DE3036731C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrofotografische bzw. elektrostatische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer aus der US-PS 34 44 369 bekannten elektrofotografischen Vorrichtung dieser Art dient die Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung dazu, die nach der Entwicklung an dem hellen Bereich des Ladungsbildes haftenden Tonerteilchen nach Möglichkeit umzupolen, um zu vermeiden, daß diese Koronateilchen übertragen werden und an dem Bildempfangsmaterial zu einer Schleierbildung führen. Zu diesem Zweck werden dem Aufzeichnungsträger Ladungen mit gleicher Polarität wie das Ladungsbild zugeführt. An dem höher geladenen dunklen Bereich des Ladungsbildes steht der Ladungszuführung ein höheres Oberflächenpotential entgegen als an dem hellen Bereich des Ladungsbilds, so daß die dem Aufzeichnungsträger zugeführte Ladungsmenge im dunklen Bereich geringer als im hellen Bereich ist. Infolgedessen können die Tonerteilchen im hellen Bereich leicht umgepolt werden, so daß sie bei der Übertragung des Tonerbildes unter Aufbringen von Ladung der zur ursprünglichen Polarität der Tonerteilchen entgegengesetzten Polarität auf die Rückseite des Bildempfangmaterials nicht übertragen werden und dadurch ein schleierfreies Kopiebild erzielt wird.

Bei dieser bekannten Vorrichtung können jedoch leicht Ungleichmäßigkeiten bei der Übertragung des Tonerbildes des dunklen Bereichs auftreten, während andererseits das Unterdrücken der Tonerübertragung am hellen Bereich vermindert sein kann. Die Gründe hierfür werden nachstehend anhand Fig. 1 erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Aufzeichnungsträger 1 aus fotoleitfähigem Selenmaterial, der an einem dunklen Bereich D zunächst ein Oberflächenpotential von +800 V hat. Durch an dem dunklen Bereich D haftenden negativ geladenen bzw. negativen Toner 2 wird das Oberflächenpotential auf +700 V herabgesetzt. An einem hellen Bereich L beträgt das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers +200 V. An diesem Bereich haftet der negative Toner 2 sowie ungeladener Toner 3. An dem hellen Bereich wird durch den anhaftenden Toner das Potential kaum geändert. An dem Aufzeichnungsträger ist ein Koronaentlader mit einer Entladungselektrode 4 angebracht, wobei der Abstand zwischen dem Aufzeichnungsträger 1 und der Entladungselektrode 4 13 mm beträgt.

Wenn an die Entladungselektrode eine Spannung von +6 kV angelegt wird, ergeben sich aus den Potentialen E₀ der Koronaelektrode, E _P des Aufzeichnungsträgers und E _T des Toners sowie aus dem Abstand die elektrischen Feldstärken E _D = 408 V/mm für den dunklen Bereich bzw. E _L = 446 V/mm für den hellen Bereich. Die von der Entladungselektrode abgegebenen Ionen werden durch die elektrischen Felder bewegt und laden den haftenden Toner. Es ist ersichtlich, daß die Feldstärken im hellen Bereich und im dunklen Bereich einander im wesentlichen gleich sind, so daß es sehr schwierig ist, allein die Polarität des am hellen Bereich haftenden Toners zu ändern, ohne die Polarität des am dunklen Bereich haftenden Toners zu ändern. Daher wird ein Teil des am dunklen Bereich haftenden Toners umgepolt und infolgedessen nicht auf das Bildempfangsmaterial übertragen, was ein ungleichmäßiges Bild ergibt.

Wenn dagegen an die Entladungselektrode +4 kV angelegt werden, ergeben sich die Feldstärken E _D = 254 V/mm für den dunklen Bereich und E _L = 292 V/mm für den hellen Bereich. Die Feldstärke in der Richtung zum dunklen Bereich liegt unter der eine Koronaentladung auslösenden Feldstärke, so daß der auf den dunklen Bereich gerichtete Ionenstrom gering ist und der dort haftende Toner nicht umgepolt wird. Dem am hellen Bereich haftenden Toner wird positive Ladung zugeführt, um damit die Schleierbildung zu verhindern. Da jedoch die Feldstärke E _L für den hellen Bereich niedrig ist, ist die Geschwindigkeit der Ladung bei der Bewegung von der Entladungselektrode zu dem Aufzeichnungsträger gering, so daß eine zu lange Zeit erforderlich ist, eine zum Verhindern der Schleierbildung ausreichende positive Ladung aufzubringen. Da ferner an die Entladungselektrode eine nahe der Entladungsauslösespannung liegende Spannung angelegt wird, wird bei Änderungen der Temperatur und der Feuchtigkeit die Koronaentladung stark herabgesetzt, so daß die Schleierbildung nicht ausreichend unterdrückt werden kann.

Bei einer aus der DE-OS 15 97 889 bekannten Einrichtung zur Ablösung einer Kopie von einem xerografischen Bildträger wird eine Vorübertragungs-Koronaentladungseinrichtung dazu verwendet, Spannungsunterschiede zwischen hellen und dunklen Bereichen des Ladungsbilds zu verringern, um das Ablösen des Bildempfangsmaterials von dem Aufzeichnungsträger zu erleichtern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß auch bei Änderungen der Temperatur, der Feuchtigkeit und weiterer Parameter stets eine gleichmäßige Tonerbildübertragung gewährleistet ist, bei der das Übertragen von eine Schleierbildung hervorrufenden Tonerteilchen zuverlässig verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Durch das dermaßen potentialbeaufschlagte Gitter treten im dunklen Bereich keine Ionen hindurch, die den dort haftenden Toner entladen oder umpolen könnten. Andererseits treten im hellen Bereich nur diejenigen Ionen hindurch, die das Entladen oder Umpolen bewirken. Somit werden jegliche Ungleichmäßigkeiten bei der Tonerübertragung im dunklen Bereich vermieden, während zugleich eine derart starke Koronaentladung gewählt werden kann, daß unabhängig von der Temperatur, der Feuchtigkeit usw. in kürzester Zeit der am hellen Bereich haftende Toner entladen bzw. umgepolt und daher nicht übertragen wird, so daß die Schleierbildung sicher vermieden ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

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

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der Gründe für die Mängel bei einer bekannten elektrofotografischen Vorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektrofotografischen Kopiergeräts, bei welchem die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 3 den Aufbau eines Vorübertragungs-Koronaentladers gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 bis 7 die Wirkungsweise des Vorübertragungs- Koronaentladers;

Fig. 8 bis 10 den Aufbau von Vorübertragungs- Koronaentladern gemäß weiteren Ausführungsbeispielen;

Fig. 11 bis 13 den Aufbau von Vorübertragungs- Koronaentladern mit veränderbaren Gitter- Potentialquellen;

Fig. 14 bis 17 die Wirkungsweise der Vorübertragungs- Koronaentlader;

Fig. 18 und 19 Bildkennlinien bei dem Löschen nur eines Bildbereichs mit einem Schwärzungsgrad, der niedriger als ein gewünschter Schwärzungsgrad ist;

Fig. 20 und 21 Bildkennlinien bei dem Reproduzieren nur eines Bildbereichs mit einem Schwärzungsgrad, der niedriger als ein gewünschter Schwärzungsgrad ist;

Fig. 22 eine Kurve, in welcher die Änderung des Oberflächenpotentials eines Aufzeichnungsträgers über der Häufigkeit der Benutzung desselben aufgetragen ist;

Fig. 23 eine Kurve, in welcher die Änderung des Kopieschwärzungsgrads über der Benutzungshäufigkeit von Entwicklern aufgetragen ist;

Fig. 24 eine schematische Darstellung einer elektrofotografischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 25 eine Kurve, in welcher die Änderung des Oberflächenpotentials eines Aufzeichnungsträgers dargestellt ist;

Fig. 26 eine schematische Ansicht einer elektrofotografischen Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 27 die Änderung von Potentialen bei Änderungen der Umgebungsbedingungen;

Fig. 28 den Zusammenhang zwischen einer Belichtungseinstellung und dem Gitterpotential; und

Fig. 29 eine schematische Ansicht einer elektrofotografischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In Fig. 2 ist schematisch ein elektrofotografisches Kopiergerät dargestellt, bei dem die Vorrichtung anwendbar ist und bei dem das sogenannte Carlson-Verfahren angewendet wird. Die Fig. 2 zeigt eine fotoleitfähige Trommel 11, einen Koronalader 12 zum gleichförmigen Laden der Trommel, ein optisches System 13, mit dem das reflektierte Licht von einer Vorlage 15, die auf einer Glasplatte 14 aufgelegt und mittels einer Beleuchtungslampe 16 beleuchtet ist, auf der Trommel abgebildet wird, eine Entwicklungsvorrichtung 17, einen Übertragungslader 18 zum Übertragen eines Tonerbildes auf Bildempfangsmaterial 19 und eine Reinigungsvorrichtung 20.

In dieser elektrofotografischen Vorrichtung wird die Trommel, die ein Al-Zylinder mit aufgedampftem, amorphem Selen, wie Se oder SeTe ist, gleichförmig positiv geladen und dann mit dem Hell-Dunkel-Muster des Vorlagenbildes belichtet, um dadurch ein entsprechendes Ladungsbild auszubilden. Im allgemeinen wird an der Trommel ein Oberflächenpotential VL = +200 V in einem dem hellen Teil des Bildes entsprechenden Bereich und ein Oberflächenpotential VD = +800 V in einem dem dunklen Teil entsprechenden Bereich erhalten. Anschließend wird das Ladungsbild mittels eines Entwicklers aus Toner, der thermoplastisches Harzpulver negativer Ladung mit einem Partikeldurchmesser von 3 bis 15 µ aufweist, und einem magnetischen Träger entwickelt. Nach der Entwicklung bleibt das Oberflächenpotential in dem hellen Bereich beinahe unverändert auf VL = +200 V, während das Oberflächenpotential in dem dunklen Bereich unter dem Einfluß der negativen Ladung des Toners auf VD = +700 V abnimmt. Der Toner, der elektrostatisch an das Ladungsbild auf der Trommel angezogen ist, wird auf das Bildempfangsmaterial übertragen, indem Übertragungskoronaladung mit zu dem Toner entgegengesetzter Polarität an der Rückseite des Materials aufgebracht wird.

In Fig. 3 ist ein Vorübertragungs-Koronaentlader 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dieser Vorübertragungs-Koronaentlader wird der als Aufzeichnungsträger dienenden Trommel in einem in Fig. 2 mit A bezeichneten Bereich zwischen der Entwicklungs- und der Übertragungsstation gegenübergesetzt. Auf der Oberfläche von fotoleitfähigem Material 1 wird ein Ladungsbild mit einem Oberflächenpotential des dunklen Bereichs von VD = +800 V und einem Oberflächenpotential des hellen Bereichs von VL = +200 V ausgebildet. Nach der Entwicklung werden die Potentiale zu +700 V bzw. +200 V. Im Koronaentlader 5 wird an eine Entladungselektrode 4 eine hohe Wechselspannung von etwa 6 kV aus einer Spannungsquelle 8 angelegt. In der Entladeröffnung an dem fotoleitfähigen Material sind Wolframdrähte mit einem Durchmesser von 60 µ bis 100 µ als Gitter 6 in Abständen von 0,5 bis 2 mm und in einem Abstand von etwa 1 mm zur Oberfläche des fotoleitfähigen Materials angebracht und mit einer Potential- bzw. Vorspannungsquelle 7 verbunden.

Als Vorspannung VB wird eine Spannung zwischen dem Potential VL des hellen Bereichs und dem Potential VD des dunklen Bereichs nach der Entwicklung gewählt. Hierdurch wird für Koronaionen ein unterstützendes und ein entgegenwirkendes elektrisches Feld zwischen der Oberfläche des fotoleitfähigen Materials und dem Gitter ausgebildet. Dadurch wird der Toner im dunklen Bereich stärker negativ geladen, um die Übertragung zu verbessern, während nur der an dem hellen Bereich haftende Toner umgepolt wird, um eine Schleierbildung zu verhindern. Es wird eine die Koronaauslösespannung übersteigende Spannung an die Entladungselektrode angelegt, um zu verhindern, daß durch Ändern der Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit usw. die Unterdrückung der Schleierbildung gemindert wird.

In Fig. 4 sind die Bedingungen an einem hellen Bereich L während positiver Koronaentladung dargestellt. An das Gitter wird eine Vorspannung VB von etwa +400 V angelegt. Die an der Entladungselektrode 4 erzeugten positiven Ionen gelangen in die Umgebung des Gitters 6, wonach sie dann durch das unterstützende Feld E = VB-VL = 200 V/mm die Oberfläche des fotoleitfähigen Materials 1 erreichen und Toner 2 und 3 an dem hellen Bereich positiv laden. Dieses Laden dauert an, bis das Oberflächenpotential zu +400 V wird, wobei der Toner ausreichend auf positives Potential umgepolt ist.

In Fig. 5 sind die Bedingungen an dem hellen Bereich L während negativer Koronaentladung dargestellt. Die negativen Ionen gelangen in die Umgebung des Gitters 6, können aber infolge des entgegenwirkenden elektrischen Feldes von 200 V/mm zwischen dem Gitter 6 und dem fotoleitfähigen Material 1 dieses nicht erreichen und werden durch das Gitter eingefangen. Auf diese Weise wird der an dem hellen Bereich haftende Toner nicht weiter negativ geladen.

In Fig. 6 sind die Bedingungen an einem dunklen Bereich D während negativer Koronaentladung dargestellt. An das Gitter ist eine Vorspannung von etwa +400 V angelegt. Die negativen Ionen gelangen in die Umgebung des Gitters 6, wonach sie dann durch das unterstützende Feld E = VD-VB = 300 V/mm die Oberfläche des fotoleitfähigen Materials 1 erreichen, wodurch der Toner in dem dunklen Bereich stärker negativ geladen wird. Folglich wird der Toner in dem dunklen Bereich ausreichend negativ geladen, um den Bildübertragungs-Wirkungsgrad zu verbessern.

In Fig. 7 sind die Bedingungen in dem dunklen Bereich D während positiver Koronaentladung dargestellt. Die positiven Ionen gelangen in die Umgebung des Gitters 6, können aber infolge des entgegenwirkenden Feldes von 300 V/mm die Oberfläche des fotoleitfähigen Materials 1 nicht erreichen und werden von dem Gitter eingefangen. Folglich wird der an dem dunklen Bereich haftende Toner niemals positiv geladen.

Bei diesen Vorgängen wird der Toner an dem dunklen Bereich stärker negativ geladen, während gleichzeitig der Toner an dem hellen Bereich auf entgegengesetzte Polarität geladen wird. Dadurch wird ein Kopiebild mit hohem Schwärzungsgrad erhalten, welches schleierfrei ist und keine Übertragungsungleichmäßigkeiten aufweist.

In Fig. 8 ist schematisch eine Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Diese Einrichtung ist mit einem Entladungsteil, an dem hohe Spannung derselben Polarität wie der Toner angelegt wird, einem Entladungsteil, an dem hohe Spannung der zu der Tonerpolarität entgegengesetzten Polarität angelegt wird, und einem Gitter versehen, das in der Öffnung der beiden Entladungsteile nahe dem fotoleitfähigen Material angeordnet ist und an das eine Vorspannung zwischen dem Potential VD des dunklen Bereichs und dem Potential VL des hellen Bereichs angelegt wird.

Nach Fig. 8 wird wie gemäß Fig. 3 auf der Oberfläche des fotoleitfähigen Materials 1 ein Ladungsbild mit den Potentialen VD = +800 V und VL = +200 V ausgebildet. Die Potentiale nach der Entwicklung sind +700 V bzw. +200 V. Der Vorübertragungs-Koronaentlader 5 in dem Bereich zwischen der Entwicklungs- und der Übertragungsstation ist in einen Positiv- Entladungsteil 5 a und einen Negativ- Entladungsteil 5 b aufgeteilt, an deren Entladungselektroden 4 a bzw. 4 b Spannungen von +6 kV bzw. -6 kV aus Hochspannungsquellen 8 a bzw. 8 b angelegt werden. Das fotoleitfähige Material 1 wird in der Pfeilrichtung bewegt.

In den Öffnungen der Entladungsteile sind Wolframdrähte mit einem Durchmesser von 60 µ bis 100 µ als Gitter 6 in Abständen von 0,5 bis 2 mm und in einem Abstand von etwa 1 mm zur Oberfläche des fotoleitfähigen Materials angeordnet und mit einer Vorspannungsquelle 7 verbunden. Als Vorspannung wird eine Spannung zwischen dem Potential des hellen Bereichs und dem Potential des dunklen Bereichs am fotoleitfähigen Material nach dem Entwickeln gewählt. Die Bedingungen bei der positiven Koronaentladung durch den Positiv-Entladungsteil 5 a sind in Fig. 4 und 7 dargestellt, während die Bedingungen bei der negativen Koronaentladung durch den Negativ-Entladungsteil 5 b in Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wie bei dem Anlegen von Wechselspannung nach Fig. 3 der Toner in dem dunklen Bereich stärker negativ geladen, während der Toner in dem hellen Bereich umgepolt wird.

In Fig. 9 ist ein Vorübertragungs-Koronaentlader gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei gleiche Teile wie in Fig. 3 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Eine Hochspannung von etwa 6 kV mit der zu dem Toner entgegengesetzten Polarität wird aus der Spannungsquelle 8 an die Entladungselektrode 4 angelegt. Die anderen Bedingungen sind dieselben wie gemäß Fig. 3. Als Vorspannung wird an das Gitter 6 eine Spannung zwischen dem Potential des hellen Bereichs und dem des dunklen Bereichs angelegt. Damit werden das unterstützende bzw. das entgegenwirkende Feld zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Gitter ausgebildet, wodurch nur der an dem hellen Bereich haftende Toner umgepolt wird, um dadurch die Schleierbildung zu verhindern. An die Entladungselektrode wird eine die Koronaauslösespannung übersteigende Spannung angelegt, wodurch auch bei Änderungen der Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit usw. die Schleierbildung wirksam verhindert wird. Die Bedingungen an dem hellen Bereich bei diesem Ausführungsbeispiel sind in Fig. 4 dargestellt. Hierbei wird der Tonerschleier in ausreichender Weise auf positive Polarität geladen. Die Bedingungen an dem dunklen Bereich sind in Fig. 7 dargestellt. In diesem Fall wird der an dem dunklen Bildteil haftende Toner nicht positiv geladen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nur die Polarität des Toners in dem hellen Bereich in die entgegengesetzte Polarität geändert, ohne daß die Polarität des Toners in dem dunklen Bildteil beeinflußt wird; folglich wird ein Kopiebild erzielt, das schleierfrei ist und keine Übertragungsunregelmäßigkeiten aufweist.

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Toner in dem dunklen Bereich stärker geladen, um dadurch den Bildübertragungswirkungsgrad zu verbessern, und ein entgegenwirkendes Feld zwischen dem hellen Bereich und dem Gitter ausgebildet, um dadurch zu verhindern, daß der Tonerschleier geladen wird. In Fig. 10 ist ein Vorübertragungs-Koronaentlader gemäß diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei gleiche Teile wie in Fig. 3 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Aus der Spannungsquelle 8 wird an die Entladungselektrode 4 Hochspannung von etwa -6 kV mit derselben Polarität wie der Toner angelegt, während die anderen Bedingungen denen nach Fig. 3 entsprechen.

Als Vorspannung am Gitter 6 wird eine Spannung zwischen dem Potential VL des hellen Bereichs und dem Potential VD des dunklen Bereichs des Aufzeichnungsträgers nach dem Entwickeln gewählt. Es werden ein unterstützendes und ein entgegenwirkendes Feld für die Koronaionen zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers und dem Gitter ausgebildet. Dadurch wird der Toner an dem dunklen Bereich stärker negativ geladen, um den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern. Wenn nach dem Entwickeln das Potential des hellen Bereichs VL = +200 V und das Potential des dunklen Bereichs VD = +700 V ist, wird beispielsweise eine Spannung +400 V an das Gitter angelegt. Dadurch wird ein unterstützendes Feld von 300 V/mm zwischen dem dunklen Bereich und dem Gitter und ein entgegenwirkendes Feld von 200 V/mm zwischen dem hellen Bereich und dem Gitter ausgebildet.

Die Bedingungen an dem hellen Bereich bei diesem Ausführungsbeispiel sind in Fig. 5 dargestellt. Hierbei wird der Toner 2 und 3, der an dem hellen Bereich haftet, nicht negativ geladen. Die Bedingungen an dem dunklen Bereich sind in Fig. 6 dargestellt. Hierbei wird der Toner an dem dunklen Bereich stärker negativ geladen, um den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern, so daß ein Kopierbild erhalten wird, das frei von Übertragungsfehlern ist. Ferner wird die Bildübertragung durch die Umgebungsbedingungen nicht beeinflußt.

Wenn auf weißes Papier geschriebene oder gedruckte Schriftzeichen kopiert werden, ergeben sich im allgemeinen keine Schwierigkeiten; wenn jedoch Zeichen auf farbigem Papier kopiert werden, erscheint der ganze Untergrund der Zeichen auf der Kopie manchmal verschleiert, so daß die Zeichen unlesbar werden. In diesem Fall ist es in der Praxis üblich, die Belichtung des fotoleitfähigen Materials mittels einer Belichtungseinstelleinrichtung zu verstärken und die Ladung für den Bildbereich mit dem niedrigen Schwärzungsgrad, wie beispielsweise für den Untergrund zu entfernen. Wenn jedoch die Belichtung verstärkt wird, wird auch der Schwärzungsgrad des Zeichenteils entsprechend herabgesetzt, so daß ein Kopiebild mit nur geringem Kontrast erhalten wird.

Gemäß einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Bildbereich mit einem Schwärzungsgrad unterhalb eines gewünschten Schwärzungsgrads gelöscht, wodurch dann die vorstehend beschriebenen Nachteile überwunden sind. In Fig. 11 bis 13 sind Vorübertragungs-Koronaentlader gemäß diesem Ausführungsbeispiel dargestellt. Nach Fig. 11 ist die Entladungselektrode 4 mit einer Spannungsquelle 8 für etwa +6 kV verbunden, die die zu dem Toner entgegengesetzte Polarität hat. Bei der Einrichtung nach Fig. 12 wird eine hohe Wechselspannung von etwa 6 kV aus einer Spannungsquelle 8 an die Entladungselektrode 4 angelegt. In Fig. 13 ist ein Vorübertragungs-Koronaentlader 5 mit einem Entladungsteil 5 a, an den aus einer Spannungsquelle 8 a Hochspannung mit der zu dem Toner entgegengesetzten Polarität angelegt ist, und einem Entladungsteil 5 b dargestellt, an den Hochspannung derselben Polarität wie der Toner aus einer Spannungsquelle 8 b angelegt ist. An beiden Entladungsteilen ist das Gitter 6 mit einer Vorspannungsquelle 7 a für eine Vorspannung verbunden, welche von positiv auf negativ einschließlich des Nullpotentials veränderbar ist. Die anderen Bedingungen entsprechen denen nach Fig. 3, 8 bzw. 9.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Vorübertragungs-Koronaentlader dazu verwendet, für die Koronaionen ein unterstützendes und ein entgegenwirkendes Feld zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers und dem Gitter auszubilden und einen Teil des Toners an dem Aufzeichnungsträger auf die entgegengesetzte Polarität umzupolen, um dadurch selektiv einen Teil des Bildes wiederzugeben.

Es wird nun die Wirkungsweise des Gitters des Vorübertragungs-Koronaentladers nach Fig. 12, an den eine Wechselspannung angelegt wird, bei der Carlson-Elektrofotografie beschrieben. Auf dem fotoleitfähigen Material wird ein Ladungsbild mit einem Oberflächenpotential VD = +800 V im dunklen Bereich und einem Oberflächenpotential VL (V) im hellen Bereich ausgebildet. Die Oberflächenpotentiale nach der Entwicklung sind +700 V bzw. VL (V). An das Gitter wird eine Spannung VB zwischen den Oberflächenpotentialen des hellen Bereichs L und des dunklen Bereichs D an dem fotoleitfähigen Material nach dem Entwickeln angelegt. Hierbei wird die Spannung VB auf ein Potential eingestellt, das im wesentlichen gleich oder größer als das Potential eines Untergrund-Teils DL mit einem mittleren Schwärzungsgrad ist.

In Fig. 14 sind die Bedingungen bei positiver Koronaentladung an dem Teil DL mit dem mittleren Schwärzungsgrad dargestellt, der ein Potential VDL hat, das niedriger als die Spannung VB ist. Mit 2 ist negativ geladener Toner bezeichnet. Die Spannung VB (V) wird an das Gitter 6 angelegt. Die an der Entladungselektrode 4 erzeugten positiven Ionen erreichen die Umgebung des Gitters 6, wonach sie die Oberfläche des fotoleitfähigen Materials 1 mittels eines unterstützenden elektrischen Feldes E₁ = VB-VDL (V/mm) zwischen dem Gitter 6 und dem fotoleitfähigen Material 1 erreichen, wodurch die Polarität des Toners 2 auf positive Polarität geändert wird. Dieses Laden dauert an, bis das Oberflächenpotential am fotoleitfähigen Material zu VB (V) wird, wobei der Toner ausreichend positiv geladen ist.

In Fig. 15 sind die Bedingungen bei negativer Koronaentladung an dem Teil DL mit dem mittleren Schwärzungsgrad dargestellt. Die negativen Ionen gelangen in die Umgebung des Gitters 6, können aber infolge des entgegenwirkenden elektrischen Feldes E₁ zwischen dem Gitter 6 und dem fotoleitfähigen Material 1 dieses nicht erreichen, so daß sie von dem Gitter 6 eingefangen werden. Folglich wird der an dem Teil DL haftende Toner nicht weiter negativ geladen.

In Fig. 16 sind die Bedingungen bei negativer Koronaentladung an einem dunklen Bereich D _H dargestellt, der ein Potential hat, das höher als die Spannung VB an dem Gitter 6 ist. Die negativen Ionen gelangen in die Nähe des Gitters 6, wonach sie die Oberfläche des fotoleitfähigen Materials mittels des unterstützenden elektrischen Feldes E₂ = 700-VB (V/mm) zwischen dem Gitter und dem fotoleitfähigen Material erreichen, wodurch der Toner an diesem Bereich stärker negativ geladen wird.

In Fig. 17 sind die Bedingungen bei positiver Koronaentladung an dem dunklen Bereich D _H dargestellt. Die positiven Ionen gelangen in die Nähe des Gitters 6, können aber das fotoleitfähige Material aufgrund des entgegenwirkenden elektrischen Feldes E₂ zwischen dem Gitter 6 und dem fotoleitfähigen Material 1 nicht erreichen, so daß sie von dem Gitter eingefangen werden. Folglich wird der an diesem Bereich haftende Toner niemals positiv geladen. Somit wird nur der Toner mit dem Oberflächenpotential unter der Gitter-Spannung VB in entgegengesetzter Polarität geladen.

Das positiv und negativ auf dem fotoleitfähigen Material ausgebildete Tonermuster wird dann in die Übertragungsstation befördert, wo es durch Bildempfangsmaterial hindurch einer Übertragungskoronaentladung von etwa +6 kV mit der Polarität des Ladungsbildes ausgesetzt wird. Hierbei wird nur der Toner mit negativer Ladung, die größer als VB ist, auf das Bildempfangsmaterial übertragen.

In Fig. 18 und 19 sind die Schwärzungskurven von wiedergegebenen Bildern dargestellt. Hierbei ist auf der Abszisse der Vorlagenschwärzungsgrad D₀ und auf der Ordinate der Kopieschwärzungsgrad D _C aufgetragen. Mit D _min ist der Kopierpapierschwärzungsgrad bezeichnet. Die ausgezogene Schwärzungskurve in Fig. 18 zeigt, daß der Kopieschwärzungsgrad für Vorlagenschwärzungsgrade unterhalb von D _{OB 1} zu D _min wird. Dies zeigt, daß der Toner, der an dem Bereich des fotoleitfähigen Materials haftet, der ein Oberflächenpotential unterhalb der Gitter-Spannung VB hat, auf positive Polarität umgeladen worden ist, so daß keine Übertragung mit der positiven Koronaentladung stattfindet.

In ähnlicher Weise zeigt die ausgezogene Schwärzungskurve in Fig. 19, daß bei einer Änderung der Spannung am Gitter von VB auf VB′ der Toner in dem Bereich einen Vorlagenschwärzungsgrad D _{OB 2} oder weniger nicht übertragen wird, sondern auf dem fotoleitfähigen Material verbleibt.

In den Fig. 14 bis 17 ist ein Beispiel mit dem Vorübertragungs-Koronaentlader dargestellt, an den die hohe Wechselspannung angelegt ist. Wenn jedoch nach Fig. 13 positive und negative Koronaentladungen gesondert erzeugt werden, wird dieselbe Wirkung wie mit der Wechselspannung erzielt. Eine ähnliche Wirkung wird ferner dadurch erzielt, daß nach Fig. 11 eine Hochspannung mit der zu dem Toner entgegengesetzten Polarität angelegt wird, so daß der Toner an dem Bereich, dessen Potential niedriger ist als die Spannung VB am Gitter (siehe Fig. 14 und 17), auf die entgegengesetzte Polarität umgeladen wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird gemäß der vorstehenden Beschreibung nur der Bildbereich gelöscht, dessen Schwärzungsgrad niedriger ist als irgendein gewünschter mittlerer Schwärzungsgrad. Insbesondere wenn der Untergrund der Vorlage dunkel ist und dies einen Schleier zur Folge hätte, kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel sehr wirksam ein derartiger Schleier beseitigt werden. Infolgedessen kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter jeglichen Bedingungen eine sehr charakteristische Bildverarbeitung vorgenommen werden, ohne daß der maximale Bildschwärzungsgrad geändert wird.

Ferner kann nur der Bildbereich, dessen Schwärzungsgrad geringer ist als ein gewünschter Schwärzungsgrad, mit Hilfe der Vorübertragungs-Koronaentlader nach Fig. 11 bis 13 ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wiedergegeben werden. Dazu wird der Toner an dem Teil DL mit einem mittleren Schwärzungsgrad, dessen Potential niedriger als die Spannung VB ist, mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 11 bis 13 in die entgegengesetzte Polarität umgepolt. Danach werden die positiv und negativ auf dem fotoleitfähigen Material ausgebildeten Tonermuster in die Übertragungsstation befördert, wo eine Übertragungskoronaentladung von etwa 6,5 kV mit der zum Ladungsbild entgegengesetzten Polarität, d. h. mit negativer Polarität auf die Rückseite des Bildempfangsmaterials aufgebracht wird. Dadurch wird nur der Toner positiver Ladung, die kleiner als VB ist, auf das Bildempfangsmaterial übertragen.

In Fig. 20 und 21 sind Schwärzungskurven dermaßen wiedergegebener Bilder dargestellt. Hierbei sind auf der Abszisse der Vorlagenschwärzungsgrad D₀ und auf der Ordinate der Kopieschwärzungsgrad D _C aufgetragen. Mit D _min ist der Kopierpapier-Schwärzungsgrad bezeichnet. Die ausgezogene Kurve in Fig. 20 zeigt, daß der Kopieschwärzungsgrad im Bildbereich, dessen Schwärzungsgrad höher als der Vorlagenschwärzungsgrad D _{OB 1} ist, zu D _min wird. Dies zeigt, daß nur der Toner, der an dem Bereich haftet, dessen Potential niedriger als das Gitter-Potential VB ist, auf positive Polarität umgeladen worden ist und nur dieser positive Toner durch die Koronaentladung negativer Polarität übertragen wird, während der negative Toner, der an dem Bereich haftet, dessen Potential größer als VB ist, nicht übertragen wird.

Dementsprechend zeigt die ausgezogene Kurve in Fig. 21, daß bei der Änderung der Spannung am Gitter von VB auf VB′ der Toner an dem Bildbereich, dessen Schwärzungsgrad größer als der Vorlagenschwärzungsgrad D _OB2 ist, nicht übertragen wird, sondern auf dem fotoleitfähigen Material verbleibt.

Somit wird auf die vorstehend beschriebene Weise nur der Bildbereich wiedergegeben, dessen Schwärzungsgrad niedriger als ein gewünschter mittlerer Schwärzungsgrad ist. Folglich kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine sehr charakteristische Bildverarbeitung durchgeführt werden.

Im allgemeinen haben fotoleitfähiges Material und Entwickler, die in einer elektrofotografischen Vorrichtung verwendet werden, jeweils Kennwerte, die sich durch wiederholtes Laden, Belichten und Entwickeln ändern. Beispielsweise nimmt auf einem fotoleitfähigen Material aus Se, ZnO₂ u. ä. das Restpotential nach vielmalig wiederholtem Laden und Belichten zu, so daß selbst bei einer ausreichenden Belichtung das Potential des hellen Bereichs auf dem photoempfindlichen Material nicht vollständig abfällt, wie es in Fig. 22 dargestellt ist. Deshalb entsteht eine verschmutzte Kopie mit einem Untergrundschleier aufgrund der größeren Tonermenge, die an dem hellen Bereich haftet.

Ferner weist nach dem vielmals wiederholten Entwickeln ein Zweikomponentenentwickler aus einem magnetischen Träger und Toner einen höheren elektrischen Widerstandswert und schwächere Elektrodenwirkung auf, was dann leicht eine Schleierbildung zur Folge hat. Ferner wird der Anteil an feinpulverförmigem Toner und an nicht geladenem Toner in dem Entwickler größer, so daß nach wiederholtem Benutzen des Toners die sich ergebenden Kopien durch zu viel an dem Untergrund- Bereich haftenden Toner verschmutzt werden (Fig. 22). Wenn beispielsweise frischer Toner benutzt wird, ist der Bildschwärzungsgrad etwa 1,4, und es ergibt sich ein leichter Schleier auf dem weißen Untergrund. Wenn jedoch dieser Entwickler nach 30 000 bis 50 000 Kopien benutzt wird, geht der Bildschwärzungsgrad auf 1,0 zurück, und die sich ergebenden Kopiebilder zeigen auf dem weißen Untergrund einen beachtlichen Schleier. Dies ist auf die Verschlechterung des Entwicklers zurückzuführen.

Im allgemeinen wird der mittlere Partikeldurchmesser des Toners in dem über lange Zeit verwendeten Entwickler kleiner als er anfangs war. Der Grund hierfür liegt darin, daß Tonerteilchen mit 7 bis 15 µm Durchmesser leichter haften, so daß bei langer Benutzung des Entwicklers in diesem der Anteil an Tonerteilchen mit 3 bis 5 µm Durchmesser größer wird. Der Entwickler, in dem der Partikeldurchmesser kleiner geworden ist, hat einen höheren elektrischen Widerstand und zeigt geringere Elektrodenwirkung, so daß weniger Toner an dem dunklen Bereich der fotoleitfähigen Trommel haftet. Ferner wird der lange Zeit benutzte Entwickler im Hinblick auf den Übertragungswirkungsgrad schlechter. Ein Grund hierfür liegt darin, daß bei einem Zweikomponentenentwickler Feinpulvertoner die Oberfläche des Trägers bedeckt, wodurch der Kontakt zwischen anderem Toner und Träger schlecht wird und die Reibungsladung des Toners ungleichmäßig wird, was dann wiederum zu Übertragungsungleichmäßigkeiten führt.

Ferner ist bei lange Zeit benutztem Toner der Tonerübertragungswirkungsgrad herabgesetzt. Wenn frischer Toner benutzt wird, werden 80 bis 90% des Toners von der fotoleitfähigen Trommel auf das Bildempfangsmaterial übertragen, während der Übertragungswirkungsgrad des lange Zeit benutzten Toners auf die Größenordnung von 60 bis 70% verringert ist. Dies ist der Ungleichmäßigkeit der Tonerladung und der Tatsache zuzuschreiben, daß der Toner feiner und die Kraft zwischen der Trommel und Tonermolekülen größer wird.

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Spannung am Gitter des Vorübertragungs-Koronaentladers allmählich entsprechend der Häufigkeit der Benutzung des fotoleitfähigen Materials oder des Entwicklers angehoben, wodurch eine größere Menge von Toner, die an dem hellen Bereich des Aufzeichnungsträgers infolge des höheren Restpotentials auf dem fotoleitfähigen Material oder infolge des elektrischen Widerstands des Entwicklers haftet, auf die entgegengesetzte Polarität umgeladen wird, so daß die Übertragung dieses Toners auf das Bildempfangsmaterial verhindert wird.

Der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Vorübertragungs- Koronaentlader ist in Fig. 11, 12 oder 13 dargestellt, während die grundsätzliche Arbeitsweise dieser Vorübertragungs- Koronaentlader in Fig. 4 bis 7 dargestellt ist. Die Fig. 24 zeigt schematisch eine elektrofotografische Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wobei Teile, die in ihrer Wirkungsweise denen in Fig. 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In Fig. 24 sind ferner das Licht 9 bei der bildgemäßen Belichtung und eine Welle 10 der Trommel dargestellt. In dieser Vorrichtung wird die Anzahl Umdrehungen der Trommel bzw. eines Zylinders durch einen die Häufigkeit der Benutzung des fotoleitfähigen Materials zählenden Zählers 21 bzw. einen die Häufigkeit der Benutzung des Entwicklers zählenden Zähler 22 gezählt. Der Ausgangswert einer Spannungsquelle 23 wird gemäß der Anzahl der durch beide oder einen dieser Zähler gezählten Umdrehungen allmählich geändert, wodurch das Potential des Gitters 6 des Vorübertragungs-Koronaentladers 5 geändert wird. Wenn die Häufigkeit der Benutzung des fotoleitfähigen Materials oder des Entwicklers zunimmt, wodurch das Potential des hellen Bereichs und der Schleierschwärzungsgrad größer werden, wird auch das Potential am Gitter entsprechend der Zunahme so erhöht, daß immer zwischen dem Gitter und dem hellen Bereich ein die Koronaentladung der der Tonerladung entgegengesetzten Polarität unterstützendes Feld wirkt, wodurch der Tonerschleier umgepolt und nicht auf das Bildempfangsmaterial übertragen wird. Folglich werden schleierfreie Kopiebilder erhalten, während der maximale Schwärzungsgrad des Kopiebildes nicht geändert wird.

Es ist bekannt, an die Entwicklungsvorrichtung eine Vorspannung anzulegen, die höher als das Oberflächenpotential des hellen Bereichs des Aufzeichnungsträgers ist, um einen Schleier zu beseitigen. Ein Verfahren, bei dem die Vorspannung beispielsweise entsprechend dem Anstieg des Restpotentials auf dem fotoleitfähigen Material oder entsprechend der Häufigkeit der Benutzung des Entwicklers erhöht wird, wäre vorstellbar, hätte aber den Nachteil, daß das scheinbare Potential des dunklen Bereichs abnimmt und folglich der maximale Schwärzungsgrad des Bildes ebenfalls allmählich geringer wird. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Schleier ohne diesen Nachteil beseitigt.

Obwohl die Vorrichtung vorstehend unter Bezugnahme auf das Carlson-Verfahren beschrieben ist, bei dem ein zweischichtiger Aufzeichnungsträger mit einer fotoleitfähigen Schicht auf einem elektrisch leitenden Träger verwendet wird, ist die Vorrichtung auch bei anderen elektrofotografischen Verfahren anwendbar. Beispielsweise ist aus der US-PS 36 66 363 ein elektrofotografisches Verfahren bekannt, bei dem ein dreischichtiger Aufzeichnungsträger mit CdS od. dgl. als fotoleitfähige Schicht und einer isolierenden Deckschicht auf deren Oberfläche verwendet wird. Bei diesem Verfahren werden z. B. ein dem dunklen Bereich entsprechendes Ladungsbild mit etwa +500 V und ein dem hellen Bereich entsprechendes Ladungsbild mit etwa -50 V auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers durch Primärladung positiver Polarität, durch gleichzeitig mit der bildmäßigen Belichtung ausgeführte sekundäre Wechselspannungsentladung und durch Totalbelichtung ausgebildet. In Fig. 25 ist mit Vd₁ die Kurve des Potentials des dunklen Bereichs und mit Vl₁ die Kurve des Potentials des hellen Bereichs bezeichnet. Von diesen Koronaentladungen ist insbesondere die sekundäre Wechselspannungs-Koronaentladung instabil gegenüber Änderungen der Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Temperatur, der Feuchtigkeit usw. Bei einer Temperatur von etwa 30°C und einer Luftfeuchtigkeit von 80% ist die Entladungsfähigkeit geringer, so daß sich auch die Kurven der Oberflächenpotentiale des Aufzeichnungsträgers ändern, was durch gestrichelte Linien Vd₂ (dunkler Bereich) und Vl₂ (heller Bereich) in Fig. 25 dargestellt ist. Für derartige Potentialschwankungen ist es bekannt, das Potential des hellen Bereichs zu messen und die Vorspannung der Entwicklungsvorrichtung entsprechend dem gemessenen Wert zu ändern, um dadurch einen Bildschleier zu verhindern. Insbesondere ist es bekannt, das Potential des Ladungsbildes einer Normalweißplatte zu messen, die vor einer Vorlage angebracht ist, oder mit einer vorbestimmten Lichtmenge zu belichten, die der Lichtmenge entspricht, die von der Normalweißplatte während der bildmäßigen Belichtung reflektiert wird, dann das Potential des Ladungsbildes zu messen und eine Vorspannung mit einem vorbestimmten Wert an die Entwicklungsvorrichtung während der Bilderzeugung anzulegen, um dadurch einen Schleier zu verhindern. Als Beispiele sind Potentialänderungen der dem hellen Bereich und dem dunklen Bereich entsprechenden Ladungsbilder in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Wie aus dieser Tabelle zu ersehen ist, ändert sich das Potential Vl des hellen Bereichs von -50 V auf +50 V; da aber eine Vorspannung von +100 V an die Entwicklungsvorrichtung angelegt wird, wird das scheinbare Potential des hellen Bereichs (Potential des hellen Bereichs - Vorspannung der Entwicklungsvorrichtung) auf 50-100 = -50 V gehalten, so daß auf diese Weise kein Schleier erzeugt wird. Jedoch wird das scheinbare Potential des dunklen Bereichs (Potential des dunklen Bereichs - Vorspannung der Entwicklungsvorrichtung) auf 520-100 = 420 V verringert und somit der Bildschwärzungsgrad herabgesetzt.

Mit dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird der vorstehend angeführte Nachteil überwunden und eine Bildstabilisierung herbeigeführt, bei der ein Schleier verhindert ist und außerdem keine Minderung des Bildschwärzungsgrades auftritt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Vorübertragungs- Koronaentlader mit einem Gitter verwendet, das Oberflächenpotential des hellen Bereichs auf dem Aufzeichnungsträger gemessen und eine Spannung mit dem gemessenen Wert plus einem vorbestimmten Wert an das Gitter angelegt, durch das eine Koronaentladung des Vorübertragungs-Koronaentladers auf den Aufzeichnungsträger aufgebracht wird. Der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Vorübertragungs- Koronaentlader ist der in Fig. 11, 12 oder 13 dargestellte. Die grundsätzliche Arbeitsweise dieser Entlader ist in Fig. 4 bis 7 dargestellt. Fig. 26 ist eine schematische Teilansicht der elektrofotografischen Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wobei Teile, die in ihrer Wirkungsweise denen in Fig. 24 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die Trommel 11 trägt ein dreischichtiges fotoleitfähiges Material auf ihrer Oberfläche und wird in der Pfeilrichtung gedreht. Die Fig. 26 zeigt ferner einen Primärlader 12, eine Belichtungs- und Entladungseinrichtung 24, eine Lampe 25 zur Totalbelichtung und eine Einrichtung 26, die in dem Strahlenbereich der Lampe 25 angeordnet ist und das Potential des hellen Bereichs des fotoleitfähigen Materials erfaßt. Zum Messen des Potentials kann, wie vorstehend beschrieben, die Normalweißplatte benutzt werden oder mit einer vorbestimmten Lichtmenge belichtet werden. Die Ausgangsspannung der die Gitter-Spannung liefernden Potentialquelle 7 wird entsprechend dem gemessenen Wert des Oberflächenpotentials eingestellt, wodurch dann das Gitter- Potential festgelegt ist.

In Fig. 27 ist die Änderung des Gitter-Potentials gezeigt, die sich ergibt, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern und eine Spannung "Potential des hellen Bereichs +150 bis 200 V" an das Gitter angelegt wird. Bei einer Temperatur von 20°C und einer Luftfeuchtigkeit von 40% wird eine Spannung von etwa +100 V angelegt, und bei 30°C und 80% wird eine Spannung von +200 V angelegt, so daß ein Schleier verhindert wird, ohne den Bildschwärzungsgrad zu verringern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird somit die Spannung an dem Gitter des Vorübertragungs-Koronaentladers entsprechend der Änderung des Oberflächenpotentials am hellen Bereich des Aufzeichnungsträgers geändert und nur der Toner umgepolt, der an dem Bereich haftet, dessen Potential niedriger als das Gitter-Potential ist. Dadurch wird die Übertragung dieses Toners verhindert. An die Entwicklungsvorrichtung wird eine solche Vorspannung angelegt, daß der Bildschwärzungsgrad nicht abnimmt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird nun im einzelnen beschrieben. Bei einem Kopiergerät ist es allgemein üblich, die Blende des Objektivs und die an die Beleuchtungslampe angelegte Spannung mittels einer Einstelleinrichtung einzustellen, um dadurch den Belichtungswert an dem Aufzeichnungsträger zu ändern. Bei Einstellen in die Nähe einer mittleren Stellung (5) von Stellungen (1) bis (9) werden normalerweise Kopien mit hohem Bildkontrast erhalten, die schleierfrei sind. Bei einer Vorlage mit feinen, schwachen Zeichen, die z. B. mit Bleistift der Härte H oder 2H geschrieben sind, ist der Schwärzungsgradunterschied zwischen dem Untergrund und dem Linienteil so gering, daß es schwierig ist, auf dem Aufzeichnungsträger ein Ladungsbild mit ausreichender Potentialdifferenz auszubilden. Aus diesem Grund wird dann üblicherweise die Stellung (1) gewählt, um dadurch die Belichtung herabzusetzen, so daß der Linienteil dunkel wiedergegeben wird. Jedoch kann dann leicht der Untergrund verschleiert sein. Bei einer Vorlage mit solchen schwachen Zeichen wird bei Vewenden des herkömmlichen Vorübertragungsladers nicht nur der Schleier, sondern auch der Linienteil unterdrückt, was sehr unvorteilhaft ist.

Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Spannung am Gitter des Vorübertragungs-Koronaentladers allmählich entsprechend der Änderung der Einstelleinrichtung verändert, um den Toner umzupolen, der vermehrt an dem hellen Bereich des Aufzeichnungsträgers haftet. Dadurch wird verhindert, daß dieser Toner auf das Bildempfangsmaterial übertragen wird. Folglich werden auch von Vorlagen mit feinen, schwachen Zeichen sicher schleierfreie klare Kopiebilder erhalten.

In Fig. 28 ist der Zusammenhang zwischen der Einstellung mittels der Einstelleinrichtung und der Spannung am Gitter dargestellt, wenn die Spannung entsprechend der Belichtungseinstellung gesteuert ist. Im folgenden wird die Einstellung durch Ändern des Belichtungswerts beschrieben, jedoch kann die Einstellung auch durch Ändern des Ladungspotentials oder des Entwicklungs- Vorspannungspotentials vorgenommen werden.

Die Stellung (5) der Einstelleinrichtung ist eine Stellung, bei der eine Vorlage auf normalem weißem Untergrund ohne Schleier wiedergegeben wird und bei der eine Spannung von etwa 300 V zwischen dem Potential des dunklen Bereichs und dem des hellen Bereichs nach der Entwicklung an das Gitter angelegt wird. Wenn die Einstelleinrichtung in der Stellung (9) steht, wird eine Spannung von etwa 400 V an das Gitter angelegt. Die Stellung (9) dient zum Kopieren von Vorlagen mit farbigem Untergrund, wobei durch das Erhöhen der Gitter-Spannung Kopien mit hohem Kontrast ohne einen Schleier auf dem Untergrund erhalten werden. Wenn die Einstelleinrichtung in der Stellung (1) steht, wird die Gitter-Spannung auf 200 V herabgesetzt. Dadurch werden selbst Vorlagen mit dünnen, schwachen Zeichen klar kopiert. Die Stellung (1) ist eine Stellung, bei der der Linienteil der schwachen, feinen Zeichen ausreichend dunkel wiedergegeben wird, wobei der Untergrund etwas verschleiert ist. Da der Bildkontrast zwischen dem Vorlagenuntergrund und dem Linienteil gering ist, haftet eine geringe Tonermenge an dem Aufzeichnungsträger. Infolgedessen wird durch Herabsetzen der Gitter-Spannung und starke Förderung des Übertragungsvorgangs der gesamte Toner übertragen, um eine Kopie zu erhalten, auf welcher die feinen, schwachen Zeichen lesbar sind.

Fig. 29 ist eine schematische Ansicht der elektrofotografischen Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel. In Fig. 29 sind jeweils entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 24 bezeichnet. Der Vorübertragungs- Koronaentlader 5 kann der in Fig. 11, 12 oder 13 dargestellte sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird entsprechend der Stellung einer Einstelleinrichtung 27, die in diesem Fall der Blende eines Objektivs 13 zugeordnet ist, die Spannung an dem Gitter 6 auf die in Fig. 28 dargestellte Weise durch Ändern der Ausgangsspannung der Potentialquelle 7 geändert, wodurch gewährleistet ist, daß lesbare Bilder erhalten werden.

Es ist auch möglich, im wesentlichen gleichzeitig mit der Entladung an dem Vorübertragungs-Koronaentlader gleichförmig zu belichten. In diesem Fall hat der Vorübertragungs-Entlader denselben Aufbau wie die in Fig. 26 dargestellte Entladungseinrichtung 24. Die Lichtmenge soll ausreichen, den Bereich des fotoleitfähigen Materials leitend zu machen, der keinen Toner trägt, nämlich den hellen Bereich. Im einzelnen soll die Lichtmenge die Hälfte der Belichtungs-Lichtmenge oder hierzu äquivalent sein. Da keine Koronaladung auf der Oberfläche des leitend gemachten Materials gesammelt wird, wird das Potential der Oberfläche auf 200 V gehalten und nicht angehoben, so daß das unterstützende elektrische Feld zwischen der Oberfläche und dem Gitter nicht schwächer wird. Daher bleibt das unterstützende elektrische Feld ständig ausreichend stark, so daß ausreichend Ladung entgegengesetzter Polarität auf den Toner aufgebracht wird, um einen Schleier zu verhindern. In dem dunklen Bereich ist durch die abschirmende Tonerschicht die Lichtmenge auf ¹/₁₀ oder weniger herabgesetzt, so daß ihr Einfluß auf die Ladung auf der Oberfläche des fotoleitfähigen Materials gering ist.

In der vorstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß ein Ladungsbild positiver Polarität ausgebildet und mit negativ geladenem Toner entwickelt wird.

Die Vorrichtungen gemäß den Ausführungsbeispielen sind aber auch dann anwendbar, wenn die Polaritäten umgekehrt sind. In den Fig. 8 und 13 ist eine Ausführungsform des Vorübertragungs- Koronaentladers dargestellt, die zwei Entladungsteile für positive bzw. negative Polarität aufweist. Wenn die beiden Entladungsteile getrennt voneinander ausgebildet werden, wird dieselbe Wirkungsweise wie bei dieser Ausführungsform erreicht. Der verwendete Ausdruck "Aufzeichnungsträger" umfaßt allgemein Teile oder Materialien, die ein elektrostatisches Bild auf ihrer Oberfläche tragen können, so beispielsweise auch andere oder Materialien als das beschriebene fotoleitfähige Material, eine Isoliertrommel usw. Eine solche Isoliertrommel ist beispielsweise in der US-PS 40 46 466 beschrieben und wird benutzt, ein sekundäres Ladungsbild durch Ionenmodulation mit Hilfe eines primären Ladungsbildes zu erzeugen, das auf einem siebförmigen fotoleitfähigen Teil ausgebildet ist. Ferner ist die Vorrichtung nicht nur bei Kopiergeräten, sondern auch bei Einrichtungen wie Laserstrahl-Druckern anwendbar, bei welchen das elektrofotografische Verfahren angewendet wird.

Claims (13)

1. Elektrofotografische bzw. elektrostatische Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsträger, einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des Ladungsbildes mit Toner, einer Übertragungsvorrichtung zur Übertragung des Tonerbildes auf Bildempfangsmaterial und mit einer Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung, die in einem Bereich zwischen der Entwicklungsvorrichtung und der Übertragungsvorrichtung auf das Tonerbild gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entladungsöffnung der Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung (5) ein Gitter (6) angeordnet ist, das auf ein Potential legbar ist, das zwischen dem Potential des hellen Bereichs und dem Potential des dunklen Bereichs des Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsträger (11) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Entladungselektrode (4) der Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung (5) eine Wechselspannung anlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Entladungselektrode (4) der Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung (5) wahlweise ein Potential mit einer zu der Ladungspolarität des Toners entgegengesetzten oder gleichen Polarität anlegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorübertragungs-Koronaentladungseinrichtung (5) einen Entladungsteil (5 a), an dessen Entladungselektrode (4 a) ein Potential derselben Polarität wie die Ladungspolarität des Toners anliegt, und einen Entladungsteil (5 b) aufweist, an dessen Entladungselektrode (4 b) ein Potential mit einer zu der Ladungspolarität des Toners entgegengesetzten Polarität anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (6) beiden Entladungsteilen (5 a, 5 b) gemeinsam ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (11) fotoleitfähig ist, und daß sie eine Einrichtung zu dessen Totalbelichtung während der Beaufschlagung mit der Vorübertragungs- Koronaentladung aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (21) zum Erfassen des Ausmaßes der Benutzung des fotoleitfähigen Aufzeichnungsträgers (11) und zum Ändern des Gitterpotentials der Vorübertragungs- Koronaentladungseinrichtung entsprechend dem Benutzungsausmaß.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (22) zum Erfassen des Ausmaßes der Benutzung des Entwicklers und zum Ändern des Gitterpotentials der Vorübertragungs-Koronaentladungseinrichtung entsprechend dem Benutzungsausmaß.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (26) zum Erfassen des Oberflächenpotentials des hellen Bereichs des Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsträger (11) und zum Ändern des Gitterpotentials der Vorübertragungs-Koronaentladungseinrichtung (5) entsprechend dem Oberflächenpotential.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Aufzeichnungsträger eine fotoleitfähige Schicht mit einer isolierenden Deckschicht darauf aufweist und das Ladungsbild durch primäres Laden, sekundäres Laden und gleichzeitiges bildmäßiges Belichten und anschließendes Totalbelichten des Aufzeichnungsträgers erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26) das Oberflächenpotential des totalbelichteten Aufzeichnungsträgers (11) erfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterpotential auf ein gegenüber dem erfaßten Wert des Oberflächenpotentials um einen festgelegten Betrag verschobenes Potential legbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (27) zum Einstellen eines vorwählbaren Bildschwärzungsgrades durch Änderung der bildmäßigen Belichtung und des an das Gitter (6) anzulegenden Potentials.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellen des Gitterpotentials ein gewünschter Grenzwert der Schwärzung festlegbar ist, unterhalb oder oberhalb dessen eine Übertragung des Toners unterdrückt wird.