DE19849575C2

DE19849575C2 - Bilderzeugungsapparat

Info

Publication number: DE19849575C2
Application number: DE19849575A
Authority: DE
Inventors: Masami Kadonaga; Hiroyuki Sugimoto
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: US6157795A; DE19849575A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopierer, Drucker, ein Faxgerät oder einen ähnlichen Bilderzeugungsapparat und genauer einen Bilderzeugungsapparat des Typs, der eine Zwischenübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Tonerbildes von einem fotoleitenden Element oder einem ähnlichen Bildträger zu einem Zwischenübertragungs körper durch ein elektrisches Feld enthält, das in einem Abschnitt ausgebildet wird, wo der Bildträger und der Übertragungskörper sich einander berühren.

Ein elektrofotografischer Kopierer, Drucker oder ein ähnlicher Bilderzeugungsapparat, der dazu in der Lage ist, ein Farbbild zu erzeugen, indem Tonerbilder unterschiedlicher Farben mit einer Bildübertragungsvorrichtung überlagert werden, ist herkömmlich. Im allgemeinen verwendet die Bildübertragungsvorrichtung entweder ein Übertragungs- Trommelsystem oder ein Zwischenübertragungskörpersystem. Bei dem Übertragungs- Trommelsystem wird ein Papier oder ein ähnliches Aufzeichnungsmedium um einen Film bzw. eine Schicht gewunden, der einer Übertragungstrommel angepaßt ist bzw. deren Oberfläche bildet, und Tonerbilder unterschiedlicher Farben werden sequentiell von einem fotoleitenden Element oder einem Bildträger zu dem Aufzeichnungsmedium eines über das andere übertragen. Weil das Aufzeichnungsmedium elektrostatisch auf dem Film haften muß, wird der Film aus einem Isolator ausgebildet.

Das Zwischenübertragungskörpersystem ist derartig, daß Tonerbilder unterschiedlicher Farben direkt von einem fotoleitenden Element zu einem Zwischenübertragungskörper eines über das andere übertragen werden und dann gemeinsam von dem Zwischenüber tragungskörper zu einem Aufzeichnungsmedium übertragen werden. Da das Aufzeich nungsmedium nicht um den Zwischenübertragungskörper gewunden werden muß, kann der Übertragungskörper aus einem Material ausgebildet werden, das einen mittleren Widerstand (spezifischer Volumenwiderstand von 10⁷ Ωcm bis 10¹⁴ Ωcm) hat, was ihn von einem Isolator unterscheidet. Eine Ladung, die auf einem Material abgeschieden wird, das einen mittleren Widerstand aufweist, schwächt sich natürlicherweise mit einer vorausgewählten Zeitkonstante ab. Die Bildübertragungsvorrichtung mit einem der artigen Zwischenübertragungskörper ist deshalb gegenüber dem Typ mit einer Über tragungstrommel dahingehend von Vorteil, daß sie keine Entladungseinrichtung benötigt, um eine Übertragungsladung zwangsweise zu löschen. Dieser Typ von Bildübertra gungsvorrichtung reduziert Ozon und spart Leistung bzw. Strom, während Charakteristi ken bzw. Eigenschaften, wie Papierfreiheit und Vollseitenkopie, erzielt werden.

Jedoch besteht das Problem mit dem Zwischenübertragungskörper, der auf einem Material mit mittlerem Widerstand ausgebildet ist, dahingehend, daß der Widerstand eines derartigen Materials ungleichmäßig ist und dazu neigt, aufgrund der sich ver ändernden Umgebung und des Alterns zu variieren, was den Übertragungskörper elektrisch instabil macht. Infolgedessen sind Zeichen und Linien bzw. Zeilen, die zu dem Zwischenübertragungskörper übertragen werden, manchmal verschmiert oder sonstwie verschlechtert, und zwar aufgrund des Tonerstreuens.

Angesichts des obigen hat die japanische Patentanmeldung Nr. 8-183210 und 9-150197 ein Bildübertragungsverfahren und einen Bilderzeugungsapparat vorgeschlagen, das bzw. der dazu in der Lage ist, eine Übertragungsladung bei einem Abschnitt zu löschen, wo der Bildträger und der Zwischenübertragungskörper sich einander berühren (Über tragungsspaltbereich bzw. Übertragungsklemmstelle). Mit einem derartigen Verfahren und Apparat ist es möglich, die obigen fehlerhaften Bilder wirksam zu vermeiden bzw. zu verringern, selbst wenn der Zwischenübertragungkörper aus einem Material mittleren Widerstandes ausgebildet ist. Jedoch haben eine Reihe von Untersuchungen und Experi menten gezeigt, dass eine gewünschte Übertragungseffizienz nicht erzielt wurde oder über tragene Bilder verschlechtert wurden, und zwar in Abhängigkeit von den Bedingungen für das Aufbringen der Übertragungsladung und den Entladungsbedingungen.

Technologien, die mit der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehen, sind ebenso z. B. in den japanischen offengelegten Patentveröffentlichungen Nrn. 8-272222, 10-48970 und 10- 73999 offenbart.

Aus DE 195 02 098 A1 ist ein Zwischenbild-Übertragungselement und eine Bilderzeu gungseinrichtung mit diesem Element bekannt. Bei dieser werden Unregelmäßigkeiten in dem Innenwiderstand des Übertragungsbandes und Änderungen des Widerstandes verringert. Das Band hat einen Laminataufbau. Der spezifische Widerstand des Ban des ist in einer oberen Schicht höher als in einer unteren Schicht.

Aus DE 197 13 389 A1 ist eine Bilderzeugungseinrichtung bekannt, bei der ein Toner bild von einem fotoleitfähigen Element über ein Zwischenübertragungsband an ein Aufzeichnungsmedium übertragen wird. Tonerbilder verschiedener Farben werden von dem fotoleitfähigen Element nacheinander an das Zwischenübertragungsband ü bertragen, um ein Vollfarbenbild zu erzeugen.

Aus US 5,873,017 ist ein Bilderzeugungsapparat mit einem Zwischenübertragungsband bekannt. Tonerbilder unterschiedlicher Farben werden sequenziell von einem fotoleit fähigen Element auf das Zwischenübertragungsband eines über das andere übertragen, um ein Vollfarbenbild auszubilden.

Aus DE 195 23 767 A1 ist eine Vorrichtung zum Übertragen eines Bildes und ein Ver fahren zum Reinigen eines Übertragungsbandes bekannt. Dem Übertragungsband wird ein Strom zugeführt, so dass ein Tonerbild auf dem Bildträger an der Berührungsstelle auf das Blatt übertragen wird. Ein anderer Strom wird einer Reinigungsrolle zuge führt, welche in Anlage mit dem Übertragungsband gehalten ist, um so den Resttoner und Papierpartikel von dem Übertragungsband an die unter Vorspannung stehende Reinigungsrolle zu übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bilderzeugungsapparat und ein Verfahren zum Betreiben des Bilderzeugungsapparats bereitzustellen, bei dem eine gewünschte Über tragungseffizienz realisiert wird, und zwar durch geeignete Positionierung der Entla dungselektrode und Übertragungselektrode sowie durch einen geeigneten Wert des Po tenzials bei einer bestimmte Position zwischen Übertragungselektrode und Entladungs elektrode.

Die vorstehende Aufgabe wird durch den Gegenstand des auf einen Bilderzeugungsap parat gerichteten Anspruchs 1 sowie durch die Gegenstände der auf ein Verfahren zum Betreiben des Bilderzeugungsapparats nach Anspruch 1 gerichteten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhaft wird ein Bilderzeugungsapparat bereitgestellt, der dazu in der Lage ist, fehler hafte Bilder zu vermeiden oder die Wahrscheinlichkeit ihrer Erzeugung effektiver zu ver ringern und eine gewünschte Übertragungseffizienz zu realisieren.

Vorteilhaft wird ein Bilderzeugungsapparat bereitgestellt, der dazu in der Lage ist, eine Entladung zu bewirken, indem eine Übertragungsladung in einem Abschnitt reduziert wird, wo ein Bildträger und ein Übertragungskörper sich einander berühren, und der die Ver schlechterung von Bildern vermeidet, die einer Paschen-Entladung zugeschrieben werden können, die tendenziell am Ende des oben erwähnten Abschnittes auftritt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden de taillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen klarer. Dabei können verschiedene Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombi niert werden.

Fig. 1 zeigt einen Bilderzeugungsapparat, der die vorliegende Erfindung verkörpert;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Bandübertragungsabschnitt zeigt, der in dem Apparat der Fig. 1 enthalten ist;

Fig. 3 ist ein Graph, der Potentialverteilungen auf den Rückseiten von Über tragungsbändern zeigt, die durch elektrische Feldsimulationen berechnet wurden;

Fig. 4 ist ein Graph, der Potentialverteilungen auf den Rückseiten von Bändern zeigt, und zwar bezüglich unterschiedlicher Positionen einer Entladungs bürste;

Fig. 5 ist ein Graph, der Potentialverteilungen auf den Rückseiten von Bändern bezüglich unterschiedlicher Übertragungsvorspannungen zeigt;

Fig. 6 ist ein Graph, der die Potentialverteilungen von Fig. 3 und Fig. 4 in einem Abschnitt stromabwärts der Entladungsbürste wiedergibt;

Fig. 7 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als ein Farbbilderzeugungsapparat realisiert ist;

Fig. 8 zeigt einen Übertragungsspaltbereich bzw. eine Übertragungsklemm stelle, die bei der alternativen Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 9 zeigt eine Beziehung zwischen einer Position eines Zwischenübertra gungsbandes, das an den Übertragungsspaltbereich angrenzt und einem Potential zur Abscheidung auf der Rückseite des Bandes;

Fig. 10A zeigt ein Modell, das für die Bedingung bzw. den Zustand des Über tragungsspaltbereiches während der Bildübertragung repräsentativ ist;

Fig. 10B zeigt ein Modell, das für den Zustand des Übertragungsspaltbereiches am Ende der Bildübertragung repräsentativ ist;

Fig. 11 und 12 zeigen jeweils eine bestimmte Beziehung zwischen einem Potential zur Ab scheidung auf der Rückseite des Bandes bei dem Übertragungsspalt bereich und einer elektrostatischen Kraft, um auf dem Toner zu wirken;

Fig. 13 zeigt eine Beziehung zwischen der Größe eines Spaltes am Auslaß des Übertragungsspaltbereichs bzw. der Übertragungsklemmstelle und einer Spalt-Potentialdifferenz;

Fig. 14 zeigt eine Beziehung zwischen der Dicke eines fotoleitenden Films und der maximalen Potentialdifferenz bei der Übertragungsklemmstelle bzw. dem Übertragungsspaltbereich;

Fig. 15 zeigt eine Beziehung zwischen einem Abstand zwischen dem strom abwärts gelegenen Ende einer leitenden Bürste und dem Ende des Über tragungsspaltbereichbereichs und dem optimalen Bereich einer Über tragungsvorspannung;

Fig. 16 zeigt eine Beziehung zwischen der linearen Geschwindigkeit des Zwi schenübertragungsbandes und dem minimalen Abstand zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der leitenden Bürste und dem Ende des Übertragungsspaltbereichs; und

Fig. 17 zeigt eine Beziehung zwischen dem Abstand zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der leitenden Bürste und dem Ende des Übertragungs spaltbereichs und dem optimalen Bereich einer Übertragungsvorspan nung.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Bilderzeugungsapparats gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bemerkenswert ist, daß identische Bezugszei chen, die in den Ausführungsformen verwendet werden, nicht immer identische struktu relle Elemente bezeichnen.

Nimmt man Bezug auf Fig. 1 der Zeichnungen, so ist ein Bilderzeugungsapparat, der die vorliegende Erfindung verkörpert, insbesondere ein Bilderzeugungsabschnitt davon, gezeigt. Wie gezeigt, beinhaltet der Bilderzeugungsapparat ein fotoleitendes Element, das als eine Trommel 1 realisiert ist. Ein Lader 2, ein Potentialsensor 3, vier Entwick lungseinheiten 4 ₁ bis 4 ₄, die jeweils einer bestimmten Farbe zugewiesen sind, ein P- (Muster)-Sensor 5, ein Zwischenübertragungsband 6, ein Vorreinigungslader (PCC) 7, eine Reinigungsvorrichtung 9 und eine Entladungslampe 10 sind um die Trommel 1 angeordnet. Man nehme an, daß die Entwicklungseinheiten 41 bis 44, die der Trommel 1 gegenüberliegen, jeweilig eine schwarze, eine cyanfarbene, eine magentafarbene und eine gelbe Entwicklungseinheit sind. Tonerbilder unterschiedlicher Farben, die sequen tiell auf der Trommel 1 ausgebildet werden, werden sequentiell zu dem Zwischenüber tragungsband 6 eines über das andere übertragen. Das sich ergebende zusammengesetzte Tonerbild oder Farbbild wird von dem Band 6 zu einem Papier oder einem ähnlichen Aufzeichnungsmedium gleichzeitig übertragen.

Die Trommel ist aus einer hohlen zylindrischen Aluminiumbasis ausgebildet und eine separate funktionelle fotoleitende Schicht ist auf der Basis ausgebildet. Die fotoleitende Schicht ist ein Laminat aus einer unteren Schicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht. Die fotoleitende Schicht weist eine Dicke von 10 µm bis 40 µm auf und hat eine spezifische induktive Kapazität bzw. Dielektrizitätskonstante von ungefähr 3. Bei der erläuterten Ausführungsform wird der Lader 2 durch einen Scorotron-Lader realisiert.

Ein Bilderzeugungsprozeß, der für die erläuterte Ausführungsform spezifisch ist, wird im folgenden erläutert. Nachdem die Trommel 1 gleichförmig auf eine negative Polarität durch den Lader 2 geladen worden ist (ungefähr -650 V bis ungefähr -700 V), tastet ein Laserstrahl L die geladene Trommel 1 in Übereinstimmung mit der Bildinformation ab, um dadurch ein latentes Bild von -100 V bis -500 V auf der Trommel 1 auszubilden. Der Potentialsensor 3 kann das Ladungspotential der Trommel 1 und das Potential des belichteten Abschnitts auf der Trommel 1 fühlen, um die Ladungsbedingung und die Belichtungsbedingung zu steuern.

Jede der Entwicklungseinheiten 4 ₁ bis 4 ₄ speichert einen trockenen Entwickler von dem Typ mit zwei Bestandteilen einer bestimmten Farbe und scheidet negativ geladenen Toner auf den Abschnitten der Trommel 1 ab, wo das Potential durch die Belichtung abgesenkt wurde. Diese Art von Entwicklung wird im allgemein als umgekehrte Ent wicklung bezeichnet. Bei der beispielhaften Ausführungsform wird eine Vorspannung von ungefähr -500 V bis -550 V zum Entwickeln ausgewählt; eine Wechselspannungs komponente kann auf die Vorspannung überlagert werden, falls gewünscht. Der P- Sensor 5 ist stromabwärts des Entwicklungsabschnitts positioniert und fühlt den Umfang der Tonerablagerung, ausgedrückt durch eine optische Reflexion. Die Ausgabe des P- Sensors 5 kann verwendet werden, um verschiedene Prozeßbedingungen zu steuern. Die Tonerbilder, die sequentiell auf der Trommel 1 ausgebildet werden, werden sequentiell zu dem Band 6 übertragen. Der Toner, der bei der erläuterten Ausführungsform verwen det wird, ist amorph und wird durch mahlen erzeugt, um eine mittlere Teilchengröße von 6 µm bis 8 µm zu haben.

Das Band oder der Übertragungskörper 6 weisen einen mittleren Widerstand auf und sind als eine einzige Schicht aus Fluorharz realisiert, in das Ruß verteilt ist. Das Band 6 weist eine Dicke von 50 µm bis 300 µm auf, hat eine spezifische induktive Kapazität von ungefähr 11 und einen spezifischen Volumenwiderstand Rv von 1 × 10⁷ Ωcm bis 1 × 10¹¹ Ωcm. Für das Band 6 kann ein geeignetes Harz, z. B. Polycarbonat, verwendet werden. Eine Übertragungsspannung wird an das Band 6 durch ein indirektes Anle geschema angelegt. Insbesondere wird ein Abschnitt des Bandes 6 zwischen einer Einlaßrolle 12 und einer Auslaßrolle 13 in Kontakt mit der Trommel 1 gehalten. Die Einlaßrolle 12 ist mit der Erde verbunden, während die Auslaßrolle 13 mit einer positi ven Übertragungsspannung Vt versehen wird. Die Übertragungsspannung Vt wird von einer Stromquelle (nicht gezeigt) ausgegeben und durch einen Steuerabschnitt gesteuert. Man nehme an, daß die Übertragung eines Tonerbildes von der Trommel 1 zu dem Band 6 als eine Bandübertragung bezeichnet wird.

Nach der Bandübertragung steuert die PCC 7 den Umfang der Ladung, die auf der Trommel 1 verbleibt. Dann entfernt die Reinigungsvorrichtung 9 den Toner, der auf der Trommel 1 verblieben ist, mit einer Bürste oder einer Klinge. Die Entladungslampe 10 löscht die Ladung, die auf der Trommel 1 verbleibt.

Nach der Übertragung eines Tonerbildes von einer ersten Farbe zu dem Band 6 wird ein Tonerbild einer zweiten Farbe auf der Trommel 1 ausgebildet und dann zu dem Band 6 über das Tonerbild der ersten Farbe übertragen. Die Übertragungsspannung kann jedesmal erhöht werden, wenn ein Tonerbild zu dem Band 6 übertragen wird, falls dies gewünscht wird. Hinsichtlich eines Vollfarbenbildes wird ein schwarzer, ein cyanfarbe ner, ein magentafarbener und ein gelber Toner sequentiell zu dem Band 6 einer über den anderen übertragen und das sich ergebende Vollfarbenbild wird zu einem Papier 15 gleichzeitig übertragen. Um den Vollfarbentoner von dem Band 6 zu dem Papier 15 zu übertragen, wird eine positive Spannung von einer Rolle 11 zu der Rückseite des Papiers 15 angelegt. Man nehme an, daß die Übertragung des Tonerbildes von dem Band 6 zu dem Papier 14 als eine Papierübertragung bezeichnet wird; in diesem Sinne wird die Rolle 11 im folgenden als eine Papierübertragungsrolle 11 bezeichnet. Der Toner, der auf dem Band 6 nach der Papierübertragung verblieben ist, wird durch die Bandreini gungseinrichtung 8 entfernt.

Während der Zwischenübertragungskörper als eine starre Trommel realisiert werden kann, fördert das Band 6 eine freie Gestaltung um sich herum und deshalb die Miniaturi sierung des Apparats eher als eine Trommel.

Fig. 2 zeigt die Bandübertragungsstation detailliert. Wie gezeigt, wird bei der bei spielhaften Ausführungsform eine Elektrode zum Löschen bzw. Zerstreuen bzw. Redu zieren einer Übertragungsladung in Kontakt mit wenigstens einem Teil der Rückseite des Übertragungskörpers (Band 6) gehalten, und zwar innerhalb eines Übertragungsspalt bereichs mit einer Breite N. Die Elektrode ist mit der Erde verbunden oder wird mit einer Spannung versehen, die hinsichtlich ihrer Polarität der Übertragungsvorspannung entgegengesetzt ist, um ein elektrisches Feld zum Übertragen bei der Einlaßseite des Spaltbereichs zu schwächen. Dies verhindert erfolgreich, daß der Toner aufgrund der Vorübertragung herumfliegt. Die Elektrode wird durch eine leitende Bürste 14 realisiert, die eine Breite B hat, wie sie in der Drehrichtung des Bandes 6 gemessen wird. Die Bürste 14 wird in Kontakt mit der Rückseite des Bandes 6 innerhalb des Spaltbereichs gehalten. Man nehme an, daß der Abstand zwischen dem in der Richtung der Drehung des Bandes 6 stromabwärtigs gelegenen Ende der Bürste 14 zu dem Ende des Spaltbereichs L₁ ist und daß der Abstand zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 und der Mitte der Auslaßrolle 13 L ist.

Um eine hohe Übertragungseffizienz zu erzielen, wählt die beispielhafte Ausführungs form verschiedene Faktoren aus, und zwar einschließlich der Position der Entladungs elektrode oder Bürste 14, der Übertragungsvorspannung, der Breite N des Spaltbereichs und des Volumenwiderstands des Bandes 6, und zwar in einer solchen Art und Weise, um die Bedingungen zu erfüllen, die im folgenden beschrieben werden.

Als erstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, wie eine Beziehung zwischen dem Abstand von der Mitte des Spaltbereichs und dem Potential auf der Rückseite des Bandes 6 von dem spezifischen Volumenwiderstand des Bandes 6 abhängt. Fig. 3 ist ein Graph, der eine Potentialverteilung auf den Rückseiten der unterschiedlichen Bänder zeigt, und zwar berechnet durch Simulationen elektrischer Felder. In Fig. 3 weist die Abszisse einen Ursprung auf, der für das Zentrum des Spaltbereichs repräsentativ ist, während die Ordinate Potentiale auf der Rückseite der Bänder darstellt. Das heißt, es ist gezeigt, wie das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 in Übereinstimmung mit dem Abstand von dem Zentrum des Spaltbereichs variiert. Für die Simulationen waren die Auslaßrolle 13 und die Einlaßrolle 12 jeweilig um einen Abstand von ±18 mm von der Mitte des Spaltbereichs beabstandet. Der Spaltbereich wies eine Breite N von 20 mm auf, während eine Vorspannung von 800 V angelegt wurde. Die folgenden drei unter schiedlichen Arten von Bändern wurden für die Berechnungen verwendet:
Band [1]: spezifischer Volumenwiderstand Rv von 10⁹ Ωcm;
Band [2]: spezifischer Volumenwiderstand Rv von 10¹⁰ Ωcm;
Band [3]: spezifischer Volumenwiderstand Rv von 10¹¹ Ωcm.

Die Bürste 14, die mit der Erde verbunden ist, wurde in Kontakt mit der Rückseite eines jeden Bandes bei einer Position von -5 mm bis -1,4 mm auf der X-Koordinate gehalten.

Wie Fig. 3 anzeigt, änderte sich das Potential auf der Rückseite eines jeden Bandes wenig zwischen der Einlaßrolle 12 und der Bürste 14, nahm aber sequentiell bzw. allmählich in Richtung auf die Auslaßrolle 13 zu, und zwar ungeachtet der Art des Bandes. Hinsichtlich des Bandes [1] mit einem niedrigen spezifischen Volumenwider stand variiert das Potential auf der Rückseite des Bandes linear von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 bis zu der Auslaßrolle oder der Übertragungsvorspan nungsrolle 13. Das Potential auf der Rückseite des Bandes variiert entlang einer Kurve zweiten Grades, wenn der spezifische Volumenwiderstand zunimmt.

Fig. 4 ist ein Graph, der Fig. 3 ähnelt, mit der Ausnahme, daß die Bürste 14 die Rück seite des Bandes 6 bei einer Position von +2 mm bis +5,7 mm auf der X-Koordinate berührt. Wie gezeigt, ändert sich das Potential auf der Rückseite eines jeden Bandes ebensowenig zwischen der Einlaßrolle 12 und der Bürste 14, nimmt aber sequentiell in Richtung auf die Auslaßrolle 13 ohne Rücksicht auf die Art des Bandes zu. Hinsichtlich des Bandes [1] mit einem niedrigen spezifischen Volumenwiderstand, variiert das Potential auf der Rückseite des Bandes linear von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 in Richtung auf die Auslaßrolle oder der Übertragungsvorspannungsrolle 13. Das Potential auf der Rückseite des Bandes variiert entlang einer Kurve zweiten Grades, wenn der spezifische Volumenwiderstand zunimmt.

Fig. 5 ist ein Graph, der demjenigen von Fig. 4 ähnelt, mit der Ausnahme, daß die Übertragungsvorspannung Vt 1.600 V beträgt. Wie gezeigt, ändert sich das Potential auf der Rückseite eines jeden Bandes ebensowenig zwischen der Einlaßrolle 12 und der Bürste 14, nimmt aber sequentiell in Richtung auf die Auslaßrolle 13 ohne Rücksicht auf die Art des Bandes zu. Hinsichtlich des Bandes [1] mit einem niedrigen spezifischen Volumenwiderstand variiert das Potential auf der Rückseite des Bandes linear von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 in Richtung auf die Auslaßrolle oder die Übertragungsvorspannungsrolle 13. Das Potential auf der Rückseite des Bandes variiert entlang einer Kurve zweiten Grades, wenn der spezifische Volumenwiderstand zunimmt.

Fig. 3, 4 und 5 zeigen, wenn das Band 6 einen niedrigen spezifischen Volumenwider stand hat, daß das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 linear von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 zu der Auslaßrolle 13 variiert. Das Potential variiert entlang einer Kurve zweiten Grades, wenn der spezifische Volumenwiderstand zunimmt.

Weitere Simulationen, die mit unterschiedlichen Berechnungsbedingungen ausgeführt werden, haben gezeigt, daß in dem Bereich der berechneten Bandwiderstände der Einfluß des Widerstandes des Bandes und die Positionen der Rollen und der Bürste über den Einfluß der Ladungsmenge des Toners und des Oberflächenpotentials der fotoleiten den Trommel dominiert haben.

Man nehme an, daß ein Abstand zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 und der Auslaßrolle 13 L ist, daß ein Abstand, der von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 gemessen wird, d ist und daß eine Gleichung X = d/L gilt. Fig. 6 stellt die Potentialverteilungen auf den Rückseiten der Bänder stromabwärts der Bürste 14 unter den obigen Bedingungen dar. Man nehme an, daß die Übertragungsvorspan nung 800 V beträgt. Wie in Fig. 6 gezeigt, bleibt das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 im wesentlichen dasselbe für X = d/L, und zwar ohne auf die Position der Bürste 14 Rücksicht zu nehmen. Insbesondere weisen in Fig. 6 das Band [1] der Fig. 3 und das Band [1] der Fig. 4 im wesentlichen dasselbe Potential auf ihren Rückseiten auf. Dies gilt ebenso hinsichtlich der Bänder [2] und [3].

Die Übertragungsvorspannung in Fig. 5 beträgt 1.600 V, was das doppelte der Über tragungsvorspannung von Fig. 4 ist (800 V). Jedoch wird man bei Vergleich der Fig. 4 und 5 sehen, daß der Wert der Ordinate, das heißt das Potential auf der Rückseite des Bandes 6, ebenso das Doppelte des Potentials von Fig. 4 ist. Somit nimmt das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 proportional zu der Übertragungsvorspannung zu.

Die obige Studie zeigt an, daß, wenn der spezifische Volumenwiderstand des Bandes 6 in dem Bereich von 10⁹ Ωcm bis 10¹¹ Ωcm liegt, das Potential Vb auf der Rückseite des Bandes 6 wie folgt angenähert werden kann:

Vb = Vt(a.X² + b.X)/800 (1)

wobei Vt die Übertragungsvorspannung ist, a gleich 500 + 300 (logR - 10) ist, b gleich 300 - 300 (logR - 10) ist und X gleich d/L ist. Die Basis von log ist 10, das heißt log₁₀R.

Wie die obige Gleichung (1) anzeigt, kann, selbst wenn die Bürste 14 an irgendeiner gewünschten Position bei dem Spaltbereich mit der Breite N positioniert ist, die Potenti alverteilung auf der Rückseite des Bandes 6 berechnet werden und erlaubt, daß eine optimale Übertragungsvorspannung leicht eingestellt wird.

Wenn der Volumenwiderstand des Bandes 6 weniger als 10⁹ Ωcm beträgt, kann das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 und der Auslaßrolle 13 vollständig durch eine gerade Linie angenähert werden, das heißt Vb = Vt.d/L.

Das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 und die Bildübertragbarkeit stehen in einer engen Beziehung zueinander. Insbesondere, falls das Potential bei dem Spaltbereich zwischen dem Bildträger (Trommel 1) und dem Übertragungskörper (Band 6) hoch ist, dann ist das elektrische Feld für die Bildübertragung ebenso intensiv. Falls das obige Potential niedrig ist, dann wird das elektrische Feld und deshalb das Bildübertragungs verhältnis reduziert. Um es dem Toner zu ermöglichen, sich in Richtung auf den Übertragungskörper (Band 6) in dem Spaltbereich zu bewegen, muß das Band 6 in nerhalb des Spaltbereichs einen ausreichend breiten Bereich enthalten, der oberhalb V₁ ist, wie durch unsere Studien entdeckt wurde. V₁ ergibt sich aus V₁ = 250 + V_L, wobei V_L das Oberflächenpotential des Bildträgers (Trommel 1) ist, wobei die Messung in dem Bildbereich erfolgt. Wenn das Potential oder das Oberflächenpotential auf der Rückseite des Bandes 6 in dem Spaltbereich oberhalb V₁ ist, bildet sich ein elektrisches Feld, das zur Bildübertragung notwendig ist und verursacht, daß der Toner sich in Richtung auf das Band 6 bewegt.

Man nehme an, daß das Band 6 einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁹ Ωcm bis 10¹¹ Ωcm hat, daß der Abstand zwischen der Bürste 14 und dem Auslaß des Spalt bereichs L₁ ist und daß der Abstand zwischen der Bürste 14 und der Auslaßrolle 13 L ist (siehe Fig. 2). Dann wird das Potential Vb₁ auf der Rückseite des Bandes 6 bei einer Position, die durch X₁ = L₁/L dargestellt wird, wie folgt ausgedrückt:

Vb₁ = Vt(a.X₁ ² + b.X₁)/800 (2)

wobei Vt eine Übertragungsvorspannung ist, a gleich 500 + 300 (logR - 19) ist und b gleich 300 - 300 (logR - 10) ist.

Weil der Toner nicht übertragen wird, es sei denn, das Potential Vb₁ am Ausgang des Spaltbereichs N liegt wenigstens oberhalb V₁, gilt die folgende Gleichung:

250 + V_L ≦ Vb₁ (3)

In der Praxis muß ein ausreichender Bereich, der oberhalb V₁ liegt, in dem Spaltbereich existieren, so daß die obige Gleichung wie folgt lauten sollte:

250 + V_L < Vb₁ (3)

Weiter ist ein ausreichendes Bildübertragungsverhältnis in der Praxis nicht erreichbar, es sei denn ein gewisser Bereich, wo das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 oberhalb V₁ liegt (im folgenden "effektiver Übertragungsbereich"), existiert in dem Spaltbereich. Wir haben gefunden, daß der effektive Übertragungsbereich sich über ungefähr 4 mm oder mehr erstrecken muß; es dauert ungefähr 22 ms oder länger, bis das Band 6 durch einen derartigen Bereich hindurchgelangt.

Man nehme an, daß X (= d/L) gleich X₀ ist, wenn das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 V₁ beträgt. Dann kann X₀ erhalten werden, indem X wie folgt erhalten wird:

V₁ = V_t(a.X² + b.X)/800 (4)

Die obige Gleichung wird wie folgt neu geschrieben:

a.Vt.X² + b.Vt.X - 800.V₁ = 0

Weil

X₀ = [-b.Vt + (b²Vt² + 3200.a.Vt.V₁)^0,5]/(2.a.Vt)

wird der effektive Übertragungsbereich, wo das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 oberhalb V₁ liegt, durch folgendes erzeugt:

(X₁ - X₀) × L (mm)

Das heißt, eine ausreichende Bildübertragung kann erreicht werden, wenn (X₁ - X₀) × L < 4 (mm) gilt oder anders ausgedrückt größer als ein gewünschter bzw. vorgegebener effektiver Übertragungsbereich ist, innerhalb dem eine vorgegebene bzw. gewünschte Übertragungseffizienz gegeben ist.

Man nehme an, daß eine Zeitdauer von t₀ notwendig ist, damit das Band 6 durch oben erwähnten effektiven Übertragungsbereich hindurchgelangt. Dann wird die Zeitdauer t₀ wie folgt ausgedrückt:

t₀ = (X₁ - X₀).L/Va (5)

wobei Va die lineare Geschwindigkeit (mm/s) des Bandes 6 bezeichnet.

Weil die Zeitdauer t₀ länger als 22 ms sein muß, wird eine ausreichende Bildübertragung erzielt, falls:

(X₁ - X₀).L/Va < 0,022 (s) (6)

Wenn das Potential Vb auf der Rückseite des Bandes 6 übermäßig hoch ist, tritt eine Entladung zwischen dem Band 6 und der Trommel 1 auf und verschlechtert die Bild übertragung ("übermäßige Bildübertragung"). Insbesondere, falls das Potential Vb₁ am Auslaß des Spaltbereichs höher als V₂ ist, das durch folgendes erzeugt wird:

V₂ = 1200 + V_L

dann tritt eine übermäßige Bildübertragung auf, wie ebenso durch unsere Studien bewiesen wurde.

Deshalb gilt die folgende Beziehung:

1200 + V_L ≧ Vb₁ (7)

Die obige Gleichung (7) ist jedoch auf einen breiten Bereich von Bandwiderständen anwendbar und deshalb extrem locker, wenn die Bandwiderstände zwischen 10⁹ Ωcm und 10¹¹ Ωcm liegen, wie bei der beispielhaften Ausführungsform in Betracht gezogen. Experimente, die später beschrieben werden, zeigen an, daß ein angemessener Bereich bei folgendem liegt:

700 + V_L ≧ Vb₁ ≧ 400 + V_L

Wenn der Volumenwiderstand des Bandes 6 weniger als 10⁹ Ωcm ist, können die Potentiale auf der Rückseite des Bandes 6 von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 11 zu der Auslaßrolle oder Vorspannungsrolle 13, völlig durch eine gerade Linie, das heißt Vb = Vt.d/L angenähert werden, wie zuvor bemerkt wurde. Nimmt man an, daß der Abstand zwischen der Bürste und der Entladungselektrode 14 und dem Auslaß des Spaltbereichs L₁ ist und daß der Abstand zwischen der Bürste 14 und der Auslaßrolle 13 L ist (siehe Fig. 2), dann wird deshalb das Potential Vb₁ auf der Rückseite des Bandes 6 bei der Position X₁ = L₁/L durch folgendes erhalten:

Vb₁ = Vt.X₁

weil der Toner nicht übertragen wird, es sei denn das Potential Vb₁ liegt wenigstens bei dem Auslaß des Spaltbereichs oberhalb V₁, gilt die folgende Beziehung:

250 + V_L ≦ Vb₁ (8)

In der Praxis muß sich der Bereich, wo das Potential V₁ überschreitet, ausreichend in dem Spaltbereich erstrecken und die obige Beziehung sollte auf folgendes beschränkt werden:

250 + V_L < Vb₁

In der Praxis ist ein ausreichendes Übertragungsverhältnis nicht erzielbar, es sei denn, ein gewisser effektiver Übertragungsbereich existiert in dem Spaltbereich, wie zuvor erwähnt wurde. Der effektive Übertragungsbereich ist größer als ungefähr 4 mm oder liegt oberhalb 22 ms, ausgedrückt durch die Zeitdauer, die notwendig ist, damit das Band 6 durch den Bereich hindurchgelangt.

X₀ wird, wenn das Potential auf der Rückseite des Bandes 6 V₁ ist, durch folgendes gebildet:

X₀ = V₁/Vt (9)

Deshalb wird der effektive Übertragungsbereich, in dem sich das Potential V₁ oder ein höhere Potential auf der Rückseite des Bandes 6 ausbildet, wie folgt ausgedrückt:

(X₁ - X₀) × L (mm)

Das heißt, eine ausreichende Bildübertragung wird erzielt, wenn (L₁/L - V₁/Vt).L < 4 (mm) gilt.

Man nehme an, daß eine Zeitdauer t₀ notwendig ist, um das Band 6 durch den obigen effektiven Übertragungsbereich hindurchzuführen, dann wird die Zeitdauer t₀ wie folgt ausgedrückt:

t₀ = (X₁ - X₀).L/Va (10)

wobei Va die lineare Geschwindigkeit (mm/s) des Bandes 6 bezeichnet.

Weil die Zeitdauer t₀ länger als 22 ms sein muß, wird eine ausreichende Bildübertragung erzielt, falls folgendes gilt:

(L₁/L - V₁/Vt).L/Va < 0,022 (s)

Wenn das Potential Vb auf der Rückseite des Bandes 6 übermäßig hoch ist, tritt eine Entladung zwischen dem Band 6 und der Trommel 1 auf und verschlechtert die Bild übertragung (übermäßige Bildübertragung). Falls das Potential Vb₁ am Auslaß des Spaltbereichs höher als V₂ ist, ergibt sich V₂ wie folgt:

V₂ = 1200 + V_L

dann tritt eine übermäßige Bildübertragung auf, wie durch unsere Studien bewiesen wurde.

Deshalb gilt die folgende Beziehung:

1200 + V_L ≧ Vb₁ (11)

Jedoch ist die obige Gleichung (11) an einem breiten Bereich von spezifischen Band widerständen angepaßt und deshalb extrem locker, wenn es zu spezifischen Bandwider ständen zwischen 10⁹ Ωcm und 10¹¹ Ωcm kommt, die bei der beispielhaften Ausfüh rungsform in Betracht gezogen werden. Experimente, die später beschrieben werden, zeigen an, daß ein angemessener Bereich wie folgt lautet:

700 + V_L ≧ Vb₁ ≧ 400 + V_L

Wenn das Band 6 über eine lange Zeitdauer verwendet wird, neigt die optimale Vor spannung der Bildübertragung dazu, aufgrund der Verschlechterung des Bandwider standes und der Verschlechterung der Bürste 14 zu variieren. Zusätzlich wird die erwartete Bildübertragungseffizienz manchmal aufgrund der Unregelmäßigkeit teilweise nicht erzielt. Auf der anderen Seite variiert bei dem Bildübertragungssystem die Bild übertragungseffizienz merklich in Übereinstimmung mit der Position der Bürste 14 für eine gegebene Vorspannung zur Bildübertragung, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 6 diskutiert wird.

Wenn die Bildübertragungseffizienz aufgrund von z. B. Alterung variiert, kann eine merkliche Verbesserung erzielt werden, falls die Position der Bürste 14 leicht verändert wird. Daraus ergibt sich, daß ein Bilderzeugungsapparat, der dazu in der Lage ist, seine Bildübertragungseffizienz leicht zu korrigieren, realisiert werden kann, falls die Position der Bürste 14 fein in Richtung auf die stromaufwärts gelegene Seite oder die strom abwärts gelegene Seite einstellbar ist, falls dies erforderlich ist. Die Bürste 14 sollte nur auf der Rückseite des Bandes 6 über die Spaltbereichsbreite N beweglich sein. Zum Beispiel kann die Bürste 14 leicht in Richtung auf die stromaufwärts gelegene Seite in dem Fall einer fehlerhaften Bildübertragung oder in Richtung auf die stromabwärts gelegene Seite im Fall einer übermäßigen Bildübertragung verschoben werden. Dies ermöglicht es, daß eine gewünschte Bildübertragungseffizienz leicht wiederhergestellt wird, ohne die Vorspannung für die Bildübertragung zu variieren.

Spezifische Beispiele für die beispielhafte Ausführungsform, die jeweils die obigen Bedingungen erfüllen, werden im folgenden beschrieben.

Beispiel 1

Die Trommel 1 hat eine 28 µm dicke fotoleitende Schicht oder einen entsprechenden Film. Das Band 6 war 150 µm dick und hat einen spezifischen Volumenwiderstand Rv von ungefähr 1 × 10¹⁰ Ωcm. Das Band 6 wurde mit einer Geschwindigkeit von 180 mm/s bewegt. Der Abstand L₁ zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste oder der Entladungselektrode 14 in dem Spaltbereich und dem stromabwärts gelegenen Ende oder dem Auslaß des Klemmbereichs war 10 mm. Der Abstand L zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 in dem Spaltbereich und der Mitte der Rolle 13 (Kontaktabschnitt der Vorspannungselektrode) war 18 mm.

Die Entladungselektrode 14 wurde durch eine leitende Bürste realisiert, die aus Acrylfa sern mit darin verteiltem Ruß ausgebildet ist. Die leitende Bürste ist dazu in der Lage, gleichmäßig die Rückseite des Bandes 6 zu kontaktieren und den erforderlichen Kontakt druck zu reduzieren. Wenn das Ladungspotential der Trommel 1 -650 V war, wenn die Vorspannung zur Entwicklung -500 V war, wenn das Potential des belichteten Ab schnittes -150 V war und wenn die Ladung, die auf dem Entwickler abgeschieden wurde, ungefähr -15 µC/g war, wurde ein Umfang an Tonerentwicklung von ungefähr 1,5 mg/cm² erzielt, was eine ausreichende Bilddichte im monochromen Modus realisier te. Tonerteilchen hatten eine Dichte von 1,2 g/cm³, während die Tonerschicht ein Packungsverhältnis von 0,42 hatte. Die Ladungsverteilung der Tonerteilchen war ungefähr -3 × 10^-15 C im Mittel, wie durch E Spart Analyzer (Markenname) gemessen wurde, der von Hosokawa Microns erhältlich ist.

Unter den obigen Bedingungen war die Vorspannung Vt, die Übertragungsverhältnisse von ≧ 90% garantieren, 700 V bis 1200 V. In diesem Beispiel wurden Bilder mit einer gewünschten Übertragungsfähigkeit erzielt, wobei minimal Toner verstreut wird, indem eine Vorspannungsleistungsquelle (nicht gezeigt) gesteuert wurde, so daß die Vor spannung von 800 V ausgegeben wurde.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß der spezifische Volumenwiderstand Rv des Bandes 6 1 × 10¹¹ Ωcm war, also eine Größenordnung höher als im Beispiel 1. Die Vorspannung Vt, die ein Bildübertragungsverhältnis von ≧ 90% garantiert, war 900 V bis 1650 V. Bilder mit einer gewünschten Übertragungsfähigkeit und bei denen minimal Toner verstreut wird, wurden durch Steuerung der Vorspannungsleistungsquelle derartig, daß die Vorspannung 1050 V ausgegeben wurde, erzielt.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der spezifische Volumenwiderstand des Bandes 6 1 × 10⁸ Ωcm betrug, das heißt zwei Größenordnungen unter demjenigen des Beispiels 1. Die Vorspannung Vt, die ein Bildübertragungsverhältnis von ≧ 90% garantiert, war 530 V bis 860 V.

Beispiel 4

Das Beispiel 1 wurde, abgesehen von einer Änderung der Position der Bürste 14, wiederholt. Im Beispiel 4 wurde die Bürste 14 auf die stromabwärts gelegene Seite verschoben, das heißt in Richtung auf die Einlaßrolle 12. Der Abstand L₁ zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Brüste 14 und dem Auslaß des Spaltbereichs war 17 mm, während der Abstand L zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 und der Mitte der Auslaßrolle 113 25 mm war. Die Vorspannung Vt, die ein Über tragungsverhältnis ≧ 90% garantiert, war 420 V bis 800 V. Bilder, bei denen minimal Toner verstreut wurde, wurden erzielt, wie im Beispiel 1.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Breite N des Spaltbereichs zwischen der Trommel 1 und dem Band 6 geändert wurde. Im Beispiel 5 wurde die Vorspannung für die Bildübertragung so gewählt, daß sie 800 V ist. Eine Änderung der Spaltbereichsbreite N bewirkte, daß der Abstand L₁ zwischen dem stromabwärts gelege nen Ende der Bürste 14 und dem Auslaß des Klemmbereichs sich ändert. Die spezi fischen Übertragungsverhältnisse, die durch verschiedene Abstände L₁ realisiert werden, sind in der Tabelle 1 aufgelistet, die unten gezeigt ist. Ebenso sind in der Tabelle 1 die Breiten X für den effektiven Übertragungsbereich aufgelistet, wobei die Abscheidungs potentiale oberhalb 250 + V_L = 100 V auf der Rückseite des Bandes 6 sind. Die Breite X mit einem Potential von 100 V auf der Rückseite des Bandes 6 war 0,25 mm und war ungefähr 4,5 mm von dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 14 entfernt.

Tabelle 1

Tabelle 1 zeigt, daß, falls der Bereich, wo das Potential oberhalb 250 + V_L = 100 V auf der Rückseite des Bandes 6 ist, länger als 4 mm ist, ein ausreichendes Übertragungs verhältnis dann erzielbar ist. Eine derartige Länge entspricht einer Zeitdauer von 4/180 = 0,0222 s = 22 ms, die das Band 6 benötigt, um durch den obigen Bereich hindurch zugelangen.

Die leitende Bürste 14, die bei der beispielhaften Ausführungsform verwendet wird, kann durch jede andere geeignete Entladungselektrode ersetzt werden. Ebenso kann die Auslaßrolle 13 durch jede andere geeignete Vorspannungs-Anlegeeinrichtung ersetzt werden. Weiter kann die Einlaßrolle 12 durch jede andere geeignete Vorspannungs- Rückkopplungseinrichtung ersetzt werden. Darüber hinaus ist die Anzahl der Entwick lungseinheiten 4 nicht auf vier beschränkt, sondern kann z. B. zwei betragen, um zwei farbige Bilder zu realisieren. Natürlich kann der Apparat als ein Kopierer, Drucker usw. realisiert werden.

Wie oben beschrieben wurde, werden bei der obigen Ausführungsform eine spezifische Position der Entladungselektrode, eine spezifische Vorspannung der Bildübertragung, eine spezifische Breite eines Spaltbereichs zwischen dem Bildträger und dem Über tragungskörper (Band) und ein spezifischer Widerstand des Übertragungskörpers bestimmt. Mit derartigen spezifischen Werten verhindert die Ausführungsform eine fehlerhafte Bildübertragung, gewährleistet ein ausreichendes Bildübertragungsverhältnis und vermeidet eine übermäßige Bildübertragung. Weiter korrigiert die Ausführungsform leicht die Variation der Übertragungseffizienz, die der Alterung, einer sich verändernden Umgebung und einer teilweisen Unregelmäßigkeit zuzuschreiben ist, wodurch eine optimale Übertragungseffizienz gewährleistet wird. Dies kann nicht erzielt werden, ohne z. B. eine Entladungsfähigkeit zu realisieren.

Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Be zugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Wie gezeigt, beinhaltet ein Bilderzeugungsapparat ebenso eine einzelne fotoleitende Trommel oder einen Bildträger 1. Tonerbilder ver schiedener Farben, die sequentiell auf der Trommel 1 ausgebildet werden, werden sequentiell auf ein Zwischenübertragungsband oder einen Übertragungskörper 2 eines über das andere übertragen. Das sich ergebende zusammengesetzte Tonerbild oder Farbbild wird von dem Band 2 zu einem Papier oder einem ähnlichen Übertragungs medium gleichzeitig übertragen.

Die Trommel 1 ist aus einer hohlen zylindrischen Aluminiumbasis ausgebildet und eine separate, funktionelle fotoleitende Schicht oder dielektrische Schicht ist auf der Basis ausgebildet. Die fotoleitende Schicht ist ein Laminat aus einer unteren Schicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht. Die fotoleitende Schicht weist eine Dicke dm von 10 µm bis 40 µm auf und hat eine spezifische induktive Kapazität εm von ungefähr 3,2.

Nachdem die Trommel 1 gleichförmig durch einen Scorotron-Lader oder eine Entla dungseinrichtung 3 auf eine negative Polarität (ungefähr -650 V bis ungefähr -700 V) aufgeladen wurde, tastet ein Laserstrahl 4 die geladene Trommel 1 in Übereinstimmung mit einer Bildinformation ab, um dadurch elektrostatisch ein latentes Bild von -100 V bis -500 V auf der Trommel 1 auszubilden. Ein Potentialsensor 5 fühlt das Ladungspotential der Trommel 1 und das Potential des belichteten Abschnittes der Trommel 1, so daß die Ladebedingung und die Belichtungsbedingung gesteuert werden kann.

Vier Entwicklungseinheiten 6Bk', 6C, 6M und 6Y, die jeweilig schwarzen (Bk) Toner, cyanfarbenen (C) Toner, magentafarbenen (M) Toner und gelben (Y) Toner speichern, sind in dieser Reihenfolge angeordnet und liegen der Trommel 1 gegenüber. Jede Entwicklungseinheit 6Bk bis 6Y entwickelt ein bestimmtes latentes Bild, das auf der Trommel 1 ausgebildet ist. Insbesondere speichert jede der Entwicklungseinheiten 6Bk bis 6Y einen trockenen Entwickler vom Zweikomponententyp einer bestimmten Farbe und scheidet negativ geladenen Toner auf den Abschnitten der Trommel 1 ab, wo das Potential durch Belichtung abgesenkt wurde (reverse Entwicklung bzw. umgekehrte Entwicklung). Bei der erläuterten Ausführungsform wird eine Vorspannung von unge fähr -500 V bis -550 V zur Entwicklung ausgewählt; eine Wechselstromkomponente kann der Vorspannung überlagert werden, falls dies gewünscht ist. Ein optischer Sensor vom Reflexionstyp oder eine Bilddichte-Fühleinrichtung 7 liegt dem Oberflächen abschnitt der Trommel 1 gegenüber, bei dem eine Entwicklung durchgeführt wird. Der Sensor 7 fühlt die Menge der Tonerabscheidung, ausgedrückt durch eine optische Reflexion. Die Ausgabe des Sensors 7 kann verwendet werden, um verschiedene Prozeßbedingungen zu steuern. Die Tonerbilder, die sequentiell auf der Trommel 1 ausgebildet werden, werden sequentiell zu dem Band 2 übertragen. Der Toner, der bei der erläuterten Ausführungsform verwendet wird, ist ebenso amorph und wird durch Mahlen erzeugt, um eine mittlere Teilchendichte von 6 µm bis 8 µm zu haben.

Bei der Bildübertragungsvorrichtung vom Bandübertragungstyp, bei der Toner von der Trommel 1 zu dem Band 2 übertragen wird, wird eine Spannung zur Bildübertragung indirekt an den Spaltbereich oder den Kontaktabschnitt zwischen der Trommel 1 und dem Band 2 angelegt. Insbesondere wird ein Abschnitt des Bandes 2 zwischen der Einlaßrolle 8 und der Auslaßrolle oder dem Ladungsanlegeglied 9 in Kontakt mit der Trommel 1 gehalten. Das Band 2 hat einen mittleren Widerstand und ist als eine einzelne Schicht aus Fluorharz realisiert, in dem Ruß verteilt ist. Das Band 2 weist eine Dicke dp von 50 µm bis 300 µm auf und hat eine spezifisch einduktive Kapazität bzw. eine Dielektrizitätskonstante εp von ungefähr 11. Hinsichtlich des Bandes 2 kann jedes andere geeignete Harz, z. B. Polycarbonat, verwendet werden.

Das Band 2 sollte vorzugsweise einen spezifischen Oberflächenwiderstand Rs von 1 × 10⁷ Ω/cm² bis 1 × 10¹⁰ Ω/cm² und einen spezifischen Volumenwiderstand von Rv von 1 × 10⁷ Ωcm bis 1 × 10¹¹ Ωcm haben. Der spezifische Oberflächenwiderstand und der spezifische Volumenwiderstand wurden durch Hirester IP (MCP-HT260) (Markenname) gemessen, die von Yuka Denshi erhältlich sind. Zur Messung wurde eine HRS-Sonde verwendet, während eine Vorspannung von 100 V für 10 s angelegt wurde. Die spezi fischen Widerstände Rs und Rv können alternierend durch ein Verfahren gemessen werden, das durch JIS (Japanese Industrial Standards) K6911 vorgeschrieben ist.

Die Einlaßrolle 8 ist mit der Erde verbunden, während die Auslaßrolle 9 mit einer positiven Übertragungsspannung Vt angelegt wird. Die Übertragungsspannung Vt wird von einer Leistungsquelle (nicht gezeigt) ausgegeben und durch einen Steuerabschnitt (nicht gezeigt) gesteuert.

Eine PCC 10 steuert die Ladungs des Toners, der auf der Trommel 1 nach der Band übertragung verblieben ist. Dann entfernt eine Trommelreinigungsvorrichtung den Toner von der Trommel 1 mit einer Bürste 11 und einer Klinge 12. Weiter löscht eine Entla dungseinrichtung die Ladung, die auf der Trommel 1 verblieben ist. Nach der Über tragung eines Tonerbildes einer ersten Farbe zu dem Band 2 wird ein Tonerbild einer zweiten Farbe auf der Trommel 1 ausgebildet und dann zu dem Band 2 über das Toner bild der ersten Farbe übertragen. Die Übertragungsspannung kann jedesmal erhöht werden, wenn ein Tonerbild zu dem Band 2 übertragen wird, falls dies gewünscht wird. Für ein Vollfarbenbild wird ein schwarzes, ein cyanfarbenes, ein magentafarbenes und ein gelbes Tonerbild sequentiell zu dem Band 2 eines über das andere übertragen und das sich ergebende Vollfarbenbild wird zu einem Papier 14 zu einem Zeitpunkt bzw. gleichzeitig übertragen.

Um das Vollfarbentonerbild von dem Band 2 zu dem Papier 14 (Papierübertragung) zu übertragen, wird eine positive Spannung von einer Papierübertragungsrolle 15 an die Rückseite des Papiers 14 angelegt. Der Toner, der auf dem Band 2 nach der Papierüber tragung verblieben ist, wird durch eine Bandreinigungsvorrichtung 17 entfernt.

Während der Zwischenübertragungskörper als eine starre Trommel realisiert werden kann, fördert das Band 2 eine freie Gestaltung dort herum und deshalb die Miniaturisie rung des Apparats eher als eine Trommel.

Fig. 8 zeigt einen Übertragungsspaltbereich, der in der Bildübertragungsvorrichtung vom Bandübertragungstyp enthalten ist. Wie gezeigt, wird ein Entladungsglied zum Löschen einer Übertragungsladung realisiert, wenn eine leitende Bürste 16 in Kontakt mit wenigstens einem Teil der Rückseite des Bandes 2 innerhalb des Spaltbereichs mit einer Breite N gehalten wird. Die Bürste 16 hat eine Breite B. Die Elektrode ist mit der Erde verbunden oder eine Spannung wird an sie angelegt, die hinsichtlich ihrer Polarität der Übertragungsvorspannung entgegengesetzt ist, um ein elektrisches Feld zum Über tragen bei der Einlaßseite des Spaltbereichs N zu schwächen. Dies verhindert erfolg reich, daß Toner aufgrund einer Vorübertragung herumfliegt. Man nehme an, daß der Abstand zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 16 zu dem Ende des Spaltbereichs, wo eine Abtrennung beginnt, L1 (mm) beträgt und daß der Abstand zwischen dem Ende des Spaltbereichs und der Rolle 13, wo eine Ladung angelegt ist, L2 (mm) beträgt.

Fig. 9 zeigt, wie das Potential auf der Rückseite des Bandes sich bei dem Spaltbereich verändert. Wie gezeigt, kann, solange wie der Widerstand des Bandes 2 relativ niedrig ist, das Potential auf der Rückseite des Bandes 2 durch eine gerade Linie bezüglich der Bandposition, wenn sie von der obigen Entladungsposition gemessen wird, angenähert werden. Das Potential auf der Rückseite des Bandes ist 0 oder positiv bei der Kontaktpo sition der Bürste 16 oder ist gleich der Übertragungsvorspannung Vt bei der Auslaßrolle 9. Im allgemeinen weist die Übertragungsvorspannung Vt einen optimalen Bereich auf. Wenn die Übertragungsvorspannung Vt zunimmt, nimmt die Tonerübertragungseffizienz zu; wenn Vt gleich Vmin ist, erreicht die Übertragungseffizienz einen vorausgewählten Wert, z. B. 90%. Wenn die Übertragungsvorspannung Vt weiter auf Vmax erhöht wird, fällt die Übertragungseffizienz unterhalb des obigen ausgewählten Wertes, was ver ursacht, daß Toner herumgestreut wird oder andere Probleme auftreten.

Vermutlich wird die untere Grenze Vmin (V) des optimalen Übertragungsvorspannungs bereichs durch das minimale Potential V1 (V), das sich auf der Rückseite des Bandes 2 in dem Spaltbereich einstellen soll, und durch die minimale Zeitdauer ΔT (s), die zur Bewegung der Tonerschicht notwendig ist, bestimmt. Das Potential V1 ist das minimale Potential auf der Rückseite des Bandes 2, das notwendig ist, damit sich der Toner, der auf der Trommel 1 abgeschieden ist, elektrostatisch in Richtung auf das Band 2 bewegt. Die Zeitdauer ΔT ist die minimale Dauer, während der das Potential auf der Rückseite des Bandes oberhalb von V1 (Absolutwert) in dem Spaltbereich aufrechterhalten werden soll, so daß ein festes Tonerbild bzw. ein Tonervollbild von der Trommel 1 zu dem Band 2 mit einer Übertragungseffizienz von 90% oder mehr übertragen werden kann.

Man nehme an, daß die Trommel 1 und das Band 2 sich mit einer Geschwindigkeit von A (mm/s) bewegt. Dann ist der minimale Spaltbereich-Abstand X (mm), der zur Über tragung der Tonerschicht notwendig ist, A × ΔT. Das heißt, die Übertragungsvor spannung Vt, die es ermöglicht, daß ein Bereich, in dem das Potential auf der Rückseite des Bandes 2 oberhalb V1 (V) ist, sich über X (mm) erstreckt, ist der Minimalwert Vmin. Der Wert V1 hängt von dem Potential des Bildbereichs auf der Trommel 2 und der Ladungsmenge, die auf dem Toner abgeschieden ist, ab. Zusätzlich hängt der Wert X z. B. von der Ladungsmenge ab, die auf dem Toner abgeschieden ist. Jedoch können die Werte V1 und X experimentell durch Variation der Kombination der Spaltbereichs breite und der Übertragungsvorspannung bestimmt werden. Hinsichtlich der Fig. 9 ist es möglich, die folgende Gleichung zu bilden, die für Vmin repräsentativ ist:

|Vmin| = |V0 + (V1 - V0).(L1 + L2)/(L1 - A.ΔT)| (12)

wobei V0 ein Potential bezeichnet, das bei dem Kontaktabschnitt der Bürste 16 gemessen wurde.

Die obere Grenze Vmax (V) des optimalen Übertragungsspannungsbereichs wird vermutlich durch eine Entladung bestimmt, die in der Nachbarschaft des Auslasses des Spaltbereichs auftritt. Man nehme an, daß das Potential, das auf der Rückseite des Bandes 2 ausgebildet ist und verursacht, daß eine Paschen-Entladung in der Nachbar schaft des Auslasses des Spaltbereichs auftritt, V2 (V) beträgt. Dann ergibt die Fig. 9 die folgende Gleichung, die für Vmax repräsentativ ist:

|Vmax| = |V0 + (V2 - V0).(L1 + L2)/L1| (13)

Der Wert V2 variiert in Übereinstimmung mit dem Potential des Bildbereichs der Trommel 1 und der Filmdicke und der Dielektrizitätskonstante der Trommel 1. Durch Messung einer Übertragungseffizienz in Beziehung zu der Übertragungsvorspannung ist es möglich, die Werte Vmin und Vmax zu bestimmen. Weiter können die Wert V1 und V2 ebenso bestimmt werden, indem die obige Gleichung verwendet wird. Indem V1, V2 und ΔT verwendet werden, die zuvor bestimmt wurden, werden die Werte L1 und L2 so festgelegt, daß sie folgendes erfüllen:

|V0 + (V1 - V0).(L1 + L2)/(L1 - A.ΔT)| ≦ |Vt| < |V0 + (V2 - V0).(L1 + L2)/L1| (14)

Man nehme ein Übertragungsmodell, das in Fig. 10A gezeigt ist, an. Wie gezeigt, weist die Trommel 1 einen leitenden Körper oder eine dielektrische Schicht 1a auf, die eine Dicke dm haben. Eine geladene Tonerschicht 18, die eine Volumenladungsdichte ρ und eine Dicke dt aufweist, ist auf dem fotoleitenden Körper 1a vorhanden. Die Tonerschicht 18 wird von dem fotoleitenden Körper 1a zu dem Band 2 übertragen, das dp dick ist. Die Tonerschicht 18 und der Übertragungskörper sind durch einen Spalt 19 (g) be abstandet. Eine Ladung σc, die hinsichtlich ihrer Polarität der Ladung des Toners entgegengesetzt ist, wird an das Band 12 angelegt. In diesem Zustand wirkt eine elektro statische Kraft Fe(x) auf einen Toner, der von der Oberfläche des Körpers 1a durch einen Abstand x beabstandet ist, und bewirkt, daß er sich in Richtung auf das Band 2 zu bewegt (bei dem Körper 1a kann es sich z. B. um ein Papier handeln), ergibt sich wie folgt:

wobei ε₀ und εγl jeweilig die Dielektrizitätskonstante des Vakuums und die spezifische induktive Kapazität der Tonerschicht bezeichnen.

Die Tonerschicht wird vollständig nur übertragen, falls eine Kraft, die auf den Toner auf der Oberfläche des fotoleitenden Körpers 1a in Richtung auf das Band 2 wirkt, eine mechanische Haftkraft Fa überschreitet. Die Ladungsmenge σc, die auf dem Band 2 abgeschieden wird, wird durch die Summe der Stärke E eines elektrischen Feldes zwischen der Tonerschicht und dem Übertragungskörper und der spezifischen induktiven Kapazität des Vakuums ε₀ dargestellt. Wenn das elektrische Feld in dem Spalt durch ein Potential VH auf der Rückseite des Bandes 22 und dem Oberflächenpotential VL des Körpers 1a dargestellt wird, kann die Ladung σc des Bandes 2 wie folgt ausgedrückt werden:

Weiter wird die Volumenladungsdichte der Tonerschicht 18 durch die spezifische Tonerladung q/m ausgedrückt:

ρ = δ.P.(q/m) (17)

wobei δ eine Tonerdichte bezeichnet und P ein Packungsverhältnis (Verhältnis der festen bzw. soliden Abschnitte von Tonerteilchen in dem Volumen der Tonerschicht). Durch Einsetzen der Gleichung (17) in die Gleichung (15) ergibt sich die folgende Gleichung, die Fe darstellt:

Die elektrostatische Kraft Fe, die auf den Toner wirkt, wurde bezüglich des Potentials VH auf der Rückseite des Bandes 12 berechnet, indem die Gleichungen (16) und (18) verwendet wurden. Die Ergebnisse der Berechnungen werden in Fig. 11 und 12 dar gestellt. Berechnungen wurden mit der dielektrischen Konstante ε₀ = 8,85 × 10^-12/Nm² des Vakuums, mit dem Potential VL = -150 V des fotoleitenden Körpers 1a, der spezifischen induktiven Kapazität = 3,2 des Körpers 1a, der dielektrischen Dicke dp/εp = 1 µm des Bandes 2 (reduziert im Hinblick auf den mittleren Widerstand), der Toner dichte ρ = 1200 kg/m³, dem Gewicht m = 0,26 ng (Nanogramm) des Toners für ein einzelnes Teilchen, dem Packungsverhältnis P = 0,42, der Dichte dt = 20 µm der Tonerschicht, mit der spezifischen induktiven Kapazität εγl = 1,6 der Tonerschicht und dem Spalt g = 0,5 µm durchgeführt. Hinsichtlich der elektrostatischen Kraft Fe wurde eine Kraft, die auf den Toner wirkt, der von der Oberfläche des Körpers 1a um 3 µm (x = 3 µm) beabstandet ist, berechnet.

Fig. 11 zeigt die Ergebnisse der Berechnungen, die mit einer mittleren Ladungsmenge q = -3 fC für ein einzelnes Tonerteilchen und Dicken dm = 10 µm (A1), 20 µm (B1), 28 µm (C1) und 40 µm (D1) des fotoleitenden Körpers 1a ausgeführt wurden.

Fig. 12 zeigt die Ergebnisse von Berechnungen, die mit einer Dicke dm = 28 µm des fotoleitenden Körpers 1a und einer mittleren Ladungsmenge q = -1 fC, -2 fC, -3 fC, -4 fC, -5 fC und -6 fC für ein einzelnes Tonerteilchen ausgeführt wurden. Man nehme an, daß der Toner eine mittlere Teilchengröße (Durchmesser) von 6 µm hat, dann liegt ein Wert q/d, der durch Teilen der mittleren Ladungsmenge durch die mittlere Teilchen größe erzeugt wird, in dem Bereich von -0,17 fC/µm bis -1 fC/µm.

Es ist im allgemeinen bekannt, daß eine Haftkraft bzw. Adhäsionskraft, die zwischen geladenen Tonerteilchen und einem fotoleitenden Körper wirkt, einige zehn Nano- Newton (nN) bis einige hundert Nano-Newton beträgt. In dem Fall der Übertragung einer Tonerschicht gibt es ebenso den Effekt einer physikalischen Kraft, die sich von einer Druckübertragung ableitet. Vermutlich ist deshalb eine ausreichende Tonerüber tragung manchmal selbst dann erreichbar, wenn die elektrostatische Kraft, die durch ein elektrisches Feld erzeugt wird, weniger als einige zehn Nano-Newton beträgt. Experi mentelle Ergebnisse zeigten, daß eine ausreichende Übertragung auftritt, wenn eine elektrostatische Kraft Fe oberhalb 7 nN auf eine Position 3 µm wirkt, die von der Oberfläche eines fotoleitenden Körpers beabstandet ist (Mitte des Toners mit einem Durchmesser von 6 µm).

Das Potential V1 auf der Rückseite des Bandes, das zur Realisierung einer ausreichenden Tonereffizienz notwendig ist, das heißt die Kraft Fe oberhalb 7 nN in dem Bereich der Dicke von dm von 10 µm bis 40 µm, wird, wie Fig. 11 zeigt, wie folgt ausgedrückt:

|V1| ≧ |[(100 + 5.(dm - 10)] + (VL + 150)| (19)

In Fig. 11 steht die Line A1 für Daten mit der Dicke dm von 10 µm, die Linie B1 für Daten mit der Dicke von dm gleich 20 µm, die Linie C1 für Daten mit der Dicke von dm gleich 28 µm und die Linie D1 für Daten mit der Dicke von dm gleich 40 µm. Wie man von der Fig. 11 sieht, läßt sich das Potential Vx auf der Rückseite des Über tragungskörpers, der die obige elektrostatische Kraft Fe von 7 nN realisiert, durch 100 + 5.(dm - 10) darstellen. Deshalb können, falls die Gleichung (19), die das Potential VL des Bildbereichs des Bildträgers berücksichtigt, erfüllt wird, dann die Tonerteilchen auf dem Bildträger sicher sich in Richtung auf den Übertragungskörper bewegen.

Wird, wie Fig. 12 zeigt, das Potential V1, das zur Realisierung einer ausreichenden Übertragungseffizienz notwendig ist, das heißt die Kraft Fe oberhalb von 7 nN in dem Bereich einer mittleren Tonerladungsmenge q von -2 fC bis -6 fC durch folgendes gegeben:

|V1| ≧ |140 + 45.(q - 2) + 5.(q - 2)² + (VL + 150)| (20)

In Fig. 12 stellen die Linien A2, B2, C2, D2, E2 und F2 jeweilig die Daten dar, die von der mittleren Tonerladungsmenge q von 1 fC, 2 fC, 3 fC, 4 fC, 5 fC und 6 fC abgeleitet werden. Wie man von der Fig. 12 sieht, wird das Potential Vx, das die obige elektro statische Kraft Fe von 7 nN realisiert, durch 140 + 45.(q - 2) + 5 (q - 2)² in dem Bereich von q von 2 fC bis 6 fC dargestellt. Falls die Gleichung (20), die das Potential VL des Bildbereichs des Bildträgers berücksichtigt, erfüllt ist, können dann deshalb die Tonerteilchen auf dem Bildträger sich sicher in Richtung auf den Übertragungskörper bewegen.

Sollte die Dicke dm des fotoleitenden Körpers weniger als 10 µm betragen, dann würde der fotoleitende Körper in kritischer Weise aufgrund des Wiederholungsbetriebs abge schabt werden. Wenn die mittlere Tonerladungsmenge q -2 fC beträgt, beträgt die Ladungsmenge eines Tonereinheitsgewichts ungefähr -8 µC/g; Ladungen q mit weniger als -2 fC würden bewirken, daß Toner herumfliegt.

Im folgenden wird beschrieben, wie eine Entladung an der Auslaßseite des Spaltbereichs auftritt. Weil die Tonerschicht 18 sich zu dem Band 2 an der Auslaßseite des Spalt bereichs bewegt, wird ein Modell angenommen, das in Fig. 10B gezeigt ist, bei dem die Tonerschicht 18 und die Oberfläche der Trommel 1 durch einen Spalt beabstandet sind.

Weil das Modell der Fig. 10B ebenso ein fundamentelles paralleles Kondensatormodell ist, sind das elektrische Feld in dem Spalt und die Ladungsdichte dieselben, wie in der Gleichung (16).

Fig. 13 zeigt die Ergebnisse der Berechnungen, die eine Beziehung zwischen den Größen des Spaltes g (µm) und den Potentialdifferenzen (V) in dem Spalt zeigen, und zwar abgeleitet von den Potentialen VH auf der Rückseite des Bandes von 600 V (A3), 710 V (B3), 800 V (C3) und 850 V (D3). Für die Berechnungen wurde die Dicke dm des fotoleitenden Körpers als 28 µm und die Dicke dt der Tonerschicht als 20 µm gewählt. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, stellt eine Linie Cp eine Entladungsgrenze dar, die auf dem Paschen-Gesetz Vp = -312 + 6,2 × 10⁶ × g basiert. Man sieht, daß basierend darauf, ob oder ob nicht die Kurve die Linie Cp schneidet, eine Entladung auftritt, wenn das Potential auf der Rückseite des Bandes ≧ 710 V ist und wenn der Spalt g weniger als ungefähr ≦ 30 µm beträgt. Man nehme an, daß das Potential auf der Rückseite des Bandes, das bewirkt, daß eine Entladung ausgelöst wird, V2 ist. Dann beträgt, weil das Potential VL des fotoleitenden Körpers -150 V ist, eine Potentialdifferenz zwischen dem fotoleitenden Körper und der Rückseite des Bandes, das heißt V2 - VL, 860 V ist.

Fig. 14 zeigt die Ergebnisse der Berechnungen, die eine Beziehung zwischen den Dicken dm des fotoleitenden Körpers und den maximalen Potentialdifferenzen V2 - VL (V) zeigen, die von den Tonerschichtdicken dt mit 5 µm (A4), 10 µm (B4), 20 µm (C4), 30 µm (D4), 40 µm (E4), 50 µm (F4) und 60 µm (G4) abgeleitet werden. In der Praxis beträgt die Tonerschichtdicke dt auf dem Band 2 ≦ 60 µm, während die Dicke dt des fotoleitenden Körpers zwischen 10 µm und 40 µm liegt. Deshalb liegt die maximale Potentialdifferenz V2 - VL, die in einem derartigen Bereich ausgewählt werden kann, bei 600 V bis 1300 V. Betrachtet man die Entwicklung und die Übertragung zur Ver besserung der Schärfe von Tonerbildern, sollte die Tonerschichtdicke auf dem Band 22 vorzugsweise ≦ 50 µm sein, während die Dicke dt des fotoleitenden Körpers vorzugs weise zwischen 10 µm und 30 µm liegen sollte. In diesem bevorzugten Bereich beträgt die maximale Potentialdifferenz V2 - VL 600 V bis 1200 V.

Fig. 14 zeigt, daß die Werte V2 - VL unter den verschiedenen Bedingungen wie folgt ausgedrückt werden:

V2 - VL = [600 + 10.(dt - 5)] + 5.(dm - 10) (21)

Deshalb kann die Paschen-Entladung, die dazu neigt, zwischen dem Bildträger und dem Übertragungskörper am Ende des Kontaktabschnittes in der Bewegungsrichtung des Übertragungskörpers aufzutreten, sicherer vermieden werden, falls die folgende Bezie hung erfüllt wird:

|V2| < |[(600 + 10.(dt - 5)| + 5.(dm - 10)] + VL| (22)

In Fig. 14 beziehen sich die Linien auf unterschiedliche Tonerschichtdicken dt, nämlich A4 auf 5 µm, B4 auf 10 µm, C4 auf 20 µm, D4 auf 30 µm, E4 auf 40 µm, F4 auf 50 µm und G4 auf 60 µm. (600 + 10.(dt - 5) + 5.(dm - 10), was V2 - VL darstellt, ergibt sich aus Fig. 14. Es ergibt sich, daß, falls die obige Gleichung (22) erfüllt ist, dann die Paschen-Entladung zwischen dem Bildträger und dem Übertragungskörper an der obigen Position vermieden wird.

Der Abstand L1 zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 16 und dem stromabwärts gelegenen Ende des Spaltbereichs wird im folgenden diskutiert. Um eine ausreichende Übertragungseffizienz zu realisieren, sollte eine elektrostatische Kraft, die einen gewissen vorausgewählten Wert überschreitet, für mehr als eine gewisse ausge wählte Zeitdauer ΔT wirken, wie zuvor bemerkt wurde. Ausgedehnte Studien zeigten, daß bei der beispielhaften Ausführungsform die Zeitdauer ΔT 20 ms beträgt.

Fig. 15 zeigt die oberen Grenzen Vmax und die unteren Grenzen Vmin der Über tragungsvorspannung, berechnet mit den Gleichungen (12) und (13) unter der Annahme, daß ΔT gleich 0,02 s ist, A gleich 180 mm/s ist, L gleich 4 mm ist, V1 gleich 100 V ist und V2 gleich 950 V ist. Während ein Bereich, in dem Vmax und Vmin sich selbst umkehren, mathematisch bzw. hinsichtlich eines Berechnungsaspekts existiert, bedeutet ein derartiger Bereich, daß keine optimalen Übertragungsbedingungen zur Verfügung stehen. Deshalb sollte L1 eine Beziehung von Vmax ≧ Vmin erfüllen. Bei der spezi fischen Bedingung, die in Fig. 15 gezeigt ist, muß L1 größer sein als 4 mm. Dies galt ebenso, wenn der Wert L2 variiert wurde.

Fig. 16 zeigt ähnlich wie Fig. 15, daß die unteren Grenzen von L1 (Minimum L1), die durch Variieren der Bewegungsgeschwindigkeit A mm/s des Bandes 2 berechnet wur den. Insbesondere ist in Fig. 16 ein Fall (A5) gezeigt, bei welchem V1 100 V und V2 950 V beträgt, und ein Fall (B5) gezeigt, bei welchem V1 200 V beträgt und V2 700 V beträgt. Wie Fig. 16 anzeigt, erhöht sich die untere Grenze von L1 proprotional zu der Bewegungsgeschwindigkeit A. Man sieht von der Fig. 16, daß, um eine vorausgewählte Übertragungseffizienz zu erzielen und eine Entladung am stromabwärts gelegenen Ende des Spaltbereiches zu vermeiden, L1 ≧ 0,022 × A unter den Bedingungen V1 = 100 V und V2 = 950 V wie folgt gewählt werden muß:

L1 ≧ 0,022 × A (23)

Aus Fig. 16 kann 0,022 × A, das für den Minimalwert L1 repräsentativ ist, wenn V1 100 V und V2 950 V beträgt, abgeleitet werden. Daraus ergibt sich, falls die obige Gleichung (23) erfüllt ist, daß ein Volltonerbild von dem Bildträger zu dem Über tragungskörper mit einer Übertragungseffizienz mit 90% oder mehr übertragen werden kann. Zusätzlich tritt keine Paschen-Entladung zwischen dem Bildträger und dem Übertragungskörper bei dem Ende des Kontaktabschnittes auf.

Ebenso muß unter den Bedingungen V1 = 200 V und V2 = 700 V die folgende Bezie hung erfüllt sein:

L1 ≧ 0,029 × A (24)

Hinsichtlich des Widerstandes des Bandes 2 wählt die beispielhafte Ausführungsform einen spezifischen Oberflächenwiderstand Rs von 1 × 10⁷ Ω/cm² bis 1 × 10¹⁰ Ω/cm² oder einen spezifischen Volumenwiderstand Rv von 1 × 10⁷ Ωcm bis 1 × 10¹¹ Ωcm aus. Sollte der Widerstand kleiner sein als der obige Bereich, würde die Übertragungsvorspannung lecken und verhindern, daß eine zufriedenstellende Übertragungseffizienz erzielt wird. Sollte der Widerstand höher als der obige Bereich sein, könnte das Potential auf der Rückseite des Bandes 2 nicht durch eine Gerade, wie in Fig. 9 gezeigt ist, angenähert werden, was verhindern würde, daß die Gleichungen und die Beziehungen (12)-(14) halten.

Hinsichtlich der Ladungsmenge, die sich auf dem Toner abscheidet, nehme man an, daß die mittlere Ladungsmenge q für ein einziges Tonerteilchen in dem Bereich von -1 fC bis -6 fC variiert, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Dann beträgt die Ladungsmenge q/d für eine mittlere Einheitsteilchengröße -0,17 fC/µm bis -1 fC/µm. Sollte die Ladungsmenge kleiner sein als der obige Bereich, würde der Toner herumfliegen. Sollte die Ladungs menge größer sein als derselbe Bereich, würde dort leicht die Verschlechterung der Übertragungsfähigkeit und fehlerhafte Bilder auftreten. Zusätzlich würde eine Zunahme der Ladungsmenge den Bereich einer optimalen Übertragungsvorspannung einengen.

Fig. 17 zeigt die Ergebnisse von Berechnungen, die den Ergebnissen ähneln, die in Fig. 15 gezeigt sind, und die von einer mittleren Ladungsmenge q von -6 fC für ein einiges Tonerteilchen abgeleitet sind. Wie gezeigt, erhöht sich der minimale L1-Wert von 4 mm bis ungefähr 8,5 mm, was die Variation der elektrostatischen Kraft Fe widerspiegelt, die in Fig. 12 gezeigt ist.

Wie oben festgestellt wurde, wählt die beispielhafte Ausführungsform L1 und L2, die jeweils einen bestimmten Wert haben. Dies überträgt erfolgreich ein festes Tonerbild ("Solid"-Tonerbild) von der Trommel 1 zu dem Band 2 mit einer Effizienz von 90% oder mehr und vermeidet eine Paschen-Entladung zwischen dem Bildbereich der Trommel 1 und dem Band 2 am Ende des Spaltbereichs in der Richtung der Bewegung des Bandes 2.

Die beispielhafte Ausführungsform kann zusätzlich eine Steuereinrichtung zum Steuern der Übertragungsvorspannung enthalten, die an die Auslaßrolle 9 angelegt werden soll. Betrachtet man die Variation der Übertragungseffizienz aufgrund der sich verändernden Umgebungsbedingungen und des Widerstandes des Bandes 2, ist es vorzuziehen, eine Übertragungsvorspannung bedingungsweise bzw. Bedingung für Bedingung innerhalb des zuvor erwähnten optimalen Bereichs festzulegen. Zum Beispiel kann die Steuerein richtung die Übertragungsvorspannung in Übereinstimmung mit der Ausgabe des Temperatur-Feuchtigkeitssensor steuern. Alternativ kann die Variation des Widerstandes des Bandes 2, die auf Alterung zurückzuführen ist, durch Experimente geschätzt werden und verwendet werden, um die Übertragungsvorspannung in Übereinstimmung mit der Betriebshistorie zu steuern.

Spezifische Beispiele und spezifische Vergleichsbeispiele der obigen Ausführungsform werden im folgenden beschrieben.

Beispiel 1

Bei der in Fig. 7 gezeigten Konstruktion weist die Trommel 1 eine fotoleitende Schicht oder einen Film auf, der eine Dicke von 28 µm hat. Das Band 2 war 150 µm dick und hatte einen spezifischen Volumenwiderstand Rv von ungefähr 1 × 10¹⁰ Ωcm. Das Band 2 wurde mit einer Geschwindigkeit von 180 mm/s bewegt. Der Abstand L1 zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Bürste 16 in dem Spaltbereich und dem strom abwärts gelegenen Ende des Spaltbereichs war 10 mm. Der Abstand L2 zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende des Spaltbereichs und dem Kontaktabschnitt der Auslaß rolle 9 war 8 mm. Unter diesen Bedingungen wurde die Gleichung (23) erfüllt. Die Bürste 16 wurde durch eine leitende Bürste realisiert, die aus Acrylfasern mit darin verteiltem Ruß ausgebildet ist. Die Bürste 16 ist dazu in der Lage, gleichmäßig die Rückseite des Bandes 2 zu berühren und den erforderlichen Kontaktdruck zu reduzieren.

Wenn das Ladungspotential der Trommel 1 -650 V war, wenn die Vorspannung zum Entwickeln -500 V war, wenn das Potential des belichteten Abschnittes -150 V war und wenn die Ladung, die auf dem Toner abgeschieden w 13575 00070 552 001000280000000200012000285911346400040 0002019849575 00004 13456urde, ungefähr -15 µC/g war, wurde eine Tonerentwicklungsmenge von ungefähr 1,5 mg/cm² erzielt, die eine aus reichende Bilddichte in einem monochromen Modus realisierte. Die Tonerschicht hatte eine Dicke von ungefähr µ20 m im Mittel, wie durch eine berührungslose Oberflächen- Konfigurationsmeßvorrichtung (VF7500, erhältlich von Keyence) gemessen wurde. Die Tonerteilchen hatten eine Dichte von 1,2 g/cm³, während die Tonerschicht eine Pac kungsdichte P von 0,42 hatte. Die Ladungsverteilung der Tonerteilchen war ungefähr -3 fC im Mittel, wie durch E Spart Analyzer gemessen wurde, der zuvor erwähnt wurde. Das minimale Potential V1, das auf der Rückseite des Bandes 2 zur Übertragung eines Tonerbildes in dem Spaltbereich erforderlich ist, wurde als ungefähr 200 V gemessen. Dies erfüllt die Beziehungen (19) und (20). Der Bereich, in dem das Potential auf der Rückseite des Bandes 2 ≧ 200 V war, sollte sich über 4 mm oder mehr erstrecken. Dies erfüllt die Gleichung (23). Wenn das Potential V2 auf der Rückseite des Bandes 2, das an dem stromabwärts gelegenen Ende des Spaltbereichs gemessen wurde, ≧ als ungefähr 700 V war, wurde weiter gefunden, daß die Ladungsmenge, die auf dem Toner abge schieden wurde, zu der negativen Seite hin nach der Bildübertragung sich verändert, was das Auftreten einer Entladung am Auslaß des Spaltbereichs anzeigt. Dies stimmt mit einem Ergebnis überein, wonach die Beziehung (22) nicht erfüllt ist. Unter diesen Bedingungen beträgt die Beziehung (14) 600 ≦ Vt ≦ 1260. Tatsächliche Schätzungen der Übertragung von festen Bildern bzw. Vollbildern zu dem Band 2 zeigten, daß, wenn die Übertragungsvorspannung ungefähr 700 V bis ungefähr 1200 V betrug, die Über tragungseffizienz sich auf 90% oder mehr erhöhte und gewünschte Bilder, die frei von Tonerstreuen sind, ausgegeben wurden. Insbesondere wurde Toner wenig gestreut, wenn die Übertragungsvorspannung 800 V betrug.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das Entladungsglied durch eine leitfähige Gummirolle realisiert wurde. In diesem Beispiel deformiert sich die Gummi rolle und kontaktiert gleichmäßig die Rückseite des Bandes 2, sie übt einen relativ hohen Druck aus. Die Schätzung der Übertragung von Vollbildern bzw. soliden Bildern zu dem Band 2 zeigte, daß, wenn die Übertragungsvorspannung ungefähr 700 V bis 1200 V betrug, die Übertragungseffizienz sich auf 90% oder mehr erhöhte und gewünschte Bilder frei von Tonerstreuen ausgegeben wurden. Wiederum wurde Toner wenig gestreut, wenn die Übertragungsvorspannung 800 V betrug. Jedoch ging Toner etwas in den Textbildern verloren. Dies liegt vermutlich daran, daß die Härte der Gummirolle nicht optimiert war und die Rolle veranlaßte, einen übermäßigen Druck auf die Toner schicht in dem Spaltbereich auszuüben.

Vergleichsbeispiel 1

Wenn die Übertragungsvorspannung, die im Beispiel 1 ausgewählt wurde, so gesteuert wurde, daß 500 V nicht die Beziehung (14) erfüllen, war die Übertragungseffizienz eines Vollbildes bzw. soliden Bildes nur ungefähr 70%. Wenn die Übertragungsvorspannung 1400 V war, trat eine reverse Übertragung auf, die einer Entladung zugeschrieben werden kann, die bei dem Auslaß des Spaltbereichs auftritt, und die Übertragungs effizienz nahm ab.

Vergleichsbeispiel 2

Das Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme, daß das Ladungspotential -530 V, die Entwick lungsvorspannung -380 V und das Potential VL -30 V betrug. Weil die Tonermenge für die Entwicklung dieselbe war wie im Beispiel 1, wurde die Übertragungsvorspannung von 800 V ebenso angelegt. Die Schätzung der Übertragung eines Vollbildes bzw. soliden Bildes, das unter derartigen Bedingungen ausgeführt wird, zeigte, daß eine gewisse fehlerhafte Übertragung auftrat. Die obigen Bedingungen erfüllen nicht die Beziehungen (19) und (20).

Vergleichsbeispiel 3

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß zwei Tonerschichten unter schiedlicher Farben und ungefähr 30 µm Dicke jeweils zu dem Band 2 eine über die andere übertragen wurden, um ein Zweifarbentonerbild auszubilden. Die Tonerschicht der ersten Farbe wurde wünschenswerter Weise zu dem Band 2 durch eine Übertra gungsvorspannung von ungefähr 1100 V übertragen. Hinsichtlich der Tonerschicht der zweiten Farbe, die die Dicke des Toners auf dem Band 2 auf ungefähr 60 µm erhöhte, wurde die beste Übertragungseffizienz erzielt, wenn die Übertragungsvorspannung ungefähr 1500 V betrug; die Übertragungseffizienz wurde bei Übertragungsvorspannun gen von oberhalb 1500 V abgesenkt. Die Übertragungsvorspannungen oberhalb 1500 V erhöhten das Potential auf der Rückseite des Bandes 2 auf ungefähr 1100 V oder ober halb eines Auslasses des Spaltbereichs, wodurch eine Erfüllung der Gleichung (22) verfehlt wurde. Infolgedessen tritt vermutlich eine Entladung am Auslaß des Spalt bereichs auf und senkt die Übertragungseffizienz. Um eine Entladung am Auslaß des Spaltbereichs zu vermeiden, muß die Tonerschichtdicke auf unterhalb 50 µm abgesenkt werden oder die Dicke des fotoleitenden Körpers muß auf unterhalb 20 µm abgesenkt werden, wie Fig. 14 und die Gleichung (22) anzeigen.

Vergleichsbeispiel 4

Das Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der Abstand L1 als 3 mm ausgewählt wurde. Unter dieser Bedingung konnte eine Übertragungsvorspannung, die eine Übertragungseffizienz oberhalb 80% realisiert, nicht erzielt werden. Dies erfüllt nicht die Beziehung von L1 ≧ A × 0,022 und verfehlt vermutlich eine Realisierung der Übertragungskraft, die für die Bewegung des Toners notwendig ist.

Vergleichsbeispiel 5

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, und zwar mit der Ausnahme, daß der leitende Körper 40 µm dick war. In diesem Zustand verschlechterte sich die Schärfe der Textbilder. Dies ist vermutlich einer Abnahme in der Kapazität des fotoleitenden Körpers und deshalb der Ladungsdichte der Oberfläche der Trommel zuzuschreiben.

Vergleichsbeispiel 6

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, und zwar mit der Ausnahme, daß das Band 2 in der Gestalt einer einzelnen Schicht einen spezifischen Oberflächenwiderstand Rs von ungefähr 1 × 10¹¹ Ω/cm² hat und ein spezifischer Volumenwiderstand Rv bei ungefähr 1 × 10¹² Ωcm liegt. Die optimale Übertragungsvorspannung in dem Fall einer mono chromen Tonerschicht wurde so gemessen, daß sie zwischen 1400 V bis 1800 V liegt und nicht die Beziehungen (7) und (8) erfüllt. Dies liegt vermutlich daran, daß eine Erhöhung des Widerstandes des Bandes 2 die Linearität des Potentials auf der Rückseite des Bandes 2 in der Richtung der Bewegung des Bandes 2 stört.

Vergleichsbeispiel 7

Das Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Ladungsmenge, die auf dem Toner abzuscheiden ist, erhöht wurde. Insbesondere wurde die Art der Trägerteil chen, die in dem Entwickler enthalten sind, geändert, um die Ladungsmenge Q/M des Entwicklers auf ungefähr -50 µC/g zu verdoppeln. Weiter wurde das Ladungspotential des fotoleitenden Körpers, die Übertragungsvorspannung und das Potential nach Belich tung jeweilig so ausgewählt, daß es bei -850 V, -700 V und -150 V liegt, so daß die Tonermenge zur Entwicklung im wesentlichen konstant blieb. Um die Ladungsverteilung des Toners, der auf der Trommel 1 abgeschieden ist, zu messen, wurde der leitende Körper als ein Blatt realisiert. Ein Teil des blattähnlichen fotoleitenden Körpers wird abgeschnitten und auf eine Stufe gesetzt, die im E Spart Analyzer enthalten ist. Wenn das mittlere q/d des Toners -1,2 fC/µm war, wurde eine Übertragungsvorspannung, die eine Übertragungseffizienz von 90% realisiert, nicht erzielt.

Während sich die beispielhafte Ausführungsform auf die fotoleitende Trommel 1 konzen trierte, ist die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise mit jedem anderen geeigneten fotoleitenden Element praktizierbar, z. B. mit einem fotoleitenden Band.

Die vorliegende Erfindung ist sogar auf die Übertragung eines Bildes von einer fotolei tenden Trommel zu einer Fördereinrichtung, die ein Aufzeichnungsmedium fördert, oder von einem Zwischenübertragungsmedium zu einer derartigen Fördereinrichtung, im Unterschied zu der Übertragung von der Trommel 1 zu dem Band 2, anwendbar. Der Übertragungskörper der Fördereinrichtung kann z. B. als eine Trommel oder als eine Rolle anstelle des Bandes realisiert werden. Der Zwischenübertragungskörper und die Fördereinrichtung können jeweils bestimmte elektrische Charakteristiken (spezifischer Volumenwiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand), eine bestimmte Dicke und eine bestimmte Struktur (einzelne Schicht, Doppelschicht oder dergleichen) haben, die mit dem gewünschten Bilderzeugungsbedingungen übereinstimmen. Dies gilt insbeson dere hinsichtlich des Materials, das verwendet werden soll.

Die Rolle, die die Rolle eines Ladungsaufbringgliedes spielt, kann natürlich durch eine leitende Bürste (Metall oder Harz) oder eine leitende Klinge (Metall, Harz oder Gummi) ersetzt werden. Die Übertragungsladung kann bei einer Position aufgebracht werden, die nicht bei dem stromabwärts gelegenen Ende des Spaltbereichs liegt, solange sie in dem Spaltbereich liegt. Weiter sind die Spannungen (Übertragungsspannungen), die ins besondere in den beispielhaften Ausführungsformen erwähnt wurden, nur beispielhaft und können in Übereinstimmung mit den Bilderzeugungsbedingungen variiert werden.

Während das Entladungsglied als eine leitende Bürste bei den beispielhaften Ausfüh rungsformen realisiert wird, ist die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise mit einer leitenden Rolle (Metall oder Harz), einer leitenden Klinge (Metall, Harz oder Gummi) oder einem ähnlichen Entladungsglied praktizierbar. Das Entladungsglied kann die Fördereinrichtung zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums bei jeder Position in nerhalb des Spaltbereichs berühren. Zusätzlich kann als Ladungsaufbringglied zum Aufbringen einer Übertragungsladung auf ein Aufzeichnungsmedium ein Band, eine Bürste, eine Klinge oder dergleichen anstelle einer Rolle, die hierin gezeigt und be schrieben wurde, oder sogar eine Koronaentladungseinrichtung verwendet werden.

Zusammengefaßt sieht man, daß die vorliegende Erfindung einen Bilderzeugungsapparat bereitstellt, der vielfältige, bisher nicht dagewesene Vorteile hat, die im folgenden aufgezählt werden:

1. Ein festes Tonerbild, das auf einem Bildträger ausgebildet ist, kann zu einem Übertragungskörper übertragen werden, und zwar mit einer Übertragungs effizienz, die höher als 90% ist.
2. Eine Paschen-Entladung zwischen dem Bildträger und dem Übertragungskörper kann in der Bewegungsrichtung des Übertragungskörpers am Ende eines Ab schnittes vermieden werden, wo der Bildträger und der Übertragungskörper sich einander berühren. Eine Paschen-Entladung würde die Bildübertragung ver schlechtern.
3. Tonerteilchen auf dem Bildträger verlassen den Bildträger sicher in Richtung auf den Übertragungskörper, so daß eine gewünschte Übertragungseffizienz sicher erzielt wird.
4. Nur, falls ein Entladungsglied mit der Erde verbunden ist, kann eine Vorüber tragung vermieden werden, die ansonsten in der Bewegungsrichtung des Über tragungskörpers an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Kontaktkörpers auftritt.
5. Eine Vorübertragung kann sicherer vermieden werden, und zwar im Vergleich zu dem Fall, bei welchem das Übertragungsglied mit der Erde verbunden ist.
6. Ein unregelmäßiger Kontakt zwischen dem Entladungsglied und dem Über tragungskörper wird reduziert, und zwar im Vergleich zu einem Fall, wo das Entladungsglied als ein starrer Körper realisiert wird.
7. Der Bildträger ist sehr beständig bzw. haltbar. Zusätzlich kann eine Abnahme in der Ladungsdichte auf der Oberfläche des Bildträgers vermieden wird, die einer Abnahme in der Kapazität der dielektrischen Schicht des Bildträgers zuzuschrei ben ist. Dies verhindert, daß die Schärfe der Textbilder vermindert wird.
8. Die Streuung des Toners, die Verschlechterung der Übertragbarkeit und feh lerhafte Bilder können vermieden werden.
9. Ein Lecken der Übertragungsladung, die an den Übertragungskörper angelegt wird, wird reduziert, so daß eine gewünschte Übertragungseffizienz sicher erzielt werden kann. Zusätzlich gilt die Gleichung (14) sicher.

Hinsichtlich der obigen Beschreibung und den Ansprüchen gilt insbesondere folgendes: Ein festes bzw. solides Tonerbild bedeutet, daß der gesamte Aufzeichnungsbereich eines Aufzeichnungsmediums mit Toner bedeckt ist. Ein Beispiel stellt eine vollständig schwarze Kopie bei einem Schwarz-/Weiß-Kopierer dar.

Vb1 bezeichnet das Potential des Übertragungskörpers (insbesondere rückwärtiges Potential) bei einer durch X₁ festgelegten Position, wobei X₁ = L₁/L, also bei dem stromabwärts gelegenen Ende des Kontaktabschnitts (Übertragungsspaltbereich).

Claims

1. Bilderzeugungsapparat, der Folgendes umfasst:
einen Bildträger (1) zum Ausbilden eines Tonerbildes darauf;
einen Übertragungskörper (6), der den Bildträger (1) zum Übertragen des Toner bildes von dem Bildträger (1) zu einem Aufzeichnungsmedium (15) über den Übertra gungskörper (6) berührt;
eine Entladungselektrode (14) zum Reduzieren einer Übertragungsladung, die an den Übertragungskörper bei einem Kontaktabschnitt angelegt wird, wo der Bildträger und der Übertragungskörper sich berühren; und
eine Übertragungselektrode (13), die in der Richtung der Bewegung des Übertra gungskörpers stromabwärts der Entladungselektrode angeordnet ist, um eine Übertra gungsladung an den Übertragungskörper anzulegen;
wobei unter der Annahme, dass ein Abstand zwischen einer Position, wo das der Übertragungselektrode (13) nächstliegende Ende der Entladungselektrode (14) den Ü bertragungskörper berührt, und dem stromabwärts gelegenen Ende des Kontaktab schnittes L₁ (mm) ist, dass ein Abstand zwischen dem der Übertragungselektrode nächstliegende Ende der Entladungselektrode (14) und einer Position, wo die Berührung des Übertragungskörpers durch die Übertragungselektrode (13) nächstliegend zur Entla dungselektrode ist, L (mm) ist, dass der Übertragungskörper einen spezifischen Volu menwiderstand (R = 10³-10¹¹ Ωcm) hat, dass ein Oberflächenpotenzial des Bildträgers (1) in einem Bildbereich V_L ist, dass eine an die Übertragungselektrode (13) anzulegen de Spannung Vt ist, dass X₁ gleich L₁/L ist und dass Vb₁ das Potenzial des Übertra gungsbandes an dem stromabwärts gelegenen Ende des Kontaktabschnittes ist, dann fol gende Gleichungen erfüllt sind:
Vb₁ = Vt(a.X₁ ² + b.X₁)/800
a = 500 + 300 (logR - 10)
b = 300 - 300 (logR - 10)
250 + V_L ≦ Vb₁.

2. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, bei welchem unter der Annahme, dass V₁ = 250 + V_L gilt, dann die folgenden Gleichungen erfüllt sind:
X₀ = [-bVt + (b²Vt² + 3.200.a.Vt.V₁)^0,5]/(2.a.Vt)
(X₁ - X₀).L < 4 (mm)

3. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, bei welchem unter der Annahme, dass V₁ = 250 + V_L gilt und Va eine lineare Geschwindigkeit des Übertragungskörpers ist, dann die folgenden Gleichungen erfüllt sind:
X₀ = [-b.Vt + (b²Vt² + 3.200.a.Vt.V₁)^0,5]/(2.a.Vt)
t₀ = (X₁ - X₀).L/Va < 0,022 (s)

4. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem weiter folgende Gleichung erfüllt ist:
1.200 + V_L ≧ Vb₁.

5. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem weiter folgende Gleichung erfüllt ist:
700 + V_L ≧ Vb₁ ≧ 400 + V_L.

6. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, bei welchem die folgenden Gleichungen gelten:
Vb₁ = Vt.X₁
250 + V_L < Vt.L₁/L.

7. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, bei welchem die folgenden Gleichungen gelten:
Vb₁ = Vt.X₁
1200 + V_L ≧ Vt.L₁/L.

8. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, bei welchem weiter die folgenden Glei chungen gelten:
Vb₁ = Vt.X₁
700 + V_L ≧ Vt.L₁/L ≧ 400 + V_L.

9. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, bei welchem unter der Annahme, dass V₁ = 250 + V_L gilt, dann die folgende Gleichung erfüllt ist:
(L₁/L - V₁/Vt).L < 4 (mm).

10. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, bei welchem unter der Annahme, dass V₁ = 250 + V_L gilt und Va die lineare Geschwindigkeit des Über tragungskörpers ist, dann die folgende Gleichung erfüllt ist:
(L₁/L - V₁/Vt).L/Va < 0,022 (s).

11. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, wobei die Entladungsposition in Ab stimmung mit der Alterung bzw. Abnutzung des Bildträgers, der Entladungselektrode und des Übertragungskörpers, einer sich verändernden Umgebung und/oder im Hinblick auf teilweise Unregelmäßigkeiten bzw. in Hinblick auf Ungleichmäßigkeiten bei Teilen einstellbar ist, um dadurch eine optimale Übertragungseffizienz aufrechtzuerhalten.

12. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 11, bei welchem die Entladungselektrode über einen Bereich verstellbar ist, in welchem sich der Bildträger und der Übertragungs körper einander berühren.

13. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 11, bei welchem, wenn eine fehlerhafte Übertragung auftritt, die Entladungselektrode in eine in Bewegungsrichtung des Über tragungskörpers stromaufwärts gelegene Seite verschoben wird.

14. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 11, bei welchem, wenn eine übermäßige Übertragung auftritt, die Entladungselektrode auf eine stromabwärts gelegene Seite in Bewegungsrichtung des Übertragungskörpers verschoben wird.

15. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, wobei

a) unter der Annahme, dass
- 1. ein minimales Potenzial des Übertragungskörpers, das dazu notwendig ist, um Toner des Tonerbildes, das auf dem Bildträger abgeschieden ist, elekt rostatisch in Richtung auf den Übertragungskörper in dem Kontaktab schnitt zu lösen, V1 (V) ist, und dass
- 2. eine minimale Zeitdauer, während der ein Potenzial des Übertragungskör pers als Absolutwert ausgedrückt gleich oder höher als das minimale Po tenzial V1 aufrechterhalten werden sollte, um ein festes Tonerbild bzw. Volltonerbild von dem Bildträger zu dem Übertragungskörper mit einer Übertragungseffizienz ≧ 90% zu übertragen, ΔT (s) ist,
b) dann das Potenzial des Übertragungskörpers als Absolutwert ausgedrückt, gleich oder höher als das minimale Potenzial V1 für die minimale Zeitdauer ΔT oder länger gehalten wird, und zwar von der Entladungsposition bis zu einem Ende des Kontaktabschnittes.

16. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, wobei

a) unter der Annahme, dass ein Potenzial des Übertragungskörpers, das eine Poten zialdifferenz erzeugt, die für eine Paschen-Entladung zwischen dem Bildträger und dem Übertragungskörper an einem Ende des Kontaktabschnittes ursächlich ist, V2 (V) ist, dann
b) das Potenzial des Übertragungskörpers bei dem Ende hinsichtlich des Absolut wertes niedriger als das Potenzial V2 ist.

17. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 1, wobei

a) unter der Annahme, dass
- 1. ein minimales Potenzial des Übertragungskörpers, das notwendig ist, um den Toner des Tonerbildes, das auf dem Bildträger abgeschieden ist, elekt rostatisch in Richtung auf den Übertragungskörper in dem Kontaktab schnitt zu lösen, V1 (V) ist, dass
- 2. eine minimale Zeitdauer, über die das Potenzial des Übertragungskörpers, in Absolutwert ausgedrückt, gleich oder höher als das minimale Potenzial V1 sein sollte, um ein festes Tonerbild bzw. Volltonerbild von dem Bild träger zu dem Übertragungskörper mit einer Übertragungseffizienz gleich oder höher als 90% zu übertragen, ΔT (s) ist, und dass
- 3. ein Potenzial des Übertragungskörpers, das eine Potenzialdifferenz er zeugt, die für die Paschen-Entladung zwischen dem Bildträger und dem Übertragungskörper am Ende des Kontaktabschnittes ursächlich ist, V2 (V) ist, dann
b) das Potenzial des Übertragungskörpers, als Absolutwert ausgedrückt, gleich oder höher als das minimale Potenzial für die minimale Zeitdauer oder länger gehalten wird, und zwar von der Entladeposition zu dem Ende des Kontaktabschnittes, und wobei das Potenzial des Übertragungskörpers, als Absolutwert ausgedrückt, an dem Ende niedriger als das Potenzial V2 ist.

18. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 17, bei welchem der Übertragungskörper ein Band umfasst, das

a) einen elektrischen Widerstand hat, der eine lineare Beziehung zwischen
- 1. einem Potenzial auf der Rückseite, wobei die Vorderseite den Bildträger berührt, und
- 2. einem Abstand bewirkt, und zwar gemessen an der Rückseite von der Entla dungsposition in Bewegungsrichtung des Übertragungskörpers, wobei
b) die Rückseite entladen wird, während die Übertragungsladung an die Rückseite bei einer Position angelegt wird, die in der Richtung der Bewegung des Übertra gungskörpers stromabwärts des Endes des Kontaktabschnittes liegt, und wobei
c) wenn angenommen wird, dass
- 1. ein Abstand zwischen dem Ende und einer Position, wo die Übertra gungsladung angelegt wird, L2 (mm) ist, dass
- 2. der Übertragungskörper sich mit einer Geschwindigkeit von A (mm/s) be wegt, dass
- 3. das Potenzial eines Ladungsaufbringgliedes Vt (V) ist und dass
- 4. ein Potenzial des Entladungsgliedes V0 (V) ist, dann
d) die folgende Gleichung erfüllt ist:
|V0 + (V1 - V0).(L1 + L2)/(L1 - A.ΔT)| ≦ |Vt| < < |V0 + (V2 - V0).(L1 + L2)/L1|.

19. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 18, bei welchem die minimale Spannung V₁ derartig ausgewählt wird, dass eine elektrostatische Kraft Fe, die auf die Zentren der Tonerteilchen, die das Tonerbild auf dem Bildträger ausbilden, in einer solchen Art und Weise wirkt, dass die Tonerteilchen in Richtung auf den Übertragungskörper gezogen werden, größer oder gleich 7 nN ist.

20. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 19, bei welchem, wenn angenommen wird, dass

a) der Bildträger eine dielektrische Schicht enthält, die eine Dicke dm (µm) und eine spezifische induktive Kapazität εm hat, dass
b) der Übertragungskörper eine Dicke dp (µm) und eine spezifische induktive Kapa zität εp hat, dass
c) Tonerteilchen, die das Tonerbild auf dem Bildträger ausbilden, eine mittlere La dungsmenge q (fC) für ein einziges Teilchen haben, dass
d) die Tonerteilchen eine mittlere Teilchengröße d (µm) haben und dass
e) der Bildträger ein Potenzial VL (V) bei einem Bildbereich hat,

dann die folgende Gleichung erfüllt ist:
|V₁| ≧ |[(100 + 5.(dm - 10)] + (VL + 150)|
wobei diese Beziehung insbesondere gilt, wenn:

a) eine dielektrische Dicke dm/εm der dielektrischen Schicht 3,1 bis 12,5 µm ist,
b) eine dielektrische Dicke dp/εp des Übertragungskörpers 1 µm ist,
c) eine mittlere Ladungsmenge q/d der Tonerteilchen für ein einziges Teilchen 0,5 fC/µm als Absolutwert ausgedrückt ist,
d) eine Tonerdichte δ 1200 kg/m³ ist,
e) eine mittlere Masse m der Tonerteilchen für ein einziges Zeichen 0,26 ng ist,
f) ein Packungsverhältnis P der Tonerteilchen 0,42 ist,
g) eine Dicke dt der Tonerschicht, die das Tonerbild auf dem Bildträger ausbildet, 20 µm ist,
h) eine spezifische induktive Kapazität εγl der Tonerschicht 1,6 ist und
i) ein Spalt g zwischen einer Oberfläche der Tonerschicht und einer Oberfläche des Übertragungskörpers 50 µm ist.

21. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 19, bei welchem, wenn angenommen wird, dass

a) der Bildträger eine dielektrische Schicht enthält, die eine Dicke dm (µm) und eine spezifische induktive Kapazität εm hat, dass
b) der Übertragungskörper eine Dicke dp (µm) und eine spezifische induktive Kapa zität εp hat, dass
c) Tonerteilchen, die das Tonerbild auf dem Bildträger ausbilden, eine mittlere La dungsmenge q (fC) für ein einziges Teilchen haben, dass
d) die Tonerteilchen eine mittlere Teilchengröße d (µm) haben und dass
e) der Bildträger ein Potenzial VL (V) bei seinem Bildbereich hat,

dann die folgende Gleichung erfüllt ist:
|V1| ≧ |140 + 45.(q - 2) + 5.(q - 2)² + (VL + 150)|
dies gilt insbesondere dann, wenn:

a) eine dielektrische Dicke dm/εm der dielektrischen Schicht 8,8 µm ist,
b) eine dielektrische Dicke dp/εp des Übertragungskörpers 1 µm ist,
c) eine mittlere Ladungsmenge q/d der Tonerteilchen für ein einziges Teilchen 0,33 bis 1,0 fC/µm als Absolutwert ausgedrückt ist,
d) eine Tonerdichte δ 1200 kg/m³ ist,
e) eine mittlere Masse m der Tonerteilchen für ein einziges Zeichen 0,26 ng ist,
f) ein Packungsverhältnis P der Tonerteilchen 0,42 ist,
g) eine Dicke dt der Tonerschicht, die das Tonerbild auf dem Bildträger ausbildet, 20 µm ist,
h) eine spezifische induktive Kapazität εγl der Tonerschicht 1,6 ist und
i) ein Spalt g zwischen einer Oberfläche der Tonerschicht und einer Oberfläche des Übertragungskörpers 50 µm ist.

22. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 17, bei welchem, wenn angenommen wird, dass

dann die folgende Gleichung erfüllt ist:
|V2| < |[(600 + 10.(dt - 5)) + 5.(dm - 10)] + VL|
wobei dies insbesondere gilt, wenn:

a) eine dielektrische Dicke dm/εm der dielektrischen Schicht 3,1 bis 12,5 µm ist,
b) eine dielektrische Dicke dp/εp des Übertragungskörpers 1 µm ist,
c) eine mittlere Ladungsmenge q/d der Tonerteilchen für ein einziges Teilchen 0,17 bis 1,0 fC/µm als Absolutwert ausgedrückt ist,
d) eine Tonerdichte δ 1200 kg/m³ ist,
e) eine mittlere Masse in der Tonerteilchen für ein einziges Zeichen 0,26 ng ist,
f) ein Packungsverhältnis P der Tonerteilchen 0,42 ist,
g) eine Dicke dt der Tonerschicht, die das Tonerbild auf dem Bildträger ausbildet, 5 µm bis 60 µm ist, und
h) eine spezifische induktive Kapazität εγl der Tonerschicht 1,6 ist.

23. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 22, bei welchem, insbesondere wenn die Spannung V1 zumindest in etwa 100 V und die Spannung V2 zumindest in etwa 950 V ist, der Abstand L1 so ausgewählt wird, dass er die folgende Beziehung erfüllt:
L1 ≧ 0,022 × A.

24. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 22, bei welchem, insbesondere wenn die Spannung V1 zumindest in etwa 200 V ist und die Spannung V2 zumindest in etwa 700 V ist, der Abstand L1 ausgewählt wird, um die folgende Beziehung zu erfüllen:
L1 ≧ 0,029 × A.

25. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 22, bei welchem das Entladungsglied mit der Erde verbunden ist.

26. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 22, bei welchem eine Ladung, die in ihrer Polarität zu der Übertragungsladung, die durch das Ladungsaufbringmittel aufgebracht wird, entgegengesetzt ist, an das Entladungsglied angelegt wird.

27. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 22, bei welchem ein Abschnitt des Entladungsgliedes, der den Übertragungskörper berührt, aus einem elastischen Material ausgebildet ist.

28. Bilderzeugungsapparat nach Anspruch 27, bei welchem das Entladungsglied eine Bürste umfasst.

29. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 22, bei welchem der Bildträger eine dielektrische Schicht enthält, die eine Dicke dm aufweist, die von 10 bis 30 µm reicht.

30. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 22, bei welchem der Toner, der die Tonerschicht auf dem Bildträger ausbildet, eine mittlere Ladungsmenge q aufweist, die von 2 bis 6 fC reicht, und zwar ausgedrückt als Absolut wert eines einzelnen Tonerteilchens.

31. Bilderzeugungsapparat nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 22, bei welchem der Übertragungskörper einen spezifischen Oberflächenwiderstand Rs zwischen 1 × 10⁷ Ω/cm² und 1 × 10¹⁰ Ω/cm² und/oder einen spezifischen Volumenwiderstand Rv zwischen 1 × 10⁷ Ωcm und 1 × 10¹¹ Ωcm hat.

32. Verfahren zum Betreiben des Bilderzeugungsapparats nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welchem unter der Annahme, dass

a) ein minimales Potenzial des Übertragungskörpers, das zum elektrostatischen Lö sen des Toners des Tonerbildes, das auf dem Bildträger abgeschieden ist, in Richtung auf den Übertragungskörper in dem Kontaktabschnitt notwendig ist, V1 (V) ist, und dass
b) eine minimale Zeitdauer, für die das Potenzial des Übertragungskörpers als Ab solutwert ausgedrückt gleich oder höher als das minimale Potenzial V1 aufrecht erhalten werden sollte, um ein festes Tonerbild bzw. Tonervollbild von dem Bildträger zu dem Übertragungskörper mit einer Übertragungseffizienz ≧ 90% zu übertragen, ΔT (s) ist,

dann die Bildübertragung zu dem Übertragungskörper ausgeführt wird, wobei

a) das Potenzial des Übertragungskörpers gleich oder höher als das minimale Poten zial V1 für die Zeitdauer ΔT oder länger gehalten wird, und zwar ausgehend von der Entladungsposition zu einem Ende des Kontaktabschnittes.

33. Verfahren zum Betreiben des Bilderzeugungsapparats nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Bildübertragung zu dem Übertragungskörper mit einem Potenzial des Übertragungskörpers ausgeführt wird, das, wenn es am Ende des Kontaktabschnittes gemessen wird, niedriger gehalten wird als eine Spannung, die eine Potenzialdifferenz erzeugt, die eine Paschen-Entladung zwischen dem Bildträger und dem Übertragungs körper am Ende des Kontaktabschnittes erzeugt.

34. Verfahren zum Betreiben des Bilderzeugungsapparats nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei unter der Annahme, dass

a) ein minimales Potenzial des Übertragungskörpers, das notwendig ist, um Toner des Tonerbildes, das auf dem Bildträger abgeschieden ist, elektrostatisch in Richtung auf den Übertragungskörper in dem Kontaktabschnitt zu lösen, V1 (V) ist, und dass
b) eine minimale Zeitdauer, für die das Potenzial des Übertragungskörpers als Ab solutwert ausgedrückt gleich oder höher als das minimale Potenzial V1 aufrecht erhalten werden sollte, um ein solides Tonerbild bzw. Volltonerbild von dem Bildträger zu dem Übertragungskörper mit einer Übertragungseffizienz gleich o der größer 90% zu übertragen, ΔT (s) ist,

dann die Bildübertragung zu dem Übertragungskörper bewirkt wird, wobei

a) das Potenzial des Übertragungskörpers gleich oder höher als V1 über eine Zeit dauer ΔT oder länger gehalten wird, und zwar von der Entladungsposition zu ei nem Ende des Kontaktabschnittes, und wobei
b) das Potenzial des Übertragungskörpers, wenn es an dem Ende des Kontaktab schnittes gemessen wird, so aufrechterhalten wird, dass es niedriger ist als eine Spannung, die eine Potenzialdifferenz erzeugt, die eine Paschen-Entladung zwi schen dem Bildträger und dem Übertragungskörper bei dem Ende bewirkt.