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Elektrophotographisches Kbpiexverfahren und elektrophotograhi-
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sche Kopiervorrichtung Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches
oder elektrostatisches Kopierverfahren und eine elektrophotographische oder elektrostatische
Kopiervorrichtung und insbesondere ein elektrophotographisches oder elektrostatisches
Kopierverfahren, bei dem ein auf der Oberfläche eines Bildträgers ausgebildetes
latentes elektrostatisches Bild mit einem Entwickler entwickelt wird, der aus einem
leitenden oder halbleitenden Tonermaterial besteht.
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Es sind bereits elektrophotographische Verfahren vorgeschlagen worden,
bei denen ein latentes elektrostatisches Bild auf der
Oberfläche
eines Bildträgers mit einem Entwickler entwickelt wird, der aus einem leitenden
oder halbleitenden Tonermaterial besteht. In der US-PS 3 166 432 wird beispielsweise
ein Verfahren beschrieben, bei dem die Oberfläche eines leitenden Elementes zum
festhalten des Entwicklers mit Entwicklerteilchen einheitlich bedeckt wird und anschließend
die Entllicklerteilchen mit dem latenten elektrostatischen Bild auf der Oberfläche
des Bildträgers in Berührung gebracht werden, um eine elektrische ladung durch die
elektrostatische Kraft des latenten elektrostatischen Bildes in den Entwicklerteilchen
zu induzieren, damit dadurch die Entwicklerteilchen am latenten elektrostatischen
Bild haften. Bei diesem Verfahren werden die Entwicklerteilchen in Borm einer Schicht
auf der Oberfläche des leitenden Elementes zum Festhalten des Entwicklers, beiæpielsweise
durch van der Waal'sche Kräfte festgehalten und stehen das den Entwickler festhaltende
Element und der Bildträger über die Schicht aus Entwicklerteilchen miteinander in
Kontakt. Dieser Kontakt hat zur Polge, daß eine große elektrische ladungsmenge vom
leitenden Element zum Pesthalten des Entwicklers zu den leitenden Entwicklerteilchen
fließt. Diese ladung fließt durch die leitende Entwicklerschicht und erreicht die
Teilchen, die sich in der Nähe der Vorderfläche der Entwickierschicht, d.h. in der
Nähe des Kontaktpunktes mit der das latente elektrostatische Bild bildenden elektrischen
Ladung befinden. Daraufhin wird an dieser Stelle eine große elektrische ladungsmenge
aufgebaut, Auf diese Weise ziehen die in den leitenden Entwicklerteilchen induzierte
elektrische Ladung und die das latente elektrostatische Bild bildende elektrische
ladung- einander an, so daß sich die vom Element zum Festhalten des Entwicklers
angezogenen Entvlieklerteilchen von der Oberfläche dieses Elementes lösen und an
der Oberfläche des Bildträgers haften. Dieses Entwicklungsverfahren ist dann vorteilhaft,
wenn ein Bild mit einem großen Bildflächenbereich oder mit einer gleichmäßigen Tönung
erhalten werden soll, es hat jedoch den Nachteil, daß die Entwicklerteilchen auf
der Oberfläche des Bildträgers selbst bei einer geringen Restladungsmenge im
bildfreien
Plächenbereich auf der Oberfläche des Bildträgers haften, da die induzierte ladung
sehr leicht und schnell in den Entwicklerteilchen auftritt, was zur Folge hat, daß
sich im entwickelten Bild starke Schleierbildungen zeigen.
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Um diesen Mangel zu beheben, wird in der US-PS 3 909 258 und der FR-PS
2 176 143 ein elektrophotographisches Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein latentes
elektrostatisches Bild unter Verwendung eines leitenden oder halb leitenden Tonermaterials
entwickelt wird, das aus feinen Teilchen eines Gemisches aus einem ferromagnetischen
Material, einem Kunstharz und Ruß besteht. Bei diesem Verfahren kann die Entwicklung
unter Verwendung einer magnetischen Bürste erfolgen, so daß der Entwickler magnetisch
auf der Oberfläche des Elementes zum Festhalten des Entwicklers gehalten wird. Da
somit die Anziehungskraft, die die Entwicklerteilchen an die Oberfläche des leitenden
Elementes zum Festhalten des Entwicklers anzieht, größer als die van der lfaallschen
Kräfte ist, können unendSaschte Erscheinungen, beispielsweise Schleierbildungen,
in geringem Maße verhindert werden. Das Fließen der elektrischen Ladung vom leitenden
Element zum Halten des Entwicklers zum leitenden Tonermaterial an der vordersten
Fläche der magnetischen Bürste erfolgt immer noch sehr schnell und die elektrostatische
Kraft zwischen den induzierten Ladungen und der Restladung im bildfreien Flächenbereich
überwindet die magnetische Kraft, was dazu führt, daß Tonermaterial an der vordersten
Fläche der magnetischen Bürste am bildfreien Flächenbereich des elektrostatischen
Bildträgers haftet. Das Problem der Schleierbildung kann durch dieses Verfahren
daher nicht gelöst werden.
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Vom Standpunkt der Vermeidung von Schleierbildungen aus hat das herkömmliche
Verfahren unter Verwendung einer magnetischen Bürste und eines 2weikomponentenentwieklerso
der aus einem Trägermaterial aus Eisenteilchen mit einer Größe von 200 bis 500 Mesh
und einem Tonermaterial mit relativ hohem Widerstand besteht, das ein Harzpulver
mit einer Größe von 5 bis 50 µ und ein Pigment
als Hauptbestandteile
umfaßt, den Vorteil, daß die elektrische Rest ladung am bildfreien Bereich des elektrostatischen
Bildträgers im wesentlichen dadurch entfernt werden kann, daß eine Vorspannung mit
der Polarität des elektrostatischen Bildes an das Element zum Festhalten des Entwicklers
angelegt wird. Wenn jedoch ein Tonermaterial mit hoher Leitfähigkeit verwandt wird,
fließt eine elektrische Ladung von der Vorspannungsquelle durch das Tonermaterial
zum Bildträger, wodurch der Bildträger aufgeladen wird. Diese Aufladung hat den
Nachteil, daß das Tonermaterial am Bildträger haftet. Eine Vorspannung kann daher
im Gegensatz zu dem Fall, in dem das Tonermaterial hochohmig ist, in diesem Fall
nicht verwandt werden.
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Um den der Verwendung einer Vorspannung zuzuschreibenden und oben
erwähnten Mangel zu beseitigen, wäre es denkbar, ein Verfahren zu verwenden, das
in der japanischen Offenlegungsschrift 3932/73 vorgeschlagen wird und bei dem ein
Zweikomponentenentwickler verwandt wird, der einen Toner mit einem relativ hohen
Widerstand enthält. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren ist die
Vorspannung derart bemessen, daß sie sich automatisch dem Potential des latenten
elektrostatischen Bildes entsprechend ändert, was dadurch erreicht wird, daß ein
Vorspannungskondensator elektrisch mit dem Element zum Festhalten des Entwicklers
verbunden ist. Selbst wenn dieses Verfahren in dem Fall angewendet wird, bei dem
ein lonermaterial mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit verwandt wird, wird
das den Entwickler haltende Element infolge der Leitfähigkeit der Oberfläche des
Elementes ein Speicher hoher elektrischer ladung für das leitende oder halbleitende
Tonermaterial. Das entspricht aber im wesentlichen dem Fall, in dem das den Entwickler
festhaltende Element mit einer anderen Ladungsquelle verbunden ist.
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Bei der Elektrophotographie oder beim elektrostatischen Kopieren besteht
das gebräuchlichste Verfahren darin, ein mit einem Donermaterial entwickeltes Bild
auf der Oberfläche eines elektrostatischen Bildträgers auszubilden und das Bild
auf die Oberfläche
eines Empfängermaterials zu übertragen. Es ist
bereits eine sehr wirkungsvolle Coronaübertragung vorgeschlagen, um ein unter Verwendung
eines Tonermaterials mit hohem Widerstand entwickeltes Bild zu übertragen. Dieses
Verfahren hat eine breite kommerzielle Verwendung gefunden. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß die Anwendung der herkömmlichen Coronaübertragung zur direkten Übertragung von
unter Verwendung eines leitenden oder halbleitenden Tonermaterials entwickelten
Bildern keine sehr gute Bildübertragung liefert, da das Tonermaterial sich während
der Übertragung in starkem Maße zerstreut und somit die Begrenzungen beispielsweise
von Buchstaben oder ähnlichen Bildelementen sich verwischen. In der US-PS 3 123
483 wird ein Versuch beschrieben, bei dem ein magnetisch anziehbares Tonermaterial,
wie es oben beschrieben wurde, als leitendes oder halbleitendes Tonermaterial verwandt
wird und unter Verwendung magnetischer Kräfte übertragen wird. Dieses Verfahren
hat jedoch den Nachteil, daß starke magnetische Einrichtungen erforderlich sind,
um eine magnetische Kraft zu erzeugen, die die elektrostatische Anziehungskraft
zwischen dem Tonermaterial und der das latente elektrostatische Bild bildenden Ladung
überwindet. Untersuchungen haben ergeben, daß die Übertragung praktisch unmöglich
ist, wenn die magnetische Kraft so groß ist, wie sie zum Halten des Entwicklers
auf der Oberfläche des Elementes zum Festhalten des Entwicklers verwandt wird. Die
oben erwähnte ER-PS 2 t76 143 beschreibt die Möglichkeit, eine Spannung mit Hilfe
einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise leitenden Walzen, bei der elektrostatischen
tbertragung direkt an die Rückfläche des Empfängermaterials ansulegen. Bei diesem
Verfahren kann das Verwischen der Buchstaben oder ähnlicher Bildelemente zwar verhindert
werden, wenn jedoch kein Empfängermaterial sich zwischen den Walzen zum Anlegen
einer Übertragungaspannung und dem Bildträger befindet, treten Funkenentladungen
zwischen dem Bildträger und den Übertragungswalzen auf, so daß beide zerstört werden,
wenn diese angelegte Spannung nicht abgenommen wird. Es ist daher eine Steuereinrichtung
zum Anlegen der Spannung erforderlich, die vollständig synchron dazu
arbeitet,
ob Empfängermaterial vorhanden ist oder nicht. Weiterhin haftet der Toner an den
Übertragungswalzen, so daß die RSckfläche des Empfängermaterials verschmutzt wird,
da die mit dem Toner verschmutzten Übertragungswalzen gegen die Rückfläche des Empfängermaterials
drücken. Wenn beispielsweise ein Tonermaterial verwandt wird, das eine Fixierung
des übertragenen Bildes auf der Oberfläche des Empfängermaterials mittels eines
Druckes erlaubt, wird der Toner auf dem Bildträger durch den Druck der übertragungswalzen
zum Zeitpunkt der Übertragung fixiert, so daß der Bildträger unbrauchbar wird.
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Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum elektrophotographischen oder elektrostatischen Kopieren zu liefern, bei denen
die oben genannten Mangel der elektrophotographischen oder elektrostatischen Kopierverfahren
und Vorrichtungen, bei denen ein latentes elektrostatisches Bild, das auf der Oberfläche
eines Bildträgers ausgebildet ist, mit einem Entwickler entwickelt wird, der aus
einem leitenden oder halbleitenden Tonermaterial besteht, abgestellt sind. Das erfindungsgemäße
Verfahren soll durch eine Entwicklung des '-<trostatischen Bildes unter Verwendung
eines leitenden oder halbleitenden Tonermaterials beständige Bilder mit hohem Kontrast
liefern, die frei von Schleierbildungen sind.
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Durch die Erfindung wird weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung
geliefert, ein mit einem leitenden oder halbleitenden Tonermaterial entwickeltes
Bild in gutem Zustand auf ein Empfängermaterial zu übertragen.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine elektrostatische ode:
elektrophotographische Kopiervorrichtung, die eine merkliche Herabsetzung der zum
Warten erforderlichen Zeit und Arbeit erlaubt.
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Dazu besteht das erfindungsgemäße elektrophotographische oder
elektrostatische
Kopierverfahren darin, daß ein latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche
eines Bildträgers ausgebildet wird, daß das resultierende latente elektrostatische
Bild mittels eines Entwicklers entwickelt wird, der aus einem leitenden oder halbleitenden
Tonermaterial besteht und magnetisch auf der Oberfläche eines Elementes zum Halten
des Entwicklers mit einem isolierenden Überzug auf der Oberfläche durch einen Magneten
gehalten wird, der im Element zum Halten des Entwicklers vorgesehen ist, und daß
die Oberfläche des Elementes zum Halten des Entwicklers über den auf der Oberfläche
gehaltenen Entwickler mit der Oberfläche des Bildträgers in Kontakt gebracht wird,
um dadurch den Entwickler auf des reaultierende elektrostatische Bild aufzubringen
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
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Figur 1 zeigt sie Schnittansicht eines Teiles der bei einem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen elektrophotographischen oder elektrostatischen Kopierverfahrens
verwendten Entwicklungseinrichtung.
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Figur 2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der bei dem Ausführungsbeispiel
verwandten Übertragungseinrichtung.
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Figur 3 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht einer Coronaentladevorrichtung
vom Doppeldrahtcorotron-Typ.
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Figur 4 zeigt in einem Diagramm die Schwankungen der Coronaentladespannung.
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Figur 5 und 6 zeigen in vereinfachten Ansichten die Intensitätsverteilung
des elektrischen Feldes der Coronaentladung und die elektrischen Kraftlinien.
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Figur 7 zeigt die vereinfachte Seitenansicht einer Coronaentladevorrichtung
mit einer bandförmigen Entladeelektrode.
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Figur 8 zeigt die bandfbrmige Entladeelektrode der in Figur 7 dargestellten
Ooronaentladevorrichtung in einer vergrösserten Ansicht.
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Figur 9 zeigt in einem Diagramm die änderungen des Coronaentladestromes
mit dem Aufladungspotential an der Rückfläche des Empfängermaterials bei den in
den Figuren 3 und 7 dargestellten Coronaentladevorrichtungen.
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Figur 10 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausfühführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kopiervorrichtung.
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Figur 11 zeigt eine vergrößerte vereinfachte Seitenansicht der Entwicklungsvorrichtung
der in Figur 10 dargestellten elektrophotographischen Kopiervorrichtung.
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Der Grundaufbau der beim erfindungsgemäßen elektrophotographischen
Verfahren verwandten Entwicklungsvorrichtung ist in Figur 1 dargestellt. Ein Bildträger
1 besteht beispielsweise aus einem geerdeten, leitenden Träger 2 und einer photoleitenden
Schicht 3, die mit Hilfe eines herkömmlichen auf dem Gebiet der Elektrophotographie
venzandten Verfahrens, beispielsweise durch Überziehen oder durch Absetzen unter
Vakuum auf seiner Oberfläche ausgebildet ist. Ein latentes elektrostatisches Bild
4 ist mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch Aufladen und Belichten
mit einem Original auf der Oberfläche des Bildträgers 1 ausgebildet. Das latente
elektrostatische Bild wird dann entwickelt.
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Eine zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes verwandte
Entwicklungsvorrichtung enthält ein Element 6 zum Halten des Entwicklers, beispielsweise
in Form eines Hohlzylinders mit einem isolierenden Überzug 7 auf der Oberfläche,
und ein magnetisches
Element 5, das im Element 6 zum Halten des
Entwicklers vorgesehen ist. Der Hauptkörper 8 des Elementes 6 zum Halten des Entwicklers
besteht aus einem nicht magnetischen metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium.
Der Hauptkörper 8 kann geerdet sein. Es ist wichtig, daß der ueberzug 7 auf der
Oberfläche aus einem isolierenden Material mit einem Widerstand von wenigstens 103
Ohm pro cm2, vorzugsweise wenigstens 105 Ohm pro cm2, d.h. beispielsweise aus einem
organischen isolierenden Überzug aus Polystyrol oder Polyäthylenterephthalat, einem
anorganischen isolierenden Überzug, beispielsweise aus Aluminiumoxid oder aus einer
Ntschung dieser Materialien besteht. Der Magnet 5 kann eine beliebige Form haben,
solange er seine Funktion erfüllt, nämlich einen aus einem leitenden oder halbleitenden
Tonermaterial zusammengesetzten Entwickler magnetisch auf der Oberfläche des Elementes
6 zu halten. Vorzugsweise besteht er aus einem walzenförmigen Permanentmagneten
mit einer Vielzahl von um den Magneten herum angeordneten Magnetpolen, die wechselweise
einander entgegesetzt sind. Ein magnetisch anziehbarer Entwickler 9, der magnetisch
auf der Oberfläche des Elementes 6 zum Halten des Entwicklers in einer Schicht gehalten
wird, dessen Dicke auf einen gewünschten Wert durch ein geeignetes bekanntes Verfahren
eingestellt werden kann, besteht aus einem leitenden oder halbieitenden Tonermaterial.
Bei der Darstellung in den Figuren wird lediglich ein einkomponentiger Entwickler
verwandt, der nur aus dem leitenden oder halbleitendeL ronermaterial besteht. ErSorderlichenfalls
kann jedoch ein Zweikomponentenentwickler verwandt werden, der aus dem leitenden
oder halbleitenden Tonermaterial und magnetischen Trägerteilchen besteht.
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Wenn die Oberfläche des Elementes 6 zum Halten des Entwicklers, die
den Entwickler 9 hält, mit der Oberfläche des Bildträgers 1, die das latente elektrostatische
Bild 4 trägt, über den Entwickler 9 in Kontakt kommt, induziert die ladung des latenten
elektrostatischen Bildes 4 eine Ladung mit der entgegengesetzten Polarität zur Ladung
des latenten elektrostatischen Bildes an dem Abschnitt
des leitenden
Hauptkörpers 8 des Elementes zum Halten des Entwicklers, der dem latenten elektrostatischen
Bild entspricht. Da die Isolierschicht 7 vorgesehen ist, dringt die induzierte Ladung
jedoch nicht in das Tonermaterial 9 ein. Andererseits wird ein starkes elektrisches
Feld, das durch die Feldlinien 11 dargestellt ist, zwischen der induzierten ladung
10 und der Ladung des latenten elektrostatischen Bildes erzeugt, wenn der Abstand
zwischen beiden ausreichend klein gehalten wird.
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Als Folge davon wird eine Kraft auf diejenigen Teilchen des Donermaterials
9 im elektrischen Feld ausgeübt, die sich in der Nähe der Ladung des latenten elektrostatischen
Bildes 4 befinden, so daß diese Tonerpartikel zur Ladung des latenten elektrostatischen
Bildes 4 hin angezogen werden. Wenn die Isolierschicht 7 fehlt, fließt die induzierte
Ladung 10 vom leitenden Hauptkörper 8 des Elementes zum Halten des Entwicklers zur
Innenseite des onermaterials 9 und wird das Potential des Tonermaterials 9 gleich
dem Potential des leitenden Hauptkörpers 8, nämlich gleich dem Erdpotential, wenn
der Hauptkörper 8 geerdet ist. Somit ergibt sich, daß dann, wenn eine elektrische
Ladung in einem bildfreien Bereich vorliegt, der Toner am bildfreien Bereich L fonge
des Potentialunterschiedes zwischen dem Potential der Tonerteilchen, beispielsweise
dem Erdpotential und dem Potential, das von der im bildfreien Bereich vorliegenden
ladung herrührt, haftet. Das heißt, daß bei einem Unterschied zwischen dem Erdpotential
und dem Potential des bildfreien Bereiches das Tonermaterial auch am bildfreien
Bereich haftet, was unerwünschte Erscheinungen, beispielsweise die Schleierbildungen,
zur Folge hat. Die Isolierschicht 7, die auf dem leitenden Hauptkörper 8 ausgebildet
ist, verhindert ein Fließen der elektrischen Ladung zum Tonernaterial, so daß das
Potential des Tonermaterials gleich dem niedrigsten Potential auf der Oberfläche
des elektrostatischen Bildträgers 1, d.h. gleich dem Potential des bildfreien Bereiches
wird. Folglich ist der Potentialunterschied zwischen dem Tonermaterial 9 und dem
bildfreien Bereich immer gleich Null. Voraussichtlich ist das der Grund, warum erfindungsgemäß
das Haften des Tonermaterials
am bildfreien Bereich in stärkerem
Maße reduziert ist als es bei herkömmlichen Entwicklungsverfahren unter Verwendung
eines leitenden oder halbleitenden Tonermaterials der Fell ist.
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Falls erwünscht, kann das entwickelte Bild auf der Oberfläche des
Bildträgers in einer Übertragungsatufe auf die Oberfläche eines Bildempfängers übertragen
werden.
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Figur 2 zeigt den Grundaufbau einer Vorrichtung zum Übertragen eines
mit einem leitenden oder halb leitenden Tonermaterial entwickelten Bildes auf die
Oberfläche eines Bildempfängers unter Verwendung einer Coronaentladung. Diese Vorrichtung
wird beim erfindungsgemäßen elektrophotographischen oder elektrostatischen Kopierverfahren
verwandt.
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Beim übertragungaschritt wird das mit einem Toner im Entwicklungsschritt
entwickelte Tonerbild 12 mit einem Bildempfälger 13 in Berührung gebracht und erfolgt
mit Hilfe einer Coronaentladevorrichtung 14 eine Coronaentladung an der Rückfläche
des Bildempfängers 13. Wenn das Tonerbild aus einem Tonermaterial mit einem relativ
hohen Widerstand besteht, wird der Toner selbst in einer bestimmten Polarität, beispielsweise
mit Reibungselektrizität, als Folge der Reibung mit einem Trägermaterial aufgeladen
und erfolgt eine Coronaentladung mit einer der Ladung des Tonermaterials entgegengesetsten
Polarität. Da in diesem Fell das Tonermaterial einen relativ hohen Widerstand und
eine Ladung bestimmter Polarität hat, ist beim Anlegen der Coronaentladung keine
große Sorgfalt erforderlich. Übertragene Bilder guter Qualität können lediglich
dadurch erhalten werden, daß eine Coronaentladung mit einer dem Tonermaterial entgegengesetzten
Polarität angelegt wird.
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Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß dann, wenn das Tonermaterial
halbleitend oder leitend ist, herkömmliche Empfangermaterialien oder herkömmliche
Übertragungsverfahren nur übertragene Bilder mit merklich unscharfen Konturen liefern
können, da das Tonermaterial sich während der Übertragung verteilt. Um diesen
Nachteil
zu beseitigen, wird in der japanischen Offenlegungsschrift in 7435/75 ein speziell
behandeltes Kopierpapier als Bildempfänger vorgeschlagen, das bei der Übertragung
eines mit einem leitenden oder halbleitenden onermaterlal entwickelten elektrostatischen
Bildes sehr wirkungsvoll ist. Im allgemeinen besteht jedoch bei den Benutzern von
Kopiergeräten sehr stark der Wunsch, gewöhnliches Papier anstelle eines derartigen
speziell behandelten Papieres zu verwendeten. Verschiedene Versuche, die unternommen
wurden, um diesem Erfordernis gerecht zu werden, führten zu der Erkenntnis, daß
die Schwankungæbreite der Coronaentladung, die Schwingung der Coronaentladung, die
Dauer der Coronaentladung, die Richtung der Coronaentladung, der Widerstand des
Oberflächenbereiches des Ernpfängermaterials, die Oberflächenrauheit des Empfangermaterials,
die Steifigkeit des Empfängermaterials, die Größe der Gonerteilchen und die Form
der Donerteilchen das Streuen des Tonermaterials bei der Übertragung stark beeinflussen.
Diese Einflußfaktoren werden später im einzelnen beschrieben.
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In Figur 3 ist eine Coronaentladeeinrichtung vom Doppeldrahtcorotron-fyp
dargestellt. Es sei angenommen, daß eine Gleichspannung an einer Coronaentladeelektrode
20 liegt, die von einer Abschirmung 21 innerhalb dieser Entladevorrichtung umgeben
ist. Im allgemeinen wird zwar eine Gleichspannung aus einer Gleichrichtung einer
Wechselspannung erhalten, es ist jedoch sehr schwierig, einen vollständigen Gleichstrom
in rentabler Weise zu erhalten. Daher enthält die gewöhnlich verwandte Coronaspannung
notwendigerweise eine pulsierende Komponente, wie sie in Figur 4 dargestellt ist.
Die Stärke der Pulsierung, a.a. die Schw'ankungsbreite der Spannung, hängt von dem
Grad ihrer Glattheit ab. Wenn der Maximalwert Vmax und der Minimalwert Vmin beträgt,
wie es in Figur 4 dargestellt ist, beträgt die Schwankungsbreite der Spannung Vmax
- Imin. Versuche haben gezeigt, daß bei einer Schwankungsbreite dieser Spannung
von nicht mehr als 3500 Volt, insbesondere vorzugsweise nicht mehr als 2000 Volt,
eine gute Ubertragung
erzielt werden kann. Eine ausreichend gute
Bildübertragung kann selbst dann erhalten werden, wenn die Schwankungsbreite der
Goronaspannung mehr als 3500 Volt beträgt, vorausgesetzt, daß die Übertragung sehr
schnell erfolgt und der Bildempfänger sehr schnell durch die Entladeöffnung der
Breite 1 der Coronaentladevorrichtung in Figur 3 mit einer Laufzeit läuft, die beispielsweise
zwischen a und b in Figur 4 liegt und daß der Unterschied wischen der Spannung zum
Zeitpunkt a und der Spannung zum Zeitpunkt b nicht mehr als 3500 Volt beträgt.
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Die Verwendung einer Doppeldrethtcorotron-Entladevorrichtung der in
Figur 3 dargestellten Art führt zu einer Potentialmulde im mittleren Abschnitt zwischen
den Leitungen, so daß sich ein grosser Unterschied zwischen der Potential spitze
an den Stellen der Leitungen ergibt, was folglich zu unerwünschten Streuungen des
Tonermaterials führt. Um derartige Schwankungen im Potential zu vermeiden, ist die
Zahl der Coronaentladeleitungen vorzugsweise gleich 1.
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Selbst wenn die Schwankungsbreite der Coronaentladespannung innerhalb
des oben genannten Bereiches liegt, streut das Donermaterial während der Übertragung,
was ein übertragenes Bild schlechter Qualität zur Folge hat, wenn eine Übertragungsspannung
mit einer außerordentlich hohen Frequenz anliegt, während die Oberfläche des Bildempfänger
durch den Bereich der Entladeöffnung läuft, d.h. während ein bestimmter Punkt auf
der Oberfläche des übertragungselementes sich in der Entladeöffnung der Breite 1
befindet. Der Grad der Schwingung dieser Coronaentladung ist vorzugsweise so geregelt,
daß die Anzahl der Schwingungen innerhalb der oben genannten Zeitspanne nicht mehr
als 50 beträgt.
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Um ein Streuen des Tonermaterials durch die Übertragung zu vermeiden,
ist es ebenfalls wichtig, die Coronaentladung während der Übertragung genau auszurichten.
Es ist nicht klar, warum diese
Ausrichtung der Coronaentladung
das Streuen des Tonermaterials während der Übertragung so stark beeinflußt, jedoch
kann diese Erscheinung die folgende Erklärung haben. Bei einer Coronaentladevorrichtung
mit einer Entladelektrode der in Figur 5 dargestellten Art bildet sich ein elektrisches
Feld, um die Entladeelektrode, das im wesentlichen konzentrisch dazu verläuft. In
Figur 5 ist die Intensitätsverteilung des elektrischen Feldes durch Linien 22 dargestellt.
Wenn sich das elektrische Feld in dieser Weise konzentrisch ausdehnt, schneiden
die Linien 22 die die Intensität dieses elektrischen Feldes angeben, immer die elektrischen
Kraftlinien 23, die im rechten Winkel dazu verlaufen und durch unterbrochene Linien
dargestellt sind. Die elektrischen Kraftlinien verlaufen somit immer von der Entladeelektrode
radial nach außen. Wenn die elektrischen Kraftlinien in dieser Weise divergent verlaufen,
wird eine schräg zur Oberfläche des Bildempfängers und nicht im rechten Winkel dazu
verlaufende Kraft auf das Tonermaterial ausgeübt, wenn das Tonerbild die Zone der
Entladeöffnung erreicht und verläßt. Das scheint der Grund für die Streuung des
Tonermaterials zu sein. Um ein derartiges iivergieren der elektrischen Kraftlinien
zu vermeiden, @@en eine Coronaentladevorrichtung verwandt werden, die eine enge
Coronaentladeöffnung aufweist, und bei der das untere Ende der Abschirmung 21 nach
innen gebogen ist, wie es in Figur 6 dargestellt ist. Bei einer derartigen-Coronaentladevorrichtung
ist die Intensitätsverteilung des elektrischen Feldes, die durch die Linien 22 in
Figur 6 dargestellt ist, gestört. Daher besteht im Entladeöffnungsbereich die Linie
23 der elektrischen Kraft aus einer Komponente, die im wesentlichen senkrecht zur
Oberfläche des Bildempfängers verläuft und einer Komponente, die im wesentlichen
parallel dazu verläuft. Die parallel zur Oberfläche des Bildempfängers verlaufende
Kraftlinie übt keine so große Kraft aus, daß das Tonermaterial beeinflußt werden
könnte. Folglich wirkt nur die elektrische Kraftlinie senkrecht zur Oberfläche des
Bildempfängers auf das Tonermaterial. Daraus ergibt sich, daß aus diesem Grunde
das Streuen des Tonermaterials während der Übertragung
verringert
ist, wenn die Intensitätsverteilung des elektrischen Feldes gerichtet ist.
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Davon ausgehend wurde die Coronaentladevorrichtung zur Übertragung
des Bildes entwickelte die in Figur 7 dargestellt ist. 9 hat sich herausgestellt,
daß diese Coronaentladevorrichtung sehr stark gerichtet ist, eine große Ladefähigkeit
und eine lange Lebensdauer hat und leicht herzustellen ist0 Die Querschnittsansicht
dieser Coronaentladevorrichtung ist in Figur 7 dargestellt. Bei dieser Vorrichtung
ist eine bandförmige Coronaentladeelektrode 20 von einem Abschirmgehäuse 21 umgeben.
Die bandförmige Coronaentladeelektrode 20 ist vergrößert in Figur 8 dargestellt.
Zweckmäßigerweise besteht die bandförmige Coronaentladeelektrode aus einer Metallfolie
mit einer Dicke von etwa 20 b!s 100 vorzugsweise 30 bss u und einer Breite von 1
bis 7 mm, vorzugsweise 2 bis 5 mm. Als Metall kann irgendeines der bisher verwandten
Metalle zur Herstellung von Coronaentladeelektroden verwandt werden. Versuche haben
gute Ergebnisse mit Wolfram, Molybdän und rostfreiem Stahl gezeigt. Käuflich erhätliche
Metallbänder haben gewöhnliche einen nicht gleichmäßigen Rand und sind sehr dik,
so daß sie eine ausreichend starke gleichniäßige Entladung nicht liefern können
Vorzugsweise ist daher der Rand des Metallbandes in Form einer Schneidkante ausgebildet,
wie es in Figur 8 dargestellt ist. Das gebräuchliste Verfahren, eine solche Schneidkante
zu erhalten, besteht darin, die bandförmige Elektrode beispielsweise epn eine wässrige
Lösung von Natriumhydroxid einzutauchen und einen elektrischen Strom zwischen der
bandförmigen Elektrode als einer Elektrode und beispielsweise einem Kohlestab oder
einer rostfreien Stahlplatte als anderer Elektrode fließen zu lassen, wodurch jede
Kante des Metallbandes elektrolytisch geätzt wird. Dieses Verfahren der Erzeugung
einer Schneidkante ist im einzelnen beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen
8563/61, 12755/61, 14562/66 und 8536/56 beschrieben.
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Figur 9 zeigt die Änderungen in der Ooronastromstärke gegenüber Änderungen
im Potential an der Rückfläche des Bildempfängers bei einer konstanten Coronaspannung
und Coronaentladeelektroden der in Figur 3 und Figur 7 dargestellten Art. Die Elektroden
der in Figur 3 dargestellten Art haben einen Durchmesser von 0,05 mm und der Abstand
zwischen jeder Coronaentladeelektrode 20 und der Seitenplatte 21 der Abschirmung,
der Abstand zwischen den beiden Elektroden und der Abstand zwischen den Coronaentladeelektroden
20 und der Rückfläche des Bildempfängers 13 betragen jeweils 21 mm, etwa 10 mm und
etwa 12 mm. Die zuletzt genannte, in Figur 7 dargestellte Elektrode, die aus Molybdän
besteht, ist bandförmig mit einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 0,045 mm.
Der Abstand von der Mitte des Bandes zu den linken und rechten Abschirmungsseitenwänden
beträgt 5 mm und der Abstand von der unteren Kante des Bandes zur Rückfläche des
BildempfRngers liegt bei 12 mm. Die Kurve 24 bezieht sich auf den ersten Fall, während
die Kurve 25 die Verhältnisse im zweiten Fall darstellt. Ein Vergleich dieser beiden
Kurven zeigt deutlich, daß im Fall der Verwendung einer bandförmigen Molybdänelektrode
die Änderungsgeschwindigkeit des Coronastromes in der Nähe eines Oberflächenpotentials
gleich Null größer ist und daß daher die Oberfläche des aufgeladenen Elementes sehr
schnell elektrisierbar ist. Es ist niemals wahrscheinlich, daß dieses Element aufgrund
des Coronaentladefunkens bricht, da das Grenzpotential bei etwa -2000 Volt liegt.
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Coronaentladevorrichtungen mit einer Entladeelektrode aus einem Metallband
sind daher nicht nur zur Bildübertragung sondern allgemein als Elektrisiervorrichtungen
zum Elektrisieren der Oberfläche eines elektrostatischen Bildträgers bei der Bildung
des latenten elektrostatischen Bildes von besonderem Nutzen.
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Das Streuen des Tonermaterials während der Übertragung kann auch durch
eine Verbesserung des Empfängermaterials verringert werden. Die japanische Offenlegungsschrift
117435/75 befaßt sich im
einzelnen mit dem Widerstand der Toner
aufnehmende Oberfläche des Bildempfängers. Danach ist der Widerstand der Oberfläche
des Empfängers vorzugsweise so groß, daß die Ladung des am Empfänger als Bolge der
anliegenden Übertragungsspannung haftenden Tonermaterials durch den Coronaübertragungsstrom,
, der durch den Empfänger fließt, nicht zum Verschwinden gebracht werden kann und
somit das Tonermaterial nicht auf die gleiche Polarität wie die Coronaladung aufgeladen
werden kann. Es ist wünschenswert, daß der Widerstandswert der Oberfläche des Bildempfängers
wenigstens 3 Z 1013 Ohm/cm beträgt, wenn die Rauhheit und Steifigkeit der Oberfläche
nicht in Betracht gezogen werden. Wenn auch diese Faktoren berücksichtigt werden,
ist ein Empfängermaterial ausreichend, dessen Oberflächenwiderstandswert nur iO10
Ohm/cm beträgt.
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Es hat sich herausgestellt, daß Empfängermaterialien mit einer Oberflächenrauhheit
von weniger als 30 mmAg, gemessen mittels eines Glattheitsprüfgerätes unter Verwendung
von Quecksilber, das unter der Bezeichnung "Smoostr" von Toei Denshi Xogyo K.K.,Japan
hergestellt wird, einer Streuung des Tonermaterials wirkungsvoll begegnet. Der Grund
dafür ist nicht ganz klar, es kann jedoch angenommen werden, daß das Tonermaterial,
das auf die Oberfläche des Empfängers geflogen ist, beim Auftreffen auf der Oberfläche
etwas rutscht, wenn die Oberfläche für die Teilchengröße des Tonermaterials zu glatt
ist.
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Wenn ein weicher Bildempfänger mit einer geringen Steifigkeit mit
der Oberfläche eines Tonerbildes in Berührung gebracht wird, ist der Abstand zwischen
der Oberfläche des Bildempfängers und der Oberfläche des elektrostatischen Bildträgers
am Rand des Donerbildes sehr klein. Daher kann das Tonermaterial nicht so leicht
streuen, was wiederum einen Einfluß auf die Unterdrückung der Streuung des Tonermaterials
während der Übertragung hat. Versuche haben ergeben, daß Bildempfänger, die wenigstens
2 cm, vorzugsweise 4 cm, gemessen nach dem folgenden Verfahren, unter ihrem Eigengewicht
nachgeben, wirkungsvoll der Streuung des Tonermaterials
während
der Übertragung begegnen. Diese Strecke, um die das Material nachgibt, wird dadurch
gemessen, daß ein Ende einer rechteckigen Probe mit einer Fläche von 100 cm2 festgelegt
wird und bestimmt wird, um welche Strecke das andere Ende unter seinem Eigengewicht
sich nach unten gebogen hat.
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Geringwertige Papiere mit einem chemischen Holzgehalt von mehr als
70 V3 haben einen Widerstand von etwa 2 x 1010 Ohm/cm bei einer relativen Feuchtigkeit
von 60 bis 70 % und gehören zu den Materialien mit einem relativ geringen Widerstand.
Die Glattheit dieser Papiere beträgt 60 mmHg und die Strecke, um die sie nachgeben,
die ein Maß für die Steifigkeit ist, liegt bei 5 bis 6 cm, gemessen nach dem oben
beschriebenen Verfahren. Wenn somit ein solches Papier als Bildempfängermaterial
verwandt wird, werden Bilder mit recht guter Qualität übertragen.
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Abschließend wird das Streuen des Toners während der Übertragung im
Rinblick auf das Material des Toners betrachtet.
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Versuche haben gezeigt, daß gute Ergebnisse bei Tonermaterialien erhalten
werden können, deren mittlere Teilchengröße 3 bis 20/u, insbesondere 7 bis 15/u
beträgt. Es ist nicht klar, warum Tonerteilchen mit einer relativ kleinen Größe
gute Resultate ergeben, es kann jedoch angenommen werden, daß dann, wenn die Teilchen
größe des Tonermaterials klein wird, die Oberflächenrauhheit des Bildempfängers
relativ sehr groß wird. Zu kleine Teilchengrößen des Tonermaterials sind unerwünscht,
da sie zu Schleierbildungen während der Entwicklung führen.
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Es hat sich ebenfalls herausgestellt, daß die Form der lonerteilchen
auch einen großen Einfluß auf die Streuung des Tonermaterials während der Übertragung
hat. Die Streuung des Toners ist sehr stark, wenn die Form nahezu die einer Kugel
ist. Da die Form des Toners ebenfalls die Schleierbildung während der Entwicklung
stark beeinflußt, ist zwar die Streuung eines Toners mit einer
unregelmäßigen
Gestalt während der Übertragung kleiner, besteht jedoch andererseits die Neigung
zu einer stärkeren Schleierbildung während der Entwicklung. Das leichte Streuen
kugelförmiger Gonerteilchen beruht wahrscheinlich darauf, daß bei kugelförmigen
Teilchen die im Inneren des Tonermaterials durch das latente elektrostatische Bild
induzierte Ladung gleichmäßig auf der Oberfläche des Tonermaterials verteilt ist.
Wenn andererseits die teilchen eine unregelmäßige Form haben, ist die elektrische
Ladung an den vorstehenden Teilen konzentriert, so daß die Bewegungsrichtung des
Tonermaterials während der Vbertragung genau festgelegt werden kann. Das scheint
der Grund zu sein, warum gute Ergebnisse mit unregelmäßig geformten Tonerteilchen
erhalten werden können. Es wurden ellipsoidförmige Tonerteilchen hergestellt und
Versuche unter Verwendung eines solchen Tonermaterials angestellt. Es hat sich herausgestellt,
daß die Streuung des Tonermaterials während der Übertragung geringer war und Kopien
guter Qualität erhalten werden konnten.
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Was die Polarität der Coronaentladespannung während der Übertragung
eines leitenden oder halbleitenden Toners anbetrifft, so ist aus der japanischen
Offenlegungsschrift 117435/75 zu entnehmen, daß vorzugsweise eine Spannung anliegt,
deren Polarität der Polarität der Übertragungsspannung entgegengesetzt ist, die
beim Übertragen eines Tonerbildes verwandt wird, das mit einem Zweikomponentenentwickler
entwickelt wurde, der ein Tonermaterial mit einem relativ hohen Widerstand enthält,
das auf eine bestimmte Polarität, nämlich eine der Polarität des latenten elektrostatischen
Bildes entgegengesetzte Polarität aufgeladen ist. Wenn somit die das latente elektrostatische
Bild bildende Ladung negativ ist, tritt leicht im Inneren des Tonermaterials eine
polarisierte elektrische Ladung auf, da das onermaterial leitend ist.
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Als Folge davon wird eine negative elektrische Ladung der gleichen
Polarität wie die der Ladung des latenten elektrostatischen Bildes auf derjenigen
Seite des Tonermaterials erzeugt, die mit dem Bildempfänger in Berührung kommt.
Das Tonermaterial kann dementsprechend
dadurch übertragen werden,
daß eine positive Spannung an das Empfängermaterial gelegt wird.
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Es ist jedoch anzunehmen, daß es zweckmäßig ist, eine Spannung mit
der gleichen Polarität wie im Falle der Übertragung eines Tonerbildes anzulegen,
das mit einem Tonermaterial mit einem relativ hohen Widerstand und einer starken
Polårisierung entwickelt wurde. Der Übertragungsmechanismus unterscheidet sich jedoch
von dem bei einem herkömmlichen polarisierten Toner. Die elektrische Ladung des
latenten elektrostatischen Bildes induziert im Inneren eine polarisierte Ladung
und eine negative Ladung erscheint auf der Seite des Tonermaterials, die mit dem
Empfängermaterial in Berührung kommt. Eine positive Ladung erscheint auf derjenigen
Seite,die der Ladung des elektrostatischen Bildes gegenüberliegt.
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Diese Polarisierung der elektrischen Ladungen spricht auf Änderungen
im äußeren elektrischen Feld bei einer besseren Leitfähigkeit des Tonermaterials
schneller an. Wenn daher eine Übertragungsspannung mit negativer Polarität an der
Rückfläche des Empfängers anliegt, wird die Richtung der Polarisierung im Inneren
des Toners leicht umgekehrt, woraufhin eine positive Ladung an der Bildempfängerseite
und eine negative Ladung an der Seite des elektrostatischen Bildes erzeugt wird.
Als Folge dieser Umkehrung der Polarisierung wird das Tonermaterial stark vom latenten
elektrostatischen Bild abgestoßen und gleichzeitig von der Seite des Bildempfängers
angezogen. Somit ergibt sich eine sehr wirksame Übertragung.
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Im folgenden wird anhand von Figur 10 eine elektrophotographische
Vorrichtung beschrieben, die mit einer Entwicklungsvorrichtung und einer Übertragungsvorrichtung
ausgerüstet ist.
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Die dargestellte Vorrichtung enthält eine lichtempfindliche Trommel
101, die beispielsweise mit einer leitenden Grundplatte und einer auf deren Oberfläche
ausgebildeten photoleitenden Schicht versehen ist und sich in Richtung des Pfeiles
drehen kann. Im
oberen Bereich der Vorrichtung ist eine Einrichtung
103 zum Befördern eines Originals vorgesehen, die ein zu kopierendes Original 102
mit einer Geschwindigkeit gleich der Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen
Trommel 101 befördert.
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Ein Bereich, in dem das latente elektrostatische Bild ausgebildet
wird, ein Entwicklungsbereich, ein Ubertragungsbereich usw.
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befinden sich längs des Umfanges der lichtempfindlichen Trommel.
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Der Bereich, in dem das latente elektrostatische Bild ausgebildet
wird, enthält eine Ladeeinrichtung 104, um die Oberfläche der lichtempfindlichen
Trommel in einer bestimmten Polarität aufzuladen. Vorzugsweise ist eine Ladeeinrichtung
104 vorgesehen, die die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel auf 100 bis 600
Volt, vorzugsweise etwa 300 Volt, aufladen kann. Diese Ladeeinrichtung kann beispielsweise
aus einer Coronaladeeinrichtung mit einer Hochgleichspannungsquelle von 4 bis 8
kV bestehen,' Eine allgemein mit 105 bezeichnete Optik projiziert ein Bild des Originals
102 auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, die in einer bestimmten Polarität
aufgeladen ist. Auf diese Weise wird ein latentes elektrostatisches Bild, das dem
Original 102 entspricht, auf der Trommeloberfläche ausgebildet.
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Der Entazicklungsbereich enthält eine Entwicklungavorrichtung 106
zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes durch Aufbringen eines leitenden
oder halbleitenden Tonermaterials. Anhand von Figur 11 wird die Entwicklungsvorrichtung
106 im einzelnen beschrieben. Die Entwicklungsvorrichtung 106 besteht aus einem
Hauptkörper 108 aus einem nicht magnetischen metallischen I4aterial, beispielsweise
aus Aluminium und einem Ueberzug 109 auf der Oberfläche des Hauptkörpers 108 aus
einem isolierenden Material wie Aluminiumoxid, der dadurch erhalten wird, daß die
Oberfläche des Hauptkörpers 108 oxidiert wird. Ein Element 107 zum Halten des Entwicklers
ist in eine Richtung entgegen der Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel drehbar
vorgesehen. Im Element 107 zum Halten des Entwicklers ist beispielsweise ein Permanentmagnet
110
ortsfest angebracht, der acht Magnetpole mit wechselweise entgegengesetzten Polaritäten
entlang seines Umfanges aufweist. Der Permanentmagnrt 110 ist vorzugsweise in einer
derartigen Lage vorgesehen, daß ein Punkt 111, an dem sich die Oberfläche der lichtempfindlichen
Trommel und die Oberfläche des Elementes zum Halten des Entwicklers so nahe wie
möglich kommen, sich zwischen zwei Magnetpolen befindet. Die Entwicklungsvorrichtung
106 enthält weiterhin einen Behälter 112 für den Entwickler, von dem aus der leitende
oder halbleitende Toner auf die Oberfläche des Elementes zum Halten des Entwicklers
gebracht wird. Die Spitze eines ebenen Plattenteils 113, das den Boden des Behälters
112 für den Entwickler bildet, erstreckt sich bis zu einer Stelle in der Nähe der
Oberfläche des Elementes zum Halten des Entwicklers und bildet somit ein Element
zum Regeln der Dicke der Eonerschicht, die auf dem Element zum Halten des Entwicklers
festgehalten werden soll. Vorsugnzeise beträgt der Abstand d1 zwischen dem vorderen
Ende des ebenen Plattenteils 113 und der Oberfläche des Elementes 107 zum Halten
des Entwicklers 0,2 bis 1,0 mm, insbesondere 0,35 bis 0,6 mm. Andererseits ist der
Abstand d2 zwischen der Oberfläche des Elementes zum Halten des Entwicklers und
der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel an einer Stelle, an der sich diese
beiden Oberflächen so nahe wie möglich kommen, vorzugsweise gleich oder etwas kleiner
als der Abstand d1.
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Der Übertragungsbereich enthält eine Coronaentladevorrichtung 115
zum Anlegen einer Coronaentladung an der Rückfläche eines Empfängerpapierblattes
114, dessen Vorderfläche mit dem auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel
ausgebildeten Eonerbild in Kontakt steht. Die Ooronaentladevorrichtung 115 kann
das durch eine Entwicklung mit einem leitenden oder halbleitenden Tonermaterial
erhaltene Tonerbild auf das Empfängerblatt 114 in gutem Zustana übertragen.
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Eine Lichtquelle 116 zum Bestrahlen der Oberfläche der lichtempfindlichen
Trommel und somit zum Entfernen der Ladung auf
der lichtempfindlichen
Trommel ist in Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel stromabwärts vom Übertragungsbereich
vorgesehen. Eine Reinigungseinrichtung 117 ist stromabwärts der Lichtquelle 116
vorgesehen, um das verbleibende Tonermaterial auf der Oberfläche der lichtempfindlichen
Trommel zu entfernen.
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Wenn das Tonermaterial durch Druck fixiert wird, enthält die Reinigungseinrichtung
117 vorzugsweise eine drehbare Hülse und einen ortsfesten Permanentmagneten, der
in der Hülse vorgesehen ist und das auf der Trommeloberfläche verbliebene Tonermaterial
magnetisch auf die Oberfläche der Hülse anzieht. Der Grund dafür liegt darin, daß
bei der Verwendung einer Reinigungseinrichtung aus einer herkömmlichen Bürste oder
einer blattförmigen Schaufel und beim Anliegen-eines Druckes und/oder bei einer
Erwärmung des Tonermaterials es sehr wahrscheinlich ist, daß das Tonermaterial auf
der Trommeloberfläche fixiert wird.
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Die elektrophotographische Vorrichtung enthält weiterhin eine Fördereinrichtung
118 für die Empfängerblätter, die die Empfängerblätter 114 synchron zur Drehung
der lichtempfindlichen Trommel zum Übertragungsbereich befördert. Bei dem in der
Figur dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel enthält die Fördereinrichtung
118 eine gewöhnliche Schneideinrichtung zum Schneiden der Empfängerblätter, die
von einer Rolle 119 in geeigneter Länge entsprechend der Lange des Originals 102
abgezogen werden. Das von der Rolle 119 abgezogene und auf eine geeignete Länge
geschnittene Empfängerblatt wird zum übertragungsbereich durch eine bekannte Einrichtung,
beispielsweise durch Bördenvalzen, befördert und kommt dort mit dem auf der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel ausgebildeten Tonerbild in Kontakt. Gleichzeitig
wird es der Entladung der Coronaentladevorrichtung 115 unterworfen, wodurch das
auf der Trommeloberfläche ausgebildete Tonerbild auf das Empfängerblatt übertragen
wird. Das Empfängerblatt mit dem auf diese Weise übertragenen Tonerbild wird dann
über eine Fixiereinrichtung 121 zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Empfängerblatt
mit Hilfe von Druck oder Hitze zu einem Auffangbehälter 122 befördert,
Das
beschriebene Entwicklungsverfahren und Übertragungsverfahren unter Verwendung eines
Entwicklers, der aus einem halbleitenden oder leitenden Tonermaterial besteht, kann
bequem auch beim sogenannten elektrostatischen Abziehen oder Kopieren angewandt
werden. Beim elektrostatischen Kopierverfahren wird ein permanentes Bild aus einem
Tonermaterial auf der Oberfläche eines elektrofax-empfindlichen Papierblattes ausgebildet,
das beispielsweise mit einer Zinkoxid- und Harzdispersion überzogen ist. Die Ausbildung
des permanenten Bildes erfolgt mittels einer Aufladung, einer Belichtung durch das
Original, einer Entwicklung und einer Fixierung, so daß sich ein elektrostatisches
Printing Master ergibt. Anschließend wird die Oberfläche des resultierenden Master
gleichmäßig aufgeladen. Die Masteroberfläche wird dann gleichmäßig mit Licht bestrahlt.
Das Ergebnis dieser Arbeitsvorgänge ist, daß die Ladung auf dem das permanente Bild
im das permanente Bild tragenden Flächenbereich der Masteroberfläche bildenden oüermaterial
bleibt und daß andererseits die Ladung im bildfreien Bereich verschwindet. Dementsprechend
wird ein elektrostatisches Bild auf der Oberfläche des Master ausgebildet, das dem
Original entspricht. Eine Kopie des Originals kann dadurch erhalten werden, daß
dieses latente elektrostatische Bild mit einem Donermaterial entwickelt und das
Tonerbild einem geeigneten Empfängerblatt übertragen wird. Da das permanente Bild
des Toners auf der Oberfläche des Master ausgebildet wird, können mehrere Kopien
sehr schnell durch eine wiederholte gleichmäßige Aufladung,eine gleichmäßige Lichtbestrahlung,
Entwicklung und Übertragung erhalten werden. Das oben beschriebene Entwicklungsverfahren
und das beschriebene Übertragungsverfahren unter Verwendung eines Entwicklers, der
aus einem leitenden oder halbleitenden Tonermaterial besteht, kann somit bequem
auf die Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes angewandt werden, das
in der oben beschriebenen Weise beim elektrostatischen Kopieren ausgebildet ist,
bei dem die Masteroberfläche gleichmäßig aufgeladen und gleichmäßig mit Licht bestrahlt
wird.
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Es kann nicht nur ein lichtempfindliches Blatt mit einem Überzug aus
einer Zinkoxidharzdispersion, wie es oben beschrieben wurde, sondern auch ein sogenanntes
chemographisches Blatt als lichtempfindliches Blatt zum Herstellen des esters beim
elektrostatischen Kopieren verwandt werden. Im letzteren Fall ändert sich der Widerstand
des mit Licht bestrahlten Bereiches der Masteroberfläche als Folge der Belichtung
mit dem Original während der Herstellung des Masters. Diese Änderung ist bleibend
und fortdauernd. Daher kann das Master lediglich dadurch hergestellt werden, daß
eine Belichtung mit dem Original erfolgt, ohne daß ein permanentes Bild durch eine
Entwicklung des belichteten Bildes mit einem Eonermaterial und eine Fixierung des
Tonerbildes hergestellt werden muß.
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Beim elektrostatischen Kopierverfahren, bei dem ein Master unter Verwendung
eines lichtempfindlichen Zinkoxidpapieres ausgebildet wird, kann bequem ein Tonermaterial
mit einem relativ hohen Widerstand zur Ausbildung des permanenten Bildes verwandt
werden.
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Die Höhe des Widerstandes ist beispielsweise derart, daß das Ladungspotential
und die Höhe des Potentialabfalles des Bildbereiches nahezu gleich dem des bildfreien
Bereiches ist. Ein transparentes Tonermaterial könnte zur Bildung des permanenten
Bildes verwandt werden, es ist jedoch wünschenswert, ein weißes oder schwarzes Tonermaterial
zu verwenden, das das Licht bei der gleichmäßigen Belichtung nach der gleichmäßigen
Aufladung reflektiert oder absorbiert, damit es die lichtempfindliche Oberfläche
nicht erreicht.
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Etwas vom leitenden oder halbleitenden Tonermaterial, das zum Entwickeln
des latenten elektrostatischen Bildes auf der Oberfläche des Masters verwandt wird,
bleibt auf der Nasteroberfläche nach der Übertragung des Tonerbildes. Wenn der Kopiervorgang
wiederholt wird, ohne das restliche Tonermaterial zu entfernen, ändern sich allmählich
die Aufladeeigenschaften des das permantente Bild tragenden Flächenbereiches auf
der Nasteroberfläche infolge der
Leitfähigkeit oder Halbleitfähigkeit
des Tonermaterials. Das fuhrt allmählich zur Ausbildung von Kopien schlechterer
Qualität Es ist daher wünschenswert, das restliche Tonermaterial nach der Übertragung
vor einem nächsten Kopierschritt vollständig vom das permanente Bild tragenden Flächenbereich
zu entfernen.
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L e e r s e i t e