "es auf ein Kopiermaterial, wie z. B. Papier, übertragen wird, eine möglichst trockene Kopie ergibt. Beim Maskieren kann erfindungsgemäß jedoch als Trägerflüssigkeit ein Kohlenwasserstoff mit einem höheren Siedepunkt verwendet werden, der nicht sofort verdampft. Hierdurch wird die Gefahr einer Umweltverschmutzung aufgrund des Maskierschrittes vermieden. Wenn es erwünscht ist, kann anstelle eines Toners mit flüssigem Träger für das Maskieren auch ein/Toner verwendet werden. Derartige trockene Toner sind bekannt. Ferner ist aus der US-PS 3 907 423 eine Konstruktion für eine gegenläufige Walze bekannt, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden kann. Der überschüssige Toner wird beim Maskieren wieder in dem Tank 24 gesammelt und kann erneut verwendet werden. Ein Wischerblatt hält die metallische gegenläufige Walze 36 sauber.areas on the photoconductor. If so desired, the Roller 36, which simultaneously serves as an application and metering roller, is switched to a predetermined value by means of a suitable direct voltage source Potential are biased, which is between the potentials of the background areas and the image areas of the latent electrostatic image. The electrical bias of the counter-rotating roller serving as the developer electrode essentially prevents the deposition of masking toner particles on the background areas of the photoconductor. With the usual Developer liquids, however, the carrier liquid for the toner particles has a low boiling point, so that it evaporates slightly to ensure that the developed image, when "printed on a copy material such as paper, is transferred, results in a copy that is as dry as possible. When masking, however, can be used as a carrier liquid according to the invention a hydrocarbon with a higher boiling point that does not evaporate immediately can be used. This creates the danger environmental pollution due to the masking step avoided. If desired, a / toner can be used in place of a liquid carrier toner for the masking will. Such dry toners are known. Furthermore, US Pat. No. 3,907,423 discloses a construction for a counter-rotating roller known how it can be used according to the invention. The excess toner is returned to tank 24 during masking collected and can be used again. A wiper blade keeps the metallic counter-rotating roller 36 clean.
Nachdem in geeigneter Weise, beispielsweise wie vorstehend beschrieben, eine optische Maske oder Abschirmung erzeugt ist, wird die fotoleitende Oberfläche 12 auf der vollen Fläche belichtet. Dies kann mit Hilfe einer länglichen Glühlampe 42 geschehen, welche angrenzend an die Trommel bzw. den das maskierte Bild tragende Fotoleiter angeordnet ist und quer zur Laufrichtung desselben verläuft. Bei einem BürokopiergerätAfter in a suitable manner, for example as described above, an optical mask or shield is produced, the photoconductive surface 12 is exposed on the full area. This can be done with the help of an elongated incandescent lamp 42, which is arranged adjacent to the drum or the photoconductor carrying the masked image and transversely to the Direction of the same runs. In the case of an office copier
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/derzeit
wird üblicherweise eine Quarz-Halogen-Lampe mit einer Leistung
von etwa 500 W verwendet . Dagegen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an der Belichtungsstation eirewesentlich
schwächere Lampe zum Projizieren des Bildes des Originals verwendet werden. Ausserdem ist für das Belichten der Hintergrundbereiche
zum Entladen derselben auf eine Restspannung von etwa 50 V nur eine relativ geringe Energie erforderlich. Wie
der Fachmann weiß, wird der Fotoleiter beim Belichten einem reflektierten Lichtabbild des Originals ausgesetzt. Das Lichtabbild
des Originals wird dabei mit Hilfe des optischen Systems (Linse 22) auf den geladenen Fotoleiter gebündelt. Da die von
der Projektionsoptik eingefangene Lichtmenge nur ein kleiner Bruchteil der Lichtmenge ist, welche zur Beleuchtung des Originals
verwendet wird, ist eine sehr helle Beleuchtung des Originals erforderlich. Beim Entladen der Hintergrundbereiche nach
dem optischen Maskieren des elektrostatischen Ladungsbildes wird der Fotoleiter der Lichtquelle unmittelbar ausgesetzt, so dass
eine geringe Lichtmenge ausreicht, um die Hintergrundbereiche zu entladen. Die Bildbereiche I werden dagegen aufgrund der
Maskierung bzw. Abschirmung, die erfindungsgemäß erzeugt wird, nicht entladen. Die Wirkung der Entladung der Hintergrundbereiche
B bei Aufrechterhaltung der Ladung in den Bildbereichen I wird aus Fig. 5 der Zeichnung deutlich./currently
Usually a quartz-halogen lamp with a power of about 500 W is used. In contrast, in the method according to the invention, a much weaker lamp can be used at the exposure station to project the image of the original. In addition, only a relatively small amount of energy is required to expose the background areas to discharge them to a residual voltage of about 50 V. As those skilled in the art know, the photoconductor is exposed to a reflected light image of the original during exposure. The light image of the original is focused on the charged photoconductor with the help of the optical system (lens 22). Since the amount of light captured by the projection optics is only a small fraction of the amount of light that is used to illuminate the original, very bright illumination of the original is required. When discharging the background areas after the optical masking of the electrostatic charge image, the photoconductor is exposed directly to the light source, so that a small amount of light is sufficient to discharge the background areas. In contrast, the image areas I are not discharged due to the masking or shielding that is generated according to the invention. The effect of discharging the background areas B while maintaining the charge in the image areas I is clear from Fig. 5 of the drawing.
Man erkennt, dass erfindungsgemäß ein Kontrast bzw. ein Pegelunterschied von im wesentlichen 750 V zwischen den Hintergrundbereichen und den Bildbereichen erreicht wird und dass dieser hohe Kontrast zwischen den Potentialen der Bereiche des elektrostatischen Bildes ausserdem nur mit einem Zehntel der Energie für die Belichturg des Originals erreicht wird. Dies bedeutet, dass bei einem Fotokopiergerät, bei dem derzeit eine Quarz-Halogen-Lampe mit einem Wolframdraht verwendet wird, welcher eine Leistung von 500 W besitzt, eine Glühlampe mit einer Leistung von 50 W oder eine Fluoreszenzlampe eingesetzt werden kann.It can be seen that according to the invention a contrast or a level difference of substantially 750 V is achieved between the background areas and the image areas and that this high contrast between the potentials of the areas of the electrostatic image moreover only with a tenth of the energy for the exposure of the original is achieved. This means that with a photocopier that is currently using a quartz-halogen lamp is used with a tungsten wire, which has a power of 500 W, an incandescent lamp with a power of 50 W or a fluorescent lamp can be used.
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Ausserdem läßt sich bei den derzeit üblichen Fotokopiergeräten nur eine Geschwindigkeit von etwa 25 Kopien pro Minute erreichen, während bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Fotokopiergerät hergestellt werden kann, welches theoretisch ohne weiteres 150 Kopien pro Minute herstellen kann. In der Praxis wird jedoch wegen der Trägheit der Bauteile des Fotokopiergeräts zur Vermeidung von extremen Arbeitsbedingungen und zur Aufrechterhaltung eines gei^issen Sicherheitsfaktors ein nach der Erfindung arbeitendes Kopiergerät für die Herstellung von etwa 75 - 100 Kopien pro Minute ausgelegt. Dabei ist diese höhere Ausgangsleistung ohne eine wesentliche Erhöhung der Energiezufuhr möglich, da die einzige zusätzliche Energie beim ersten Entwicklungsschritt bzw. beim Maskieren benötigt wird, um nach dem Maskieren der Bildbereiche der Hintergrundbereiche zu entladen. Dabei versteht es sich, dass für die großflächige Belichtung des Fotoleiters anstelle einer Glühlampe jede andere geeignete Lampe oder Lichtquelle verwendet werden kann.In addition, with the currently common photocopiers only achieve a speed of about 25 copies per minute while using the method according to the invention a photocopier can be made which theoretically can easily make 150 copies per minute. In practice However, because of the inertia of the components of the photocopier to avoid extreme working conditions and to Maintaining a certain safety factor The copier working according to the invention designed for the production of about 75-100 copies per minute. This is higher Output power possible without a significant increase in the energy supply, since the only additional energy in the first Development step or when masking is required to after masking the image areas of the background areas. It goes without saying that for large-area exposure of the photoconductor, any other suitable lamp or light source can be used instead of an incandescent lamp.
An sich ist die großflächige Belichtung zur Verstärkung eines schwachen latenten Ladungsbildes auf einem Fotoleiter nicht neu. Beispielsweise ist in der US- PS 2 756 676 ein Verfahren beschrieben, welches sich mit dem Problem befaßt, nach einer einzigen Belichtung mit einem Original mehrere xerographische Reproduktionen herzustellen. Dabei wird jedoch die tatsächliche Geschwindigkeit des Fotoleiters nicht erhöht, da bei den bekannten Verfahren ein erster Entwicklungsschritt durchgeführt wird, bei dem die volle Tonermenge auf das Ladungsbild aufgebracht wird, so dass man nicht von einem Maskierschritt wie beim vorliegenden Verfahren sprechen kann. Bei dem bekannten Verfahren wird das mit der vollen Tonermenge versehene Ladungsbild auf ein Trägermaterial, beispielsweise ein Blatt Papier übertragen. Das schwache Toner- und Ladungsbild, welches dabei auf dem Fotoleiter zurückbleibt, weist zu geringe Ladungsunterschiede auf,In itself, large area exposure to enhance a weak latent charge image on a photoconductor is not new. For example, in US Pat. No. 2,756,676 a method is described which addresses the problem, according to a single exposure to produce multiple xerographic reproductions from an original. However, this will be the actual The speed of the photoconductor is not increased, since a first development step is carried out in the known processes, in which the full amount of toner is applied to the charge image, so that one does not need a masking step as in the present one Procedure can speak. In the known method, the charge image provided with the full amount of toner is applied a carrier material, for example a sheet of paper. The weak toner and charge image that is on the photoconductor remains, has insufficient charge differences,
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um durch erneutes Belichten verstärkt zu werden oder um die Fertigung einer weiteren Kopie zu ermöglichen. Das schwache Bild wird jedoch bei dem bekannten Verfahren nicht gelöscht; vielmehr erfolgt eine erneute Aufladung des Fotoleiters und anschließend eine Entladung der Hintergrundbereiche durch Belichtung. Da das schwache Tonerbild bei der vollen Belichtung der Bildfläche eine Abschirmung der Bildbereiche bewirkt, wird auf diese Weise ein verstärktes latentes Ladungsbild erhalten. Dem bekannten Verfahren fehlt jedoch der entscheidende Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der darin besteht, ein latentes elektrostatisches Ladungsbild mit niedrigem Kontrast in der Weise zu entwickeln, dass die Hintergrundbereiche frei von Toner bleiben. Dies liegt daran, dass bei dem bekannten Verfahren die Entwicklerelektrode nicht an einer bestimmten Vorspannung liegt sondern stets auf Bezugspotential. Gemäß der genannten US-PS 2 756 676 muß das Verfahren so geführt werden, dass das Restbild nach dem ersten Kopiervorgang mit der üblichen langsamen Geschwindigkeit zu einem kontrastreichen Ladungsbild entwickelt wird. Eine Beschleunigung des Kopiervorganges wird auf diese Weise nicht erreicht.to be intensified by re-exposure or to enable the production of another copy. The weak one However, the image is not deleted in the known method; rather, the photoconductor is charged again and then a discharge of the background areas by exposure. Because the faint toner image at full exposure the image area causes a shielding of the image areas, an intensified latent charge image is obtained in this way. However, the known method lacks the crucial step of the method according to the invention, which consists in a latent step Develop an electrostatic charge image with low contrast in such a way that the background areas are free of toner stay. This is because, in the known method, the developer electrode does not have a specific bias voltage but always lies on reference potential. According to the aforementioned US Pat. No. 2,756,676, the process must be carried out in such a way that the The residual image after the first copying process is developed into a high-contrast charge image at the usual slow speed will. The copying process is not accelerated in this way.
Aufgrund des überaus breiten Bereiches, in dem erfindungsgemäß eine Maske mit ausreichender optischer Dichte erzielbar ist, können erfindungsgemäß die Belichtungszeit und die Vorspannungen fest eingestellt werden, wobei trotzdem gewährleistet ist, dass in jedem Fall eine scharfe und deutliche Kopie eines beliebigen Originals erhalten wird, und zwar unabhängig davon, ob der Hintergrund schneeweiß oder mausgrau ist.Due to the extremely wide range in which, according to the invention a mask with sufficient optical density can be achieved, according to the invention, the exposure time and the bias voltages can be set permanently, whereby it is nevertheless guaranteed that that in any case a sharp and clear copy of any original is obtained, regardless of whether the background is snow white or mouse gray.
Aus der graphischen Darstellung gem. Fig. 5.wird deutlich, dass die Potentialunterschiede zwischen Bildbereichen und Ilintergrundbereichen so groß sind, dass sich für die Herstellung einer scharfen und deutlichen Kopie keine Probleme ergeben.From the graphic representation according to Fig. 5 it becomes clear that that the potential differences between image areas and background areas are so large that there are no problems in producing a sharp and clear copy.
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Nach dem Abbau des Potentials in den Hintergrundbereichen mit Hilfe der Glühlampe 42 kann die optische Abschirmung von dem verstärkten elektrostatischen Bild, welches auf die beschriebene Weise hergestellt wurde, mit Hilfe einer Reinigungswalze 44 abgewischt werden, welche aus einem Gummischwamm oder dargleichen bestehen kann, wenn dies erwünscht ist. Das Reinigen bzw. Abwischen des Toners kann sowohl bei Verwendung eines Toners mit flüssigem Träger als auch eines trockenen Toners zum Maskieren erfolgen. Nach der Reinigung kann das verstärkte latente elektrostatische Bild dann in jeder üblichen Weise mit Hilfe eines Toners entwickelt werden.After the potential in the background areas has been reduced with the aid of the incandescent lamp 42, the optical shielding of the intensified electrostatic image, which has been produced in the manner described, wiped off with the aid of a cleaning roller 44 which can consist of a rubber sponge or the like, if desired. Cleaning or wiping of the toner can use either a liquid carrier toner or a dry toner for masking take place. After cleaning, the enhanced electrostatic latent image can then be deposited in any conventional manner with the aid of a toner to be developed.
In Fig. 2 der Zeichnung ist für das Entwickeln ein Tonersystem dargestellt,wie es beispielsweise in der US-PS 3 892 481 beschrieben ist. Bei diesem System ist ein Tank 46 vorgesehen, aus dem ein flüssiger Toner 48 über eine Leitung 50, einen Tonervorratstank (nicht dargestellt) und eine Rückleitung 52 zu dem Tank 46 umgewälzt v/erden kann. Weiterhin ist eine Entwicklerelektrode 54 vorgesehen, deren Vorspannung so geregelt wird, dass jede Restladung der Hintergrundsbereiche des Fotoleiters unwirksam gemacht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit einer festen Vorspannung für die Entwicklerelektrode 54 gearbeitet werden, wobei diese Vorspannung nur geringfügig über der durchschnittlichen Restladung der Hintergrundbereiche liegt, da diese erfindungsgemäß gleichmäßig auf ein niedriges Potential entladen worden. Auf diese Weise wird bei den fertigen Kopien ein sauberer weisser Hintergrund erreicht, ohne dass eine spezielle Hintergrundsabtastung und Vorspannungsregelung erforderlich wäre, wie sie in der US-PS 3 892 481 beschrieben ist.In Fig. 2 of the drawings, a toner system is shown for developing, as described, for example, in US Pat. No. 3,892,481 is. In this system, a tank 46 is provided, from which a liquid toner 48 via a line 50, a toner supply tank (not shown) and a return line 52 to the tank 46 can be circulated. There is also a developer electrode 54 is provided, the bias of which is regulated so that any residual charge in the background areas of the photoconductor is rendered ineffective. In the method according to the invention, a fixed bias voltage for the developer electrode 54 can be used this bias voltage is only slightly above the average residual charge of the background areas, since according to the invention these have been uniformly discharged to a low potential. This will help with the finished copies a clean white background is achieved without a special one Background sampling and bias control as described in U.S. Patent 3,892,481 would be required.
Nach dem Entwickeln mit dem flüssigen Toner wird der überschüssige Entwickler von dem entwickelten Bild mit Hilfe einer gegenläufigen Walze 52 entfernt, wie dies in der US-PS 3 907 423After developing with the liquid toner, the excess becomes Developer is removed from the developed image by a counter rotating roller 52 as described in U.S. Patent 3,907,423
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beschrieben ist. Die gegenläufige Walze 56 ist dabei wieder mit einem Abstreifer 58 versehen und arbeitet mit den in der genannten Patentschrift angegebenen Drehzahlen und in der dort angegebenen Stellung.is described. The counter-rotating roller 56 is again provided with a scraper 58 and works with the one mentioned in FIG Patent specification specified speeds and in the position specified there.
Auf der fotoleitenden Oberfläche 12 befindet sich nunmehr ein entwickeltes Bild, welches auf ein blattförmiges Trägermaterial, insbesonderes auf ein einfaches Blatt Papier,übertragen werden kann. Ein solches Papierblatt 60 wird mittels Transportwalzen einer Walze 64 zugeführt, wo es an die Trommel angelegt wird, woraufhin das Papierblatt 60 an einer Koronaentladungsvorrichtung 66 vorbeibewegt wird. An der Oberfläche der Selentrommel bzw. des Fotoleiters ist nämlich in den Bildbereichen unter dem Toner immer noch eine hohe elektrostatische Ladung vorhanden, welche weder durch die großflächige Belichtung noch durch die Vorspannung zum Löschen des restlichen Hintergrundpotentials abgeführt wurde. Aus diesem Grund wird mit Hilfe der Koronaentladungsvorrichtung 66 auf der der Trommel abgewandten Rückseite des Papierblatts 60 eine hohe positive Ladung erzeugt, Diese hohe positive Ladung hat zur Folge, dass die Tonerpartikel von der Trommeloberfläche auf das Papier gezogen werden. Dabei gewährleistet ein Abnehmer 68, dass das Papierblatt wieder von der Trommel abgehoben· wird und dass das Ende 70 des Papierblattes, welches nunmehr das kopierte Bild trägt, einer Trockenvorrichtung und einem Sammelkorb (nicht dargestellt) zugeführt werden kann. Eine reinigungswalze 72 reinigt die Trommel dann von den restlichen Tonerpartikeln, welche nicht übertragen wurden, woraufhin eine abschließende Reinigung der fotoleitenden Oberfläche 12 mit Hilfe eines Wischerblattes 74 erfolgt.On the photoconductive surface 12 is now a developed image, which is on a sheet-shaped carrier material, especially on a simple sheet of paper can. Such a paper sheet 60 is fed by means of transport rollers to a roller 64, where it is applied to the drum, whereupon the paper sheet 60 is moved past a corona discharge device 66. On the surface of the selenium drum or the photoconductor, there is still a high electrostatic charge in the image areas under the toner, which neither by the large-area exposure nor by the bias to erase the remaining background potential was discharged. For this reason, with the help of the corona discharge device 66 generates a high positive charge on the rear side of the paper sheet 60 facing away from the drum, this a high positive charge causes the toner particles to be drawn from the drum surface onto the paper. Included a pick-up 68 ensures that the paper sheet is lifted off the drum again and that the end 70 of the paper sheet, which now carries the copied image, a drying device and a collecting basket (not shown) are fed can. A cleaning roller 72 then cleans the drum of the remaining toner particles that have not been transferred, followed by a final cleaning of the photoconductive surface 12 takes place with the aid of a wiper blade 74.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Papier mit einer Zinkoxidbeschichtung durchgeführt wird, dann bleibtWhen the inventive method using paper with a zinc oxide coating then remains
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das Bild natürlich auf dem beschichteten Papier. Ausserdem versteht es sich, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mit einem trockenen Toner aus einem schmelzbaren, harzartigen Pulver gearbeitet werden kann, welches thermisch fixiert wird.the picture, of course, on the coated paper. Also understand it is that in the method according to the invention also with a dry toner made of a fusible, resinous Powder can be worked, which is thermally fixed.
Weiterhin wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, dass das erfindungsgemäß erreichbare, überaus kontrastreiche Ladungsbild in jeder geeigneten bekannten Weise entwickelt werden kann.Furthermore, it is clear from the above description that the extremely high-contrast charge image that can be achieved according to the invention can be developed in any suitable known manner.
Ein Selen-Fotoleiter ist für blaues Licht sehr empfindlich, so dass Fotokopiergeräte, die mit einem Selen-Fotoleiter arbeiten, keine kontrastreichen Kopien von blaugefärbten Originalen liefern. Ein Selen-Fotoleiter reagiert also auf blaue Bildbereiche fast wie auf weiße Hintergrundbereiche. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dagegen blaue Bildbereiche ebenso gut kopiert wie schwarze.A selenium photoconductor is very sensitive to blue light, so that photocopiers that work with a selenium photoconductor do not provide high-contrast copies of blue-colored originals. A selenium photoconductor therefore reacts to blue areas of the image almost like on white background areas. In the inventive Processes, on the other hand, copy blue image areas just as well as black ones.
Gelbe Bildbereiche eines Originals sind in der Farbe sehr hell und reflektieren eine beträchtliche Lichtmenge, so dass sie beim Arbeiten mit üblichen Fotokopiergeräten auf den Kopien nur schwach erscheinen. Beim Arbeiten nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden aufgrund der Ladungsbildverstärkung dagegen auch gelbe Bildbereiche des Originals einwandfrei kopiert. Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine einwandfreie Wiedergabe von Graustufen gewährleistet.Yellow image areas of an original are very bright in color and reflect a significant amount of light, so they do appear only faintly on the copies when working with conventional photocopiers. When working according to the invention Processes, on the other hand, also copy yellow image areas of the original perfectly due to the charge image intensification. Furthermore, the method according to the invention also ensures perfect reproduction of gray levels.
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Aufgrund der Tatsache, dass erfindungsgemäß für einen breiten Bereich von Belichtungsintensitäten einwandfreie Kopien erhalten werden können, kann bei einer automatischen Vorspannungsregelung gemäß der US-PS 3 892 481 die Belichtung bei der Erzeugung des schwachen Ladungsbildes vor dem Maskieren so durchgeführt werden, dass die hellsten Hintergrundbereiche, d. h. rein weiße Bereiche des Originals, auf der Kopie befriedigend reproduziert werden. Dabei wird zwar zunächst ein Ladungsbild erhalten, dessen Kontrast zu gering ist, um sofort eine befriedigende Kopie zu erzeugen, dessen Kontrast andererseits jedoch ausreicht, um ohne weiteres eine Maskierung durchführen zu können. Die Vorspannung für die Walze zum Auftragen des Toners liegt dabei ausreichend hoch, um das Potential der Hintergrundbereiche völlig unwirksam zu machen, ist jedoch andererseits ausreichend niedrig bezüglich des Potentials der Bildbereiche. Dies gestattet eine optische Maskierung der Bildbereiche mit Hilfe eines Toners. Die Beleuchtung bei der Bildverstärkung kann ohne weiteres geregelt werden, indem^clie Intensität der Lichtquelle verändert oder indem man eine Blende im Strahlengang des Bildprojektionssystems vorsieht.Due to the fact that according to the invention for a broad Flawless copies can be obtained in an automatic bias control according to US Pat. No. 3,892,481, the exposure during production can be obtained of the weak charge image can be carried out before masking in such a way that the lightest background areas, i.e. H. pure white areas of the original, satisfactory on the copy can be reproduced. In this case, a charge image is initially obtained, the contrast of which is too low to immediately produce a satisfactory one To generate a copy, the contrast of which, on the other hand, is sufficient to easily perform a masking to be able to. The bias for the roller for applying the toner is high enough to meet the potential of the On the other hand, making background areas completely ineffective is sufficiently low in terms of the potential of the Image areas. This allows the image areas to be optically masked with the aid of a toner. The lighting in the image intensification can easily be regulated by ^ clie intensity the light source changed or by providing a diaphragm in the beam path of the image projection system.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird ferner deutlich, dass die erfindungsgemäße Bildverstärkung bei jedem elektrofotographischen Verfahren erfolgen kann. Beispielsweise kann das verstärkte elektrostatische Bild auf ein dielektrisches Blattmaterial übertragen werden, welches dann mit einem Toner behandelt wird, um auf diesem Material ein sichtbares Bild zu erzeugen, wie dies bekannt ist.From the above description it is also clear that the image intensification according to the invention in every electrophotographic Procedure can be done. For example, the enhanced electrostatic image can be applied to a dielectric sheet which is then treated with a toner to produce a visible image on this material, such as this is known.
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Claims (16)
als / Ausgangspotentialsund dass man die Beleuchtung des mit dem Toner behandelten Ladungsbildes derart ausführt, dass die den hellen Bildbereichen des Originals entsprechenden Bildbereiche auf ein Potential entladen werden, welches deutlich niedriger als die Hälfte des Ausgangspotentials ist.half of the
as / output potentials and that the illumination of the charged image treated with the toner is carried out in such a way that the image areas corresponding to the bright image areas of the original are discharged to a potential which is significantly lower than half the initial potential.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SAVIN CORP., STAMFORD, CONN., US |
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