DE2846474A1 - Elektrophotographisches geraet fuer doppelte bilduebertragung - Google Patents

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHLE Müncher, 23. Oktober 1978

DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS * PATENTANWÄLTE _Λ « Aktenzeichen: .' Uneer Zeichen: P 2777

Anmelder:

Dennison Manufacturing Company 300 Howard Street
Pramingham,^rMass.01701 USA

Elektrophotographisches Gerät für doppelte Bildübertragung

109017/1010

KomM: HamutnH· 16, München u

COPY

tr

Die E rfindung betrifft einen elektrophotographischen Apparat, der unter doppelter Übertragung eines Bildes arbeitet. Sie betrifft allgemein das elektrostatische Drucken und Photokopieren, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit.

Grundsätzlich weisen elektrostatische Drucker und Photokopiergeräte eine Anzahl von gemeinsamen Merkmalen auf, obwohl sie verschiedene Verfahren ausführen. Elektrostatische Drucker und Photokopiergeräte, die ein Bild auf blankem Papier herstellen können, können ganz allgemein im Gegensatz zum Verfahren und zu einer Vorrichtung gesehen werden, mit denen ein latentes elektrostatisches Bild auf einem Zwischenteil erzeugt wird. Kopiergeräte leisten dies im allgemeinen, indem sie ein photoleitfähiges Element gleichförmig elektrostatisch im Dunkeln beladen und das geladene photoleitfähige Element optisch mit einem Bild belichten, das dem zu reproduzierenden Bild entspricht. Elektrostatische Drucker verwenden nichtoptische Vorrichtungen, um ein latentes elektrostatisches Bild in Abhängigkeit von einem Signal, das kennzeichnend für ein zu schaffendes Bild ist, auf einer dielektrischen Oberfläche erzeugen. Theoretisch könnte nach Erschaffung des elektrostatischen latenten Bilds dieselbe Vorrichtung verwendet wer den, um die gemeinsamen Schritte auszuführen, nämlich das Bild mit Toner zu versehen, es auf blankes Papier su übertragen und das Teil, das das elektroatatishe latente Bild trägt, für einen nachfolgenden Zyklus vorzubereiten, was im allgemeinen durch Löschen eines reatlikihen latenten elektrostatischen Bildes erfolgt. Tataächlich wäre ea erwünscht, die Apparate zur Durchführung dieser Funktionen zu standardisieren.

Das Versehen des elektroatatiachen latenten Bildes auf einem photoleitfähigen Element mit Toner und die nachfolgenden Ver fahrenes chritte werfen Probleme auf, die bei elektrostati-

909317/1020

COPY

Fachgebiet der Photokopiertechnik wurde dieser Erscheinung die Kurzbezeichnung T.E.S.I. gegeben, eine Abkürzung für Transfer of Electrostatic Image.Dieses Verfahren wird in : Xerography and Related Process, herausgegeben von John H. Desrauer und Haröld E. Clark, The Focal Press, London, New York, 1965, Seite 432 beschrieben. T.E.S.I. beruht auf einem Luftspalt-Durchschlag im Bereich zwischen zwei isolierenden Teilen, was zu einer Ladungsübertragung von einem Teil auf einen anderen durch Ionisierung der dazwischenliegen den Luft führt. Das besondere Problem, das bei der Ladungsübertragung mittels der zwei isolierenden Blätter mit einem äußeren aufgebrachten Potential auftritt, liegt darin, daß eine zerspaltende oder disruptive Ladungsübertragung er folgt. Eine zerspaltende oder disruptive Ladungsübertragung führt typischerweise dazu, daß das übertragende Bild gesprenkelt oder gefleckt ist.

Ein Problem, das oft bei üblichen elektrophotographischen Geräten auftritt, besteht darin, daß unerwünschte Bhotoleiter Entladungseigenschaften erhalten werden. Zwischen dem gleichförmigen Beladen und dem Belichten des Photoleiters tritt be ständig aufgrund der sogenannten Dunkelentladung ein gewisser Potentialverlust auf. Während der Belichtung mit dem Licht-Schatten-Bild verliert der Photoleiter theoretisch auf grund der Intensität der Belichtung und der Länge der Belichtungszeit seine Beladung. Jedoch zeigen die Entladungskurven (eine Kurve des Photoleiterpotentials als Funktion der Zeit) ständig keine lineare Abhängigkeit des Photoleiter- Potential· von der Zeit; die Entladungsrate verringert sich im allgemeinen mit der Zeit und die Kurve geht bei einem Restpotential, .unter dem keine Entladung mehr erfolgt, in eine Waagrechte über. Diese Eigenschaften führen zu einem geringeren Kontrastpotential - Unterschied zwischen dem Restpotential und de« Potential unmittelbar vor dem Belichten -,

909817/1020 _copY

BAD ORIGINAL

was den Kontrast des Tonerbilds verringert. Ferner führt die Nichtlinearität der Entladungskurve im Hochspannungsbereich zu einem Verlust an Wiedergabetreue für das elektrostatische Gegenstück zum originalen optischen Bild. Die Anwesenheit eines Restpotentials bei einer Hochgeschwindigkeits-Photokopiervorrichtung führt zu dem weiteren Problem, daß sich ein Restpotential aufbaut, was erfolgt, wenn das restliche Bild zwischen Zyklen nur ungenügend gelöscht wird.

Es wurden zahlreiche Versuche und Lösungen zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bilds für das elektrostatische Drucken bekannt. Bei üblichen Techniken werden der Luftspalt-Durchschlag, Koronaentladungen und Funkenentladungen verwendet. Andere Techniken nutzen die Triboelektrizität, Strahlung (Alpha, Beta, Gamma sowie Röntgenstrahlen und ultraviolettes Licht) sowie Mikrowellen-Durchschlag.

Nach einem speziellen Verfahren gemäß dem Stand der Technik., werden Stichel- oder Ritzstifte aus Metall in sehr geringem Abstand von der Oberfläche der dielektrischen Übertragungstrommel verwendet. Die Stichel- oder Stiftspitzen werden elektrisch pulsierend entladen, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild durch Luftspalt-Durchschlag erzeugt wird. Diese Technik hat den Nachteil, daß die die Ladung erzeugenden Stichel- oder Stiftspitzen nicht vervielfacht weiden können. Ferner werden durch die Notwendigkeit, einen sehr geringen Abstand für den Luftspalt-Durchschlag aufrechtzuerhalten, extrem enge Toleranzen benötigt, was die praktische Ausführung dieser Technik begrenzt. Es ist nötig, den Spaltabstand zwischen etwa 0,005 und 0,02 mm (0,0002 und 0,0008 inch) zu erhalten, um mit aufgegebenen Potentialen bei vernünftigem Niveau arbeiten zu können und die Unversehrtheit des Ladungsbilds zu erhalten. Selbst dann ist das latente

Ladungsbild nicht gleichförmig, so daß das erhaltene elektrostatisch mit Toner versehene Bild keine gute Begrenzung und keine gute Punktfüllung besitzt.

Ein anderer bekannter elektrostatischer Drucker verwendet eine Ionenquelle in Form eines Korona-Punkts oder -Drahts, der zusammen mit einer das Bild bestimmenden Schablone verwendet wird. Koronaentladungen werden auch fast ausschließlich in elektrostatischen Photokopiergeräten verwendet, um die photoleitfähige Oberfläche vor dem Belichten zu beladen. Leider ergeben die üblichen Koronaentladungen nur begrenzte Ströme. Die größte Entladungsstromdichte, die bisher erhalten wurde, lag im Bereich von 10 Mikroampere/cm .Hierdurch kann eine schwere Beeinträchtigung der Druckgeschwindigkeit erfolgen. Zusätzlich können die Koronaentladungen beträchtliche Wartungsprobleme mit sich bringen. Koronadrähte sind klein und zerbrechlich und brechen leicht. Wegen ihrer hohen Arbeitspotentiale sammelt sich auf ihnen Schmutz und Staub an, so daß sie häufig gereinigt oder ersetzt werden müssen.

Eine andere Technik zur Bildung von Koronaentladungen hoher Dicht· ist die Verwendung von Luftströmen hoher Geschwindigkeit. Wenn z.B. Luft unter hohem Druck mit einer kleinen Öffnung am Korona-Entladepunkt verwendet wird,seilen Strom-

2 dichten von bis zu 1000 Mikroampei^cm erhalten werden (proceedings of the Conference on Static Electrification, London 1967, Seite 139, The Institute of Physics and Physical Society, London SW1). Jedoch ist diese Technik umständlich und verlangt sowohl eine Preßluftquelle als auch eine kritische Geometrie, um einen vorzeitigen elektrischen Durchschlag zu verhindern.

Ein anderes Verfahren zur Bildung von Ionen, das besonders bei elektrostatischen Anwendungen brauchbar ist, verwendet

909317/1020

Zl

eine elektrische Funkenentladung. Typisch hierfür sind die US-PSen 3 321 768, 3 335 322, 3 545 374 und 3 362 325. Eine niedrig energetische Funkenentladungstechnik wird von Krekow und Schräm in: IEEE transaction onfEletronic Devices, E.D.-21, Nr. 3, Seite 189, März 1974, beschrieben. Hierdurch gibt es Einwände gegen die elektrische Funkenentladung, insbesondere wenn gleichförmige Ionenströme gewünscht oder benötigt werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Entladung über die Fläche eines dielektrischen Elements erfolgt.

Es ist nach Bildung des latenten elektrostatischen Bilds auf einem dielektrischen Teil beim elektrostatischen Drucken oder nach der übertragung hierauf mittels T.E.S.I. in einem Photokopiergerät vorteilhaft, eine dielektrische Oberfläche von genügendem spezifischen Widerstand zu verwenden, um das latente elektrostatische Bild bis zum Tonen zu erhalten. Ferner ist es im Fall eines Systems, bei dem eine Druckübertragung des getonten Bildes auf ein weiteres Teil erfolgt, bevorzugt, wenn die dielektrische Oberfläche so glatt und hart ist, daß eine gute übertragung erleichtert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine imprägnierte anodisch behandelte Aluminiumschicht für eine solche dielektrische Oberfläche eingesetzt. Die anodische Behandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen ist ein elektrolytischer Prozess, der angewandt wird, um dicke Oxidschichten von beträchtlicher Härte zu erzeugen. Solche Besffihichtungen müssen von natürlichen Oxidfilaan, die g^wOfmliiah auf Aluminiumoberfltohen vorliegen, und von dünnen, elektrolytisch gebildeten Grenzschichten, unterschieden werden.

Die anodische Behandlung von Aluminium zur Bildung von dicken dielektrischen Beschichtungen erfolgt in einem elektrolytisches.

309817/1020

sehen Druckern nicht vorkommen. Der vom Photoleiter übertragene Toner muß entfernt werden, was im allgemeinen mittels einer Reinigungsbürste erfolgt. Der oft wiederholte Reinigungsprozess kann die empfindliche Oberfläche des Photoleiters zerstören. Ferner führen die zahlreichen Verfahrensstufen zu einem teueren und komplexen Photokopiersystem.

Bei einer bekannten Lösung dieses Problems wird das aufgenommene latente elektrostatische Bild von dem photoleitfähigen T eil auf ein haltbareres dielektrisches Teil übertragen, auf dem Entwicklung, übertragung und Reinigung erfolgt. Hierdurch wird der Photoleiter auf die Aufnahmefunktion begrenzt, wobeivielleicht das Löschen eines ggf. restlichen elektrostatischen Bilds nach der übertragung erfolgt.

Ein System, das nach diesem Konzept arbeitet, wird in den US-PSen 3 937 571 und 3 007 560 beschrieben. Dabei wird das latente elektrostatische Bild auf einer Bildtrommel mittels eines ionenmodulierenden Rasters erzeugt, das ermöglicht, daß die Ionen in einem dem Originalbild entsprechenden fluster durchtreten und dann auf die Bildtrommel gelangen. Es ist jedoch ungeschickt, ein solches Raster zu verwenden; dies führt insbesondere zu einer übermäßig langen Zeit zur Erzeugung der Brstkopie.

E4n anderes elektrophotographisch.es System dieser Art wird in den US-PSen 3 947 113 und 4 o15 o17 beschrieben. Bei diesen Verfahren wird Toner von einer photoleitfähigen Trommel auf ein als Zwischenglied dienendes Silikön-übertragungsband übertragen. Dieser Apparat ist ähnlich schwer zu handhaben; ferner wird dadurch das Reinigen von restlichem Toner auf dem photoleitfähigen Teil nicht vollständig vermieden.

Es wurden Systeme analysiert, ibei denen Ladungsübertragung zwischen zwei isolierenden Blättern verwendet wird; auf dem

909817/1020

Bad, das eine Säure, wie z.B. Schwefelsäure oder Oxalsäure, enthält. Die Techniken der Herstellung, die Eigenschaften und die Anwendungen von dicken Aluminiumoxid-Beschichtungen werden im einzelnen in "the Surface Treatment and Finishing of Aluminum and its Alloys" von S. Wernick und R. Pinner, 4. Auflage, 1972, Verlag Robert Draper Ltd., Peddington, England (Kapitel IX, Seite 563) beschrieben. Solche Beschichtungen sind extrem hart und unbeschichtetem Aluminium mechanisch überlegen. Jedoch enthalten die Beschichtungen

Poren in Form feiner Röhren, wobei die Porosität in der

10 12 2

Größenordnung von 10 bis 10 Poren/6,5 cm liegen. Typische Porositäten liegen im Bereich von 10 bis 30 Vol.-%.

Um bessere mechanische Eigenschaften zu erzielen und Korrosion zu verhüten, ist es üblich, die Poren zu versiegeln. Gemäß einer üblichen Versiegelungstechnik wird das Oxid teilweise nydratisiert, indem es in siedendes Wasser getaucht wird, das gewöhnlich bestimmte Nickelsalze enthält.

Ein anderes Verfahren zum Versiegeln eines anodisch bfehandelten Aluminiumteils wird in der US-PS 3 715 211 beschrieben. Jies ist ein Kaltsiegelverfahren, bei dem eine organische Flüssigkeit, die auf eine anodisch behandelte Oberfläche aufgebracht ist, photopolymerisiert wird.

Ein weiterer Gesichtspunkt bei elektrostatischen Druck- und Photokopier-Systemen ist das Verfahren und die Vorrichtung, die zur übertragung und zum Schmelzen des getonten Bildes auf ein Empfangsblatt verwendet werden. Gemäß dem Übertragungsdrucksystem von R. Perley (US-PS 3 701 996) erfolgt eine gleichzeitige Übertragung und ein Druckschmelzen, indem ein Empfangsblatt zwischen übertragungs- und Drucktrommel hindurchgeführt wird. Gemäß US-PS 3 874 894 wird eine Hülle aus Nylon-6

909817/1020

auf wenigstens einer der beiden Druckwalzen erzeugt; jedoch werden, die Walzen nur zum Fixieren des bereits übertragenen Toners verwendet. Diese Anordnung macht das Gesamtsystem wesentlich komplizierter.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum elektrostatischen Drucken und zum Photokopieren zur Verfügung zu stellen, die verbesserte Komponenten und ein verbessertes System besitzt.

Erfindungsgemäß wird der Vorteil erhalten, daß die Konstruktion zum Drucken mit derjenigen zum Photokopieren verträglich ist. Ferner läßt sich Hochgeschwindigkeits-Druck und Photokopieren mit ausgezeichneter Bildqualität erreichen.

Erfindungsgeraäß wird ferner ein Photokopiersystem für einfaches Papier zur Verfügung gestellt, das einfach und kompakt ist und geringe Kosten verursacht. Das Photokopiersystem benötigt weniger Verfahrensstufen als übliche Systeme; es kommt mit einer extrem kurzen und einfachen Bahn für das Papier aus.

Erfindungsgeraäß wird flerner ein suverlässigeres und wartungsfreies elektrophotographisches System zur Verfügung gestellt, das ein photoleitfähiges Teil von verstärkter Wirksamkeit und erhöhter Lebensdauer besitzt. Es ist in geringerem Maße nötig, das Photoleiterteil zu reinigen.

Ferner wird erfindungagemäß eine Konstruktion mit einem System zur Verfügung gestellt, das gegenüber eigenartigen elektrischen Eigenschaften des Photoleiters indifferent ist. Insbesondere vermeidet das elektrophotographische System die Schwierigkeit*^' die bei Anwesenheit eines Restpotentials auftreten, sowie die nicht linearen Eigenschaften am Fuß

909817/1024

einer Entladungskurve eines Photoleiters.

Erfindungsgemäß wird ferner eine vernünftige Bildqualität während einer anfänglichen elektrostatischen Bildübertragung in einem elektrophotographischen System aufrechterhalten. Erfindungsgemäß kann eine zerstreute oder disruptive Ladungsübertragung zwischen einem Photoleiter und einem dielektrischen Bildteil vermieden werden. Ferner kann ein Einfachpapier system erreicht werden, bei dem die Zeit, die zur Erzeugung der ersten Kopie benötigt wird, verringert ist.

Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, kritische mechanische Toleranzen bei der Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes in einem elektrostatischen Drucker zu verringern. Es können die Wartungsprobleme, die mit der Bildung eines solchen Bildes verbunden sind, verringert werden und die ^E*- zeugung von Ionen, insbesondere bei hohen Stromdichten, zur Verwendung für elektrostatisches Drucken und Photokopieren sowie für andere Anwendungen erleichtert werden.

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine zuverlässige und stabile Ionenquelle zur Verfügung gestellt wird. Ferner werden eine einfache Wartung erreicht und die nachteiligen Eigenschaften von Koronadrähten einschließlich ihrer Zerbrechlichkeit und der Neigung, Schmutz und Staub zu sammeln,vermieden. Die Ionenquelle ist leicht kontrollierbar und kann in Mehrfachschaltung betrieben werden (=multiplex betätigbar).

Ferner können Ionenströme zur Verwendung bei der elektrostatischen Bildherstellung erzeugt werden, bei der die Unversehrtheit des Ladungsbilds erhalten wird; es werden vergleichsweise

909817/1023

gleichförmige Ladungsbilder erhalten werden, die mit guter Begrenzung und guter Punktfüllung getont werden können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine übertragungstrommel mit genügendem Oberflächenwiderstand erhalten wird, um den Bildabbau von dem Zeitpunkt, in dem das Bild an der Oberfläche erscheint, bis zum Tonen des Bildes zu vermeiden; es wird eine vollständige übertragung des Toners auf ein Empfangsblatt ermöglicht und eine Übertragungsfläche hergestellt, die keinen beträchtlichen Formänderungen unterworfen wird. Ferner werden latente zurückbleibende elektrostatische Bilder gelöscht und Geisterbilder bei nachfolgenden Druckzyklen vermieden.

Die Erfindung schließt sowohl das Photokopieren als auch den elektrostatischen Druck ein; zu ihr gehören auch verschiedene bevorzugte Bauteile, die beim Photokopieren und Drucken verwendet werden. Der bevorzugte Ionengenerator gemäß der Erfindung kann zur Vorbeladung eines Photoleiters oder zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes sowie zu anderen Anwendungen verwendet werden. Ein dreischichtiges photoleitfähiges Teil ist für den erfindungsgemäßen Photokopierer geeignet und ein imprägniertes dielektrisches Teil aus anodisch behandeltem Aluminium kann ein elektrostatisches latentes Bild aufnehmen.

Im Rahmen der Erfindung erzeugen der Photokopierer und der elektrostatische Drucker ein latentes elektrostatisches Bild auf einem dielektrischen Teil auf verschiedene Weise; danach können sie jedoch gleiche Techniken anwenden, um das elektrostatische latente Bild zu tonen und die nachfolgenden Verarbeitungsschritte durchzuführen. Im Photokopiergerät wird ein elektrostatisches Bild auf einem Photorezeptorteil mittels üblicher optischer Vorrichtungen gebildet und auf ein dielektrisches Teil übertragen. Beim elektrostatischen Drucker wird ein

9098 17/1020

-rf -it

elektrostatisches latentes Bild vorzugsweise auf einem dielektrischen Teil durch einen Ionengenerator gebildet.

Erfindungsgemäß weist ein elektrophotographisches Gerät ein Photoleiterteil, eine dielektrische Bildtrommel sowie verschiedene VerfahrensStationen auf. Das Photoleiterteil enthält eine photoleitfähige Oberfläche und ein leitendes inneres Substrat, während die dielektrische Bildtrommel eine isolierende Oberflächenschicht und ein leitendes Substrat enthält. Die oben genannten Teile sind vorzugsweise zylindrische Trommeln. Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung ein latentes elektrostatisches Bild durch gleichmäßige Beladung der photoleitfähigen Oberfläche im Dunkeln und. Belichten mit einem Licht-Schatten-Muster, das dem Originalbild, welches reproduziert werden soll, entspricht, gebildet werden. Das latente elektrostatische Bild wird dann auf die Oberfläche der dielektrischen Bildtrommel übertragen. Eine Löschlampe kann verwendet werden, um ein latentes Restbild auf der photoleitfähigen Oberfläche nach dem Bildtransport zu entladen. Weiterhin wird das latente elektrostatische Bild von dem Photoleiterteil auf die dielektrische Bildtrommel dadurch übertragen, daß die Oberfläche der Bildtrommel entweder in Kontakt oder in enge Nähe zu dem bildtragenden Bereich des Photoleiterteils gebracht wird. Ein äußeres Vorpotential kann zwischen den leitenden Substraten dieser Teile angelegt werden. Die Ladungsübertragung erfolgt mittels eines Luftspalt-Durchschlags nach Erreichen der Schwellenspannung. Das Photoleiterteil kann eine Halbleiterschicht zwischen der photoleitfähigen Oberfläche und dem leitenden Substrat besitzen. Durch diese Konstruktion wird eine zerspaltende oder disruptive Ladungsübertragung von einem solchen Teil auf die dielektrische Bildtrommel vermieden und die Qualität des übertragenden latenten

elektrostatischen Bildes verbessert.

Bei dem erfindungsgeraäßen elektrostatischen Drucker wird erstrebt, daß ein latentes elektrostatisches Bild mittels einer bevorzugten Form eines Ionengenerators auf einem dielektrischen Bildteil gebildet wird. Der erfindungs gemäße Ionengenerator ermöglicht die Anlegung einer Spannung zwischen zwei Elektroden, die von einem festen dielektrischen Teil getrennt werden, um einen elektrischen Luftspalt-Durchschlag in Randfeldbereichen hervorzurufen. So erzeugte Ionen können dann von der Entladung abgezogen und auf ein weiteres Teil geleitet werden. Das weitere Teil kann ein leitender Träger mit einer dielektrischen Beschichtung sein. Gemäß einem Merkmal des Ionengenerators ist das die Entladung hervorrufende Potential eine Hochfrequenz-Wechselspannung und das Abziehen wird unter Verwendung von Gleichspannung erreicht. Gemäß einem anderen Merkmal können die abgezogenen Ionen direkt verwendet werden oder nach einem teilchenförmigen Stoff geleitet werden, der unter der Wirkung eines elektrischen Feldes bewegt wird. Solche beladenen Teilchen können zur Bildung eines elektrostatischen Musters verwendet weeden, wobei z.B. eine Entladungselektrode mit einem Speicher verwendet wird ,das in Übereinstimmung mit der Form eines Buchstabens oder Symbols, für das ein Ladungsbild gewünscht wird, ausgestaltet ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal des bevorzugten Ionengenerators können die Elektroden Mehrfachelektroden sein, die in einer Matrixanordnung Kreuzungspunkte bilden. Die Ionen werden aus Elektrodenöffnungen an ausgewählten Matrixkreuzpunkten dadurch _ent. «Gramen ., daß gleichzeitig sowohl eine elektrische Entladung an den gewählten Öffnungen als auch ein äußeres Ionenausstoßfeld erzeugt werden. Die gewonnenen Ionen können zur BiI-

909817/1020

dung eines elektrostatischen latenten Bildes verwendet werden , das anschließend getont und geschmolzen wird. Das Bild kann auf der dielektrischen Schicht gebildet und auf blankes Papier übertragen werden. Andererseits kann beladenes teilchenförmiges Material auf blankem Papier zur Bildung eines sichtbaren Bildes aufgetragen oder auf einer leitenden Fläche gesammelt werden. GEmäß eines anderen Merkmals des bevorzugten Ionengenerators wird das Gerät durch ein festes dielektrisches Teil gebildet, das die beiden Elektroden teilt; wenigstens eine der Elektroden weist eine Kante an der Oberfläche des dielektrischen Teils auf. Wenn eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, z.B. eine Wechselspannung im Frequenzbereich von etwa 40 Hertz bis etwa 4 Megahertz, wird eine elektrische Entladung zwischen der einen Elektrode und der dielektrischen Oberfläche erzeugt. Die Elektroden, die gleich oder verschieden sein können, können eine breite Vielzahl von Formen aufweisen; sie können z.B. ein gewebtes, offeninaschlges Sieb oder Raster aus Metall sein.

Bei einer anderen Ausführungsform des bevorzugten erfindungsgemäßen Ionengenerators wird eine dritte Elektrode verwendet, um die Entladung der Ionen, die wie oben beschrieben erzeugt werden, zu steuern.Eine Hochfrequenz-iiechselspannung wird zwischen der ersten, der Treiberelektrode,und der zweiten, der Steuerelektrode, angelegt. Die dritte Elektrode, die Sieboder Rasterelektrode, wird von der Steuerelektrode durch eine zweite Schicht eines dielektrischen Stoffs getrennt. Die Ionen, die aufgrund eines Luftspalt-Durchschlags abgeleitet werden, können aufgrund des Einflusses der Netz- oder Rasterelcktrode abgezogen und nach einem weiteren Teil geleitet werden. Gemäß einem Merkmal der Ausführungsform des Ionengenerators mit drei Elektroden verhindert die Netz-_oder Rasterelektrode eine un-

309817/1020

erwünschte Bildlöschung, wenn ein vorher gebildetes latentes elektrostatisches Bild unter dem Ionengenerator vorliegt, und an die Steuerelektrode wird keine Spannung zur Ableitung der Ionen angelegt. Gemäß einem weiteren Merkmal der Ausfuhrungsform mit 3 Elektroden erzeugt die Sieb- oder Rasterelektrode eine elektrostatische Linsenwirkung, die zur Steuerung der Größe und Form von elektrostatischen Bildern, die durch den erfindungsgemäßen Ionengenerator gebildet werden, verwendet werden kann.

In beiden grundsätzlichen Ausführungsformen der Erfindung wird das latente elektrostatische Bild auf dem dielektrischen Bildteil zur Bildung eines sichtbaren Gegenstücks getont. Das getonte Bild wird dann auf ein Empfangsmedium übertragen. Es kann Vorsorge getroffen werden, um die Oberfläche des dielektrischen Bildteils zu reinigen und ein gegebenenfalls darauf befindliches Restbild zu entladen.

Gemäß einer bevorzugten Form der beiden grundsätzlichen Ausführungsformen weist das dielektrische Bildteil eine Oberflächenschicht auf, die aus imprägniertem anodisch behandeltem Aluminiumoxyd besteht . Ein solches Teil wird gemäß der Erfindung durch vorherige Entwässerung bzw. Dehydratation eines anodislerten Aluminiumteils gebildet, worauf Oberflächenöffnungen des entwässerten Teils imprägniert werden, um verbesserten Widerstand und verbesserte dielektrische Eigenschaften zu erhalten. Gemäß einem Merkmal dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächen öffnungen des dielektrischen Teils Poren, wie sie z.B. in der Oxidschicht vorliegen, die durch die anodische Behandlung des leitfähigen Teils erzeugt wird. Gemäß einem anderen Merkmal dieser bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Dehydratation oder Entwässerung durch Erhitzen . des dielektrischen Teils in einem Vakuum oder in einem Trockenschrank mit einer relativen Feuchtigkeit unter 10%. Das Erwärmen erfolgt vorzugsweise bei. einer T emperatur im Bereich von etwa 60 bis etwa 180° C, wobei die bevorzugte Temperatur etwa 1OO°C beträgt. Die Heizdauer beträgt vorzugsweise etwa 8 Stunden.

909817/1020

Gemäß einem anderen Merkmal dieser bevorzugten Ausführungsform wird das dielektrische Teil mit einem organischen Harz aus der Gruppe von üV-härtenden Harzen, Polyamidharzen, UV-Akrylatharzen und thermisch gehärteten Epoxyharzen imprägniert. Gemäß einem weiteren Merkmal dieser bevorzugten Ausführungsform ist das dielektrische Teil ein leitfähiqes Substrat, das unter einer dielektrischen Schicht liegt, welche im wesentlichen feuchtigkeitsfreie Poren besitzt. Diese Poren werden in dem Zustand, in dem sie frei von Feuchtigkeit sind, mit einem harzartigen Material versiegelt, um verbesserte dielektrische Eigenschaften und verbesserten Widerstand zu erreichen.

Im Gegensatz zu dem Stand der Technik, bei dem ein unvermeidbarer Rest atmosphärischer Feuchtigkeit in den Poren verblieb, erzeugt diese bevorzugte Ausführungsform die Versiegelung der Poren in dem Zustand» in dem sie im wesentlichen frei von Feuchtigkeit sin I, um die nachteiligen Wirkungen von eingefangener Porenfeuchtigkeit zu vermeiden.

Gem"iß einer speziellen Version der beiden grundsätzlichen Ausführungsformen kann das getonte sichtbare Bild auf der dielektrischen Bildtrommel auf ein Empfangsteil unter gleichzeitiger Druckfi-iierung übertragen werden. Es wird Druck angewandt, wenn eine Empfängerbahn oder ein Empfängerblatt zwischen der dielektrischen Bildtrommel und einer Andruckrolle an einem Punkt tangential zu den beiden Teilen hindurchläuft.

Gemäß einer weiteren Form der beiden grundsätzlichen Ausführungsformen können die beiden Metallschaber benachbart zu der dielektrischen Bildtrommel und der Andruckrolle angeordnet werden, um die Oberfläche der Trommel und der Rolle nach der Bildübertragung zu reinigen. Ein etwa zurückbleibendes Bild auf der dielektrischen Trommel kann durch Elektroden an beiden Seiten der dielektrischen Schicht, zwischen denen hochfrequente Wechseltromentladungen erzeugt werden, gelöscht werden. Das Löschen kann auch durch einen

903617/1020'

geerdeten Leiter oder Halbleiter erfolgen, der in innigem Kontakt mit der Oberfläche der dielektrischen Schicht gehalten wird. Der geerdete Leiter kann ein schwer belastetes ^etallschaberblatt und der geerdete Halbleiter eine Kalbleitende Rolle sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen im Zusammenhang mit den B'iguren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des gesamten elektrophotographischen Gerätes gemäß einer bevorzugten Version der ersten grundsätzlichen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt des Nachbarschaftsbereichs zwischen einem photoleitfähigen Teil und einer dielektrischen Bildtrommel ;

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines bandförmigen Photoleiter-Teils und einer dielektrischen Bildtrommel gemäß einer alternativen Ausführungsform der ersten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung?

Fig. 4 ist ein perspektivischer Querschnitt eines Ladungsübertragungsteils mit einem zusammengesetzten Photorezeptor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ist ein perspektivischer Querschnitt eines Ladungsübertragungsteils, das einen zusammengesetzten Photorezeptor qemHß einer anderen Ausführungsform der Erfindung aufweist;

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines elektrostatischen UbeE-tragungsdruckers gemäß der zweiten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Teilquerschhltt einer Ladungslöseheinheit für einen

309817/102-0

elektrostatischen Drucker oder Photokopierer gemäß der Erfindun g;

Fig. 8 ist ein Teilquerschnitt einer Ladungslöscheinheit für einen elektrostatischen Drucker oder Photokopierer gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht eines Ionengenerators gemäß der Erfindung;

Fig.10 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen Ionengenerator und durch eine Ionenentladungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.11 ist eine Aufsicht auf einen Ionengenerator, der beim elektrostatischen Drucken verwendet werden kann;

Fig.12 ist eine Aufsicht auf einen Matrix-Ionengenerator für einen elektrostatischen Matrix-Punktdrucker;

Fig.13 ist eine perspektivische Teilansicht eines physikalischen Modells eines Ionengenerators gemäß der Erfindung;

Fig.14 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Kopiergeräts, das den Ionengenerator gemäß Fig. 13 verwendet;

Fig.15 ist ein Schnitt durch eine andere Ionenquelle gemäß der Erfindung;

Fig.16 ist ein Schnitt durch ein Aerosol-Beladungssystem für Punkt-Matrix-Druck bei hoher Geschwindigkeit, der mit dem Ionengenerator gemäß der Erfindung übereinstimmt;

Fig.17 ist ein Querschnitt durch ein Zeilendrucksystem, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Ionen verwendet wird;

909817/1020

Fig.18 ist ein Querschnitt durch einen elektrostatischen Niederschlagsapparat für das erfindungsgemäße Ionenerzeugungsverfahren;

Fig.19 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen der Elektronenspannung und der Papierspannung bei dem erfindungsgemäßen Ionenerzeugung s verfahr en darstellt; >,

Fig.20 ist eine perspektivische Ansicht eines getonten elektrographischen Bildes auf einem dielektrischen Teil, das auf der Rückseite einen Leiter trägt; ein solches Bild wird durch den Matrix-Ionengenerator gemäß Fig. 12 erzeugt;

Fig.21 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Ionengenerator gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig.22 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Ionengenerator und eine Ionenentladungsvorrichtung gemäß der Ausfuhrungsform in Fig. 21;

Fig.23 ist eine schematische Darstellung eines anderen Schaltkreises _;der im Ionengenerator und in der Ionenentladungsvorrichtung gemäß Fig. 22 verwendet werden kann.

Di· Erfindung wird in Abschnitt I als elektrophotographische Vorrichtung mit doppelter übertragung und in Abschnitt III als ein elektrostatischer Übertragungsdrucker dargestellt. In beiden Fällen wird erfindungsgemäß ein latentes elektrostatisches Bild auf einer dielektrischen Bildwalze erzeugt, wenn auch auf verschiedene Weise; anschließend kann eine identische Vorrichtung verwendet werden.

In den Abschnitten II, IV und V werden spezielle Bestandteile erläutert, die sowohl bei der elektrophotographischen Vorrichtung

909817/1020

se

'** 2546474

und beim Drucker als auch anders wo verwendet werden können. Der Dreischichten-Photorezeptor gemäß Abschnitt II ist zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bilds, das auf ein weiteres dielektrisches Teil übertragen werden soll, vorteilhaft. Der Ionengenerator und die Ionenentladungsvorrichtung gemäß Abschnitt IV kann für elektrostatische Beladung, Entladung, Ausfällung, Trennung und Beschichtung verwendet werden. Die imprägnierten Teile aus anodisch behandeltem Aluminium gemäß Abschnitt V werden dann verwendet, wenn harte, glatte Oberflächen mit guten dielektrischen Eigenschaften benötigt werden.

I. Elektrophotographie mit doppelter Übertragung

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine elektrophotographische Doppelübertragungs-Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung, die drei Zylinder und verschiedene Prozeöstationen aufweist.

Der obere Zylinder ist ein photoleitfähiges Teil 11, das eine photoleitende Beschichtung 13 auf einem leitenden Trägersubstrat 17 mit einem dazwischenliegenden halbleitenden Substrat 15 aufweist und wird im einzelnen in Abschnitt II unten erläutert. Bevorzugtes Material für die photoleitfähige Oberflächenschicht 13 sind z.B. in einem Harzbinder dispergiertes Gadmiumsulfid-Pulver (es wird CdS der photoleitfähigen Qualität verwendet, das typischerweise mit aktivierenden Substanzen, wie z.B. Kupfer und Chlor, dotiert ist), in einem Harzbinder dispergiertes Cadmiumsulfoselenid-Pulver (gemäß der Formel CdS_xSe , wobei χ + y « 1) oder organische Photoleiter, wie z.B. der äquimolare Komplex aus Polyvinylcarbazol und Trinitrofluorenon.

Der Photoleiter wird an der Beladungsstation 19 elektrostatisch beladen und dann an der Belichtungsstation 21 belichtet, um an der Oberfläche des Photoleiters ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen. Der Photoleiter kann unter Verwendung einer üblichen Korona-Drahtvorrichtung oder alternativ unter Verwendung

909817/1020 ~

des ionenerzeugenden Systems, das unten in Unterabschnitt IV A (Fig. 14) beschrieben wird, beladen werden. Das optische Bild, das das latente Bild auf dem Photoleiter ergibt, kann nach irgendeinem der wohl bekannten optischen Abtastsysteme erzeugt werden. Dieses latente Bild wird auf einen dielektrischen Zylinder 25 übertragen, der von einer dielektrischen Schicht 27, die auf einem Metallzylinder 29 schachtförmig aufgetragen ist, gebildet wird, pas latente elektrostatische Bild auf dem dielektrischen Zylinder 25 wird getont und duröh Druck auf einen Empfänger übertragen, der zwischen dem dielektrischen Zylinder 25 und einer übertragungswalze 37 zugeführt wird. Es kann dafür gesorgt werden, daß restlicher Toner von dem Zylinder 25 und der Walze 37 entfernt wird und ein ggf. auf dem Zylinder 25 nach der übertragung zurückbleibendes elektrostatisches Bild gelöscht wird (bei 43, 45 und 47). Eine Vorrichtung zum Tonerauftrag (zum Tonen des Bildes) und für die sich daran anschließenden Schritte, der allgemein bei 30 in Fig. 1 dargestellt wird, wird im einzelnen in Unterabschnitt III B unten erläutert.

Das Verfahren, mit dem ein latentes elektrostatisches Bild von dem Photoleiter 11 auf den dielektrischen Zylinder 25 übertragen wird, erfolgt unter Verwendung von Ladungsübertragung durch einen Luftspalt-Durchschlag. Das Verfahren der gleichförmigen Beladung und Belichtung der photoleitfähigen Oberfläche 13 führt zu einer Ladungsdichteverteilung, die dem belichteten Bild entspricht, und zu einem Muster mit veränderlicher Spannung an der photoleitfähigen Oberfläche 13, bezogen auf das darunterliegende leitfähige Substrat 17. Wie man aus Fig. 2 entnehmen kann, wird ' die beladene Fläche des Photoleiters 11 in eine Stellung gedreht, in -fttr <ie-ganz dicht(weniger als 0,005 cm) an der dielektrischen Fläche 27 liegt. Ein äußeres Potential 33 wird zwischen Elektroden in den leitfähigen Trägerschichten 17 und 29 der beiden Trommeln

«09817/1020

angelegt, wobei eine typische Anfangsbeladung etwa 1000 Volt an der photoleitfähigen Schicht 13 beträgt, zu der weitere 400 Volt durch das von außen angelegte Potential 33 hinzukommen. Die Gesamtbeladung von 1400 Volt wird während des Belichtungsprozesses um etwa 800 Volt verringert.

Beim Ladungsübertragungsverfahren ist es nötig, daß eine ausreichende elektrische Spannung im Luftspalt vorhanden ist, um die Ionisierung der Luft hervorzurufen. Die benötigte Spannung hängt von der Dicke und den dielektrischen Konstanten des isolierenden Materials sowie vom Abstand des Luftspalts ab (vgl. Dessauer und Clark, Xerography and Related Processes, the ^pocal Press, London und New York, 1965, Seite 427). Die elektrische Spannung ist entsprechend der lokalen Ladungsdichte variabel; wenn sie jedoch ausreicht, einen Luftspalt-Durchschlag hervorzurufen, führt sie zu einer Ladungsübertragung von der photoleitfähigen Oberfläche 13 auf die dielektrische Oberfläche 27 in einem Muster > das das latente Bild verdoppelt. Das bedeutet, daß eine bestimmte Schwellenspannung über den Luftspalt hin erzeugt werden muß. Grob die Hälfte der Ladung wird übertragen, wobei ein Potential von etwa 600 Volt an der dielektrischen Oberfläche 27 zurückbleibt.

Die nötige Schwellenspannung muß als Ergebnis der gleichförmigen Beladung und Belichtung der photoleitfähgen Oberfläche 13 vorhanden sein; es kann auch zusätzlich eine von außen angelegte Spannung verwendet werden. Die Bildqualität wird im allgemeinen durch Verwendung einer äußeren Spannung verbessert.

Angesichts der disruptiven oder spaltenden Ladungsübertragung, die unter bestimmten Umständen erfolgt, wenn die Ladungsübertra-

909817/1020

gung auf dem Wege der zwei isolierenden Oberflächen durchgeführt wird, ist es wichtig, die Unversehrtheit und Vollständigkeit des latenten elektrostatischen Bildes zu erhalten. Es wurde festgestellt, daß durch Hinzufügung einer halbleitenden Schicht 15 zwischen der photoleitfähigen Oberflächenschicht 13 und dem leitenden Substrat 17 der Effekt der disruptiven oder zerspaltenden Ladungsübertragung gegenüber der Verwendung eines üblichen Zweischichten-Photoleiters beträchtlich verringert wird. Das Phänomen, durch welches die halbleitende Schicht den disruptiven oder zerspaltenden Durchschlag verhindert, wird zwar noch nicht vollständig verstanden; es wird jedoch angenommen, daß die Zeitkonstante, die durch diese halbleitende Schicht eingeführt wird, bewirkt, daß das Niederschlagsverhalten, das sonst mit einem disruptiven Durchschlag verbunden ist, geglättet oder verringert wird, Geeignete Schichteigenschaften sowie Materialien werden in Ab-Bchnltt II unten erwähnt. Bei Verwendung dieser bevorzugten Konstruktion des photoleitfähigen Teils 11 wird das Sprenkeln und Trüben von Einzelheiten bei dem übertragenen Bild vermieden. Ein typischer Bereich für die Luftspalt-Abstände für die Ladungsübertragung bei Verwendung dieser Ausbildung liegt im Bereich von 0,013 bis 0,038 mm (0,5 bis 1,5 mils). Bei Anwendung dieser Ladungsübertragungs-Methode werden einige Probiene gemildert, die aus unerwünschten Entladungseigenschaften des photoleitfähigen Teils erwachsen. Die Anwendungleiner äußeren Vorspannung zur Erzielung eines Schwellenpotentials läßt eine höhere Spannung an der dielektrischen Trommel zurück als im Fall eines BinfachÜbertragungssysteme, was auf dem Kontrastpotential der photoleitfähigen Oberfläche beruht. Dies führt wiederum zu einem größeren Kontrast zwischen den hellen und dunklen Bereichen des getoiiten, sichtbaren Bildes.

Um untereinander gleichiörmige Kopien zu erhalten, insbesondere bei bestimmten Photoleitern, die Ermüdung zeigen, ist es vorteilhaft, da· latente Restbild, das auf dem Photoleiter nach übertra-

909817/1020

gung de3 latenten Bildes auf die dielektrische Ob erfläche 27 zurückbleib t, zu entladen. Dieses Löschen kann bequem durch eine Lampe 23 erfolgen, die genügend Beleuchtung erzeugt, um den Photoleiter unter das notwendige Niveau zu entladen. Das Löschlicht 23 kann entweder fluoreszierend oder weißglühend sein.

Ausführunjs-Bei einem bestimmten/Beispiel für ein erfindungsgemäßes elektrophotographisches System war das System wie in Fig. 1 angedeutet zusammengesetzt. Der zylindrische leitende Kern 29 des dielektrischen Zylinders 25 wurde aus Aluminium der amerikanischen Qualität 7o75-T6 mit einem Durchmesser von 7,5 cm gearbeitet. Die Länge dieses zylindrischen Kerns ausschließlich der herausgearbeiteten Zapfen betrug 22,5 cm. Die Zapfen wurden maskiert und das Aluminium nach dem Sanford-Verfahren anodisch behandelt X vgl. S. Wernick und R. Pinner "The Surface Treatment and Finishing of Aluminium and its Mloys",Robert Draper Ltd., 4. Auflage, 1971/72, Band 2, Seite 567). Die fertige Aluminiumoxid-Schicht war 60 ,um dick. Anschließend wurde der leitende Kern 29 in einem Vakuumofen 12 Stunden lang auf 150° C erhitzt und dann auf 50°C abkühlen gelassen. Nach Entnahme aus dem Ofen wurde der zylindrische Kern mit einem niedrig viskosen Epoxyharz mit einer Bürste beschichtet (Hysol Co. R9-2O39 Harz - 100 Gew.-Teile; H2-34O4 Härter - 11 Gew.-Teile). Man ließ das Epoxyharz in die Poren eindringen und der Überschuß an der Oberfläche ^wur<3e dann abgewischt. Die Epoxyverbindungwurde 18 Stunden in einem Vakuumofen bei 78°C gehärtet und bildete dabei die dielektrische Oberflächenschicht 27. Die Oberfläche 27 des dielektrischen Zylinders 25 wurde dann mit einem Siliciumcarbidpapier der amerikanischen Korngröße 600 auf einen quadratischen Mittelwert von 5 bis 10 ^likrozoll abgeschliffen. Die Druckrolle 37 bestand aus einem festen maschinell herausgearbeiteten Kern 41 von 5 cm Durchmesser, über jj_en eine Polysulfonhülse 39 mit einem Innendurchmesser von 5 cm und einem Außendurchmesser von 6,25 cm aufgeschrumpft war.

909817/1020

-χί-

Das leitende Substrat 17 des photoleitfähigen Teils 11, das eine Aluminiumhülse enthielt, wurde aus Aluminiumrohr der amerikanischen Qualität 6061 mit einer Wandstärke von 0,3 cn und einem äußeren Durchmesser von 5 cm hergestellt. Die äußere Oberfläche wurde maschinenbearbeitet ^un<* das Aluminium auf eine Dicke von 50 ,um anodisch oxidiert (ebenfalls unter Anwendung des Sanford-Verfahrens) . Um das richtige Niveau an leitfähigkeit in der Oxidschicht zu erhalten, wurden die Oxidporen mit Nickelsulfid getränkt, indem man die anodisch behandelte Hülse 3 Minunten lang in eine Nickelacetatlösung (50 g/l, pH 6) tauchte. Zur Bildung der halbleitenden Schicht 15 wurde die Hülse dann unmittelbar 2 Minuten lang in konzentriertes Natriumsulfid getaucht und dann in destilliertem Wasser gespült. Dieses Verfahren wurde dreimal wiederholt. Die imprägnierte anodische Schicht wurde dann 10 Minuten lang in Wasser versiegelt (92°C, pH 5,6). Das halbleitende Substrat 15 wurde mit einer Photoleiter-Binderschicht 13 sprühbeschichtet, die aus einer Cadmiumsulfoselenid-Pulver von Photoleiterqualität, das mit einem wärmegehärteten Acrylharz der Firma DeSoto Chemical Co. vermählen war, bestand; dieses Gemischt war mit Methyläthylketon auf eine zum Sprühen geeigneten Viskosität verdünnt. Die Dicke der trockenen Beschichtung betrug 4o ,um und die Konzentration des Cadmiumpigments im Harzbinder war 18 Vol.-%. Das Harz wurde durch dreistündiges Brennen bei 180°C quervernetzt.

Der dielektrische Zylinder 25 wurde mit einen Wechselstrommotor und einem Getriebe auf eine Oberflächengeschwindigkeit von 20 cm/s angetrieben. Die Druckrolle 37 war an schwenkbaren, federgespannten Seitenrahmen montiert, die sie mit einem Druck von .54 kg pro linearem cm der Kontaktlänge gegen den dielektrischen Zylinder 25 preßte.

909817/1

Ve

284647«

Streifen aus 0,025 nun starkem Band (3 mm breit) wurden an jedem Ende der photoleitfähigen Hülse 11 um den Umfang angeordnet, Uli den Photoleiter in einem kleinen Abstand von der Oxidfläche des dielektrischen Zylinders 25 zu bringen. Die photoleitfähige Hülse war frei in Lagern gelagert und wurde durch das Band, das auf der Oxidoberfläche ruhte, angetrieben.

Die den Photoleiter beladende Korona 19, das aus einer einzigen Komponente bestehende Gerät 31 zum Tonen des latenten Bildes und das optische Belichtungssystem 21 entsprachen im wesentlichen den Komponenten, die im Kopiergerät Mr. 444 der Develop KG Dr. Eisbein & Co, Stuttgart, verwendet wurden.

Es wurden Schaberblätter 43 , 45 aus biegsamem rostfreiem Stahl verwendet, ura sowohl den Oxidzylinder 25 als auch die Druckrolle 37 aus Polysulfon sauber zu halten. In Bezug auf die Ausführungsform der Löschvorrichtung zum Löschen des elektrostatischen Bildes, die in Fig. 7 mit 93 bezeichnet wird, wurde das zurückbleibende latente Bild unter Verwendung einer Wechselstrom-Korona 97 zusammen mit einem Sieb oder Schirm 95 mit 42% offener Fläche und einer Maschenweite von ca. 0,16 mm (90 mesh), das auf Grundpotential gehalten wurde und in leichtem Kontakt mit der Oxidfläche 27 gepreßt wurde, gelöscht. Ein Wolfram-Koronadraht 97 von 0,076 mm (3 mil) Durchmesser wurde 4,7 cm entfernt vom Sieb angeordnet. Dieser Koronadraht wurde bei einer Wechselspannung von 60 Hertz mit einer Spitze von 9 Kilovolt betrieben.

Bei der Ausführunggform gemäß Fig. 2 mit Photoleiter und dielektrischem Zylinder wurde eine Gleichstromversorgung 33 benutzt, um der Photoleiterhülse 11 eine Vorspannung von -400 Volt gegenüber dem Kern 29 des dielektrischen Zylinders zu geben, welcher auf Erdpotential gehalten wurde. Die Photoleiterfläche 13 war mit einem Potential von minus 1000 Volt in Bezug auf das Substrat 17

909817/1020

geladen. Eine optische Belichtung von 25 Lux-s erfolgte durch Entladen des Photoleiters in stark belichteten Flächen. Auf den unbeladenen Flächen wurde ein latentes Bild von minus 400 Volt auf das oxidische Dielektrikum 27 übertragen. Dieses 3ild wurde getont und dann auf einfaches Papier 25 übertragen, das zum geeigneten Zeitpunkt von einem Bahnzuführgerät in den Druckspalt eingeführt wurde.

Es wurden Kopien mit einer Rate von 30 Stück/min erhalten, die sauberen Hintergrund, dichte schwarze Bilder und eine Auflösung von mehr als 12 Linienpaaren pro mm besaßen. Es wurde kein Schmelzen des Bildes außer dem, das während der Druckübertragung erfolgte, benötigt.

Bei einer anderen Ausfrührungsform des Doppelübertragungs-Kopiergeräts wurde die Photoleiterhülse 11 durch einen biegsamen Bandphotoleiter 11" ersetzt, wie in Fig. 3 dargestellt. Der Photoleiter 11' besteht aus einer photoleitenden Schicht 13¹, die aus einer Lösung von Polyvinylcarbazol und Trinitrofluorenon in gleichem molaren Verhältnis,gelöst in Tetrahydrofuran, gebildet war; diese Lösung wurde auf eine leitende Papiergrundlage 15' (West Virginia Pulp and Paper, Nr. 45 LTB Grundpapier) in einer Trockendicke von 30 /tun schichtförmig aufgetragen. Das Photolciterband 11' wurde von zwei leitenden Rollen 17'a und 17'b gestützt und vom dielektrischen Zylinder 25 durch Reibung angetrieben. Die untere Rolle 17'b wurde auf einer Vorspannung von minus 400 Volt gebracht. Der Photoleiter 13' wurde mit der Doppel korona-Vorrichtung 19', wie in Fig. 3 dargestellt, auf 1000 Volt beladen. Das elektrostatische latente Bild wurde durch Blitzbelichtung 21* erzeugt, so daß das gesamte Bildfeld ohne Verwendung von wiedergebender oder abtastender Optik erzeugt wurde.

Mit Ausnahme des dielektrischen Zylinders 25, der aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl gearbeitet war, welcher mit einer

909817/1020

15 ,um starken Schicht aus hochdichtem Aluminiumoxid beschichtet war, war der Rest des Systems identisch mit demjenigen des vorangegangenen Beispiels. Die Beschichtung wurde unter Verwendung einer Plasma-Sprühtechnik der Union Carbide Corp. (Linde Division) aufgebracht. Nach dem Sprühen wurde die Oxidfläche geschliffen und auf einen Endschliff von 10 Mikroinch (quadratischer "litte 1-wert) poliert. Auch hier wurden selbst bei Arbeitsgeschwindigkeiten von 75 cm/s Kopien hoher Qualität erhalten.

II. Dreischichtiger Photorezeptor

Die Einfügung eines halbleitenden Substrats zwischen der photoleitfähigen Oberflächenschicht und dem leitenden Kern eines zusammengesetzten Photorezeptors bringt beträchtliche Vorteile, wenn der Photorezeptor für die Bilderzeugung durch Ladungsübertragung verwendet wird. Zum Beispiel sind die Ausführungsformen eines Photorezeptors gemäß Figuren 4 und 5 in das elektrophotographische Doppelübertragungs-Gerät gemäß Figuren 1 bzw. 3 eingebaut.

Bei der besonderen Ausführungsform gemäß Fig. 4 besteht der zusammengesetzte Photorezeptor 50 aus einer Trommel 60 mit einer photoleitfähigen Schicht 61, die über einer halbleitenden Schicht 63 auf einem leitenden Substrat 65 liegt.

Beim üblichen Übertragungsverfahren führt die Anwesenheit des elektrischen Felds, das mit den Ladungen des elektrostatischen B_ildes, welches auf der Trommel 60 gebildet wurde, einhergeht, _ zu einer Bildverschlechterung beim übertragungsverfahren. Die Wirkung eines solchen Bildabbaus wird erfindungsgemäß durch Einfügung des Halbleiters 63 zwischen dem leitenden Substrat 65 und dem Photoleiter 61 gemildert.

909817/1020

2S46474

Andere Formen eines zusammengesetzten Photorezeptors gemäß der Erfindung können z.B. durch das biegsame Band 6O' geiriß Fi7. 5 zur Verfugung gestellt werden, bei dem eine photoleitfähige Schicht 61" über einer Halbleiterschicht 63' liegt, die ihrerseits wieder auf einem leitenden Substrat 65' angeordnet ist. Um das gewünschte leitende Substrat 65' zu erhalten, kann eine leitende Beschichtung auf einen Kunststoffilm aufgebracht werden oder das Substrat kann eine dünne Metallfolie, z.3. aus Nickel, sein.

Das leitende Substrat 65 der Trommel 60 in Fig. 4 besteht z.B. aus Aluminium ; es können jedoch auch beliebige andere Materialkombinationen verwendet werden, die die gewünschte Leitfähigkeit ergeben.

Es wurde empirisch festgestellt, daß die halbleitenden Schichten 63, 63* vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,025 bis 19 mm (1 bis 750 mil) besitzen. Der Widerstand der halbleitenden Schicht muß so sein, daß die Ladung durch die Schicht in vernünftiger Zeit hindurchgeht. Entsprechend ist der Widerstand vorzugsweise ge-

12 ringer als 10 Ohm χ cm.

Andererseits muß der Widerstand genügend hoch sein, um eine Zeitkonstante zur Glättung der Ladungsübertragung und damit zur Verringerung der Verschlechterung des Übertragungsbildes zu erzeugen, wie vorstehend erläutert wurde. Das untere Niveau des Widerstands für die Halbleiterschichten 63 und 63' hängt von der Dicke der darüberliegenden photoleitfähigen Schicht und der Arbeitsgeschwindigkeit ab. Eg wurde festgestellt, daß allgemein ein Widerstand von über 10 Ohm χ cm geeignet ist.

Die halbleitende Schicht kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Sie kann aus einem halbleitenden plastischen Kunststoff oder einem halbleitenden Elastomer gebildet werden. Ein geeigne-

909817/1020

tes leitfähiges Mittel ist Ruß und ein geeignetes Einbettungsmaterial zur Aufnahme des Rußes ist z.B. ein Epoxyharz. Daher kann die Halbleiterschicht durch Dispergieren von Ruß in einer Harzmatrix gebildet werden, um einen Widerstand im oban genannten Bereich zu erreichen. Ähnlich kann eine weite Vialzahl von Kautschukarten mit Ruß verwendet werden, um den gewünschten Widerstand zu erhalten.

Der Photoleiter kann vom Typ sein, der allgemein für die elektrostatische Bilderzeugung verwendet wird. Stoffe, deren zufriedenstellend Arbeitsweise sich zusammen mit der Halbleiterschicht 63 oder 63" herausg stellt hat, sind z.B. Polyvinylcarbazol, das mit . Trinitrofluorenon komplexiert ist, Cadmiumsulfid, das in einer breiten Vielfalt von Bindemitteln einschließlich Epoxyharzen , Silikonen und Thermoplasten dispergiert ist. Selen und Selenlegierungen einschließlich amorphem Selen, und Zinkoxid mit geringer Ermüdung.

Im allgemeinen kann für Photoleiter mit Binderschicht die Halbleiterschicht aus demselben Material wie der Photoleiter, jedoch mit einer höheren Konzentration an photoempfindlichem Element, hergestellt werden; so verhält sich eine photoleitffihige Schicht aus Cadmiumsulfid in Epoxyharz bei einer Konzentration von 13% als Isolator in der Dunkelheit, während dieselbe Schicht mit einer Cadmiumsulfid-Konzentration von 30% als Halbleiter im Dunkeln wirkt.

Der oben beschriebene Dreischichten-Photorezeptor wird überall dort mit Vorteil verwendet, wo ein latentes elektrostatisches Beladungsbild auf irgendein dielektrisches Teil,.z.B. ein dielektrisches Zwischenteil, das anschließend getont wird, übertragen werden soll, und das durch Tonen erzeugte Bild dann auf eine glatte Papierkopie oder eine dielektrische Bahn übertragen wird, die

909817/1020

-Mi- 284647«

selbst zur Erzeugung einer Kopie getont wird. III. Elektrostatischer Übertragungsdruck

Beim elektrostatischen Übertragungsdrucken gemäß der Erfindung wird ein latentes elektrostatisches Bild auf einer dielektrischen Oberfläche (z.3. einer Bildwalze) erzeugt und anschließend verarbeitet.

A. Die Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes

Ein Gerät zur Erzeugung vongeladenen Teilchen und zu ihrer Entladung zum Aufbringen auf eine weitere Oberfläche wird im einzelnen in Abschnitt IV unten beschrieben. Irgendeine Ausfiihrungsform eines solchen Apparats, die zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer dielektrischen Oberfläche geeignet ist, kann im vorliegenden elektrostatischen Druckapparat verwendet werden. Hierfür eignen sich z.B. die Ausführungsformen der Fig. 11, 12, 13 und 15; besonders bevorzugt ist die Aus— führungsform des Matrix-Druckers gemäß Fig. 12, die zum Vielfachdruck verwendet werden kann. Die Drei-Elektroden-Ausführung gemäß Unterabschnitt IV-B führt zu einer zusätzlichen Kontrolle über die Bildgröße und Form und vermeidet unerwünschte Bildlöschungen beim Matrizendruck.

B. Anschließende Verarbeitung

Es ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, daß derselbe Apparat zur Durchführung von Verarbeitungsschritten, die «?ich an die Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes (z.B. durch die elektrographische Vorrichtung gemäß Abschnitt jv) ansbhließen, und zwar sowohl für die Elektrophotographie als auch für das Drucken (vgl. Fig. 1 und 6)^ _ei_gnet.

909817/1020

Genäß Fig. 6 soll die dielektrische Söhicht 75 des dielektrischen Zylinders 73 genügend hohen Widerstand besitzen, um ein latentes elektrostatisches Bild während des Zeitraums zwischen der Bildung des latenten Bildes und dem Tonen oder im Fall des elektrophotographischen Apparats, zwischen der Bildübertragung und dem Tonen,zu tragen. Entsprechend muß der Widerstand der Schicht 75 höher als 10¹² Ohm χ cm sein. Die bevorzugte Dicken der Isolierschicht 75 liegt zwischen 0,025 und 0,075 mm (0,01 bis 0,03 inch). Ferner soll die Oberfläche der Schicht 75 kratzfest und relativ glatt sein und einen Endschliff besitzen, der vorzugsweise besser als 10 Mikroinch (quadratischer Mittelwert) ist, um eine vollständige übertragung des Toners auf das Empfängerblatt oder die Empfängerbahn 81 zu erzeugen. Die dielektrische Schicht 75 weist zusätzlich einen hohen Elastizitätsmodul auf, so daß sie durch hohe Drucke in dem Übertragungsspalt nicht merklich deformiert wird.

Für die Schicht 75 sind zahlreiche organische und anorganische dielektrische Materialien geeignet, z.B. kann Glasemail auf die 0 herfläche eines Zylinders aus Stahl oder Aluminium aufgetragen und geschmolzen werden. Anstelle von Glasemail kann auch Aluminiumoxid hoher Dichte, das durch eine Flamme oder durch ein Plasma gesprüht wird ,verwendet werden. Ebenso sind plastische Kunststoffe, wie z.B. Polyamide, Polyamide und andere zähe thermoplastische oder wärmehärtende Harze geeignet. Die bevorzugte dielektrische Beschichtung ist jedoch imprägniertes, anodisch behandeltes Aluminiumoxid, wie in Abschnitt V unten beschrieben wird.

Das latente elektrostatische Bild auf der dielektrischen Oberfläche 75 wird an der Tonerstation 79 in ein sichtbares Bild Über-, führt. Es können beliebige übliche elektrostatische Toner verwendet werden; bevorzugt wird der Einkomponenten-Toner vom leitenden Magnettyp, der in der US-PS 2 846 333 (J.C. Wilson, erteilt am 5.8.1958) beschrieben wird. Dieser Toner weist den Vorteil auf.

909817/1020

daß er einfach und sauber ist.

Das getonte Bild wird durch hohen Druck, der zwischen den Walzen 73 und 83 aufgebracht wird, übertragen und auf ein Empfängerblatt 81 aufgeschmolzen. Die untere Walze 83 besteht aus einem Metallkern 87, der eine äußere Beschichtung aus Konstruktionskunststoff 85 besitzen kann . Der zum Aufschmelzen auf glattes Papier benötigte Druck wird von verschiedenen Paktoren, wie z.B. Walzendurchmesser , verwendeten Toner und der Anwesenheit einer Beschichtung auf der Oberfläche des Papiers gesteuert. Typische Drucke liegen im Bereich von 45 bis 318 kg/2,5 cm Kontaktlänge (100 bis 700 lbs pro linearem Zoll). Die Aufgabe der Kunststoff beschichtung 85 besteht darin, ggf. auftretende hohe Belastungen, die im Spalt bei Papierstörungen oder Falten auftreten, aufzunehmen. Durch die Aufnahme der Belastung durch die Kunststoffschicht 85 wird die dielektrisch beschichtete Walze 73 während bei Störungen auftretender Blockierungen oder Faltungen des Papiers nicht beschädigt. Die Beschichtung 85 ist typischerweise eine Nylon- oder Polyesterhülse mit einer Wanddicke im Bereich von 3 bis 12,5 mm. Diese Beschichtung braucht nicht verwendet zu werden, wenn z.B. eine in hohem Maß gesteuerte Bahn bedruckt wird, bei der es unwahrscheinlich ist, daß Papierfalten und Verklemmungen auftreten.

Es können Schaberblätter 89, 91 vorgesehen sein, um ggf. zurückbleibenden Papierstaub, durch Zufall auf den Walzen aufgetroffenen Toner und Staub und Schmutz aus der Luft von dem dielektrischen Druckzylinder und der Gegendruckwalze zu entfernen. Da im wesentlichen das gesamte getonte Bild auf die Empfängerbahn 81 übertragen wird, sind die Schaberblätter nicht notwendig; sie sind jedoch erwünscht, um ein zuverlässiges Funktionieren während langer Zeit-

909817/1020

räume zu unterstützen.

Das geringe restliche elektrostatische latente Bild, das nach der Übertragung des getonten Bildes auf der dielektrischen Oberfläche 75 zurückbleibt, kann an der Entladungsstation 93 für das latente Bild neutralisiert werden. Die Maßnahme des Tonens und Übertragene eines getonten latenten Bildes auf eine glatte Papierbahn verringert die Größen Ordnung des elektrostatischen Bildes, typischerweise von einigen hundert Volt auf einige zehn Volt. In bestimtmen Fällen, bei denen die Schwellenspannung zum Tonen zu gerirjg ist, ergibt die Anwesenheit eines latenten Restbildes Geisterbilder auf der Kopiebahn, die durch die Entladungsstation 93 vermieden werden. Ein solches Löschen kann mit der Anordnung gemäß Fig. 7 erfolgen. Gemäß Fig. 7 wird der dielektrische Zylinder 73, der eine dielektrische Beschichtung 75 aufweist, in Kontakt mit einem Sieb oder Schirm 95 mit offenen Maschen oder in geringem Abstand zu diesem Sieb oder Schirm gehalten, wobei das Sieb oder der Schirm im wesentlichen dasselbe Potential wie der leitende Zylinder 77 besitzt. Das Sieb wird an dem Halter 99 befestigt und ein Wechselstrom-Koronadraht 97 ist hinter dem Sieb in einem Abstand von ungefähr 6 bis 12,5 mm angeordnet. An den Draht 97 wird ein Hochspannungs-Wechselpotential von z.B. 60 Hertz angelegt. Das Sieb 95 bildet eine Bezugs-Grundebene in der Nähe der dielektrischen Oberfläche und der Wechselstrom-Koronadraht 97 liefert sowohl positive als auch negative Ionen. Jedes lokale Feld am Sieb 95, das auf einem elektrostatiscen Bild auf der dielektrischen Oberfläche 75 beruht, zieht Ionen an, die von dem Koronadraht auf der dielektrischen Oberfläche erzeugt werden^und neutralisiert so den größten Teil der etwa zurückgebliebenen Ladung. Bei sehr hohen Oberflächengeschwindigkeiten der dielektrischen Beschichtung 75 kann die zurückbleibende Ladung wieder zu Geisterbildern führen. In einem solchen Fall verringern mehrere Entladestationen die Restladung weiter bis auf ein .^!Niveau unterhalb der Schwelle, die zum Tonen benötigt wird.

909817/1020

Andererseits kann das Löschen eines ggf. vorhandenen latenten elektrostatischen Bildes unter Verwendung einer hochfrequenten Wechselstrom-Entladung zwischen Elektroden, die von einem Dielektrikum getrennt werden , erfolgen, wie in Abschnitt IV unten beschrieben wird.

Das latente restliche elektrostatische Bild kann auch durch Kontakt-Entladung gelöscht werden. Die Oberfläche des Dielektrikums muß in innigem Kontakt mit einem geerdeten Leiter oder eine-n geerdeten Halbleiter gehalten werden, um wirksam jegliche restliche Ladung von der Oberfläche der dielektrischen Schicht 75, z.B. mittels eines schwer belasteten Metallschaberblatts, zu entfernen. Die Ladung kann ferner durch eine halbleitende Rolle, die in innigem Kontakt mit der dielektrischen Oberfläche gepreßt wird, entfernt werden. Fig. 8 zeigt einen Tel!querschnitt durch eine Halbleiterrolle 98, die in Rollkontakt mit einer dielektrischen Oberfläche 75 steht. Die Rolle 98 besitzt vorzugsweise eine elastomere Außenfläche.

IV. Ionenerzeugung und Entladung

Der Ionengenerator und das Gerät zum Entladen von Ionen gemäß der Erfindung weist vorzugsweise zwei Elektroden auf, die von einem festen dielektrischen Teil getrennt sind(Unterabschnitt Λ; jedoch bestehen Vorteile, wenn man eine dritte Elektrode hinzufügt

( Unterabschnitt B). A. Ausführung mit zwei Elektroden

Fig. 9 zeigt einen Ionengenerator 100, der einen Luftspalt-Durchschlag zwischen einem Dielektrikum 1Ο1 und leitenden Elektroden 102-1 bzw. 102-2 erzeugt, wobei eine Quelle 103 für ein Wechselpotential verwendet wird. Wenn elektrische Interferenzfelder oder Randfelder E_a und E_b in den Luftspalten 104-a und 104-b größer werden als das Durchschlagfeld von Luft, erfolgt eine elektrische

909817/1020

Entladung, was zu einer Beladung des Dielektrikums 101 in den Bereichen 101-a und 101-b benachbart zu den Elektrodenkanten führt. Nach Umdrehen des Wechselpotentials der Quelle 103 erfolgt eine Ladungsumkehr in den Durchschlagbereichen 101-a und 101-b. Daher erzeugt der Generator 100 gemäß Fig. 9 zweimal pro Zyklus des von der Quelle 103 angelegten Wechselpotentials einen Luftspalt-Durchschlag und erzeugt so einen Vorrat von Ionen mit wechselnder Polarität.

Die Entladung der mit dem Generator 100 gemä3 Fig. 9 erzeugten Ionen wird durch den Generator-Entlader 110 gemäß Fig. 10 verdeutlicht. Der Generator 110A. weist ein Dielektrikum 111 zwischen den leitenden Elektroden 112-1 und 112-2 auf. Um einen Luftspalt-Durchschlag in der Nähe der Elektrode 112-1 zu vermeiden, wird die Elektrode 112-1 eingekapselt oder von einem Isoliermaterial 113 umgeben. Wechselpotential wird durch eine Quelle 114_A zwischen die leitenden Elektroden 112-1 und 112-2 angelegt. Zusätzlich weist die zweite Elektrode 112-2 ein Loch 112-H auf, wo der gewünschte Luftspalt-Durchschlag relativ zu einem Bereich 111-R des Dielektrikums 111 erfolgt, um eine Ionenquelle zur Verfügung zu stellen.

Die in dem Spalt 112-H erzeugten Ionen können durch ein (?leichstrompotential, das von einer Quelle 114-B angelegt wird, um ein äußeres elektrisches Feld zwischen der Elektrode 112-2 und einer geerdeten Hilfselektrode 112-3 zu schaffen, herausgezogen oder entladen werden. Eine als Beispiel genannte Isolierfläche, die durch die Ionenquelle in Fig. 10 geladen wird, ist ein dielektrisches (elektrophotographisches) Papier 115, das aus einem leitenden Träger 115-p besteht, der mit einer dünnen dielektrischen Schicht 115-d beschichtet ist.

909817/1020

Wenn ein Schalter 116 in die Stellung X geschaltet wird und, wie dargestellt, geerdet ist, ist die Elektrode 112-2 ebenfalls auf Erdpotential und im Bereich zwischen dem Ionengenerator 110 und dem dielektrischen Papier 115 liegt kein äußeres Feld vor. Wenn jedoch der Schalter 116 in Stellung y geschaltet wird, wird das Potential der Quelle 114_B an die Elektrode 112-2 angelegt. Dies ergibt ein elektrisches Feld zwischen dem Ionenvorrat 112-4 und der Rückschicht des dielektrischen Papiers 115. Die Ionen, die dann auf dem Luftspalt-Durchschlagsbereich entladen werden oder austreten, beladen ^die Oberfläche der dielektrischen Schicht 115-d.

Für die dielektrische Schicht 111 kann eine Anzahl von verschiedenen Materialien verwendet werden. Zu den möglichen Materialien gehören Aluminiumoxid, Glasemails, keramische Materialien, Kunststoffilme und Glimmer. 3ei Aluminiumoxid, Glasemails und keramischen Stoffen treten Schwierigkeiten in der Herstellung einer genügend dünnen Schicht (d.h. etwa 0,025 mm) auf, um unnötige Anforderungen an die treibende Potentialquelle 114A zu vermeiden. Kunststoffilme einschließlich Polyimiden, wie z.B. Kapton, und Nylon, neigen zum Abbau als Ergebnis der Aussetzung mit chemischen Nebenprodukten des Luftspalt-Durchschlagprozesses in der öffnung 112-H, (insbesondere Ozon und Salpetersäure). Diese Nachteile werden bei Glimmer vermieden, was daher das bevorzugte Material für das Dielektrikum 111 darstellt. Besonders bevorzugt ist Muscovitglimmer H

Jer Generator und der Ionenextraktor 110 gemäß Fig. 10 wird z.B. leicht zur Bildung von Schriftzeichen auf dielektrischem Papier beim elektrophotographischen Hochgeschwindigkeitsdruck verwendet. Beispiele für Quellen für das elektrophotographische Drucken von Schriftzeichen gemäß der Erfindung werden in den Figuren 11 und dargestellt.

909817/1020

In Fig. 11 wird ein Schriftzeichengenerator 120 von einem dielektrischen Teil 121 gebildet, das sandwichartig zwischen einer geätzten leitenden Bahn 122-1 und einem Satz von Gegenelektronen 122-2, 122-3 und 122-4 eingelagert ist.

Die geätzte Elektrode oder Abdeckelektrode 122-1 wird z.B. mit geätzten Buchstaben Λ, B und C dargestellt. Die Randgebiete oder Indifferenzgebiete an den Kantender geätzten Buchstaben ergeben eine sehr dichte Ionenquelle, wenn ein Luftspalt-Durchschlag gemäß der Erfindung durch ein Wechselpotential, das zwischen der geätzten Elektrode 122-1 und den Gegenelektroden angelegt wird, erzeugt wird. Wenn deshalb Ionen zum Drucken eines ausgewählten Schriftzeichens, wie z.B. des Buchstabens B, erzeugt werden sollen, wird eine (nichtdargestellte) Quelle für Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen der geätzten Elektrode 122-1 und der zugehörigen Gegenelektrode 122-3 angelegt. Dies ergibt einen Ionenzufluß hoher Dichte im Bereich des Dielektrikums 121 an den Kanten des geätzten Schriftzeichens B in der Abdeckung 122-1.Die Ionen werden dann herausgezogen und auf eine geeignete dielektrische Oberfläche, z.B. das dielektrische beschichtete Papier 115 gemäß Fig. 10, durch Anwendung einer Gleichspannung zwischen der Papierrückseite und der Abdeckung 122-1, übertragen, was zur Bildung des elektrographischen latenten Bildes B an der dielektrischen Oberfläche des Papiers 115 führt.

Uli die Erfindung bei der Bildung von Punktmatrizenschriftzeichen auf dielektrischem Papier einzusetzen, kann der Matrizenionengenerator 130 gemäß Fig. 12 verwendet werden. Der Generator 130 verwendet eine dielektrische Bahn 131 mit einem Satz von mit Öffnung versehenen Luftspalt-Durchschlagelektroden 132-1 bis 132-4 an einer Seite und einem Satz von Zuteilungsschienen 133-1 bis 133-4 an der anderen Seite, wobei ein getrennter Wahlschalter

909817/1020

2346474

133 für jede einzelne öffnung 135 in jeder einzelnen Fingerelektrode 132 vorgesehen ist.

Wenn ein Wechselpotential zwischen irgendeiner Zuteilungsschiene 133 und der Erde angelegt wird, werden Ionen in öffnungen an den Überschneidungen von Zuteilungsschiene und Fingerelektroden erzeugt. Die Ionen können aus der öffnung nur herausgezogen werden, wenn sowohl an die Zuteilungsschiene ein Hochspannungs-Wechselpotential angelegt wird als auch an die Finierelektrode ein Gleichstrompotential angelegt wird, das zwischen der Fingerelektrode und der Gegenelektrode der zu beladenden dielektrischen Oberfläche angelegt wird. Der llatrizenort 135₂₃ z.B. wird dadurch gedruckt, daß gleichzeitig ein Hochfrequenz-Potential zwischen der Zuteilungsschiene 133-3 und der Erde und ein Gleichstrompotential zwischen der Fingerelektrode 132-2 und einer Gegenelektrode eines dielektrischen Empfängerteils angelegt wird. Nich ausgewählte Finger sowie die Gegenelektronen des dielektrischen Teils werden auf Erdpotential gehalten.

Dadurch, daß man auf diese Weise eine Punktmatrixanordnung mehrfachschschalten kann, wird die Anzahl der benötigten Spannungssteuerungen beträchtlich verringert. Wenn z.B. eine Punktmatrizenanordnung über eine 203 mm (3 inch) breite Fläche mit einer Punkt-Matrizenauflösung von 200 Punkt pro 2,56 cm gedruckt werden soll, wfSrden 1600 getrennte Steuerungen benötigt, wenn keine Mehrfachschaltung verwendet würde. Durch Benutzung der Anordnung gemäß Fig. 12 mit z.B. 20 durch Wechselfrequenz angetriebene Finger werden nur 80 Fingerelektroden benötigt und die Gesamtzahl der Steuerungen wird von 1600 auf 100 reduziert.

Um Luftspalt-DurchiChlag von den Elektroden 132 nach dem dielektrischen Teil 131 in Bereichen , die nicht mit öffnungen 135 zusammen -

909817/1020

hängen, zu verhindern, ist es vorteilhaft, die Kanten der Elektroden 132 mit einem isolierenden 'laterial zu beschichten, unnötiger Luftspalt-Durchschlag um die Elektroden 132 herum kann dadurch vermieden werden, daß man diese Elektroden eingießt.

Bei der Konstruktion und im Betrieb eines Matrxzenionengenerators dieses Typs ist es erwünscht, daß die Ionenströme, die an verschiedenen Matrizen-Kreuzungspunkten erzeugt werden, auf einen in wesentlichen einheitlichen Niveau gehalten werden. Die Dickenabweichungen in der dielektrischen Schicht 131 führen zu Abweichungen gleichen Umfangs bei der Ionenstromleistung, da ein geringerer Ionenstrom an einer Öffnung 135 erzeugt wird, bei der das Dielektrikum 131 dicker ist. Es ist eine besonders vorteilhafte Eigenschaft von Glimmer, daß er eine natürliche Tendenz aufweist, entlang der Ebenen von extrem einheitlicher Dicke zu spalten,was ihn besonders geeignet für den in Fig. 12 dargestellten Matrizenionengenerator macht. In dieser Beziehung ist die Einheitlichkeit der Dicke der Schicht 131 viel wichtiger als der eigentliche Wert der Dicke.

Die Erfindung kann zur Bildung einer rechteckigen Ladungsfläche unter Verwendung der Geometrie des Moduls 140, der in Fig. 13 dargestellt wird, angewandt werden. Beladungselektronen 142-1 und 142-2 werden von der Elektrode 142-3 durch ein dielektrisches Teil 141 getrennt, wobei die Elektrode 142-3 in einen Isolator 145 eingegossen ist. Der Bereich zwischen der Elektrode 142-1 und 142-2 ergibt einen Schlitz, in dem ein Luftspalt-Durchschlag gebildet wird, wenn ein Wechselpotential hoher Frequenz zwischen den Elektroden 142-1 und 142-2 und der Elektrode 142-3 angelegt wird.

Die Beladungsanordnung gemäß Fig. 13 kann auf einem Kopiergerät ^fiir einfaches Papier verwendet werden, um die Korona-Vor richtungen zu ersetzen, die gewöhnlich bei solchen Kopierern angetroffen werden.

909817/1020

2346474

Fig. 14 verdeutlicht schematisch einen Kopierer für einfaches Papier, der Beladungsbezirke der in Fiq. 13 gezeigten Art verwendet. Eine Kopiertrommel 151 wird unter Verwendung eines Ladeelements 152-1, das die in Fig. 13 gezeigte Konfiguration aufweist, geladen. Wenn die Trommel Selen oder eine Selenlegierung ist und die Oberfläche beladen werden soll, z.B. auf ein positives Potential von 600 Volt, wird die geschlitzte Elektrode 142-1 auf 600 Volt gehalten. Nach dem Beladen wird die Trommel 151 mit einem optischen Bild, das durch einen Abtaster (scanner) erzeugt wird, an der Station 153 entladen. Das erhaltene latente elektrostatische Bild wird an der Station 156 getont und der Toner auf eine Bahn 158 aus einfachem Papier unter Verwendung eines itbertragungs-Ionengenerators 152-2 gemäß Fig. 13, übertragen, wobei die geschlitzte Elektrode wieder auf einem positiven Potential gehalten wird. Das latente restliche elektrostatische Bild auf der Oberfläche der Trommel und ggf. ungeladener Toner können unter Anwendung einer. Entladungseinheit 152-3 ,die ebenfalls Fig. 13 entspricht, elektrisch entladen wird. Hier wird die geschlitzte Elektrode auf Erdpotential gehalten und ggf. restliche Ladung an der Oberfläche der Trommel und Toner haben zur Folge, daß Ionen aus dem Luftspalt-Durchschlag in dem Schlitz herausgezogen werden und so die Oberfläche wirksam entladen wird. Eine Reinigungsbürste 154 wird zur Entfernung restlichen Toners, der auf der Oberfläche bleibt, verwendet und die Trommel ist dann bereit, wiederbeladen zu werden.

Ebenfalls in Fig. 14 dargestellt ist ein Punktmatrizen-Beladungskopf 155, der entsprechend Fig. 12 ausgebildet sein kann. Hierdurch ist es möglich, einen Kopierer für einfaches Papier als einen Drucker zu verwenden. In diesem Fall wird die Trommel 151 an der Station 153 entladen und durch den Punktmatrizen-Druckkopf 155 wieder beladen, wodurch die Maschine 150 sowohl als Kopierer

909817/102Ü

als auch als Drucker wirken kann..Zusätzlich kann das Gerät 150 gleichzeitig als Kopierer und als Drucker wirken, wenn Überzüge oder Deckpausen gewünscht werden. Daher kann ein Ionengenerator und -entladungsgerät gemäß Fig. 10 sowohl als bilderzeugende und restladungsentfernende Vorrichtung im Drucker gemäß Abschnitt III als auch als Vorlade- und Entladungsvorrichtung beim elektrophotographischen Gerät gemäß Abschnitt I verwendet werden.

Fig. 15 zeigt eine andere Form eines Ionengenerators 160 gemäß der Erfindung/ der zum Beladen und Entladen einer isolierenden Fläche verwendet wird. In Fig. 15 ist die geschlitzte Elektrode 142-1, 142-2 gemäß Fig. 13 durch ein offenmaschiges Sieb 162-2 mit Längselementen 162-a und Querelementen 162-b ersetzt. Die Entladeelektroden 162-1 und 162-2 sind durch eine dielektrische Bahn 161 und das Luftspalt-Durchschlagpotential, das durch ein Wechselpotential 163 erzeugt wird, getrennt.

Fig. 16 zeigt einen Apparat 170 zur Anwendung eines mehrfach geschalteten Punktmatrizen-Beladungskopfs 171 des in Fig. 12 dargestellten Typs in einem System zum Hochgeschwindigkeits-Punktmatrizendruck auf einfachem Papier. Der Ladekopf 171 belädt ein Aerosol 175, das aus einem in einem geeigneten Lösungsmittel gelösten Farbstoff besteht, welches von einem Luftstrom niedriger Geschwindigkeit getragen wird, der durch einen Schlitz 176 eingeblasen wird. Die Aerosolteilchen werden von dem Ionenerzeugungssystem geladen und gelangen in einen elektrischen Feldbereich, der von einer Gleichspannung, die zwischen den Elektroden 173 und angelegt wird, errichtet wird. Dieses Feld richtet die geladenen Aerosolteilchen auf eine einfache Papierbahn 172, die sich durch das Gerät mit un gefahr der Geschwindigkeit, die us der Geschwindigkeit des Aerosols entspricht, bewegt.

909817/1020

Fig. 17 zeigt einen mechanischen Zeilendruck gemäß der Erfindung. Eine mit Schlitz versehene Elektrode 186 wird mit einem dielektrischen Film 185 und einer sich schnell bewegenden leitenden Perle 187 verwendet, um einen sich bewegende Luftspalt-Durchschlagsbereich zu bilden. Die Perle 137, die an dem Draht 188 angebracht ist, wird durch Riemenscheiben von einem (nicht dargestellten) Hochgeschwindigkeitsmotor angetrieben. Eine Hochfrequenz-Wechselstromquelle 183 liefert die notwendige Spannung, um den Luftspalt im Schlitz der Elektrode 186 zu durchschlagen. In diesem Seispiel wird ein dielektrisches Papier 181 mit einer Beladespannung geladen, die von einem Verstärker 184 geliefert wird, dessen Ausgang zwischen dem Leiterträger 182 des dielektrischen Papiers und der geschlitzten Elektrode 186 angeschlossen ist. Die Zeilenabtastung erfolgt durch mechanische Bewegung der Perle 187 und ausgewählte Bereiche werden dadurch gedruckt, daß eine Spannung zwischen dem leitenden Blatt und der mit Schlitz versehenen Elektrode angelegt wird. Wie in den vorstehenden Fällen kann das latente elektrostatische Bild, das gebildet wird, unter Anwendung üblicher Techniken getont und geschmolzen werden. Auf diese Weise können kontinuierliche Tonerbilder gebildet werden, da die Menge der von der Entladung abgezogenen Ionen von der Extraktionsspannung abhängig ist, die von dem Verstärker 184 geliefert wird.

Fig. 18 zeigt die Verwendung eines Ionenerzeugungssystems gemäß der Erfindung als elektrostatischen Niederschlagsapparat 190. Eine rohrförmige Elektrode 192 wird von einer in Abschnitte eingeteilten Elektrode. 194 durch ein Dielektrikum 191 getrennt. Ein Luftspalt-Durchschlag wird in den offenen Bereichen der in Abschnitte eingeteilte Elektrode 194 durch Anbringung einer Hochspannung-Wechselspannung mittels eines Generators 196 erzeugt. Die in Abschnitte eingeteilte Elektrode 194 wird ferner durch eine

909817/1020

co

Gleichspannungsquelle 19 3 auf eine Vorspannung gebracht. Ein
zentraler Erdungsdraht 199 ist im Mittelpunkt des Rohrs 192
angebracht. Abgase oder andere Aerosole können durch elektrostatische Ausfällung gereinigt werden, indein sie durch das Rohr hindurchgeführt v/erden. Die hohe Stromionendichte von den Luftspart-Durchschlagbereichen belädt die festen Teilchen in dem
Aerosol und bewirkt, daß sie von der Mittelelektrode 199 angezogen werden.

Allgemein ist die Beziehung zwischen der Elektrodenspannung und derjenigen der ionenempfangenden Oberfläche, z.B. Papier, typisch wie in Fig. 19 für Beladungssysteme des Typs, der in den Fig. 10, 11, 12 und 13 dargestellt wird, gezeigt.ist. Die Elektrodenspannung ist die Gleichspannung die zwischen der mit öffnung versehenden Elektrode und der GEgenelektrode der dielektrischen Oberfläche, die beladen wird, eingeprägt ist. Die Papierspannung ist die
elektrostatische latente Bildspannung der beladenen dielektrischen Teile - im Beispiel dielektrisches (elektrographisches) Papier.

Die vorstehenden Beispiele der Verwendung des erfindungsgemäßen ionenerzeugenden Systems verdeutlichen seine breite Anwendbarkeit. Im allgemeinen können die Korona-Drähte oder -Punkte irgendeines vorliegenden Systems durch das erfindungsgemäße Gerät ersetzt werden. Zusätzlich zu den erläuterten Anwendungen können das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung zahlreiche andere , nicht dargestellte Anwendungen finden, z.B. auf dem Gebiet der elektrostatischen Trennung und der Beschichtungen.

Beispiele

Die vorstehende Beschreibung verdeutlicht die allgemeinen Prinzipien und Merkmale der Erfindung. Die folgenden spezifischen,
nicht einschränkenden Beispiele verdeutlichen einzelne Anwendungen der Erfindung.

909817/1020

-ftf.

Beispiel IV-I

An beiden Seiten eines 0,025 nun starken Muscovit-Glintmers wird eine 0,025 mm starke Folie aus rostfreiem Stahl auflaminiert. Die Folie aus rostfreiem Stahl wird mit einem Abdeckmittel beschichtet und mit einem Muster ähnlich dem in Fig. 12 gezeigten phptoätzen , das Löcher oder öffnungen in den Fingern besitzt, die etwa 0,15 mm Durchmesser besitzen. Dies ergibt einen Beladungskopf, der zur Erzeugung von latenten elektrostatischen Punktmatrizen-Bildzeichenbildern auf einem dielektrischen Papier gemäß Fig. 10 verwendet werden kann. Die Beladung erfolgt nur dann, wenn gleichzeitig eine Spannung von minus 4OO Volt an den Fingern, die die Löcher enthalten, anliegt und eine Wechselspannung von 2 Kilovolt Spitze zu Spitze mit einer Frequenz von 500 Kilohertz zwischen dem Finger und der Gegenelektrode erzeugt wird. Zwischen dem zusammengesetzten Druckkopf und der dielektrischen Oberfläche des elektrographisehen Blatts wird ein Abstand von 0,2 mm aufrechterhalten. Die Dauer der Druckimpulse beträgt 20 Mikrosekunden. Es wurde festgestellt, daß unter diesen Bedingungen ein latentes elektrostatisches Bild von ungefähr 300 Volt auf dem dielektrischen Blatt erzeugt wird. Dieses Bild wird anschließend getont und geschmolzen und gibt ein dichtes Punktmatrizen-Bildzeichenbild. Es wird festgestellt, daß der Ionenstrom, der aus diesem Ladekopf herausgezogen wird, 1 Milliampere/cm beträgt,wenn er von einer Elektrode aufgefangen wird, die o,2 mm vom Kopf entfernt ist.

Der Ladekopf besitzt eine Haltbarkeit von ungefähr 2000 Stunden. Beispiel IV-2

Beispiel 1 wird wiederholt, wobei anstelle des Muscovit-Glimmers ein Polyimid-Dielektrikum verwendet wird. Wie vorher wird eine

909817/1020

0,025 ram starke Folie aus rostfreiem Stahl auf einen 0,025 mm dicken Polyimidfilm (Warenzeichen Kapton) auflaminiert. Bei einer angelegten Hochfrequenzspannung von 1,5 Kilovolt Spitze werden Ergebnisse erhalten, die denjenigen des Beispiels 1 entsprechen. Der Ladekopf besitzt eine Haltbarkeit von etwa 50 Stunden.

Beispiel IV-3

Ein elektrostatischer Ladekopf des in Fig. 11 gezeigten Typs wird hergestellt, indem man eine 0,025 mm starke Folie aus rostfreiem Stahl verwendet, die auf beide Seiten einer 0,025 mm starken Polyimidbahn auflaminiert ist. Um voll gebildete Schriftzeichen auf eine dielektrische Oberfläche 2u drucken, werden 2,54 mra hohe Schriftzeichen in die Folie auf einer Seite der Bahn eingeätzt, während Finger, die jedes Schriftzeichen bedecken, auf die andere Seite der Folie geätzt werden, wie in Fig. 11 angedeutet. Uni die Leitfähigkeit in den gewöhnlich isolierten Flächen der Schriftzeichen herzustellen, werden 0,025 bis 0,05 mm dicke Brücken.ungeätζt gelassen. Die Breite der Schriftzeichenstriche wird auf 0,15 mm geätzt. Das Drucken erfolgt durcn Anwenden der Spannung gemäß Beispiel IV-2 mit einer Impulsweite von 40 Mikrosekunden. Die getonten Bilder zeigen scharfe Kanten und hohe optische Dichte. Die Strichbreite der Schriftzeichen im Bild beträgt 0,3 mm.

Beispiel IV-4

Die Erfindung wird zur Erzeugung von Bildern mit kontinuierlichem Ton verwendet, indem eine Anzahl von Ionen aus dem Ladekopf pro Zeiteinheit im Verhältnis zu dem angewendeten Ionenabzugspotential abgezogen werden. Dies wird in Fig. 19 dargestellt, wo das scheinbare Oberflächenpotential auf einer dielektrischen Oberfläche ale Funktion der Spannungsdifferenz zwischen der ionenerzeugen-

909817/1020

(3

den Elektrode und der dielektrischen Gegenelektrode aufgetragen ist. Der Abstand zwischen ionenerzeugender Elektrode und dielektrischer Oberfläche beträgt 0,15 mm und die Ladezeit 50
'iikrosekunden.

B. Ausführungsformen mit drei Elektroden

Der Matrixbilderzeuger 130, der in Fig. 12 dargestellt ist, wird vorteilhaft in ein elektrostatisches Druckgerät des Typs, der
in Abschnitt III offenbart wurde, eingebaut. Wie jedoch im Zusammenahang mit Fig. 14 bemerkt wurde, kann ein Ionengenerator und -entnahmegerät 110, wie in Fig. 10 dargestellt, sovrohl zur Schaffung eines elektrostatischen Bilds auf einer dielektrischen Oberfläche als auch zur Entladung eines solchen Bildes verwendet werden. Wenn daher, weiterhin in Bezugnanme auf Fig. 10,
der Schalter 116 bei y geschlossen wird, wird die Elektrode
112-2 auf einer positiven Spannung V gehalten und ein positives latentes elektrostatisches Bild von geringerer Größe V wird
auf der Fläche 115-d gebildet. Wenn jedoch der Schalter 116 in Stellung χ ist und ein vorher gebildetes latentes elektrostatisches Bild sich unter der öffnung 112-h befindet, wirkt der
Generator 110A als Löscheinheit. Diese Erscheinung wird ferner bezüglich der Ausführungsform eines Punktmatrix-Druckers gemäß Fig. 12 bei 200 in Fig. 20 verdeutlicht. Zu einem Zeitpunkt t.. wird auf eine gegebene öffnung 135_?, auf dem Matrixionenerzeuger 130 (Fig. 12) ein Gleichstromimpuls geleitet, der eine negative Spannung an einer Fingerelektrode 132-2 erzeugt, während eine
Hochfrequenzspannung an die Zuteilungsschiene 133-3 angelegt wird. Dies erzeugt die Bildung eines elektrostatischen Punktbildaa '
mit negativer Polarität, da£ die Bereiche 203 und 204 auf der
dielektrischen Oberfläche 201 mit der Rückelektrode 202 besetzt. Zu einem späteren Zeitpunkt t₂ befindet sich die öffnung 13523

909817/1020

-sä -

über den Bereichen 204 und 205; der Zuteilungsschiene 133-3 wird inmer noch r.nergie zugef iihrt; da jedoch eine Beladung nicht erwünscht ist, wird kein negativer Impuls an die Fingerelektrode 132-2 angelegt. Die Anwesenheit eines negativen elektrostatischen Bilds i-n 3ereich 204 zieht jedoch positive Ionen aus der öffnung 135₂₃ an und löscht so das vorher erzeugte Bild in diesem Bereich.

Es wurde festgestellt, daß die Zufügung eina: dritten Elektrode zu der oben beschriebenen Zwei-Elektroden-Konstruktion diese? Problem mildert und zusätzliche Vorteile beeüglich der Kontrolle der Größe und Form eines elektrostatischen Bilds, das von einem Ionengen erator dieses Typs gebildet wurde, bietet. Ein Ionengenerator 210, der dieser Ausführungsform mit drei Elektroden entspricht, wird in dem Schnitt gemäß Fig. 21 dargestellt. Der Ionengenerator 210 weist eine "Treiber"-Elektrode 2Tl^-- und eine "Steuer"-Elektrode 215 auf, die von einer festen dielektrischen Schicht 213 getrennt werden. Eine Quelle 212 für Wechselspannung wird zur Erzeugung eines Luftspalt-Durchschlags in der öffnung 214 verwendet.

Eine dritte "Sieb"-Elektrode 219 ist von der Steuerelektrode durch eine zweite dielektrische Schicht 217 getrennt. Die für die drei Elektroden angewandte Nomenklatur zieht eine Analogie zu der Theorie der Vakuumröhre. Die Begriffe "Treiber"- und "St euer"-Elektrode können gültig auch auf die entsprechenden Elektroden in den Grundausführungen mit zwei Elektroden verwendet werden. Die zweite dielektrische Schicht 217 besitzt eine öffnung 216, die vorteilhaft wesentlich weiter ist als die öffnung 214 in der Steuerelektrode. Dies ist nötig, um Wandbeladungseffekte zu vermeiden . Die Siebelektrode 219 weist eine öffnung 218 auf, die wenigstens teilweise unter der öffnung 214 liegt. Zum Beispiel können bei einem elektrographischen Matrizendrucker die Treiberelektrode und die Steuerelektrode die Zuteilungsschiene und die

909817/1020

fr

Fingerelektroden gemäß Fig. 12 sein und die Siebelektrode kann entweder aus zusätzlichen Fingerelektroden mit öffnungen, die zu dem Muster der Steuerelektrode passen, oder eine kontinuierlich geöffnete Metallplatte oder ein anderes Teil sein, dessen öffnungen benachbart zu allen Drucköffnungen 3ind. Die letzte Ausführungsform der Siebelektroden kann z.B. die Form eines Siebs mit offenen Maschen annehmen.

Die Anwendung des oben beschriebenen Ionengenerators beim elektrographischen Matrizendrucken wird in Fig. 22 dargestellt. Fig. 22 zeigt den Ionengenerator 210 gemäß Fig. 21, der in Verbindung mit einem dielektrischen Papier 220 verwendet wird, das aus einer leitenden Grundlage 223 besteht, die mit einer dielektrischen Schicht 221 beschichtet ist und auf der Rückseite mit einer geerdeten Hilfselektrode..225 versehen ist.Wenn der Schalter 222 in Stellung y geschlossen wird, befinden sich gleichzeitig eine Wechselspannung über der dielektrischen Schicht 213, eine negative Spannung V_c an der Steuerelektrode 215 und eine negative Spannung V_ an der Siebelektrode 219. Die negativen Ionen in der öffnung 214 werden einem Beschleunigungsfeld ausgesetzt, was zur Folge hat, daß sie ein elektrostatisches latentes Bild auf der dielektrischen Oberfläche 221 wie bei der Ausführungsform mit zwei Elektroden, bilden. Die Anwesenheit einer negativen Spannung V_g an der Siebelektrode 219, die so gewählt ist, daß Vg einen kleineren absoluten Wert besitzt als V , verhindert nicht die Bildung des Bildes, das eine negative Spannung V besitzt (von kleinerem absoluten Wert als V_).

Wenn der Schalter 222 bei X ist und sich ein vorher erzeugtes elektrostatisches Bild von negativen Potential V_ teilweise unter der öffnung 214 befindet, würde in Abwesenheit der Siebelektrode 219 eine Teillöschung des Bildes erfolgen. Das Siebpotential ν

909817/1020

wird jedoch so gewählt, daß V₃ einen größeren absoluten Wert als V_T besitzt und die Anwesenheit der Elektrode 219 verhindert daher den Durchlauf der positiven Ionen aus der öffnung 214 auf die dielektrische Oberfläche 221 (vgl. Beispiel IV-5).

Der Einbau der Siebelektrode 219 in den erfindungsgemäßen Ionengenerator bringt zusätzlich zur Verhinderung der Bildentladung unter den oben diskutierten Bedingungen noch weitere Vorteile. Die Siebelektrode kann allein oder in Verbindung mit der Steuerelektrode verwendet werden, um die Matrixbild-Bildung zu steuern. Bei V_c = 0 wird aufgrund der oben erwähnten Entladungserseheinung kein latentes Bild erzeugt. So ist eine Matrixbildsteuerung auf drei Ebenen in einem erfindungsgemäßen elektrographischen Matrixdrucker möglich.

Die Siebelektrode 219 stellt eine unerwartete Steuerung der Bildgröße zur Verfügung. Wenn man die in Fig. 12 dargestellte Punktraatrix-Druckanordnung mit überlagerten Fingersiebelektroden gemäß der Erfindung verwendet, kann die Bildgröße dadurch gesteuert werden, daß .nan die Größe der Sieböffnungen 218 variiert (vgl. Beispiel IV-6 unten). Ferner wurde festgestellt, daß bei Verwendung einer solchen Konfiguration, bei der alle Variablen außer dem Siebpotential 226 konstant gehalten werden, ein größeres Siebpotential einen kleineren Punktdurchmesser erzeugt (vgl. IV-7). Diese Technik kann zur Bildung von feinen oder kräftigen Bildern verwendet werden. Es wurde auch gefunden,daß eine richtige Wahl von V_g und V_c eine Erhöhung des Abstands zwischen dem Ionengenerator 210 und der dielektrischen Oberfläche 221 ermöglicht, wobei der Punktbild-Durchmesser konstant gehalten wird. Dies erfolgt durch Erhöhung des absoluten Werts von V_g, während die Potentialdifferenz zwischen Vg und V_c konstant gehalten wird (vgl. Beispiel IV-8).

Die Bildform kann gesteuert werden, indem man eine gegebene

909817/1020

LI

Siebelektrodenauflage in einem elektrograplii sehen Matrixdrucker verwendet (vgl. Beispiel IV-9). Die Sieböffnungen 218 können z.B. die Form von vollständig gebildeten Schriftzeichen annehmen, die nicht größer sind als die entsprechenden runden oder quadratischen Kontrollöffnungen 214.

Die elektronische Ausbildung, die zur Steuerung des elektrographischen Druckers gemäß Fig. 22 verwendet wird, kann modifiziert werden, um das System unter Vorspannung zu setzen, wie in dem Schaltkreisgchema gemäß Fig. 23 dargestellt. Element 231 ist ein Impulsgenerator. Die Größe der Steuerimpulse kann variiert werden, um durch Wahl eines geeigneten Vorspannungspotentials ein gewünschtes V„ und V_ zu erzeugen. Zum Beispiel erzeugen alle folgenden Kombinationen die Werte V_c = - 700 Volt, V^₁ =

ο C,

- 800 Volt:

¹· Vorspannung ⁼ "⁶⁰° ^{Volt; V}S = " ¹⁰° ^Volt'' ^VC = "

²· Vorspannung = "⁵⁰° ^{Volt; V}S = -^{200 Volt}' ^VC = " ³⁰° ^Volt

³· Vorspannung = "⁴⁰° ^Volt' ^VS = " ³⁰° ^Volt' ^VC = " ^4o° ^Volt

⁴· Vorspannung = "³⁰° ^{Volt; V}S = " ⁴⁰° ^Volt'' ^Vc ^β " ⁵⁰° ^Volt

⁵· Vorspannung ⁼ "²⁰° ^Volt; V = " ⁵⁰° ^{Volt; V}C = " ⁶⁰° ^Volt

Die oben genannten Vorteile werden weiterhin . anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele verdeutlicht:

Beispiel IV-5

Auf beide Seiten eines 0,025 mm starken Blattes aus Musßovit-Glimmer wird eine 0,025 mm starke Folie aus rostfreiem Stahl auf-

909817/1020

laminiert. Die Folie wird mit einem Abdeckmittel beschichtet und mit einem Muster ähnlich demjenigen

der Fig. 12 photogeätzt, wobei die Löcher oder Öffnungen einen Durchmesser von ungefähr 0,15 mm besitzen. Eine zweite 0,15 .mm dicke Glimmerschicht wird mit der Folie gemäß Fig. 21 verbunden. Eine Siebelektrode mit Öffnungen von 0,38 mm Durchmesser in demselben "luster wie es die Finger aufweisen^wird aus 0,025 mm starkem rostfreiem Stahl photogeätzt und mit der zweiten Glimmerschicht verbunden, wobei die Finger und Sieböffnungen konzentrisch sind. Diese Konstruktion ergibt einen Ladungskopf, der zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bilds auf di« elektrischem Papier verwendet wird, wie in Fig. 22 dargestellt, wobei V-, = -50O V, V„ = -400 V sowie; eine Wechselspannung 212 von 1 Kilovolt Spitze bei einer Frequenz von 500 Kilohertz verwendet werden. Ein Abstand von 0,15 mm wird zwischen dem zusammengesetzten Druckkopf und der dielektrischen Oberfläche 221 aufrechterhalten. V^, ninmt die Form eines Druckimpulses mit einer Dauer von 20 ,Ug an. Unter diesen Bedingungen wird ein latentes Bild in Form eines Punkts von etwa -300 V auf dem dielektrischen Blatt erzeugt. Dieses Bild wird anschließend getont und geschmolzen und gibt ein dichtes Bild eines Punktmatrizen-Schriftzeichens. Der Ionenstrom, der aus dem Entladungskopf entnommen wird, beträgt 0,5 Milliampere/cm , wie er von einer Elektrode, die 0,15 mm vom Kopf entfernt ist, aufgefangen wird. Wenn jedoch die Siebelektrode 219 fortgelassen wird, wird jedes elektrostatisches Bild unter der Steueröffnung gelöscht, wenn der Druckimpuls angelegt wird.

Beispiel IV-6

Der elektrostatische Drucker gemäß Beispiel IV-5 wurde mit einer Vielzahl von Durchmessern für die Sieböffnung 218 getestet und die

909817/1020

Größe des erhaltenen elektrostatischen Punktbilds gemessen. Die folgenden Beispiele sind repräsentativ: .

	\ -
Durchmesser der Sieböffnung	Durchmesser des Punktbilds
(mm)	(mm)
0,38	0,38 v
0,25	0,30
0,20	0,25

Es wurde allgemein gefunden, daß eine Verringerung der Größe der Sieböffnungen eine entsprechende Verringerung der Größe des latenten Bilds bewirkte, wobei keine Gefährdung der Bildladung auftrat.

Beispiel IV-7

Der elektrostatische Drucker gemäß Beispiel IV-5 wurde mit einer Vielzahl von Siebpotentialen V_ getestet und die Größe des erhaltenen elektrostatischen Punkts gemessen. Die folgenden Ergebnisse sind repräsentativ:

Siebpotential (Volt) Durchmesser des Punktbilds

(mm)

-300 0,56

-400 0,43

-500 0,30

-600 0,20

Es wurde allgemein gefunden, daß durch Erhöhen der Spannung am Sieb die Größe des latenten Bilds verringert wurde, ohne daß eine Gefährdung der Beladung auftrat.

909817/1020

Beispiel IV-8

Der elektrographische Drucker des Beispiels IV-5 wurde unter Verwendung einer Vielfalt von Abständen zwischen dem zusammengesetzten Druckkopf und der dielektrischen Oberfläche 221 getestet. Durch Variieren des Siebpotentials V und durch Konstanthalten der Potentialdifferenz zwischen V_g und V_c wurde die Größe des erhaltenen elektrostatischen Punktbilds konstant gehalten. Die folgenden Ergebnisse sind repräsentativ:

Trennung V (Volt) V-, (Volt) Durchmesser des Punktbilds (mm) (mm)

o,15 -4oo -5oo o,38

o,25 -5oo -6oo o,o8

o,33 -6oo -7oo o,38

Es wurde allgemein gefunden, daß mit wachsendem Abstand zwischen zusammengesetztem Druckkopf und dielektrischer Oberfläche eine Erhöhung der Siebspannung Vg einen konstanten Punktbild-Durchraesser ohne Gefährdung der Bildladung ergibt.

Beispiel IV-9

Der elektrographische Drucker gemäß Beispiel 1 wurde so modifiziert, daß das Sieb öffnungen 48 in Form von Schlitzen anstatt Löcher aufwies. Die erhaltenen getonten latenten elektrostatischen Bilder besaßen ovale Form.

V. Imprägnierung der anodisch behandelten Aluminiumteile

Wie oben diskutiert, wird vorzugsweise ein dielektrisches Material für die Oberfläche 27 der Bildtrommel 25 (in dem elektrophotographisohen System gemäß Fig. 1) und für die ^«Oberfläche 75

909817/1020

der Bildtrommel 73 (in dem elektrostatischen Drucksystem gemäß Fig. 6) verwendet, das bestimmten Anforderungen genügt. Zu diesen Anforderungen gehören hoher Widerstand, hohe Abriebfestigkeit, eine glatte Oberfläche und ein hoher Elastizitätsmodul. Das bevorzugte Material ist anodisch erzeugtes Aluminiumoxid, das nach dem unten beschriebenen Verfahren imprägniert wurde.

Die Entfernung von absorbiertem Wasser aus der Oxidschicht eines anodisch behandelten Aluminiumbauteils kann entweder durch Verwendung von Wärme oder Vakuum oder durch Lagern des Gegenstands in einem Trockenschrank durchgeführt werden. Zwar sind alle drei Verfahren wirksam, jedoch werden die besten Ergebnisse durch Erhitzen in einem Vakuum, z.B. in einem Vakuumofen, erhalten. Alternativ dazu kann der zu behandelnde Gegenstand einige Stunden in einem Trockenschrank, der ein Trockenmittel enthält, gelagert werden. Vorzugsweise erfolgt jede thermische Behandlung des Oxids vor der Imprägnierung bei Temperaturen unter 150 C, vorzugsweise nicht über 300⁰C. Bei höheren Temperaturen kann aufgrund des höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten der Aluminiumgrundlage ein gewisses Reigen der Oxidbeschichtung erfolgen.

Nach Entfernung absorbierten Wassers aus der Oxidbeschichtung kann sie mit irgendeinem organischen Harz imprägniert werden. Vorzugsweise wird jedoch ein vollständig festes System verwendet, da bei Verwendung von Lösungsmittelbeschichtungen restliches Lösungsmittel in den Poren zurückbleibt. Daher sind feste Harze, die quervernetzt werden können, um harte feste Beschichtungen zu erzeugen, besonders bevorzugte Materialien. Solche Harze können entweder durch thermische Quervernetzung oder durch Quervernetzung die durch Strahlung erfolgt, gehärtet werden. Es ist auch erwünscht, daß die Harze nach dem Härten geringe Schrumpfung und geringe Feuchtigkeitsabsorption aufweisen.

909817/1020

rf-

Damit das organische Harz in einem vernünftigen Zeitraum in die poröse Struktur hineindiffundieren kann,ist es vorteilhaft, flüssige Quervernetzungssysteme zu verwenden, die Viskositäten unter 500 Centipoise oesitzen.

Die vorstehend beschriebenen Techniken können für die Verarbeitung eines festen Aluminiumzylinders mit einer imprägnierten Oxidbeschichtung zur Verwendung für die elektrostatische Bilderzeugung verwendet werden. Bei einem solchen System wird eine elektrostatische Ladung auf die isolierende Oberfläche des Zylinders aufgebracht. Das Bild wird dann, wie z.B. in der US-PS 3 652 3 95 offenbart, getont und das getonte Bild wird auf einfaches Papier übertragen. Tabelle 2 der genannten Patentschrift zeigt, daß eine poröse Aluminiumoxid-Oberfläche, die mit Teflon versiegelt ist, aufgrund der geringen Durchschlagsspannung, des geringen Porenisolierwiderstands und der geringen Beschichtungshärte für die elektrostatische Bilderzeugung nicht zufriedenstellend ist.

Eine mit einem isolierenden Film beschichtete Trommel, die eine elektrostatische Ladung tragen kann, wird in der 'SMfc^S^ -907 5€O offenbart. Die dielektrische Oberfläche ist eine Aluminiumoxidfilrn-Sperrschicht, da festgestellt wird, daß die poröse anodisch erzeugte Aluminiumoxidschicht eher wie ein Leiter als wie ein Dielektrikum wirkt. Zwar ist eine Sperrschicht, die aus einem anodisch behandelten Aluminiumfilm besteht, ein guter Isolator, da sie nicht porös ist, jedoch ist die größte Dicke der Sperrschichtfilme auf den Bereich von 0,5 bis 1 ,um beschränkt. Bei dieser Dicke ist die höchste Spannung, die die Schicht aushält, beschränkt und die Oberfläche ist nicht hart im üblichen Si'nn, da alle lokal auftretenden Spannungen durch den dünnen Film übertragen werden, was eine Verformung des Aluminiumsubstrats zur Folge hat.

COPY 909817/1020

Die Einschränkungen des dünnen 5perrfil:ns werden gemäß der US-PSen 3 937 571 und 3 940 27Ο durch Verwendung einer dopnelten anodisch behandelten Alurainiumbeschichtung vermieden, nie Beschichtung wird durch elektrolytisches Oxidieren einer Aluminiumoberfläche und anschließende Fortsetzung dar elektrolytischen Oxidation unter Bedingungen, die eine Aluminiumoxid-Sperrschicht erzeugen, hergestellt. Hierdurch wird nicht nur die Schwierigkeit der Herstellung der anodisch erzeugten Schicht erhöht, sondern die Grenzdicke beträgt ungefähr 20 ,um und die Oberflächenspannung, mit der die Oxidschicht beladen werden kann, beträgt höchstens 620 Volt.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß eine einfache und zuverlässige Technik zur Herstellung von Oxid- filmen mit Dicken bis zu 100 .um zur Verfügung gestellt, die einige Tausend Volt aushalten können. Die Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden, nicht einschränkenden Beispielen weiter ersichtlich.

Vergleichsbeispiele (Stand der Technik)

Ein Zylinder, der aus einer Aluminiumlegierung der amerikanischen Bezeichnung 7o75-T6 herausgearbeitet war, wurde gemäß den Lehren von Wernick und Pinner in Schwefelsäure mit einer Hartbeschichtung anodisch oxidiert. Die Enddicke der anodisch erhaltenen -Schicht betrug 60 ,um. Der anodisch oxidierte Zylinder wurde mit einem UV-härtbaren Harzsystem gemäß Formel 1 der Tabelle II unten besprüht. Diese Flüssigkeit geringer Viskosität schien die Poren innerhalb 1 .-linute zu tränken. Nach mehreren Minuten wurde vom Zylinder überschüssige Flüssigkeit sauber abgewischt und der-imprägnierte Zylinder wurde dadurch gehärtet, daß er einer Strahlung von einer Mitteldruck-Quecksilberbogenlarape ausgesetzt wurde. Nach Härtung durch Bestrahlung wurde der Zylinder mit einem Schleifpapier der amerikanischen Korn-

COPY 909817/1020

Vf

größe 600 auf eine Oberflächenfeinheit von 0,00025 mm (10 "Iikroinch) poliert, v/obei drei oder vier /um Oxid entfernt wurden. Eine Versuchsanlage wurde verwendet, um eine elektrostatische Ladung auf der Oberfläche der Aluminiumoxidschicht zu erzeugen. Kine Korona-Ionenquelle wurde zur Beladung der Oberfläche verwendet und die Oberflächenspannung unter Einsatz eines Rückkopplungs-Elektrometers gemessen. Bei den höchsten verwendeten Ladungsniveaus xvar nur eine Spannung von einigen Volts auf der Oberfläche vorhanden. Diase Spannung ging innerhalb ungefähr 1 Sekunde auf 0 zurück. Die dielektrische Durchschlagsfestigkeit dieser Schicht wurde dadurch bestimmt, daß man einen elektrischen Kontakt von leichtem Gewicht, der einen Krümmungsradius von 12,5 um besaß, an der Oberfläche des Aluminiumoxids anbrachte und stufenweise die angelegte Spannung zwischen dieser Elektrode und dem Aluminiumsubstrat erhöhte, bis hohe Ströme durch die Schicht hindurchflossen. Unter Anwendung von Gleichstrom und Wechselstrom und Bestimmung des Durchschlagpotentials an zahlreichen Stellen wurde festgestellt, daß die Durchschlagspannung im Bereich von 900 bis 12O0 Volt lag.

Daher sind sowohl die Höhen der Ladung als auch die dielektrische Durchschlagsfestigkeit, die bei diesem Beispiel nach dem Stand der Technik erhalten werden, nicht zufriedenstellend.

Beispiele V-I bis V-13

Die in den folgenden Tabellen enthaltenen Beispiele verdeutlichen die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik.

909817/1020

Tabelle V-1 Beispiele gemäß der Erfindung

	Beispiel Nr.	Aluminium Legierung (amerik. Bezeichnung)	Dicke der anodischen Schicht	,um	I	/tun
	1	7075-T6	60		f ,um
	2	H	Il		/ ,um
	3	η	η	I ,um
CO	4	Il	η	,um
O CO	5	2O24-T351	80	,um
CO	6	6O61-T351	75	,um
-<4	7	7O75-T6	87
j^ O	3	Il	62
N> O	9	11	61
	10	η	60
	11	Il	58

Behandlung vor der Im- Formel des prägnierung Imprägnie

rungsmittels

keine 1

3h auf 1OO°C erhitzt 1

8h auf 100°C erhitzt 1

24h in einem Trocken- 1
schrank gelagert

8h auf 120°C erhitzt 1

8h auf 12o⁰C erhitzt 1

8h auf 120°C erhitzt 1

8h in einem Vakuumofen 2
auf 100OC erhitzt

8h in einem Vakuumofen 3
auf 100°C erhitzt

8h auf 1OO°C in einem 4
Vakuumofen erhitzt

8h in einem Vakuumofen 5
auf 1OO°C erhitzt

Durchschlag- Ladespannung ++ spannung

900-1200 1800^20OO 2200-24OO 1400-16*50

1500-1800 1800-2000 1400-2000 2100-2300

2000-2200 1800-2000 2400-25OO

5-15 4ΟΟ-5ΘΟ 1200-1400 300-400

400-500 400-500 500-600 900-1000

950-1200 1100-1200 1200-1400

+ Siehe Tabelle V-2

-H- Oberflächenpotential der dielektrischen Schicht nach Beladung mit einer Korona-Ionenquelle

ISJ

Tabelle V-I (Fortsetzung) Beispiele gem'iß der Erfindung

Beispiel

Nr.

12 13

Aluminium Legierung (amerik. Bezeichnung)

Dicke der

anodischen

Schicht

7O75-T6

57 ,um 56 ,um

Behandlung vor der Iti- Formel des Durchschlag- Ladespannung ++ prägnierung Imprägnie- spannung

rungsmittels

8h auf 120°C erhitzt Sh auf 120°C erhitzt

6 7

1100-1300 1200-1400

800-850 900-1100

α ro ο

Tabelle V-2
In den Beispielen der Tabelle V-1 verwendete Imprägnierungsharze

Formel Bestandteile Gewichtsteile

1. Durch Strahlung härtbares Harz Celrad 3700 (Celanese Co.,N.Y.) 45

Neopentylgiycoldiacrylat 45

co Benzoinmethyläther 10 o

°° 2. Celrad 3700 47 ι

«j 1,6-Hexandiol-Diacrylat 47

_» Benzophenon 3 ,

j~* D±methylaminoäthanol 3

3. Acrylierter Polyester 78-3770 (Mational Starch Co.) 40 1,6-Hexandiol-Diacrylat 60 Benzoinmethyläther 5

4. Epoxyharz R8-2O3 8 (Hysol Oiv. of Dexter Corp., Olean, M.Y.) Härter H2-34O4 (Hysol Div. of Dexter Corp., Olean, N.Y.) 11

5. Epoxyharz Eccoseal W19 (Emerson & Cuming, Inc. Canton, ΜΛ.) 1OO ***

CD Katalysator Nr. 11 (Emerson & Cuming Inc. Canton, 'IA.) 17 j>»

Tabelle V-2 (Fortsetzung) In den Beispielen der Tabelle V-1 verwendete iTuprägnierungsharze

Formel Bestandteile Gewichtsteile

6. Lösungsmittelfreies Siliconharz Dow Corning Q2-7O44 10

^ Katalysator Dow Corning Q2-7O45, 0,5h bei 12o° gehörtet 1

oo 7. Polystyrolcopolymerisat Piccolastic Warenzeichen \ 50 der Her-

-* cules Inc., erhitzt auf 12o°C (wobei die Viskosität von 7^50

^ 100 CP beträgt)

-* A50 wird auf eine anodische Schicht gegossen, während die ι

° Schicht auf 12o°C gehalten wird.

Bei allen Beispielen der Tabelle V-1, bei denen Aluminium erhitzt wurde, wurde die Imprägnierung mit dem noch warmen Aluminium (40 - 55⁰C) durchgeführt. Die im Vakuumofen behandelten Proben wurden auf die 3ehandlungstemperatur abkühlen gelassen, während sie im Vakuum blieben.

Es wurde zwar keine Vakuumimprägnierung mit organischen Harzen versucht; es ist jedoch offensichtlich, daß das Erhitzen im Vakuumofen mit anschließender Vakuumimprägnierung der anodi-schen Beschichtung zu den ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften führt, die die obigen Beispiele aufweisen, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wurde.

Zusammenfassend wird das elektrostatische Drucken und Photokopieren bei hohen Geschwindigkeiten mit verbesserter Bildqualität beschrieben. Nach getrennter Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem dielektrischen Teil können sowohl das Druckgerät als auch das Photokopiergerät den gleichen ftpparat zum Tonen verwenden.

Beim Photokopiergerät wird ein Bild optisch auf einem vorgeladenen Photoleiter erzeugt und auf das dielektrische Teil übertragen. Vorzugsweise weist das photoleitfähige Teil ein halbleitendes Substrat zur Verbesserung der BildübertragungsqualitHt auf. Beim Drucker wird ein elektrostatisches Bild, z.B. auf einer Bildwalze, durch einen Ionengenerator erzeugt, der zwei Elektroden aufweist, die von einem festen Dielektrikum getrennt werden, wobei eine hochfrequente Wechselspannung zur Erzeugung eines Luftspalt-Durchschlags in einem Verbindungsbereich einer der Elektroden mit dem festen Dielektrikum verwendet wird. Eine Gleichstrom-Entnahmespannung, die an die Verbindungselektrode angelegt wird, wird zum Entnehmen der Ionen aus der so erzeugten Ladung verwendet.

909817/10 20

Iff

Her Ionengenerator und -extraktor bzw. das Gerät zum Erzeugen und zum Entnehmen von Ionen kann auch in einem Photokopiergerät und fir andere Anwendungszwecke verwendet werden. Das bildtragende dielektrische. Teil besteht vorteilhaft aus imprägniertem anodisch erzeugtem Aluminiumoxid mit hohem Widerstand, guter Härte und guter Hätte, um im wesentlichen eine vollständige übertragung des getonten Bildes auf ein Empfangsmittel sicherzustellen. Diese übertragung kann unter gleichzeitigem Schmelzen des Bildes durchgeführt werden,indem man das Empfangsteil zwischen der Bildwalze und einer Gegenwalze unter hohem Druck hindurchführt. Es können Vorbereitungen getroffen werden, um auf den beiden Walzen zurückbleibenden Toner zu entfernen und ein ggf. auf der Bildwalze verbleibendes latentes elektrostatisches Bild zu löschen.

9 0 Π 7/1 ?2 0

I e e r s e i t e

Claims (1)

Pat e η t a η s- ρ r ü c h e

1. Elektrophotograpliisches Gerät für doppelte Bildübertragung, gekennzeichnet durch ein photoleitfähiqes Teil Mt einer photoleitfähigen Oberflächenschicht und einem leitenden inneren Substrat,

e±ne Vorrichtung zum gleichförmigen Beladen der photoleitfähigen Oberflächenschicht,

eine Vorrichtung zum Belichten der gleichförmig beladenen photoleitf ähigen Oberflächenschicht mit einem Licht-Schatten-^%luster, das ein zu reproduzierendes Original darstellt, wodurch die Oberflächenschicht selektiv entladen und ein latentes elektrostatisches Bild darauf erzeugt werden,

ein dielektrisches Bildteil, das eine isolierende Oberfläche un·-¹ ein leitendes Substrat enthält, auf das das latente elektrostatische Bild mittels Ionisierung von Luft in dem Spalt zwischen der Bildtrommel und dem photoleitfähigen Teil übertragen wird, eine Vorrichtung zum Tonen des latenten elektrostatischen Bilds zur Bildung eines sichtbaren Abbilds und eine; Vorrichtung zum übertragen des getonten, sichtbaren Bilds auf ein Empfangsteil.

2. Elektrophotographischer Apparat nach ftnsoruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß das dielektrische Bildteil eine dielektrische Bildtrommel aufweist.

3. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsdifferenz zwischen

909817/1020

Kanzlei: Herrnttnfte 15, München

ORIGINAL INSPECTED

dem leitenden inneren Substrat des photoleitenden Teils und dom leitenden Substrat der dielektrischen 'lildtronunel erzeugt wird und damit eine elektrische Spannung in dem Luftspalt erzeugt wird, ^ie '^^Q Ionisierung der Luft darin erhöht.

4. Flektroohotographischar \pparat nach einen der Ansprüche 1 biq 3, ixlurch gekennzeichnet, da3 eine halb leitende Schicht zwischen der niotoleitf Lihigp.n Oberflächenschicht unrf dem leitenden inneren Substrat des nhotoleitf "ihlgon Teils zwischengelagert ist.

L·. Klektropaotographischer Apparat nach einem der Anspräche 1 bi"5 4, dadurch Tekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum gleichförnigen Beladen Jar photoleitfähigen Oberfläche zwei durch ein Dielektrikum getrennte Elektroden, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Hochspannungsentladun-j mit Wechseltrequenz zwischen den Elektroden und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Hilfsfeld.«? zum Entnehmen oder Herausziehen der Ionen aus der Entladung auf'./eist.

6. Klektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, da-3 eine Löschunjslampe benachbart zuTi photoleitfäiiigen Teil angeordnet ist, wobei die Löschungslampe auf der photoleitfähigen Oberfläche nach der übertragung des latenten elektrostatischen Bildes auf die dielektrische Bildtrommel zurückbleibende Restladung unter ein gewünschtes Niveau ent-13Jb.

7. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daQ die Vorrichtung zur übertragung des getonten sichtbaren eildes auf ein Empfangsteil auch eine gleichzeitige Druckfixierung des getonten Bildes auf das Empfangsteil durchführt.

§09817/1020

BAD ORIQiNAL

3. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur gleichz^itigon Bildübertragung und Druckfixierung eine drehbare Andrucktrommel, die in Kontakt mit der dielektrischen Bildtrommel ist, und eine Empfangerbahn, die zwischen der dielektrischen Bildtrommel und der Drucktrommel im Kontakt hindurchläuft, aufweist.

9. Elektrophotographischer Apparat nach einem der ^nsp

bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Teil eine photoleitfähige Trommel, die von der dielektrischen Bildtrommel nicht mehr als 0,05 mm entfernt ist, oder ein biegsamen Band aufweist.

10. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Schicht aus porösen anodisch behandeltem Aluminium besteht.

11. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Oberfläche der dielektrischen Bildtrommel eine Dicke von mehr als etwa 0,025 tun,

1 2 einen Widerstand von mehr als etwa 10 Oha χ cm und eine Glätte

von mehr als etwa 5 .um besitzt.

12. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Oberfläche der dielektrischen Bildtrommel aus Aluminiumoxid, Glasemail oder einem Harz, wie einem Polyamid, Polyimid oder Fluorkunststoff, besteht.

13. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Bildtrommel ein poröses anodisch behandeltes Aluminium aufweist, das -nit einem isolierenden Material imprägniert ist.

9O9817/1O2Ö

BAD ORIGINAL

14. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Bildtrommel einen Kern aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl besitzt, der durch Plasmasprühtechnik mit einer Schicht aus hochdichtem Aluminiumoxid beschichtet ist.

15. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Oberflächenschicht im wesentlichen aus Cadmiumsulfidpulver in einem Harzbinder, aus Cadmiumsulfoselenid in einem Harzbinder, oder aus einem äquimolaren Komplex aus Polyvinylcarbazol und Trinitrofluor*non besteht.

16. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Drucktrommel mit einem druckabsorbierenden plastischen Material'*-beschichtet ist.

17. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das druckabsorbierende Material Nylon oder Polyester ist.

18. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Metallschaber benachbart zur dielektrischen Bildtrommel und zur Drucktrommel angeordnet

s ind.

19. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Löschen eines ggf. zurückbleibenden elektrostatischen Bilds nach vollständiger übertragung des getonten Bildes vorhanden ist.

20. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung ein siebartiges Teil und eine durch Wechselstromkorona erzeugt· Ionenquelle enthält.

$09817/1020

21. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung aus Elektroden auf beiden Seiten der isolierenden Oberfläche der dielektrischen Bildtrommel besteht, zwischen denen hochfrequente Wechselstrom-Entladungen zur Löschung des Bildes stattfinden.

22. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung aus einem geerdeten Leiter oder einem geerdeten Halbleiter besteht, der in innigem Kontakt mit der isolierenden Oberfläche der dielektrischen Bildtrommel gehalten wird.

23. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der geerdete Leiter au3 einem schwerbelasteten Metallschaberblatt besteht.

24. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der geerdete Halbleiter aus einer halbleitenden Walze besteht.

25. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Teil ferner eine halbleitende Unterschicht zwischen der photoleitfähigen Oberflächenschicht und dem leitenden inneren Substrat besitzt, wobei die halbletiende Unterschicht einen Widerstand zwischen 10³ und 10¹² Ohm^cm besitzt und aus einem halbleitenden plastischen Kunststoff, einem halbleitenden Elastomer, oder einem in einer Kunststoff- Kautschuk- oder Gummimatrix dispergierten Leiter besteht.

26. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Unterschicht aus in Kautschuk oder Gumntiidispergiertero RuS, aus in einem Epoxyharz dis- pergiertem Rufl, au· la einer plastischen Kunststoffmatrix dis- perfierte« Cadmiumsulfid, aus in einem Bindemittel dispergierten

Q09817/102Ö

Cadmiumsulfid-, amorphem Selen, einer Selenlegierung, einer Zinkoxid-Bindemittelschicht oder aus einem organischen Photoleiter besteht.

27. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Oberflächenschicht und die halbleitende Unterschicht Dicken im Bereich von 0,025 bis 19,05 mm aufweisen.

28. Elektrophotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Oberfl Sehens chi cht und die halbleitende Unterschicht Schichten sind, die mit derselben Matrix gebildet sind.

29. Elektrphotographischer Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix ein wärmehärtendes organisches Harz ist und Cadmiumsulfid enthält.

30. Elektrophotographischer Apparat nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Cadmiumsulfid-Konzentration in der halbleitenden Unterschicht etwa 30 % und die Cadmiumsulfid-Konzentration in der photoleitfähigen Oberflächenschicht etwa 18 % ausmacht.

31. Verfahren zur Erzeugung von Ionen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wechselspannung zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode, die von einem festen dielektrischen Teil getrennt werden, anlegt, wobei ein Luftspaltber^ibh an der Verbindung zwischen der ersten Elektrode und dem festen dielektrischen Teil zur Bildung einer elektrischen Entladung in dem Luftspaltbereich vorhanden ist.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ionen aus der Entladung herauszieht oder extrahiert und einem weiteren Bauteil zuführt.

309817/1020

2843474

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,daß man die herausgezogenen Ionen auf eine dielektrische Oberfläche mit einer leitenden Rückschicht oder auf teilchenförmiges Material aufbringt.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung im wesentlichen sinusförmige, rechteckige oder dreieckige Wellenform aufweist.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen durch eine Gleichspannung entzogen werden.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32, bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß mit den entzogenen Ionen ein elektrostatisches Muster gebildet wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet , daß die Ionen durch eine Gleichspannung, die an die erste Elektrode angelegt wird, mit einem Spalt, der ein Muster gemäß der Form eines Schriftzeichens oder Synbols aufweist, dessen Ladungsbild gewünscht wird, entzogen werden.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode ein offenmaschiges Sieb aus gewebtem Metall aufweist.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das beladene teilchenfßrmige Material unter der Wirkung eines elektrischen Felds physikalisch bewegt wird.

40. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus einer Vielzahl von Elektroden bestehen, die Kreutungipunkte in einer Matrixanordnung bilden,die so gebildet sind, daß alle Elektroden an einer Seite des festen dielektrischen Teile Öffnungen an den Kreuzungsbereichen der Matrixelektrode aufweisen. SÖ9817/1O28

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen durch gleichzeitige Erzeugung einer elektrischen Entladung in der Öffnung und eines externen Ionenauszugsfelds aus ausgewählten Matrixkreuzungsöffnungen herausgezogen werden.

42. Verfahren nach Anspruch 41,zum elektrostatischen Drucken, dadurch gekannzeichnet, daß mit den herausgezogenen Ionen ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird und das Bild getont und geschmolzen wird.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß

das elektrostatische latente Bild auf einer dielektrischen Schicht gebildet wird und das getonte elektrostatische latente Bild ferner auf einfaches Papier übertragen wird.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß das beladene teilchenförmige Material auf einer leitfähigen Oberfläche oder auf einfachem Papier zur Bildungeines sichtbaren Bildes gesammelt wird.

45. Apparat zur Erzeugung von Ionen, gekennzeichnet durch ein festes dielektrisches Bauteil,

eine erste Elektrode auf einer Seite des festen dielektrischen Teils mit einem Luftspaltbereich an einer Verbindungsstelle zwischen erster Elektrode und dem festen dielektrischen "Teil, eine zweite Elektrode an der gegenüberliegenden Seite des festen dielektrischen Bauteils und

eine Vorrichtung zur Anlegung von Wechselspannung zwischen de Elektroden zur Erzeugung einer elektrishheh'Entladung in dem Luftspaltbereich.

46. Apparat nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung im wesentlichen sinusförmig, rechteckig oder dreieckig ist und eine Frequenz zwischen 60 Hertz und 4 Megahertz besitzt.

909817/102Ö

47. Vorrichtung nach Anspruch 45, oder 46, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Übertragung der Ladungen, die durch die elektrische Entladung erzeugt wurden, auf ein weiteres Teil.

48. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Teil ein Dielektrikum, eine leitende Grundlage mit einer dielektrischen Beschichtung, ein leitendes Papier mit einer dielektrischen Beschichtung oder ein Leiter ist.

49. Apparat nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur übertragung der Ladungen ein von außen angelegtes Feld ist, die erste Elektrode eine mit Öffnungen versehene Maskierung oder Schablone ist, die mit Öffnungen versehene Maskierung oder Schablone ein vorgeschriebenes Schriftzeichenmuster aufweist, welches in Form von wenigstens einem Punkt vorliegt, die eesta Elektrode mehrere Randelektroden aufweist, die zweite Elektrode eine Vielzahl von Zuteilungsschienen aufweist und das feste dielektrische Bauteil einen Kunststoffum, Glas, einen keramischen Stoff oder Glimmer ernhält.

50. Verfahren nach Anspruch 33 zur Erzeugung von elektrostatischen Bildern, wobei die erste Elektrode eine "Steuer-Elektrode" und die zweite elektrode eine"Treiber-Elektrode" aufweist und die Ionen durch Gleichspannung V_ an der Steuerelektrode herausgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Herausziehen der Ionen steuert, indem man eine mit Öffnungen versehene "Sieb"-Elektrode vorsieht, die von der Steuerelektrode durch ein mit Öffnungen versehenes festes dielektrisches Teil getrennt ist, das zwischen der Steuerelektrode und der dielektrischen Oberfläche liegt, und eine Sieb-Gleichspannung Vi zwischen der .Siebelektrode und der leitfähigen Rückbeschichtung anlegt, und mit den herausgezogenen Ionen ein elektrostatisches Bild bildet.

51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß

der »beolute Wert von Vjt kleiner als derjenige von Vi ist, wodurch das Anlegen der Siebspannung VL das Herausziehen der Ionen nicht

309817/1020

verhindert.

52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Relativbewegung zwischen dem zusammengesetzten Ionenerzeuger und der dielektrischen Oberfläche erzeugt und die Bildung eines elektrostatischen Bilds auf der dielektrischen Oberfläche durch gewähltes Anlegen einer Gleichspannung Vq reguliert, wobei das elektrostatische Bild gegenüber dem leitfähigen Träger ein Potential Vj besitzt, wobei die Siebspannung $ß größer ist als die Bildspannung Vf, aber gleiche Polarität besitzt, um eine unerwünschte Bildlöschung zu vermeiden.

53. Verftateen ^nacn einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Treiber- und Steuerelektroden Kreuzungspunkte in einer Matrizenanordnung bilden, die so geformt ist,daß die Kontr.olIelektraden öffnungen an den ^;4atri3enelektroden-Kreuzungsbereichen besitzen,so daß der Steuerschritt durch Regelung der Entnahme oder Extraktion von Ionen aus den öffnungen mittels einer Vielzahl von Siebelektroden, die den öffnungen entsprechende öffnungen enthalten, durchgeführt wird.

54. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß man die Größe des elektrostatischen Bildes durch Erzeugen von öffnungen geeigneter Größe in der Siebelektrode durch Anlegen einer Siebspannung V'; geeigneter Größe und Polarität steuert.

55. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß man die Größe des elektrostatischen Bildes durch Schaffen eines geeigneten Abstands zwischen der Siebelektrode und der dielektrischen Oberfläche steuert.

303817/1020

56. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form des elektrostatischen Bilds durch Erzeugen geeigneter Öffnungen in der Siebelektrode von geeigneter Form steuert.

57. Vorrichtung nach Anspruch 45, zur Erzeugung von elektrostatischen Bildern, wobei die erste Elektrode eine "Steuer"-Elektrode und die zweite Elektrode eine "Treiber"-Elektrode aufweist, gekennzeichnet durch ein weiteres Bauteil, eine Quelle für Gleichspannung V£ zwischen der Steuerelektrode

und dem weiteren Bauteil, eine dritte Elektrode ("Sieb"-Elektrode),

eine feste dielektrische Schicht, die die Siebelektrode von der Steuerelektrode und dem festen dielektrischen Teil trennt, und eine Quelle für Direktspannung Vg zwischen der Siebelektrode und

dem weiteren Bauteil.

58. Apparat gemäß Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Bauteil ein dielektrisches Aufzeichnungsteil mit einer leitenden Rückschicht enthält.

59. Apparat nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerelektrode, Siebelektrode und feste dielektrische Schicht entsprechende Entladungsöffnungen enthalten.

60. Apparat nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladeöffnungen in der festen'dielektrischen Schicht größeren Durchmesser als die entsprechenden Entladeöffnungen in der Steuerelektrode aufweisen.

61. Apparat nach einem der Ansprüche 5 8 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung V_g einen kleineren absoluten Wert als die Gleichspannung V_c, jedoch gleiche Polarität besitzt.

Ö09817/102Ö

62. Apparat nach Anspruch 61, gekennzeichnet durch

eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Apparat zur Erzeugung elektrostatischer Bilder und dem weiteren Bauteil und

eine Vorrichtung zur Veränderung der Gleichspannung V^ zur selektiven Bildung eines elektrostatischen Musters auf dem dielektrischen Aufnahmeteil, das eine Spannung \fc gegenüber seiner leitfähigen Hückschicht besitzt, wobei die Gleichspannung V größer ist als die Gleichspannung

Vjt jedoch gleiche Polarität besitzt, um eine unerwünschte Bildlöschung zu vermeiden.

63. Apparat nach einem der Ansprüche 57 bis 62, bei deti eine Vielzahl von Treiber- und Steuerelektroden Kreuzungspunkte in einer Matrizenanordnung bilden, die eine solche Gestalt hat, daß die Steuerelektrodenöffnungen an den Kreuzungsbereichen der Matrizenelektrode aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die feste dielektrische Schicht den öffnungen entsprechende öffnungen besitzt und daß die Siebelektrode eine Vielzahl von Elektroden aufweist, die zu den Steuerelektroden passen und öffnungen besitzen, die den öffnungen der Steuerelektrode entsprechen.

64. Apparat nach einem der Anspräche 57 bis 62, wobei eine Vielzahl von Treiber- und Steuerelektroden Kreuzungspunkte in einer Matrizenanordnung bilden, die eine solche Form aufweist, daß die Steuerelektroden öffnungen an den Matrizen-Kreuzungsbereichen besitzen,dadurch gekennzeichnet, daß die feste dielektrische Schicht den öffnungen der Steuerelektrode entsprechende öffnungen aufweist und daß die Siebelektrode ein leitendes Teil besitzt, das eine Reihe von öffnungen, welche den öffnungen den Steuerelektrode entsprechen, enthält.

65. Apparat nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebelektrode aus einem gewobenen Metallsieb mit offenen Maschen besteht.

909817/1020

66. Apparat nach einem der Ansprüche 57 bis 64, dadurch gekennaeichnet, daß die Siebelektrode eine mit Öffnungen versehene Schablone oder Maske aufweist, die ein vorgeschriebenes Schriftzeichenmuster besitzt.

67. Apparat nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch ein zylindrisches dielektrisches Teil,

eine Vorrichtung zum Herausziehen oder Extrahieren von Ionen aus dem ianenerzeugenden Apparat zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem zylindrischen dielektrischen Teil,

eine Vorrichtung zum Tonen des latenten elektrostatischen Bildes zur Bildung eines sichtbaren Abbildes und eine Vorrichtung zur übertragung des getonten, sichtbaren Bildes durch Druck auf einen Empfänger, um so elektrostatisch zu drucken.

68. Apparat nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat zur Erzeugung von Ionen und die Vorrichtung zum Herausziehen der Ionen vom zylindrischen dielektrischen Teil mehr als 0,025 mm entfernt sind.

69. Apparat nach Anspruch 67 oder 68,dadurch gekennzeichnet, daß die übertragungsvorrichtung eine übertragungswalze aufweist, die das zylindrische dielektrische Teil mit dem dazwischen eingeführten Empfangsteil in Kontakt bringt, die Übertragungewalze mit einem druckabsorbierenden Kunststoffmaterial, wie z.B. Nylon oder Polyester, überzogen ist und ein zylindrisches dielektrisches Teil mit einer Glätte von mehr als 0,5 ,um und einem Widerstand

12 '

von mehr als etwa 10 Ohm χ cm vorhanden ist.

70. Apparat nach einem der Ansprüche 67 bis 69, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische dielektrische Teil aus Aluminiumoxid, Glasemail oder einem Harz, wie z.B. Polyamid oder Nylon, besteht und ferner eine Schaberklinge zum Abkratzen von restlieh·»'

909817/1020

2840474

Toner von dem zylindrischen dielektrischen Teil vorhanden ist.

71. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 67 bis 70, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Löschen eines ggf. zurückbleibenden elektrostatischen Bildes nach Beendigung des Übertragungsdrucks .

72. Vorrichtung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschvorrichtung ein siebförmiges Teil und eine mittels Wechselstrom-Korona erzeugte Ionenquelle aufweist.

73. Elektrostatischer Druckapparat, gekennzeichnet durch den Apparat zur Erzeugung von Ionen gemäß Anspruch 45 in Kombination .•nit

einer drehbaren Bildtrommel mit einem leitenden Kern und einer dielektrischen Schicht darauf,

einer Vorrichtung zum Herausziehen von Ionen aus dem Apparat zur Erzeugung von Ionen zur Bildung eines latenten elektrostatiechen Bildes auf der dielektrischen Söhicht, einer Vorrichtung zum Tonen des latenten elektrostatischen Bildes und einer drehbaren Drucktrommel in Kontakt mit der Bildtrommel zur übertragung und zum Schmelzen des Tonerbildes auf ein Bildempfangsmittel, welches zwischen der Bildtrommel und der Drucktrojamel an ihrer Tangentiallinie hindurchläuft.

74. Druckapparat nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, daß

die dielektrische Schicht eine Dicke von über 0,025 mm, einen

1 2
Widerstand von mehr als 10 Ohm χ cm und eine Glätte von mehr

als etwa 0,5 ,um im Mittel besitzt.

75. Druckapparat nach Anspruch 73 oder 74, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Metallkratzerblätter benachbart zu den Trommeln angeordnet sind, um die Oberflächenattier Trommeln nach der Bildüber-

909317/1020

tragung zu reinigen.

76. Druckapparat nach einem der Ansprüche 73 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung benachbart zur Bildtrommel angebracht ist, um ein latentes restliches elektrostatisches Bild nach der Bildübertragung zu löschen.

77. Vorrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet,daß die Löschvorrichtung aus Elektroden an beiden Seiten der dielektrischen Schicht besteht, zwischen denen Hochfrequenz-Wechselstromentladungen zum Löschen des Bildes erzeugt werden.

78. Druckapparat nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildlöschvorrichtung aus einem geerdeten Leiter oder einem geerdeten Halbleiter besteht, der in innigem Kontakt mit der Oberfläche der dielektrischen Schicht gehalten wird.

79. Druckapparat nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß der geerdete Leiter aus einer schwerbelasteten Metallschaberklinge oder der geerdete Halbleiter aus einer Halbleiterrolle besteht.

80. Verfahren zum Imprägnieren eines anodisch behandelten leitenden Teils, dadurch gekennzeichnet, daß -nan

a) das Teil dehydratisiert und

b) das dehydratisierte Teil tränkt, um seine öffnungen zu füllen und verbesserten Widerstand und verbesserte dielektrische Eigenschaften zu erhalten.

81. Verfahren nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenöffnungen des dehydratisierten Teils porös sind und das leitende Teil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

82. Verfahren nach Anspruch 80 oder 81, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil durch Erhitzen im Vakuum oder in einem Trockenschrank mit einer relativen Feuchtigkeit von unter 10 % dehydratisiert

^wird· §03-817/1020

2845474

S3. Verfahren nach ^spruch 82, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Temperatur
8 Stunden lang erhitzt.

man auf eine Temperatur im Bereich von etwa 60 bis 180⁰C etwa

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 80 bis 83, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil mit einem UV-härtbaren Harz, einem Polyamidharz, einem UV-härtbaren Acrylharz , einem thermisch gehärteten Epoxyharz oder einem thermisch gehärteten Siliconharz imprägniert ist.

85. Verfahren nach einem der Ansprüche 80 bis 84, dadurch gekennzeichnet, daß das dehydratisierte Teil durch Schmelzen in der Wärme oder durch Vakuum imprägniert ist.

86. Verfahren nach einem der Ansprüche 80 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß ier I.nprägnierungsschritt zu einem imprägnierten anodisch behandelten Aluminiumteil mit einem Volumenwider-

1 2

stand von mehr als 10 Olim χ cm führt.

309917/1010