-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Entwicklungsgerät für die Verwendung in
elektrofotographischen Kopiermaschinen und elektrofotographischen Druckern. Es ist bekannt,
daß in Kopier- und Druckmaschinen elektrofotographischer Art ein elektrostatischer
Speicherbildträger, im allgemeinen aus einem leitfähigen Zylinder bestehend, der mit einer Schicht
fotoleitfähigen Materials überzogen ist, entlang einer Mantellinie des Zylinders angrenzend an
einen Entwicklungsmaterialträger angeordnet ist, der im allgemeinen ebenfalls als Zylinder
ausgebildet ist.
-
Die zwei Zylinder können in Verbindung stehen oder räumlich durch einen vorbestimmten
Zwischenraum getrennt sein, der im allgemeinen in der Größenordnung von 50um bis 500um
liegt. Die zwei Zylinder drehen sich im allgemeinen mit derselben Umfangsgeschwindigkeit in
entgegengesetzter Richtung.
-
In einigen Ausführungsbeispielen drehen sie sich jedoch mit einer unterschiedlichen
Umfangsgeschwindigkeit und/oder in derselben Richtung.
-
Eine dünne Schicht pulverförmigen Entwicklungsmaterials, als "Toner"bekannt und geeignet
durch einen reibungselektrische Effekt elektrisiert, ist auf der Oberfläche des
Entwicklungsmaterialträgers gebildet, der im Folgenden als Entwicklungswalze bezeichnet ist.
-
Der Toner, der im allgemeinen magnetische Eigenschaften hat, haftet aufgrund magnetischer
Felder, die an der Entwicklungswalzenoberfläche geeignet erzeugt werden und aufgrund von
Van Der Waals Kräften, die zwischen den Tonerkörnern und der Entwicklungswalze
wirken, an der Entwicklungswalze, trotz eines an die Entwicklungswalze angelegten elektrischen
Potentials, das bezüglich Erde dieselbe Polarität wie die elektrische Ladung hat, die durch
den reibungselektrischen Effekt von dem Toner aufgenommen wurde. Diese Ladung ist im
allgemeinen negativ.
-
Der leitfähige Zylinder des Speicherbildträgers, der im Folgenden aufgrund der weitgehenden
Verwendung von organischen fotoleitfähigen Materialen zu seiner Ausführung kurz als OPC
bezeichnet wird, ist im allgemeinen geerdet.
-
Elektrische Ladung, im allgemeinen negativ, wird auf der OPC Oberfläche durch einen
elektrostatischen Ladungsgenerator erzeugt.
Diese elektrische Ladung erniedrigt das Oberflächenpotential auf einen vorbestimmten Wert,
beispielsweise -680V bezüglich Erde.
-
Die OPC Mantellinien, passend elektrisiert, erreichen aufgrund der Rotation des OPC,
eine Bestrahlungsstation, an der das OPC selektiv mit einer elektromagnetischen Strahlung
bestrahlt wird.
-
In den bestrahlten Zonen verliert das fotoleitfähige Material seine elektrische Ladung und
sein elektrisches Potential fällt auf 0V (In der Praxis auf etwa 50V).
-
Die verschiedenen so bestrahlten OPC Mantellinien erreichen dann die Entwicklungsstation,
wo die Tonerpartikel, negativ geladen und von dem elektrischen Feld umgeben, das durch das
unterschiedliche Potential der Entwicklungswalze und des OPC gebildet wird, auf das OPC
in die OPC Zonen angezogen werden, in denen es auf 0V entladen wurde.
-
In den Zonen in denen das OPC geladen ist (-680V), steht das elektrische Feld der Bewegung
des Toners von der Entwicklungswalze entgegen.
-
Bei der Fortsetzung seiner Bewegung trägt das OPC die Tonerpartikel, selektiv an seiner
Oberfläche angeordnet, in eine Übertragungszone oder Übertragungsstation, wo das OPC
entlang einer seiner Mantellinien eine Druckunterlage (im allgemeinen ein Papierblatt) berührt,
die mit der Geschwindigkeit des OPC zugeführt wird.
-
In der Übertragungsstation ist die Druckunterlage zwischen dem OPC und einem
elektrostatischen Ladungsgenerator eingefügt, der die Druckunterlage mit positiver Ladung auflädt.
Die positive Polarisierung genügt, um den Toner von dem OPC auf die Druckunterlage
anzuziehen, auf der der Toner haftet und nachfolgend in einer Fixierstation dauerhaft fixiert
wird.
-
Dieser Prozess, begrifflich in der Praxis sehr einfach, erzeugt keine perfekten Ergebnisse, die
den Gewünschten entsprechen.
-
Die Tonerübertragung von der Entwicklungswalze auf das OPC findet nicht nur in den Zonen
statt, in denen es erforderlich ist, sondern in einem gewissen Ausmaß auch in den Zonen in
denen es nicht erwünscht ist, mit einem "Hintergrund" Effekt der der erzielbaren Qualität
der der Abbildungen hinderlich ist.
-
Dies wird sowohl von der Unmöglichkeit,einen scharfen Wechsel des elektrischen Felds an
den Grenzen des Speicherbilds zu erhalten, als auch von der Unmöglichkeit, die einzelnen
Tonerteilchen in gleichförmiger Weise zu laden, verursacht. Es muß angenommen werden,
daß statistisch eine gewisse Anzahl von Tonerteilchen schwach geladen, nicht geladen oder
elektrisch mit der entgegengesetzten Polarität geladen ist.
-
Das Anhaften von elektrisch neutralen Partikeln an das OPC statt an die den Toner tragende
Valze kann durch elektrische Felder nicht gesteuert werden und entzieht sich der Steuerung.
Selbst im Falle schwach geladener elektrischer Partikel ist die von den elektrischen Feldern
ausgeübte Steuerwirkung bis zu einem gewissen Grad unzureichend.
-
Um diese Beschränkungen zu überwinden wurde vorgeschlagen (und in verschiedenen
Patentschriften beschrieben, von denen US Pat 3,866,574 erwähnt sei), eine wechselnde Spannung
an die Entwicklungswalze anzulegen, zusätzlich zu der vorspannenden Gleichspannung, um
ein pulsierendes elektrisches Feld zwischen OPC und der Entwicklungswalze zu erzeugen.
Verschiedene Frequenzen und Amplituden wurden vorgeschlagen und auf diese Weise eine
gewisse Verbesserung der gedruckten Bilder in Bezug auf Kontrast, Auflösung und Verringerung
des Hintergrunds erreicht.
-
Ein Gerät mit den Merkmalen der Einleitung von Anspruch 1 ist beispielsweise in dem
Schriftstück US-A-4 701 042 beschrieben.
-
Im wesentlichen wurden zwei Erklärungen für diese Ergebnisse gegeben: Das pulsierende
elektrische Feld ruft eine Vibration der Tonerteilchen hervor, die deren Ablösung von der
Entwicklungswalze erleichtern, auch wenn die Partikel schwach geladen sind
-
Das pulsierende Feld (im äußersten Fall ein Wechselfeld) ruft einen Teilchenrückschwung von
dem OPC zu der Entwicklungswalze hervor, mit der Folge von Zusammenstößen unter den
Teilchen und dem Ablösen einer größeren Tonermenge von der Entwicklungswalze.
-
Wie die Erklärung auch sein mag, die erreichten Ergebnisse sind beschränkt. Die vorliegende
Erfindung überwindet diese Beschränkungen und stellt ein Gerät bereit, bei dem der
Hintergrund Effekt minimiert ist und die Blldauflösung auf ein außerordentliches Niveau verbessert
ist.
-
Zusätzlich ist die Wirksamkeit des Prozesses verbessert, und die Menge an Toner, die verloren
geht, auf ein Minimum reduziert.
-
Diese Vorzüge werden mit einem elektrofotographischen Entwicklungsgerät erreicht, bei dem
eine wechselnde Spannung zwischen Erde und dem leitfähigen Zylinder des OPC angelegt
wird, statt sie zwischen Erde und der Entwicklungswalze anzulegen.
-
Diese Anordnung ändert offensichtlich nicht in relevanter Weise die Arbeitsweise des Geräts,
bezogen auf die Geräte nach dem Stand der Technik, da das elektrische Feld, das zwischen
OPC und der Entwicklungswalze erzeugt wird, (wenn man diese lokal als ebene Elektroden
eines Kondensators ansieht) nur von der zwischen den zwei Elementen vorhandenen Spannung
abhängt.
-
De facto ändert diese Anordnung die Verteilung des elektrischen Felds um den ganzen OPC
Zylinder herum und unterwirft die darauf abgelegten Tonerteilchen pulsierenden Kräften
anziehen der und abstoßender Art, die in den unbestrahlten Zonen eine Intensität haben
die genügt, um die Bewegung der geladenen Teilchen von den unbestrahlten Zonen zu den
Bestrahlten zu ermöglichen.
-
Diese Bewegung wird durch die anziehende Komponente des elektrischen Felds verursacht, die
aufgrund des unterschiedlichen Status der elektrischen Oberflächenvorspannung tangential zu
der OPC Oberfläche ist.
-
Da der Hintergrund Effekt fast vollständig vermieden ist, muß geschlossen werden, daß die
neutralen Teilchen durch das pulsierende elektrische Feld dielektrisch vorgespannt werden und
selbst wenn sie einer anziehenden Kraft unterworfen werden, es ihnen irgendwie ermöglicht
ist, sich in die Zone, die ein höheres Potential hat, zu bewegen. Ein induzierter
reibungselektrischer Effekt kann nicht ausgeschlossen werden.
-
Ein weiterer Vortell tritt in der Übertragungszone auf, wo das elektrische Feld lokal eine große
Stärke erreicht und wo die Druckunterlage, die positiv vorgespannt ist, einer pulsierenden
Kraft unterworfen ist, die ihre Vibration verursacht.
-
Die Vibration, als Geräusch wahrnehmbar, muß einen reibungselektrischen Effekt, der die
ungeladenen Teilchen ebenfalls elektrisiert, und einen mechanischen Einfangeffekt, zusätzlich
zu dem elektrischen, erzeugen, so daß all die Tonerteilchen, die auf den bestrahlten OPC
Zonen vorhanden sind, auf die Druckunterlage übertragen werden.
-
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich klarer aus der folgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und aus den beiliegenden Zeichnungen
ergeben, in denen:
-
-Figur 1 qualitativ das elektrische Feld zeigt das durch eine Entwicklungswalze erzeugt wird,
die durch eine wechselnde Spannung nach dem Stand der Technik vorgespannt ist.
-
-Figur 2 qualitativ das elektrische Feld zeigt das durch eine OPC Trommel erzeugt wird, die
durch eine zwischen OPC und Erde angelegte wechselnde Spannung in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung vorgespannt ist.
-
-Figur 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Form der Ansführung des Geräts der Erfindung.
-
-Figur 4 zeigt den elektrischen Zustand eines Abschnitts der OPC Trommel in dem Gerät
der Fig. 3.
-
-Die Figuren 5 und 6 zeigen das in den zwei Zonen, unbestrahlt und bestrahlt, wirkende Feld,
des OPC Abschnitts der Fig. 4.
-
-Die Figuren 7 und 8 zeigen alternative Ausführungsbeispiele für ein Detail des in Fig. 3
gezeigten Geräts.
-
Zum Zweck des besseren Verständnisses der Erfindung zeigt Figur 1 qualitativ das elektrische
Feld, das eine Entwicklungswalze I erzeugt, die durch eine zwischen der Entwicklungswalze
I und Erde angelegten wechselnde Spannung (erzeugt durch Generator 2) vorgespannt ist,
wenn der leitfähige Zylinder 3 des OPC 4 geerdet ist.
-
In der Zone, in der die zwei Zylinder angrenzen, entsteht zwischen den zwei Bauelementen ein
starkes wechselndes elektrisches Feld. Auf dem Rest der Oberfläche der Entwicklungswalze
entsteht ein weniger starkes, radiaies wechselndes elektrisches Feld.
-
Der Rest der OPC Oberfläche ist von einem elektrischen Feld umgeben, das tangential zu der
OPC Oberfläche (Zone 5, 6) gerichtet oder aufgrund der abschirmenden Wirkung des OPC
selbst null (Zone 7) ist.
-
Dies ist die elektrische Feldverteilung, die im allgemeinen in Entwicklungsgeräten nach dem
Stand der Technik auftritt.
-
Figur 2 zeigt qualitativ das elektrische Feld, das durch den leitfähigen Zylinder 3 des OPC
4 erzeugt wird, wenn dieser durch eine zwischen Zyllnder 3 und Erde angelegte wechselnde
Spannung vorgespannt ist, wenn die Entwicklungswalze 1 geerdet ist.
-
In der Zone, in der die zwei Zylinder angrenzen, entsteht ein starkes wechselndes elektrisches
Feld, ähnlich dem von Fig.1, aber mit einer, relativ zu der OPC Achse, radialeren Verteilung
als im Fall von Fig.1.
-
Der Rest der OPC Oberfläche ist von einem elektrischen Feld umgeben, das viel schwächer,
aber immer noch radial relativ zu der OPC Achse ist. Dies ist die elektrische Feldverteilung,
die im allgemeinen in dem Entwicklungsgerät der Erfindung auftritt.
-
Bei der üblichen Vernachlässigung, anzunehmen, daß das zwischen den zwei Elektroden
erzeugte elektrische Feld eine Folge einer zwischen den zwei Elektroden angelegten Spannung
und folglich unabhängig von dem Potential der zwei Elektroden gegen Erde und die
Umgebung ist, ist der Unterschied zwischen den in den zwei Fällen erzeugten elektrischen Feldern
die einzig mögliche Erklärung der durch die vorliegende Erfindung erzielten Ergebnisse.
-
Figur 3 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Geräts entsprechend der
Erfindung.
-
In Fig.3 ist eine Entwicklungseinheit 10 angrenzend an eine OPC Vorrichtung 11 angeordnet,
die die Form einer sich drehenden Trommel hat.
-
Die Entwicklungseinheit 10 weist ein Tonerreservoir 12 für Toner 13 und eine
Entwicklungswalze 14 aus leitfähigem Material auf.
-
Die Entwicklungswalze dreht sich in Richtung des Pfeils 15 mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit in der Größenordnung von 5 cm/s.
-
Eine dünne Tonerschicht 17, mit einer durch eine Steuerklinge 16 bedingten Dicke in der
Größenordnung von 50um wird von dem Reservoir 12 abgezogen, haftet an der Oberfläche
der Walze 14 und wird zu der Entwicklungszone befördert.
-
Das Anhaften der Tonerteilchen an der Walze ist durch Van der Waals Kräfte und im Falle
eines magnetischen Toners durch magnetische Felder sichergestellt, die durch bekannte Mittel
in geeigneter Weise erzeugt werden.
-
Der Toner, der an der Walze 14 haftet, ist durch einen reibungselektrischen Effekt negativ
geladen.
-
Die Entwicklungswalze 14 ist durch einen Gleichspannungsgenerator 18, der zwischen der
Walze 14 und Erde verbunden ist, elektrisch auf ein negatives Potential in der Größenordnung
von -300V bis -500V gegen Erde vorgespannt.
-
Die OPC Vorrichtung 11 weist einen Zylinder 19 aus leitfähigem Material auf, der mit einer
Schicht 20 fotoleitfähigen Materials beschichtet ist und sich in der Richtung des Pfeils 21
dreht.
-
In der Entwicklungszone oder Station, ist die OPC Oberfläche räumlich durch einen
Zwischenraum von der Oberfläche der Walze 14 getrennt, der die gleiche Größenordnung wie die
Dicke der Tonerschicht 17 oder leicht größer hat.
-
Ein stromaufwärts der Entwicklungsstation angeordnetes Corotron, das aus einem
Ionisationsdraht 21 (negativ auf ein Niveau in der Größenordnung von -2kV bis -5kV durch einen
Spannungsgenerator 22 vorgespannt) und einem Abschirmgitter 23 besteht, lädt die
Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht in gleichförmiger Weise mit negativen Ladungen.
-
Das elektrische Potential der Oberflächenladung ist durch einen Gleichspannungsgenerator
24 gesteuert, der zwischen dem Abschirmgitter 23 und dem leitfähigen Zylinder 19 der OPC
Vorrichtung eine Spannung in der Größenordnung von -700V anlegt.
-
Auf diese Weise ist die OPC Oberfläche auf ein Potential von -700V relativ zu dem Potential
des Zylinders 19 aufgeladen.
-
Die so geladene OPC Oberfläche wird bei einer Bestrahlungsstation, die stromabwärts des
Corotrons und stromaufwärts der Entwicklungstation angeordnet ist, selektiv mit einer elek
tromagnetischen Strahlung 25, gesteuert durch einen Bildgenerator 26, bestrahlt.
-
In den bestrahlten Zonen ermöglicht es das fotoleitfähige Material den elektrischen Ladungen
an der Oberfläche auf den leitfähigen Zylinder 19 abzufließen. In diesen Zonen nimmt die OPC
Oberfläche ein Potential an, das in bezug auf das Potential des Zylinders 19 im wesentlichen
null ist.
-
Gemäß der Erfindung ist der Zylinder 19 durch einen Generator 27 für Wechselspannung in
der Größenordnung von 200V bis 500V Scheitelwert, der zwischen dem Zylinder 19 und Erde
verbunden ist, elektrisch vorgespannt.
-
Die Frequenz der Wechselspannung kann mit einer unteren Grenze, die im wesentlichen von
der Entwicklungsgeschwindigkeit, der Umfangsgeschwindigkeit des OPC, abhängt, innerhalb
weiter Grenzen gewählt werden.
-
Die obere Grenze scheint mit der Größe und Masse der Tonerteilchen im umgekehrten
Verhältnis zusammenzuhängen.
-
In der Praxis erbringen mit einem Toner, der durch Teilchen gebildet wird, die eine Größe im
Bereich von 10um haben und einer Tonervolumendichte (vor der Pulverisiernng des Materials)
von 0,6kg/dm³, alle Frequenzen zwischen 100Hz und 1500Hz befriedigende Resultate.
-
Die überraschenden und unerwarteten Resultate, die durch dieses Vorspannen erreicht
werden, können unter Bezugnahme auf die Figuren 4, 5 und 6 erklärt werden, die den elektrischen
Zustand eines OPC Abschnitts stromabwärts der Entwicklungsstation zeigen (Bei der
Entwicklungsstation ist die Wirkung des wechselnden Vorspannens des OPC im wesentlichen
dieselbe, wie die eines wechselnden Vorspannens der Entwicklungswalze und wird hier nicht
betrachtet).
-
Die Figur 4 zeigt einen Abschnitt 30 des OPC, der eine unbestrahlte Zone 31, deshalb mit
negativer Oberflächenladung (-700V bezogen auf den leitfähigen Zylinder), und eine bestrahlte
Zone 32 aufweist, die entladen wurde und auf der Tonerteilchen liegen. Vereinfachend sei
angenommen, daß die negative Ladung der Tonerteilchen nicht wesentlich die durch das äußere
Vorspannen und die OPC Polarisierung erzeugten elektrischen Felder verändert.
-
Mit dieser Annahme und unter Verwendung des Prinzips der Kumulation der Effekte ist es
möglich, qualitativ die elektrischen Felder zu betrachten, die den OPC Abschnitt 30 und seine
Oberfläche beeinflussen.
-
Eine an den leitfähigen Zylinder 19 angelegte Wechselvorspannung von 400V erzeugt ein
radiales Feld, das durch die Pfeile 33, 34 gezeigt ist.
-
In der Zone 31 ist das radiale Feld mit dem Feld überlagert, das durch die OPC
Polarisierungsladungen (-700V) erzeugt wird. so daß das Potential des die Zone 31 umgebenden
Raums in seinen äußeren Zuständen durch die Kurven A, B der Figur 5 dargestellt werden
kann. Das Potential des die Zone 32 umgebenden Raums ist in seinen äußeren Zuständen
durch die Kurven C, D der Fig. 6 dargestellt.
-
Ein allgemeines Tonerteilchen P (Fig.4), negativ geladen und an der Oberfläche der Zone 31
angeordnet, ist daher einer abstoßenden Kraft wechselnder Größe unterworfen, die darauf
gerichtet ist, es von der Oberfläche wegzudrücken, entgegen den nicht elektrostatischen Kräften
(Van der Waals Kräfte), die es an der Oberfläche halten.
-
Diese abstoßende Kraft ermöglicht dem Teilchen eine relative Beweglichkeit. In den Zonen
31, 32 ist ein tangentiales elektrisches Feld, aufgrund des Vorhandenseins von elektrischen
Ladungen in der Zone 31 und des Fehlens von elektrischen Ladungen in der Zone 32, dem
radialen Feld überlagert, das durch den Spannungsgenerator 27 und durch die Ladungen in
der Zone 31 erzeugt wird.
-
Deshalb wirkt zusätzlich zu der abstoßenden eine tangentiale Kraft auf das Teilchen P.
Diese tangentiale Kraft ist darauf gerichtet, das Teilchen P zu der Zone 32 hin zu ziehen.
Aufgrund der experimentellen Ergebnisse muss geschlossen werden, daß sogar wenn die
abstoßende Kraft mäßig ist,ihre wiederholte Anwendung auf ein Teilchen wie P über die gesamte
Zeitperiode, die von dem OPC Abschnitt 30 benötigt wird, sich von der Entwicklungsstation
zu der Übertragungsstation zu bewegen, es dem Teilchen P ermöglicht, sich aufgrund der auf
es wirkenden tangentialen Kraft in Richtung der Zone 32 zu bewegen.
-
Falls das Teilchen P elektrisch neutral ist, kann man die folgenden Betrachtungen anstellen.
-
Wenn das Teilchen P von einem elektrischen Feld umgeben ist, ist es einer dielektrischen
Polarisation und folglich einer radialen pulsierenden Kraft unterworfen.
-
In Hinsicht auf die experimentellen Ergebnisse muß geschlossen werden, daß die
kontinuierliche und wiederholte Anwendung einer pulsierenden Kraft eine mechanische Oszillation des
Teilchens auf der OPC Oberfläche verursacht.
-
Diese Oszillation induziert in einem gewissen Maß einen reibungselektrischen Effekt, so daß
das Teilchen, das anfangs neutral war, sich negativ auflädt und sich wie bereits beschrieben
verhält.
-
Als Folge bewegen sich die meisten Teilchen, die durch die Entwicklungswalze auf die OPC
Oberfläche in unbestrahlte Zonen übertragen werden, um so mehr in bestrahlte Zonen, je
näher sie an den Grenzen der bestrahlten Zonen sind.
-
Deshalb ermöglicht es das Gerät der Erfindung, Bilder mit hohem Kontrast, mit scharf
definierten Kanten und einer wesentlichen Reduzierung des Hintergrunds zu erhalten.
-
Weitere Vorteile werden durch die Erfindung gemäß den Ansprüchen bereitgestellt.
-
Es wurde beobachtet, daß das elektrische Wechselvorspannen des OPC weitere Vorteile in
bezug auf die Tonerübertragung von dem OPC auf die Druckunterlage bereitstellt.
-
Verglichen mit konventionellen elektrofotographischen Systemen, bei denen stets etwas
Toner auf dem OPC zurückbleibt, wird aller Toner, der auf den bestrahlten Zonen des OPC
vorhanden ist, auf die Druckunterlage übertragen und hinterläßt das OPC vollständig sauber.
Um dieses Ergebnis zu erklären, sei der Übertragungsmechanismus kurz verdeutlicht. Unter
Bezugnahme auf Figur 3 weist die Übertragungsstation ein der OPC Trommel 11 zugewandtes
Corotron 40 auf.
-
Das Corotron weist einen Ionisierungsdraht 41, der elektrisch durch einen Spannungsgenerator
42 auf ein hohes positives Potential in der Größenordnung von +3kV bis +5kV vorgespannt
ist, und ein Abschirmgitter 43 auf, das mit Erde verbunden ist.
-
Eine Druckunterlage 44 wird mit dem OPC an der Übertragungsstation in Kontakt gebracht
und wird, zwischen dem Corotron 40 und dem OPC 11 eingefügt, mit einer Geschwindigkeit
zugeführt, die gleich der OPC Umfangsgeschwindigkeit ist.
-
Das Corotron 40 verteilt positive elektrische Ladungen auf der Druckunterlage, die elektrisiert
wird und auf diese Weise ein starkes elektrisches Feld zwischen der Druckunterlage und dem
OPC erzeugt.
-
Dieses Feld löst die Tonerteilchen (negativ geladen) von dem OPC ab und zieht sie auf die
Druckunterlage für die nachfolgende Fixierung in einer Fixierstation.
-
Es ist offensichtlich, daß diese Wirkung nur auf elektrisch geladene Teilchen und nicht auf
die neutralen ausgeübt wird.
-
Das wechselnde Vorspannen des Zylinders 19 liefert die neutralen Teilchen jedoch, wie bereits
in bezug auf Fig.4 erläutert, einer dielektrischen Polarisierung aus, die diese einer pulsierenden
anziehenden Kraft und Oszillationen unterwirft, die ihr elektrisches Aufladen aufgrund eines
reibungselektrischen Effekts verursachen.
-
Dieser Vorgang wird in den bestrahlten Zonen durch das Vorhandensein angrenzender
Teilchen verstärkt die meist geladen und folglich anziehen den und abstoßenden Kräften
unterworfen sind, wodurch eine nachfolgende relative Verschiebung unter geladenen Teilchen und
Neutralen und damit verbundene Reibung auftritt.
-
Die Folge ist, daß in der Übertragungszone alle in den bestrahlten Zonen des OPC
vorhandenen Teilchen elektrisch geladen sind und dem elektrischen Übertragungsfeld unterworfen
sind.
-
Weiterhin sei bemerkt, daß für das richtige Einführen der Druckunterlage zwischen OPC
und Corotron 40 die Abschirmung 43 mit einer leitfähigen Führungsklinge 45 versehen ist,
die angrenzend an die OPC Oberfläche an der Stelle der Einführung der Druckunterlage in
einem Abstand in der Größenordnung von 2mm bis 3mm von dem OPC und am Ausgang in
einem Abstand von 0,5mm angeordnet ist.
-
In dieser Zone ist das elektrische Feld, das durch das wechselnde Vorspannen des OPC
erzeugt wird, besonders stark und auf einem solchen Niveau, daß aufgrund dieses Felds die
Druckunterlage, die durch die Ladungswanderung von der dem Corotrongitter
gegenüberliegenden Zone zu der zwischen dem OPC und der Führungsklinge eingefügten Zone ionisiert
ist, vibriert und ein Geräusch mit der Frequenz des wechselnden Vorspannens verursacht.
In solch einer Zone kumulieren zwei Effekte. Auf der einen Seite ist das elektrische Feld so
stark, daß der reibungselektrische Effekt und die Teilchenbewegung vergrößert werden.
-
Auf der anderen Seite übt die Druckunterlage selbst eine mechanische Wirkung
veränderlichen Drucks auf den Toner aus und erleichtert die Übertragung. Der einzige Nachteil ist die
Geräuscherzeugung, die jedoch vollständig durch elektrisches Verbinden der Abschirmung 43
mit dem leitfähigen Zylinder 19 vermieden werden kann, wie in Fig.7 gezeigt, oder durch
das Vorspannen der Abschirmung 43 init einem Bruchteil des vorspannenden Potentials von
Zylinder 19 auf ein akzeptables Maß begrenzt werden kann.
-
Dieses Potential, bezogen auf Erde, kann leicht durch Verbinden der Abschirmung 43 mit
dem Zwischenpunkt eines Widerstandsspannungsteilers 46, 47 erhalten werden, der zwischen
dem Ausgang des Generators 27 der Fig.3 und Erde verbunden ist, wie in Fig.8 gezeigt ist.
Es ist offensichtlich, daß ein spannungsabhängiger Widerstand VDR oder eine Zener-Diode,
die zwischen dem Zylinder 19 und der Abschirmung 43 verbunden sind, ein Ersatz für solch
einen Spannungsteiler sein können.
-
Dieselben Anordnungen können gewählt werden, um die verschiedenen Vorspannungen, die
in dem Gerät benötigt werden, zu erzeugen, ausgehend von der Spannung, die von nur einem
oder zwei Spannungsgeneratoren erzeugt wird (ein positiver und ein negativer
Spannungsgenerator).
-
Es ist offensichtlich, daß verschiedene andere Anderungen an dem Gerät der Erfindung
gemacht werden können.
-
Infolgedessen ist die Erfindung, selbst wenn die Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels auf einen Speicherbildträger (OPC) und einen Tonerträger in der Form von
rotierenden Zylindern bezogen ist, gleichermaßen in dem Fall anwendbar, wenn eines oder beide
der Bauelemente in einer anderen Form als ein rotierender Zylinder ausgeführt sind, wie
beispielsweise als bewegliches, auf rotierenden Trommeln angebrachtes Band.
-
Der wesentliche Gesichtspunkt besteht in der Erzeugung eines veränderlichen elektrischen
Felds senkrecht zu der Oberfläche des Speicherbildträgers, wobei dieses Feld auf ein relativ
weites Gebiet des Trägers wirkt, das zwischen der Entwicklungsstation und der
Übertragungsstation
enthalten ist.
-
Das wechselnde elektrische Vorspannen des OPC Zylinders 19 ist nur ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel, da es die Erzeugung solch eines veränderlichen Felds sicherstellt, das sich zu
der gesamten OPC Oberfläche erstreckt und die Entwicklungsstation und die Fixierstation
einschließt.
-
Es wurde bereits bemerkt, daß das so erzeugte elektrische Feld in der Entwicklungsstation
und in der Übertragungstation besonders stark ist. Es ist schwächer in der Zwischenzone.
Sogar in solch einer Zone kann das Feld verstärkt werden, wodurch sich die Möglichkeit
ergibt, die wechselnde Vorspannung zu erniedrigen und immer noch dieselben Ergebnisse zu
erreichen.
-
Diese Verstärkung des durch das OPC erzeugten wechselnden elektrischen Felds kann durch
die Anordnung einer leitfähigen Elektrode 48 angrenzend an die OPC Oberfläche zwischen
der Entwicklungsstation und der Übertragungsstation und elektrisch geerdet, wie in Fig.3
gezeigt, erreicht werden.
-
Eine solche Elektrode ist vorzugsweise in einem Abstand von der OPC Oberfläche angeordnet,
der zwischen 1mm und 5mm liegt und erstreckt sich entlang der OPC Oberfläche in einem
Bogen der eine Länge zwischen 2mm und 20mm oder mehr hat, abhängig von der Distanz in
Umfangsrichtung zwischen der Entwicklungsstation und der Übertragungsstation.