DE3034089C2

DE3034089C2 -

Info

Publication number: DE3034089C2
Application number: DE3034089A
Authority: DE
Inventors: Kimio Kawasaki Kanagawa Jp Nakahata; Koichi Tanigawa; Hiroyuki Tokio/Tokyo Jp Adachi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1988-12-29
Also published as: DE3034089A1; US4341457A; GB2062545B; GB2062545A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät dieser Art ist in der Literaturstelle "XEROX DISCLOSURE JOURNAL", Band 4, Nr. 2, März/April 1979, Seite 143 beschrieben. Bei diesem bekannten elektrostatischen Aufzeichnungsgerät in Form eines Kopiergeräts wird ein auf einem Aufzeichnungsmaterial erzeugtes Ladungsbild entwickelt und anschließend auf Bildempfangsmaterial übertragen, indem die Rückseite des Bildempfangsmaterials einer Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung ausgesetzt wird. Das Bildempfangsmaterial wird daraufhin vom Aufzeichnungsmaterial abgelöst, indem seine Rückseite einer Trenn-Koronaentladungseinrichtung ausgesetzt wird, deren Polarität zu der der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung entgegengesetzt ist. Beide Koronaentladungseinrichtungen werden von jeweils einer Konstantstromquelle gespeist, wobei die Stromquelle der Trenn-Koronaentladungseinrichtung durch entsprechende Überlagerung einen Wechselstrom mit einer Gleichstromkomponente erzeugt.

Um eine gute Bildübertragung zu gewährleisten, wird bei dem bekannten Kopiergerät die Ausgangsspannung der der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung zugeordneten Stromquelle immer dann kurzzeitig erhöht, wenn der vordere Rand des Bildempfangsmaterials die Entladungseinrichtung passiert. Ein Nachteil dieses bekannten Kopiergeräts liegt jedoch darin, daß sich das Bildempfangsmaterial vom Aufzeichnungsmaterial teilweise nicht zuverlässig ablöst, und zwar insbesondere dann, wenn das entwickelte Ladungsbild einen hohen Kontrast aufweist oder wenn die Umgebungsbedingungen stark vom Normalwert abweichen.

In der DE-OS 29 46 754 ist ein Kopiergerät beschrieben, bei dem die Zuverlässigkeit der Ablösung des Bildempfangsmaterials bei Ladungsbildern mit starkem Kontrast erhöht wird, indem der der Trenn-Koronaentladungseinrichtung zugeführte Strom in Abhängigkeit von dem während der Bildübertragung zu dem Aufzeichnungsmaterial fließenden Strom nachgesteuert wird. Hierzu wird der in eine Abschirmung der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung fließende Strom erfaßt und von dem in den Koronaentladungs-Draht eingespeisten Strom subtrahiert, wobei ein entsprechendes Steuersignal zeitverzögert der Stromquelle der Trenn-Koronaentladungseinrichtung zugeführt wird, deren in die Abschirmung fließender Strom ebenfalls erfaßt wird. Infolge der hierdurch erforderlichen Meßleitungen sowie der sehr aufwendigen Steuereinrichtungen wird der Aufbau des Kopiergeräts entsprechend verkompliziert und seine Herstellungskosten werden nicht unerheblich erhöht.

Ein weiterer Nachteil dieses Kopiergeräts liegt darin, daß wegen der erforderlichen Erfassung des zu der jeweiligen Abschirmung fließenden Stroms der Einsatz von Koronaentladungseinrichtungen mit isolierten Abschirmungen, wie sie beispielsweise in der DE-AS 17 72 487 beschrieben sind, ausscheidet. Koronaentladungseinrichtungen dieser Art zeichnen sich durch einen erhöhten Wirkungsgrad aus, da ein Teil des Koronastroms, der andernfalls zu der Abschirmung fließen würde, ebenfalls zur wirksamen Ladungsmenge beiträgt.

Gegenstand der US-PS 39 50 680 ist ein Kopiergerät, bei dem die metallischen Abschirmungen der Koronaentladungseinrichtungen mit einer Vorspannung beaufschlagt werden, die sich in Abhängigkeit von dem in die jeweilige Abschirmung fließenden Strom ändert und zur Steuerung des dem Koronaentladungs-Draht zugeführten Strom herangezogen wird. Durch diese Maßnahme soll der auf die seitliche Ableitung der Ladungen auf dem Bildempfangsmaterial zurückzuführende Ladungsverlust zumindest teilweise kompensiert werden. Dieses Aufladungsverfahren hat jedoch den Nachteil, daß die vorgespannten Abschirmungen der Koronaentladungseinrichtungen an den an Masse liegenden Geräteteilen mit einer geeigneten Isolierung befestigt werden müssen, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist.

Die DE-OS 23 61 499 offenbart eine Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung, die von einer Konstantstromquelle gespeist wird, um trotz Widerstandsänderungen des Bildempfangsmaterials eine gleichförmige Aufladung zu erzielen. Der Aufbau der Einrichtung zum Ablösen des Bildempfangsmaterials vom Aufzeichnungsmaterial ist in dieser Druckschrift allerdings nicht erläutert.

In der DE-OS 27 04 773 ist ein Kopiergerät mit einer Duplex-Kopiervorrichtung beschrieben, d. h. einer Vorrichtung zum automatischen Wenden von Bildempfangsblättern und zum Bedrucken der Rückseite derselben. Dieses bekannte Kopiergerät zeichnet sich dadurch aus, daß zur Kompensation der jeweils unterschiedlichen Aufladung der Vorder- und Rückseite der Bildempfangsblätter entweder ein Gleichspannungs-Überlagerungsanteil einer Wechselspannungsversorgung einer Trenn-Koronaentladungseinrichtung oder die Gleichspannungsversorgung einer Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung geeignet geändert wird. Beide Koronaentladungseinrichtungen werden im Normalfall mit Konstantspannung gespeist.

Die DE-OS 15 97 889 zeigt schließlich ein Kopiergerät, bei der zur Übertragung des Tonerbilds zwei beabstandete Koronaentladungseinrichtungen vorgesehen sind,, wobei die stromauf angeordnete Koronaentladungseinrichtung mit Wechselstrom gespeist wird. Die Ablösung des Bildempfangsmaterials vom Aufzeichnungsmaterial erfolgt mittels einer gleichfalls mit Wechselstrom gespeisten Trenn-Koronaentladungseinrichtung, die von einem auf das Bildempfangsmaterial einwirkenden Gebläse unterstützt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß unter allen Umständen eine zuverlässige Ablösung des Bildempfangsmaterials vom Aufzeichnungsmaterial gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Hierdurch ist sichergestellt, daß sich das Bildempfangsmaterial auch dann sicher vom Aufzeichnungsmaterial ablöst, wenn das entwickelte Ladungsbild einen starken Kontrast aufweist oder wenn die Umgebungsbedingungen, wie z. B. die Luftfeuchtigkeit, weit von ihren Normalwerten abweichen. Betriebsstörungen durch an dem Aufzeichnungsmaterial haften bleibendes Bildempfangsmaterial sind daher erfindungsgemäß sicher ausgeschlossen. Darüber hinaus ist es möglich, Koronaentladungseinrichtungen mit isolierten Abschirmungen zu verwenden, so daß der Wirkungsgrad entsprechend erhöht ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht eine Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung in Form eines Kopiergeräts,

Fig. 2 anhand eines Blockschaltbildes den prinzipiellen Aufbau einer Stromquelle der Koronaentladungseinrichtungen,

Fig. 3 einen Versuchsaufbau zur Messung von Strömen bei der Bildübertragung und bei der Ablösung des Bildempfangsmaterials,

Fig. 4 anhand eines Diagramms den Verlauf von mit dem Aufbau gemäß Fig. 3 ermittelten Meßwerten, und

Fig. 5A und 5B die physikalische Ursache eines kritischen Punktes (a) im Diagramm gemäß Fig. 4.

Gemäß Fig. 1, die schematisch ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät in Form eines Kopiergeräts zeigt, weist eine photoleitfähige Trommel 1, ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial vom n-Typ mit Cadmiumsulfid als Photoleiter auf, dessen Oberfläche mit einer Isolierschicht überzogen ist. Das Gerät weist ferner einen Primär-Koronaentlader 2, dessen Polarität entgegengesetzt zum Leitungstyp des photoleitfähigen Materials, nämlich positiv ist, einen Wechselstrom-Koronaentlader 3, eine Belichtungsstation 4 für die bildweise Belichtung, eine Totalbelichtungslampe 5, eine Entwicklungseinrichtung 6, eine Papierzuführung 7 für blattförmiges Bildempfangsmaterial 10, einen Übertragungs-Koronaentlader 8, einen Trenn-Koronaentlader 9, eine Fördervorrichtung 11 zum Befördern des abgelösten Bildempfangsmaterials 10 und eine Reinigungseinrichtung 12 zur Reinigung der Trommel 1 auf.

Bei diesem Kopiergerät wird durch gleichförmiges Aufladen mittels des Primär-Koronaentladers 2, bildmäßiges Belichten und die nachfolgende Totalbelichtung auf der photoleitfähigen Trommel 1 ein Ladungsbild erzeugt, das danach mittels der Entwicklungseinrichtung 6 zu einem sichtbaren Bild 13 entwickelt wird. Dieses sichtbare Bild 13 wird mit Hilfe des Übertragungs-Koronaentladers 8 elektrostatisch auf das Bildempfangsmaterial 10 übertragen; die dabei auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials 10 erzeugte Ladung wird mittels des Trenn-Koronaentladers 9 gelöscht, wodurch das Bildempfangsmaterial 10 von der photoleitfähigen Trommel 1 getrennt bzw. gelöst wird. Mit 14 und 15 sind Stromquellen bezeichnet, die an den Übertragungs-Koronaentlader 8 bzw. den Trenn-Koronaentlader 9 angeschlossen sind.

Nachfolgend werden zum besseren Verständnis der Erfindung anhand von Tabellen Versuchsergebnisse erläutert, die das jeweilige Ablösungsvermögen des Bildempfangsmaterials von der Trommel 1 bei Einsatz verschiedener Stromquellen für den Trenn- und den Übertragungs-Koronaentlader zeigen, wobei in diesen Tabellen mit dem Symbol "○" ein gutes Ablösungsvermögen und mit dem Symbol "×" ein schlechtes bzw. nicht ausreichendes Ablösungsvermögen bezeichnet ist.

In den Tabellen ist das erzielte Ablösungsvermögen jeweils für eine "Schwarzvorlage" und für eine "Weißvorlage" angegeben. Nachstehend wird mit dem Begriff "Schwarzvorlage" ein solches Ladungsbild auf dem trommelförmigen Aufzeichnungsmaterial bezeichnet, das durch bildmäßige Belichtung mittels einer Vorlage erzeugt wird, die überwiegend schwarze Bereiche aufweist; die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials weist dadurch im wesentlichen nur solche Bereiche auf, die auf ein hohes Oberflächenpotential aufgeladen (dessen Wert im Ausführungsbeispiel 600 V betrug) und dadurch mit Toner bedeckt sind.

Im Gegensatz dazu soll unter dem Begriff "Weißvorlage" ein Ladungsbild zu verstehen sein, das durch bildmäßige Belichtung mit einer überwiegend weißen Vorlage gebildet wird, so daß die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials im wesentlichen nur solche Bereiche aufweist, die auf ein sehr geringes Oberflächenpotential aufgeladen sind, dessen Wert annähernd 0 V betrug, und folglich nicht mit Toner bedeckt sind.

Die Potentialdifferenz zwischen den geladenen ("schwarzen") Bereichen und den ungeladenen ("weißen") Bereichen des erzeugten Ladungsbilds stellt dabei den erzielbaren Kontrast dar, der in den gezeigten Tabellen 600 V beträgt.

Tabelle 1A

Konstantspannung sowohl für den Übertragungs- als auch für den Trenn-Koronaentlader

Tabelle 1B

Übertragungs-Koronaentlader : Konstantstrom

Trenn-Koronaentlader : Konstantspannung

Tabelle 1C

Konstantstrom sowohl für den Übertragungs- als auch für den Trenn-Koronaentlader

Wie aus den vorstehenden Tabellen zu erkennen ist, ist es nicht möglich, alleine durch Konstanthalten des Übertragungs-Koronastroms sowohl das der Schwarzvorlage entsprechende als auch das der Weißvorlage entsprechende Bildempfangsmaterial zufriedenstellend abzulösen (Tabelle 1B); eine relativ gute Ablösung wird jedoch dadurch erreicht, daß der Trenn-Koronastrom gleichfalls konstant gehalten wird (Tabelle 1C). Wenn jedoch sowohl der Übertragungs-Koronaentlader als auch der Trenn-Koronaentlader mit konstanter Spannung gespeist werden (Tabelle 1A) oder wenn nur der Übertragungs-Koronastrom konstant gehalten wird und für den Trenn-Koronaentlader eine Konstantspannung verwendet wird (Tabelle 1B), wird die Ladung auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials nicht ausreichend gelöscht, so daß sich das Bildempfangsmaterial nicht von der photoleitfähigen Trommel 1 ablöst.

Die nachstehende Tabelle 2 zeigt Beispiele des Ablösungsvermögens bei Schwankungen der atmosphärischen Bedingungen.

Tabelle 2

Nimmt man an, daß in der vorstehenden Tabelle der Übertragungs-Koronastrom positiv und der Trenn-Koronastrom negativ ist, so ist das elektrostatische Ablösen bei Normaltemperatur und Normalfeuchtigkeit (25°C, 60%) möglich; falls sich die Atmosphäre zu einer niedrigen Temperatur und einer niedrigen Feuchtigkeit hin ändert (5°C, 20%), ändern sich bei Verwendung einer Konstantspannungsquelle auch die Koronaentladungsströme, wobei sich der Trenn-Koronastrom wesentlich stärker ändert als der Übertragungs-Koronastrom, so daß sich in manchen Fällen das Bildempfangsmaterial nicht ablöst. Falls jedoch beide Koronaströme mittels einer Konstantstromquelle auf einen konstanten Wert eingestellt werden, kann selbst beim Auftreten derartiger Umgebungsänderungen eine relativ gleichmäßige elektrostatische Ablösung erzielt werden.

Zur Speisung des Übertragungs-Koronaentladers 8 und des Trenn-Koronaentladers 9 werden Konstantstrom-Hochspannungsquellen verwendet.

Da die Abschirmplatten des Übertragungs-Koronaentladers 8 und des Trenn-Koronaentladers 9 üblicherweise aus Metall bestehen und mit Masse verbunden sind, bleibt die Summe aus einem von Entladungsdraht zu der photoleitfähigen Trommel 1 fließenden Strom I _p und einem zu den Abschirmplatten fließenden Strom I _s konstant; wenn auf der Trommel 1 eine Oberflächenpotential-Differenz entsprechend einer Weißvorlage und einer Schwarzvorlage herrscht, ändert sich der Strom I _p. Zum Ausgleich der Änderung des Stroms I _p nimmt der Strom I _s zu oder ab, so daß als Folge zwar in dem Entladungskreis ein konstanter Strom fließt, jedoch der tatsächlich zu der photoleitfähigen Trommel 1 fließende Strom I _p bei einer Weißvorlage und einer Schwarzvorlage verschieden ist, was nachteilig ist.

Zur Lösung dieses Problems können die Innenwandungen der Abschirmplatten mit einer Isolierbeschichtung versehen werden oder es können die Abschirmplatten selbst aus einem Isoliermaterial hergestellt werden. Bei einem derartigen Aufbau wird der zu den Abschirmplatten fließende Strom I _s so klein, daß unabhängig von der Potentialdifferenz zwischen einer Weißvorlage und einer Schwarzvorlage der zu der photoleitfähigen Trommel 1 fließende Strom I _p konstant bleibt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Ablösung weiter gesteigert wird.

Für die Konstantstromquelle wird erfindungsgemäß eine nachfolgend als Konstantstromdifferenz-Stromquelle bezeichnete Stromquelle mit einer Gegenkopplungsschaltung verwendet, die einen asymmetrischen Wechselstrom liefert, z. B. indem eine Gleichstromquelle einer Wechselstromquelle überlagert wird, und bei der die Differenz zwischen der negativen und der positiven Halbwelle des Wechselstroms konstant gehalten wird. Eine stabile Versorgung mit einigen zehn µA Entladungsstrom ist mit einer Gleichstrom-Konstantstromquelle kaum realisierbar; bei der Konstantstromdifferenz-Stromquelle erfolgt die Steuerung jedoch so, daß die Differenz zwischen der positiven und der negativen Halbwelle bzw. Komponente einige 10 µA beträgt, wodurch stets eine stabile und gleichmäßige Koronaentladung erzielt werden kann.

Die nachstehende Tabelle 3 zeigt die Versuchsergebnisse, wenn der Übertragungs-Koronaentlader von einer Konstantstromdifferenz-Stromquelle mit einer einer Wechselstromquelle überlagerten Positiv-Gleichstromquelle und der Trenn-Koronaentlader von einer Konstantstromdifferenz-Stromquelle gespeist wird, die nur die Wechselstromquelle aufweist. Die Ablösung ist sowohl bei einer Schwarzvorlage als auch bei einer Weißvorlage gut.

Tabelle 3

Am vorteilhaftesten ist es, für den Übertragungs-Koronaentlader eine Gleichstrom-Konstantstromquelle zu verwenden und für den Trenn-Koronaentlader eine Konstantstromdifferenz-Stromquelle mit einer Gegenkopplungsschaltung zu verwenden, bei der dem Wechselstrom Gleichstrom überlagert ist und die Differenz zwischen der positiven und der negativen Halbwelle des Koronaentladungsstroms im wesentlichen konstant gehalten wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei der Bildübertragung eine Störung des Bilds durch Anlegen eines starken elektrischen Gleichfelds für eine kurze Zeitdauer verhindert werden kann und daß bei der Ablösung durch Anlegen eines schwachen elektrischen Wechselfeldes die Rückübertragung des Toners zu der photoleitfähigen Trommel verhindert werden kann. In diesem Fall wird die Abschirmung des Koronaentladers zur Stabilisierung der Entladung aus einem Isolator hergestellt, jedoch kann auch die Innenfläche einer leitenden Abschirmung mit einer Isolierschicht versehen werden. Insbesondere bei der Ablösung unter Verwendung von Wechselstrom ist es wirkungsvoll, die Abschirmung aus einem Isolierstoff herzustellen.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der Konstantstromdifferenz-Stromquelle. Diese weist einen Wechselstromtransformator 16, einen Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 17, einen Komparator 18, eine Gleichstrom-Steuerschaltung 19 und eine Gleichstromquelle 20 auf.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung wird mittels eines Stromdifferenz-Detektors 21 die Stromdifferenz Δ i eines Hochspannungs-Ausgangssignals als Gleichstromkomponente erfaßt; wenn die Stromdifferenz von einem vorbestimmten Wert Δ Is abweicht, wird eine Gegenkopplung durchgeführt, indem das Ausgangssignal der Gleichstromquelle mittels der Gleichstrom-Steuerschaltung 19 so verändert wird, daß ein bestimmter Sollwert eingehalten wird. Dementsprechend wird einem Entladungsdraht 22 des Koronaentladers 8 (oder 9) immer ein konstanter Strom zugeführt.

Wenn zur Speisung des Koronaentladers 8 bzw. 9 eine Konstantstromdifferenz-Stromquelle verwendet wird, kann selbst bei Schwankungen der Gesamtstromstärke der Wechselstromkoronaentladung der Unterschied zwischen der positiven und der negativen Halbwelle des Entladungsstroms unabhängig von Änderungen des Oberflächenpotentials der photoleitfähigen Trommel 1 und von Änderungen der atmosphärischen Bedingungen im wesentlichen konstant gehalten werden, so daß die gleiche Wirkung wie mit einer Gleichstrom-Konstantstromquelle erzielbar ist.

Durch den Einsatz einer Wechselstrom-Koronaentladung ergeben sich im Vergleich zu einer Gleichstrom-Koronaentladung die folgenden Vorteile:
Zum Konstanthalten des zur photoleitfähigen Trommel 1 fließenden Koronastroms kann die Innenwandung der Abschirmplatten isoliert werden. Bei einer Gleichstrom-Koronaentladung findet jedoch zu der Isolierabschirmung hin keine Koronaentladung statt, so daß im Vergleich zu einer mit Masse verbundenen Metallabschirmung die Gesamtstromstärke nur 1/2 bis 1/3 beträgt; dies kann leicht zu Ungleichmäßigkeiten bei der Koronaentladung führen. Dies kann zwar mittels eines Steuergitters verhindert werden, doch wird der zur Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 1 fließende Koronastrom in diesem Fall durch das Oberflächenpotential der Trommel beeinflußt, wodurch keine befriedigende Stromkonstanthaltung erzielbar ist. Im Gegensatz dazu findet bei einer Wechselstrom-Koronaentladung auch zu der Isolierabschirmung hin eine Koronaentladung statt, so daß in diesem Fall der Gesamtstrom vier- bis sechsmal so groß ist wie bei einer Gleichstromentladung; daher wird auch bei einer Isolierabschirmung eine gleichförmige Koronaentladung erzielt. Wenn bei einer Konstantstromdifferenz-Stromversorgung mit einer einer Wechselstromquelle überlagerten Gleichstromquelle die Polarität und der Spannungsbereich des Gleichstroms geeignet gewählt werden, kann die Gesamtstrommenge gesteigert werden, während die Differenz zwischen der positiven und der negativen Stromkomponente verringert werden kann. Der Unterschied in den Entladungseigenschaften zwischen einer Gleichstrom- und einer Wechselstrom-Koronaentladung ist dann beträchtlich, wenn nur eine schwache Koronaentladung durchgeführt wird, bei der die an den Koronaentladungs-Draht angelegte Spannung verhältnismäßig niedrig ist und nahe der Entladungs-Anfangsspannung liegt.

Zweitens ist bei Verwendung einer Isolierabschirmung und bei Durchführung einer Wechselstrom-Koronaentladung sowohl die positive als auch die negative Entladung zu der Abschirmung hin gleich stark und der Differenzstrom zwischen dem positiven und dem negativen Koronaentladungs-Strom fließt vollständig zu der photoleitfähigen Trommel 1, so daß unabhängig von dem Aufbau des Koronaentladers eine gleichmäßige Aufladung der photoleitfähigen Trommel 1 erzielt wird, was in Verbindung mit dem erstgenannten Vorteil zu einer wirkungsvollen elektrostatischen Ablösung führt.

Drittens tritt bei der elektrostatischen Ablösung die Erscheinung auf, daß zunächst der von der Trommel 1 her übertragene Toner unter der Wirkung des elektrischen Felds während der Trenn-Entladung zu der Trommel 1 zurück übertragen wird. Dies kann besonders an dem Vorderrand des Bildempfangsmaterials beobachtet werden; bei Durchführung einer Wechselstrom-Koronaentladung abgeschwächt. Dies dürfte dem Umstand zuzurechnen sein, daß die Entladung des Bildempfangsmaterials durch den Differenzstrom zwischen der positiven und der negativen Halbwelle einer Wechselstrom-Koronaentladung die Rückübertragung des Toners auf die Trommel 1 im Vergleich zu einer Gleichstrom-Koronaentladung abschwächt.

Wie im vorstehenden ausführlich beschrieben ist, wird erfindungsgemäß der Übertragungs-Koronastrom zugleich mit dem Trenn-Koronastrom im wesentlichen konstant gehalten; hierdurch ist eine stabile Ablösung des Bildempfangsmaterials gewährleistet, ohne daß irgendwelche zusätzlichen Einrichtungen wie ein Koronaentlader oder eine Vor-Beleuchtungsquelle zum Verringern der Oberflächenpotential-Differenz des photoleitfähigen Materials benötigt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand von Fig. 3 beschrieben. Gemäß Fig. 3 weist ein elektrophotographisches Gerät einen Übertragungs-Koronaentlader 8, ein Trenn-Koronaentlader 9, Bildempfangsmaterial 10, ein aus Toner gebildetes sichtbares Bild 13 und eine photoleitfähige Trommel 1 auf. Das auf der photoleitfähigen Trommel 1 erzeugte Tonerbild 13 wird mittels des Übertragungs-Koronaentladers 8 auf das Bildempfangsmaterial 10 übertragen. Während der Bildübertragung wird eine bezüglich der Polarität des Tonerbildes 13 entgegengesetzte Ladung auf die Rückseite des Bildempfangsmaterials 10 aufgebracht, wodurch das Tonerbild 13 elektrostatisch auf das Bildempfangsmaterial übertragen wird. Gleichzeitig wird das Bildempfangsmaterial 10 durch die Anziehungskraft der Ladung auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials und der hierdurch induzierten Ladung in enge Berührung mit der photoleitfähigen Trommel 1 gebracht. Danach wird mittels des Trenn-Koronaentladers 9 die Ladungsmenge an der Rückseite des Bildempfangsmaterials 10 verringert, wodurch sich dieses infolge der Schwerkraft und seiner Eigensteifigkeit von der photoleitfähigen Trommel 1 ablöst.

Das Gerät gemäß Fig. 3 ist ein Versuchsaufbau zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem Übertragungs-Strom und dem Ablösungs-Strom. Dabei sind sowohl der Übertragungs-Koronaentlader 8 als auch der Trenn-Koronaentlader 9 mindestens auf der Innenfläche ihrer Abschirmplatten isolierend ausgeführt, während der zu der photoleitfähigen Trommel 1 fließende Strom jeweils mit Hilfe von Strommeßgeräten 23 a bis 23 d gemessen wird. Als Stromquelle in Fig. 3 wird eine solche verwendet, bei der die Differenz zwischen dem positiven Strom I⁺ und dem negativen Strom I ^- konstant ist, nämlich die vorgenannte Konstantstromdifferenz-Stromquelle. Wenn die Abschirmplatten der Koronaentlader mit Masse verbundene Metallplatten sind, entspricht der Übertragungs- oder Ablösungs-Strom dem Gesamtstrom aus dem Koronaentladungs-Draht abzüglich des zu den Abschirmplatten fließenden Stroms.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, bei der der mit dem Aufbau gemäß Fig. 3 gemessene Übertragungs- und Ablösungs-Strom aufgetragen ist. Hierbei wird für die Übertragung eine Positiv-Gleichstrom-Koronaentladung eingesetzt, während für die Ablösung eine Wechselstrom-Koronaentladung eingesetzt wird. Es ist charakteristisch, daß die Ablösung unter der Bedingung "Übertragungs-Strom= Ablösungs-Strom" solange erfolgt, bis der Übertragungs-Strom einen bestimmten kritischen Wert (Punkt a)) erreicht,, wogegen für einen Übertragungs-Strom, der größer als dieser Wert ist, die Bedingung für die Ablösung "Übertragungs-Strom< Ablösungs-Strom" lautet. Aufgrund der Steifigkeit, des Gewichts usw. des Bildempfangsmaterials 10 hat der Ablösungsbereich eine bestimmte Ausdehnung, die durch die Strichlierung in Fig. 4 dargestellt ist.

Erfindungsgemäß wird die Stärke des Übertragungs-Stroms unterhalb des kritischen Punkts (a) des jeweils verwendeten Bildempfangsmaterials gehalten. Die physikalische Bedeutung des kritischen Punkts (a) wird aus Fig. 5 deutlich. Bei einem Übertragungs-Strom unterhalb des kritischen Punkts wird nämlich die Ladung hauptsächlich an der Rückseite des Bildempfangsmaterials 10 gespeichert (Fig. 5A). Wenn der Übertragungs-Strom hingegen den kritischen Punkt übersteigt, gelangt etwas von der Übertragungs-Koronaentladung durch das Bildempfangsmaterial hindurch zu der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 1, so daß die an der Rückseite des Bildempfangsmaterials verbleibende Ladungsmenge geringer als die Gesamtladungsmenge der Übertragungs-Koronaentladung ist (Fig. 5B). Es ist daher zu erwarten, daß bei einem den kritischen Punkt übersteigenden Übertragungs-Strom ein äquivalenter Ablösungs-Strom die Ladung auf der Rückseite löschen und das Bildempfangsmaterial entgegengesetzt aufladen würde, so daß es sich nicht ablösen kann.

Wenn demnach der Übertragungs-Strom unterhalb des kritischen Punkts gehalten wird, kann verhindert werden, daß sich in Abhängigkeit von der Art des Bildempfangsmaterials der durch dieses hindurchtretende Koronastrom ändert, so daß sich die auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials zurückbleibende Ladungsmenge ändert; infolge dessen ist die Ablösung bei einer großen Anzahl unterschiedlicher Bilderzeugungsmaterialien möglich. Vergleicht man dies mit dem Fall, daß die Bildübertragung mit einem den kritischen Punkt übersteigenden Übertragungs-Strom durchgeführt wird, so wird die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Steuerung offensichtlich. Der durch das Bildempfangsmaterial hindurchtretende Koronastrom (kritische Stromstärke) ändert sich nämlich je nach Art des Bildempfangsmaterials, so daß sich die von der Rückseite des Bildempfangsmaterials zu entfernende Ladungsmenge in Abhängigkeit von der Art des Bildempfangsmaterials ändert; dadurch ist es notwendig, dem jeweiligen Bildempfangsmaterial entsprechende Ablösungs-Bedingungen einzustellen. Dies läßt sich erfindungsgemäß vermeiden, indem der Übertragungs-Koronastrom unterhalb der kleinsten kritischen Stromstärke gewählt wird.

Ferner erhöht sich in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit der spezifische Widerstand des Bildempfangsmaterials, so daß der normalerweise durch das Bildempfangsmaterial hindurchtretende Koronastrom auf dessen Rückseite verbleibt. Auch diese Feuchtigkeitsabhängigkeit hat erfindungsgemäß keine nachteilige Wirkung, da der durch das Bildempfangsmaterial hindurchtretende Koronastrom wegfällt.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung arbeitet der Übertragungs-Koronaentlader unterhalb eines kritischen Werts (Punkt (a)) und es wird für die elektrostatische Ablösung eine der Übertragungs-Koronaentladungsmenge im wesentlichen gleiche Ablösungs-Koronaentladungsmenge auf das Bildempfangsmaterial aufgebracht; in Fig. 4 ist dies durch den gestrichelten Bereich links von dem Punkt (a) dargestellt. Es ist ferner charakteristisch, daß von den Ladungsmengen derjenige Bereich besonders vorteilhaft ist, in dem die Bedingung "Übertragungs-Strom≧Ablösungs-Strom" gilt. Drückt man das in Zahlenwerten aus, so wird der Ablösungs-Strom auf ungefähr 60 bis 100% des Übertragungs-Stroms gebracht. Dies geschieht deshalb, weil dann, wen der Ablösungs-Strom im Vergleich zu dem Übertragungs-Strom zu stark ist, die elektrostatische Haftkraft zu Null wird und sich der Toner von dem Bildempfangsmaterial löst. Dabei zeigt ein Versuch, daß mit einem Übertragungs-Strom von 30 µA und einem Ablösungs-Strom von 25 µA eine gute Übertragung und Ablösung ohne Bildzerstörung und ohne Toner-Rückführung durchgeführt werden kann.

Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Aufzeichnungsgeräts ist es möglich, die elektrostatische Ablösung grundlegend zu verbessern, ohne daß die jeweilige Art des Bildempfangsmaterials oder Änderungen in den Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden müßten.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das photoleitfähige Material als ein Bildträger dargestellt. Es ist natürlich auch möglich, beispielsweise eine Isoliertrommel zu verwenden, bei der ein erstes Ladungsbild auf einem photoleitfähigen Gitter erzeugt wird und durch Ionenmodulation übertragen wird.

Claims

1. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät, bei dem ein auf einem Aufzeichnungsmaterial erzeugtes Ladungsbild entwickelt, das entwickelte Bild auf Bildempfangsmaterial übertragen wird, indem die Rückseite des Bildempfangsmaterials einer Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung ausgesetzt wird, und bei dem das Bildempfangsmaterial anschließend vom Aufzeichnungsmaterial abgelöst wird, indem die Rückseite des Bildempfangsmaterials einer Trenn-Koronaentladungseinrichtung ausgesetzt wird, deren Polarität zu der der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung entgegengesetzt ist, wobei beide Koronaentladungseinrichtungen von jeweils einer Konstantstromquelle gespeist werden und die Stromquelle der Trenn-Koronaentladungseinrichtung einen asymmetrischen Wechselstrom liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (15; 25) der Trenn-Koronaentladungseinrichtung (9) eine Steuereinrichtung (18, 19, 21) aufweist, welche die Differenz zwischen der negativen und der positiven Halbwelle des zugeführten Wechselstroms erfaßt und konstant hält.

2. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung (8) ebenfalls einen asymmetrischen Wechselstrom liefert und eine Steuereinrichtung (18, 19, 21) aufweist, welche die Differenz zwischen der negativen und positiven Halbwelle des zugeführten Wechselstroms erfaßt und konstant hält.

3. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Steuereinrichtung bei Abweichung der erfaßten Differenz von einem vorgegebenen Wert eine einen Überlagerungsgleichstrom erzeugende Gleichstromquelle (21) mittels einer Gegenkopplungsschaltung (18, 19) derart nachsteuert, daß die Differenz zwischen den Halbwellen des zugeführten Wechselstroms auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird.

4. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzbetrag zwischen der negativen und der positiven Halbwelle des der Trenn-Koronaentladungseinrichtung (9) zugeführten Wechselstroms kleiner oder gleich dem Betrag des Entladungsstroms der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung (8) ist.

5. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutwert des der Trenn-Koronaentladungseinrichtung (9) zugeführten Wechselstroms zwischen 60 und 100% des Absolutwerts des der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung (8) zugeführten Wechselstroms beträgt.

6. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutwert des der Trenn-Koronaentladungseinrichtung (9) zugeführten Wechselstroms bis zu einer vorgegebenen Stromstärke (a) gleich dem Absolutwert des der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung (8) zugeführten Wechselstroms und über der vorgegebenen Stromstärke (a) kleiner als dieser ist.

7. Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der dem Koronaentladungs-Draht zugewandte Bereich der Abschirmung der Übertragungs-Koronaentladungseinrichtung (8) und/oder der Trenn-Koronaentladungseinrichtung (9) isolierend ausgebildet ist.