DE3104212A1

DE3104212A1 - Elektrophotographische kopiervorrichtung

Info

Publication number: DE3104212A1
Application number: DE19813104212
Authority: DE
Inventors: Masaji Hachioji Tokyo Nishikawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1981-12-10
Also published as: JPS56110968A; US4338017A

Description

DR.-I NG. FRANZ VUESTHOFF

Patentanwälte--■„_-- - : .-.-; - :_ ; ;_:^._rmurMDIi^_tSTHOrfll917._19Sg) WUESTHOFF -ν. PECHMANN -BEHRENS -GOETZ _d1p_WNo.o«h*»d _ruu («₉$a-«₉₇i)

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PROFESSIONAL REPRESENTATIVES JBEFORI THE HUROPEAN FATENT OFFlCI DR.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGREEt FRES l'oFFICE EUROFBEN DES BRBVSTl DIFL.-ING.; DIPL.--WIRTSCH.-INO. RU PERT GOUT

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

1A-54 374 TELEFON: (ogjHi 2OJI

telegramm: rrotectfatent telex: 524070

Be s c h r e i b u η g Elektrophotographische Kopiervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Vorrichtung mit einem elektrische Ladung haltenden Glied, welches von mindestens einem elektrisch leitfähigen Körper abgestützt ist··, einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines auf dem elektrische Ladung haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Ladungsbildes zu einer sichtbaren Abbildung, einer Übertragungsvorrichtung mit Übertragungswalze, die in Berührung mit dem elektrische Ladung haltenden Glied angeordnet ist, sowie eine Zuführeinrichtung für Bildempfangspapier bzw. Kopierpapier zum Transport eines Kopierpapiers durch einen Tonerbild-Übertragungsbereich, in welchem das elektrische Ladung haltende Glied mit der Übertragungswalze in die Berührung tritt, die so betätigbar ist, daß die Entwicklungs- und Übertragungsschritte anhand des einmal auf dem .elektrische Ladung haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Ladungsbildes wiederholt werden, um auf einer Vielzahl von Kopierpapieren die gleiche Abbildung zu erzeugen.

Eine derartige bekannte elektrophotographische Vorrichtung hat den Nachteil, daß bei Benutzung der Vorrichtung unter hoher feuchtigkeit oder bei Verwendung eines Kopierpapiers, dessen Widerstandswert wegen seiner Feuchtigkeitsabsorption oder dgl. gering ist, der Wirkungsgrad bei der Übertragung des Tonerbildes ziemlich stark absinkt, so daß es folglich nicht möglich ist, gute Kopien zu erhalten. Um diesen Nachteil zu umgehen,

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ist eine elektrophotographische Vorrichtung vorgeschlagen worden, die so aufgebaut ißt, daß eine Vorspannung von der gleichen Polarität wie die an der Übertragungswalze anliegende Vorspannung an eine Kopierpapierführung angelegt wird, die in der Nähe der Übertragungswalze angeordnet ist. Diese bekannte elektrophotographische Vorrichtung hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zunächst einmal muß, um das Kopierpapier stets mit den unter Vorspannung stehenden Führungen und der übertragungswalze in Berührung zu bringen, die Vorspannung an die in großem Abstand voneinander liegende Führung und Übertragungswalze angelegt werden und die Führung sowie die Übertragungswalze gegenüber dem Hauptkörper der Vorrichtung, der an Erdpotential liegt, isoliert werden. Das gibt der Vorrichtung einen komplizierten Aufbau. Wenn die unter Vorspannung stehenden Glieder darüberhinaus in der Nähe der Tonerübertragungsbereiche angeordnet sind, führt eine mehr oder weniger starke Abweichung des Kopierpapiers aus einer vorherbestimmten Transportbahn zu Kopien mit streifen- oder inselartigen Fehlern in der Abbildung aufgrund unregelmäßiger Konzentration. Wenn die Bildempfangsbahn in geringer Breite ausgelegt wird, um die Berührung zwischen den unter Vorspannung liegenden Führungen und dem Kopierpapier zu verbessern, kommt es als einem dritten Nachteil leicht zu einer Verstopfung der Bahn durch das Kopierpapier. Y/enn schließlich der Widerstandswert des Kopierpapiers sinkt, wird von der Übertragungswalze und dem unter Vorspannung stehenden Führungsglied für das Kopierpapier eine elektrische Ladung durch das einen niedrigen Widerstandswert aufweisende Kopierpapier hindurch in die lichtempfindliche Trommel eingegeben, wodurch in dem nicht bildmäßig belichteten Bereich des Kopierpapiers bei jedem Übertragungs3chritt im Fall des Mehrfachkopierens Schleierschwärzung entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrophotographische Vorrichtung zu schaffen, mit der die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile tunlichst vermieden werden können, die einen einfachen Aufbau hat und mit der eine Vielzahl von Kopien in jeweils gleichmäßiger Konzentration anhand desselben elektro-

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statischen latenten Ladungsbildes erhalten werden kann, selbst wenn der Widerstandswert des Kopierpapiers wegen dessen PeuchtigkeitBabsorptionseigensohaft oder dgl. reduziert ist.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird im einzelnen auf Anspruch 1 hingewiesen. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In einer elektrophotographischen Vorrichtung mit einem elektrische Ladung haltenden Glied, welches von mindestens einem elektrisch leitfähigen Körper abgestützt ist, .einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines auf dem elektrische Ladung haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Ladungsbildes in eine sichtbare Abbildung, einer Übertragungsvorrichtung mit Übertragungswalze, die mit dem elektrische Ladung haltenden Glied in Berührung angeordnet ist, und einer Zufuhreinrichtung für Bildempfangspapier bzw. Kopierpapier zum Transport des Kopierpapiers durch einen Tonerbild-Übertragungsbereich, in welchem das elektrische Ladung haltende Glied mit der Übertragungswalze in Berührung steht, die so betätigbar ist, daß sie den Entwicklungs- und Übertragungsschritt anhand des einmal auf dem elektrische Ladung haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Ladungsbildes wiederholt, um die gleiche Abbildung auf einer Vielzahl von Kopierpapieren herzustellen, besteht ein Merkmal der Erfindung 'in der Anordnung einer elektrischen Hauptvorspannungsquelle für die Übertragung, die zwischen den elektrisch leitfähigen Körper und Erde geschaltet ist und einen Anschluß hat, über den eine Vorspannung mit der gleichen Polarität wie die Tonerladepolarität an den elektrisch leitfähigen Körper angelegt wird, und der Anordnung einer elektrischen Hilfsvorspannungsquelle, die zwischen die Übertragungswalze und Erde geschaltet ist und einen Anschluß hat, über den eine Vorspannung von entgegengesetzter Polarität zur Tonerladepolarität angelegt wird. Die Zufuhreinrichtung für das Kopierpapier weist ein Glied auf, welches einen Teil der Kopierpapierbahn bildet und mindestens mit einem Teil geerdet ist, so daß die Vorspannung für die Übertragung automatisch abgesenkt

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wird, wenn der Widerstandswert des Kopierpapiers aufgrund seiner Feuchtigkeitsabsorption "bei hoher Feuchte in der Umgebung oder dgl. absinkt, um zu verhindern, daß eine unerwünschte elektrische Ladung in den nioht bildmäßig belichteten Bereich der elektrostatischen latenten Abbildung injiziert wird.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt;

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen elektrophotographischen Vorrichtung; Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch wesentliche Elemente eines weiteren Ausführungsbeispiels einer herkömmlichen elektrophotographischen Vorrichtung;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch wesentliche Elemente eines Ausführungsbeispiels einer elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Grenzübertragungsvorspannung (V) und relativer Feuchte

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine elektrophotographische Vorrichtung gemäß der Erfindung, an der die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform wesentlicher Elemente verwirklicht ist; Fig. 6 einen Schaltplan eines Beispiels einer elektrischen Vorspannungsquelle für die erfindungsgemäße elektrophotographische Vorrichtung;

Fig. 7 einen Schaltplan eines weiteren Beispiels einer elektrischen Vorspannungsquelle für eine erfindungsgemäße elektrophotographische Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen elektrophotographischen Vorrichtung gezeigt. Eine bogenförmige Vorlage 1 ist dabei auf einem Vorlagenwagen 2 angeordnet und wird in eine Vorlagenzufuhrvorrichtung 3 eingegeben und mittels Zu-

fuhrwalzen 4» 5 an eine Vorlagenplatte 6 weiterbewegt. Zwischen den Zufuhrwalzen 4» 5 wird die Vorlage 1 mittels einer Beleuchtungslampe 7 beleuchtet und die Vorlagenabbildung mittels einer Optik 8 auf eine drehbare lichtempfindliche Trommel 9 projiziert. Die lichtempfindliche Trommel 9 besteht aus einem trommelförmigen, elektrisch leitfähigen Körper 9A, der an Erdpotential liegt, sowie einer lichtleitfähigen Schicht 9B z.B. aus Selen, mit der die Oberfläche des elektrisch leitfähigen Körpers 9A beschichtet ist. Die lichtleitfähige Schicht 9B dient dazu, elektrische Ladung an der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Körpers 9A zu halten. Die lichtempfindliche Trommel 9 wird in der durch Pfeil b angedeuteten Richtung gedreht und die auf ihr enthaltene elektrische Ladung mittels einer Löschlampe 10 gelöscht. Dann wird die lichtempfindliche Trommel 9 mittels einer Koronaentladevorrichtung 11 gleichmäßig aufgeladen und anschließend mit der Abbildung der Vorlage belichtet, um auf der elektrisch leitfähigen Schicht 9B eine elektrostatische latente Abbildung zu erzeugen. Die Koronaentladevorrichtung 11 besteht aus einem Skorotron, dessen Gitter 11A an eine elektrische Vorsparinungsquelle 11B angeschlossen ist und eine Spannung erhält, die im wesentlichen dem Ladepotential der lichtempfindlichen Trommel 9 entspricht. Die auf der lichtempfindlichen Trommel 9 erzeugte elektrostatische latente Ladungsabbildung wird einer Tonerentwicklung mittels einer Zweikomponenten-Trockenentwieklungsvorrichtung 12 unterworfen und dann beim weiteren Drehen der lichtempfindlichen Trommel 9 einem Tonerbild-Übertragungsbereich 13 zugeführt. An die Entwicklungsvorrichtung 12 ist eine elektrische Vorspannungsquelle 12A für die Entwicklung angeschlossen. In einer Kassette 14 gestapeltes Bilderapfangspapier bzw. Kopierpapier wird mittels einer schwenk- und drehbaren Entnahmewalze 16 einzeln aus der Kassette 14 entnommen. Das Kopierpapier 15 wird in zeitlicher Abstimmung durch eine Kopierpapierführung 17 transportiert, die Walzen 17A und ein Führungsglied 17B aufweist und das Kopierpapier zum Tonerbild-Übertragungsbereich transportiert. Im Tonerbild-Übertragungsbereich 13 wird das Kopierpapier mit der lichtempfindlichen Trommel 9 in Berührung

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gebracht und auf der Tonerabbildung angeordnet. Mittels einer Übertragungsvorrichtung 18 wird das Tonerbild von der licht- ■ empfindlichen Trommel 9 auf das Kopierpapier übertragen. Als Übertragungsvorrichtung 18 kann eine unter Vorspannung stehende walzenförmige Übertragungsvorrichtung vorgesehen sein, die eine halbleitfähige Übertragungswalze 20 aufweist, welche über eine elektrische Vorspannungsquelle 19 für die Übertragung geerdet ist. Die Übertragungswalze 20 wird insgesamt mit der lichtempfindlichen Trommel 9 in Berührung gebracht, um beim Mehrfachkopieren die elektrostatische latente Abbildung wirksam auf der lichtempfindlichen Trommel 9 zu halten. Das vom Tonerbild-Übertragungsbereich 13 zugeführte Kopierpapier, welches eng an der lichtempfindlichen Trommel 9 haftet, wird von dieser mittels einer Abstreifklaue 21 und eines später noch näher beschriebenen Luftstroms abgetrennt. Dann wird das Kopierpapier längs eines jührungsgliedes 17C, welches einen Teil der Kopierpapierführung 17 bildet, zu Zufuhrwalzen 23 transportiert. Aufgabe der Zufuhrwalzen 23 ist es, das Kopierpapier in eine Wärmefixiervorrichtung 24 zu transportieren, die im Innern eine Heizvorrichtung aufweist. In der Wärmefixiervorrichtung 24 wird das Tonerbild fixiert und danach das Kopierpapier mittels Abgabewalzen 25 auf eine Kopienablageplatte 26 gegeben. Die Walzen 17A, "Führungsgli-eder 17B, 170, Abstreifklaue 21 und Zufuhrwalzen 23 der Kopierpapierführung 17 liegen insgesamt an Erdpotential. Das auf der lichtempfindlichen Trommel 9 vorhandene Tonerbild wird nicht vollständig an das Kopierpapier übertragen, sondern es bleibt ein Teil des Tonerbildes auf der Trommel zurück. Der restliche Toner wird von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9 mit Hilfe einer drehbaren Reinigungsbürste 27 entfernt. Der von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 9 gelöste Toner wird in einen Luftstrom eingesaugt, der durch die Drehbewegung eines Gebläses 28 erzeugt wird, und wird dann in·einem Filter 29 gesammelt. Die Reinigungsbürste 27 und das Gebläse 28 sind von einem Gehäuse 30 umgeben, um eine wirksame Saugkraft aufrechtzuerhalten und zu verhindern, daß der Toner willkürlich im Gerät verteilt wird. Die vom Gebläse 28 geförderte Abluft wird durch eine Lei-

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tung 31 in eine Auslaßöffnung gefördert, die im Tonerbild-Übertragungsbereich 13 mündet, wodurch das Kopierpapier mit Hilfe der Abstreifklaue 21 wirksam voä der lichtempfindlichen Trommel 9 abgelöst wird. Die Reinigungebürste 27 ist drehbar in einem Ende eines Arms 33 gelagert, dessen anderes Ende drehbar auf einer Stützwelle 32 angebracht ist. Die Reinigungsbürste 27 wird von der lichtempfindlichen Trommel 9 getrennt, wenn ein einmal auf der lichtempfindlichen Trommel 9 erzeugtes elektrostatisches latentes Ladungsbild wiederholt benutzt wird, um die Tonerentwicklung und übertragung zu wiederholen, damit das Tonerbild nacheinander an eine Vielzahl von Kopierpapieren übertragen und folglich eine große Anzahl von Kopien erhalten werden kann. Zwischen der Station der optischen Projektion des Originals und der Entwicklungsstation ist eine Säuberungslampe 34 für den Blindbereich vorgesehen, die in der Nähe des Umfangs der lichtempfindlichen Trommel 9 angeordnet ist und dazu dient, die elektrische Ladung im Leerbereich der lichtempfindlichen Trommel 9 zu löschen, der keinem Bildempfangsbereich auf dem Kopierpapier 15 entspricht. Der Betrieb der oben beschriebenen Bauelemente der elektrophotographischen Vorrichtung wird von Schaltern 35, -36 gesteuert, die geeignet sind, die Position der Vorlage wahrzunehmen.

Die oben beschriebene herkömmliche elektrophotographische Vorrichtung hat den Nachteil, daß bei ihrem Betrieb unter hoher Feuchte oder bei Verwendung eines Kopierpapiers, dessen Widerstand aufgrund seiner Feuchtigkeitsabsorptionseigenschaft oder dgl. reduziert ist, der Wirkungsgrad bei der Übertragung des Tonerbildes stark verschlechtert wird. Folglich ist es unmöglich, gute Vervielfältigungen zu erhalten. Das bedeutet, daß bei einer Abnahme des Widerstandswertes des Kopierpapiers wegen seiner Feuchtigkeitsabsorption oder dgl. Strom durch das Kopierpapier in die Kopierpapierführung 17 fließt, welche in der Nähe des Tonerbild-Übertragungsbereichs 13 angeordnet und an Erdpotential angeschlossen ist. Folglich entsteht ein Spannungsabfall aufgrund des Widerstandes der halbleitfähigen Übertragungswalze 20, wodurch die Übertragungsspannung abnimmt und

dadurch ein ordnungsgemäßer Ladungsübergang verhindert wird.

Fig. 2 zeigt eine Kopierpapierführung 17, die vorgeschlagen wurde, um den oben geschilderten Nachteil um umgehen. Bei dieser Vorrichtung ist in der Nahe der Übertragungswalze 20 (oder einer übertragungs-Koronaentladevorrichtung) ein Führungsglied 17B der Kopierpapierführung 17 angeordnet, welches über eine Gleichstromquelle 37 geerdet ist,¹ während ein Führungsglied 17c der gleichen Kopierpapierführung 17 über eine Gleichstromquelle 38 geerdet ist, so daß den Führungsgliedern 17B, 17C eine Vorspannung zugeführt wird, deren Polarität zu der Tonerladepolarität 39 entgegengesetzt ist. Das bedeutet, daß an den Führungsgliedern eine Vorspannung anliegt, deren Polarität der der Übertragungsvorspannung entspricht. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß ein unerwünschter Fluß elektrischen Stroms durch das einen niedrigen Widerstandswert aufweisende Kopierpapier 15 selbst dann unterdrückt wird, wenn der Widerstand dieses Kopierpapiers 15 beispielsweise wegen seiner Feuchtigkeitsabsorption oder dgl. verringert ist. Da an den in der Nähe des Tonerbild-Übertragungsbereichs 13 angeordneten Führungsgliedern 17B, 17C eine Vorspannung anliegt, deren Polarität der der Übertragungsvorspannung entspricht, wird eine ordnungsgemäße Übertragungsspannung im Tonerbild-Übertragungsbereich 13 aufrechterhalten, so daß ein guter übergang möglich ist.

Um aber das Kopierpapier 15 immer mit den Führungsgliedern 17B, 17C und der Übertragungswalze 20 in Berührung zu bringen, an denen die Vorspannung anliegt, muß diese Vorspannung an jedes der einzelnen, im Abstand voneinander liegenden Glieder angelegt werden. Folglich müssen alle genannten Bauelemente gegenüber dem an Erdpotential liegenden Hauptkörper der Vorrichtung isoliert sein. Das gibt der Vorrichtung einen komplizierten Aufbau. Wenn in der Praxis die unter Vorspannung stehenden Glieder in der Nähe des Tonerbild-Übertragungsbereichs 13 angeordnet sind, um die Konstruktion der Vorrichtung zu vereinfachen, entsteht eine bandförmige oder inselartige Schleier-

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bildung auf dem Kopierpapier, wenn die Bewegungsbahn des Kopierpapiers nur etwas von der vorherbestimmten Bahn abweicht. Ist die Kopierpapierbahn eng, so daß eine gute Berührung zwischen den unter Vorspannung stehenden Führungsgliedern 17B, 17C und dem Kopierpapier hergestellt wird, so hat die Erfahrung gezeigt, daß das Kopierpapier die Transportbahn blockieren kann. Wenn der Widerstandswert des Kopierpapieres absinkt, wird außerdem eine elektrische Ladung von der an Vorspannung liegenden Kopierpapierführung 17 einschließlich der übertragungswalze 20 durch das einen niedrigen Widerstandswert aufweisende Kopierpapier 15 hindurch in die lichtempfindliche Trommel 9 eingegeben. Infolgedessen ergibt sich beim Mehrfachkopieren anhand desselben elektrostatischen latenten Ladungsbildes auf der lichtempfindlichen Trommel 9 eine Schleierbildung in dem nicht bildmäßig belichteten Bereich der Kopie bei jedem Übertragungsschritt.

Fig. 3 zeigt wesentliche Teile eines Ausführungsbeispiels einer elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der Erfindung. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel der Widerstandswert des Kopierpapiers bei hoher Feuchte hoch ist,, wird im Tonerbild-Übertragungsbereich 13 eine hohe Übertragungsspannung erzeugt. Sinkt der Widerstandswert des Kopierpapiers bei hoher Feuchte ab, so wird automatisch die Spannung im Tonerbild-Übertragungsbereich 13 so abgesenkt, daß die richtige Übertragungsspannung selbst bei dieser hohen Feuchte an das Kopierpapier 15 angelegt werden kann. Hierzu ist der elektrisch leitfähige Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9 über eine elektrische Vorspannungsquelle 19A für die Übertragung geerdet, um an den elektrisch leitfähigen Körper 9A eine Hauptvorspannung für die übertragung anlegen zu können, deren Polarität der Tonerladepolarität 39 entspricht. Um die zu Zeiten hoher Feuchtigkeit herrschende Übertragungsvorspannung auf Bedingungen geringerer Feuchtigkeit ändern zu können, damit die erwünschte Übertragungsspannung erreichbar ist, ist die Übertragungswalze 20 über eine elektrische Neben- bzw. Hilfsvorspannungsquelle 19B für die Übertragung geerdet. Folglich kann an die Übertragungs-

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walze 20 eine Hilfsvorspannung für die Übertragung angelegt werden, die dem Unterschied zwischen der bei hoher Feuchte erzeugten Übertragungsspannung und der bei niedriger Feuchte erzeugten Übertragungsspannung entspricht und deren Polarität der Tonerladepolarität 39 entgegengesetzt ist. Darüberhinaus sind auch die Walzen 17A und Führungsglieder 17B, 170, die in der Nähe des Tonerbild-Übertragungsbereichs 13 angeordnet sind und die Kopierpapierführung 17 bilden, jeweils geerdet. Wenn also bei geringer Feuchtigkeit der Widerstandswert des Kopierpapiers 15 hoch ist, ist der durch das Kopierpapier 15 in die geerdeten Walzen 17A und Führungsglieder 17B, 17C fließende Strom vernachlässigbar. Infolgedessen wird die am Tonerbild-Übertragungsbereich 13 anliegende Übertragungsspannung zur Summe der Hauptνorspannung, die am elektrisch leitfähigen Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9 anliegt, und der Hilfsvor- -spannung für die Übertragung, die an der Übertragungswalze 20 anliegt. Wenn jedoch bei hoher Feuchtigkeit das Kopierpapier 15 feucht wird, sinkt sein Widerstandswert beträchtlich ab. Infolgedessen fließt Strom durch das Kopierpapier 15 zu den geerdeten Walzen 17A und Führungsgliedern 17B, 17C, so daß ein Spannungsabfall in einer Halbleiterschicht entsteht, die die Übertragungswalze 20 bedeckt, wodurch das Oberflächenpotential der Übertragungswalze 20 im wesentlichen gleich dem geerdeten Potential wird. Das bedeutet, daß die am Tonerbild-Übertragungsbereich 13 anliegende Übertragungsspannung die gleiche ist wie die Hauptvorspannung für die Übertragung, die am elektrisch leitfähigen Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9 anliegt, und die Hilfsvorspannung für die Übertragung, die an der Übertragungswalze 20 anliegt, wenn die Feuchtigkeit gering ist. Bei hoher Feuchtigkeit, wird jedoch gegenüber der an der Übertragungswalze 20 anliegenden Hilfsvorspannung für die Übertragung ein Spannungsabfall erzeugt. Wenn also der Wert der Hilfsvorspannung für die Übertragung, die an die Übertragungswalze 20 angelegt wird, dem Unterschied zwischen der richtigen Übertragungsspannung bei geringer Feuchtigkeit und der richtigen Übertragung sspannung bei hoher Feuchtigkeit entsprechend eingestellt wird, kann beim Mehrfachkopieren immer die optimale Übertra-

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gungsspannung entsprechend einer Änderung des Widerstandswertes des Kopierpapiere 15 erhalten werden.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bei der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Vorrichtung mit der lichtempfindlichen Trommel, an der die Hauptvorspannung für die Übertragung anliegt, die Hilfsνorspannung für die Übertragung an die Übertragungswalze angelegt wird.

Diese Maßnahme gewährleistet, daß eine hohe Übertragungsvorspannung erzeugt wird, die der Summe der Vorspannung«-der lichtempfindlichen Trommel und der Vorspannung der Übertragungswalze bei geringer Feuchtigkeit entspricht, wodurch der Wirkungsgrad der Übertragung verbessert wird.

Fig. 4 zeigt in graphischer Darstellung das Verhältnis zwischen einer G-renzüb ertragungsv or spannung (V) und relativer Feuchte ifo). Ein Bereich, in welchem beim Mehrfachkopieren im nicht bildmäßig belichteten Bereich einer Kopie Schleierbildung entsteht, ist in Fig. 4 gestrichelt dargestellt.

Wenn sowohl an der lichtempfindlichen Trommel als auch an der Übertragungswalze bei hoher Feuchtigkeit Vorspannungen von mehr als 700 V anliegen, wird die Übertragungsvorspannung zu groß, so daß es zur Schleierbildung auf dem nicht bildmäßig belichteten Bereich der Kopie kommt, wie Fig. 4 zeigt.

Bei der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Vorrichtung ist die an der Übertragungswalze bei hoher Feuchtigkeit anliegende Hilfsvorspannung über das Kopierpapier 15 geerdet, dessen Widerstandswert absinkt. Folglich wird die an der lichtempfindlichen Trommel liegende Hauptvorspannung für die Übertragung nur zwischen dem Kopierpapier und der Trommel wirksam, so daß die Übertragungsvorspannung reduziert und dadurch die Bildung von Schleiern gemäß Fig. 4 verhindert wird.

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Nachfolgend sollen konkrete Werte für geeignete Vorspannungen für die elektrische Hauptvorspannungsquelle 19A und die Hilfsvorspannungsquelle 19B beschrieben werden. Die Vorspannungen für die Übertragung bei geringer und starker Feuchtigkeit werden so bestimmt, daß keine Schleierbildung im nicht bildmäßig belichteten Bereioh der Kopie entsteht, wenn anhand einer einzigen elektrostatischen latenten Abbildung mehrfachkopiert werden soll. Diese Werte der Übertragungsvorspannung sind unterschiedlich, je nach dem Werkstoff, der Konstruktion und ähnlichen Merkmalen der Übertragungswalze 20.

Versuche mit einer Übertragungswalze 20 aus Gummi mit einer Länge von 220 mm und einer elektrisch leitfähigen Schicht in einer Länge von 220 mm in Berührung mit der Gummiwalze hatten folgendes Ergebnis; Beim Anlegen einer Spannung von 1 000 V an die Gummiwalze zeigte sich ein Widerstandswert von 1x10 SL bis ΙχΙΟ^-Π. bei Verwendung eines Kopierpapiers 15 aus herkömmlichem, einfachem Papier bei geringer Feuchtigkeit, die bei einer Temperatur von 20 C 40$ betrug. Der bevorzugte Wert· für die Übertragungsvorspannung lag im Bereich von 700 V bis 1 000 V. Bei Anwendung eines solchen Wertes für die Vorspannung bei der Übertragung ist sichergestellt, daß eine Vielzahl von Kopien in guter Qualität erhalten wird. War die Übertragungsvorspannung höher als 1 000 V, so stellte sich im nicht bildmäßig belichteten Bereich der Kopie beim Mehrfachkopieren .anhand eines einzigen elektrostatischen latenten Ladungsbildes verstärkte Schleierbildung ein.

War die Übertragungsvorspannung geringer.als 700 V, so wurde das Tonerbild nicht wirksam an das Kopierpapier übertragen und folglich keine Kopie in ausreichend starker Konzentration erzielbar.

Wurde hingegen bei Verwendung der gleichen Übertragungswalze ein Kopierpapier 15 in Form herkömmlichen, einfachen Papiers verwendet, welches hoher Feuchtigkeit ausgesetzt war, d.h. einer Feuchtigkeit von 80$ bei einer Temperatur von 28⁰O, so lag

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der bevorzugte Wert für die Übertragungevorspannung im Bereich von 400 V bis 700 V.

Das Ergebnis dieser Versuche zeigt, daß vorzugsweise der Wert ■ der Hauptvorspannung für die Übertragung, die von der elektrischen Hauptvorspannungsquelle 19A an den elektrisch leitfähigen Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9 angelegt werden muß, im Bereich von 400 V bis 700 V eingestellt wird und die gleiche Polarität erhalten sollte wie die Tonerladepolarität 39· Außerdem wird vorzugsweise der Wert der Hilfsvorspannung für die Übertragung, die von der elektrischen Hilfsvorspannungsquelle 19B an die Übertragungswalze 20 angelegt wird, auf einen Bereich von 100 V bis 400 V eingestellt und erhält eine Polarität, die der Tonerladepolarität 39 entgegengesetzt ist. Die Hauptvorspannung und Hilfsvorspannung für die Übertragung können auf einen beliebigen Wert innerhalb der oben genannten Bereiche eingestellt werden.

Das Kopierpapier 15 hat einen mittleren Widerstandswert, so ; daß die an die Übertragungswalze 20 anzulegende Hilfsvorspannung für die Übertragung auf einen entsprechenden Wert eingej stellt werden muß. Es kann auch nötig sein, einen in der Übertragungswalze 20 durch Herstellungsfehler verursachten unregelmäßigen Widerstandswert auszugleichen. Hierzu ist es v/irksam, einen zusätzlichen Widerstand 41, der in Pig, 3 gestrichelt gezeigt ist und einen variablen oder festen Widerstandswert hat, • an die Vorspannungsschaltung für die Übertragungswalze 20 an- ! zuschließen. In Versuchen ist festgestellt worden, daß der Wi-

j derstandswert des zusätzlichen Widerstands 41 innerhalb eines \ Bereiches von einigen zehn Milbis einigen hundert Mil liegt.

: Dieser Widerstandswert ist je nach dem Widerstandswert der Übertragungswalze 20 und dem Berührungsdruck zwischen der

! lichtempfindlichen Trommel 9 und der Übertragungswalze 20 unterschiedlich und folglich nicht immer auf einen Viert innerhalb des genannten Bereichs begrenzt.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die WaI-

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zen 17A und die Führungsglieder 17B, 17C der Kopierpapierführung an Erdpotential. Eb ist jedoch nicht nötig, an diese Walzen und Führungsglieder ein Potential anzulegen, welches genau dem Erdpotential entspricht. Es kann auch ein Potential verwendet werden, welches im wesentlichen dem Erdpotential entspricht.

Sollte eine der Walzen oder eines der Führungsglieder einer Schwebspannung unterliegen, so wird vorzugsweise das Kopierpapier 15 veranlaßt, in Berührung mit einer der Walzen oder einem der Führungsglieder bewegt zu werden.

Fig. 5 zeigt eine elektrophotographische Vorrichtung gemäß der Erfindung, an der das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 verwirklicht ist. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen elektrophotographischen Vorrichtung ist bei der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Vorrichtung gemäß Fig. 5 die elektrische Vorspannungsquelle für die Übertragung und die Kopierpapierführung gemäß Fig. 3 angeschlossen und angeordnet, und die elektrische Vorspannungsquelle 11B zum Anschluß an das Gitter 11A der Koronaentladevorrichtung 11 in Form eines Skorotrons sowie die elektrische Vorspannungsquelle 12A für die Entwicklung zum Anschluß an die Entwicklungsvorrichtung 12 haben eine entgegengesetzte Polarität und Änderung des Spannungswertes. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist jede Vorspannung so bestimmt, daß die Potentialunterschiede zwischen dem elektrisch leitfähigen Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9 und den zugehörigen Vorrichtungen, wie dem Gitter 11A der Koronaentladevorrichtung 11 in Form des Skorotrons, der Entwicklungsvorrichtung 12 oder dgl., an der die Vorspannung anliegt, gemeinsam mit dem elektrisch leitfähigen Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9 genau dieselben sind, wie die entsprechende Potentialdifferenz bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen elektrophotographischen Vorrichtung.

Wie schon unter Hinweis auf Fig. 3 erwähnt, können mit der elektrophotographischen Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie

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sie in Fig. 5 gezeigt ist, mehrere ausgezeichnete Kopien anhand der gleichen elektrostatischen latenten Abbildung erhalten werden, die eine gleichmäßige Konzentration aufweisen, selbst wenn der Widerstandswert des Kopierpapiers 15 beispielsweise aufgrund seiner Feuchtigkeitsabsorption oder dgl. verringert ist. Wenn jedoch die Vorspannung für die Übertragung aus irgendeinem Grund eingestellt oder geändert wird, ändert sich auch der Potentialunterschied zwischen dem Gitter 11A der Koronaentladevorrichtung 11 in Form des Skorotrons, der Entwicklungsvorrichtung oder dgl. und dem elektrisch leitfähigen Körper 9A der lichtempfindlichen Trommel 9. Um diesen Potentialunterschied auf den ursprünglichen Wert zurückzustellen, muß die Spannung der elektrischen Vorspannungsquellen 11B, 12A oder dgl. eingestellt werden.

Fig. 6 zeigt eine elektrische Vorspannungsschaltung, mit der die Erfordernisse der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung erfüllt werden können. Der elektrische Vorspannungsschaltkreis gemäß Fig. 6 ist so angeschlossen und angeordnet, daß eine einzige Gleichstromquelle zur Zufuhr von Gleichstrom zu einem Spannungsteilerkreis und einem Kreis konstanter Spannung dient, : um verschiedene Arten von Vorspannungen einschließlich von Spannungen zu erhalten, die gegenüber dem Erdpotential positiv oder negativ sind. Selbst wenn die Hauptvorspannung für die ;■ Übertragung, die am elektrisch leitfähigen Körper der lieht- ; empfindlichen Trommel anliegt, geändert wird, ändert sich der '< Potentialunterschied zwischen dem elektrisch leitfähigen Körper ^; und einem beliebigen anderen Glied, an dem die Vorspannung anliegt, nicht wesentlich. Gemäß Fig. 6 ist eine Gleichstromquel- ! Ie 45 vorgesehen, deren Spannung mittels eines Regelwiderstan-ϊ des 46, eines Festwiderstandes 47 und eines Regelwiderstandes

48 geteilt wird. Eine Verbindungsstelle zwischen den Widerstän-• den 47 und 48 ist an Erde gelegt. Vom Erdpotential aus gesehen j wird also auf Seiten des Widerstandes 46 ein negatives Potential erzeugt, während auf Seiten des Widerstandes 48 ein posij tives Potential erzeugt wird. Ein Gleitabgriff 46A des Regel- ; Widerstandes 46 dient als elektrische Hauptvorspannungsquelle

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19A für die Übertragung, deren Ausgangs spannung an den elektrisch leitfähigen Körper 9A der liehtempfindlichen Trommel 9' geliefert wird. Polglich kann die Hauptvorspannung für die Übertragung durch Verschieben dee Gleitabgriffs 46A geändert ■werden. Zwischen dem Gleitabgriff 46A und Erde ist ein Schaltkreis konstanter Spannung 49 geschaltet, an dem die Hauptvorspannung für die Übertragung des Regelwiderstandes 46 anliegt. Die konstante Spannungsabgabe des Schaltkreises konstanter Spannung 49 wird von einem Festwiderstand 50 und einem Regelwiderstand 51 geteilt. Die von einer Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 50, 51 gelieferte Ausgangsspannung liegt als elektrische Vorspannungsquelle 11B am Gitter 11A des Skorotrons an. Der Wert dieser am Gitter 11A anliegenden Ausgangsspannung kann durch Verstellen des Regelwiderstandes 51 geändert werden. Darüberhinaus wird die vom Schaltkreis konstanter Spannung 49 gelieferte konstante Ausgangsspannung von einem Festwiderstand 52 und einem Regelwiderstand 53 geteilt. Die von einer Verbindungssteile zwischen den Widerständen 52, 53 abgegebene Ausgangsspannung liegt als elektrische Vorspannungsquelle 12a für die Entwicklung an der Entwicklungsvorrichtung 12 an. Diese an der Entwicklungsvorrichtung 12 anliegende Ausgang εspannung ist durch Verstellen des Regelwiderstandes 53 veränderbar.

An den Regelwiderstand 48 ist ferner ein Pestwiderstand 54 und ein Regelwiderstand 55 angeschlossen. Die von einer Verbindungsstelle zwischen den Widerständen 54, 55 abgegebene Ausgangsspannung liegt als elektrische Hilfsvorspannungsquelle 19B für die Übertragung an der Übertragungswalze 20 an. Die an die Übertragungswalze 20 angelegte Ausgangsspannung kann durch Verstellen des Regelwiderstandes 55 unabhängig von den anderen Vorspannungen verändert werden.

Wenn bei der in Pig. 6 gezeigten Schaltung für die elektrische Vorspannung die Position des Gleitabgriffs 46A am Regelwiderstand 46 geändert wird, ändert sich dessen Ausgangsspannung, d.h. die elektrische Hauptvorspannungsquelle 19A für die Übertragung. Der Schal tiere is konstanter Spannung 49 arbeitet dabei

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auf aer Basis der Ausgangsspannung des Gleitabgriffs 46A des Regelwiderstandes 46. Die vom Schaltkreis konstanter Spannung· 49 abgegebene Ausgangβspannung wird im Verhältnis zum Erdpotential selbsttätig im gleichen Ausmaß geändert, wie die Änderung der Ausgangsspannung mit Hilfe des Gleitabgriffs 46A des Regelwiderstandes 46. Folglich tritt keine Änderung in den Unterschieden zwischen der Spannung der elektrischen Vorspannungsquellen 11B, 12A durch Teilen der vom Schaltkreis konstanter Spannung 49 abgegebenen Ausgangsspannung und der Spannung der elektrischen Hauptvorspannungsquelle 19A ein, die das Bezugspotential darstellt. Darüberhinaus kann der Spannungswert der elektrischen Hilfsvorspannungsquelle 19B für die Übertragung durch Einstellen des Regelwiderstandes 55 unabhängig von der Einstellung der anderen Vorspannungen geändert werden. Dadurch ist die Spannung jeder elektrischen Vorspannungsquelle einstellbar, ohne daß davon ein Einfluß auf den eingestellten Wert irgendeiner anderen elektrischen Vorspannungsquelle ausgeht. Es kann also eine sogenannte einzige Einstellung erfolgen. An der Spannungsteilerschaltung mi± Widerständen, dem Schaltkreis mit konstanter Spannung und ähnlichen Bauelementen sind verschiedene Änderungen möglich. Z.B. kann der mit Widerständen arbeitende Spannungsteiierkreis der elektrischen Hilfsvorspannungsquelle 19B für die Übertragung einen Regelwiderstand 48 mit Gleitabgriff aufweisen. Außerdem kann der Schaltkreis konstanter Spannung 49 eine zenerdiode, Entladungsröhre und einen Transistor oder andere herkömmliche Schaltkreise aufweisen.

fig. 7 zeigt ein anderes Beispiel eines elektrischen Vorspannungsschaltkreises, bei dem kein Schaltkreis konstanter Spannung wie in Pig. 6 vorgesehen ist, sondern Regelwiderstände 56, 57 in Reihe an die Gleichstromquelle 45 angeschlossen sind, die den gleichen Widerstandswert haben und jeweils mit Gleitabgriffen versehen.sind. Eine Spannungsteilerschaltung aus in Reihe geschalteten Widerständen 56, 47, 57, 48 ist so ausgelegt, daß ihr Widerstandswert kleiner ist als der der anderen Widerstände. Polglich fließt ein ziemlich hoher Ruhestrom durch die in Reihe geschalteten Widerstände, der nicht stark

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durch Strom geändert wird, weloher in und aus jeder einzelnen elektrischen Vorspannungsquelle 11B, 12A, ¹9A, 19B fließt. Außerdem sind die Gleitabgriffe 56A, 57A miteinander verzahnt. Der Widerstandswert zwischen den (JIeitabgriffen 56A» 57A entspricht der Summe von Teilen der Widerstandswerte der Widerstände 56, 57 und dem Widerstandswert des Widerstandes 47· Wenn die Summe dieser Widerstandswerte stets konstant ist, wird die Spannung zwischen den Gleitabgriffen 56A, 57A ständig konstant gehalten, da der vom Widerstand 56 zum Widerstand 48 fließende Strom im wesentlichen konstant ist. Die in Pig, 7 gezeigte Schaltung konstanter Spannung hat einen einfachen Aufbau und läßt sich wirksam am erfindungsgemäßen elektrophotographisehen Kopiergerät einsetzen.

Wie schon erwähnt, schafft die Erfindung eine elektrophotographische Vorrichtung, mit der eine Vielzahl von Kopien durch wiederholtes Entwickeln und Übertragen eines nur einmal auf einem ladungen haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Ladungsbildes herstellbar ist. Dabei wird an einen elektrisch leitfähigen Körper zum Abstützen eines Ladungen haltenden Gliedes eine Hauptvorspannung für die Übertragung angelegt und an eine Übertragungswalze eine Hilfsvorspannung für die Übertragung angelegt. Längs einer Zufuhrbahn für das Kopierpapier sind geerdete Elemente vorgesehen, die die wirksame übertragung des Tonerbildes auf ein Bildempfangspapier von reduziertem Widerstandswert bei hoher Feuchtigkeit gewährleisten. Hierdurch wird sowohl bei hoher als auch bei niedriger Feuchtigkeit immer die richtige Übertragungsvorspannung im Übertragungsbereich eingehalten.

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Claims

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WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ _w,_Mi«. «»ham>

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UANDATAIRBS AORii« PKEt l'oPPICB BUROPEEN DEI IRBVBTt DIFL-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-INO. XUPBRT OOBTJ

D-8000 MÜNCHEN 90 3 1 Q A 2 1 2 SCHWEIGERSTRASSE 2

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teucilam m: frotbctpatbnt telex: 124070

Patentansprüche

Kopier-Elektrophotographische/vorrichtung mit einem elektrische

Ladung haltenden Glied, welches von mindestens einem elektrisch leitfähigen Körper abgestützt ist, einer Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln einer auf 4em elektrische ladung haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Abbildung in eine sichtbare Abbildung, einer Übertragungsvorrichtung mit Übertragungswalze, die in Berührung mit dem elektrische Ladung haltenden Glied angeordnet ist, und einer Zufuhreinrichtung für Kopierpapier zum Transport des Kopierpapiers durch einen Tonerbild-Übertragungsbereich, in welchem das elektrische Ladung haltende Glied mit der Übertragungswalze in Berührung tritt, die so betätigbar· ist, daß sie Entwicklungsund Übertragungsschritte anhand des einmal auf dem elektrische Ladung haltenden Glied erzeugten elektrostatischen latenten Ladungsbildes "wiederholt und auf einer Vielzahl von Kopiepapieren die gleiche Abbildung schafft,

gekennzeichnet durch eine elektrische Hauptvorspannung squelle für die Übertragung, die zwischen den elektrisch leitfähigen Körper (9A) und Erde geschaltet ist und einen Anschluß hat, über den eine Vorspannung an den elektrisch leitfähigen Körper anlegbar ist, deren Polarität die gleiche ist wie die Tonerladepolarität (39), eine elektrische Hilfsvorspannungsquelle, die zwischen die Übertragungswalze (20) und Erde geschaltet ist und einen Anschluß hat, über den eine Vorspannung von entgegengesetzter Polarität zur Tonerladepolarität (39) anlegbar ist, und eine Kopierpapierführung (17), die die Zufuhrvorrichtung für das Kopierpapier bildet und mindestens mit einem Teil geerdet ist, wobei die übertragungsvor-

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spannung automatisch absenkbar ist, wenn der Widerstandswert des Kopierpapiers (15) wegen seines Feuchtigkeitsabsorptionsvermögens bei hoher Feuchtigkeit oder dgl. absinkt und das Eingehen, einer unerwünschten elektrischen Ladung in einen nicht bildmäßig belichteten Bereich der elektrostatischen latenten Abbildung verbandexbar ist.

2. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Hauptvorspannungsquelle für die Übertragung eine Gleichstromquelle (45) und eine Spannungsteilerschaltung aufweist, die an die Gleichstromquelle angeschlossen ist und einen Regelwiderstand (46) mit Gleitabgriff (46A) aufweist, der an den elektrisch leitfähigen Körper (9A) angeschlossen ist.

5. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chne t, daß die elektrische Hilfsvorspannungsquelle eine Gleichstromquelle (45) und eine Spannungsteilerschaltung aufweist, die an die Gleichstromquelle angeschlossen ist und einen Regelwiderstand aufweist, der mit in Reihe geschalteten festen und veränderbaren Widerständen (56, 47, 57» 48) parallelgeschaltet ist, deren gemeinsame Verbindungsstelle an die Übertragungswalze (20) angeschlossen ist.

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