DE2162517A1 - Verfahren zur Herstellung einer Duplexkopie - Google Patents

Description

Rochester, N.Y. 14 603
V. St.A.

Verfahren zur Herstellung einer Duplexkopie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Duplexkopie- durch sukzessives Übertragen zweier auf einem Aufzeichnungsträger erzeugter geladener Pulverbilder auf die beiden Seiten eines Bildträgerblattes.

Beim elektrofotografischen Verfahren wird ein Aufzeichnungsträger mit einer fotoleitfähigen Isolierstoffschicht auf leitfähiger Unterlage gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem Lichtbild eines zu kopierenden Originalbildes bestrahlt. Unter dem Einfluß des Lichtbildes wird die fotoleitfähige Schicht leitfähig, so daß die elektrostatischen Ladungen selektiv abgeleitet werden und ein latentes elektrostatisches Bild entsteht, welches dem Originalbild entspricht. Das latente Bild kann durch Aufbringen eines pigmentierten Kunstharzes entwickelt bzw. sichtbar gemacht werden. Hierzu wurden speziell die sogenannten Toner entwickelt. Das pigmentierte Kunstharz wird in den Bildflächenteilen der fotoleitfähigen Schicht entsprechend der jeweils vorhandenen Ladungsmenge elektrostatisch angezogen, so daß Bereiche relativ geringer Ladungskonzentration eine geringe Tönungsdichte erhalten,

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während Bereiche größerer Ladungskonzentration proportional dichter getönt werden. Üblicherweise wird das entwickelte Bild auf die eine Seite eines Bildträgerblattes übertragen und auf diesem dauerhaft fixiert, so daß damit eine Einfachkopie des Originalbildes fertiggestellt ist.

In der Drucktechnik ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Bequemlichkeit oft erwünscht, Daten auf die beiden Seiten eines einzelnen Blattes aufzubringen. Eine hierzu geeignete automatisch arbeitende Vorrichtung, die nach dem elektrofotografischen Verfahren arbeitet, ist durch die US-Patentschrift 3 318 212 bekannt. Mit dieser Vorrichtung werden zwei gesonderte entwickelte Tonerbilder zuerst auf der Oberfläche einer bewegten fotoleitfähigen Platte erzeugt, dann wird jedes Bild auf eine Speichertrommel übertragen und darauf vorübergehend gespeichert. Während die Bilder auf der Trommeloberfläche gespeichert werden, erfolgt eine Behandlung mit Lösungsmitteldampf, so daß sie in einen klebrigen Zustand gelangen. Um ein Anhaften der klebrigen Bilder auf der Trommeloberfläche zu vermeiden, ist jede Trommel mit einer Teflonschicht versehen, die wiederum mit einem Siliconöl behandelt ist, welches auch einen Offseteffekt verhindert. Während die Bilder sich noch im klebrigen Zustand befinden, werden sie schnell mit den beiden Seiten eines Bildträgerblattes in Berührung gebracht, und der Toner wird während dieser Berührung zum Koaleszieren gebracht, so daß die Bilder in das Blatt eingeschmolzen werden und damit eine Duplexkopie fertiggestellt ist.

Nach diesem bekannten Verfahren kann man zwar zufriedenstellende Duplexkopien herstellen, dabei treten jedoch auch gewisse Nachteile auf, die die Anwendung des Verfahrens in der Elektrofotografie wesentlich einschränken. Um eine vollständige oder gesamte Übertragung der klebrigen Bilder von der Trommeloberfläche auf das Bildträgerblatt zu erreichen, müssen die Bilder schnell auf die Blattoberfläche aufgebracht werden, bevor ein Koaleszieren auftreten kann. Dies erfordert die Verwendung komplizierter

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Bedampfungsvorrichtungen sowie komplizierter Vorrichtungen zur Zeitsteuerung und mechanischen Bewegung. Es hat sich ferner gezeigt, daß durch direkten Kontakt insbesondere eines Papierblattes mit einer öligen Fläche die Qualität der erzeugten Kopie verschlechtert wird, da notwendigerweise ein Teil des Öls auf das Kopieblatt übertragen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Duplexkopie zu schaffen, welches einfach und wirksam nach dem Prinzip der sukzessiven Übertragung von Bildern auf die beiden Seiten eines Bildträgerblattes arbeitet. Ferner soll das Erfordernis einer Behandlung mit Lösungsmitteldampf entfallen.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein eine elektrische Spannung führendes Übertragungselement zur Übertragung des ersten Pulverbildes auf seine Oberfläche mit dem Aufzeichnungsträger in elektrische Wechselwirkung gebracht wird, daß das Bildträgerblatt mit seiner Rückseite auf das mit dem Pulverbild versehene Übertragungselement aufgebracht wird, daß das Übertragungselement nochmals zur Übertragung des zweiten Pulverbildes auf die Vorderseite des Bildträgerblattes mit dem Aufzeichnungsträger in elektrische Wechselwirkung gebracht wird ä und daß das erste Pulverbild vom Übertragungselement auf die Rückseite des Bildträgerblattes übertragen wird.

Es kann also zunächst ein erstes trockenes Tonerbild auf der Oberfläche einer fotoleitfähigen Aufzeichnungsplatte erzeugt werden, welches dai η mit einer Übertragungsrolle in Berührung gebracht wird, die eine elektrische Spannung führt und mit der Platte derart in Wechselwirkung tritt, daß das Tonerbild auf die Rollenoberfläche übertragen wird. Das Tonerbild wird auf der Rollenoberfläche gespeichert, während ein zweites trockenes Tonerbild auf der fotoleitfähigen Platte erzeugt wird. Ein BiId-

trägerblatt, beispielsweise aus Papier, wird auf das erste Bild aufgelegt, während dieses sich auf der Trommeloberfläche befindet, die andere Seite des Blattes wird in Kontakt mit dem zweiten auf der fotoleitfähigen Platte erzeugten Bild gebracht, so daß dieses zweite Bild elektrostatisch auf die andere Seite des Bildträgerblattes übertragen wird. Die Übertragungsrolle kann dann entweder in einen Bereich geringer elektrischer Feldstärke gebracht werden, wo die freiliegende Seite des Blattes mit einer Koronaentladung behandelt wird, um das erste Tonerbild auf die Blattrückseite elektrisch zu übertragen. Auch kann tier ein entsprechender Druck erzeugt werden, während das Blatt mit der Speichertrommel in Berührung steht, so daß beide Bilder an dem Blatt gebunden werden und an ihm fixiert bleiben. Schließlich wird das Bildträgerblatt von der Trommel abgelöst. Wenn die Bilder vor dem Ablösen bereits fixiert wurden, kann das Blatt einem Sammelf ach zugeführt werden. Ist vor dem Ablösen noch keine Fixierung erfolgt, so muß das Bildträgerblatt durch eine Fixiervorrichtung geführt werden, wonach dann die fertige Duplexkopie zur Verfügung steht und dem Sammelfach zugeführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zur Darstellung weiterer Wesenszüge und Vorteile im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschine in einem Teilschnitt,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Konstruktion einer Bildübertragungsrolle, die innerhalb der in Fig. 1 gezeigten Maschine nach der Erfindung arbeitet,

Fig. 3 weitere Einzelheiten einer Ausrichtungsvorrichtung für das Bildträgerblatt sowie einen zugehörigen Greifmechanismus für die in Fig. 2 gezeigte Ubertragungsrolle,

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Fig. 4 bis 8 schematische Darstellungen der Verfahrensschritte bei der Übertragung elektrofotografischer Tonerbilder auf die beiden Seiten eines Bildträgerblattes und

Fig. 9 eine Abänderung der in Fig. 1 gezeigten Maschine.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Erzeugung von Duplexkopien dargestellt, die nach dem elektrofotografischen Verfahren arbeitet und einen trommeiförmigen Aufzeichnungsträger enthält. Die als zentrales Element vorgesehene Aufzeichnungstrommel 10 ist im Maschinenrahmen auf einer Achse 11 drehbar gelagert und wird durch einen nicht dargestellten Motor im Uhrzeigersinn gedreht. Die Trommel enthält auf ihrer Außenseite eine Schicht eines fotoleitfähigen Isolierstoffs 13, beispielsweise aus glasförmigem Selen oder einem anderen geeigneten Material, die sich auf einer geerdeten und elektrisch leitfähigen Unterlage 14 befindet.

Eine gleichmäßig elektrostatische Ladung wird auf die fotoleitfähige Oberfläche der Trommel mittels einer üblichen Koraaa-Entladungsvorrichtung 15 aufgebracht, wie sie beispielsweise durch die US-Patentschrift 2 836 725 bekannt ist. Die gleichmäßig geladene Trommeloberfläche wird dann an einer Belichtungsvorrichtung 17 vorbeigeführt, an der sie mit einem Lichtbild des zu reproduzierenden Originalbildes bestrahlt wird und ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Das hierbei verwendete optische System ist ähnlich dem durch die US-Patentschrift 3 31Ö 212 bekannten System, dabei sind die zu reprodu zierenden Originaldaten auf einem Mikrofilmstreifen 18 gespeichert. Eine bewegliche Reflexionsanordnung 19 ist im Strahlengang der optischen Vorrichtung angeordnet und leitet ein fort laufendes Lichtbild auf den unteren Teil der Trommeloberfläche. Die Reflexionsanordnung enthält eine Spiegelfläche 20 und einen Dachkantspiegel 21, beide Vorrichtungen werden bein Betrieb abwechselnd in den Strahlengang gebracht, so daß nachei-nander Bilder auf die Trommeloberfläche projiziert werden, deren Abbildungssinn entgegengesetzt ist.

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Beim Betrieb der Einrichtung projiziert die optische Vorrichtung auf die fotoleitfähige Trommel ein erstes seitenrichtiges Bild, so daß ein entsprechendes latentes Bild erzeugt wird. Nach der Erzeugung dieses ersten seitenrichtigen latenten Bildes wird die Trommel an einer Entwicklungsvorrichtung 25 vorbeibewegt, die nach dem üblichen Kaskadierungsverfahren arbeitet und einen Zweikomponentenentwickler auf das latente Bild aufbringt, dessen geladene Tonerteilchen in den Bildflächenteilen auf der Trommel gebunden werden und das latente Bild sichtbar machen.

" Nach der Entwicklung wird das nun sichtbare erste seitenrichtige Bild auf der Trommeloberfläche einer Bildübertragungsstelle 26 zugeführt, wo es in bildmäßiger Verteilung auf die Oberfläche einer Bildübertragungszwischenrolle 30 übertragen und auf dieser vorübergehend gespeichert wird. Die Bildübertragungszwischenrolle verläuft quer über die fotoleitfähige Trommeloberfläche und bewegt sich durch die Bildübertragungszone in Berührung mit dieser. Die Rolle hat eine relativ hohe elektrische Spannung und tritt mit der geerdeten Unterlage der fotoleitfähigen Trommel in elektrische Wechselwirkung, so daß ein elektrisches Feld im Berührungsbereich entsteht, dessen Stärke eine Anziehung der geladenen Tonerteilchen von der fotoleit-

% fähigen Fläche auf die Bildübertragungszwischenrolle 30 bewirkt.

In Fig. 2 ist die Bildübertragungszwischenrolle 30 derart dargestellt, daß auch ihr innerer Aufbau deutlich wird. Die Rolle besteht aus einem starren Hohlzylinder 31, der aus einem Metall wie z.B. Aluminium o.a. besteht, so daß eine elektrische Spannung angeschaltet werden kann. Auf dem Kern ist eine relativ dicke Zwischenschicht 32 aus einem elastomeren Material aufgebracht. Diese Zwischenschicht besteht vorzugsweise aus einem Polyurethankautschuk mit ausreichender Elastizität, so daß die Rolle sich deformieren kann, wenn sie in Bewegungsberütirung mit der fotoleitfähigen Trommeloberfläche gebracht wird. Dadurch

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wird ein erhöhter Kontaktbereich ausreichender Länge geschaffen, der eine Übertragung der Tonerteilchen zwischen den beiden sich berührenden Elementen ermöglicht. Die Zwischenschicht soll das elektrische Potential des Rollenkerns an die Rollenaußenfläche übertragen, weshalb sie einen spezifischen Widerstand zwischen

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10 und 10 Ohm cm haben soll. Über der Zwischenschicht ist eine relativ dünne Außenschicht 33 vorgesehen, die gleichfalls aus einem elastomeren Material besteht. Um die Ionisation der Atmosphäre im Berührungsbereich und in seiner Nähe minimal zu halten, soll die Außenschicht vorzugsweise einen spezifischen

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Widerstand zwischen 10 und 10 Ohm cm haben. Ferner soll die Außenschicht der Rolle vorzugsweise aus einem Material bestehen, welches eine relativ glatte Oberfläche hat und relativ gute mechanische Ablösungseigenschaften für die verwendeten Tonerstoffe zeigt. Ein Polyurethanmaterial, welches von düPont unter der Bezeichnung "Adiprene" erhältlich ist, hat diese beschriebenen elektrischen und extrem gute Ablösungseigenschaften für die meisten handelsüblichen Toner.

Die Bildüberctragungszwischenrolle 30 ist an ihren beiden Enden durch dielektrische Seitenkappen 35 und 36 verschlossen, die sie gegenüber dem lagernden Maschinenrahmen elektrisch isolieren. Achsensegmente 37 sind in beiden Kappen angeordnet und koaxial auf die Längsachse des Zylinderkerns 31 ausgerichtet. Die Achsen sind im Maschinenrahmen in Lagerungen drehbar gelagert, so daß die Außenfläche der Rolle kontinuierlich durch die Bildübertragungszone bewegt wird und dabei in laufender Berührung mit der fotoleitfähigen Schicht 13 steht. Eine Rolle 38, die mit dem Hauptantrieb der Maschine gekoppelt ist, ist an einem Ende der Achse befestigt und dreht die Bildübertragungszwischenrolle in vorbestimmtem zeitlichem Zusammenhang mit der bewegten fotoleitfähigen Trommel. Ein Kommutatorring 40 (Fig. 1) ist in der Seitenkappe 35 vorgesehen und verläuft durch diese hindurch, so daß der Metallkern 31 elektrisch beschaltet werden kann. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine Schleifbürste 41 auf der Außenfläche des Kommutatorringes 40 vorgesehen und erzeugt

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einen Schleifkontakt, durch den der Kern elektrisch über eine Leitung 42 mit einer Spannungsquelle 43 verbunden werden kann. In der Praxis ist jede Spannungsquelle geeignet, die die Bildübertragungszwischenrolle auf ein Potential bringt, welches eine Anziehung von Tonerteilchen im Berührungsbereich zur fotoleitfähigen Trommel bewirkt, so daß eine Bildübertragung von der Trommel auf die Bildübertragungszwischenrolle möglich ist.

Die Feldstärke der elektrisch isolierten Bildübertragungszwischenrolle !fingt von dem Vorhandensein eines Spannungskontrastes bzw. Spannungsunterschiedes ab. Ein relativ starkes elektrisches Feld wird zwischen der Bildübertragungszwischenrolle und der geerdeten fotoleitfähigen Trommel innerhalb des Bildübertragungsbereiches erzeugt. Die Feldstärke ist direkt proportional der Anfangsladungsspannung der Bildübertragungszwischenrolle und umgekehrt proportional dem Abstand zwischen den beiden sich berührenden Körpern. Um die Bildübertragung möglichst mit maximalem Wirkungsgrad durchzuführen, soll die Bildübertragungszwischenrolle während ihrer Bewegung durch den Bildübertragungsbereich möglichst an der fotoleitfähigen Schicht anliegen.

Nach der Erzeugung des ersten seitenrichtigen Bildes auf der Trommel wird ein zweiter Bereich der fotoleitfähigen Oberfläche nochmals gleichmäßig mittels des Korotrons 15 elektrostatisch aufgeladen. Dieser zweite gleichmäßig aufgeladene Bereich wird dann an der Belichtungsvorrichtung 17 vorbeibewegt, so daß die fotoleitfähige Schicht mit einem fortlaufenden Lichtbild weiterer Informationen bestrahlt wird, wobei jedoch ein seitenverkehrtes latentes elektrostatisches Bild auf der Trommeloberfläche erzeugt wird. Zur Erzeugung dieses seitenverkehrten latenten elektrostatischen Bildes wird der Dachkantspiegel 21 in den optischen Strahlengang des Systems eingebracht und der Spiegel 20 entfernt. Das seitenverkehrte latente elektrostatische Bild wird dann auf der bewegten Trommeloberfläche der Entwicklungsvorrichtung zugeführt und in bereits beschriebener Weise entwickelt bzw. sichtbar gemacht.

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Die zeitliche Folge der Ladung, Belichtimg und Entwicklung für die beiden gegensinnig erzeugten Bilder auf der Trommeloberfläche wird in vorbestimmter Weise durch die Steuerlogik (nicht dargestellt) der Reproduktionsmaschine zeitlich gesteuert. Die jeweilige Auswahl der Zeitfolge der Betriebsschritte kann von vielen Faktoren abhängen, beispielsweise von der Position der verschiedenen Verfahrensvorrichtungen am Trommelumfang, der Länge und Geschwindigkeit des Bildzwischenspeichers relativ zur Größe der Trommeloberfläche und ähnlichen Faktoren. Zur besseren Darstellung sei vorausgesetzt, daß der Umfang der Bildübertragungszwischenrolle ungefähr dem halben Umfang der fotoleitfähigen Trommel entspricht. Beide Elemente werden mit übereinstimmender Umfangsgeschwindigkeit gedreht, so daß das erste Bild, welches auf der Bildübertragungszwischenrolle gespeichert ist, in einem kreisförmigen Bereich gedreht und dann nochmals der Bildübertragungsstelle zugeführt wird, und zwar zu demselben Zeitpunkt, zu dem das zweite entwickelte Bild dort eintrifft.

Aus diesem Grunde liegen die Vorderkanten der beiden Bilder, von denen sich das eine auf der Bildübertragungszwischenrolle, das andere auf der Aufzeichnungstrommel befindet, in ein und demselben Moment einander gegenüber. Bevor jedoch die beiden Tonerbilder innerhalb des Berührungsbereiches zusammengebracht werden, wird ein BiIdträgerblatt, beispielsweise aus Papier o.a. auf der Bildübertragungszwischenrolle derart befestigt, daß es über dem ersten Bild liegt. Eine Greifvorrichtung ist vorgesehen, um die Bildträgerblatter auf die Übertragungsrolle auszurichten und an ihr zu befestigen. Zwei Ausrichtungs- und Greifmechanismen 60 (Fig. 3) sind mit Abstand zueinander innerhalb der Bildübertragungszwischenrolle vorgesehen und so ange ordnet, daß sie auf die vorderen Ecken eines Bildträgerblattes einwirken, welches ihnen zugeschoben wird. Jeder Mechansimus besteht aus zwei Hauptteilen, einem Hebelarm 63 und einem Hebearm 64. Diese sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 65 befestigt, die an den Innenwänden der Rolle an einer Halterung

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66 starr angeordnet ist. Die Halterung dient auch zur drehbaren Lagerung einer Steuerachse 67, die im Innenraum der Rolle in deren Längsrichtung verläuft und durch die Seitenkappe 36 (Fig. 2) herausragt.

Jeder Hebelarm ist an der Halterung 66 mit einem Stift 68 drehbar befestigt und innerhalb einer Öffnung 69 der Bildübertragungszwischenrolle frei drehbar. Das Hebeelement 64 ist auf der Steuerachse 67 befestigt und wird durch diese betätigt. Ein Nocken 70 am Hebeelement wird gegen die untere Fläche des Hebelarms mittels einer Feder 71 angedrückt. Ein Nockenmitnehmer 79 (Fig. 2) ist am verlängerten Ende der Steuerachse "Befestigt und läuft auf einer Profilfläche 80, die dem Hebelarm 63 eine vorbestimmte Bewegung verleiht.

Beim Betrieb der Anordnung werden die Bildträgerblätter 82 einzeln aus einem Vorratsfach (nicht dargestellt) o.a. an eine Blattaufnahmestelle 83 (Fig. 1) transportiert, wozu eine Förderrollenanordnung 27 vorgesehen ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die Zapfen 84 der Hebelarme etwas über die Rollenoberfläche angehoben, so daß das jeweilige Blatt gegen die Anschlagflächen 86 gelangt. Nach dieser Ausrichtung werden die Zapfen nach unten bewegt und halten das Blatt in einer vertieften Fläche 87 fest. In dieser Haltestellung ist der gesamte Greifmechanismus unter die Rollenoberfläche um einen derartigen Betrag abgesenkt, daß die Rolle frei innerhalb der Bildübertragungszone gedreht werden kann.

Wenn die Vorderkante des jeweiligen Blattes an der Rolle befestigt ist, wird die Rolle in der dargestellten Richtung weitergedreht, so daß die Hinterkante des Blattes mit der Rolle in Berührung gelangt und das Blatt somit auf dem ersten Bild aufliegt. Das erste Bild wird in diesem Zustand nochmals durch die Bildübertragungszone bewegt, und zwar synchron mit dem zweiten Bild, welches sich auf der fotoleitfähigen TroiEaeloberflache befindet. Während das zweite Bild durch das Kraftfeld

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innerhalb der Bildübertragungszone bewegt wird, wird es elektrostatisch von der fotoleitfähigen Schicht auf das Bildträgerblatt übertragen.

Nach der Bildübertragung wird das Bildträgerblatt in den Einflußbereich eines Kronagenerators 55 gebracht, wie er bereits beschrieben wurde. Dieser Generator ist in einem Bereich relativ geringen Spannungskontastes angeordnet, d.h. hier tritt keine Wechselwirkung der Bildübertragungszwischenrolle mit einer anderen Spannungsquelle auf. Unter dem Begriff "Spannungsquelle" soll im weitesten Sinne auch ein geerdeter Körper o.a. verstanden werden. Der Generator bringt eine Koronaladung auf die Oberseite des Bildträgerblattes auf, deren Polarität eine Übertragung des ersten Bildes von der Bildübertragungszwischenrolle auf die Unterseite des Bildträgerblattes bewirkt. Die Spannung an der Rolle kann auch vor der Einwirkung der Koronaentladung abgeschaltet werden.

Wenn nun die beiden Tonerbilder elektrostatisch an den beiden Seiten des Bildträgerblattes anhaften, wird das Blatt nochmals auf der Rollenoberfläche an die Blattzuführungsstelle 83 bewegt und von der Bildübertragungszwischenrolle entfernte Hierzu werden die beiden Hebelarme 63 der Greifermechanismen in die in Fig. 3 gezeigte angehobene Stellung gebracht. Das Blatt wird dadurch über die Rollenoberfläche angehoben, so daß seine Vorderkante von der Rolle abgelöst werden kann. Der abgelöste Teil des Blattes wird durch einen Fördermechanismus 88 beeinflußt, der die Blattvorderkante in eine Fixiervorrichtung 90 leitet. Unter dem abgelösten Teil des Bildträgerblattes wird eine Luftströmung großen Volumens und geringer Geschwindigkeit erzeugt, so daß das Blatt nicht wieder auf die Bildübertragungszwischenrolle zurückfallen kann. Diese Luftströmung wird durch eine Leitung 89 erzeugt, die nahe der Rollenoberfläche angeordnet und in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Leitung ist mit mehreren Düsenöffnungen versehen, die eine gasförmige Strömung derart

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austreten lassen, daß eine Sperre bzw. ein Luftkissen erzeugt wird, welches die Vorderkante des abgelösten Blattes in den Spalt zwischen zwei Andruckrollen der Fixiervorrichtung 90 leitet. Die Strömung wird durch die Leitung mit einem derartigen Volumen und Druck abgegeben, daß das abgelöste Bildträgerblatt getragen wird, jedoch keine Zerstörung des auf ihm vorhandenen elektrofotografischen Tonerbildes zu befürchten ist. Weitere Einzelheiten eines derartigen Strömungstransportes finden sich in der US-Patentschrift 3 506 259.

Zur Fixierung der Tonerbilder auf den beiden Seiten des BiIdk trägerblattes kann praktisch jede Fixiervorrichtung verwendet werden, die diesen Zweck erfüllt. In Fig. 1 ist eine Fixiervorrichtung 90 dargestellt, die nach dem Prinzip der Wärmeeinwirkung und der Druckeinwirkung arbeitet. Sie besteht grundsätzlich aus zwei erhitzten, aufeinander einwirkenden Rollen, die in der dargestellten Richtung gedreht werden, so daß das Bildträgerblatt in Druckberührung zwischen ihnen hindurchgeführt wird. Durch die Rollen wird eine derartige Wärme übertragen und eine solche Druckeinwirkung erzeugt, daß die Tonerbilder dauerhaft an dem Bildträgerblatt fixiert werden. Nachdem dies geschehen ist, wird das Bildträgerblatt durch einen Bandtransport 91 einem Sammelfach 93 zugeführt, wo die fertigen Duplexkopien gesammelt und gelagert werden können.

Die bewegte fotoleitfähige Trommeloberfläche wird danach mit einer Faserbürste 48 in Berührung gebracht, die sich so schnell dreht, daß jeglicher nach der Bildübertragung noch vorhandene restliche Toner von der Trommeloberfläche entfernt wird. Dieser Toner kann an anderer Stelle gesammelt und aus der Maschine abgeführt werden. Die Funktion der Maschine bei der Erzeugung von Duplex-Kopien wird im folgenden anhand der Figuren 4 bis β eingehender beschrieben. Zunächst wird ein negativ geladenes seitenrichtiges erstes Bild 50 (Fig. 4)auf der fotoleitfähigen Trommel 10 erzeugt und in die Bildübertragungszone 26 transportiert. Ein Potential zwischen 2000 und 3500 Volt Gleichspannung

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wird an den Kern der Bildübertragungszwischenrolle 30 durch eine Spannungsquelle 43 angeschaltet. Während das Bild durch die Übertragungszone läuft, wird es elektrostatisch in bildmäßiger Verteilung von der fotoleitfähigen Trommeloberfläche auf die Oberfläche der Bildübertragungszwischenrolle übertragen, wo es vorübergehend gespeichert wird.

Das gespeicherte Bild wird auf der Bildübertragungszwischenrolle ±nerhalb eines geschlossenen Weges in der in Fig. 5 gezeigten Weise bewegt, so daß es nochmals in die Bildübertragungszone gelangt. Während dieser Zeit wird ein zweites, negativ geladenes Tonerbild 53 auf der fotoleitfähigen Trommeloberfläche erzeugt und zur Bildübertragungsstation transportiert, und zwar synchron mit dem ersten, auf der Bildübertragungszwischenrolle transportierten Bild. Dadurch lieffen die Vorderkanten beider Bilder ungefähr zum selben Zeitpunkt in der Bildübertragungszone ein. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird zuvor jedoch ein Bildträgerblatt 82 aus Papier o.a. in die Bildübertragungszone 83 geführt, und zwar kurz vor der Ankunft des ersten Tonerbildes. Die Vorderkante des Bildträgerblattes wird ausgerichtet und an der Bildübertragungszwischenrolle mit den Greifermechanismen 60 in beschriebener Weise befestigt.

Wie aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, bewegen sich das erste und zweite Tonerbild derart in den Berührungsbereich 26, daß das Bildträgerblatt zwischen beiden Bildern eingeschlossen wird. Während das Bildträgerblatt durch diesen Bereich hohen Spannungskontrastes bzw. durch die Bildübertragungszone 26 transportiert wird, wird das zweite Bild von der fotoleitfähigen Trommeloberfläche auf die Außenseite des Bildträgerblattes angezogen. Das erste Bild wird nun elektrisch an der Bildübertragungszwischenrolle gehalten, das zweite Bild in gleicher Weise am Bildträgerblatt.

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Während die Bildübertragungszwichenrolle in der dargestellten Richtung (Fig. 8) weitergedreht wird, erfolgt eine Abschaltung der Spannungsquelle mittels eines Schalters 56, und es wird das Bildübertragungskorotron 55 eingeschaltet. Wie bereits beschrieben, wird die Außenfläche des Bildträgerblattes nun mit einer positiven Koronaentladung behandelt, wodurch das zweite Bild auf der einen Seite des Blattes elektrostatisch anhaftet und gleichzeitig damit das erste Bild elektrostatisch von der Rollenoberfläche auf die andere Seite des Bildträgerblattes übertragen wird und an diesem anhaftet. Es hat sich gezeigt, daß ein hierzu geeigneter Koronagenerator, der einen Entladungsstrom von ca. 10 Mikroampere pro 2,5 cm erzeugt, das erste Bild auf das Bildträgerblatt in beschriebener Weise wirksam übertragen kann, wenn die Einrichtung mit Geschwindigkeiten über 50 cm pro Sekunde arbeitet und der Generator einen Abstand von der Bildübertragungszwischenrolle hat, der ca. 9,5 mm beträgt. Die Ausgangsleistung des Koronagenerators kann dadurch gemessen werden, daß ein leitfähiger Streifen bekannter Oberfläche auf einer isolierenden Unterlage angeordnet und in vorgegebenem Abstand vom Generator installiert wird. Durch elektrische Verbindung des Streifens mit der Abschirmung des Koronagenerators und Messung des Stromes zwischen beiden Elementen kann die Ausgangsleistung des Generators bestimmt werden. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, wird das Bildträgerblatt von der Bildübertragungszwischenrolle abgelöst und der Fixiervorrichtung zugeführt, so daß die auf ihm enthaltenen Tonerbilder dauerhaft fixiert werden können.

Fig. 9 zeigt eine Ab-änderung der für das erfindungsgemäße Verfahren gezeigten Einrichtung, durch die eine dauerhafte Duplexkopie vor der Ablösung des Bildträgerblattes von der Bildübertragungszwischenrolle 30 allein durch Druckeinwirkung erzeugt werden kann. Wie bereits beschrieben, läuft das zweite Bild innerhalb der Bildübertragungszone 26 durch das elektrische Feld und wird elektrisch von der fotoleitfähigen Schicht auf . die Außenfläche des Bildträgerblattes übertragen. Nach dieser

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Bildübertragung wird das Blatt zu einer Drucke inwirkungs station 151 bewegt, die zwischen der Bildübertragungsstelle 26 und der Blattzuführungsstelle 83 liegt. In der Druckeinwirkungsstation ist eine drehbare Andruckrolle 155 vorgesehen, die mit einer relativ harten Arbeitsfläche versehen ist. Die Rolle ist an einem beweglichen Arm 156 gelagert und kann in seitlicher Richtung wahlweise in Druckberührurig mit der Oberfläche des Zylinders 131 gebracht werden. Die zeitliche Bewegung der Andruckrolle wird durch das Hauptantriebssystem der Maschine gesteuert und durch einen Nocken 159 erzeugt. Beim Betrieb wird die Andruckrolle 155 laufend in der dargestellten Richtung gedreht und periodisch in Druckberührung mit der Bildübertragungszwischenrolle gebracht, so daß das zwischen ihnen hindurchgeführte Bildträgerblatt nach der zweiten Bildübertragung beeinflußt wird. Es ist ferner eine Vorrichtung zur Abgabe von Siliconöl auf die Andruckrolle vorgesehen. Diese Vorrichtung 158 bringt eine dünne Ölschicht auf die Rollenoberfläche auf, die ein Offsetverhalten oder eine Übertragung des Toners vom Bildträgerblatt auf die Andruckrolle verhindert.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder mit druckempfindlichen Tonerarten, beispielsweise mit eingekapselten Tonerteilchen gemäß US-Patentschrift 2 953 470, oder mit wärmeempfindlichen Tonerarten durchgeführt werden, wie sie gleichfalls bekannt sind. Wenn ein druckempfindlicher Toner verwendet wird, können die beiden auf dem Bildträgerblatt vorhandenen Bilder in einfacher Weise durch die Druckeinwirkung an der Station fixiert werden. Dabei sind Druckwerte zwischen 2,8 und 21 at normalerweise ausreichend.

Zur Entfernung des Bildträgerblattes von der Rolle wird das Blatt auf der Rollenoberfläche nochmals an die Station 83 bewegt. Hier wird der Hebelarm 63 in seine voll angehobene Lage gebracht, so daß das Blatt über den Rollenumfang hinaus angehoben wird. Während die Rolle in der dargestellten Richtung

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weitergedreht wird, gelangt das angehobene Blatt über die Abstreifschiene 189, die es der Fixiervorrichtung 190 zuführt. Das Blatt wird durch die Fixiervorrichtung mittels eines Transportes 91 geführt, dabei werden die warmeempfindlichen Bilder dauerhaft an den beiden Seiten des Bildträgerblattes fixiert. Die Fixiervorrichtung ist nur dann verwendbar, wenn hitzempfindliche Toner vorgesehen sind. Bei druckempfindlichen Tonern kann dieser Behandlungsschritt entfallen, wozu die Heizvorrichtung z.B. ausgeschaltet wird. Die Duplexkopieblätter werden dann aus der Fixiervorrichtung herausgebracht und in einem Sammelfach 93 gelagert.

Vorstehend wurde ein vorteilhaftes Verfahren zur Erzeugung einer Duplexreproduktion vorgegebener Originalbilder beschrieben. Dabei wurde die Entwicklung der Bilder mit negativ geladenen Tonerteilchen vorausgesetzt. Dies ist lediglich ein Beispiel, das den Grundgedanken der Erfindung in keiner Weise einschränken soll. Beispielsweise ist es möglich, ein Trägermaterial und ein Tonermaterial für den Entwicklerstoff zu verwenden, die unterschiedliche Ladungswechselwirkungen zeigen, so daß ein Toner auf die fotoleitfähige Schicht aufgebracht werden kann, der durch Reibungselektrizität positiv aufgeladen ist. Dies erfordert natürlich eine ähnliche Änderung für alle anderen verwendeten Ladungspolaritäten. Die Bezugnahme auf positive P oder negative Ladungen ist also lediglich zur Klärung der Zusammenhänge vorgesehen, insgesamt können alle Polaritäten auch umgekehrt sein.

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Claims (12)

1. 2182317

   Patentansprüche

   \2jss Verfahren zur Herstellung einer Duplexkopie durch sukzessives Übertragen zweier auf einem Aufzeichnungsträger erzeugter geladener PulverMlder auf die beiden Seiten eines Bildträgerblattes, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine elektrische Spannung führendes Übertragungselement zur Übertragung des ersten Pulverbildes auf seine Oberfläche mit dem Aufzeichnungsträger in elektrische Wechselwirkung gebracht wird, daß das Bildträgerblatt mit seiner Rückseite auf das mit dem Pulverbild versehene Übertragungselement aufgebracht wird, daß das Übertragungselement nochmals zur Übertragung des zweiten Pulverbildes auf die Vorderseite des Bildträgerblattes mit dem Aufzeichnungsträger in elektrische Wechselwirkung gebracht wird und daß das erste Pulverbild vom Übertragungselement auf die Rückseite des Bildträgerblattes übertragen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des ersten Bildes von dem Übertragungselement auf das Bildträgerblatt durch Druckeinwirkung auf das auf dem Übertragungselement angeordnete Bildträgerblatt erfolgt, wodurch die Bilder auf beide Seiten des. Bildträgerblattes übergehen, und daß das Bildträgerblatt vom Übertragungselement abgelöst wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinwirkung so bemessen ist, daß die Bilder auf dem Bildträgerblatt dauerhaft fixiert v/erden und daß vor der Druckeinwirkung die elektrische Spannung von dem Übertragungselement entfernt wird.

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4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement zur Übertragung des ersten Bildes auf das Bildträgerblatt in einen Bereich geringer Spannungsunterschiede bewegt wird und daß eine Koronaentladung auf die dem ersten Bild abgewandte Seite des Bildträgerblattes zur Einwirkung gebracht wird, um das erste Bild auf die andere Seite des Bildträgerblattes zu übertragen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildträgerblatt vom Übertragungselement abgelöst wird und daß beide Bilder auf ihm fixiert werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einwirkung der Koronaentladung die elektrische Spannung vom Übertragungselement abgeschaltet wird.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein fotoleitfähiger Aufzeichnungsträger (10) in Form einer drehbaren Trommel vorgesehen ist, dem in Abwälzberührung eine Bildübertragungszwischenrolle (30) zugeordnet ist, an die eine Spannungsquelle (43) anschaltbar ist, daß der Bildübertragungszwischenrolle eine Transportvorrichtung (27) zur Zuführung von Bildträgerblättern (82) zugeordnet ist und daß die BiIdübertragungszwischenrolle (30) mit einem Greifermechanismus (6o) versehen ist, die die Vorderkante eines jeweils zugeführten Bildträgerblattes (82) auf der Bildübertragungszwischenrolle (30) lösbar befestigt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Bildübertragungszwischenrolle (30) in einem Bereich geringen Spannungsunterschiedes gegenüber anderen Elementen eine Korona-Entladungsvorrichtung (55) zugeordnet ist, deren Polarität eine elektrostatische Übertragung eines auf der Bildübertragungszwischenrolle (30) vorhandenen Tonerbildes auf ein auf der Bildübertragungszwischenrolle (30) aufliegendes Bildträgerblatt (82) bewirkt, und daß eine Ablösevorrichtung (89)

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   zur Entfernung eines Bildträgerblattes (82) von der Bildübertragungszwischenrolle (30) vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktvorrichtung (40, 41) zur Abschaltung der elektrischen Spannung von der Bildübertragungsrolle (30) vor der Einwirkung der Koronaentladung- vorgesehen ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fixiervorrichtung (90) zur Fixierung der Tonerbilder auf den beiden Seiten des Bildträgerblattes (82) vorgesehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andruckvorrichtung (155) an der Bildübertragungszwischenrolle (30) angeordnet ist, die durch Druckeinwirkung auf ein auf der Bildübertragungszwischenrolle (30) vorhandenes Bildträgerblatt (82) eine Bindung der Bilder auf den beiden Seiten des Bildträgerblattes (82) und gleichzeitig eine Übertragung des ersten Tonerbildes von der Bildübertragungszwischenrolle (30) auf das Bildträgerblatt (82) bewirkt.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckvorrichtung (155) eine Druckrolle ist, die relativ zu der Bildübertragungszwischenrolle (30) bewegbar ist, und daß eine Steuervorrichtung (156, 159) vorgesehen ist, die die Andruckrolle (155) wahlweise an die Bildübertragungszwischenrolle (30) heranbewegt.

    209829/OOU?