Устройство автоматического регулирования процессом проявления в электростатических копировальных аппаратах

(45) Пата опу иуди 1 итииииьй иимитииивта Ииниитоии ИРи дилан изебретинийи итиытий нО 05.08.78 юллетень ф 29 ликования описания 26,06,78 772.93 (088. 8) 72) Автор" изобретенииостранецАвгуст УайтеША)иная фирмаКорпорейшнША) Заивитель УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯПРОЦЕССА ПРОЯВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХКОПИРОВАЛЬНЫХ АППАРАТАХ Изобретение относится к устройствамдпя регулирования проявпяющих свойствсистем проявпения многоцветных изображений, в частности к устройствам конъропя плотности изображения и его цветового бапанса в процессе получениямногоцветных копий на эпектростатической репродукционной машине,Известны устройства автоматическогорегупирования процессом проявпения вэлектростатических копировапьных анпаратах, содержащие барабан с фотопроводящим эпементом, установпенный с возможностью перемещения вдопь системы проявпения, прозрачный электрод с разнесенными по разным от него сторонам источником света и фотодатчиком, коронарнымузпом его заряда, систему очистки иэлектрическую схему управпения 11,Недостатком устройств явпяется невысокое качество цветных копий.Опя упучшения качества цветных копий в предпагаемом устройстве прозрачный эпектрод закреплен внутри фотонроводяшего эпемента и соединен с фотодатчиком и источником света с помощью системы световодов одна часть которых выпопнена в отверстии вала барабана, на конце которого установлен коппектор коронарного узпа заряда прозрачного электрода. Установпенный между фотодатчиком и прозрачным эпектродом один из световодов системы световодов размещен своими концами в пневматической и нагреватепьной камерах, в поспедней из которых распопожен фотодатчик, а система очистки выполнена обшей дпя прозрачного эпектрода и фотопроводящего эпемента.На фиг, 1 представпено устройство, в перспективе;на фиг, 2 - барабан, разрез;на фиг. 3 - схема подвода напряжения к прозрачному электроду; на фиг. 4прозрачный эпектрод;на фиг. 5 - схема процесса .зарядки эпектрода напряжением смешения, соответствующим напряжению образования скрытого эпектростатического изображения на фотопроводящем эпементе барабана; на фиг. 6 - схема процесса нанесения виража на прозрачный электрод;на фиг. 7 - схема процесса пропуокация светового пучка через электрод, наповерхности которого находится виражцый порошок, и процесс мзмереция с помощью фотодатчика интенсивности проходящего через электрод светового пучка;ца фиг. 8 - схема прозрачного эиектро 5да в момент его очистки с помоцью щетки дпя подготовки к спедующелу цикпу.Устройство состоит из барабана 1 сфотопроводящим элементом 2, изготовленного из маториапа, имеющего панхромати ческую чувствительность к белому свету,системы проявления иэ трех блоков 3секции зарядки 4, экспозиции 5, коронарного узпа заряда 6, прозрачного электрода 7, источника света 8, системы световодов 9 и 10, пневматической 11 и нагреватепьной .12 камер, фотодатчика 13,вала .14 барабана 1, системы очистки 15,коппектора 16 узла заряда и эпектрической схемы управления (це показано).Устройство работает следующим образом,Барабан вращается в направлениистрелки 17, В резупьтате фотопроводящий элемент 2 проходит секцию зарядки 4 с коронарным узлом заряда 6, расиопоженпым поперек поверхности барабана 1, фотопроводящий эпемент 2 до сравнительно высокого равномерного потенциа.ла. Заряженный элемент 2 перемешаетсязатем к секции экспозиции 5, котораясостоит из подвижной системы линз 18и цветного светофильтра 19. Оригинал20 неподвижно помещается на прозрачгую пластину 21, и соответствующие З 5участки оригинала последовательно освещаются подвижной лампой 22. Системалинз 18 обеспечивает сканирование соответствующих участков пластины 21 ифокусирует светЬвые лучи на элемент 2 40барабана 1. Лампа 22 и система линз18 перемещаются синхронно с барабаном 1, воспроизводят иэображения оригинала на элемент 2, Во время экспозициисветофипьтр 19 перекрывает световой 45пуч, проходящий через систему линз 18,соответствующим цветным светофильтром.11 ветные светофильтры воспроизводят наэлементе 2 скрытое эпектростатическоеизображение в соответствии с цветовой 50окраской оригинала. Затем барабан 1 иоворачивается и скрытое изображение попадает в секцию проявления 3, котораясостоит их трех отдельных блоков, Всеблоки имеют одну и ту же конструкцию 55и выпопнени в виде так называемыхблоков проявления с магнитной щеткой.Магнитный проявитель, состоящий иэгранул носителя и виража опредепенного цвета, проходит непрерывно через направленное магнитное поле, В резупьтатеобразуется так цазываемая щетка изматериапа проявителя. Частицы проявителя непрерывно перемешаются, а цетканепрерывно иопопцяется свежим проявите нем.Прояви пение скрытого электростатического изображения осуществляется в процессе контакта образующего цетку проявитепя с фотопроводящим элементом 2.В каждом блоке находится опредепенныйпо цвету вираж, соответствующий цветному характеру отдепьного скрытого электростатического изображения, причем каждыйиз виражей обладает способностью погпощать свет в пределах определеннойспектральной области эпектромагнитногоспектра в соответствии с дпиной волныпрошедшего через светофильтр световогопотока. К проявитепю добавляются доиопнитепьные цветные виражи в том спучае,когда проявпяющая способность проявителяпонизится ниже определенного уровня. Регулирующее подачу дополнитепьного виража устройство 23 включает прозрачныйэлектрод 7, установпецный на фотопроводящем эпементе 2 барабана 1. Источниксвета 8 вместе с изготовпенным иэ вопокна световодом 9 пропускает свет через эпектрод 7, В процессе проявпенияцветные виражи оседают на прозрачномэлектроде и интенсивность прошедшегочерез электрод светового потока пропорциональна ппотцости виража. Специапьныйфотодатчик, например фотоэпектр 13, воспринимает прошедший через эпектрод световой поток и вырабатывает электрический сигнап иропорционапьный интенсивности светового потока. Анапогово-эталонная схема сравнивает вырабатываемыйдатчиком сигнал с эталонным сигнапоми генерирует сигнап управления, по которому производится допопнитепьная подачаопределенного виража в соответствующийблок,После проявления теперь уже видимые изображения перемешаются в секцию переноса 24, в которой они переносятся на лист получаемой копии 25 с помощью заряженного ролика 26, поверхность которого заряжена до потенциала, величина и поиярность которого обеспечивает эпекгрический перенос виража с фотопроводящего элемента 2 ца пист 25 копии, На ропихе 26 находится только один лист. Скорость вращения родика 26 согласована со скоростью вращения барабана 1 так, что на пист поспедоватепьно переносят35 50 ся проявленные изображения разных цветных оттенков,Наличие специального паза на поверхности ролика 26 исключает возможностьконтакта прозрачного электрода с поверхностью ролика, За счет этого цветнойвираж, приставший к поверхности электро 5да, не разрушается в процессе переносаизображения на копии и обеспечиваетполучение точной информации и проявляющих свойствах системы проявления.10Госпе переноса многоцветного изображения лист снимается с ролика 26 иподается сначала в секцию закрепления,где происходит закрепление перенесенного на него изображения, взатемввиде.15готовой копии удаляется оператором изрепродукционной машины.Последней секцией в зоне врашениябарабана является система очистки 15,где расположена вращающаяся щетка,20которая снимает с элемента 2 барабана1 оставшиеся нв нем частицы виражногопорошка,Репродукционная машина предназначена для получения цветных копий методомр(последовательного наложения одноцветных изображений и используемые в нейцветные виражи (желтый, зеленый икрасный) обеспечивают получение цветных копий с оригиналов самой разнообразной окраски. Первый этап процессаполучения цветной копии заключаетсяв определении цветового состава оригинала и регистрации этой информациина фотопроводящем элементе 2. Иветной оригинал оптически многократно сканируется. В результате нв элементеобразуются соответствующие скрытыеэлектростатические изображения. Каждоесветовое изображение проходит через 40цветной светофильтр, определяющий цветскрытого электростатического изображения, Скрытое изображение, полученное врезультате прохождения светового изображения через определенньсй светофильтр,проявляется дополнительным по цве 1 у виражом,так как наличие участков с относительно высокой плотностью заряда нвфоточувствительной поверхности означает отсутствие в цветном изображенииоригинала участков, соответствующихцвету данного фильтра, а наличие участков с относительно низкой плэтнэстьюзаряда на фотопровошпцем элементе 2означает наличие в цветном изображении 55оригинала участков, соответствующих цвету фильтра. Например,скрытое изо 6 ражение, полученное пропусканием светового изображения через зеленый светофильтр, образует на участках элематцсо сравнительно высокой ил(тиостью заряда участки красного цвето, т. е, зеленые световые лучи понижают плотностьзаряда на элементе 2 цэ неи; длаыцегэсчпроявлению уровня. Участки скрытогоизображения красного цвета затем станэвлтся вицными за счет абсэрбциикраснэ-фуксинэвэгэ виража скрытымизображением, образованным нв элементе 2, Изображение голубого цвета проявляется желтым виражом, а изображения краснэгэ цвета - цианистым виражэм,Три проявленные изображения с различным цветом затем объединяются один с другим при их последовательном переносе на пист с получением многоцветной копии с многоцветного оригинала.Регулирующее устройство 23 состоитиз прозрачного электрода 7, источникасвета 8, световодв 9, фотодвтчика 1 3и электронного логического устройствадля получения выходного электрического сигнала. Кроме того, каждый блок 3проявления снабжен специальным питвтслем для подачи в него сооответствуюп 1 его виража. Так в иитвтеле блока 27 находится зеленый проявитель (циан), впитвтеле блока 28 - красный проявитель(фуксин), в питвтеле блока 29 - желтыйпроявитель. Питатель снабжен подавшимустрэйстаэм и вице сита,кэтэрэе этмеряетэирелелеинэе кэличествэ виража, иэдаваемэгэ вблэк проявления. Питатель,к оме тэгэ,снабжен вибратором, который обеспечивает прохождение порошка через сеткуиодаюшего устройства. Регулирующее устройство 23 управляет работой иитателей,обеспечивая подачу требуемого количества виража в соответствующий блокпроявления,Прозрачный электрод 7 установлен нафотопроводящем элементе барабана 1, иатом его участке, на котором не образуегся скрытого изображения. Электрод 7проходит через зону проявления и егопроводяшая поверхность заряжается допотенциала, ири котором происходит обрвзование скрытого электростатическогонапряжения на элементе 2. Предпочтительно, чтобы потенциал электрода превышал потенциал проявителя, равный500 Б, приблизительно на 200 В. Однако потенциал электрода может превышатьпотенциал проявителя на 100-600 В.Плотность изображения, проявляемого ивэлектроде 7 регистрируется фотодатчиком 13. Выходной сигнал датчика преобразуется элементами логической схемы,и в зависимости от плотности виража наВ качестве источника света 8 используют низковольтную вольфрамовую лампу с регулируемым напряжением, 5 например лампу на 7 В с вольфрамовой нитью накаливания, работакнцую от источника напряжения на 5 В. 50 В качестве фотодатчика 13 используют обычный кремниевый фототранзистор типа14 В, выпускаемый фирмой дженерал Электрик. Этот датчик чувствителен к видимой части спектра, однако, его максимальная чувствительность находится вбли 7 6191 пс-ьерхности электрода, в блок управпенйя может подаваться дополнительное количество виража. фотодатчик 13 расположен рядом с элементом 2 так, что он регистрирует плотность виража на поверхности электрода 7 перед очисткой эле 5 мента 2 в секции очистки 15(и поверхности электрода) Источник света 8 раоположен внутри барабана 1 или (как показано на фиг. 2) вне барабана с испопьзованием специального (изготовленного из волокна) световода 9. Вал 14, на котором установлен барабан 1, выполнен в виде трубы и световод 9 проходитчерез его центральное отверстие к элементу 2, обеспечивая прохождение света от источника 8 к прозрачному электроду 7.Для подачи напряжения, соответствующего образованию иа барабане скрытого электростатического изображения, электрод 7 заряжается до определенного уровня. м Для этого используется специальный коллектор 16, расположенныйна конце вала барабана 1, ипи обычное кольцо со скользящим контактом. Продолжительность зарядки электрода 7 контролирует. 25 ся либо с помощью электронного выключателя либо с помощью разрезного коллекторного кольца, обеспечивающего подачу к электроду напряжения иа всей окружности кольца, а льипь в определенных пределах. Электрод разряжается в процессе очистки фотопроводящего элемента барабаььоВместо подачи на электрод определенного напряжения через коллектор люжио создавать иа ием требуемый потенциал путем электрической зарядки электрода до заданного иапряже. ния.При использовании одного фотодатчи 4- ка характеристика. источника света 8 4 О должна быть достаточно стабильной. Од. нако при использовании двух фотодатчиков особых требований к стабильно .ти характеристик источника света можно не пред ьявпять.45 23 8эи инфракрасной части спектра, Такая особенность датчика не влечет за собой каких-либо особых проблем, так как вираж, покрывающий поверхность электрода 7, не обладает свойствами цветного светофильтра. Латник находится в условиях поддерживаемойна постоянном уровне температуры, что уменьшает изменение его чувствительности эа счет изменения температуры. Оля этого используется нагревательная камера 12, поддерживаю щая температуру датчика на уровне+ о50+ 1 С (или на другом уровне в зависимости от характеристики конкретного датчика) . Свет от источника 8 к электроду 7 передается с помощью световода 9. Световые лучи проходят через электрод 7 и их иистеисивиость замеряется фотодатчиком 13. Ппя лучшей передачи световых лучей вблизи инфракрасной части спектра используют световод иэ стекловолокна. Стекловолокио не поглощает энергию излучения в области наибольшей чувствя тепьиости кремниевого фоторезистора, которььй используется в качестве фотодатчика, Как ььоказаььо иа фиг. 2 световод 9 проходит от источника света 8 через центраьььььое отверстие вала 14 к разъему 30, а затем от разъема - к элементу 2, на котором закреплен электрод 7. Г 1 ри этом световьье лучи передаются от источника света 8 к электроду 7.лСоответствующие логические элементы преобразуют выхошьой электрический сиг- иап фотоцатчика 13, При этом сравнивается эталонный сигнал с сигналом, выработаььььым датчиком 13. В устройстве для сравнения (распознавания) сигналов используется управляемый кремниевый переключатель, который переключается в том случае, когда сигнал от датчика превышает эталонный сигнал. Сигнал от уст ройства распознавания изменяет положение мультивибратора, генерируя на выходе из него выходной электрический сиг нал, Вььходной сигнал мультивибратора вместе с сигналом от соответствующего блока проявления воздействует на сетку транзистора который передает управляю щий сигнал к подающему устройству питателя, сигнал от которого подается иа сетку транзистора. Управляющий сигнал, кроме того переключает мупьтивибратор. Описанная логическая схема является переключаемой схемой, Однако для этих же целей используют и пропорциональную схему, которая меняет подаваемое в блокпроявления количество виража в зависимости от амплитуды управляющего сигнала. 1 О 15 25 40 55 Под линзами расположена пружина 47,которая прижимает линзы и шайбы друг Юля каждого блока проявления используют отдельное логическое устройствоуправления. В рассматриваемй конструкции имеются три отдельных не зависимыхканала управления, каждый иэ которых4связан с соответствующим блоком проявления. Плотность виража на элемент2 зависит от концентрации виража впроявителе. Концентрация виража в своюочередь зависит от амплитуды управляюшего сигнала. Регулируя эталонную пнотность иэображения, можно менять окраскуполучаемого изображения.На фиг. 3 показано сечение коллектора16, Внутри пластмассовой втулки установлен сегментный коллектор 31.Коллектор 31 выполнен так, чтоэлектрод 7 заряжается до определенногоуровня во время прохождения его черезсекцию проявления. Бпя этого используется подпружиненный контакт 32, черезкоторый к коллектору подается напряжение. На пластмассовом корпусе 33 закреплен ограничитель 34, препятствуюшпйврашению корпуса 33 при вращениикорпуса втулки вместе с барабаном 1, Электрод 7 соединяется с коллектором 3 1 проводом 35. Уплотнитепьное кольцо 36 изупругого материапа врашается вместес барабаном и зашишает коллектор отпопадания в него порошка.Разьем 37 с пружинным контактом38 соединяет провод 35 с проводом 39,по которому напряжение иолается кэлекроду 7. Электрод 7 (см. фнг. 4)имеет окно, закрытое прозрачным стеклом40, покрытым окисью олова. Такое эпектропроводяшее стекло выпускается фирмойРМьЬогдЬ РСО 1 е Жал пэлиндексомИЕЬАили фирмой богт 1 пц ЮоьСо полназванием фэлектропроволяшееф, Стекло40 установлено в бронзовой токопроводяшей втулке 41 и заряжается до напряжения, при котором на элементе 2 барабана 1 про сходит образование скрытогоэпектростач ического изображения, Бронзовая втулка 41 со стеклом 40 крепится к корпусу 42 иэ эластичного изоляционного материала, например нейлонас стекпонаполнителем. Под стеклом 40расположены линзы 43 и 44, которыефиксируются шайбами 45 и 46, обеспечивая фокусировку световых лучей, выходяших иэ световода 9,к друг, упруго фиксируя их внутри втулки 41, Нижний торец пружины упирается во втулку 48, которая крепится внутри втугки 41 накидной гайкой 49. Гайка 49 упирается во втулку 41 и к ее торцу 50 крепится провод 35, по которому к стеклу 40 подается напряжение, Иэолирукхций корпус 42 имеет резьбу, на которую навернуто стопорное кольцо 51, а между кольцом 51 и внутренней поверхностью барабана 1 расположена втулка 52. Стекло 40 в стенке барабана 1 крепится с помошью установочного шарнирного устройства 53, снабженного пружиной 54, которая упирается во фланец гайки 49, Второй конец пружины 54 упирается во фланеп устройства 53, Такая конструкция обеспечивает простое крепление стекла 40 в установочном отверстии барабана з, счет взаимодействия выступа 55 с, буртиком стопорного кольца 51.Световой поток (см, фиг. 1), проходящий через стекло 40, подается к датчику 13 по световоду 10, Световол 10 (стекловопокно) расположен в пневмокамере 11, в которй он крепится крепежным устройством, Через камеру пропускав; я небольшое количество воздуха, чтобы уменьшить возможность оседания вираж- ного порошка на стенках камеры, Светцвол 10 входит в нагревательную камору 12 через герметично закрытое вхошп. отверстие, обеспечивая подачу к фотопатчику 13 световых кучей, прошедших че рез электрол 7, фотолатчик3 вместе с соответ твуюшими элементами расположен в нагревательной камере, в которой полаерживается постоянная температура (50 + 1 С ), За с чет этого иск аочается в пи яние температуры на характеристики датчика. На фиг, 5-8 показаны схемы операций по регулировке плотности изображения и поддержания на постоянном у 1 овне цветовой гаммы по учаемой копии.Подаваемое на электрод напряжение (см. фиг. 5) соответствует напря.ению, при котором образуется скрытое электростатическое изображение иа элементе9 Это напряжение подается на электрод автомати чески с помошью коллектора 31.Таким образом, еше до попадания электрода 7 в секцию проявления к нему подт боится напряжение на 200 В, превышаюшее пэтенциап проявителя. При дальнейшем врашении барабана (см. фиг. 6) магнитная щетка соответствующего блока проявления обеспечивает перенос виража на по. верхность электрода 7, Виражнъ 1 е порош,ки притягиваются к электроду 7 под действием разницы потенциалов в 200 В.На фиг. 7 барабан показан в положе нии, в котором электрод 7 находится в одной плоскости со световодом 10, по которому световые лучи передаются 5 к фотодатчику 13. При этом датчик вырабатывает сигнал, который сравнивается с эталонным сигнапом. В резупьтате вырабатывается управпяющий сигнал, подаваемый в подающее устройство соответствующего питатепя. На фиг. 8 показан процесс разрядки электрона 7, когда разрезанное кольцо коллектора обеспечивает размыкание эпектрической цепи, после чего щетки секции очистки 15 удапяют с поверхности электрода частицы виража. Процесс повторяется три раза для каждой попучаемой копии, т, е. этот процесс повторяется дпя каждого цветного виража (циан, фуксин жептый.формула изобретения1. Устройство автоматического регу-, 5 пирования процесса проявпения в электростатических копировальных аппаратах, содержащее барабан с фотопроводящим эпементом, установпенный с возможностью перемещения вдоль системы проявлеш 1 я прозрачный электрод с разнесенными по разным от него сторонам источником света и фотодатчиком, коронарным узлом его заряда, систему очистки и эпектсрическую схему управления, о т и и - ч а ю щ е е с я тем; что, с цепью упучшения качества цветных копий, в нем прозрачный электрод закреплен внутри фотопроводящего элемента и соединен с фотодатчиком и источником света с помощью системы световодов, одна часть которых выполнена в отверстиИ вала ба рабана, на конце которого установпен коллектор коронарного узпа заряда прозрачного эпектрода.2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что установленный между фотодатчиком и прозрачным электродом один из световодов системы световодов размещен своими концами в пневматической и нагревательной каме рах, в последней из которых распопожен фотодатчика система очистки выполнена общей дпя прозрачного электрода и фотсю проводящего эпемента.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США М 3399652, кл. 118-637, 1968.Ф Составитель Л. Теллова .Редактор О. филиппова Техред 3, фанта Корректор И. Гок Закаа 4147/3 БНИИПИ Г своестрое СС д. 4 ваб филиал ППП фПатентф, г. Уагород, ул. Проектная, 4 Тираж 564осударствевного комнтеио делам иаобре035, Москва, Ж 35,Поа Совета Мнкй и откры