DE2232513B2

DE2232513B2 - Verfahren zur Übertragung eines Ladungsbildes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2232513B2
Application number: DE19722232513
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Phys. Dr. 6239 Fischbach Bock; Helmut 6000 Frankfurt Jahn
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1972-07-03
Publication date: 1979-03-22
Also published as: DE2232513A1; AU476550B2; JPS50101035A; FR2191161B1; GB1418385A; NL7308738A; AU5758173A; FR2191161A1; DE2232513C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung eines Ladungsbildes von einer elektrisch isolierenden Trägerfläche, die eine elektrisch leitende Rückseite aufweist, auf ein blatt- oder bandförmiges Bildempfangsmaterial mit einer elektrisch isolierenden Bildempfangsschicht und elektrisch isolierender Rückseite, bei dem die Trägerfläche und das Bildempfangsmaterial längs einer vorgegebenen Strecke im virtuellen Kontakt miteinander entlang einer Trommel geführt und anschließend voneinander getrennt werden, wobei zu Beginn der Kontaktstrecke die Rückseite des Bildempfangsmaterials in Berührung mit einem elektrisch leitenden, mit der Rückseite der Trägerfläche elektrisch verbundenen Führungselement steht, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Auf dem Gebiet der Elektrofotografie sind bereits zahlreiche Verfahren bekanntgeworden, bei denen im allgemeinen zur Ladungsübertragung ein äußeres elektrisches Feld angewandt wird. Demgegenüber beschreibt die DE-OS 18 10 757 eine Vorrichtung, bei der ohne Anwendung eines zusätzlichen äußeren Feldes die Bildübertragung von einem Fotoleiter auf ein Bildempfangsmaterial erfolgt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind sowohl eine hintere als auch eine vordere Metallrolle geerdet, mittels dc-nen das Bildempfangsmaterial im virtuellen Kontakt mit dem Fotoleiter auf der Trommel geführt ist, so daß der leitende Schichtträger des Bildempfangsmaterials auf dem gleichen Potential liegt wie der ebenfalls geerdete leitende Schichtträger des Fotoleiters. Die Bildübertragung kann jedoch bei dieser Vorrichtung nur bei einem Potential des Ladungsbildes auf dem Fotoleiter in der Größenordnung von einigen hundert Volt erfolgen. Bei dem bekannten Verfahren kann auch ohne Metallrollen gearbeitet werden, jedoch leidet dabei die Bildqualität, da nur eine geringe Ladungsmenge übertragen wird.

Die DE-OS 14 72 978 betrifft eine Vorrichtung, bei d^r ein bandförmiges Bildempfangsmaterial zu Beginn der Kontaktstreckt mit einer Rolle in Kontakt kommt, an die eine der Ladungsübertragung entgegenwirkende Spannung angelegt wird, um die Ladungsübertragung von der Oberfläche des Fotoleiters auf einer Trommel auf das Bildempfangsmaterial zu verhindern. Die Ladungsübertragung erfolgt erst an der Stelle, an der eine Andruckrolle an der Trommel anliegt, wobei zwischen der Trommel und der Andruckrolle keine Spannungsdifferenz besteht, da beide geerdet sind. Die erste Rolle ist vom übrigen System elektrisch isoliert und an eine der Ladungsübertragung entgegenwirkende Gleichspannungsquelle angeschlossen, die eine Spannung von null bis mehreren hundert Volt liefern kann.

Bei den bekannten elektrofotografischen Ladungsübertragungsverfahren ist man bisher stets davon ausgegangen, daß ein Mindestpotential in der Größen-

Ordnung von etwa 500 Volt der auf dem Fotoleiter sitzenden Ladungen vorhanden sein muß, damit diese auf ein Bildempfangsmaterial übertragen werden können. Erst ab diesem Mindestpotential auf dem Fotoleiter erfolgt bei Verfahren, die ohne zusätzliche äußere Felder arbeiten, eine Ladungsübertragung, wobei sich ein scharfer Übergang zwischen übertragbarer Ladungsdichte und nicht übertragbarer Ladungsdichte und eine dementsprechend steile Gradation ergeben, d. h. die Trennung von Ladungsbereichen, die einer weißen Bildstelle auf solche, die einer schwarzen Bildstelle entsprechen, vollzieht sich beim Übertragen in einem sehr schmalen Bereich, so daß schon geringe Spannungsschwankungen sowie Material Veränderungen des Fotoleiters die Gleichmäßigkeit der Kopienqualität beeinträchtigen.

Wegen des Potentials von einigen hundert Volt des Ladungsbildes auf dem Fotoleiter kann es auch erforderlich sein, zusätzlich eine Spannungsquelle vorzusehen, die eine der Ladungsübertragung in einem Abschnitt entgegenwirkende Spannung an eine KoMe anlegt, die mit dem Bildempfangsmaterial in Kontakt steht.

Die US-PS 32 40 596 betrifft ein elektrofotografisches Kopiergerät, bei dem das Bildempfangsmaterial mit einer Ladung entgegengesetzter Polarität zu derjenigen des geladenen Fotoleiiers auf einer Trommel aufgeladen wird. Es sind Andruckrollen am Anfang und am Ende der Kontaktstrecke zwischen dem Bildempfangsmaterial und der Fotoleitertrommel vorgesehen, die jo isoliert sind, während eine v/eitere Andruckrolle die Ladungsübertragung bewirkt. Diese Rolle ist an eine Spannungsquelle angeschlossen, die eine Spannung bis zu einigen Tausend Volt liefert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren i=> zusammen mit einer Vorrichtung zu seiner Durchführung anzugeben, mit denen die Gleichmäßigkeit der Kopienqualität durch einen weniger scharfen Übergang von Ladungsbereichen für weiße Bildstellen zu Ladungsbereichen für schwarze Bildstellen und umgekehrt, d. h. durch eine flachere Gradation verbessert werden soll, ohne daß zusätzliche äußere Felder für die Ladungsübertragung erforderlich sind.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Rückseite des Bildempfangsbereichs im Bereich des Endes der Kontaktstrecke gegenüber der elektrisch leitenden Rückseite der Ttägerfläche bzw. gegerrüber dem am Anfang der Kontaktstrecke abgeordneten Führungselement elektrisch isoliert oder hochohmig >o von diesem getrennt geführt wird.

Weitere Maßnahmen zur Durchführung des Verfahrens bzw. zur Anwendung des Verfahrens sind aus dem Patentanspruch 2 b,?.w. 3 ersichtlich.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine fotoleitfähige Aufzeichnungstrommel auf, über die ein Bildempfangsmaterial längs einer vorgegebenen Strecke in virtuellem Kontakt geführt ist, mit zwei auf einem bestimmten Potential liegenden, im Bereich des Beginns bzw. des Endes der Kontaktstrecke parallel zur Trommel angeordneten Führungselementen, die das Bildempfangsmaterial gegen die Trommel andrücken und zeichnet sich dadurch aus, daß das im Bereich des Endes der Kontaktstrecke angeordnete Führungselement nnt dem im Bereich des Beginns der t5 Kontaktstrecke angeordneten, in bekannter Weise als Metallwalze ausgebildeten Führungselement hochohmig verbunden oder elektrisch isoliert gegenüber diesem angeordnet ist.

Weiterbildungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 5 bis 8.

Mit der Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß eine große Ladungsmenge schon bei einem Potential des Ladungsbildes in der Größenordnung von 120 Volt bis 160 Volt übertragen wird, wodurch fein unterteilte, weniger steile Gradationsstufen erhalten werden,, die bessere Bildqualitäten liefern und keinen so abrupten Ladungsanstieg mit sich bringen, wie er bei Ladungsbild-Potentialen von einigen hundert Volt auftritt, und daß eine schwierig durchzuführende Justierung von Energiequellen für zusätzliche äußere Felder, wie sie in den meisten bekannten Verfahren für die Ladungsübertragung verwendet werden, entfällt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Anordnung für die Ladungsbildübertragung nach d :m Stand der Technik und ein Diagramm des elektrischen Potentials Ui auf dem Bildempfangsmaterial gegenüber dem Potential U\ des Ladungsbildes auf dem Fotoleiter,

Fig.' in schematischer Darstellung eine Anordnung für die Ladungsbildübertragung mit einem entsprechenden Diagramm wie in F i g. 1 nach der Erfindung,

F i g. 3a, 3b, 3c das Potential des Ladungsbildes; auf dem Fotoleiter bzw. auf dem Bildempfangsmaterial in Abhängigkeit von der auf den Fotoleiter eingestrahlten Lichtmenge,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Anordnung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung nach der Erfindung, bei der Einzelblätter als Bildempfangsmaterial verwendet werden.

In der Anordnung nach Fig. 1 steh», ein Bildempfangsmaterial 2, z. B. eine Papierbahn über dnen Umschlingungswinkel von 90° mit einem auf eine Trommel aufgespannten Fotoleiter 1 in Kontakt. Am Anfang und am Ende einer Kontaktstrecke 3 liegt die Rückseite des Bildempfangsmaterials 2 jeweils an einer geerdeten Metallwalze 4 bzw. 5 an. Den Fotoleiter 1 lädt eine Korona 6 auf. Das elektrische Potential U\ auf der Oberfläche des Fotoleiters 1 wird mit Hilfe einer Meßeinrichtung 7 gemessen. Das elektrische Potential Ui auf der Oberfläche des Bildempfangsmaterials 2, das durch Ladungsübertragung von dem Fotoleiter 1 erhalten wird, mißt eine weitere Meßeinrichtung 8. Das Diagramm in F i g. 1 zeigt den Zusammenhang zwischen U\ und U2. Erst ab einem bestimmten Potential Uu) auf der Oberfläche des Fotobiters 1 baut sich ein Potential Ui auf -J.;m Bildempfangsmaterial 2 auf und steigt dann in etwa linear mit der Spannung U) an.

In Fig. 3a ist die Abhängigkeit des Potentials U\, in den F i g. 3b und 3c die Abhängigkeit des Potentials Ui von der Belichtung dargestellt. Die Kurve U\ in F i g. 3a zeigt die üblich? Abhängigkeit des Potentials der Ladungen auf dem Fotoleiter von der Belichtung. Die Steilheit dieser Kurve ist ein Maß für die fotografische Empfindlichkeit des Fotoleiters.

Aus der Kurve U₇ in F i g. 3b ist ersichtlich, daß das elektrische Potential auf der Papieroberfläche entsprechend der Belichtung des Fotoleiters rasch abnimmt und Null bei dem Wert der Belichtung beträgt, bei dem das Potential lh der Fotoleiteroberfläche den Wert t/,o erreicht hat.

Demgegenüber läßt sich nach der Erfindung ein

günstigerer Zusammenhang bei der Ladungsübertragung erreichen als zuvor erörtert wurde.

Ein Vergleich der schematischen Darstellungen in den Fig. 1 und 2 zeigt, daß sich die Anordnungen lediglich dadurch unterscheiden, daß bei der Anordnung gemäß F i g. 2 das die Ladung aufnehmende Bildempfangsmaterial 1 am Anfang der Kontaktstrecke 3 auf der Rückseite durch die Walze 4 mit Erde verbunden ist, dagegen am Ende der Kontaktstrecke 3 keine derartige Erdung mehr vorhanden ist. Die Walze 5 fehlt also in F i g. 2.

Das überraschende F.rgcbnis, das mit dieser Anordnung erhalten wird, ist im Diagramm der F i g. 2 dargestellt. Aus dem Diagramm ist zu ersehen, daß das elektrische Potential U₂ an der Oberfläche des Bildempfangsmaterials 2 bei gleichem Potential U\ von ii 1000 Volt wie im Diagramm nach Fig. I um rund ein Drittel höher als bei dem bekannten Verfahren ist. Dieses Potential Ui beträgt 160 Volt, bei dem Potential Widerstände R\ und R] ergibt, sehr groß ist. Eine Walz 21 arbeitel als weitere Führungswalze für die Papier bahn und beeinflußt gemeinsam mit ihrem Widerstani R) den Ladungsübertragungsprozeß möglichst wenig da R] im Vergleich zu R\ nicht klein ist.

Bei dem Verfahren nach Fig. 1, das mit zwe geerdeten Metallwalzen arbeitet, verläuft die Potential kurve Ui ziemlich steil und schneidet die Abszisse an de Stelle, an der das Potential U\ des Fotoleiters auf dei Wert U\oabgesunken ist.

Rs ist deutlich 7\\ erkennen, daß der Hbcrgani /wischen weißen und schwarzen Bildbereichen keil stetiger Übergang ist. sondern dall an der Schnittstcll· der Potentialkurve mit der Abszisse ziemlich schlagarm] eine recht steile Gradationskurve beginnt. Dcmgcgcn über zeigt die Potentialkurve bei dem erfindungsgcmä ilen Verfahren einen stetigen Verlauf, d. h. eine stetig Beziehung zwischen dem elektrischen Potential de

VrJt n*»m(TAiTf»ni'ik<ir ic! riac f>lr»L· tricoho Urw-hf-iKmiiT^n P'ir»if>rK'»hn nnri tier R*>iu~hliinnr Παι

Potential lh nach Fig. I nur 120 Volt bei einem Potential U₁ gleich 1000 Volt.

Des weiteren tritt ein Grenzpotential ί A₀ nicht mehr auf. Vielmehr erfolgt eine meßbare Aufladung der Oberfläche des Bildempfangsmaterials 2 bereits bei sehr kleinen Potentialen U] auf der Oberfläche des Fotolei- :> ters.

Die Kurve 'n Fig. Jc zeigt, daß das Potential Ui der Oberfläche des Bildempfangsmaterials 2 mit steigender Belichtung ebenso asymptotisch gegen Null geht wie das Potential U\ auf der Oberfläche des Fotoleiters so (F ig. 3a).

Die vergrößerte Ansicht der F i g. 4 läßt erkennen, daß das Bildempfangsmaterial 2 z. B. eine mehrschichtige Papierbahn mit einer hochohmigen Oberflächenschicht 9 ist. Die darunter liegende Papierschicht 10 ist ü im Vergleich zu der Oberflächenschicht 9 verhältnismäßig niederohmig. Es handelt sich beispielsweise um holzfreies Normalpapier (70 g/m-), dessen elektrische Leitfähigkeit erhöht ist. Auf der Rückseite weist die Papierbahn eine als niederohmiger Rückstrich ausgebildete Schicht 12 von etwa 4 μιη Dicke und einen Oberflächenwiderstand von etwa 2-10 · 10^q Ohm/cm² auf.

Die Rückseite des Fotoleiters 1 auf der Trommel 1 ist geerdet. Ein Ladungsfluß im Bereich der Auftrennstelle ^J5 ,4 wird verhindert, da der Widerstand, der sich aus einer Parallelschaltung der beiden in Fig. 4 angedeuteten Bereich hoher Belichtung (weiße Bereiche) bei diesen Verfahren verbleibende Rest-Potential auf der Oberflä ehe der Papierbahn kann mit Hilfe einer Entwickclclek trode kompensiert werden, so daß auf den Kopien keil Untergrund mehr vorhanden ist. Die Entwicklungselck trodcnspannung wird dabei zweckmäßigerweise si gewählt, daß eine Schwankung der Beüchlungv ode Potcr.tialwerte auf die Kopie ohne sichtbaren Einflui bleibt, ^s kann also mit einer Gegenspannung Uh (vg Fig. 3c) gearbeitet werden, die in einem Bereich de Potcntialkurve liegt, in weichem diese schon ausrei chend flach verläuft.

Für die Verwendung von Einzelblättern als Bildemp fangsmaterial in Kopiergeräten ist die schematisch ii F i g. 5 dargestellte Vorrichtung geeignet. In dieser win das Einzelblatt mit Hilfe eines umlaufenden Bandes 1! gegen die Fotoleitertrommel I gedrückt. Das Band is um drei Rollen 16, 17 und 18 geführt und besteht au einem Kunststoff, dessen elektrische Leitfähigkeit dei oben genannten Bedingungen genügt.

Das Blait wird mittels einer geeigneten, nich dargestellten Vorrichtung, z. B. Finger, die in eine Nu am Rande der Trommel unter das Blatt greifer abgehoben und von der Trommel getrenni. Mit Hilfi zweier weiterer Walzen 19 und 20 wird das al Einzelblatt verwendete Bildempfangsmaterial 2 zu eine nicht gezeigten Entwicklungsstation, beispielsweise eim mit Flüssigentwickler gefüllte Wanne, geführt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

I !■■ι Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung eines Ladungsbildes von einer elektrisch isolierenden Trägerfläche, die eine elektrisch leitende Rückseite aufweist, auf ein blatt- oder bandförmiges Bildempfangsmaterial mit einer elektrisch isolierenden Bildempfangsschicht und elektrisch isolierender Rückseite, bei dem die Trägerfläche und das Bildempfangsmaterial längs einer vorgegebenen Strecke im virtuellen Kontakt miteinander entlang einer Trommel geführt und anschließend voneinander getrennt werden, wobei zu Beginn der Kontaktstrecke die Rückseite des Bildempfangsmaterials in Berührung mit einem elektrisch leitenden, mit der Rückseite derTrägerfläche elektrisch verbundenen Führungselement steht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung auf ein Bildempfangsmaterial dessen Rückseite gegenüber der Bildempfangsschicht einen kleineren Oberfiächenwiderstand hat, die Rückseile des Bildempfangsmaterial im Bereich des Endes der Kontaktstrecke gegenüber der elektrisch leitenden Rückseite der Trägerfläche bzw. gegenüber dem am Anfang der Kontaktstrecke angeordneten Führungselement elektrisch isoliert oder hochohmig von diesem getrennt geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Bildempfangsmaterials von der Stelle der Berührung mit dem elektrisch leitenden FtiVungselement an längs einer Strecke berührungsfrei geführt wird, die zumindest doppelt so lang ist wie die Strecke virtuellen Kontakts.

3. Anwendung des Verwahrers nach Anspruch 1 oder 2 zur Übertragung auf ein Bildempfangsmaterial aus Papier, dessen Bildempfangsschicht einen Oberflächenwiderstand von 10" bis 10¹² Ohm/cm² und dessen Rückseite einen Oberflächenwiderstand von 10⁸ bis 10⁹ Ohm/cm² hat.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einer fotoleitfähigen Aufzeichnungstrommel, über die ein Bildempfangsmaterial längs einer vorgegebenen Strecke in virtuellem Kontakt geführt ist, mit zwei auf einem bestimmten Potential liegenden, im Bereich des Beginns bzw. des Endes der Kontaktstrecke parallel zur Trommel angeordneten Führungselementen, die das Bildempfangsmaterial gegen die Trommel andrücken, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bereich des Endes der Kontaktstrecke angeordnete Führungselement (21, 20) mit dem im Bereich des Beginns der Kontaktstrecke angeordneten, in bekannter Weise als Metallwalze (4) ausgebildeten Führungselement hochohmig verbunden oder elektrisch isoliert gegenüber diesem angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwalze (4) geerdet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Endes der Kontaktstrecke angeordnete Führungselement eine isoliert angeordnete Metallwalze (21) ist, die über einen hochohmigen Widerstand (R₃) auf dem Potenttal der im Bereich des Beginns der Kontaktstrecke (3) angeordneten Metallwalze (4) liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bereich des Endes der Kontaktstrecke (3) angeordnete Führungselement von einem hochohmigen Walzenpaar (19, 20)

gebildet ist, das so angeordnet ist, daß das Bildempfangsmaterial (2) tangential von der Trommel an der gewünschten und durch den Umschlingungswinkel festgelegten Stelle abgezogen wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein um Rollen (16, 17, 18) geführtes, endloses hochohmiges Führungsband (15) aufweist, mit dem das Bildempfangsmaterial (2) längs der vorgegebenen Strecke in virtuellem Kontakt über die Aufzeichnungstrommel geführt ist.