DE2109868A1 - Verfahren und Anordnung zur Regelung der Dichte einer elektrofotografisch hergestellten Kopie - Google Patents

Description

DR-ING OIPl-.-ΙΝβ. M.SS. C. = t.- PKYf-. an. 0"""

HOGER-STELLRECHT-GRiESSBACH-HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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26. Februar 1971

Savin Business Machines Corporation Columbus Avenue
Valhalla, New York
U.S.A.

Verfahren und Anordnung zur Regelung der Dichte einer elektrofotografisch hergestellter. Kopie

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zur Regelung der Dichte einer elektrofotografisch hergestellten Kopie, wobei eine fotoleitende Oberfläche aufgeladen -und einem von dem 3u kopierenden Original abgeleiteten Strahlungsinuster ausgesetzt wird und anschließend das auf diese Weise latent gebildete Bild entwickelt wird.

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Auf dem Gebiet des Potokopierens, bei welchen ein fcxoleitendes Material verwendet wird, sind schon viele Verfahren angewendet worden in dem Versuch, eine einheitlich erwünschte Dichte bzw. Kontrastverteilung zu err-eieien. Dies is-D deshalb schwierig, weil der jeweilige Entwickler cz*. das Er.tvieklermediura und das eine fdtoleitende Oberfläche aufseisende Fotopapier, welches im folgenden auch als Pctcrezep-Lcr bezeichnen wird, von Charge zu Charge bzw. von 3&έζ zj Sa~z in seinen bestimmenden Charakteristiken starken Soirürar-kangen unterwerfen ist. £s ist bis heute üblich, das jev;eils f 3-cIeiter.de I-'aterial auf das höchste Ladeniveau aufzuladen, welches das fcT-oleitende Material bzw. der Fotorezeptor tei einer: einzigen Durchlauf noch aufnehmen kann. Eine einzige Aufladung ~lz eine,- Belcher: Niveau bzw. auf einer so hohen Ebene wird erzeugt von eines Feld bzw. einem elektrostatischen Ladefelä, dessen Intensität bei nachfolgenden Ladevorgängen nichii rehr n-esen-xlich vergrößert werden kann. Aufladevorgänge dieser Art xeräen Izi folgenden als "Sättigungsladung" bezeichnet. So ist es auf diese Weise möglich, durch so hohe Aufladungsniveaus geringere Ungenauigkeiten und diskontinuierliche Stellen in der Ladeqaelle zu relativieren und kleinzuhalten. Es werden äacei jedoch die Variationen hinsichtlich der Aufnahmeeigensciiafxen des Foto— rezeptors selbst beträchtlich vergrößert. EarTcerhinsus haceu auch noch Variationen bzw. Unterschiede hinsichtlich des verwendeten Entwicklers bzw. seiner Zusaaaensetzung die Neigung, dieses Problem weiter zu vergrößern. Zs sind sehen viele Versuche vorgenommen worden, diesen sich auf diese Weise ergebenden Nachteilen und Defekten zu begegnen, vocei solche Versuche

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jeweils teilweise durch Regelung einer einzigen Variablen erfolgreich vifren, wobei jedoch unverändert neue Sehvzsrigleiten hin?-.ugefügt wurden*

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung vorzusehen, welche es ermöglicht. die Dichte bzw. die Kontrasteigetischaften einer elektrciDtcgrafischen Kopie zu regeln und einzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von eir.ez; Verfahren zur Regelung der Dichte einer elektrefotografis ei hergestellten Kopie gemäß der eingangs geschilderten Art uni besteht darin, daß die auf der fotoleitenden Oberfläche v:n ei:,e~ Entwickler bestiiniater Konzentration erzeugten Dichten durch eine Folge von Auflade-, Belichtungs- und Sntwicklungsscliritte bestimmt werden, wobei jeder¹ Aufladevorgang bei einen unterschiedlichen Ladeniveau durchgeführt wird, da2 die bei "eier Folge erhaltenen Kopiedichten gegen die Dichten des Originals verglichen werden und ein geeignetes Ladeniveau zur Herstell:-z einer gewünschten Kopiedichte ausgewählt wird.

Die Erfindung stellt also ein Verfahren und eine Isäear-irir.utg. auf welche weiter unten noch genauer eingegangen v.iri, zur Verfügung, die in der Lage ist, eine Kontrast- bzv. Diciitirsgelung für qualitativ hochwertige elektrofotografische u.ni ele^- troradicgrafisehe Reproduktionen vorzusehen. Dabei wiri gesäl einer Maßnahme der Erfindung ein Entwickler hoher Konzentration

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auf eine geeignet vorbereitete fotoleitende Schicht in Anwendung gebracht, wobei das Niveau bzw. die Stärke der elektrostatischen Aufladung der fotoleitenden Schicht eingestellt und geregelt wird, um eine Dichteverteilung bzw. einen Kontrast der gewünschten Art zu erreichen. Dabei wird normalerweise der Fotoleiter bzw. Fotorezeptor elektrostatisch auf" einen geringeren Wert aufgeladen, als es bei der "Sättigungs- ^ aufladung" der Fall ist. Die fotoleitende Oberfläche wird dabei weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit an der Laueanordnung vorbeigeführt, während dem Fotoleiter eine gleichförmige Aufladung auf ein einstellbares, jedoch veränderliches Niveau mitgeteilt wird. Die Aufladung kann auf verschiedene Niveaus bzw. verschiedene Feldstärken eingestellt werden, um auch die Entwicklung jeweiliger latenter Bilder dort zjü ermöglichen, v/o Farbkopien produziert werden müssen.

Dabei liegt es weiterhin noch im Aufgabenbereich der Erfindung, eine verbesserte Anordnung zur elektrostatischen Aufladung eines Fotoleiters bei geringem Ladungsniveau (Feldstärken) und mit hohen.Bewegungsgeschwindigkeiten des Fotoleiters W vorzusehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung weiterhin eine Ladeanordnung (Koronalader) zur elektrostatischen Aufladung der fotoleitenden Oberfläche und zur nachfolgenden Behandlung vor, wobei die Ladeanordnung darin besteht, daß Bewegungsar.-ordnungen vorgesehen sind, um die fotokonduktive Oberfläche ait gleichmäßiger Geschwindigkeit an dem Koronalader vorbeizuführen.

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daß eine Anzahl von Ladedrähten (Koronadrähten) vorgesehen sind, die in einer Ebene parallel zur Ebene der bewegten Oberfläche aufgereiht sind, daß Befestigungsmittel vorgesehen sind, um die Drähte so anzuordnen, daß sie einen spitzen Winkel mit einer Geraden einschließen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der fotoleitenden Oberfläche verläuft, daß die Koronadrähte und die fotoleitende Oberfläche in freier, eine Aufladung ermöglichenden Verbindung miteinander stehen, und daß Einstellanordnungen vorgesehen sind, um die Feldstärke des von der Ladeanordnung ausgehenden und die fotoleitende Oberfläche erreichenden elektrostatischen Feldes zu verändern.

Auf diese Weise stellt die Erfindung eine variable Dichtekontrolle zur Verwendung bei der elektrofotografischen Reproduktion zur Verfügung. Schließlich ermöglicht es die Erfindung, auch auf elektrofotografischen Wege Vielfarbenkopien herzustellen, wobei entweder die des elektrostatischen Korcna.-lader zugeführte Spannung oder der Abstand dieses Laders zu der fotoleitenden Oberfläche für jede einzelne Farbe verändert werden kann. Dabei ist die korrekte, also für eine genaue Farbv/iedergäbe notwendige Feldstärke als Funktion eines Vergleichs einer tatsächlich hergestellten Kopie mit entsprechender Dichteverteilung mit einer Kopie mit Standarddichte gewonnen, so daß hierdurch eine Kompensationsbasis für die gefundenen Variablen zur Verfugung gestellt wird, die erlaubt, eine gleichmäßige Ausgangsqualität zu erreichen.

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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt also darir., daJ: die Dichteverteilung bzw. der KontrasL einer Fotokcpie dadurch eingestellt wird, daß Einfluß auf die Feldstärke der erfolgten Aufladung genommen wird und daß dadurch Ur.Lers-chiede hinsichtlich nicht erfaßbarer Er/twicklerschvanl-rarigen bzw. Kopierpapieränderungai aufgefangen werden kennen. Zer erfindungsgemäße mit einer einstellbaren Eingangsspannung zur Erzielung veränderlicher Feldstärken arbeitender Koronalader kann sowohl für Schwärz/V/eiß- als auch für Colorreprcdaiticr-e: unter Verwendung elektrostatischer Aufladungen \^rerwenäex werden, wobei, v/ie schon erwähnt, Peldstärke-veränderur.gen als Ausgleich für Veränderungen des Kopierpapiers und der 2r.twic->lertönungen herangezogen v/erden. Um diese und andere Aufgaben und Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, isx ein Kontrastregelsystem vorgesehen, welches eine eine Vielzahl τ er Drähten aufweisenden Koronalader umfaßt, wobei sich die Dräirrin einem spitzen Winkel zu einer senkrecht zur VorschucricL-tung der fotoleitenden Schicht erstreckenden Geraden ersxrekken. Das Aufladeniveau bzw. die der Schicht mitgeteilte ?elistärke wird auf einen Wert eingestellt, der so bestinst ist, daß ein Ausgangsbild erwünschter Dichte und frei von Defekten erzeugt wird. Erfindungsgemäß isx die Verwendung bzw. Herstellung von Schwarz/Weiß-Reproduktionen, Reproduktionen kontinuierlicher Tönung, xeroradiografischen bzw. Vielfarcreprcduktionen hoher Qualität möglich und vorgesehen.

Die Erfindung bez 3eht sich also auf ein Kontrastregelsv3te= auf dem Gebiet der Elektrofotografie unter Verwendung einer,

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von einer Linie in eine Ebene arbeitenden elektrostatischen Ladeanordnung, wobei die Ladedrähte parallel, jedoch in eines Winkel zu einer senkrechten Stellung im Hinblick auf die Bewegungsrichtung der fotoleitenden Oberfläche angeordnet sine. Die dem Lader zugeführte Spannung wird auf einen Wert eingestellt, der es erlaubt, eine Kopie gleichförmiger Dichte für jede Farbe zu erzeugen, um die Kopie zu vervollständigen.

Um für jede Farbe die optimale Spannungseinstellung zu bestimmen, wird eine Kopie eines Standardoriginals mit bekannter. Dichtegraduationen hergestellt, wobei das spezielle Papier und der jeweilige Entwickler verwendet werden. Die sich ergebende Kopie wird mit dem Standard verglichen. Es wird dann der Zusammenhang zwischen der erzielten Dichte in der Kopie und der Standarddichte in einer geeigneten Weise, beispielsweise graphisch oder mittels eines analog arbeitenden Vergleichers oder auf sonstige Weise für jede Spannung bestimmt. Wird also beispielsweise ein Entwickler mit hoher Dichte verwendet, dann kann das Ladeniveau so eingestellt werden, daß die gewünschte Dichtereduzderung ausgehend von der hohen Dichte des verwendeten Entwicklers bis zu der gewünscbten Dichte erzielt wird. Andererseits kann man jedoch auch eine fest eingestellte Spannung verwenden, wobei dann der Abstand zwischen der Ladeanordnung bzw. dem Koronalader und der fotoleitenden Schicht eingestellt wird, um auf diese Weise die der fotoleitenden Schicht mitgeteilte Feldstärke zu variieren.

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Weitere Ausgestaltungen und Fortbildungen der Erfindung können den UnteransprLiehen entnommen werden. Ia folgenden werden anhand der Zeichnungen das erfindungsgemä'ße Verfahren sowie Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemaßen Ladeanordnung in einzelnen näher beschrieben. Dabei zeigen:

^ Fig. 1 im Schnitt in einer Seitenansicht eine die Erfindung

verwendende Kopiermaschine,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die elektrostatische Ladeanordnung der Fig. 1,

Fig. 3 zeigt schematisch die^Schaltung einer einstellbaren Spannungsversorgung, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird und

Fig. 4 zeigt in Form eines Diagramms die Dichteverhältniskurven einer Probe für .einen bestimmten Entwickler, die gemäß der Erfindung abgeleitet sind, wobei die ψ tatsächlichen Verhältniskurven gestrichelt und die

durchgezogenen Kurven idealisierte Darstellungen sind.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrostatischen Kopiermaschine 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Maschine 10 weist ein im allgemeinen rechteckförciges, opakes Gehäuse 12 mit einer Oberseite auf, in welcher ein gläsernes Beliehtungs-

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fenster 14 vorgesehen ist, auf das das zu kopierende Objekt 15 gelegt wird. Das Fenster 14 hat eine ausreichend gro3e Sichtfläche, um ein flaches Blattformat auf der gläserner. Oberfläche von mindestens 8,5 auf 13 inch (21,6 χ 30 es) zuzulassen. Schließlich ist noch ein opakes Blatt 16 vorgesehen, das steif" oder audi flexibel ausgebildet sein kann und angrenzend an eine Fensterkante in Scharnieren aufgehängt ist, um das Fenster normalerweise abzudecken. Selbstverständlich kann das Deckblatt 16 auch hochgenommen werden, ua das zu kopierende Objekt direkt auf das Fenster zu legen.

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Unterhalb des Fensters ist ein Abtastsystem 20 vorgesehen, das horizontal angeordnete, zu einander im Abstand gehaltene Gleitschienen 22 aufweist, von denen nur eine in Fig. 1 sichtbar ist. Zur Ausführung .einer Bewegung entlang der Länge der Gleitschienen 22 ist ein Abtastschlitten 30 vorgesehen. Der Abtastschlitten 30 ist von einem nicht dargestellten Motor angetrieben, welcher eine endlose Antriebskette 26 über Ketten-Zahnräder -28 zieht und so an jeder Begrenzung der Schienen eine Hin- und Herbewegung des Abtastschlittens 30 ermöglicht.

Der Abtastschlitten 30 trägt die Komponenten, die notwendig sind, um das fotokonduktive Material bzw. den Fotorezeptor einem Beliohtungsmuster des zu kopierenden Objektes auszueetzen. Um diese Aufgabe zu erfüllen, weist der Schlitten 3C eine Lampe 32» Spiegel 34» ein reflektierendes Linsennetzwerk 36 und eine Blende 38 auf. Bewegt wird der Schlitten 30,

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wenn die Teile seiner Komponenten üblicherweise aktiviert werden, um über die Unterseite des zu kopierenden Objektes zu gleiten und dem Kopierpapier ein reflektiertes Strahlungsmuster zu übermitteln, welches von dem auf dem Glasfenster 14 ruhenden Objekt abgeleitet ist.

An einem Ende des Gehäuses.12 ist eine Vorratsrolle 50 zur Umdrehung um eine horizontale Achse angeordnet, welche Kopiermaterial 40, das im folgenden Kopierpapier genannt ist, nachliefert. Dieses Material kann aus einer geeigneten Basisschicht bestehen, welche mit einem geeigneten fotokonduktiver. Material, das für sich besehen bekannt ist, beschichtet ist. Die fotokonduktive Schicht 52 kann Zinkoxyd oder ein anderes geeignetes fotokonduktives Material sein, welches auf einer Unterlage bzw. einem Basismaterial abgelagert ist; das Basismaterial kann aus behandeltem Papier bzw. aus Metallfolie bestehen. Die Vorratsrolle ist so aufgerollt, daß bei Abrollen des Kopierpapiers die fotokonduktive Schicht 52 oben ist, während die Basisschicht 53 sich auf der anderen Seite beändet.

Angrenzend an die Vorratsrolle ist ein Solenoid 54 angeordnet, der eine Zuführung bewirkt und bei Erregung eine Längeneinheit fotokonduktiv beschichteten Kopierpapiers von der Rol_e abzieht. Die abgezogene Kopierpapierlänge läuft dann durch Zuführungswalzen 56, über Glättungswalzen 58 und dann über eine Anzahl von gleitenden Rollen 59, die geerdet sein könnet, oder mit einer Spannungsquelle in Verbindung stehen, die

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geringer ist als die, die an die fotokonduktive Schicht gelebt wird. Die abgerollte Längeneinheit läuft Kit konstanter Seschviindigkeit auf die obere Plattfora 60 eines aus einem endlosen Band bestehenden.Papiertransportcechanismus 62. 'Weiterhin ist in Ilähe des Kopierpapiers zwischen den Zuführungswalzen und den Glätxungswalzen 58 eine Schneidanordnung 54 angeordnet, welche vertikal betätigt werden kann und das Kopierpapier in der vorgesehenen Länge (siehe Bezugszeicheη 6c) abschneidet, die notwendig ist, un das gesagte Bild des Objektes 15 aufzunehmen.

Die horizontale Plattform 60 empfängt das Kopierpapier von asn Hollen und bringt es in einen horizontalen "Wegverlauf in Position. Diese Plattform 60 besteht aus einer Vielzahl parallel angeordneter endloser Riemen 70, die über Kettenräder 72 gezogen werden und so eine im wesentlichen flache obere Plattform 60 bilden, auf welcher die abgeschnittene Länge des Kopierpapiers 66 während ihrer Belichtung ruht.

Zwischen den Papiersuführungswalsen 56 und den Zahnrädern 72 sind eine Vielzahl von leitenden Rollen 59 angebracht, über welche das fotokonduktive Blatt läuft. Oberhalb des fotokor.-duktiven Blattes befindet sich eine Sprühladeanordnung 100 bzw. ein sog. Koronalader. Vorzugsweise sind die metallischer. Rollen 59 so angetrieben, daß ihre periphere Geschwindigkeit der des fotokonduktiven, über sie hingleitenden Blattes entspricht. Das Ladegehäuse selbst ist so angebracht, üa£ es ins Hinblick auf die fotokonduktive Oberfläche durch Drehen ac

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gerändelten Einstellmuttern 101 hochgehoben bzw. abgesenkt werden kann (siehe hierzu auch Fig. 2).

In der Nähe des Gehäuseendes 12 gegenüber der Kcpierpapierzuführung befindet sich ein Entwicklungsbecken 80 mit einen das Papier straffenden Arm 82 und Auslaßantriebsrollen 84. Innerhalb des Beckens 80 befindet sich eine flüssige Dispersion mit einem Entwicklungspuder bzw. mit Tönungspartikeln, die von den Rollen aus den Becken aufgenommen werden und an den geladenen Teilbereichen des Kopierpapiers anhängen und ein sichtbares Bild erzeugen, 'rfeiter unterhalb im Weg des von den Rollen 84 beförderten Papiers befindet sich noch ein Auslaßschacht 36, der sich von dem Gehäuse weg erstreckt und die fertigen Kopien zur Entnahme von dem Benutzer aufnimmt.

Automatische, nicht dargestellte Regeleinheiten schalten und programmieren den automatischen Maschinenzyklus bei Betätigung und bewirken die Durchführung der folgenden Schritte: Ausliefern eines Kopierpapiers 40 von der Vorratsrolle 50, Aufladen des Kopierpapiers 40, wenn es die Ladeanordnung passiert, Abschneiden des Kopierpapiers auf die gewünschte Länge 66, Einschalten der Lampe 32, das Starten sowie das Hin- und Herbewegen des Abtastschlittens 3C,um ein latentes Bild über die Länge 66 des Kopierpapiers zu erzeugen, die Weiterbeförderung der das Kopierpapier tragenden Plattform 60, um dieses zum Entwicklungsbecken 80 zu befördern, um dort das latente Bild durch Aufbringen eines flüssigen oder puderförnigen Entwicklungsmittels aus dem Becken 80 auf die fotokonduk-

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-fcive Schicht des Kopierpapiers hervorzubringen, und scnlie£- lich die Bewegung des fertigen Kopierpapiers 66 zu.η AuslaS-scliaeht 86. V/eiterhin ist ein Einstellknopf 90 zur Regelung der Dichte vorgesehen, der in Dichteeinlieiten von dunkel tis hell geeicht ist und der die Eingangsspannung für die Ladeatiordming 100 regelt.

BIe soeben beschriebenen Anordnungen und Verfahren sind auf dem Gebiet des Schwarz/V/eiß-Kopierens mehr oder weniger bekannt; eine Erläuterung auch dieser Anordnungen wurde vorgenommen» um ein besseres Verständnis für die Ladeajiordnung, welche im wesentlichen von der Erfindung selbst erfaßt wird, zu erzielen.

Der Kcronalader 100 bzw. die Sprühiadeaiiordnung ist, wie erwähnt, stationär oberhalb des Weges des Kopierpapiers zu der Plattform 60 angebracht und befestigt. Der lader-umfaßt ein feehteekförmiges Gehäuse 102 mit einer abschirmenden Deckplatte 1Q4, Seitenwänden 106 und Rück- und Yorderwänden 10B. die entsprechend angesetzt sind (siehe hierzu Fig. 2). Der Bödeaa des Laders ist offen, wenn der Lader in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung umgedreht ist und verwendet wird.

Innerhalb des Ladergehäuses 102 in Abstand gehalten und quer über die Breite des Gehäuses angeordnet, so daß sie sich ΛΓ©η entgegengesetzten Seitenwänden erstrecken, befinden sich ISQlierhlöcke 110 und 112. Die Isolierblöcke 110 und 112 stellen rechteckförmige Prismen dar, die an ihrer Rückseite

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mit teilweise flachen Rückplatten 114 versehen sind, die siiei. längs der Innenseite der abschirmenden Deckplatte 104 erstrecken und diese von den Blöcken 110 und 112 trennen. Die ?.".ckplatten 114 enden im Inneren der Blöcke 110 und 112. Die Is''-lierblöcke 110 und 112 und die Rückplatten 114 können &jl3 jedem beliebigen Isoliermaterial hergestellt werden, es hat sich jedoch herausgestellt, daß ein Acrylkunststoff, der unter der Bezeichnung "Plexiglas" bekannt ist, hierzu gut gseigi et ist.

In einem dieser Blöcke, und zwar in dem Block 110, ist sine innere Sammelschiene aus Messing bzv/. Gelbkupfer angeordnet, welche sich quer hindurcherstreckt von einer Verbindungsstelle mit einem Anschlußkabel 118 an dem einen Ende bis zu den Verbindungsstellen mit drei von einander im Abstand gehaltenen Stangen 119» die ebenfalls aus Messing bzv/. Gelbkupfer sind. Die Stangen 119 aus Messing sind in dem Block 110 fest angebracht und erstrecken sich jeweils von einer Verbindungsstelle im Inneren des Blockes 110 mit der Sammelschiene 116 parallel durch die Blockwanü, so daß sie sich senkrecht zu den anderen Block 112 erstrecken und auf diesen gerichtet sind. In ähnlicher V/eise sind drei parallele isolierende Stangen 12G in dem Block 112 befestigt und erstrecken sieh in. Richtung auf den Block 110. Dabei sind die aus d?m Block 110 hervortretenden Stangen gegenüber den aus dem Block 112 hervortretenden Stangen versetzt angeordnet; die Stangen im Bleck 110 befinden sich näher an der einen Seitenwand, während die von. dem Block 112 ausgehenden Stangen näher an der anderen Seitenwand; des Gehäuses angeordnet sind»

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In einer geeigneten Öffnung dieser Stangen 119 und 120 ist das eine Ende 124 jeweils ,einer Zugfeder 122 befestigt. Das andere Ende 126 jeder Zugfeder 122 ist mit dem Ende eines sogenannten Koronadrahtes 130 verbunden und hält diesen. Auf diese Weise sind drei parallel verlaufende Koronadrähte 130 zwischen gegenüberliegenden Zugfedern 122 gespannt. Dabei werden die Drähte von den Pedern und von der versetzten Anordnung der Stangen unter Spannung gehalten, wobei die Drähte einen spitzen Winkel mit den Seitenwänden 106 des Gehäuses des Laders einschließen« In diesem Zusammenhang hat sich ein spitzer Winkel von etwa 10° mit den Seitenwänden 106 als annehmbarer Wert herausgestellt, obwohl auch Winkel zwischen 7 bis 15° möglich sind. Größere Neigungswinkel im Hinblick auf die Wände sind ebenfalls noch akzeptierbar, jedoch weniger wünschenswert in Hinblick auf die notwendigen Abmessungen. Da die Seitenwäride senkrecht zu der Bewegungsrichtung des an dem Lader vorteilaufenden Papiers angeordnet sind, bilden die Korcnadrähte einen relativ flachen spitzen Winkel mit einer Linie, die senkrecht zu der Bev/egungsrichtung des Papiers verläuft.

Es ist hinreichend bekannt, daß die Koronaentladungs-Schwellenspannung für einen Koronadraht eine Punktion des Drahtdurchmessers darstellt und mit diesem ansteigt. Verwendet man einen Wolframdraht mit einem Durchmesser von 0,002 inch (0,051 Ei"·) für den Koronadraht· 130, so liegt eine Eingangsspannung von annähernd 160 Volt Wechselspannung geringfügig oberhalb der Schwellenspannung des Laders. Die diesen Drähten gemeinsame Ebene sollte nicht näher "an der Deckplatte 104 liegen als ε-τν.-s

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7/16 inch (ca. 1,1 cm), da sonst eine Lichtbogenbildung auftreten könnte. Bei einem beträchtlich größeren Abstand zwischen Platte und der Drahtebene stellte·sich jedoch heraus, daß die Imraissionsrate der Drähte stark abfiel. Als geeigne- j ter Abstand zwischen der Draht ebene und der abschirmenden Deckplatte stellte sich ein Abstand von etwa 0,5 inch (etvra 1,25 cm) heraus. V/eiterhin ergab sich, daß der Abstand zwischen der Ebene der Koronadrähte und.des Pfades des fotbleitenden Materials bei der vorliegenden Anordnung 1 bis 1,5 inch (2,54 bis 3,8 cm) nicht -wesentlich übersteigen sollte. Unter—- ^Berücksichtigung der vorerwähnten Parameter stellte sich eine Vorschubgeschwindigkeit des lCopirerpapiers von annähernd 0,31 Fuß/Sekunde (10 cm/Sekunde) als zufriedenstellend heraus.

Unter Verwendung, des in Fig. 3 dargestellten Schaltbildes gelangt man noch zu einer einstellbaren Regulierung der Eingangsspannung für die Koronadrähte 130. Dabei sind die Eingangsklemmen eines Spartransformator 152 mit einer Wechselspannungsquelle 150 mit einer maximalen Spannung von 240 Vc.¹-verbunden. Der einstellbare Schleifer 154 des Spar- bzw. Autotransformators ist mit dem einen Anschluß der Primärwicklung 158 eines Aufwärtstransformator 160 verbunden, der andere Anschluß dieser Primärwicklung liegt an der gemeinsamen Verbindung 162 des Spartransformator 152 und der Spannungsquelle 150, Das Wicklungsverhältnis des Transformators kann etwa 1 : 30 betragen, so daß der Transformator in der Lage ist, an seinem Ausgang, d.h. an der Seivundärwicklung 164, eine Spannung von über 7000 Volt zur Verfugung au stellen.

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Die Sekundärwicklung des Transformators 160 ist αϊτ einem Vollweggleichrichter 166 verbunden, um eine hone Ausgsngsgleichspannung zu erzielen, die annähernd 6500 Volt be-ragen kann. Es können auch andere Stromversorgungsanordnungcn, die bis zu etwa 10 500 Volt Gleichstrom erzeugen, verwendet werden, wobei der Transformator eine kontinuierliche ITennLeisxung von etwa 25ΊΗ&- hat-.—I-n-4iblicher Weise wird die gleichgerichtete Versorgungsspannung von"einem geeigneten Filterne^zwerk

--g-e-filtert» welches aus einer in Reihe„geschalteten Ina vuct ions spule 170 und einem Parallelkondensatc>r 172-Jbe-s^eirtr. ZIn relativ hoher als Entladewid^p-staTid arbeitender V/iderstanä'"17A__—— ist de^^giö'^üiigeTichteten Ausgangsspannu.n-g^~e^Denfalls parallel geschaltet. Dabei ist der-die negative Hochspannung führend= "Anschluß 180 mit den Koronadrähten 130 verbunden, während die Masseverbindung 182 mit der leitenden Schicht 53 auf der Riis.:- seite der fotokonduktiven Schicht 52 verbunden ist. Die beschriebene Stromversorgungsanordnung weist somit einen Zinga.::g auf, der entweder von Hand oder automatisch durch geeignete, jedoch nicht dargestellte, Mittel aufgrund der Bewegung des Schleifers 154 des Spartransformators eingestellt weriei kanr. Es ergab sich, daß durch Veränderung der Eingangssrar.nur-g für den Lader der Kontrast bzw. die Dichte des sich ergebenden Abzugs bzv/. der Kopie beträchtlich beeinflußt und verändere werden kann. Auf diese Weise gewinnt man eins regelbare Variante, welche verwendet werden kann, um Veränderungen und Variationen in den weniger leicht zu regelnden Variabler., vie

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beispielsweise in dem Fotoaufnahmeverinögen des fotoleitenden Materials bzw. in der Dichte, die von dem verwendeten Entwickler herrührt, auszugleichen.

Andererseits wieder ist es möglich, eine fest eingestellte Spannung zu verwenden, und als kontrollierbare bzw. regelbare Variable den Abstand swiaehen den Ladedrähten und dem fotoleitenden Material zu τ- rwenden. Die Verwendung einer veränderbaren Spannung wird jedoch als die bevorzugte Möglichkeit angesehen. Im anderen Falle ist es die Stärke des den Fotoleiter erreichenden Feldes, welches geändert wird. Dabei ist s:j Rahmen der in Fig. 1 dargestellten Maschine 10 ein Dichte- bzv.\ Kontrastregelknopf 90 vorgesehen, welcher die ö?m Lader 100 zugeführte Eingangsspannung einstellt. Der Knopf 90 -Tann πit Beschriftungen v/ie "kontrastreicher" und "kontrastschv/ächer" in beiden Extremstellungen versehen sein und kann in Teilbereiche der Dichte in geeigneten Abstufungen geeicht sein, vcts: jede Stufe eine Spannungsebene darstellt und ein Spannungszuwachs von Stufe zu Stufe um 10 Volt von 160 V bis 2Q0 Y Zirgangsspannung vorgenommen wird. Dabei befindet sich, wie scr.^r. erwähnt, die 160 V-Spannung geringfügig oberhalb der Schweller spannung des Laders, während eine Spannung von'280 Y irr. Sättigungsgebiet der meisten in dem vorliegenden Apparat verwendbaren Fotoleiter liegt.

V/ird eine neue Füllung des Entwicklers und eine neue Papiei*- cbarge verwendet, dann v/erden Probemessungen bei jeder Spannung vorgenommen, um das Veränderungsverhältnis der Dichte :a

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bestimmen. Der Einstellknopf kann, wenn notwendig, zwischen den sich als am meisten geeignet herausgestellten Spannungsgrenzen neu eingestellt werden. In anderer V/eise ist es möglich, den Abstand zwischen den Ladedrahten (Koronadrähten) .und dem Fotoleiter zu verändern, wobei die Einstellung des Knopfes solche Urrfc-er-schiede in Abstand darzustellen in der Lage ist. "'""- -—-^

Wird die Erfindung im Zusammenhang sit einer maschine (nicht dargestellt) verwendet, dann wird ,jedes Er/cwicklermedium auf seine Eigenschaften hin untersucht, wobei, falls erwünscht, ein Diagramm gemäS Pig. 4 für jeaes Entwicklermedium aufgestellt werden kann.

Es hat sich dabei herausgestellt, da3 das Aufnahmevermögen des Fotoleiters bzw. Rezeptors sich von Füllung zu Füllung bzw. von Satz zu Satz verändert, jedoch innerhalb einer bestimmten Charge relativ konstant ist. In gleicher Weise verändert sich die Dichte, Vielehe ein entwickelndes Tönungssittel in der Luge ist, in der Kopie zu produzieren, von Abstimmung zu Abstimmung beträchtlich, ist jedoch innerhalb den Eigenschaften einer bestimmten Füllung konsistent.

Durch empiiische Bestimmung der des Zusammenhanges zwischen der von dem Entwickler auf einem speziellen fotoleitenden Material erzeugten Dichte in Hinblick auf eine Standarddichte, wobei man dann diese Bestimmung für jede mögliche Eingangs-

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spannung durchführt, können übereinstimmende Ausgangsdichten entweder für eine in Schwarz/Weiß reproduzierende Maschine der in Pig. 1 dargestellten Art oder für jede in einer Farbe oder vielfarbig reproduzierenden Folge durch Einstellen der Eingangsspannung für jeden Ladezyklus erreicht werden.

Es ist ausreichend bekannt,- daß die relative Dichte der Kopie im Hinblick auf das Original entweder bis zum gleichen IJivea:: wie das Original reproduziert werden muß oder auf andere erwünschte Niveau-Ebenen, um andere erwünschte Effekte zu erreichen. Aufgrund der geschilderten vorzunehmenden Messungen und Bestimmungen ist es möglich, Kopien zu produzieren, bei denen das Schwarze einereinzelnen Farbkopie oder jede der Farben eines vielfarbigen Originals, naturgetreu reproduziert isxungeachtet von Unterschieden oder Inkonsistenzen zwischen einzelnen Entwicklern.

Auf diese Weise ist es möglich, ein Verfahren zur Regelung der Dichteebene jedes Abzuges zu gewinnen. Zu diesem Zweck wird ein fotografischer- Stufenkeil beliebiger üblicher Art verwendet und elektrofotografische Kopien- des Keils hergestellt unter Verwendung von Entwicklern, die bei jeder gewünschten Eingangsspannungseinstellung verwenden werden; diese Spannungseinstellung ist in Stufen von 10 Volt einstellbar. Dabei wird die maximal einzustellende Eingangsspannung durch Beobachten der auf einen Fotorezeptor ausgeübten Feldstärke während eines Durchlaufes durch die Ladeanordnung bei einer vorbestimmten Durchlaufgeschwindigkeit instrumenteil bestimmt.

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Ist die volle Feldstärke beim ersten Durchlauf erreicht, dann ist die maximale kzw. die eine volle SättigUng^bewirkerKie ~ Spannungseinstellung bestimmt.

Bei dieser Einstellung und bei Spannungseinstellungen, die sukzessive in Stufen von 10 Volt Eingangsspannung geringer sind, werden Kopien des fotografischen Stufenkeils, welcher bekannte geeichte Stufen aufweist, hergestellt. Die Abzugsdichte der Kopie wird durch standardisierte Mittel, beispielsweise durch einen Dichtemesser bestimmt und (an der Y-Achse) gegen die stufenweise Keildichteeichung (X-Achse) aufgetrager. wobei eine den Zusammenhang bzw. Spielraum zwischen dem Abzug und dem Original anzeigende Kurve hergestellt wird. Auf diese Weise kann eine am stärksten repräsentative Verbindungslinie für jede Ladespannung bestimmt werden, wobei ihr Steigungsmaß mit Bezug auf die X-Achse graphisch oder durch Berechnung bestimmt wird. Das Steigungsmaß dieser jeweiligen ,jni-t "Gamma" bezeichnet werden.

Durch Bestimmung des jeweiligen Gamma für jede Kombination von Entwickler und Kopierpapier innerhalb der maximal bestimmten Grenzen können Schwarz/Weiß- oder Kolorkopien getreu reproduziert werden. Bei Kolorkopien können die Entwickler zum Herstellen von gleitenden Farbschattierungen, Halbtönen oder kontinuierlich getönten Abzügen entweder von Original-Transparentpapier oder von normalen Bürokopieroriginalen hergestellt werden, wobei die Kopie durch Verwendung einer Kombination von Entwickler, fotoleitendem Material una

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Eingangsspannung, welche sich zur Herstellung einer Kopie mit hohem Kontrast (hohem Gamma) als geeignet erwiesen hat, auf£3-hellt werden. Auch ist eine Abschwächung der Kopie durch Ver wendung einer Kombination möglich, welche zur Herstellung von Kopien mit geringerem Gamma führt.

Ist einmal das jeweilige "Ganiaa" für eine Kombination von Entwickler und Kopierpapi: festgestellt, dann können Kopien mit jedem gewünschten Kontru^tgrad hergestellt werden. Selbstverständlich ist es bekannt, daß viele fotografische Entwickler Kopien von transparenten Vorlagen aufhellen. Unter Verwendung des beschriebenen erfindungsgenäßen Verfahrens ist es möglich, entweder aufgehellte kontrastreiche Kopien, Kopien die weicher im Kontrast sind, oder naturgetreu reproduzierte Kopien von einer beliebigen Kombination aus Entwickler und Papiermaterial herzustellen, welche in der Lage ist, hochkontrastreiche Kopien. zu erzeugen. Es empfiehlt sich deshalb, die Entwickler selbst so zusammenzusetzen, daß sie einen ver leichsweise hohen Kontrast ergeben, wobei das Gamma der. jeweiligen Kopie gemäß dea erwünschten Erzeugnis eingeregelt wird.

In Fig. 4 ist ein Diagramm mit tatsächlichen und idealisierten Kurvenverläufen dargestellt, und zwar für eine repräsentative Entwicklerflüssigkeit, die auf eine Püllung oder auf eine Rolle eines fotoleitenden Materials angewendet wird. Dabei ist die Standarddichte auf der X-Achse aufgetragen, während die Dichte des Abzuges bzw. der Kopie auf der Y-Ach.se aufgetragen ist. Die Kurvenfamilie ist dabei repräsentativ für ein Gamma, welched

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unter Verwendung verschiedener Eingangsspannungen abgeleitet wird. Dieses Diagramm zeigt, daß das Gamma und die maximale Kopiedichte im allgemeinen füT-iujxi6"-jöirigangss""pannungen höher ist, wenn die gleiche Standarddichte verwendet wlrjcU, _

Um dieses Diagramm für eine Farbe zu verwenden, welche eine au= einer Anzahl von Farben darstellt, die nacheinander auf eine Kopie zur Herstellung einer Farbechtheit aufgebracht werden, kann sich herausstellen, daß diese Farbe eine Ausgangs.dichte in der Größenordnung von 1,2 haben muß, während der Entwickler eine Kopie mit einer Dichte von 1,6 bei Sättigungsbeschikkung erzeugt. Man weiß daher, daß die Ladespannung auf ein geringeres Niveau eingestellt werden muß, um diese Farbe getreu zu reproduzieren, und zwar muß eine getreue Reproduktion durch ein Gamma von 1,0 angezeigt sein. Dem Diagramm kann entnommen werden, daß eine Eingangsspannung von etwa 220 Volt ein solchem Gamma und die gewünschte Dichte ergibt. Es.versteht sich, daS die Steigung der Linien von einer analogen, nicht dargestellter Vergleichsanordnung, wie sie an sich bekannt ist, oder von einem geeigneten Rechner bestimmt werden kann.

Stellt man eine ganze Reihe solcher Diagramme her, und zwar jeweils eine für jede zu kopierende Farbe, dann kam die be-,nötigte Eingangsspannung zur "Aufladung jedes Farbzyklus in der vollständigen Folge bestimmt werden.

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Dabei hat sich herausgestellt, daß das Gamma für verschieden· Farben einer gleitenden Farbabschattierung gleich sein soIIti Aufgrund üblicher Praxis unter Verwendung einer in die Sättigung gehenden Aufladung müßte man sich auf das Zusammenfassen bzw. auf die Abstimmung der Zusammensetzung des Entwicklers in Kombination mit dem Kopierpapier für jede Farbe verlassen, um diese Farbbalance herzustellen. Es ist außerordentlich schwierig, auf diese Weise unter praktischen Bedingungen eine Farbkonsistenz bzw. eine Gleichmäßigkeit zu erreichen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es deshalb, iit sich auf die foüeitende Schicht auswirkende Feldstärke zu
verändern, so daß das Variationsmaß von Original zu Kopie
leicht geregelt und die notwendige Balance aufrechterhalten
werden kann. Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der beträchtlich geringeren Belichtungsdauer, welche notwendig ist, ura einen weißen Hintergrund zu
erzeugen. Eine Vergrößerung in der Geschwindigkeit kann weiterhin noch erreicht werden durch ein geringeres Aufladur.gsniveau.

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Claims (2)

1. if

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   PatentansBrüche

   1y Verfahren zur Regelung der Dichte einer elektrofotografisch hergestellten Kopie, wobei eine fotoleitende Oberfläche aufgeladen und einem τοπ dem su kopierenden Original abgeleiteten Strahlungsauster 'ausgesetzt wird und anschließend das auf diese Weise latend gebildete Bild entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der fotoleitenden Oberfläche von einem Entwickler bestimmter Konzentration erzeugten Dichten durch eine Folge von Auflade-, Belichtungsund Entwicklungsschritte bescimat werden, wobei jeder Aufladevorgang bei einem unterschiedlichen Ladeniveau durchgeführt wird, daß die bei jeder ?olge erhaltenen Kopiedichten gegen die Dichten des Originals verglichen werden und ein geeignetes Ladeniveau zur Herstellung einer gewünschten Kopiedichte ausgewählt wird.

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2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die herzustellende Kopie eine Vielfarbenkopje darstellt, die, durch aufeinanderfolgende Behandlungszyklen mit je einem Zyklus für jede Farbe hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, da3 der Dichtespielraum für jede verwendete Farbe bestirnt wird und daß das Ladeniveau für jeden Farbzyklus au: das Niveau eingestellt wird, welches von dem Färbs pi elra .'.ic resultiert, um die gewünschte Kopiedichte für jede !Farbe zu erreichen.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten. Dichten graphisch verglichen werden, um die am meisten repräsentative Kurve für ~=des Ladeniveau und das Steigungsmaß dieser Kurve zu bestimme: und somit die Wirkung des Ladeniveaus auf die Kopier: fesT zustellen.

   4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede in der Feldstärke bewirkt werden durch Verändern der Ladespanry-ing während der Aufladevorgänge.

   5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die [Tnterschiede in der ?elrlstärke durch Verändern des Abstandes zwischen der fctoleitenden Oberfläche und der aufladenden Koronaquelle bewirkt wird.

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   a - f 1 η Ti.

   Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - r. wobei ein Fotorezeptor elektrostatisch aufgeladen und vor. einen Bild belichtet und das Bild des Fotorezeptors vcn
   einem Entwickler entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Induzierung eines latenten Bildes auf dem ?ctcrezeptor dieser durch einen fotografischen Dichtestandarc. bei einer ersten Feldstärke einer bildmäßigen Belichtung ausgesetzt wird, daß das latente Bild nit einem Entwickle: entwickelt und die Dichte des entwickelten Bildes bestizir wird, daß anschließend die entwickelte Bilddichte six dez Dichtestandard verglichen wird, um ein mögliches Yeränderungsverhältnis in der Dichte zu erfassen, daß diese Vorgänge mit veränderter Feldstärke wiederholt werden, un ce: diesen unterschiedlichen Feldstärken die entwickelten
   Dichteveränderungsverhältnisse für den Entwickler zu bestimmen, daß das Verhältnis für jede Spannung (bzw. Feldstärke) mit der gewünschten Dichte verglichen wird und da: die Stärke ausgewählt wird, die geeignet ist, eine Kopie
   mit der gewünschten Dichte zu liefern.

   Verfahren nach Anspruch 6, wobei die zu regelnde Kopie ei: durch eine Folge einer Vielzahl von Zyklen hergestellte
   Vielfarbenkppie ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
   Dichtecpielraum als graphisch reproduzierbare Kurve für
   jede Kombination von Entwickler und Eingangsspannung ac^tleitet wird und das Steigungsmaß einer solchen Kurve bestimmt wird, wobei dieses Steigungsmaß bestimmend ist f'ir das Anderungsverhältnis eines bestimmten Foxorezeptors u~:

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   daß dann die Feldstärke für jede Farbe auf den Vfert eingestellt wird, der so bestimmt ist, daß das gleiche Verhältnis für jede Farbe hergestellt wird.'

   8. Ladeanordnung (Koronalader) zur elektrostatischen Aufladung einer fotoleitenden Oberfläche nit anschließender Entwicklung derselben, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß Bewegungsancränungen (54, 56, 53j 58, 59) vorgesehen sind, um die fotokonduktive Oberfläche (66) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit an dem Koronalader (100) vorbeizuführen, daß eine Anzahl von Ladedrähten (Koronadrähten 130) vorgesehen sind, die in einer Ebene parallel zur Ebene der bewegten Oberfläche aufgereiht sind, daß Befestigungsmittel (110, 112, 114, 119, 120) vorgesehen sind, um die Drähte (130) so anzuordnen, daß sie einen spitzen Winkel mit einer Geraden einschließen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der fotoleitenden Oberfläche verläuft, daß die Koronadrähte (130) und die fotoleitend Oberfläche in freier, eine Aufladung ermöglichenden Verbindung miteinander stehen, und daß Einstellanordnungen (152, 154) vorgesehen sind, um die Feldstärke des von der Ladeanordnung ausgehenden und die fotoieitende Oberfläche erreichenden elektrostatischen Feldes zu verändern.

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   9. Ladeanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen (100, 106, 108) vorgesehen ist, der dia Ladedrähte (130) an allen Seiten mit Ausnahme der auf die fotoleitende Oberfläche (66) gerichteten Seite einschließt .

   10. Ladeanordnung nach Anspruch 8 und/oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erreichung einer vollen Aufladung notwendige Eingangsspannung beetimabar und eine maximale Eingangsspannung der Ladeanordnung einstellbar ist und daß die minimale Eingangsspannung geringfügig oberhalb der SchweXlenapannung zur Erzeugung einer Koronaentladung der Ent ladung drähte (130) liegt.

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