DE4436672C2

DE4436672C2 - Kontaktübertragungssystem

Info

Publication number: DE4436672C2
Application number: DE19944436672
Authority: DE
Inventors: Toshiya Takahata; Tatsuro Ohsawa; Yasuhito Hirashima; Yoshiro Koga
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2014-10-14
Also published as: DE4436672A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontaktübertragungssystem zur Ausbildung eines Bildes unter Verwendung eines elektrofotografischen Prozesses in einer Bilderzeugungseinrichtung.

Neuerdings wurden in Bilderzeugungseinrichtungen, die einen elektrofotografischen Prozeß verwenden, anstelle von Koronaaufladung und Koronaübertragung, die herkömmlicherweise benutzt wurden, Kontaktaufladung und Kontaktübertragung untersucht, um die Ozonerzeugung zu reduzieren. Als ein Beispiel der Kontaktübertragung wurde eine Vorspannungswalzenübertragung untersucht. Als ein Verfahren zur Durchführung der Vorspannungswalzenübertragung sind (I) ein Konstantspannungssteuerverfahren, in dem eine konstante Spannung an ein Übertragungselement angelegt wird, und (II) ein Konstantstromsteuerverfahren, in dem ein konstanter Strom an ein Übertragungselement angelegt wird, untersucht worden.

Jedoch war in dem Konstantspannungssteuerverfahren eine gute Übertragung unter Verwendung einer konstanten Spannung nur schwer zu erzielen, da der elektrische Widerstand eines Aufzeichnungselements (beispielsweise Papier) und eines Übertragungselements (beispielsweise eine Übertragungswalze) gemäß der Umgebungsbedingungen stark variiert. Aus diesem Grund wird in dem US-Patent 5,179,397 ein verbessertes Konstantspannungssteuerverfahren vorgeschlagen. In dem vorgeschlagenen Verfahren (das nachfolgend als ATVC- Steuerverfahren bezeichnet wird) wird der Widerstandswert einer Walze durch Anlegen eines konstanten Stroms an die Walze bestimmt und, entsprechend dem so bestimmten Widerstandswert, eine Vorspannung zur Übertragung erzeugt, und dann wird eine konstante Spannung an die Walze angelegt.

Andererseits ist ein Konstantstromsteuerverfahren zur Durchführung einer guten Übertragung in Bezug auf Variationen der Belastung eines Übertragungselementes und eines Aufzeichnungselementes in dem US-Patent 3,781,105 offenbart. Wenn jedoch in dem Konstantstromsteuerverfahren die Breite des Aufzeichnungselementes variiert, resultiert daraus eine schlechte Übertragung. Insbesondere fließt ein Strom, wenn das Aufzeichnungselement klein ist, direkt von dem Übertragungselement zur Oberfläche eines Bildträgers in einem Bereich, in dem das Aufzeichnungselement nicht vorhanden ist, wodurch eine Anwendungsspannung verringert wird. Im Hinblick darauf ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2- 272590 von Heisei ein verbessertes Verfahren offenbart, in dem ein an eine Übertragungseinrichtung angelegter Strom gemäß der Breite eines Aufzeichnungselements variiert wird.

Auch wurde in Bezug auf die Vorspannungswalzenübertragung der Widerstand des Übertragungselementes an verschiedenen Punkten entlang des Elementes untersucht. Z. B. wird in der Druckschrift JAPAN HARD COPY 1991 FALL "Roller Transfer Method using an elastic member of an intermediate resistence" ein relativ großer Widerstandswert des Übertragungselementes verwendet. Dies erfordert als Übertragungsversorgungsquelle eine Hochspannungsversorgungsquelle, die zur Abgabe einer Spannung in der Größenordnung von 4 kV oder mehr fähig ist. In diesem Fall kann, wenn ein Teilbereich geringen Widerstandes in einem Element hohen Widerstandes vorliegt (was nachfolgend als Widerstandsvariation bezeichnet wird), oder wenn die Vorrichtung während einer Papierverklemmung gestoppt wird, eine Hochspannung in der Größenordnung von 4 kV direkt an einem Latentbildträger anliegen, um so ein Loch in einer Fotoschicht auf dem Latentbildträger zu erzeugen. Dies hat wiederum eine Aufladung und eine schlechte Übertragung zur Folge (was nachfolgend als ein Nadelloch bezeichnet wird). Insbesondere wird das Nadelloch vorgefunden, wenn ein organisches Fotoelement mit einer geringen Durchschlagsfestigkeit als Latentbildträger verwendet wird. Um ein derartiges Nadelloch zu verhindern, wurde auch ein Aufbau vorgeschlagen, in dem die äußere Schicht des Übertragungselements (der Übertragungswalze) mit einer Schicht mit hohem Widerstand ummantelt ist, um so eine Mehrschichtwalze zu bilden. Wenn ein Übertragungselement geringen Widerstands verwendet wird, ist eine geringe Vorspannung zur Übertragung erforderlich, selbst wenn die Variationen des Widerstandswertes vorhanden sind, und somit ist in Bezug auf das Nadelloch eine Verwendung des Übertragungselements geringen Widerstands vorteilhaft. Jedoch ist es bisher als unmöglich betrachtet worden, dies im praktischen Gebrauch anzuwenden, da, wenn ein Übertragungselement geringen Widerstands (5 × 10⁸ Ω oder weniger) verwendet wird, das Oberflächenpotential des Latentbildträgers aufgrund der Einwirkung der Übertragungsvorspannung entgegengesetzte Polarität erhält, so daß eine Nebenbilderscheinung im Zyklus des Latentbildträgers auftritt. (Diese Erscheinung wird nachfolgend als Bildspeicher oder als Nebenbilderscheinung bezeichnet.)

Weiterhin wurde auch bei der Kontaktübertragung verwendeter Toner untersucht. Beispielsweise wurde, obwohl es nicht direkt mit der Kontaktübertragung verbunden ist, da es nicht nur eine Verbesserung des alternden Toners, sondern auch eine Verbesserung eines Entwicklungsverfahrens ist, ein Entwicklungsverfahren vorgeschlagen, bei dem zwei Arten von feinem Pulver mit jeweils einem anderen mittleren Teilchendurchmesser extern zusammengefügt und gemischt werden, wie aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-45188 von Heisei ersichtlich.

Jedoch müssen bei den oben genannten herkömmlichen Techniken folgende Nachteile überwunden werden.

Zunächst ist bei der ATVC-Steuerung, wie sie im US-Patent 5,179,397 offenbart ist, oder bei einer solchen variablen Stromsteuerung, wie sie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-272590 von Heisei offenbart ist, eine Einrichtung notwendig, die zur Erkennung des Widerstandswerts des Übertragungselements, der Breite des Aufzeichnungselements und ähnlichem dient. Weiterhin muß natürlich ein Steuersystem eingerichtet werden, das eine derartige Einrichtung verwendet. Aus diesem Grund sind diese Steuerverfahren sehr nachteilhaft in Bezug auf die Kosten und das Einbauvolumen der Bilderzeugungseinrichtung. Auch ist eine teure und komplizierte Stromversorgungsquelle erforderlich, um das Signal der Erkennungseinrichtung unter Verwendung eines Mikroprozessors zu verarbeiten, und um den Ausgang einer Hochspannungsversorgungsquelle zu bestimmen und zu ändern.

Zweitens ist die Mehrschichtwalze, die als Einrichtung zur Verhinderung der Nadellöcher verwendet wird, außerordentlich nachteilhaft in Bezug auf Herstellungsverfahren, Herstellungszeit, Kosten und Handhabung, da sie eher eine komplex aufgebaute Walze als eine Einschichtwalze ist.

Drittens wurde herausgefunden, daß eine schlechte Übertragung auftreten kann, wenn ein Toner, der aus Harzteilchen mit zwei oder mehreren Arten von externen Zusätzen mit unterschiedlichem Teilchendurchmesser zusammengesetzt ist, in einer Kontaktübertragungsvorrichtung verwendet wird. Beispiele einer schlechten Übertragung sind eine Lücken- oder Hohlzeichenerscheinung (die Erscheinung, in der der zentrale Bereich eines Zeichens nicht auf das Aufzeichnungselement übertragen wird, was nachfolgend als weiße Lücke bezeichnet wird), eine dichtereduzierende Verunreinigung der Rückseite des Aufzeichnungselements aufgrund von Schlierenbildung, und andere nachteilhafte Erscheinungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kontaktübertragungsvorrichtung und eine Bilderzeugungseinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der Toner und Übertragungselement gegenüber dem Stand der Technik optimiert sind. Diese Aufgabe löst die Erfindung durch das Kontaktübertragungssystem gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 bis 3. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes unter Anwendung eines elektrofotografischen Prozesses und insbesondere eine Bilderzeugungseinrichtung, die geeignet ist, einen elektrofotografischen Prozeß durch Anwendung von Kontaktübertragung auszuführen.

Ein Grundkonzept der vorliegenden Erfindung ist es, daß verschiedene Nachteile in den Eigenschaften der Kontaktübertragung nicht durch ein kompliziertes elektronisches Steuerverfahren, wie beispielsweise das ATVC- Steuerverfahren und das Steuerverfahren mit variablem Strom, überwunden werden. Stattdessen müssen die Nachteile überwunden werden, indem die Komponenten einer Kontaktübertragungsvorrichtung oder die Komponenten einer Bilderzeugungseinrichtung, die die Kontaktübertragungsvorrichtung einschließt, genauer und detaillierter untersucht werden.

Gemäß eines Aspekts stellt die Erfindung eine Kontaktübertragungsvorrichtung mit guten Übertragungseigenschaften bereit, die eine einfache Versorgungsquelle ohne komplizierte Steuerung verwendet, geringe Kosten verursacht und eine geringe Größe aufweist.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, das Auftreten einer weißen Lückenerscheinung während eines langen Benutzungszeitraums zu verhindern, unabhängig von Variationen der Umgebungsbedingungen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Übertragungswirksamkeit während eines langen Benutzungszeitraums stabilisiert wird, unabhängig von Variationen der Umgebungsbedingungen, wodurch eine Dichteverringerung verhindert wird.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Grad der Schlierenbildung auf einem Latentbildträger beschränkt wird, wodurch die Verunreinigung der rückwärtigen Oberfläche des Aufzeichnungselements, wie beispielsweise Papier, reduziert wird.

Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß eine gute Kontaktübertragung von hoher Qualität erzielt wird, wobei eine einfache Konstantstromversorgungsquelle unabhängig von der Breite eines Aufzeichnungselements verwendet wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Auftreten eine Nebenbilderscheinung kontrolliert wird, selbst wenn ein Übertragungselement einen relativ geringen Widerstand aufweist.

Es ist noch ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß eine Kontaktübertragungsvorrichtung geschaffen wird, die von hoher Qualität und äußerst zuverlässig ist.

Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, daß eine schlechte Übertragung aufgrund von Leckströmen eines Übertragungsstroms verhindert wird.

Die Kontaktübertragungsvorrichtung und die Bilderzeugungseinrichtung, die die Kontaktübertragungs vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt, basieren auf dem oben genannten Grundkonzept. D. h., um eine Kontaktübertragungsvorrichtung, wie sie erwartet wird, und eine Bilderzeugungseinrichtung, die die Kontaktübertragungs vorrichtung umfaßt, zu schaffen, wurden verschiedene Elemente in Verbindung mit ihrem Betrieb sorgfältig untersucht, um dadurch nach den Bedingungen zu suchen, die eine gute Kontaktübertragung bewirken können. Nach einer solchen sorgfältigen Untersuchung haben die Erfinder herausgefunden, daß Toner, externe Zusätze, Übertragungselement, Latentbildträger, elektrofotografische Prozeßgeschwindigkeit, Übertragungsstrom und Widerstandswerte verschiedener Nebenelemente in Verbindung mit dem Betrieb der Kontaktübertragungsvorrichtung eine signifikante Wirkung auf die Kontaktübertragungseigenschaften haben.

Anders ausgedrückt, die vorliegende Erfindung basiert auf den folgenden Tatsachen, die durch die Erfinder herausgefunden wurden.

1. Wenn der Widerstand der Übertragungseinrichtung im Bereich von 10⁶ bis 10⁹ Ω eingestellt wird, dann ist eine Übertragung mit einer geringen Übertragungsvorspannung, die die Durchschlagsfestigkeit des Latentbildträgers nicht überschreitet, möglich. Dies ist vorteilhaft bei der Verhinderung eines Nadelloches, der Verringerung der Kosten einer Stromquelle und der Verringerung der Größe der Vorrichtung. Gleichzeitig ist es nicht mehr notwendig, eine Schicht mit hohem Widerstand oder ähnliches auf der äußeren Schicht des Übertragungselements vorzusehen. Dies ist vorteilhaft bei der Verminderung der Kosten des Übertragungselements, da die Notwendigkeit elimiert wurde, eine Mehrschichtwalze zu benutzen.
2. Wenn das Verhältnis zwischen der lufthaltigen Schüttdichte des Toners und der Härte des Übertragungselements optimiert wird, kann eine weiße Lückenerscheinung in hohem Maße verhindert werden.
3. Wenn mindestens zwei Arten von externen Zusätzen mit unterschiedlichem Teilchendurchmesser extern zu den Tonerteilchen hinzugefügt werden und das Ausmaß ihrer externen Beimengung optimiert wird, kann eine Übertragungswirksamkeit stabilisiert werden, selbst während eines Haltbarkeitstests und eines Test unter verschiedenen Umgebungsbedingungen. Auch kann eine Dichteänderung reduziert werden.
4. Gemäß den Arten der Oberflächenbehandlungsmittel zur Oberflächenbehandlung der externen Zusätze, die den Tonerteilchen hinzugefügt werden, variieren die Maximalwerte der Oberflächenbedeckungsraten der externen Zusätze. Daher kann, wenn die Maximalwerte für jedes der Oberflächenbehandlungsmittel optimiert werden, das Ausmaß der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger auf einen vorgegebenen Betrag beschränkt werden.
5. Wenn die Mengen der externen Zusätze und der Widerstandswert des Übertragungselements optimiert werden, kann eine gute Kontaktübertragung unter Verwendung einer einfachen Konstantstromversorgungsquelle, unabhängig von der Breite des Aufzeichnungselements erzielt werden.
6. Wenn der Widerstandswert des Übertragungselements, die Breite des Übertragungselements, die Prozeßgeschwindigkeit, die Dicke der Fotoschicht des Latentbildträgers und der Übertragungsstrom optimiert werden, kann die Nebenbilderscheinung verhindert werden, selbst wenn ein Übertragungselement mit einem relativ geringen Widerstand verwendet wird.
7. Da das Verhältnis zwischen den Widerstandswerten der außer dem Übertragungselement vorhandenen Elemente, die in Kontakt mit dem Aufzeichnungselement stehen, und der Prozeßgeschwindigkeit optimiert wird, kann eine schlechte Übertragung aufgrund von Leckstrom verhindert werden.

Eine Kontaktübertragungsvorrichtung und eine Bilderzeugungseinrichtung, die die Kontaktübertragungs vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet, wird im einzelnen durch die folgenden, am meisten geeigneten Ausführungsformen beschrieben.

Fig. 1 ist eine allgemeine Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Kontaktübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2(a) ist ein Blockdiagramm einer Konstantstromquelle, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird; und

Fig. 2(b) ist ein Flußdiagramm, um den Betrieb der in der ersten Ausführungsform verwendeten Konstantstromquelle zu erklären.

Fig. 3 ist eine Ansicht zur Erklärung eines Verfahrens zur Messung des Widerstands einer Übertragungswalze.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Widerstands einer Übertragungswalze, einer zur Übertragung notwendigen Vorspannung und der Durchschlagsfestigkeit eines Latentbildträgers.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der lufthaltigen Schüttdichte eines Toners, der Härte einer Übertragungswalze und zufriedenstellender Bereiche bezüglich einer weißen Lückenerscheinung.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der Ergebnisse einer Bildauswertung nach einem Haltbarkeitstest mit 10.000 Übertragungen, mit der Menge eines externen Zusatzes mit einem großen Teilchendurchmesser und der Menge eines externen Zusatzes mit einem geringen Teilchendurchmesser als Parameter.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung von Übertragungswirksamkeiten in einer Umgebung mit 10°C und 15% relativer Luftfeuchtigkeit (nachfolgend als LL-Umgebung bezeichnet) und in einer Umgebung mit 35°C und 65% Luftfeuchtigkeit (nachfolgend als HH-Umgebung bezeichnet) nach einem Haltbarkeitstest mit 10.000 Übertragungen.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen dem Ausmaß der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger eines Oberflächenbehandlung-A-Toners und den Mengen von externen Zusätzen, die einen großen bzw. einen kleinen Teilchendurchmesser aufweisen.

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen dem Ausmaß der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger eines Oberflächenbehandlung-B-Toners und den Mengen von externen Zusätzen, die einen großen bzw. einen kleinen Teilchendurchmesser haben.

Fig. 10 ist eine graphische Darstellung der Übertragungswirksamkeiten von Papier im Brief- und Postkartenformat in der LL- und in der HH-Umgebung.

Fig. 11 ist ein Schaltbild einer Vorspannungswalzenübertragung, die in einem Ersatzschaltbild modellgemäß nachgebildet ist.

Fig. 12 ist eine graphische Darstellung von Übertragungswirksamkeiten, wenn Papier im Briefformat und Papier im Postkartenformat bei Übertragung in der LL-Umgebung vorliegt, mit der Menge von externen Zusätzen als Parameter.

Fig. 13 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der Menge von externen Zusätzen in einem Toner und Stromüberlappungswerten.

Fig. 14 ist eine graphische Darstellung von Übertragungswirksamkeiten, wenn bei der Übertragung Papier im Briefformat und Papier im Postkartenformat in der LL-Umgebung vorliegt mit dem Widerstand einer Übertragungswalze als Parameter.

Fig. 15 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen dem Widerstand einer Übertragungswalze und Stromüberlappungswerten.

Fig. 16 ist eine graphische Darstellung der Bereiche, die mit einem konstanten Strom gesteuert werden können, mit dem Widerstand einer Übertragungswalze und der Menge von externen Zusätzen als Parameter.

Fig. 17 ist eine allgemeine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Kontaktübertragungsvorrichtung und einer Bilderzeugungseinrichtung, die die Kontaktübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt.

Fig. 18 ist eine Ansicht eines Bildmusters, das dazu verwendet wird, das Oberflächenpotential eines schwarzen Bereichs nach der Aufladung zu messen.

Fig. 19 ist eine Ansicht eines Bildmusters, das dazu verwendet wird, das Oberflächenpotential eines weißen Bereichs nach der Aufladung zu messen.

Fig. 20 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der Druckbelastung und dem Oberflächenpotential eines Latentbildträgers nach der Aufladung bei einem Übertragungsstrom von 3 µA in der LL-Umgebung.

Fig. 21 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der Druckbelastung und dem Übertragungsstrom, der eine Nebenbilderscheinung verursacht, in der LL- und der HH-Umgebung.

Fig. 22 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen dem Widerstand der Übertragungswalze, der Druckbelastung und dem Übertragungsstrom, der eine Nebenbilderscheinung erzeugt, in der HH-Umgebung.

Fig. 23 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen dem Widerstand der Übertragungswalze und den zufriedenstellenden Bereichen hinsichtlich einer Nebenbilderscheinung.

Fig. 24 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der Menge von externen Zusätzen zu einem Toner und guten Übertragungsbereichen, die eine zufriedenstellende Bilddichte liefern.

Fig. 25 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen dem Widerstand der Übertragungswalze und guten Übertragungsbereichen (die Bereiche, die eine zufriedenstellende Bilddichte liefern und das Auftreten einer Nebenbilderscheinung verhindern).

Fig. 26 ist eine graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen der Dicke der Fotoschicht des Latentbildträgers und guten Bereichen hinsichtlich einer Nebenbilderscheinung.

Fig. 27 ist ein Schaltbild einer Vorspannungswalzenübertragung, die in einem Ersatzschaltbild modellgemäß nachgebildet ist.

Im folgenden werden in einer ersten Ausführungsform hauptsächlich Widerstand und Härte eines Übertragungselements, ein Toner und externe Zusätze im einzelnen beschrieben, während in einer zweiten Ausführungsform hauptsächlich Widerstandswerte eines Übertragungselements und anderer Elemente, Übertragungsstrom, Prozeßgeschwindigkeit und der Latentbildträger im einzelnen beschrieben werden.

Fig. 1 ist eine allgemeine Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Kontaktübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung. In Fig. 1 weist ein Latentbildträger 101 einen leitfähigen Unterstützungsbereich 102 und eine Fotoschicht 103 auf, die aus einem organischen Material gebildet ist, eine leichte Leitfähigkeitseigenschaft hat und auf dem leitfähigen Unterstützungsbereich 102 liegt. Der Latentbildträger 101 ist so aufgebaut, daß er einen Durchmesser von 30 mm hat und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 24 mm/sec rotiert werden kann (was als Prozeßgeschwindigkeit von 24 mm/sec betrachtet wird). Die Fotoschicht 103 hat eine Dicke von ungefähr 17 µm und eine relative Dielektrizitätkonstante von ungefähr 3,2. Andererseits wird eine Übertragungswalze 104 (die einen Durchmesser von 16 mm und eine Breite von ungefähr 220 mm aufweist) durch ein elastisches Element, wie beispielsweise eine Feder, getragen, und mit einer Last in der Größenordnung von einigen g/mm bis 20 g/mm gegen den Latentbildträger 101 gedrückt, so daß dort ein Klemmbereich in der Größenordnung von 1 bis 4 mm zwischen der Übertragungswalze 104 und dem Latentbildträger 101 sichergestellt werden kann.

Wenn das vordere Ende eines Aufzeichnungselements 107 den Übertragungsklemmbereich erreicht, wird gleichzeitig ein vorgegebener Strom durch eine Konstantstromversorgungsquelle 105 geliefert, wodurch ein Toner 106, der auf dem Latentbildträger 101 entwickelt wurde, auf das Aufzeichnungselement 107 übertragen wird. Hier wird im allgemeinen Papier als das Aufzeichnungselement 107 verwendet. Jedoch kann neben Papier auch eine Postkarte, ein Umschlag, ein Plastikfilm, eine dünne Platte u. ä. verwendet werden.

Die entsprechenden Abschnitte einer Vorübertragungsführung 108 und einer Nachübertragungsführung 109 u. ä., die in Kontakt mit dem Aufzeichnungselement 107 geraten können, sind aus einem Material von hohem Widerstand gebildet, mit einem Oberflächenwiderstand von 10⁹ Ω oder mehr, um Leckströme in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit zu verhindern. Wenn jedoch die Führungen aus einem Material mit hohem Widerstand gebildet sind, kann ein unfixierter Toner auf dem Aufzeichnungselement 107 aufgrund von Reibungsaufladung zwischen dem Aufzeichnungselement 107 und der Nachübertragungsführung 109 in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit hinwegströmen. Deshalb ist die Nachübertragungsführung 109 aus einem Material gebildet, das das Aufzeichnungselement 107 nicht übermäßig auflädt. In der vorliegenden Erfindung wird Polyethylentherephthalat mit darin verteiltem Glas als das Material der Nachübertragungsführung 109 verwendet.

Obwohl es hier nicht gezeigt ist, sind in der Umgebung des Latentbildträgers 101 verschiedene Elemente angeordnet, die zur Bilderzeugung notwendig sind, wie beispielsweise eine Aufladungseinrichtung, eine Belichtungseinrichtung zur Bildung eines elektrostatischen Latentbildes, eine Entwicklungseinrichtung, eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen des nach dem Übertragen zurückgebliebenen Toners und ähnliches.

Fig. 2(a) ist ein Blockdiagramm einer Konstantstromversorgungsquelle 105. Nach dem Erhalt von Signalen von einer Ausgangsspannungsdetektoreinrichtung 105a und einer Ausgangsstromdetektoreinrichtung 105b steuert eine Ausgangssteuereinrichtung 105c einen Strom und gibt ihn auf eine Weise aus, daß der Strom konstant gehalten wird, wenn eine Last 105d vorhanden ist.

Fig. 2b ist ein Flußdiagramm, das dazu dient, den Betrieb der Konstantstromversorgungsquelle 105 zu erklären. Zunächst wird geprüft, ob eine festgestellte Spannung V eine maximale Ausgangsspannung Va übersteigt. Wenn sie diese übersteigt, wird die maximale Ausgangsspannung Va ausgegeben. Daher ist in diesem Fall der Ausgang kein Ausgang mit einem konstanten Strom, sondern mit einem Strom, der geringer ist als ein eingestellter Strom Ia. Wenn die festgestellte Spannung V die maximale Ausgangsspannung Va nicht übersteigt, wird der festgestellte Strom I mit dem eingestellten Strom Ia verglichen und der Ausgang wird erhöht oder verringert, so daß ein konstanter Strom Ia geliefert wird.

Als nächstes wird eine Übertragungswalze 104 im einzelnen beschrieben. Die Übertragungswalze 104 ist aus einer elastischen Schaumwalze hergestellt, die aus einer Metallwelle mit einer leitfähigen Schaumschicht, die einen Zelldurchmesser von 50 bis 150 µm aufweist, gebildet ist. Die Übertragungswalze 104 wird über das Aufzeichnungselement 107 mit einem Liniendruck von einigen g bis 10 g/mm stabil gegen den Latentbildträger 101 gepresst und wird im wesentlichen mit derselben Umfangsgeschwindigkeit wie der Latentbildträger 101 gedreht. Weiterhin hat die Übertragungswalze 104 verschiedene Eigenschaften, wie beispielsweise, daß ein Toner schwer daran anhaftet, daß sie nicht den Latentbildträger 101 verunreinigt, daß sie eine geringe Haftfähigkeit aufweist, daß sie schwer verschleißt, daß sie eine gleichförmige Oberfläche hat, daß sie einen guten Kontakt zu dem Latentbildträger 101 hat, usw. Die Härte der Walze wird durch ein JISA-Härtemessgerät an drei Punkten in axialer Richtung und dazu jeweils an vier Punkten in Richtung des Randes gemessen, d. h. es wird der Mittelwert der an zwölf Punkten gemessenen Werte verwendet.

Der Widerstandswert der Übertragungswalze 104, der eine wichtige physikalische Eigenschaft ist, wird gemäß einem in Fig. 3 gezeigten Verfahren gemessen. Eine Walze 201 mit einer Belastung von jeweils 500 g an ihren beiden Wellenenden, wird gegen eine leitfähige Platte 202 gedrückt. Ein Widerstandsmeßgerät 203 ist zwischen der Welle der Walze 201 und der leitfähigen Platte 202 angeschlossen, um so den Widerstand der Walze 201 zu messen. Ein angelegter Strom in dem Widerstandsmeßgerät beträgt 3 µA und der Widerstandswert der Übertragungswalze wird nach 20 sec erhalten.

In der vorliegenden Erfindung kann die Übertragungswalze 104 einen Widerstandswert im Bereich von 10⁶ bis 10⁹ Ω haben. Eine Walze, die einen Widerstandswert von weniger als 10⁶ Ω hat, wird nicht bevorzugt. D. h., in diesem Fall wird, wenn ein Muster mit hoher Beanspruchung, wie beispielsweise ein rein schwarzes Muster gedruckt wird, Toner an die Übertragungswalze 104, die kein Aufzeichnungselement aufweist und einen Latentbildträger, die in direktem Kontakt stehen, anhaften. Der anhaftende Toner kann die Rückseite des Papiers im nächsten Bilderzeugungsprozeß verunreinigen. Andererseits kann eine Nebenbilderscheinung auftreten. Wenn andererseits der Widerstandswert 10⁹ Ω stark überschreitet, muß in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit, in der das Aufzeichnungselement 107 leicht einen hohen Widerstandswert haben kann, die maximale Ausgangsspannung der Konstantstromversorgungsquelle 105 auf einen sehr hohen Wert, der 4 kV übersteigt, eingestellt werden. Dies führt in nachteilhafter Weise zu einer größeren und teureren Vorrichtung, sowie zum Auftreten eines Nadellochs in der Fotoschicht 103.

Tabelle 1 zeigt die Auswertungsergebnisse der Nebenbilderscheinung und der Verunreinigung der Übertragungswalze, wenn eine Konstantstromversorgungsquelle von 3 µA verwendet wird, und die Auswertungsergebnisse der Ausgangsvorspannung, die zur Übertragung in einer trockenen Umgebung notwendig ist. Was die Nebenbilderscheinung betrifft, wird diesbezüglich eine genaue Beschreibung bei der zweiten Ausführungsform gegeben, die später diskutiert wird.

Tabelle 1

Maßstab zur Bewertung von Nebenbilderscheinung und Übertragungswalzenverunreinigung:
O: Eine Übertragungswalze mit diesem Widerstandswert weist keine Nebenbilderscheinung und keine Übertragungswalzenverunreinigung auf, und kann in der Praxis gut verwendet werden.
Δ: Eine Übertragungswalze mit diesem Widerstandswert kann entsprechend der Druckbelastung das Auftreten einer Nebenbilderscheinung verursachen, aber sie kann in der Praxis verwendet werden.
X: Eine Übertragungswalze mit diesem Widerstandswert verursacht eine Verunreinigung der Übertragungswalze und das Auftreten einer Nebenbilderscheinung, und sie kann nicht in der Praxis verwendet werden.

Maßstab zur Bewertung der Übertragungsausgangsvorspannung:
O: Übertragung unter 2000 V möglich.
Δ: Übertragung im Bereich von 2000 bis 4000 V möglich.
X: Eine Vorspannung von 4000 V oder mehr ist erforderlich.

Fig. 4 zeigt eine Übertragungsspannung, die erforderlich ist, wenn das gesamte, rein schwarze Bild in einer trockenen Umgebung auf ein Aufzeichnungselement 107 übertragen wird, das Papier mit einem Wassergehalt von 2% und einer Breite von 216 mm (was nachfolgend als Briefformat bezeichnet wird) umfaßt, mit dem Widerstand der Übertragungswalze als Parameter.

In einer trockenen Umgebung hat das Aufzeichnungselement 107 und die Übertragungswalze 104 einen hohen Widerstandswert und, wenn die Kontaktübertragungsvorrichtung so aufgebaut ist, daß eine Konstantstromversorgungsquelle verwendet wird, wird eine hohe Spannung ausgegeben. Deshalb ist die trockene Umgebung nachteilhaft, da leicht ein Nadelloch auftreten kann. Je höher der Übertragungswalzenwiderstand ist, um so höher ist die erforderliche Spannung. Insbesondere, wenn der Übertragungswalzenwiderstand 10⁹ Ω überschreitet, ist eine Spannung notwendig, die die 2 kV Durchschlagsfestigkeit des Latentbildträgers 101 übersteigt, um eine zufriedenstellende Schwärzungsdichte zu erreichen (Es ist zu beachten, daß, während der Wert der Durchschlagsfestigkeit entsprechend der Art und der Dicke einer Fotoschicht variiert, die Durchschlagsfestigkeit in der vorliegenden Erfindung in der Größenordnung von 2 kV liegt, da eine Fotoschicht mit einer Durchschlagsfestigkeit von 120 V/µm verwendet wird.). Wenn ein Bereich mit einem geringen Walzenwiderstand oder ein Bereich der Fotoschicht 103 mit einer geringen Dicke dort vorhanden ist, wo Bereiche des Latentbildträgers 101 und der Übertragungswalze 104 in direktem gegenseitigen Kontakt stehen, hat eine an dem Latentbildträger 101 angelegte Spannung, die gleich oder größer ist als die Durchschlagsfestigkeit, ein Nadelloch in der Fotoschicht zur Folge. Im Hinblick darauf zeigt Fig. 4 einen Bereich guter Übertragung, der durch schräge Linien gekennzeichnet ist. Wenn der Walzenwiderstand 10⁹ Ω oder weniger beträgt, ist eine Übertragung bei einer Spannung möglich, die gleich ist oder geringer als die Durchschlagsfestigkeit des Latentbildträgers. Somit werden Nadellöcher verhindert, selbst wenn der Widerstand des Übertragungselements geringfügig variiert. Das Ergebnis ist eine leichtere Herstellung und geringere Kosten im Vergleich zu der bekannten Kontaktübertragungsvorrichtung, da es nicht mehr notwendig ist, einen Mehrschichtaufbau durch Bereitstellen einer Schicht mit hohem Widerstand im Randbereich des Übertragungselements zu schaffen.

Als nächstes wird der Toner 106 beschrieben, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Toner 106 kann ein magnetischer oder nicht-magnetischer Toner sein, der einen mittleren Teilchendurchmesser von 5 bis 20 µm aufweist, und gemäß einem gewöhnlichen Herstellungsverfahren, wie beispielsweise einem Schleif-Misch-Verfahren (blending and grinding method), einem Trockensprühverfahren (spray dry method), oder einem Polymerisationsverfahren hergestellt wird. Wenn der Teilchendurchmesser des Toners 106 20 µm übersteigt, wird die Bildschärfe herabgesetzt. Wenn andererseits der Teilchendurchmesser des Toners 106 5 µm oder weniger ist, erhöht sich in nachteilhafter Weise die Wahrscheinlichkeit, daß der Toner 106, der nach der Übertragung zurückgeblieben ist, durch die Reinigungsvorrichtung hindurch schlüpft. Vorzugsweise sollte der Teilchendurchmesser des Toners im Bereich von 7 bis 14 µm liegen.

Die konkreten Tonerbestandteile sind wie folgt:

Polyesterharz	88 Gew.-%
Polypropylenwachs	5 Gew.-%
Ladungssteuerungsmittel	1 Gew.-%
Druckerschwärze	6 Gew.-%

Die oben genannten Bestandteile werden vermischt und mit einer Schneckenpresse (Screw Extruding Machine) grob gemahlen. Dann werden sie mit einem Strahlschleifer (Jet Grinder) fein gemahlen und sortiert, um Tonerteilchen zu erzeugen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 9 µm aufweisen.

Dann werden unter Verwendung eines Henschel-Mixers externe Zusätze, die unterschiedliche mittlere Teilchendurchmesser (13 nm und 40 nm, ein Teilchendurchmesserverhältnis von 3,08) aufweisen, jeweils in die Oberflächen der Tonerteilchen in einer bestimmten Menge eingemischt (0-1,5 Gew.-%), um dadurch einen Toner zu erzeugen. Ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche der externen Zusätze wird nachfolgend beschrieben.

"Oberflächenbehandlung A":

Die externen Zusätze, die jeweils einen großen Teilchendurchmesser (40 nm) und einen kleinen Teilchendurchmesser (13 nm) aufweisen, wurden beide mit Dimethylsilikonöl oberflächenbehandelt. Die hydrophobe Rate der externen Zusätze betrug 60% oder mehr.

"Oberflächenbehandlung B":

Die externen Zusätze, die jeweils einen großen Teilchendurchmesser bzw. einen kleinen Teilchendurchmesser aufweisen, wurden beide mit Hexamethyldisilazan oberflächenbehandelt. Die hydrophobe Rate der externen Zusätze war 50 bis 60%.

Die physikalischen Eigenschaften des Toners, der gemäß der Oberflächenbehandlung B erzeugt wurde, waren gleichwirkend mit denen des Toners, der gemäß der Oberflächenbehandlung A erzeugt wurde, außer daß der gemäß der Oberflächenbehandlung B erzeugte Toner ein gutes Fließvermögen aufwies (lufthaltige Schüttdichte).

"Oberflächenbehandlung C":

Der externe Zusatz, der einen großen Teilchendurchmesser aufwies, wurde mit Dimethylsilikonöl oberflächenbehandelt, während der externe Zusatz, der einen kleinen Teilchendurchmesser aufwies, mit Hexamethyldisilazan oberflächenbehandelt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des gemäß der Oberflächenbehandlung C hergestellten Toners waren gleichwirkend mit denen des gemäß der Oberflächenbehandlung A hergestellten Toners, außer, daß der gemäß der Oberflächenbehandlung C erzeugte Toner ein gutes Fließvermögen aufwies.

Die Messung der lufthaltigen Schüttdichte des Toners wurde durchgeführt, indem ein von Hosokawa Micron hergestelltes Pulvertestgerät verwendet wurde.

Tabelle 2 zeigt die Auswertungsergebnisse des Ausmaßes der weißen Lückenerscheinungen, die erhalten wurden, als ein Übertragungstest an einem OHP-Film unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Kontaktübertragungsvorrichtung durchgeführt wurde. In Tabelle 2 sind auch die lufthaltigen Schüttdichten der entsprechenden Toner gezeigt. Der OHP-Film wird unter verschiedenen Aufzeichnungselementen als ein Film angesehen, der leicht eine weiße Lückenerscheinung erzeugt. Die verwendeten Toner wurden jeweils entsprechend der Oberflächenbehandlungen A, B und C erzeugt. In Bezug auf die Menge der externen Zusätze war die Menge des externen Zusatzes mit dem großen Teilchendurchmesser auf 0,5 Gew.-% festgesetzt, während die Menge des externen Zusatzes mit dem kleinen Teilchendurchmesser im Bereich von 0 bis 0,5 Gew.-% variiert wurde. Es wurde eine Übertragungswalze verwendet, die eine JISA-Härte von 20° aufwies. Der Bewertungsmaßstab ist weiter unten aufgeführt. Die Niveaus, die gleich oder höher sind als das Niveau (3) werden als zulässig betrachtet.

Tabelle 2

Niveau (5): Es tritt überhaupt keine weiße Lückenerscheinung auf.
Niveau (4): Es tritt eine leichte weiße Lückenerscheinung auf, aber sie ist bei Benutzung des OHP-Films nicht erkennbar.
Niveau (3): Es tritt eine leichte weiße Lückenerscheinung auf und sie ist bei Benutzung des OHP-Films geringfügig zu erkennen, jedoch ist sie nicht störend im praktischen Gebrauch.
Niveau (2): Es tritt eine weiße Lückenerscheinung auf, die bei der Benutzung des OHP-Films ein Problem darstellt.
Niveau (1): Es kann selbst bei Benutzung von anderen Aufzeichnungselementen als dem OHP-Film eine weiße Lückenerscheinung auftreten.

Mit den obigen Ergebnissen ergibt sich, daß die Niveaus der weißen Lückenerscheinungen entsprechend den Oberflächenbehandlungsverfahren der externen Zusätze variieren, selbst wenn die Mengen der externen Zusätze gleich sind. Es wurde auch herausgefunden, daß die lufthaltige Schüttdichte (die als ein Parameter verwendet wird) und das Niveau der weißen Lückenerscheinung miteinander verknüpft sind. Wenn die Übertragungswalze mit einer Härte von 20° bei der obigen Auswertung verwendet wird, liefert jeder der gemäß den drei Arten von Oberflächenbehandlung erzeugten Toner ein zulässiges Niveau, wenn seine lufthaltige Schüttdichte ungefähr 0,37 g/cm³ übersteigt. Auch kann eine große lufthaltige Schüttdichte mit einer geringen Menge externer Zusätze sichergestellt werden, wenn die externen Zusätze, die mit Hexamethyldisilazan oberflächenbehandelt sind, verwendet werden (in der vorliegenden Erfindung sind das die Zusätze, die den Oberflächenbehandlungen B und C unterzogen wurden). Dies ist insbesondere als eine Gegenmaßnahme zur weißen Lückenerscheinung wirksam, da die Adhäsionskraft zwischen den Tonern sowie zwischen dem Toner und dem Latentbildträger um so geringer ist, je besser das Fließvermögen ist (d. h. je höher die lufthaltige Schüttdichte ist).

Fig. 5 zeigt die Ergebnisse der Punkte mit Niveau (3) (praktisch verwendbarer Bereich), die gefunden wurden, nachdem eine ähnliche Auswertung der weißen Lückenerscheinung unter Verwendung der lufthaltigen Schüttdichte und der Walzenhärte (JISA) als Parameter durchgeführt wurde. Wenn die lufthaltige Schüttdichte des Toners als R (g/cm³) und die Härte der Übertragungswalze (JISA) als H ausgedrückt wird, muß die lufthaltige Schüttdichte des Toners und die Härte der Übertragungswalze entsprechend dem folgenden Verhältnis eingestellt werden:

R ≧ 0,350 + 0,001 . H.

Ein Faktor für die Abnutzung des OHP-Films, um so die weiße Lückenerscheinung zu verursachen, ist, daß der Oberflächendruck umso höher ist, je härter die Walze ist.

Fig. 6 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der Unterschiede der optischen Dichten der Toner zwischen dem Ausgangszustand des Toners und dem Zustand des Toners, nachdem ein Haltbarkeitstest mit 10.000 Blättern mit der in Fig. 1 gezeigten Kontaktübertragungsvorrichtung durchgeführt wurde. Der Toner gemäß der Oberflächenbehandlung A wurde in allen Kombinationen von externen Zusätzen mit großen Teilchen mit solchen mit kleinen Teilchen verwendet. Der Bewertungsmaßstab ist wie folgt:
O: Die Differenz der optischen Dichte ist 0,15 oder weniger. Der Toner kann im praktischen Gebrauch gut verwendet werden.
Δ: Die Differenz der optischen Dichte ist 0,15 bis 0,3. Der Toner kann im praktischen Gebrauch verwendet werden.
X: Die Differenz der optischen Dichte ist 0,3 oder mehr. Der Toner kann in der Praxis nicht verwendet werden.

Die Testbedingungen sind wie folgt:
Die Übertragungswalze hat einen Widerstand von 10⁸ Ω und eine Härte nach JISA von 20°. Die Übertragungsstromversorgungsquelle ist eine 2 µA Konstantstromversorgungsquelle (maximale Ausgangsspannung 2000 V).

Wie aus Fig. 6 deutlich ersichtlich, existiert ein praktisch brauchbarer Bereich, wenn eine Gesamtmenge des externen Zusatzes mit einem großen Teilchendurchmesser (40 nm) und des externen Zusatzes mit einem geringen Teichendurchmesser (13 nm) 0,5 Gew.-% oder mehr beträgt. Vorzugsweise kann eine Gesamtmenge 0,7 Gew.-% oder mehr betragen, und die Menge des externen Zusatzes mit großem Teilchendurchmesser kann 0,3 Gew.-% oder mehr betragen. Der Toner gemäß der Oberflächenbehandlung B und der Toner gemäß der Oberflächenbehandlung C wurden auf ähnliche Weise untersucht, und es wurde herausgefunden, daß die Untersuchungsergebnisse gleichbedeutend mit denen des Toners gemäß der Oberflächenbehandlung A sind. Je größer die Mengen der externen Zusätze sind, speziell je größer die Menge des hinzugefügten externen Zusatzes mit großem Teilchendurchmesser ist, um so kleiner ist die Differenz in den Dichtevariationen während des Haltbarkeitstests. Es scheint, daß diese Tendenz durch die Tatsache begründet wird, daß die externen Zusätze schwer in die Harzteilchen eingefügt werden können.

Fig. 7 zeigt Übertragungswirksamkeiten jeweils in der LL- und der HH-Umgebung, die erhalten wurden, nachdem ein Haltbarkeitstest mit 10.000 Blättern an einem Toner durchgeführt wurde, der nur den externen Zusatz mit kleinem Teilchendurchmesser mit 0,3 Gew.-% aufwies, und einem Toner, der eine Gesamtmenge von externen Zusätzen von 1,0 Gew.-% aufwies, einschließlich des Zusatzes mit großem Teilchendurchmesser von 0,5 Gew.-% und des externen Zusatzes mit geringem Teilchendurchmesser von 0,5 Gew.-%. Die Übertragungswirksamkeit wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

Übertragungswirksamkeit = {(Menge des Toners auf dem Latentbildträger vor der Übertragung - Menge des nach der Übertragung auf dem Latentbildträger zurückgebliebenen Toners)} : (Menge des Toners auf dem Latentbildträger vor der Übertragung) . 100 (%) (Gleichung 1) Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß der Toner, der nur den externen Zusatz mit kleinem Teilchendurchmesser mit 0,3 Gew.-% aufweist, unter Verwendung der Konstantstromversorgungsquelle schlecht zu übertragen ist, da die Spitzenwerte seiner Übertragungswirksamkeiten nach dem Haltbarkeitstest mit 10.000 Blättern entsprechend der Umgebung variieren. Somit muß, um die Übertragungswirksamkeit für eine wirksame Kontaktübertragung zu erhöhen, der Übertragungsstrom entsprechend der Umgebung verändert werden. Als die Toner nach dem Haltbarkeitstest, die jeweils mit Hilfe von 10.000-fach vergrößerten SEM (Elektronenmikroskop)-Fotografien betrachtet wurden, wurde auch beobachtet, daß im Falle des Toners mit nur dem externen Zusatz mit kleinem Teilchendurchmesser mit 0,3 Gew.-% die externen Zusätze alle eingefügt sind und somit die Oberfläche des Toners freigelegt ist. Inzwischen verändert sich im Falle des Toners mit dem externen Zusatz mit großem Teilchendurchmesser mit 0,5 Gew.-%, der Haftzustand der externen Zusätze zu dem Toner geringfügig in Bezug auf den Ausgangszustand. Aus Fig. 7 und den Beobachtungsergebnissen der SEM-Fotografien des Toners nach dem Haltbarkeitstest ergibt sich, daß der Toner mit den darin eingefügten externen Zusätzen eine beträchtlich verringerte Übertragungswirksamkeit aufweist, und es ist auch, da die Stromwerte, an denen die Übertragungswirksamkeiten ihre Spitzen erreichen, entsprechend der Erfindung variieren, eine Übertragung unter Verwendung der Konstantstromversorgungsquelle schwierig. Es scheint, daß der Grund dafür, daß die eingefügten externen Zusätze in dem Toner die Übertragungswirksamkeit des Toners verringern, darin liegt, daß die eingefügten externen Zusätze das mechanische Anhaften zwischen dem Latentbildträger 101 und dem Toner erhöhen, weshalb es für den Toner schwierig wird, auf das Aufzeichnungselement 107 übertragen zu werden.

Es ist nicht wünschenswert, daß die Gesamtmenge der Zusätze mit großem Teilchendurchmesser (40 nm) und der externen Zusätze mit kleinem Durchmesser (30 nm) 4 Gew.-% übersteigt. Der Grund ist, daß die externen Zusätze leicht zusammenhaften und frei bewegliche externe Zusätze zunehmen, wodurch nachteilige Einflüsse wie Schlierenbildung, Verunreinigung der Vorrichtung und ähnliches verursacht werden können.

Fig. 8 zeigt die Untersuchungsergebnisse der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger 101 und der Menge der extern zugefügten externen Zusätze mit großem und kleinem Teilchendurchmesser unter Verwendung des Toners gemäß der Oberflächenbehandlung A. Da die Schlierenbildung die Verunreinigung der Rückseite des Papiers bewirkt, ist es notwendig, die Schlierenbildung auf einen bestimmten Wert oder weniger zu beschränken. Der Bewertungsmaßstab ist wie folgt:
O: Die Größe der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger ist 0,03 mg/cm² oder weniger. Der Toner kann gut im praktischen Gebrauch verwendet werden.
Δ: Die Größe der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger ist 0,03 bis 0,04 mg/cm². Der Toner kann im praktischen Gebrauch verwendet werden.
X: Die Größe der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger ist 0,04 mg/cm² oder mehr. Der Toner kann praktisch nicht verwendet werden.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, verschlimmert sich die Schlierenbildung mit zunehmender Gesamtmenge von externen Zusätzen. Deshalb beachteten die Erfinder insbesondere eine Oberflächenbedeckungsrate (γ) und fanden eine Linie, auf der die Oberflächenbedeckungsrate γ 2,0 ist. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß eine enge Beziehung zwischen einem praktisch verwendbaren Bereich und der Oberflächenbedeckungsrate existiert. Fig. 9 zeigt die Schlierenbildung und die Oberflächenbedeckungsrate im Falle des Toners der Oberflächenbehandlung B. Im Vergleich mit dem Toner der Oberflächenbehandlung A ist ein Bereich mit guter Schlierenbildung eng. Somit wurden gute Ergebnisse hinsichtlich der Schlierenbildung erzielt, wenn die Oberflächenbedeckungsrate γ 1,6 oder weniger beträgt.

Fig. 8 und 9 zeigen, daß eine Beziehung zwischen der Oberflächenbedeckungsrate (γ) und der Schlierenbildung existiert, und daß ein guter Bereich bezüglich der Schlierenbildung entsprechend den bei der Oberflächenbehandlung verwendeten Materialien variiert. In dem Toner der Oberflächenbehandlung A existiert ein guter Bereich bezüglich Schlierenbildung bei einer Oberflächenbedeckungsrate von γ 2,0 oder weniger. In dem Toner der Oberflächenbehandlung B existiert ein guter Bereich bezüglich Schlierenbildung bei einer Oberflächenbedeckungsrate γ von 1,6 oder weniger. In dem Toner der Oberflächenbehandlung C existiert ein guter Bereich bezüglich Schlierenbildung bei der Oberflächenbedeckungsrate γ von 1,8 oder weniger. Der Grund, warum der gute Bereich bezüglich Schlierenbildung entsprechend den in der Oberflächenbehandlung verwendeten Materialien variiert, ist nicht klar. Jedoch kann man sich vorstellen, daß die Aufladungseigenschaft des Toners entsprechend den hydrophoben Raten der exteren Zusätze variiert. Die Oberflächenbedeckungsrate (γ) wurde entsprechend der folgenden Gleichung unter der Annahme berechnet, daß die externen Zusätze und Tonerteilchen eine kugelartige Form aufweisen und nicht aneinander haften:

Oberflächenbedeckungsrate (γ) = Σ(1/π . R/ri . ρ/ρi . Wi/100) (Gleichung 2)

wobei R der Radius (m) der Tonerteilchen ist, ri der Radius der externen Zusätze ist, p die Dichte (kg/m³) der Tonerteilchen ist, ρi die Dichte (kg/m³) der externen Zusätze ist, und Wi der Anteil (Gew.-%) von externen Zusätzen i zu den Tonerteilchen ist.

Bisher war es schwierig, unabhängig von der Breite eines Aufzeichnungselements und der Umgebungsbedingungen eine gute Kontaktübertragung unter Verwendung einer konstanten Stromversorgungsquelle zu erzielen. Jedoch wird entsprechend der Erfindung, wie nachfolgend beschrieben, eine Vorrichtung zum Ändern eines Übertragungsstroms entsprechend der Breite des Aufzeichnungselements und entsprechend der Umgebungsbedingungen nicht mehr benötigt. Im einzelnen werden die Ergebnisse unserer Experimente nachfolgend beschrieben.

Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung der Übertragungswirksamkeiten bei Papier im Briefformat mit einer Breite von 216 mm und bei Papier im Postkartenformat mit einer Breite von 100 mm, die beide als Aufzeichnungselemente unter den LL- und HH-Umgebungsbedingungen verwendet werden. In Fig. 10 wird ein Bereich, in dem eine Übertragungswirksamkeit 90% übersteigt, als ein Bereich guter Übertragung bezeichnet. Für das Experiment wurde eine Übertragungswalze 104 von 10⁸ Ω, und ein Toner 106, der aus 0,4 Gew.-% Harzteilchen mit externen Zusätzen, wie beispielsweise Siliziumdioxid oder ähnliches, gebildet ist, benutzt.

Fig. 10 zeigt, daß eine Übertragung bei einem konstanten Strom unmöglich ist, da der Bereich guter Übertragungswirksamkeit entsprechend den Breiten der Aufzeichnungselemente variiert. Insbesondere in der LL-Umgebung variiert der Bereich guter Übertragung stark entsprechend den Breiten der Aufzeichnungselemente.

Fig. 11, die ein Schaltbild eines Ersatzschaltkreises zur Walzenübertragung darstellt, wird benutzt, um beschreiben zu helfen, warum der Bereich guter Übertragung entsprechend den Breiten der Aufzeichnungselemente in der LL-Umgebung variiert. Da das Aufzeichnungselement unter der LL-Umgebungsbedingung einen hohen Widerstandswert hat, fließt ein Strom i1 leichter in einen Bereich geringer Impedanz, mit dem eine Übertragungswalze R1, die kein Aufzeichnungselement aufweist, und ein Latentbildträger M1 in direktem Kontakt stehen. Als Ergebnis fließt nur der kleine Strom i3 in einer Tonerschicht T3, so daß eine ausreichende Vorspannung nicht an die Tonerschicht T3 angelegt werden kann. Um eine Vorspannung, mit der die Übertragung erfolgen kann, an die Tonerschicht T3 anzulegen, wenn ein Aufzeichnungselement mit einer geringen Breite in der LL-Umgebung verwendet wird, ist daher ein erhöhter Betrag eines Stromes i erforderlich. D. h., das in Fig. 11 gezeigte Ersatzschaltkreismodell der Vorspannungswalzenübertragung zeigt den Grund, warum der Bereich guter Übertragung entsprechend den Breiten der Aufzeichnungselemente, insbesondere in der LL-Umgebung, variiert. Auch ist der Grund, warum ein konstanter Strom trotz der Tatsache, daß eine Kapazität in dem in Fig. 11 gezeigten Ersatzschaltkreis enthalten ist, fließen kann, daß eine neue Tonerschicht, eine neue Aufzeichnungselementschicht und die Fotoschicht eines neuen Latentbildträgers ständig durch die Drehbewegungen des Latentbildträgers und der Übertragungswalze aufgeladen werden.

Nun kann aus Fig. 10 abgeschätzt werden, daß, wenn der Strom an einem Punkt A, an dem die Übertragungswirksamkeit des Papiers im Briefformat sich verringert, zunimmt, oder wenn der Strom an einem Punkt B, an dem sich die Übertragungswirksamkeit des Papiers im Postkartenformat erhöht, abnimmt, ein Bereich guter Übertragung bei einem konstanten Strom sichergestellt werden kann, unabhängig von den Breiten der Aufzeichnungselemente. Die vorliegende Erfindung basiert auf den folgenden beiden Tatsachen, die von den Erfindern herausgefunden wurden. (1) Wenn der Betrag der dem Toner hinzugefügten externen Zusätze erhöht wird, nimmt der Strom an Punkt A zu. (2) Der Strom an Punkt B nimmt ab, wenn der Widerstand der Übertragungswalze erhöht wird. Dies wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Fig. 12 zeigt Übertragungswirksamkeiten, die erhalten werden, wenn Bilder auf das Papier im Briefformat und auf das Papier im Postkartenformat unter LL-Umgebungsbedingungen übertragen werden. Für das Experiment wurde eine Übertragungswalze mit einem Widerstand von 10⁸ Ω und ein Toner 106, der aus Harzteilchen mit 0,4 bis 3,0 Gew.-% externen Zusätzen, wie beispielsweise Siliziumdioxid oder ähnlichem, gebildet wird, benutzt. Das Experiment zeigte, daß der Strom an einem Punkt A, an dem die Übertragungswirksamkeit des Papiers im Briefformat abnimmt, sich entsprechend den Mengen der externen Zusätze erhöht. Währenddessen bleibt der Strom am Punkt B, wo sich die Übertragungswirksamkeit bei Papier im Briefformat erhöht und sich die Übertragungswirksamkeit des Papiers im Postkartenformat erhöht, fast konstant, unabhängig von den Mengen der externen Zusätze. Der Grund, warum der Wert des Stromes an dem Punkt A zunimmt, wenn die Mengen der externen Zusätze zunehmen, ist nicht klar. Jedoch wird allgemein angenommen, daß der Grund, warum die Übertragungswirksamkeit abnimmt, darin liegt, daß die Tonerschicht aufgrund elektrischer Entladungserscheinungen, die zwischen sehr kleinen Lücken in dem Toner auftreten, nicht ausreichend mit Vorspannung versehen werden kann. Daher scheint es, daß der Grund, warum der Wert des Stromes an dem Punkt A zunahm, darin liegt, daß die Wahrscheinlichkeit der in dem Toner existierenden sehr kleinen Lücken sich verringerte, was das Auftreten der Entladungserscheinungen erschwerte.

In Fig. 13 ist ein Verhältnis zwischen überlappenden Stromwerten und der Menge externer Zusätze gezeigt. Die überlappenden Stromwerte werden erhalten, indem die Stromwerte an dem Punkt B von den Stromwerten an dem Punkt A subtrahiert werden. In Fig. 13 ist ein Bereich, in dem die überlappenden Stromwerte positive Werte sind, gleichbedeutend mit einem Bereich mit Konstantstromsteuerung. Bei diesem Walzenwiderstand ist eine Konstantstromsteuerung möglich, indem externe Zusätze von 0,7 Gew.-% oder mehr verwendet werden.

Als nächstes zeigt Fig. 14 Übertragungswirksamkeiten, die erhalten wurden, wenn Bilder unter der LL-Umgebungsbedingung auf das Papier im Briefformat und das Papier im Postkartenformat übertragen wurden. Für das Experiment wurde eine Übertragungswalze mit einem Widerstand von 10⁵ bis 10¹⁰ Ω verwendet und ein Toner 106, der aus Harzteilchen mit 0,8 Gew.- % externen Zusätzen, wie beispielsweise Siliziumdioxid oder ähnliches, die diesem extern hinzugefügt wurden, gebildet ist. Der Strom an Punkt A, wo die Übertragungswirksamkeit des Papiers im Briefformat abnimmt, bleibt fast konstant, unabhängig von dem Walzenwiderstand, wohingegen der Strom an Punkt B, wo die Übertragungswirksamkeit des Papiers im Postkartenformat ansteigt, mit steigendem Walzenwiderstand abnimmt. Dieser Vorgang wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben. Wenn der Walzenwiderstand gering ist, wird die Impendanz eines Bereichs (R1 + M1), in dem der Latentbildträger 101 und die Übertragungswalze 104 in gegenseitigem Kontakt stehen, sehr gering im Vergleich zu einem Bereich (R2 + P2 + M2), in dem ein Aufzeichnungselement P2 zusammen mit diesen beiden Elementen existiert und einen Bereich (R3 + T3 + P3 + M3), in dem ein Toner T3 und ein Aufzeichnungselement P3 zusammen mit den beiden Elementen vorhanden sind. Deshalb fließt zur Konstantstromsteuerung ein Strom zum größten Teil zu i1, was einen großen Betrag eines Stromes i erfordert, um die Tonerschicht ausreichend mit Vorspannung zu versehen. Wenn der Walzenwiderstand zunimmt, nähert sich die Impedanz des Bereiches (R1 + M1) der Impedanz eines Bereiches, in dem der Toner vorhanden ist, und somit kann der Strom leicht nach i₃ fließen, so daß eine Übertragung mit einem geringen Strom i möglich ist. Dementsprechend ist der Strom an Punkt B um so geringer, je höher der Walzenwiderstand ist.

In Fig. 15 wird eine Beziehung zwischen überlappenden Stromwerten und dem Walzenwiderstand gezeigt. Die überlappenden Stromwerte werden erhalten, indem Stromwerte an dem Punkt B von Stromwerten an dem Punkt A subtrahiert werden. In Fig. 15 ist ein Bereich, in dem die überlappenden Stromwerte positiv sind, gleichbedeutend mit einem Bereich mit Konstantstromsteuerung. Im Falle von 0,8 Gew.-% externer Zusätze ist eine Konstantstromsteuerung unter Verwendung eines Walzenwiderstandes von 5 . 10⁷ Ω oder mehr möglich.

Fig. 16 zeigt einen Bereich mit Konstantstromsteuerung (ein Bereich, in dem die überlappenden Stromwerte 0 oder mehr betragen) und einen Bereich, in dem die Durchschlagsfestigkeit des zuvor gezeigten Latentbildträgers nicht überschritten wird. Auch sind die Mengen der externen Zusätze, die in dem Toner 106 enthalten sind, und die Widerstandswerte der Übertragungswalze 104 gezeigt, die erhalten werden, indem die Ergebnisse von Fig. 13 und 15 kombiniert werden.

Aus Fig. 16 ist ersichtlich, daß, wenn die Menge der externen Zusätze 0,5 Gew.-% oder mehr beträgt und der Widerstandswert der Übertragungswalze 104 10⁹ Ω oder geringer ist, eine Übertragung in einem Bereich möglich ist, der die Durchschlagsfestigkeit des Latentbildträgers 101 nicht übersteigt, und eine Konstantstromsteuerung ist mit Hilfe eines konstanten Stroms möglich, unabhängig von der Breite des Aufzeichnungselements 107. Der untere Grenzwert des Walzenwiderstandes ist, wie klar aus Fig. 16 ersichtlich, abhängig von dem Bereich mit Konstantstromsteuerung und variiert entsprechend der Menge der in dem verwendeten Toner enthaltenen externen Zusätze. Auch besteht, wenn die Übertragungswalze kostengünstig produziert wird, eine Schwankung im Widerstandswert der Übertragungswalze aufgrund der Herstellungsmenge oder elektrischer Erregung in der Größenordnung einer Stelle. Im Hinblick darauf zeigt Fig. 16 einen Bereich, in dem der Walzenwiderstand eine Schwankung von einer Stelle oder mehr aufweisen kann. Es wurde herausgefunden, daß die Menge der externen Zusätze 0,7 Gew.-% oder mehr betragen muß, um diese drei Charakteristika (d. h., ein kontrollierbarer Bereich mit konstantem Strom, ein Bereich, der nicht die Durchschlagsfestigkeit des Latentbildträgers übersteigt, und ein Bereich, in dem der Spielraum des Walzenwiderstands eine Stelle betragen kann) gleichzeitig zu erfüllen. D. h., der bevorzugte Bereich der Menge von externen Zusätzen ist 0,7 Gew.-% oder mehr. Da sich mit zunehmender Menge externer Zusätze die Spanne des Walzenwiderstandes erweiterte, wird es bevorzugt, daß die Menge der externen Zusätze so groß wie möglich ist. Jedoch erweitert sich der Spielraum des Walzenwiderstandes wenig, selbst wenn 2,0 Gew.-% oder mehr externe Zusätze hinzugefügt werden. Der Grund dafür scheint darin zu liegen, daß eine Erhöhung der Menge der externen Zusätze es dem Bereich guter Übertragung erlaubt, sich zu erweitern (d. h., der Punkt A in Fig. 10 bewegt sich nach rechts), aber das verringert auch den Walzenwiderstand (d. h., der Punkt B in Fig. 10 bewegt sich nach rechts). Der letztere Effekt (i11) ist größer als der erstere (gute) Effekt. Dies zeigt, daß der untere Grenzwert des Walzenwiderstandes 10⁶ Ω beträgt. Auch wird in Fig. 16, wenn der Bereich mit Konstantstromsteuerung mit Hilfe der Menge externer Zusätze W (Gew.-%) und dem logarithmischen Wert R₁ des Walzenwiderstandes ausgedrückt wird, die folgende Gleichung erhalten.

W ≧ 16,0 - 3,52.R₁ + 0,2.R₁ ² × y (Gleichung 3)

Wenn die Kontaktübertragungsvorrichtung so aufgebaut ist, daß der Walzenwiderstand und die Menge der externen Zusätze in dem Toner die Gleichung (3) erfüllen können, können mit Hilfe einer Konstantstromversorgungsquelle Bilder hoher Qualität erhalten werden, unabhängig von der Breite eines Aufzeichnungselements und unabhängig von der Umgebungsbedingung.

Jedoch wird es auch in der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt, daß die Menge der externen Zusätze W (Gew.-%) größer ist als 4%. Deshalb ist der obere Grenzwert von W in der Gleichung 3 gleich 4.

Bisher ging man davon aus, daß eine Übertragungswalze mit einem Widerstand von 5 . 10⁸ Ω oder weniger eine Nebenbilderscheinung verursacht und daher nicht verwendet werden kann. Jedoch wurde jetzt herausgefunden, daß eine solche Übertragungswalze verwendet werden kann, wenn ein Übertragungsstrom optimiert wird. Eine Ausführungsform, die eine Nebenbilderscheinung betrifft, und der eingestellte Wert eines Übertragungsstroms wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Auch wird der Nebenfluß des Übertragungsstroms beschrieben. Zunächst wird unter Verwendung von Fig. 17 nachfolgend eine Bilderzeugungseinrichtung beschrieben, die in der Erfindung verwendet wird. Fig. 17 ist eine schematische Seitenansicht der Hauptbereiche der zweiten Ausführungsform der in der Erfindung verwendeten Bilderzeugungseinrichtung. Die zweite Ausführungsform ist in ihrem Grundaufbau ähnlich der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform. Im zentralen Bereich der Einrichtung ist ein Latentbildträger 101 vorgesehen, um den eine Aufladewalze 2, eine Belichtungseinrichtung 4, die einen Halbleiterlaser verwendet, eine Entwicklungseinrichtung 5, eine Übertragungswalze 104, die ein Kontaktübertragungselement ist, und eine Reinigungsvorrichtung 17 angeordnet sind.

Der Latentbildträger 101 ist ein zweischichtiges organisches Fotoelement, das aus einem leitfähigen Substrat und einer Fotoschicht, die auf dem leitfähigen Substrat ausgebildet ist, geformt ist, wobei die Fotoschicht eine Dicke von 17 µm und eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von 3,2 aufweist. Weiterhin ist der Latentbildträger 101 drehbar in Richtung des Pfeils in Fig. 17, wobei er mit einer Prozeßgeschwindigkeit von 24 mm/sec angetrieben wird. Die Aufladewalze 2 ist an eine konstante Spannungsversorgungsquelle 3 angeschlossen und während des Aufladevorgangs wird sie durch die Versorgungsquelle 3 mit einer Spannung von -1150 V versehen, um den Latentbildträger 101 mit einer Spannung im Bereich von -500 bis -700 V aufzuladen. Die Aufladewalze 2 hat einen Durchmesser von 16 mm und einen Widerstandswert von 10⁶ bis 10⁸ Ω, ist aus einem Metallkern mit einem Durchmesser von 6 mm gebildet und weist festen Urethangummi auf, der auf dem Außenrand des Metallkerns angeordnet ist. Latente, elektrostatische Bilder werden in Übereinstimmung mit einem Bildsignal, durch die Aufnahmevorrichtung 4 unter Verwendung eines Halbleiterlasers oder ähnlichem auf dem Latentbildträger 101 ausgebildet, der auf ein vorgegebenes Potential aufgeladen wird. Ein negativ aufgeladener Toner wird durch die Entwicklungseinrichtung 5 auf den latenten Bildern entwickelt, die auf dem latenten Bildträger 101 ausgebildet sind. Die Entwicklungseinrichtung 5 umfaßt eine Entwicklungswalze 6 mit einem Durchmesser von 16 mm zur Entwicklung des Toners auf dem latenten Bildträger 101, eine Zuführwalze 7 mit einem Durchmesser von 13 mm zum Zuführen des Toners auf die Entwicklungswalze 6, und ein, aus rostfreiem Stahl gebildetes Steuerblatt 8 zur Steuerung der Tonermenge, die auf die Entwicklungswalze 6 geliefert wird und zur negativen Aufladung des Toners. Der Toner ist aus Harzteilchen gebildet, die als Färbemittel darin verteilten Kohlenstoff und einen vorgegebenen Betrag von externen Zusätzen, wie beispielsweise Siliziumdioxid oder ähnliches, die extern auf die Oberflächen der Harzteilchen hinzugefügt wurden, enthalten. Beim Entwickeln wird eine Spannung von -270 V durch die Versorgungsquelle 9 an die Entwicklungswalze 6 und den Metallkern der Zuführwalze 7 angelegt, und somit wird der an die Entwicklungswalze 6 gelieferte, negativ aufgeladene Toner entwickelt. Ein Aufzeichnungselement 107, das meistens im wesentlichen aus Papier besteht, das durch eine Papierzuführkassette 11 eingesetzt wird, wird durch eine Aufnahmewalze 10 über eine Vorübertragungsführung 108 geführt und zu einer Übertragungsposition geliefert.

Gleichzeitig, wenn das Aufzeichnungselement 107 an der Übertragungsposition ankommt, wird ein vorbestimmter Übertragungsstrom für eine vorbestimmte Zeitdauer aus einer Konstantstromquelle 105 an eine Übertragungswalze 104 angelegt und die auf dem latenten Bildträger 101 ausgebildeten Tonerbilder werden auf das Aufzeichnungselement 10 ⁷ übertragen. Wenn sich das Aufzeichungselement 107 nicht zwischen dem latenten Bildträger 101 und der Übertragungswalze 104 befindet, wird aus der Konstantspannungsversorgungsquelle 15 eine Reinigungsvorspannung von -900 V angelegt. In der Übertragungswalze 104, die einen Durchmesser von 16 mm hat, ist Urethanschaumgummi mit einem Zelldurchmesser von 50 bis 150 µm an dem äußeren Randbereich des Metallkerns mit einem Durchmesser von 6 mm ausgeformt. Die für die Benutzung in der Übertragungswalze erhältlichen Schaumgummis sind erhältlicher Silikonschaumgummi, EPDM-Schaumgummi, NBR-Schaumgummi, Styrolsystemschaumgummi, Polyethylenschaumgummi und ähnliches. Die Übertragungswalze 104, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine Härte von ungefähr 15° (JIS A) und einen Widerstandswert von 10⁴ bis 10⁹ Ω auf. Bei der Übertragung wird, wenn ein vorbestimmter Strom angelegt wird, unter der LL-Umgebungsbedingung eine Übertragungsspannung in der Größenordnung von 1 bis 3 kV erzeugt, während unter der HH- Umgebungsbedingung eine Übertragungsspannung in der Größenordnung von 200 bis 1.200 V erzeugt wird. Die Übertragungswalze 104 hat in der Längsrichtung eine Länge von 220 mm, wird gegen den latenten Bildträger 101 mit einer Gesamtlast von 1 bis 2 kg gepreßt, so daß ein Übertragungsklemmbereich von 1 bis 4 mm geformt werden kann, und kann durch den latenten Bildträger 101 mit Hilfe eines Getriebes mit ungefähr derselben Geschwindigkeit, wie die des latenten Bildträgers 101, angetrieben werden.

Das Aufzeichnungselement 107, das durch den Übertragungsklemmbereich gelaufen ist, wird dann entlang einer Nachübertragungsführung 109 an eine Fixiereinrichtung geführt. Die auf dem Aufzeichnungselement 107 ausgebildeten Tonerbilder werden durch eine Heizwalze 21, die bis zu einer Temperatur in einer Größenordnung von 150°C aufgeheizt wird, und durch eine Sicherungswalze 22 fixiert, und anschließend von der Vorrichtung durch eine Papierausgabewalze 23 ausgegeben. Die Heizwalze 21 hat einen Widerstand von 10⁶ Ω und weist eine Lagerung auf, die isoliert und somit nicht geerdet ist. Die Sicherungswalze 22 hat einen Widerstand von 10¹³ Ω und weist einen Metallkern auf, der geerdet ist. Der Abstand zwischen dem Übertragungsklemmbereich und einem Fixierklemmbereich, der durch die Sicherungswalze 22 und die Heizwalze 21 ausgebildet ist, beträgt 50 mm.

Der restliche Toner der Übertragung, der auf dem latenten Bildträger 101 zurückgeblieben ist, wird durch die Reinigungseinrichtung 17 aufgesammelt. Genauer gesagt, der Toner auf dem latenten Bildträger 101 wird durch eine Reinigungsklinge 18 abgeschabt und dann durch eine Schraube 19 in einer Tonerausgabebox 20 gesammelt. Obwohl in der nachfolgenden Beschreibung der zweiten Ausführungsform der Latentbildträger 101 als ein organisches Fotoelement beschrieben wird, ist er nicht darauf beschränkt. Es können andere Elemente, wie beispielsweise ein anorganisches Fotoelement, ein dielektrisches Element, das aus einem leitenden Material und aus einem dielektrischen Material, das an dem leitenden Material angebracht ist, zusammengesetzt ist und ähnliches, benutzt werden.

Bisher ging man davon aus, daß die Nebenbilderscheinung bei einem Übertragungsstrom von 3 µA oder mehr auftritt. Insbesondere wurde gesagt, daß in einem Zustand, in dem Papier nicht eingeführt ist und ein Latentbildträger und ein Kontaktübertragungselement in direktem gegenseitigen Kontakt stehen, ein Strom mit einem Wert, welcher gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert, der ein fotoempfindliches Material positiv aufladen kann, nicht fließen darf, um das Auftreten einer Nebenbilderscheinung zu verhindern. Auch war es gemäß dem Stand der Technik nicht möglich, ein Kontaktübertragungselement mit einem geringen Widerstand wirksam zu verwenden. Andererseits haben die Erfinder eine Beziehung zwischen einer Druckbelastung und einem Übertragungsstrom, der eine Nebenbilderscheinung erzeugt, herausgefunden, und sie haben eine Übertragungsbedingung geschaffen, die es erlaubt, das Auftreten einer Nebenbilderscheinung zu verhindern, selbst wenn das Kontaktübertragungselement einen geringen Widerstand aufweist (hierbei bedeutet Druckbelastung ein Verhältnis einer durch einen Bildbereich zu besetzenden Fläche in einem Übertragungsklemmbereich). Nachfolgend wird die Beziehung zwischen der Druckbelastung und dem Übertragungsstrom, der eine Nebenbilderscheinung verursacht, im einzelnen beschrieben.

Wie oben beschrieben, haben die Erfinder die Druckbelastung untersucht. D. h., unter Verwendung derartiger Bildmuster, wie in Fig. 18 und 19 gezeigt, veränderten die Erfinder die Druckbelastung im Bereich von 0 bis 100%, um Bilder zu drucken, und sie haben das Oberflächenpotential des latenten Bildträgers gemessen, nachdem er das nächste Mal aufgeladen wurde (was nachfolgend als Nachaufladungsoberflächenpotential bezeichnet wird), in Bezug auf jeweils einen übertragenen Bildbereich (der nachfolgend als schwarzer Bereich bezeichnet wird) und einen Nicht-Bildbereich (der nachfolgend als weißer Bereich bezeichnet wird). Bei der Messung des Nachaufladungsoberflächenpotentials wurde ein Oberflächenelektrometer (von Trek Co. hergestellt) benutzt. Das Oberflächenelektrometer ist im wesentlichen zentral in Bezug auf die Längsrichtung des latenten Bildträgers zwischen der Aufladewalze 2 und der Belichtungsvorrichtung 4 in Fig. 17 angeordnet. Der Übertragungsstrom kann im Bereich von 0 bis 5 µA variieren.

Die obige Messung wurde in der LL- und der HH-Umgebung durchgeführt, wobei normales Kopierpapier (das unter der LL- Umgebungsbedingung einen Papierwassergehalt von ungefähr 2,5% und unter der HH-Umgebungsbedingung einen Papierwassergehalt in der Größenordnung von 9% aufweist und eine Länge von 216 mm hat) als ein Aufzeichnungselement verwendet wurde. Auch war das Aufladungspotential des latenten Bildträgers im Bereich von - 580 bis -600 V in der LL-Umgebung und im Bereich von -600 bis - 620 V in der HH-Umgebung.

Fig. 20 zeigt eine Beziehung zwischen den Nachaufladungsoberflächenpotentialen des schwarzen Bereichs und des weißen Bereichs und der Druckbelastung, wenn eine Übertragung bei einem Übertragungsstrom von 3 µA in der LL- Umgebung ausgeführt wird. Aus Fig. 20 ist ersichtlich, daß das Nachaufladungsoberflächenpotential des schwarzen Bereichs nicht so sehr mit der Druckbelastung variiert, wohingegen das Nachaufladungsoberflächenpotential des weißen Bereichs stark mit der Druckbelastung variiert. Und Fig. 20 zeigt auch, daß das Nachaufladungsoberflächenpotential des weißen Bereichs anfängt, kleiner zu sein als das Nachaufladungsoberflächenpotential des schwarzen Bereichs, wenn die Druckbelastung ungefähr 70% übersteigt und daß das erstere sich mit steigender Druckbelastung verringert. Der Grund hierfür ist, daß die Impedanz des schwarzen Bereichs größer ist als die Impedanz des weißen Bereichs, was es einem Strom erschwert, in den schwarzen Bereich zu fließen. Somit fließt der größte Teil des Übertragungsstroms (Gesamtstrom) intensiv in den weißen Bereich. Auch gilt, je kleiner der weiße Bereich ist (d. h. je höher die Druckbelastung ist), um so intensiver fließt der Strom in den weißen Bereich. Aufgrund dieser Tatsache ist, selbst wenn der Übertragungsstrom (Gesamtstrom) klein ist, die Menge des Stromes, die pro Einheitsfläche in den weißen Bereich fließt, fast gleich der Menge des Übertragungsstroms (Gesamtstrom) pro Einheitsfläche, die eine Nebenbilderscheinung im Zustand ohne eingefügtes Papier erzeugt, so daß eine lokale Nebenbilderscheinung auftreten kann.

Nun wird in Fig. 21 eine Beziehung zwischen der Druckbelastung und dem Übertragungsstrom, der eine Nebenbilderscheinung verursacht, gezeigt, die durch das obige Experiment, das in der LL- und in der HH-Umgebung durchgeführt worden ist, erhalten wurde. Es wurde eine Übertragungswalze mit einem Widerstand von 4 . 10⁵ Ω benutzt. In der HH-Umgebung wird ein absorbierendes Aufzeichnungselement, wie beispielsweise Papier, zu einem Aufzeichnungselement mit geringem Widerstand geführt, wodurch der Impedanzunterschied zwischen den weißen und den schwarzen Bereichen erhöht wird, wodurch das Erscheinen einer Nebenbilderscheinung erleichtert wird. Aus Fig. 21 ist ersichtlich, daß die Nebenbilderscheinung unabhängig von der Druckbelastung in allen Umgebungsbedingungen verhindert wird, wenn It ≦ 2,0 µA, wobei It ein Übertragungsstrom (µA) ist. In Fig. 21 betrug die Menge der externen Zusätze des Toners 0,8 Gew.-%. Jedoch entspricht die Nebenbilderscheinung nicht der Menge externer Zusätze des Toners.

Fig. 22 zeigt eine Beziehung zwischen dem Widerstand der Übertragungswalze und dem Übertragungsstrom, der das Auftreten einer Nebenbilderscheinung in der HH-Umgebung verhindert. Dieses Experiment wurde ähnlich zu dem obigen Experiment durchgeführt, während der Widerstand der Übertragungswalze im Bereich von 10⁴ bis 10⁹ Ω variiert wurde. Aus Fig. 22 ist ersichtlich, daß, wenn der Widerstand der Übertragungswalze erhöht wird, die Stromwerte, die die Bedingung für das Erscheinen der Nebenbilderscheinung erfüllen, sich dem Stromwert (4,2 µA) bei der Druckbelastung 0% nähern.

Wenn der Widerstand der Übertragungswalze 10⁸ Ω oder mehr beträgt, ist ein Stromwert von 4 µA oder weniger wirksam bei der Verhinderung der Nebenbilderscheinung, und in diesem Bereich variiert der effektive Stromwert wenig entsprechend dem Widerstand der Übertragungswalze. Der Grund liegt darin, daß, wenn der Widerstand der Übertragungswalze erhöht wird, der Impedanzunterschied zwischen den schwarzen und den weißen Bereichen abnimmt. Daher ist eine herkömmlicherweise benutzte Walze mit hohem Widerstand, deren Widerstandswert 10⁹ Ω übersteigt, fast unabhängig von der Druckbelastung und kann somit ohne Probleme verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die Bedingung erfüllt, daß keine Nebenbilderscheinung verursacht wird, wenn die Druckbelastung 0% ist (oder in einem Zustand ohne eingefügtes Papier). Auf der anderen Seite ist das bisher bekannte Wissen bezüglich der Bedingung für das Auftreten einer Nebenbilderscheinung unzureichend für das vorliegende Kontaktaufzeichnungselement, da das in der vorliegenden Erfindung benutzte Kontaktaufzeichnungselement einen geringen Widerstandswert aufweist. D. h., um die Bedingung zur Verhinderung einer Nebenbilderscheinung zu erfüllen, ist es notwendig, daß der Bereich für den Stromwert durch die vorliegende Erfindung definiert wird.

Fig. 23 zeigt eine Beziehung zwischen dem Widerstand der Übertragungswalze und dem Übertragungsstrom, der das Auftreten der Nebenbilderscheinung unabhängig von der Druckbelastung verhindert, wobei die Werte aus den Ergebnissen von Fig. 22 erhalten wurden. Wenn der benutzte Übertragungsstrom die folgende Gleichung in Bezug auf den Widerstand der benutzten Übertragungswalze erfüllt, kann die Bedingung zur Verhinderung der Nebenbilderscheinung unabhängig von der Druckbelastung erfüllt werden.

It ≦ 0,825 {log(R) - 3,15} und It ≦ 4 × y (Gleichung 4)

wobei It ein Übertragungsstrom (µA) ist, und log(R) ein logarithmischer Wert (Q) des Widerstands der Übertragungswalze ist und log(R) ≦ 9 ist.

Weiterhin variiert Gleichung 4 entsprechend der Prozeßgeschwindigkeit, der Filmdicke, der Fotoschicht des latenten Bildträgers und der Länge der Kontaktoberfläche, in der die Übertragungswalze und der Latentbildträger in gegenseitigem Kontakt stehen. Genauer gesagt, wenn Q = C . V, wobei die Kapazität C aus der Gleichung C = ε . ε₀ . (n . L/d) erhalten wird, und die Ladung Q als Q = I . t = I(n/V_p) ausgedrückt wird, wobei ε die Dielektrizitätskonstante in Vakuum ist, ε₀ die relative Dielektrizitätskonstante der Fotoschicht des latenten Bildträgers ist, n ein Übertragungsklemmbereich ist, L die Länge einer Kontaktoberfläche zwischen dem latenten Bildträger und der Übertragungswalze ist, d die Filmdicke der Fotoschicht des latenten Bildträgers ist, t die Zeit ist, und V_p die Prozeßgeschwindigkeit ist. Deshalb kann ein Strom I wie folgt ausgedrückt werden.

I = {(ε ε₀ (L/d)V_p = {ε ε₀ LV_p/d}V

wobei V der absolute Wert des Aufladungspotentials des latenten Bildträgers ist. Wenn der Strom I durch den Übertragungsstrom It ersetzt wird, kann herausgefunden werden, daß der Übertragungsstrom It umgekehrt proportional zur Filmdicke d und proportional zur Länge L und Geschwindigkeit V_p ist. Deshalb kann der Übertragungsstrom It in Gleichung 4, der die Nebenbilderscheinung unabhängig von der Druckbelastung erfüllt, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden.

It ≦ 2,66 × 10^-3. {log(R) - 3,15} . L . V_p/d und

It ≦ 1,29 × 10^-2 . L . V_p/d × y [Gleichung 5]

wobei It der Übertragungsstrom (µA) ist, log(R) der logarithmische Wert (Ω) des Widerstandes der Übertragungswalze ist, während log(R) ≦ 9 ist, L die Länge (mm) der Kontaktoberfläche des latenten Bildträgers und der Übertragungswalze ist, V_p die Prozeßgeschwindigkeit (mm/sec) ist und d die Filmdicke (µm) der Fotoschicht des latenten Bildträgers ist.

Als nächstes wird die Bilddichte untersucht.

Fig. 24 zeigt eine Beziehung zwischen der Menge von externen Zusätzen zu dem Toner und dem Bereich guter Übertragung, der die zufriedenstellende Bilddichte gewährleistet. Um die zufriedenstellende Bilddichte zu gewährleisten, muß eine Übertragungswirksamkeit von 90% oder mehr vorliegen oder die Menge des anhaftenden Toners auf dem Papier muß 0,7 mg/cm² oder mehr betragen. In der vorliegenden Erfindung war die Menge des durch den latenten Bildträger zu entwickelnden Toners 0,8 bis 0,9 mg/cm² und deshalb kann die zufriedenstellende Bilddichte durch Erfüllung der anderen Bedingung, d. h. der Übertragungswirksamkeit von 90% oder mehr, gewährleistet werden. Dies ist der Grund, warum die Übertragungswirksamkeit von 90% oder mehr als der Bereich guter Übertragung betrachtet wurde.

Wie in Fig. 24 gezeigt, ist der Bereich guter Übertragung, der die zufriedenstellende Bilddichte gewährleistet, umso ausgedehnter, je mehr die externen Zusätze des Toners erhöht werden. Aus diesem Grunde wurde mit Erhöhung der Menge der externen Zusätze des Toners die Notwendigkeit zur Präzision der Versorgungsquelle reduziert, so daß die Kosten der Versorgungsquelle verringert werden konnten. Auch ist der Übertragungsstrom des unteren Grenzwertes des Bereichs guter Übertragung (der am geringsten notwendige Übertragungsstrom, der die zufriedenstellende Bilddichte gewährleisten kann) 0,7 µA, unabhängig von der Menge der externen Zusätze des Toners. Deshalb muß der Übertragungsstrom 0,7 µA oder mehr betragen. Auch wenn die Menge der externen Zusätze des Toners als P (Gew.-%) ausgedrückt wird und der Übertragungsstrom als It (die Einheit ist µA) ausgedrückt wird, ist es zur Gewährleistung der zufriedenstellenden Bilddichte notwendig, die folgende Gleichung zu erfüllen:

0,7 ≦ It ≦ {14,3(P - 0,03)}^1/2

Wenn weiterhin in der zuvor beschriebenen Gleichung, d. h. I = {ε ε₀ LV_p/d}V, d durch die Dicke der Tonerschicht ersetzt wird, 80 durch die relative Dielektrizitätskonstante des Toners ersetzt wird und V durch die Spannung ersetzt wird, die an die Tonerschicht angelegt wird, und wenn auch der Toner betrachtet wird, dann ist der Übertragungsstrom, der die zufriedenstellende Bilddichte gewährleistet (eine bestimmte Spannung V wird an die Tonerschicht angelegt), abhängig von und proportional zu der Geschwindigkeit V_p und der Länge L. Deshalb kann der Übertragungsstrom, der die zufriedenstellende Bilddichte gewährleistet, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

1,32 × 10^-4 . L . V_p ≦ It {(P - 0,03)/1,95}^1/2 . L . V_p × 10^-3 × y [Gleichung 6]

wobei It der Übertragungsstrom (µA) ist, P die Menge (Gew.-%) externer Zusätze des Toners ist, L die Länge der Kontaktoberfläche des latenten Bildträgers und der Übertragungswalze ist, und V_p die Prozeßgeschwindigkeit (mm/sec) ist.

Es ist zu beachten, daß, wenn zur Minimierung der Kosten eine kostengünstigere Versorgungsquelle ausgewählt wurde, es notwendig war, Toleranzen von ±5 µA zu schaffen, um die Temperaturcharakteristik, Beständigkeit und Variationen des Ausgangs der Versorgungsquelle mit zu berücksichtigen. Daher war es in diesem Fall notwendig, einen Bereich von mindestens 1 µA als einen Bereich guter Übertragung vorzusehen. Da der Übertragungsstrom des unteren Grenzwertes des Bereichs guter Übertragung 0,7 µA beträgt, unabhängig von der Menge der externen Zusätze des Toners, muß, um den oben genannten Spielraum zu gewährleisten, ein Bereich guter Übertragung bis zu 1,7 µA vorhanden sein. Aus Fig. 24 ist ersichtlich, daß die Menge externer Zusätze des Toners ungefähr 0,3 Gew.-% oder mehr betragen muß, um dies zu erfüllen. Weiterhin sollte die Menge von externen Zusätzen des Toners vorzugsweise 0,4 Gew.-% oder mehr betragen, wenn die Lebensdauer der Versorgungsquelle berücksichtigt wird.

Auch wurde nicht nur der Bereich guter Übertragung umso mehr ausgedehnt, je mehr die Menge von externen Zusätzen des Toners erhöht wurde, sondern es war auch die Qualität von beispielsweise feinen Linien, Punkten und grauen Mustern, die jeweils aus einem Satz von Punkten bestehen, umso höher. Insbesondere wurde ein großer Unterschied in der Bildqualität im Bereich zwischen 0,4 Gew.-% und 0,6 Gew.-% gefunden. Deshalb sollte die Menge von externen Zusätzen des Toners vorzugsweise 0,6 Gew.-% oder mehr betragen. Der Widerstand der Übertragungswalze wurde im Bereich von 10⁴ bis 10⁹ Ω gewählt, aber der Walzenwiderstand hatte keinen Einfluß auf den Bereich guter Übertragung, der die zufriedenstellende Bilddichte gewährleistet.

Fig. 25 zeigt eine Beziehung zwischen dem Bereich guter Übertragung (der sowohl hinsichtlich der Bilddichte als auch der Nebenbilderscheinung zufriedenstellend ist) und dem Walzenwiderstand. Um den Bereich guter Übertragung, der in Fig. 25 gezeigt ist, zu gewährleisten (d. h. ein Bereich schräger Linien in Fig. 25), ist es notwendig, die Versorgungsquelle so zu steuern, daß die folgende Gleichung, die auf den Gleichungen 5 und 6 basiert, erfüllt ist.

1,32 × 10^-4 . L . V_p ≦ It ≦ 2,66 × 10^-3 {log(R) - 3,15} . L . V/d, und

It ≦ 1,29 × 10^-2 L . V_p/d × y (Gleichung 7)

wobei It ein Übertragungsstrom (µA) ist, log(R) der logarithmische Wert (Ω) des Widerstands der Übertragungswalze ist, L die Länge (mm) einer Kontaktoberfläche zwischen dem latenten Bildträger und der Übertragungswalze ist, V_p eine Prozeßgeschwindigkeit (mm/sec) ist und d die Filmdicke (µm) des Latentbildträgers ist.

Weiterhin wird bevorzugt, daß, im Hinblick auf den Übertragungsstrom It, der Gleichung 7 erfüllt, die Menge der externen Zusätze des Toners so ist, daß Gleichung 6 erfüllt ist. Auch ist aus Fig. 25 ersichtlich, daß kein Bereich guter Übertragung vorhanden ist, wenn der Walzenwiderstand 10⁴ Ω unterschreitet. Somit muß der Widerstand der Übertragungswalze 10⁴ Ω oder mehr betragen.

Wie oben beschrieben muß weiterhin, wenn versucht wird, die Kosten der Versorgungsquelle zu minimieren, der Bereich guter Übertragung im Bereich von 0,7 bis 1,7 des Übertragungsstroms hergestellt werden, und daher ist aus Fig. 25 ersichtlich, daß der Widerstand der Übertragungswalze 1,6 . 10⁵ Ω oder mehr (log(R) ≧ 5,2) betragen muß. Gleichzeitig muß, wie oben beschrieben, die Menge der externen Zusätze des Toners 0,4 Gew.-% oder mehr betragen.

Da der Bereich guter Übertragung um so größer ist, je höher der Widerstand der Übertragungswalze ist, können nicht nur die Kosten der Versorgungsquelle weiterhin reduziert werden, sondern es kann auch die Freiheit bezüglich der Einstellung des Übertragungsstromes erhöht werden. Z. B. sollte, wenn es erwünscht ist, den Übertragungsstrom eher hoch einzustellen, um einen breiteren Bereich guter Übertragung zu erhalten, oder um die Kosten der Versorgungsquelle zu reduzieren, vorzugsweise der Walzenwiderstand in der Größenordnung von 10⁷ Ω oder mehr liegen, und die Menge der externen Zusätze des Toners sollte auf eine vorgegebene Menge entsprechend dem Verhältnis zwischen der Bilddichte und dem Bereich guter Übertragung, wie in Fig. 24 gezeigt (oder Gleichung 6), eingestellt werden.

Fig. 26 zeigt ein Verhältnis zwischen einem guten Bereich hinsichtlich der Nebenbilderscheinung (ein Bereich, in dem keine Nebenbilderscheinung auftritt) und der Filmdicke der Fotoschicht eines Latentbildträgers unter Verwendung einer Übertragungswalze mit einem Widerstand von 6 . 10⁶ Ω. In der vorliegenden Ausführungsform betrug die Filmdicke der Fotoschicht des Latentbildträgers 17 µm. Jedoch tendiert der gute Bereich hinsichtlich der Nebenbilderscheinung dazu, sich nachteilhaft zu verengen, wenn die Filmdicke der Fotoschicht des latenten Bildträgers über diesen Wert erhöht wird, wie aus Fig. 26 ersichtlich. Wenn die Filmdicke der Fotoschicht des latenten Bildträgers noch weiter erhöht wird, um einen Wert von ungefähr 30 µm zu überschreiten, ist es nicht möglich, den oben genannten guten Bereich zu gewährleisten, der die Kosten der Versorgungsquelle minimieren kann. Deshalb wird für die Filmdicke der Fotoschicht des Latentbildträgers ein Wert von 30 µm oder weniger bevorzugt. Andererseits wird das Auftreten der Nebenbilderscheinung erschwert, wenn die Filmdicke der Fotoschicht des Latentbildträgers verringert wird, wie aus Fig. 26 entnommen werden kann. D. h., es wird bevorzugt, daß die Dicke der Fotoschicht klein ist. Da jedoch die Filmdicke der Fotoschicht dünner wird, da sie während der Benutzung abgeschabt wird, sind mindestens 10 µm oder mehr erforderlich.

Unter Verwendung der in Fig. 17 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung, mit der Ausnahme, daß der Widerstand der Sicherungswalze 22 der Fixiereinrichtung auf 10⁶ Ω geändert wurde, führten die Erfinder ein Experiment bezüglich der Nebenbilderscheinung unter der LL- und der HH- Umgebungsbedingung ähnlich der oben genannten Ausführungsform aus. In diesem Experiment wurden unter der LL- Umgebungsbedingung fast die gleichen Ergebnisse wie in Fig. 21 erzielt. Jedoch floß unter der HH-Umgebungsbedingung der Übertragungsstrom zum größten Teil entlang der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers in die Sicherungswalze 22, die geerdet war. In diesem Fall trat selbst bei einem Übertragungsstrom von 4 µA keine Nebenbilderscheinung auf, aber gleichzeitig war die Bilddichte nicht zufriedenstellend. Der Grund dafür scheint darin zu liegen, daß das elektrische Feld zur Übertragung (d. h. ein Strom, der in der Richtung des Latentbildträgers fließt) klein war, was die schlechte Übertragung bewirkte.

Dies wird nachfolgend unter Verwendung eines in Fig. 27 gezeigten Übertragungsmodells erklärt. Die Impedanz Za eines Systems, das sich in Richtung eines Pfeils A, der in Fig. 27 gezeigt ist, erstreckt, ist die Summe des Widerstandes des Papiers P in Richtung seiner Breite, der Kapazität Ct des Toners T, und der Kapazität Cpc des Latentbildträgers PC, wohingegen die Impedanz Zb eines Systems, das sich in Richtung eines in Fig. 27 gezeigten Pfeils B erstreckt, die Summe des Oberflächenwiderstands Rps des Papiers P und des Widerstands Rf der Fixierwalze F ist. Bezogen auf das Verhältnis zwischen den Impedanzen Za und Zb fließt der Strom, wenn Za < Zb ist, in der A-Richtung, wohingegen wenig Strom in der B-Richtung fließt. Wenn Za < Zb ist, fließt der Strom in der B-Richtung, wohingegen er nur gering in der A-Richtung fließt. Der Grund dafür, warum trotz dem Vorhandensein von Kapazitäten in Fig. 27 Strom fließen kann, liegt darin, daß ein neuer Toner, eine neue Aufzeichnungselementschicht und die Fotoschicht eines neuen latenten Bildträgers ständig durch die Rotationsbewegungen des latenten Bildträgers und der Übertragungswalze aufgeladen werden. Im Hinblick auf das unbefriedigende Ergebnis der Bilddichte in dem obigen Experiment scheint es deshalb, da Za < Zb ist, daß der größte Teil des Stromes in der B-Richtung in Fig. 27 floß. D. h. es scheint, daß durch die schlechte Übertragung keine zufriedenstellende Bilddichte gewährleistet werden konnte, da eine gegebene Strommenge nicht in der A- Richtung floß und somit eine gegebene Spannung nicht an dem Toner T anlag.

Auch wurde, während das Papier (Aufzeichnungselement), das in dem obigen Experiment verwendet wurde, gewöhnliches Kopierpapier (das einen Wassergehalt von ungefähr 9% aufwies) war, ein anderes Experiment unter einer dem obigen Experiment ähnlichen Umgebungsbedingung durchgeführt, wobei ein Feinpapier (das einen Wassergehalt von ungefähr 8% enthielt) mit einem etwas höheren Widerstand als derjenige des Kopierpapiers verwendet wurde. Als Ergebnis wurde ein gutes Bild 16526 00070 552 001000280000000200012000285911641500040 0002004436672 00004 16407ohne schlechte Übertragung bei einem Übertragungsstrom von 1,5 µA erhalten. Weiterhin wurde gewöhnliches Kopierpapier und Feinpapier jeweils in eine Länge (ungefähr 50 mm) geschnitten, die sich zwischen den Orten der Übertragung und der Fixierung der in Fig. 17 gezeigten Bilderzeugungseinrichtung erstreckte, wobei Elektroden jeweils gegen nur eine Oberfläche von jeder der beiden Papierarten, die die oben genannte Länge aufwiesen, gepreßt waren, ein Strom von 1 bis 4 µA daran angelegt war und ihre Oberflächenwiderstände gemessen wurden. Die Ergebnisse der Messungen haben gezeigt, daß das gewöhnliche Kopierpapier einen Widerstand von ungefähr 5 . 10⁷ Ω hatte und das Feinpapier einen Widerstand von ungefähr 6 . 10⁸ Ω hatte. Im Hinblick darauf kann man sich vorstellen, daß in Fig. 27 die Impedanz in der A-Richtung fast gleich zur Impedanz in der B-Richtung war. Ein Strom in der Größenordnung von 0,7 µA floß in der A- Richtung in Fig. 27, was das gute Bild zur Folge hatte.

Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse, die bei Verwendung der in Fig. 17 gezeigten Bilderzeugungseinrichtung erhalten wurden. Es wurden Bilder gedruckt, während der Widerstand der Sicherungswalze 22 und der Wert des Übertragungsstromes geändert wurden, bis gute Bilder ohne Leckstrom erhalten werden konnten. Auch wurde gewöhnliches Kopierpapier als Aufzeichnungselement verwendet. Wie in Tabelle 3 gezeigt, können die Bilder, wenn der Widerstand der Sicherungswalze 22 10⁹ Ω oder mehr beträgt, problemlos übertragen werden, was zur Folge hat, daß gute Bilder erhalten werden.

Tabelle 3

Die oben genannten Experimente und das in Fig. 27 gezeigte Übertragungsmodell verdeutlichen die folgenden Tatsachen.

Damit ein ausreichender Übertragungsstrom in der A-Richtung in Fig. 27 fließt, ist es notwendig, den Leckstrom zu steuern. Anders ausgedrückt, es ist notwendig, einen Durchgang zu schließen, durch den der Leckstrom fließt. Die oben genannten Experimente verwenden die Sicherungswalze 22 als ein Beispiel des Leckstromdurchgangs. Natürlich sind außer der Sicherungswalze 22 viele Elemente vorhanden, die als Leckstromdurchgang dienen können.

Zum Beispiel können die folgenden Elemente als Leckstromdurchgang dienen: die Heizwalze 21, die Aufnahmewalze 10, die Vorübertragungsführung 108 mit den sie begleitenden Elementen, die Nachübertragungsführung 109 mit den sie begleitenden Elementen, die Papierausgabewalze 23 nach der Fixierung, eine Papierseparierungsklaue zur Fixierung, eine Ladungsentfernungsbürste, eine Ladungsentfernungswalze, eine Papierzuführkassette 11, eine Leitwalze oder eine Trägerwalze zur Verhinderung einer Schrägstellung oder zur Synchronisation mit einem Tonerbild auf einem latenten Bildträger, eine Abnahmewalze zum Ablösen eines Aufzeichnungselements von einem latenten Bildträger, ein Detektorelement zum Erkennen des Ablösens des Aufzeichnungselements von dem latenten Bildträger, ein Element, das an einem Bereich angeordnet ist, an dem ein Papierzuführ- oder -ausgabeerkennungssensor in Kontakt mit einem Aufzeichnungelement gerät und ähnliches. D. h., wenn ein Übertragungsstrom an eine Übertragungswalze angelegt wird, kann jedes dieser Elemente einen Leckstromdurchgang bilden, wenn es in Kontakt mit einem Aufzeichnungselement gerät.

Da weiterhin die Impedanz Za in der A-Richtung, die in Fig. 27 gezeigt ist, entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit des latenten Bildträgers (d. h. der Prozeßgeschwindigkeit) variiert, variiert auch der Widerstandswert des Elements, das einen Leckstromdurchgang zur Verhinderung des Übertragungsleckstroms bilden kann. Dann kann die Bedingung für den Leckstromdurchgang durch Verwendung der oben genannten Gleichung I = (ε ε₀ LV_p/d)V und der Ergebnisse von Tabelle 4 erhalten werden.

Da nun in der Gleichung die Impedanz Z des latenten Bildträgers und Toners als Z = (d/ε ε₀ LV_p) ausgedrückt ist, wurde herausgefunden, daß die Prozeßgeschwindigkeit V_p umgekehrt proportional zur Impedanz des latenten Bildträgers ist. Da in der vorliegenden Ausführungsform die Prozeßgeschwindigkeit V_p 24 mm/sec beträgt, kann der Widerstand der Sicherungswalze 22 10⁹ Ω oder mehr betragen. Deshalb muß, um einen Leckstrom unter einer Umgebungsbedingung mit hoher Luftfeuchtigkeit zu verhindern, wenn der Widerstand der Sicherungswalze 22 als RB (Ω) ausgedrückt wird, die folgende Gleichung erfüllt sein:

RB ≧ 2,4 × 10¹⁰/V_p (Ω) × y (Gleichung 8)

Jedoch gibt es, wie oben beschrieben, eine große Anzahl von Elementen, die einen Leckstromdurchgang bilden können. D. h., wenn RB in Gleichung 8 in einen allgemeineren Ausdruck umgewandelt wird, dann liest es sich folgendermaßen: "Der Widerstandswert eines Elementes, das in Kontakt mit dem Papier (Aufzeichnungselement) geraten kann, mit Ausnahme eines Kontaktübertragungselements (Übertragungswalze)". Daher sollte, wenn der Widerstandswert als R'(Ω) ausgedrückt wird, die folgende Gleichung erfüllt sein:

R' ≧ 2,4 × 10¹⁰/V_p (Ω) × y (Gleichung 9)

Natürlich kann, selbst wenn das Element, das in Kontakt mit dem Papier (Aufzeichnungselement) steht, nicht die Gleichung 9 während der Übertragung erfüllt, ein Leckstrom verhindert werden, indem das Element in einen nichtgeerdeten Zustand gebracht wird. Die oben aufgeführte Beschreibung kann wie folgt zusammengefaßt werden:

1. Durch Einstellen des Widerstandes der Übertragungswalze im Bereich von 10⁶ bis 10⁹ Ω kann ein Auftreten der Nebenbilderscheinung verhindert werden und es ist auch eine Übertragung möglich unter Verwendung einer geringen Übertragungsvorspannung, die nicht die Durchschlagsfestigkeit des latenten Bildträgers übersteigt. Dies ist vorteilhaft bei der Nadellochregulierung, bei der Verringerung der Kosten der Versorgungsquelle und bei der Verringerung der Größe der Kontaktübertragungsvorrichtung. Gleichzeitig wird die Notwendigkeit ausgeräumt, eine Schicht hohen Widerstandes oder ähnliches auf der äußeren Schicht des Übertragungselements vorzusehen, und dies ist deshalb auch vorteilhaft bei der Herstellung und bei den Kosten des Übertragungselements (d. h. die Notwendigkeit, eine Mehrschichtwalze vorzusehen, besteht nicht mehr).
2. Durch Einstellen des Verhältnisses zwischen der lufthaltigen Schüttdichte R des Toners und der Härte H des Übertragungselements als R ≧ 0,350 + 0,001 . H kann die weiße Lückenerscheinung reduziert werden.
3. Durch Verwendung von mindestens zwei Arten von externen Zusätzen, die unterschiedliche Teilchendurchmesser in Bezug auf die Tonerteilchen haben, und durch Einstellen der Gesamtmenge von externen Zusätzen in Bezug auf die Tonerteilchen im Bereich von 0,5 bis 4 Gew.-% (vorzugsweise durch Einstellen ihrer Gesamtmenge auf 0,7 Gew.-% oder mehr und durch Einstellen der Menge der externen Zusätze, die den größten mittleren Teilchendurchmesser von allen externen Zusätzen haben, auf 0,3 Gew.-% oder mehr) kann die Übertragungswirksamkeit stabilisiert werden und es können Variationen in der Dichte reduziert werden, selbst während eines Haltbarkeitstests und eines Tests unter verschiedenen Umgebungsbedingungen.
4. Der Maximalwert des oberflächenbedeckenden Anteils der externen Zusätze, die extern hinzugefügt werden können, variiert entsprechend den Arten der Oberflächenbehandlungsmittel zur Oberflächenbehandlung der zu den Tonerteilchen hinzuzufügenden externen Zusätze. Durch Optimierung des Oberflächenbedeckungsanteils für jedes Oberflächenbehandlungsmittel (z. B. im Fall von Silikonöl Einstellen der Oberflächenbedeckungsrate externer Zusätze in Bezug auf die Harzteilchen auf 2,0 oder weniger, und im Falle von Hexamethyldisilazan Einstellen der Oberflächenbedeckungsrate der externen Zusätze in Bezug auf die Harzteilchen auf 1,6 oder weniger), kann der Betrag der Schlierenbildung auf dem Latentbildträger gesteuert werden.
5. Durch Einstellen der Menge W der externen Zusätze und des Widerstandswertes R (logarithmischer Wert) des Übertragungselementes, so daß die Gleichung 4 ≧ W ≧ 16,0 - 3,52 . R + 0,2 . R² erfüllt ist, kann eine gute Kontaktübertragung erreicht werden, indem eine einfache Konstantstromversorgungsquelle verwendet wird, unabhängig von der Breite des Aufzeichnungselementes.
6. Durch Einstellen des Verhältnisses zwischen dem Widerstandswert R' eines Elementes, das ein anderes ist als das Übertragungselement, das in Kontakt mit dem Aufzeichnungselement sein soll, so daß eine Gleichung R' ≧ 2,4 . 10¹⁰/V_p erfüllt ist, ist es möglich, eine schlechte Übertragung aufgrund der Ableitung des Stroms zu verhindern.

Die oben genannten 7 Punkte können einzeln oder in beliebigen Kombinationen verwendet werden. Durch Kombination von zwei oder mehreren Punkten miteinander ist es möglich, eine Kontaktübertragungsvorrichtung und eine Bilderzeugungseinrichtung aufzubauen, die hervorragende Eigenschaften besitzen.

Die Materialien, die in der vorliegenden Erfindung als die Tonerbestandteile verwendet werden sollen, sind nicht auf spezielle Materialien beschränkt. Gewöhnliche Materialien können benutzt werden. Zum Beispiel können die folgenden als Bindeharz verwendet werden: Polystyrol und sein Copolymer, Polyester und sein Copolymer, Polyethylen und sein Copolymer, Epoxyharz und Silikonharz, Polypropylen und sein Copolymer, Fluorharz, Polyamidharz, Polyvinylalkoholharz, Polyurethanharz, Polyvinyl, Butyral und ähnliches. Diese können einzeln benutzt werden oder es können zwei oder mehrere zusammen kombiniert werden, bevor sie verwendet werden. Als Farbgebungsmittel können schwarze Färbemittel und Pigmente, wie beispielsweise Druckerschwärze, Spritschwarz (spirit black), Nigrosin und ähnliches verwendet werden. Zur Färbung können Färbemittel wie beispielsweise Phthalocyanin, Phodamin-B-Lack (phodamine B lake), reines Sonnengelb (solar pure yellow), Chinacridon, Polytungusto-Phosphorsäure (polytungusto phosporic acid), Indanthren-Blau, Sulfonamid-Derivate oder ähnliches dienen. Als Dispersionsmittel kann Metallseife, Polyethylenglykol oder ähnliches verwendet werden und als Antistatikmittel kann ein organischer Elektronenakzeptor-Komplex, Polyesterchlorid, Nitrofuninsäure (nitro-funin acid), quartäres Amoniumsalz, Pyridynylsalz (pyridinyl salt) oder ähnliches hinzugefügt werden. Als Oberflächengleitmittel kann Polypropylenwachs, Polyethylenwachs oder ähnliches hinzugefügt werden. Weiterhin können als andere Zusätze Zinkstearat, Zinkoxid, Ceroxid oder ähnliches verwendet werden.

Auch können verschiedene Arten von externen Zusätzen als die externen Zusätze in einer Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden. Beispiele umfassen Metalloxide, wie z. B. Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, und ähnliches, anorganische feine Teilchen von zusammengesetzten Oxiden dieser Metalle, und organische feine Teilchen, wie beispielsweise feine Teilchen aus Acryl und ähnliches.

Als das Oberflächenbehandlungsmittel zur Oberflächenbehandlung der externen Zusätze, die in der Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden, kann ein Silansystem- Haftmittel, ein Titanatsystem-Haftmittel, ein Fluorin enthaltendes Silan-Haftmittel, Silikonöl und ähnliches verwendet werden. Die hydrophobe Rate der mit dem oben genannten Oberflächenbehandlungsmittel behandelten Oberfläche der externen Zusätze ist vorzugsweise 40% oder mehr, entsprechend einem bekannten Methanolverfahren. Wenn die hydrophobe Rate geringer ist als 40%, werden Reibungsaufladungen nachteilhaft verringert, aufgrund der Absorption von Wasser unter der Umgebungsbedingung mit hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Auch kann im Hinblick auf den Teilchendurchmesser der externen Zusätze der größte Teilchendurchmesser vorzugsweise 30 nm oder mehr betragen. Wenn der Durchmesser kleiner ist als 30 nm, werden die externen Zusätze leicht eingefügt, was die Übertragungswirksamkeit verringert und was nachteilhafte Ergebnisse mit herabgesetzter Dichte zur Folge hat. Unter den externen Zusätzen mit verschiedenen Arten von Teilchendurchmessern sollte ein Verhältnis des Teilchendurchmessers des externen Zusatzes mit dem größten mittleren Teilchendurchmesser zum Teilchendurchmesser des externen Zusatzes mit dem geringsten mittleren Teilchendurchmesser vorzugsweise 2,0 oder mehr betragen. Wenn es geringer ist als 2,0, wird die lufthaltige Schüttdichte des Toners herabgesetzt, so daß ein Toner mit einem hervorragenden Fließvermögen nicht erhalten werden kann und eine weiße Lückenerscheinung leicht auftreten kann.

In der vorliegenden Erfindung wurde als das Übertragungselement die Übertragungswalze 104 beschrieben. Jedoch ist es auch möglich, anstelle der Übertragungswalze 104 Elemente zu verwenden, z. B. ein Rotationselement wie beispielsweise ein Riemen oder ähnliches, und ein festes Element, wie beispielsweise eine Klinge. Um ein Aufzeichnungselement beständig liefern zu können und ein Bild hoher Qualität zu erhalten, wird die Verwendung eines rotierbaren Übertragungselements bevorzugt.

Als das erfindungsgemäße, verwendete Übertragungselement kann außer der in der dargestellten Ausführungsform beschriebenen elastischen Schaumwalze natürlich auch eine einschichtige elastische leitfähige Walze, die aus einem leitfähigen Schaummaterial mit einer Haut gebildet ist und eine mehrschichtige elastische leitfähige Walze, die eine Schicht zum Verhindern von Durchsickern umfaßt, eine Widerstandssteuerschicht, eine Schutzschicht und ähnliches mit einer gleichen Wirkung verwendet werden. Jedoch wird es aufgrund der Tatsache, daß die Nadelloch-Gegenmaßnahme gemäß der Erfindung realisiert wurde, bevorzugt, daß eine Einschichtübertragungswalze im Hinblick auf die Kosten verwendet werden kann. Es ist auch wünschenswert, daß Variationen in dem Widerstand des Übertragungselements im Hinblick auf die Zeit zur elektrischen Aufladung des Übertragungselements und den Strom (oder Stromdichte), der angelegt wird, so gering wie möglich sind. Wenn die Variationen im Widerstandswert aufgrund der Aufladezeit groß sind, dann treten, wenn der Druckvorgang wiederholt wird, unerwünschterweise verschlechterte Bilder aufgrund der Variation der Übertragungswirksamkeit auf. Andererseits, wenn die Variationen des Widerstandswertes im Hinblick auf den angelegten Strom groß sind, konzentriert sich der Strom lokal in dem Bereich geringen Widerstands des Übertragungsklemmbereiches, wo das Übertragungselement und der Latentbildträger in direktem Kontakt miteinander stehen, um so den Latentbildträger auf die entgegengesetzte Polarität aufzuladen (in der vorliegenden Erfindung positive Polarität), was nachteilhaft das Auftreten einer Nebenbilderscheinung erleichtert, wenn das nächste Bild ausgebildet wird.

Auch kann die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung effektiv mit herkömmlichen Walzenwiderstandsdetektoreinrichtungen (ATVC- Steuerung) oder ähnlichem verwendet werden.

Obwohl die Erfindung in Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, ist diese Beschreibung nicht als beschränkend zu betrachten. Verschiedenartige Modifikationen der offenbarten Ausführungsform, wie auch andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann unter Bezugnahme auf die Beschreibung der Erfindung offensichtlich. Es ist daher beabsichtigt, daß die anhängenden Ansprüche jegliche derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen decken, die innnerhalb der Erfindung liegen.

Claims

1. Kontaktübertragungssystem zur Ausbildung eines Bildes unter Verwendung eines elektrofotografischen Prozesses, umfassend:
einen Latentbildträger (101); und
ein Übertragungselement (104), das mit dem Latentbildträger (101) in Kontakt kommen kann und eine Vorspannung aufweist, die zur Übertragung eines Toners von dem Latentbildträger (101) zu einem Aufzeichnungselement (107), das sich zwischen dem Latentbildträger (101) und dem Übertragungselement (104) befindet, dient, um dadurch ein Bild auszubilden; dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktübertragungssystem eine Beziehung R ≧ 0,350 + (0,001 . H) erfüllt, in der R (g/cm³) eine lufthaltige Schüttdichte des Toners und H eine Härte (JISA) des Übertragungselementes (104) darstellt.

2. Kontaktübertragungssystem zur Ausbildung eines Bildes unter Verwendung eines elektrofotografischen Prozesses, umfassend:
einen Latentbildträger (101); und
ein Übertragungselement (104), das mit dem Latentbildträger (101) in Kontakt kommen kann und eine Vorspannung aufweist, die zur Übertragung eines Toners von dem Latentbildträger (101) zu einem Aufzeichnungselement (107), das sich zwischen dem Latentbildträger (101) und dem Übertragungselement (104) befindet, dient, um dadurch ein Bild auszubilden; dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktübertragungssystem eine Beziehung 4 ≧ W ≧ 16,0 - 3,52 . R₁ + 0,2 . R₁ ² erfüllt, in der R₁ den logarithmischen Wert eines Widerstandswertes des Übertragungselements (104) darstellt und W (Gew.-%) eine Menge von externen Zusätzen bedeutet, welchen Harzteilchen des Toners hinzugefügt sind.

3. Kontaktübertragungssystem, umfassend:
einen Latentbildträger (101); und
ein Übertragungselement (104), das mit dem Latentbildträger (101) in Kontakt kommen kann und eine Vorspannung aufweist, die zur Übertragung eines Toners von dem Latentbildträger (101) zu einem Aufzeichnungselement (107), das sich zwischen dem Latentbildträger (101) und dem Übertragungselement (104) befindet, dient, um dadurch ein Bild bei einer vorgegebenen Prozeßgeschwindigkeit auszubilden, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Beziehung erfüllt ist, wenn ein Widerstandswert einer Sicherungswalze (22), die bei der Kontaktübertragung mit dem Aufzeichnungselement (107) in Kontakt kommen kann, als R' (Ω) ausgedrückt wird und die Prozeßgeschwindigkeit als V_p (mm/sec) angenommen ist: R' ≧ 2,4 . 10¹⁰/V_p.

4. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Toner zwei oder mehr Arten von externen Zusätzen, die jeweils unterschiedliche mittlere Teilchendurchmesser aufweisen, hinzugefügt sind, wobei der Anteil externer Zusätze 0,5 bis 4 Gew.-%, in Bezug auf die Harzteilchen des Toners beträgt.

5. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gesamtmenge der externen Zusätze, die dem Toner hinzugefügt werden, mindestens 0,7 Gew.-% in Bezug auf Harzteilchen des Toners beträgt und eine Menge einer Art externen Zusatzes, der den größten mittleren Teilchendurchmesser aufweist, mindestens 0,3 Gew.-% in Bezug auf die Harzteilchen des Toners beträgt.

6. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Silikonöl zur Oberflächenbehandlung der externen Zusätze des Toners verwendet wird und eine Oberflächenbedeckungsrate der externen Zusätze in Bezug auf die Harzteilchen nicht größer ist als 2,0.

7. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Hexamethyldisilazan zur Oberflächenbehandlung der externen Zusätze des Toners verwendet wird und eine Oberflächenbedeckungsrate der externen Zusätze in Bezug auf die Harzteilchen nicht größer ist als 1,6.

8. Kontaktübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstandswert des Übertragungselements (104) in einem Bereich von 10⁶ bis 10⁹ Ω liegt.

9. Kontaktübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konstantstromversorgungsquelle (105) zum Anlegen der Vorspannung an das Übertragungselement (104) verwendet wird.

10. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine maximale Ausgangsspannung der Konstantstromversorgungsquelle (105) eine dielektrische Festigkeit des Latentbildträgers (101) nicht übersteigt.

11. Kontaktübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (104) ein rotierbares Element ist, das aus einer einzigen Schicht eines Materials hergestellt ist.

12. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der externen Zusätze definiert ist als W ≧ 0,1 (Gew.-%).

13. Kontaktübertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filmdicke der Fotoschicht (103) des Latentbildträgers (101) in einem Bereich von 10 bis 30 µm liegt.