DE2342856B2

DE2342856B2 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Übertragung eines auf einem Aufzeichnungsmaterial befindlichen Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial im Durchlauf

Info

Publication number: DE2342856B2
Application number: DE2342856A
Authority: DE
Inventors: Thomas Webster N.Y. Meagher (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1972-11-24
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB1448385A; DE2342856A1; DE2342856C3; NL7315343A; JPS4984446A; CA1030009A; JPS5233494B2; NL161899B; FR2213519A1; NL161899C; FR2213519B1; BR7308055D0; US3781105A

Description

Koronaentladungseinrichtung oder einer Übertragungsrolle werden verschiedene Überlegungen angestellt.

Das Koronaentladungssystem ist besonders für seine relative Einfachheit bekannt. Aber die von der Koronaeinrichtung aufgebrachten Ladungen lassen, abgesehen davon, daß sie das gewünschte elektrische Feld erzeugen, das die Übertragung des Toners auf das Bildempfangsmaterial bewirkt, auch das Bildempfangsmaterial (beispielsweise Papier) auf dem ursprünglichen to Tonerträger (beispielsweise ein Aufzeichnungsmaterial) elektrostatisch haften. Diese starke Anziehung bzw. das Kleben zwischen dem Bildempfangsmaterial und dem ursprünglichen Tonerträger macht es mechanisch schwierig, die beiden Träger voneinander zu trennen.

Dieses Abziehproblem ist weniger schwierig, wenn das Bildempfangsmaterial eine Bahn oder ein anderes mechanisch erfaßbares Element ist, und aus diesem Grund haben sich bahnförmige Bildempfangsmaterialien im allgemeinen als besser geeignet für Schnellkopiermaschinen und für vorgespannte Rollenübertragungssysteme erwiesen. Kopiermaschinen und ein mit Rollenübertragungssystem das mit blattförr. igen Bildempfangsmaterialien arbeitet, sind weniger wirtschaftlich erfolgreich.

In der Praxis benutzen herkömmliche Koronaübertragungssysteme eine konstante Spannung, um direkt oder indirekt die elektrischen Felder zu erzeugen, die die Übertragung des Tonerbildes bewirken. Dies ist zweckmäßig, weil eine Koronaentladungseinrichtung so eine spannungsempfindliche Einrichtung ist, die einen zu der Potentialdifferenz zwischen der Koronaelektrode der dazu im Abstand angeordneten, aufzuladenden Oberfläche proportionalen Strom Hefen, indem es eine Koronaentladung mit Inonenfluß zu der Oberfläche erzeugt. Die Stromsteuerung ist gewöhnlich kein Problem. Anders ausgedrückt, der der Aufladung dienende Koronastrom kann, wenn erforderlich, weit über einem Strompegelminimum eingeregelt werden, wobei der weitgehend zur Abschirmung fließende Gesamtstem hoch und ziemlich konstant ist. Außerdem werden in der Technik Stromquellen mit variablem Strom vermutlich in Fällen vorgezogen, wobei eine nicht gleichmäßig geladene Oberfläche auf ein gleichmäßigeres Potential aufgeladen werden soll. Ein Photoleiter, der ein Ladungsbild in einen Übertragungsbereich bringt, ist eine solche ungleichmäßig geladene Oberfläche.

Im Gegensatz dazu fand bisher ein konstanter Strom, speziell in Verbindung mit vorgespannten Rollenübertragungssystemen, wer.'«* oder gar kein Interesse. Die Rollenübertragungssysteme beruhen auf einer minimalen Spannungsdifferenz zwischen der vorgespannten Elektrodenrolle und dem Photoleiter (oder einem anderen ursprünglichen Tonerträger), um die geladenen Tonerteilchen auf das Bildempfangsmaterial zu übertragen.

In dem Bereich hinter dem Übertraglingsspalt ist jedoch eine starke Ladung des Bildempfangsmaterials höchst erwünscht, um die übertragenen Tonerteilchen auf dem Bildempfangsmaterial haften zu lassen, nachdem das Bildempfangsmaterial den Bereich des hohen Feldes in dem Spalt zwischen der Rolle und dem Bildempfangsmaterial verlassen hat.

In der US-PS 37 02 482 sind die Konstruktion und Materialien einer oben beschriebenen vorgespannten Rolle beschrieben. Cinige Möglichkeiten zur Steuerung der Koronaentladungsspannung und des Koronastromes sind beispielsweise in den US-PSen 25 76 047, 30 62 956 und 33 35 273,274 und 275 beschrieben. Die US-PS 28 07 233 veranschaulicht die Übertragung von Toner durch eine Rolle.

Aus der DE-OS 14 97 067 war bereits auch ein System zur Übertragung eines Tonerbildes auf ein Bildempfangsblatt im Naßverfahren bekannt, bei dem die das Tonerbild und das Kopierblatt im gegenseitigen Kontakt durch mehrere hintereinander angeordnete Walzenspalt geführt werden, wobei an die Walzenspalte je nach Bedarf zunehmende oder abnehmende Spannungen gelegt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit denen die Übertragung eines Tonerbildes von einem Aufzeichnungsmaterial auf ein Bildempfangsmaterial beim Durchlauf des Bildempfangsmaterials durch einen Übertragungsspalt verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das elektrische Fun zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der Übertn-gungselektrode während des Durchlaufs des Bildempfangsmaterials durch den Übertragungsspalt stetig bis zum Antreten einer Ionisationsentladung im Nachspaltbereich beim Trenn-n des Bildempfangsmaterial von der Übertragungselektrode vergrößert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der durch die Übertragungselektrode fließende Strom gesteuert, wodurch in einem größeren Bereich physikalisch Schwankungen der Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel einer beträchtlichen Änderung der relativen Luftfeuchtigkeit ohne Änderung der Bildübertragungsqualität ausgeglichen werden können. Mit der Erfindung wird es möglich, elektrostatische Überschläge in dem Vorspaltbereich zwischen der Übertragungselektrode und dem Bildempfangsmaterial, die eine Verschlechterung des zu übertragenden Tonerbildes bewirken würden, zu verhindern. Gleichzeitig wird aber eine Ionisationsentladung im Nachspaltbereich ermöglicht, die zu einem guten Haften des Tonerbildes an dem Bildempfangsmaterial führt Dies wird dadurch erreicht, daß die elektrischen Felder im Vorspaltbereich und im Nachspaltbereich asymmetrisch zueinander und derart sind, daß die elektrischen Felder im Nachspaltbereich wesentlich über dem Luftionisationsniveau und die elektrischen Felder im Vorspaltbereich wesentlich unter dem Luftionisationsniveau liegen.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art wird die gestellte Aufgabe ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Überzugsschicht aus einem eine elektrische Relaxation in Bezug auf den Ladungstransport zeigenden Material besteht, rnd JtB das an den Kern angelegte Potential so hoch gewählt ist, daß von dem Kern in Richtung auf den Übertragungsspali ein Ladungsstrom solcher Größe fließt, daß im Übertragungsspalt eine für die Übertragung ausreichende Feldstärke erzeugt wird und im Nachspaltbereich beim Trennen des Bildempfangsmaterials von der Übertragungselektrode eine Ionisationsentladung erfolgen kann.

Unter dem aus einem eine elektrische R^la«ation in Bezug auf den Ladungstransport zeigenden Material ist ein Material zu verstehen, das keine metallische Leitfähigkeit aufweist, indem jedoch eine Ladungswanderung erfolgt, die um so höher ist, je höher eine herrschende Potentialdifferenz ist und bei dem eine

meßbare Zeit vergeht, bis die Ladungen durch das Material gewandert sind, im Sinne einer als Relaxation zu bezeichnenden Verzögerung der Wirkung einer angelegten Kraft, und zwar hier des an den Kern der Übertragungselektrode angelegten Potentials. Gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die elektrische Feldstärke in dem Vorspaltbereich aufgrund der Annäherung der Gegenelektrode an die Übertragungselektrode stetig zunimmt. Unter der Wirkung dieses elektrischen Feldes fließt sodann zunehmend Ladungen zu dem äußeren Rand der Übertragungselektrode, wodurch das elektrische Feld im Spalt selbst zunehmend vergrößert wird. Im Nachspaltbereich erfolgt sodann aufgrund einer Vergrößerung des Abstandes zwischen dem äußeren Umfang der Übertragungselektrode und dem Bildempfangsmaterial eine lonisationsentladung.

Vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im Folgenden soll die Erfindung näher anhand eines in den Zeichnungen uiiigeMeiiieii Ausiührurigsbeispicis erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Rollen elektroden-Übertragungssystems gemäß der Erfindung.

F i g. 2 ein Schaltschema einer elektrischen Schaltung, die als Energiequelle mit konstantem Strom für das Übertragungssystem dienen kann,

Fig. 3 ein Diagramm des elektrischen Feldes in Abhängigkeit von der Zeit, wobei die Mitte des Übertragungsspaltes zwischen den Rollen die Zeit Null darstellt, in drei Bereichen: im Vorspaltbereich; in dem Spalt und im Nachspaltbereich.

Fig. 4 ein Diagramm, das die an die Übertragungselektrode angelegte Vorspannung in Abhängigkeit von dem spezifischen Widerstand der Rollenüberzugsschicht und der relativen Feuchtigkeit veranschaulicht,

Fig. 5 ein Diagramm, das das Feld im Spalt in Abhängigkeit von dem spezif'schen Widerstand der Rollenüberzugsschicht für ein Ausführungsbeispiel der Rolle veranschaulicht,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer anderen vorgespannten Rolle, eines Bildeinpfangsblattes und eines Bildaufzeichnungsmaterials, die die Nachspaltionisation von Luft rund um die Rolle während des Übertragungsvorganges und die Entspannung u. den Selbstausgleich von Ladungen an der Übertragungsrolle zeigt.

Ein elektrostatischer Toner 10 besteht im typischen Fall aus mikroskopisch kleinen Teilchen (0.1 —20 Mikrometer), die undurchsichtig sind oder undurchsichtige Materialien einschließen. Elektrisch ist der Toner in hohem Maß isolierend und trägt eine elektrische Ladung. Die gewünschte Polarität der Tonerladung hängt von dem Polaritätsschema des Kopiersystems ab. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß der Toner eine negative Ladung hat, woraus sich die anderen veranschaulichten, beschriebenen und angedeuteten Polaritäten ergeben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf ein anderes System, das auf positiv geladenen Tonerteilchen beruht, angewandt werden.

Wie F i g. 6 zeigt ist das Aufzeichnungsmaterial 11 im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine bewegte Bahn mit einem elektrischen Isolator. Die Bahn wird von einer leitenden Rolle 12 abgestützt, die elektrisch mit Erdpotential 13 verbinden ist, das als bequemes und sicheres Potentialniveau dient Die Gegenelektrode kann auch aus einer kontinuierlichen leitenden Unterlage des Aufzeichnungsmaterials bestehen, die durch einen Schleifkontakt geerdet ist; in diesem Fall kann die Gegenrolle 12 nichtleitend sein. Die Übertragungsrolle darf während des Betriebs nicht mit einer geerdeten Fläche in Kontakt kommen. Die Pulszeichen 14 auf dem

■> Aufzeichnungsmaterial 11 stellen positive Ladungen dar, die zu einem latenten elektrischen Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial etwa einem Photoleiter, gehören. In einem elektrophotografischen System ist das latente Bild ein Ladungsmuster 14, das durch einige

ίο Verfahrensschritte erzeugt wird, zu denen die gleichmä ßige Aufladung einer photoleitfähigen Schicht und die Belichtung dieser Schicht mit einem Original gehört Das latente elektrostatische Bild kann auch auf einem nicht photoleitfähigem Isolator erzeugt werden, indem

Ii man auf dem Isolator durch eine Schablone hindurch die die Form eines Bildes hat, oder mit anderer Abbildungsmitteln eine Ladung selektiv ablagert. In der meisten Systemen wird das latente elektrische Bild durch Arbeitsgänge entwickelt, zu denen das Einbringer

M von Tonerteilchen iO, in die Nähe des latenten Bilde· gehört. Die mit der Ladung 14 verbundenen Felder ziehen dann elektrostatisch die geladenen Tonerteilchen zudem Isolator 11.

Die Übertragung von Toner auf ein Bildempfangsma

?i terial kann elektrostatisch mit Hilfe einer Rollenelektru de geschehen, wie sie in der US-PS 28 07 233 geschilden ist, oder mit Hilfe einer Koronaentladungseinrichtung wie sie in der US-PS 25 76 047 beschrieben ist. In dieser Vorvi.iüffentlichungen ist die auf die Übertragungsein

in richtung (Rolle oder Koronaeinrichtung) angelegte Vorspannung als eine Energiequelle konstanter Spannung angegeben.

Das vorliegende Übertragungssystem verwendet eir neuartiges Vorspannungsschema für die Üöeriragungs-

j-, rolle, durch das die elektrostatische Übertragung wesentlich verbessert wird. Wie weiter aus F i g. ί ersichtlich, ist eine Übertragungsrolle 15 auf geeignete Weise mit einer solchen Winkelgeschwindigkeit drehbar gelagert, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle

jo praktisch gleich der Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials 11 ist. Ein Blatt eines Bildempfangsmaterials 16. beispielsweise ein Blatt mit den Abmessunger 21.6 χ 29.9 cm eines geleimten 20-Pfund-Papiers, wird mit geeigneten Mitteln in den Spalt 17 zwischen der

4i Rolle 15 und dem Aufzeichnungsmaterial 11 eingeführt Die Pfeile zeigen die relative Bewegungsrichtung für die Rolle 15, das Aufzeichnungsmaterial 11 und das Blatt 16 Die Ausdrücke »Vorspalt« und »Nachspalt« beziehen sich auf die Fortbewegungsrichtung des Blattes 16 durch

ίο den Spalt u. entsprechen in Fig. 6 dem rechten bzw dem linken Bereich neben dem Spalt 17.

Die Rolle 15 weist in dem Ausführungsbeispiel eine im folgenden als »elektrisch selbstnivellierende« Schicht bezeichnete, zum Ausgleich von auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen vorliegenden elektrischer Ladungen befähigte Außenschicht 20, eine elektrische relaxierbare nächste (innere) Schicht 21 und einer zentralen leitenden Kern in Form einer Achse 22 auf Die elektrische Vorspannung- oder Energiequelle 23 mit konstantem Strom ist mit dem leitenden Kern 22 elektrisch verbunden.

Das Herz der Rollenelektrode 15 ist die dicke relaxierbare Schicht 21, die einen spezifischen Widerstand hat der in einen wohldefinierten Arbeitsbereich fällt der in Bezug auf den Rollendurchmesser und di( Oberflächengeschwindigkeit gewählt ist

Für das hier beschriebene spezielle System kann dei spezifische Widerstand der entspannbaren Schich

innerhalb eines Bereiches von etwa !O⁷ bis etwa 10" Ohm/cm varrieren.

Für praktisch erhältliche kommerzielle Materialien hat man in dierem Widerstandsbereich eine Schwankung des spezifischen Widerstandes von etwa 2 Größenordnungen beobachtet hauptsächlich als Folge von statischen oder dynamischen Änderungen der relat'-en Luftfeuchtigkeit (RH), die etwa 5 bis 10% RH bis et'va 85 bis 100% RH reicht. Die günstigsten Widerständsbereiche können für Übertragungssysteme variieren, die dazu bestimmt sind, mit untrrschiedlichen Durchlaufgeschwindigkeitcn des Bildempfangsblaues 16 zu arbeiten. Die Zahlcnwerte sind für den Durchmesse der Rolle 15 etwa 7,5 cm. für den Durchmesser der Rolle 12 etwa 12.7 cm und für die Geschwindigkeit d. Bildempfangsblattes zwischen etwa 25 u. 50 cm/sec. Für die Arbeitsweise der relaxierbaren Schicht 21 isl ein richtig gewählter Bereich des spezifischen Widerstandes besonders wichtig, gerade für die derzeitigen Kopiergeschwindigkeiten von 25 bis 50 cm/sec. Eine Verdoppelung der Geschwindigkeit ist im allgemeinen äquivalent zu einer Halbierung des spezifischen Widerstandes.

Die verhältnismäßige weiche, dicke, elektrisch relaxierbare Schicht 2! kann unmittelbar auf der Achse 22 der vorgespannten Rolle befestigt sein. Die ziemlich geringe Festigkeit dieses Materials erlaubt einen guten mechanischen Kontakt in der Übertragungszone bei mäßigen Druck und beseitigt unter normalen Arbeitsbedingungen eine sogenannte »hohle« Übertragung. Da die Pelaxationszeit des Kernmaterials im Vergleich zu der lonenübertragungszeit gasförmiger Entladungen lang ist. wirkt die Rolle während des Durchschlags als Isolator, schützt gegen eine Bogenbildung und trägt zur Steuerung des an jeder Stelle der Oberfläche übertragenen Ladungsanteils bei.

Die relaxierbare Schicht 21 besteht aus einem Material, das funktionell eine bestimmte Zeitspanne braucht, um von dem leitenden Kern 22 auf die Grenzfläche 47 zwischen der relaxierbaren Schicht 21 und der selbstnivellierenden Schicht 20 eine Ladung zu übertragen. Jie genügt, um die Grenzfläche 47 etwa auf die an den Kern 22 angelegte Vorspannung zu bringen. Diese bestimmte Zeitspanne steht in Beziehung zu der Geschwindigkeit der Rollenoberfläche und der Breite des Spaltbereiches, und zwar derart, daß sie grob gesagt größer als die Zeit ist. während der sich jede Stelle der Übertragungsrolle in dem Spaitbereich befindet, und ist annähernd zu einem Viertel der Umdrehungsdauer der Rollen gewählt. Funktionsmäßig bedeutet dies, daß die Stärke des äußeren elektrischen Feldes von dem Eintritt am Vorspalt zum Austritt am Nachspalt wesentlich zunimmt, während das Feld in der relaxierbaren Schicht kleiner wird. Eine relaxierbare Schicht ist also eine Schicht, die ein äußeres Spannungsprofil hat, das zum Übertragungsspalt unsymmetrisch ist. Wie noch kurz erläutert wird, liegen ideale Bedingungen dann vor, wenn an der Eintrittsstelle zum Spalt eine Feldstärke herrscht, die unter derjenigen für eine wesentliche Luftionisation im Luftspalt erforderlichen Feldstärke liegt und wenn gleich nach dem Austritt aus dem Spalt eine Feldstärke herrscht, die über der für eine Luftionisation in dem Spalt erforderlichen Feldstärke liegt Eine gewisse Vorspaltionisation kann zulässig sein. Diese Bedingungen werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahrer, und der Vorrichtung erreicht.

Die äußere selbstnivellierende Schicht 20 ist ein einen gewissen Ladungstransport gestattender Isolator. Sie ist im I linblick auf hohe Widerstandswerte ausgewählt, die in den vorliegenden Beispielen in der Größenordnung von etwa 10" bis I0¹⁴ Ohm · cm liegen. Zudem weist die sclbstnivellierende Schicht Materialien auf (oder ist in

^r> der Weise zur relaxierbaren Schicht angeordnet), daß die Außenfläche 24 der selbstnivellierenden Schicht 20 aufgebrachten Ladungen innerhalb einer Umdrehung der Rolle 15 im wesentlichen abgeleitet sind. Diese mögliche Ladungsableitung oder mögliche Ladungsausgleich ist notwendig, um zu verhindern, daß das Übertragungsfeld in dem Spalt unterdrückt wird.

Zweckmäßigerweise ist die selbstnivellierende Schicht 20 so gewählt, daß der Quotient aus ihrer Dicke geteilt durch ihre Dielektrizitätskonstante wesentlich größer als für irgendein anderes Material in dem Spalt ist, damit ihre Kapazität sehr viol kleiner als diejenige der anderen Materialien ist. Die selbstnivellierende Schicht 20 wirkt auch als dünne Isolationsschicht, die auf die Oberfläche des relaxierbaren Kernmaterials aufgebracht ist. um die Rolle während des Durchschlages zu schützen. Sie dient auch als Feuchtigkeitsbarriere. Mit ihrer Hilfe kann auch der Stromfluß durch die Rolle begrenzt werden und die Rollenoberfläche läßt sich leichter reinigen. Wenn jedoch das relaxierbare

" Material fest und reinigbar ist. ist die selbstnivellierende Schicht 20 nicht notwendig.

Eine konstante Stromquelle kann die fehlende Nivellierung ersetzen, solange der Spannungsaufbau über der Schicht 20 nicht bewirkt, daß die Energiequelle ihre maximale Nennausgangsspannung überschreitet, und solange die Ladung auf dieser Schicht in vernünftigem Maße gleichmäßig ist. Eine gewisse Niveauabweichung kann in Kauf genommen werden.

Das Papier oder das sonstige Bildempfangsmaterial ist im vorliegenden Fall keine Bahn, sondern ein zugeschnittenes Blatt 16. das durch geeignete herkömmliche Mittel in das Übertragungssystem eingeführt und aus dem System entnommen wird. In Fig. 1 ist ein Beispiel hierfür gezeigt, das später noch genauer beschrieben wird. Der Vergleich des Blattes mit einer Bahn soll den Unterschied des Blatte 16 zu solchen Bildempfangselementen deutlich machen, die durch das Übertragungssystem in der Weise geführt werden, daß sie mechanisch mit der Übertragungsrolle gekuppelt sind, wie dies in der oben erwähnten US-PS 37 02 482 geschildert ist. oder indem sie zwischen Spulen od. dgl. gewickelt werden, wie dies in der oben erwähnten US-PS 28 07 233 beschrieben ist.

Das Bildempfangsblatt besteht in einem typischen Fall aus einem herkömmlichen geleimten 20 Pfund-Papier mit oder ohne einem Kunststoffüberzug. Ein Verzug des Systems besteht jedoch darin, daß es mit Papiergewichten arbeiten kann, die von 9 Pfund Velin« bis zu 100 Pfund oder mehr Kartonpapier reichen.

Alternativ kann das Bildempfangsblatt auch aus verschiedenen transpai enten Materialien bestehen, etwa einem Polyesterkunststoffblatt

Elektrisch ist das Papier im allgemeinen ein ziemlich guter Isolator bei niederer relativer Feuchtigkeit und ein ziemlich guter Leiter bei hoher relativer Feuchtigkeit Demzufolge kann die durch die Pluszeichen 30 auf der bildfreien Seite des Bildempfangsblattes 16 angedeutete Ladung zur Bildseite des Blattes durchsickern, wenn das Blatt in vernünftigem Maß leitend ist Die Kunststoffe sind natürlich im allgemeinen stets stark isolierend.

Ein Schlüssel für die verbesserte Arbeitsweise des Übertragungssystems ist die Energiequelle 23 für

konstanten Strom. Ihre automatische Stromregelung steuert die Vorspaltionisation auf eine annehmbare Stufe, während sie ein günstiges Ausmaß an Nachspalt· ionisation zuläßt, selbst wenn Schwankungen der relativen Feuchtigkeit, eine Alterung des Rollenmaterials, Änderungen der Papierdicke und andere Faktoren die elektrischen Parameter des Übertragungssystems ändern, wobei jedoch hohe Übertragungsfelder erhalten bleiben. Bevor der Vorsprungskrcis 23 hier beschrieben wird, sollen jidoch zuerst die elektrischen Felder, die den Toner an seiner Unterlage festhalten, und die Rollen, die die relaxierbare und die selbstnivellierende Schicht der Rolle 15 in dem Übertragungspro/eß spielen, erläutert werden.

Während der Toner 10 von dem Isolator 11 zum Spaltbereich 17 geführt wird, wird er an dem Isolator durch die Felder festgehalten, die zu der Ladung 14 des latenten Bildes gehören, und durch andere Anziehungskräfte etwa die van der Waalschen Kräfte. Bei manchen Kopiersystemen kann auch eine Ladung in den Bilduntergrundbereichen vorhanden sein, d. h. in den Bereichen neben der Ladung 14, aber diese Untergrundladung befindet sich auf einem anderen Potential oder ist sonst von der dem Bild entsprechenden Ladung durch eine Diskontinuität getrennt, die die Tonerteilchen 10 vorzugsweise an den Bildbereichen haften läßt. Außerdem kann die Ladung 14 auch wesentlich geändert werden, bevor sie den Spalt erreicht, wie dies bei Systemen der Fall ist, wo ein Photoleiter vorhanden ist, der zu diesem Zweck nachbelichtet wird. Selbst dann ist der ursprüngliche Träger noch in der Lage, bei derart reduzierten Feldstärken die Tonerteilchen festzuhalten. Solche reduzierten Feldstärken sind vorteilhaft aus dem einfachen Grund, weil die Übertragung bei einem niedrigeren Spaltfeld stattfinden kann. Ein anderer Grund ist, daß wenn die Ladung 14 nicht reduziert ist, überstarke Felder vor dem Eintritt in den Spalt eine Luftionisation verursachen können oder verschmierte Bilder mit einem Schärfeverlust liefern, da der Toner vorzeitig übertragen wird, wenn der Spalt zu breit ist. Das vorliegende Übertragungssystem arbeitet jedoch ohne Rücksicht darauf, ob das latente Bild, beispielsweise die Ladung 14, vor der Übertragung geändert wird oder nicht. Ein Grunii hierfür besteht darin, daß die konstante Stromquelle 23 die ungünstigen Wirkungen, die eine überhohe Bildladung 14 sonst auf den Übertragungsvorgang ausübt, ausgleicht.

Bei der Einstellung für konstanten Strom ist eine Belichtung des Photoleiters vor der Übertragung zweckmäßig, weil sie sicherstellt, daß die Übertragungssiromdichte in den Bildbereichen nahezu gleich der Stromdichte in den Untergrundbereichen ist. Ohne diese Vorbelichtung würde die Stromdichte in den Untergrundbereichen sehr viel größer sein als in den Bildbereichen, und dies besonders bei Rollen mit niedrigem spezifischen Widerstand, wodurch die Übertragungseffizienz reduziert wird.

Die Funktion der Rolle 15 wird nun in Verbindung mit den Kurven der F i g. 3 erklärt. Der Zeitmaßstab entlang der Abzisse stellt die Bewegung des Blattes 16 durch den Spaltbereich dar. Die Vorspaltperiode befindet sich links des Spaltbereiches 43 und die Nachspaltperiode rechts davon. Da die Geschwindigkeit als konstant angenommen wird, stellt die Abszisse zugleich den räumlichen Abstand von dem Spaltbereich 17 dar.

Der Volt/Mikrometer-Maßstab entlang der Ordinate der F i g. 3 stellt die relative Obertragungsfeldstärke auf der Bahn des Blattes dar. Das beobachten Feld ist dasjenige zwischen der Außenfläche 24 und der Rolle 15 und der freien Fläche des Tonerträgers 11. Dieses Feld bewirkt die Übertragung des Toners 10 zwischen den Trägern 1) und 16.

Die Kurve 40 in F i g. 3 ist die Paschenkurve, die die Feldstärken angibt, bei oder über denen die Ionisation der Luft normalerweise eintritt (an beiden Seiten des Spaltes). Die Kurve 41 ist die Feldkurve, die von dem Rollenübertragungssystem der Fig. 1 und 6 erzeugt

ίο wird. Die Kurve 42 ist ein Beispiel für eine Kurve von Rollen der bisher bekannten Art, die keine relaxierbare Schicht 21 haben, das sind leitende Rollen, die auch mit Materialien hohen Widerstandes und/oder hoher Dielektrizitätskonstanten überzogen sein können. Diese Kurve 42 ist als Vergleich mit aufgenommen, um die erwünschte Asymmetrie der Kurve 41 der vorliegenden Anordnung deutlich zu machen, die eine Nachspaltionisation der Luft erlaubt, jedoch eine Vorspaltionisaiion verhindert.

Aufgrund der Ladung, die mit der Übertragung von Tonerpartikel 10 verbunden ist, können in den Kurven 41 und 42 am Austritt 44 vom Spalt nicht gezeigte Diskontinuitäten auftreten. Wenn kein Toner 14 vorhanden ist, verlaufen die Äste 4M und B und 42Λ und B der Kurven 41 bzw. 42 kontinuierlich, wie dies dargestellt ist. (Im Gegensatz zur Kurve 41B würde die Ladungsdichte einer nicht überzogenen leitenden Rolle oder das Feld zwischen einem Isolator und einem leitenden Kern unmittelbar am Austritt vom Spalt

jo abzufallen beginnen).

Die Kurve 42 stellt die bisherigen Verhältnisse bei der Rolleiiübertragung dar, indem sie um den Spaltkontaktbereich (gekennzeichnet durch die Zeitperiode 43) bei Abwesenheit von Toner und .Luftionisationseffekten symmetrisch verläuft. Die Kurve 41 ist unsymmetrisch infolge der Auswirkungen der relaxierbaren und der selbstniveliierenden Schicht während und gleich nach dem Austritt aus dem Spaltbereich 43. Als Ziel wird ein Kurvenast 41B der Kurve 41 angestrebt, der in dem Nachspaltbereich kontinuierlich nach oben läuft, bis er die Paschenkurve erreicht, wodurch die gewünschte Nachspalt-Koronaionisation eingeleitet wird. Der Vorspaltast 4M ist jedoch so gewählt, daß _r unter der Paschenkurve 40 bleibt, um den günstigen Zustand des Fehlens einer Vorspaltionisation zu realisieren. Im Gegensatz dazu mußten, wie aus einer Betrachtung der symmetrischen Kurve 42 hervorgeht, die bisher gebräuchlichen Rollen entweder über oder unterhalb der Paschenkurve vorgespannt werden, sowohl für den Vorspalt als auch für den Nachspall. Wenn sie über der Paschenkurve lagen, begleitet eine schädliche Vorspaltionisation die gewünschte Nachspaltionisation. Wenn sie unter der Paschenkurve lagen, wird die Vorspaltionisation unterdrückt, aber ebenso die Nachspaltionisation; es mußten daher anstelle der Nachspaltionisation andere Mittel verwendet werden, um den Toner 10 an dem Blatt 16 festzuhalten.

Die in Fig.3 aufgezeichneten Übertragungsbedingungen sind schematisch in F i g. 6 durch die Pluszeichen

ω 48 dargestellt. Die Pluszeichen 48 kennzeichnen die Ladung an der inneren Grenzfläche 47 der Rolle. Vor dem Eintritt in den Spalt ist die relaxierbare Schicht 21 keinen hohen inneren Feldern ausgesetzt; das bedeutet, ihre Außenfläche befindet sich praktisch auf dem gleichen Potential wie der Kern 22. Kurz vor und in dem Bereich des Spaltes wird die Rollenoberfläche ganz nahe an die geerdete Gegenelektrode 12 herangebracht. Dies führt zu dem Bestreben, Ladung zur Oberfläche

dir Folie 15 Zd ziehen. Einer solchen Ladungsbewegung wirkt jedoch der spezifische Widerstand der Rolle entgegen. Die Ladungsdichte an der Grenzfläche 47 nimmt a!5o zu, während sich die relaxierbare Schicht weiter durch den Spalt bewegt, und zwar proportional 5 zum spezifischen Widerstand der relaxierbaren Schicht. Nach dem Austritt aus dem Spalt wächst im allgemeinen die Ladungsdichte anfänglich noch weiter aufgrund des inneren Feldes in der relaxierbaren Schicht 21 oder die induzierte Ladung kann annähernd ein Gleichgewicht erreicht haben; in jedem Fall bewirkt die rasche Vergrößerung des Luftspalt, gleich nach dem die Trennung stattgefunden hat, daß das lonisationsniveau für die der Restladungsdichte entsprechende Feldstärke erreicht wird. (Das Niveau der Paschenkurve, bei dem ιί eine Ionisation stattfindet, ist eine Funktion des Abstandes und der Feldstärke und im vorliegenden Fall wird es hauptsächlich durch Zunahme des Luftspaltes und nicht durch eine Zunahme des Feldes erreicht).

Die bei dem Durchschlag auftretenden Ionen werden zu den gegenüberliegenden Flächen 24 und 30 hingezogen Dann, wenn der Spalt wesentlich breiter wird, sinkt das Feld des Luftspaltes unter die Paschenkurve ab und es kommt, wie oben erläutert, zu einer Ladungsrelaxation in der relaxierbaren Schicht 21; .'5 somit stoppt die Ionisation.

Die Pluszeichen 30 und die Minuszeichen 49 stellen positive und negative Ionen dar, die infolge der Nachspaltionisation der Luft m dem Spalt auf dem Blatt 16 bzw. auf der Außenfläche 24 der Rolle 15 abgelagert worden sind. (Zu beachten ist, daß die Pluszeichen 48 an der Grenzfläche 47 gegenüber jedem Minuszeichen 49 liegen, um eine induzierte Gegenladung in der Rolle zu kennzeichnen, die während der Relaxation des Materials 21 in dem Spalt zur Grenzfläche 47 gebracht worden ist). Die positive Ladung 30 hält den übertragenen Toner 10 auf dem Blatt 16 fest (und tut dies auch weiter). Die negative Ladung 49 dagegen wird durch Stromfluß durch die selbstnivellierende Schicht 20 während der nächsten ein-fünf Umdrehungen der Rolle ·>ο abgeleitet.

Die Feldstärke, die notwendig ist, um die Bindung des Toners 10 an dem ursprünglichen Träger 11 zu überwinden und den Toner am Blatt 16 festzuhalten, wird zu einer gewissen Zeit nach dem Eintritt in den Spalt erreicht, bevor es zu der Nachspaltionisation kommt. (In F i g. 3 ist der Einfachheil halber die Übertragung an dem Austritt vom Spalt dargestellt). Es muß jedoch auch während des nachfolgenden Abstreifens des Blattes 16 vom Träger 11 ein fortgesetztes ■">« festhaltendes Haftfeld (von der Ladung 30) vorhanden sein, damit die Tonerübertragung wirksam und stabil vor sich geht.

Ir Kenntnis der geschilderten Vorgänge läßt sich die Bedeutung der Energiequelle mit konstantem Strom besser verstehen.

Wie bereits erwähnt, besteht ihre Bedeutung darin, daß die Energiequelle mit konstantem Strom eine automatische Korrektur der Nachspaltfelder vorsieht, um Änderungen in den elektrischen Parametern der Rolle und deren Umgebung zu kompensieren. Die Parameter, die normalerweise die größten und häufigsten Schwankungen erfahren, sind der spezifische Widerstand der Rolle, der sehr empfindlich für die relative Feuchtigkeit ist, und die Dicke des Übertragungsblattes. Für das Diagramm der F i g. 3 bedeutet dies, daß die Vorspannung mit konstantem Strom ein Mittel darstellt, um den Kurvenast 4M unter der Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß das wirksame Arbeiten mit konstantem Strom in enger Beziehung steht zu der oben erwähnten Fähigkeit zur Selbstnivellierung der äußeren Schicht 20. Wenn die negative Paschenkurve 40 zu halten, damit eine Vorspaltionisation verhindert wird, und um sicherzustellen, daß der Kurvenast 41S die Paschenkurve in dem Nachspaltbeieich schneidet. Diese Steuerung des Ausmaßes der Nachspaltionisation steuert die Menge der abgesetzten Ladung 30; dadurch wird das Haftfeld für den Toner auf dem Papier 16 besser konstant gehalten und läßt sich auf einem gemäßigten Niveau halten, das sowohl eine gute Festhallekraft für den Toner als auch ein leichtes Abstreifen des Papiers ermöglicht. Auf solcher Weise erzielt man eine hohe Übertraglingseffizienz mil einem verhältnismäliig niederen Strom und geringer Ladungsdichte auf dem Bildempfangselement.

Die Kurven 54, 55 und 56 in F i g. 4 machen aie Vorzüge der Vorspannung mit konstantem Strom deutlich. Die Kurve 54 und 56 stellen das Feldniveau für die Vorspalt- bzw. Nachspaltionisation dar. aufgetragen in Abhängigkeit von den Änderungen des spezifischen Widerstandes der Rolle 15 für den oben definierten Widerslandsbereich. Die Schwankungen des spezifisehen Widerstands der Rolle sind exemplarisch*: Änderungen des Widerstandes der relaxierbaren Schicht im Gefolge von Änderungen der relativen Feuchtigkeit. Die Kurve 55, die in dem Idealbereich zwischen den Kurven 54 und 56 liegt, erhält man, indem man den Rollenstrom konstant hält.

Die Kurven 60 und 61 in F i g. 5 veranschaulichen eine Kurverschar für konstanten Strom die Feldstärke unter der Größe der Vorspaltionisation erlaubt. Die Kurve 62 stellt das Vorspaltionisationsniveau für den gezeigten Widerstandsbereicli dar.

Der Strom, der in der vorliegenden Beschreibung als konstant gehalten bezeichnet wird, ist der Strom Ir zu den Kern 22 der Rolle 15. Dieser Rollenstrom I_R ist aufgrund der Erhaltung der Ladung grundsätzlich gleich dem Nachspaltionisationsstrom /v. (Ein Vorspaltstrom von praktisch Null ist latürlich eine angestrebte Arbeitsbedingung). Die Vorspannungsquelle 23 für konstanten Strom kann als eine Einrichtung beschrieben werden, die automatisch in einem breiten Bereich das Potentialniveau, das an die Rolle 15 gelegt wird. . arriert. um Änderungen von Ir automatisch zu kompensieren. Solche Änderungen entstehen durch Änderungen der angeschlossenen Last (Widerstand), die sich infolge von Änderungen der relativen Feuchtigkeit und der Temperatur der Umgebung und der Alterung des Material ergeben, sowie aufgrund von anderen Faktoren, die die Feldniveaus des Vorspaltes, des Spaltes und des Nachspa'tes beeinflussen, beispielsweise die Papierdicke, eine Ladungsausbildung auf der selbstnivellierenden Schicht usw. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes System ist der Ausgangsstrom der Energiequelle Ir gleich etwa Io Mikroampere pro 23 cm, wobei sich das Längenmaß auf die Länge der Rolle in Achsrichtung (senkrecht zur Papierebene der F i g. 6) bezieht. Der breite Änderungsbereich des inneren spezifischen Widerstandes der Rolle, der oben erwähnt wurde, macht es iiotwendig. daß das Vorspannungspotential am Kern 22 von etwa 800 bis etwa 4000VoIt geändert wird, um einen konstanten Strom von 1.5 Mikroampere pro 2.5 cm aufrechtzuerhalten (s. Fig.4). Die Ausgangsspannung der VOrS⁰SnFiUFi⁰S^¹UeHc 23 muß sich slso sutomBtisch über diesen Spannungbereich ändern.

Ladung 49 auf der Rollenoberfläche 24 nicht beseitigt wird, kann sie den Übertragungsvorgang während der folgenden Umdehungen der Rolle unterdrücken, indem sie die Spannungskompensationsfähigkeit der Vorspannungsquelle 23 übertrifft. Die zweite Möglichkeit, nämlich eine äußere spannungsnivellierende Einrichtung vorzusehen, etwa eine leitende Rolle im Kontakt mit der Außenfläche 24, oder ein neutralisierendes vorgespanntes !Corotron, wäre für den Betrieb mit konstantem Rollenstrom nicht zufriedenstellend. Der von einer derartigen äußeren Nivellierungseinrichtung abgezogene Strom wäre wegen der Erhaltung der Ladung praktisch gleich dem Nachspaltstrom In- Dies hedeutet, daß Ir Null wäre, womit kein Regulierungsspielraum für die Vorspannungsquelle 23 bei Änderungen der elektrischen Parameter der Rolle gegeben wäre. Die Ströme in einer äußeren Nivellierungseinrichtung könnten durch eine Regelschaltung für konstanten Strom geregelt werden, aber eine solche Schaltung würde nicht auf die elektrischen Parameter der Rolle ansprechen. Demzufolge wärer, die durch die Erfindung angestrebten Resultate nur schwer mit einer Regelung eines konstanten Stromes bei einer äußeren anstatt einer inneren ladungsnivellierenden Einrichtung zu erreichen.

Die Luftspalte W, X, Yund Z(Fig.6) rund um die Rolle 15 das Blatt 16 und den Träger 11 sind wichtig. Die Bildempfangsblätter aus Papier, bedingen notwendigerweise solche verschiedenen Luftspalte, wenn diese auch in einer gegenüber der Darstellung etwas geänderten Form vorhanden sein können. Solange die Vorspaltionisation unterdrückt wird, stellen die Spalte Wund X kein spezielles elektrisches Problem für den Übertragungsvorgang dar und die Beziehung der Spalte W und X zueinander ist nicht besonders kritisch. Eine Vorspaltionisa'ion im Spalt Wführt zu einer Aufladung des Blattes 16, die ihrerseits eine vorzeitige Tonerübertragung verursacht, die eine schlechte Bildauflösung ergibt. Sie induziert außerdem eine Ionisation im Spalt X. Die Ionisation im Spalt X bewirkt, daß die Ladung des Toners 10 sich ändert. Die Auswirkungen einer Vorspaltionisation sind geringer, wenn X schmäler ist als VV, d. h. wenn das Papier näher am Photoleiter zu liegen kommt. Hohe Felder im Spalt X können auch bewirken, daß der Toner vorzeitig über den Luftspalt VV springt.

Die Luftspalte Y und Z sind kritisch, weil die angestrebte Nachspaltionisation in dem Spalt Y eintreten muß. Die Ionisation im Spalt Y befähigt die Ladung 30 mit dem richtigen Vorzeichen, den übertragenen Toner auf dem Blatt 16 festzuhalten. (Sie hält jedoch auch, wie bereits erwähnt, das Blatt 16 am Photoleiter 11 fest). Die Ionisation im Spalt Z, wenn eine solche vorhanden ist, folgt gewöhnlich derjenigen im Spalt Y und reduziert die nutzbare Ladung auf dem Papier; sie trägt zur negativen Ladung, die dem übertragenen Toner 10 zugehört, bei und bindet den Toner fest am Papier.

Eine Ionisation im Spalt Z vor dem Spalt V würde zu einer negativen Ladung auf dem Papier führen, so daß der Toner nicht haftet. Um zu gewährleisten, daß die Ionisation im Spalt Y vor derjenigen im Spalt Z stattfindet, und dadurch eine gute übertragung vor dem Abstreifen erfolgt, ist dafür gesorgt, daß sich der Spalt Y "mit einer schnelleren Geschwindigkeit und vor dem Spalt Z öffnet. Dies ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß der Radius der Rollenoberfläche 24 kleiner (z. B. um den Faktor 2-4) gemacht ist als der Radius des Tragers 11 und daß in Nachspaltbereich das Blatt 16 und der Träger 11 gemeinsam um die Gegenrolle 12 geführt sind Da: heißt, das Abstreifen findet ein gutes Stück hinter den Übertragungsspalt statt Der Radius des Trägers 11 is in der Vorrichtung der Fig.6 durch den Radius dei Gegenrolle 12 gegeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Form dei Paschenkurve für einen Luftspalt durcii die Lage de:

ίο Papiers beeinflußt werden kann. Wenn das Papier dei Luftspalt zwischen den Rollen in zwei Spalte teilt, etw. in X und W, erfordert die Luftionisation ein höhere: Feldniveau als für einen einzigen Spalt, also beispiels weise Y, was hier erwünscht ist

is Die in Fi g. 2 gezeigte elektrische Schaltung kann al: Vorspannungsquelle 23 für konstanten Strom der RoIU 15 dienen. Transistoren Q 301 und Q 302 nivellieren di< Eingangsenergie. Ein zur Primärspule eines Transfor mators Ti. Es sei angenommen, daß die Schaltun; zunächst im stationären Zustand arbeitet u. den Stron Ik mit den oben beschriebenen Eigenschaften zur Las (Kern 22) schickt. Wenn der Widerstand der Las plötzlich zunimmt (beispielsweise wenn Papier zwi sehen die vorgespannte P.olle und den Photorezeptoi eingeführt wird), ist der Belastungsstrom bestrebt, vor seinem stationären Wert abzusinken. Zur Feststellung des Belastungsstroms ist ein Rückführungsweg vorgese hen, der durch eine Zenerdiode CR 308, ein Potentiome ter RS zum Einstellen des Stromes und einer Widerstand R 312 zur Sekundärenwicklung des Trans formators Π an einer Klemme Pl verläuft. (Die niedrige Seite des gleichgerichteten Ausgangs). Wenr also der Belastungsstrom sinkt, nimmt der Spannungs abfall über den Widerständen RS und /?312 ab und di( Spannung am Kondensator C305 zur Erde wil hinaufgehen. Dadurch wird die angeschlossene Basis eingangsspannung zum Transistor ζ)305 herabgesetzt womit der Emitterstrom dieses Transistors kleiner wird Die Basis des benachbarten Transistors ζ>304 ist an eine feste Spannung angelegt (die durch den Spannungsteilei R 308 und R 317 bestimmt ist), so daß die Spannung arr Emitter dieses Transistors konstant ist. Der Strom isi durch einen gemeinsamen Emittervorwiderstand /?3K auf die beiden Transistoren (?304 und (?305 verteilt Wenn somit der Strom durch ζ)305 absinkt, wire proportional der Strom durch Q304 erhöht, wodurch der Spannungsabfall an dessen Ausgangswiderstanc /? 311 größer wird. Der Widerstand Λ 311 ist mit dei Basis eines Transistors Q 303 verbunden, an desser Ausgangswiderstand /?306 ein verstärkter, gleichgerichteter Wechselstromausgang erscheint, der an eine Primärklemme 7"5 als Regelspannung Ec angelegt ist Bei Zunahme von Ec erhöht sich die gesamte Spitze-Spitze-Spannung in der Primärwicklung des Transformators T\ und damit auch die an der Sekundärwicklung des Transformators über der Lasi auftretende Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung nimmt zu, bis der Belastungsstrom seine ursprünglichen Werte erreicht, der durch die Einstellung des Potentiometers R 8 bestimmt ist.

Die vorstehend beschriebene Schaltung ist nur ein Beispiel. In der elektronischen Technik sind viele andere geeignete Einrichtungen für die Versorgung mit konstantem Strom verfügbar.

Der mechanische Aufbau des speziellen Übertragungssystems der F i g. 1 soll nur kurz erläutert werden Bildempfangsblätter 70 werden durch eine Rutsche 71 ir Deckung mit einem Tonerbild auf dem photoleitfähigen

Band 72 zugeführt. Vor dem Erreichen des Spaltbereiches 73 kann die Ladung auf der Oberfläche des Bandes 72 mit Hilfe einer geeignet vorgespannten Koronaentladungseinrichtung 74 und/oder einer vor der Übertragungsstation angeordneten Totalbeüchtungslampe geändert werden. Die Übertragungsrolle 75 und die Spannungsquelle 76 für konstanten Strom sind von gleicher Bauart, wie in Verbindung mit Fig.6 beschrieben. Für die selbstnivellierende Schicht 77 eignet sich beispielsweise ein Polyurethanmaterial. Für die relaxierbare Schicht 78 können beispielsweise Polyesterureihane verwendet werden. Zusätzlich kann ein äußerer Überzug eines polymeren Materials mit geringer Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, beispielsweise PVC angebracht sein. Die Geschwindigkeit des Blattes durch Spalt 73 liegt bei etwa 25 bis 50 cm pro Sekunde. Eine Reinigungsbürste 80, die in einem Vakuumgehäuse 81 angeordnet ist, dient dazu, verstreuten Toner und Staub an der Außenfläche der Rolle 75 zu beseitigen.

Die Koronaentladungseinrichtung 82 im Nachspaltbereich der F i g. I dient zur Haftungsminderung des Bildempfangsblattes. Sie ist derart ausgelegt, daß sie das Potential der Ladung, die durch die Nachspaltionisation auf dem Blatt 70 abgesetzt worden ist, neutralisiert oder erniedrigt. Das bedeutet, sie neutralisiert den größten Teil der durch die Pluszeichen 30 in F i g. 6 gekennzeichneten Ladung. Durch die Herabsetzung der Ladung auf den bildfreien Bereichen des Bildempfangsblattes wird das Abstreifen vom Band 72 erleichtert. Hierzu kann der Ausgang der vorgesehenen Spannungsquellen 76 oder 23 für konstanten Strom derart eingeregelt werden, daß die Haftungskraft der Ladung auf der bildfreien Seite des Blattes 70 das Blatt 70 nicht zu fest an das Band 72 bindet. In anderen Worten, der aufgeprägte Strom, der oben als Im beschrieben wurde, kann so eingestellt werden, daß eine solche die Haftung vermindernde Koronaentladungseinrichtung 82 nicht notwendig ist, wobei allerdings die Übertragungseffizienz herabgesetzt wird.

Das Wegziehen des Blattes 70 vom Übertragungssy-

stern und vom Band 72 geschieht mit Hilfe eines Vakuum-Bandtransporieurs £3. Der Transporteur 83 weist ein geschlossenes Band 84 auf, das in der angezeigten Richtung um eine Rolle 85 läuft. Durc!: die untere Bahn des Bandes 84 wird eine Unterdruckkammer 86 wirksam, die das Blatt 70 zur Unterseite des Bandes 84 hinzieht.

Selbstverständlich kann das Übertragungssystem in gleicher Weise in einem elektrophotografischen System verwandt werden, das einen Photoleher auf der Oberfläche eines Zylinders aufweist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur elektrostatischen Übertragung eines auf einem Aufzeichnungsmaterial befindlichen Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial im Durchlauf, bei dem das Bildempfangsmaterial in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial durch einen Übertragungsspalt zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und einer beschichteten Übertragungselektrode geführt wird, wobei die Übertragungselektrode einen elektrisch leitenden Kern aufweist, der an eine Potentialquelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der Übertragungselektrode während des Durchlaufs des Bildempfangsmaterials durch den Übertragungsspalt stetig bis zum Auftreten einer Ionisationsentladung im Nachspaltbereich beim Trennen des Bildempfangsmaterials von der Übertragungselektrode vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildempfangsmaterial im Nachspaltbereich so geführt ist, daß der Luftspalt zwischen Bildempfangsmaterial und Übertragungselektrode schneller zunimmt als der Luftspalt zwischen dem Bildempfangsmaterial und dem Aufzeichnungsmaterial.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem bewegten Aufzeichnungsmaterial für elektrostatische Tonerbilder und mit einer umlaufenden, mit dem Aufzeichnungsmaterial einen Übertragungsspalt bildenden Übv-rtragungselektrode, die einen mit einer Überzugsschicht versehen, .i elektrisch leitenden Kern aufweist, der an eine Potentialquelle angeschlossen ist, und bei der ein ~"i!dempfangsmaterial in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial durch den Übertragungsspalt geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht (21) aus einem eine elektrische Relaxation in Bezug auf den Ladungstransport zeigenden Material besteht, und daß das an den Kern (22) angelegte Potential so hoch gewählt ist, daß von dem Kern (22) in Richtung auf den Übertragungsspalt (17) ein Ladungsstri/m solcher Größe fließt, daß im Übertragungsspalt eine für die Übertragung ausreichende Feldstärke erzeugt wird und im Nachspaltbereich beim Trennen des Bildempfangsmaterials von der Übertragungselektrode eine lonisationsentladung erfolgen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (23) zum Konstanthalten des vom Kern (22) der Übertragungselektrode (15) zum Übertragungsspalt (17) fließenden Ladungsstroms.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial auf einer zylindrischen Fläche oder auf einem Band aufgebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Kern (22) umgebenden Überzugsschicht (21) eine Schicht mit gegenüber der Überzugsschicht (21) höherem spezifischen Widerstand solcher Dicke aufgebracht ist, daß innerhalb der Umlaufzeit zwischen Nachspalt· und Vorspaltbereich ein Ladungsausgleich zwischen an der äußeren und inneren Schichtoberfläche befindlichen Ladungen erfolgen kann.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrostatischen Übertragung eines auf einem Aufzeichnungsmaterial befindlichen Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial im Durchlauf, bei dem das Bildempfangsmaterial in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial durch einen Übertragungsspalt zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und einer beschichteten Übertragungselektrode geführt wird, wobei die Übertragungselektrode einen elektrisch leitenden Kern aufweist, der an eine

ίο Potentialquelle angeschlossen ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem bewegten Aufzeichnungsmaterial für elektrostatische Tonerbilder und mit einer umlaufenden, mit dem Aufzeichnungsmaterial einen Übertra- gungsspalt bildenden Übertragungselektrode, die einen mit einer Überzugsschicht versehenen elektrisch leitenden Kern aufweist, der an eine Potentialquelle angeschlossen ist, und bei der ein Bildempfangsmaterial in Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial durch den

Übertragungsspalt geführt ist.

Übertragungssysteme mit einer Rollenelektrode verwenden Gleichstromfelder, um geladene Teilchen, wie Tonerpulver von einer ersten auf eine zweite Trägerfläche zu übertragen. Unter »Gleichstrom« wird hierbei verstanden, daß sich die Richtung der Feldvektoren in der Zeiteinheit nicht um 180° ändert. Das Ziel besteht darin, eine elektrische Kraft an den geladenen Teilchen auszuüben, die die Teilchen von dem ersten zum zweiten Träger bewegt.

Dabei bereitet u. a. die Tatsache Schwierigkeiten, daß die Richtung und Intensität der elektrischen Felder, die auf ein Teilchen einwirken, an verschiedenen Stellen relativ zu der Rollenelektrode unterschiedlich sind, weil die elektrischen Felder in ihrer räumlichen Form von der Gestalt der Elektrode abhängen. Demgemäß ändert sich auch die Richtung und Intensität der auf ein Teilchen von diesen Feldern ausgeübten Kräfte mit der Lage der Rolle und der Zeit, weil zwischen den Teilchen und den Elektroden während der Übertragung eine

Relativbewegung stattfindet.

Die Elektroden, die das elektrische Übertragungsfeld erzeugen, umfassen im allgemeinen eine Rollenelektrode und eine Gegenelektrode. Die Gegenelektrode befindet sich nächst dem ersten Träger, der hier Aufzeichnungsmaterial genannt ist, und der zunächst die Teilchen trägt. Die Gegenelektrode hat oft die Gestalt einer ebenen Platte oder eines Zylinders und ist relativ zur Rollenelektrode beweglich gehaltert. Der Bereich der größten Nähe zwischen den beiden Elektroden

so bildet einen Einlaufspalt, zwischen welchem der zweite, die Teilchen aufnehmende Träger, der hier Bildempfangsmaterial genannt ist, durchläuft. Gewöhnlich ist die räumliche Gestaltung der verschiedenen Geräte von Rollenübertragungssystemen symmetrisch.

Der ursprüngliche Teilchenträger kann ein elektrisch leitendes Element sein und dabei die Gegenelektrode bilden. Alternativ kann der ursprüngliche Träger beispielsweise auch ein Isolator oder ein photoleitfähigen Halbleiter sein oder wenigstens eine isolierende

so Unterlage an einem Bad oder einer Bahn sein, die zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, und er kann Ladungen tragen, die das Übertragungsfeld beeinflussen.

Bisher geschieht die Übertragung von Tonerbildern

zwischen Trägerflächen durch elektrostatische Übertragung vermittels einer einer Koronaentladungseinrichtung oder einer Rollenelektrode, die auf ein konstantes Potential vorgespannt sind. Bei der Wahl zwischen einer