-
Titel: "Verfahren und Vorrichtung zum elektro-
-
fotografischen Herstellen von mehreren Kopien von einer Vorlage bei
nur einer Belichtung"
Beschreibung Verfahren und Vorrichtung zum
elektrofotografischen Herstellen von mehreren Kopien von einer Vorlage bei nur einer
Belichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrofotografischen
Herstellen einer groBen Zahl von Kopien durch nur einmaliges Belichten und Abtasten
einer Vorlage.
-
Das elektrofotografische Verfahren, bei dem ein primäres elektrostatisches
latentes Ladungsbild, das einem Bild einer Vorlage entspricht, an einem nachladenden
Bauteil erzeugt wird, und bei dem unter Ausnutzung der Speicherfähigteit des nachladenden
Bauteils vom primären latenten Ladungsbild ausgehend mehrere Kopien hergestellt
werden, wird beispielsweise in der US-PS 3 713 734 und in der JP-OS 68,531/75 beschrieben
und ist durch diese allgemein bekannt geworden.
-
Bei dem in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Verfahren wird
ein Nachladeschirm oder gitter mit einer Anzahl von kleinen Löchern darin, z.B.
ein Maschenwerk, verwendet, am Nachladegitter wird ein einem Bild einer Vorlage
entsprechendes primäres latentes Ladungsbild erzeugt, und durch Steuern des Ionenstromes
durch die kleinen Löcher bilden die an den kleinen Löchern durch das primäre latente
Ladungsbild erzeugten elektrischen Felder an einer weiteren ladungsspeichernden
Schicht ein sekundäres latentes Ladungsbild ab. Das so
erhaltene
sekundäre latente Ladungsbild wird entwickelt und fixiert, um eine endgültige Kopie
zu erhalten. Bei dem elektrofotografischen Verfahren dieser Gattung kann eine Anzahl
von sekundären latenten Ladungsbildern erzeugt werden und es wird somit eine Vielzahl
von Kopien erhalten, solange das primäre latente Ladungsbild am Nachladegitter wirksam
gespeichert ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrofotografisches
Verfahren zu schaffen, bei dem das Herstellen von mehreren Kopien von einer Vorlage
bei nur einer Belichtung deutlich verbessert ist. Ferner soll durch Anwenden des
Verfahrens nach der Erfindung eine Anzahl von Kopien von nur einem primären elektrostatischen
latenten Ladungsbild, das an einem Nachladegitter erzeugt worden ist, erhalten werden
können.
-
Bei dem elektrofotografischen Verfahren nach der Erfindung werden
ein Nachladegitter mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern darin und ein Übertragungsglied
verwendet, bei dem eine elektrisch leitfähige Grundplatte eine ladungsspeirhernde
Schicht aufweist. Ein primäres elektrostatisches latentes Ladungsbild, das einem
Bild einer Vorlage entspricht, wird am Nachladegitter einmal erzeugt, und sodann
wird, ausgehend von dem primären latenten Ladungsbild, am Ubertragungsglied ein
sekundäres elektrostatisches latentes Ladungsbild erzeugt, um durch Entwickeln und
Übertragen eine Kopie vom sekundären latenten Ladungsbild zu erhalten. In dem Prozeß
zur Herstellung einer großen Anzahl von Kopien auf der Grundlage des am Nachladegitter
einmal erzeugten primären latenten Ladungsbildes wird das sekundäre latente Ladungsbild
auf der Grundlage des am Nachladegitter gespeicherten primären latenten Ladungsbildes
am Übertragungsglied wiederholt erzeugt.
-
Die durch wiederholtes Entwickeln und Übertragen des an der ladungsspeichernden
Schicht des Übertragungsgliedes einmal erzeugten sekundären latenten Ladungsbildes
erzielbare Kopienzahl
ist im allgemeinen auf einige hundert beschränkt.
Soll eine dartiber hinausgehende Kopienzahl hergestellt werden, muß entweder der
ganze Kopierprozeß wiederholt werden oder es muß eine Maßnahme getroffen werden,
welche die oben genannte Forderung erfüllt.
-
Bei dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich unter Ausnutzung
der Speicherfähigkeit des am Nachladegitter erzeugten primären elektrostatischen
latenten Ladungsbildes und des an der ladungsspeichernden Schicht erzeugten sekundären
elektrostatischen latenten Ladungsbildes einige tausend Kopien herstellen.
-
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird, nachdem von einem sekundären
latenten Ladungsbild eine vorbestimmte Anzahl von Kopien erhalten worden ist, das
Übertragungsglied gereinigt und am gereinigten Ubertragungsglied, ausgehend von
dem am Nachladegitter erzeugten primären latenten Ladungsbild, erneut ein neues
sekundäres latentes Ladungsbild erzeugt. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
die Dichte des am Ubertragungsglied erzeugten sekundären latenten Ladungsbildes,
die während des Kopiervorganges abgenommen hat, aus dem gespeicherten primären latenten
Ladungsbild zu ergänzen; somit lassen sich einige tausend Kopien von nur einem,
am Nachladegitter erzeugten primären latenten Ladungsbild herstellen.
-
Die elektrofotografische Vorrichtung nach der Erfindung hat ein Nachladegitter
mit einer Anzahl von kleinen Löchern darin, Vorrichtungen, die am Nachladegitter
ein einem Bild einer Vorlage entsprechendes primäres elektrostatisches latentes
Ladungsbild zu erzeugen vermögen, eine Vorrichtung zum Löschen des primären latenten
Ladungsbildes, ein dem Nachladegitter gegenüber angeordnetes Übertragungsglied,
eine Vorrichtung, die am Übertragungsglied ein dem primären latenten Ladungsbild
entsprechendes sekundäres elektrostatisches latentes Ladungsbild zu erzeugen vermag,
eine Vorrichtung zum Kontrollieren der Erzeugung des sekundären latenten Ladungsbildes,
eine
Vorrichtung zum Entwickeln und Herstellen eines Tonerbildes durch Sichtbarmachen
des sekundären latenten Ladungsbildes, und eine Vorrichtung zum Ubertragen des Tonerbildes
auf ein Aufnahmeblatt. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird während des Herstellens
einer Anzahl von Kopien auf der Grundlage des am Nachladegitter einmal erzeugten,
dem Bild der Vorlage entsprechenden primären latenten Ladungsbildes das sekundäre
latente Ladungsbild am Überragungsglied auf der Grundlage des am Nachladegitter
gespeicherten primären latenten Ladungsbildes ohne Löschung durch die Löschvorrichtung
kontrolliert erzeugt, und das so erzeugte sekundäre latente Ladungsbild wird zum
Erhalten einer Vielzahl von Kopien wiederholt entwickelt und übertragen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1a und 1b die Arbeitsschritte zum Erzeugen
des primären latenten Ladungsbildes bei einer Ausführungsart des Verfahrens nach
der Erfindung, Fig. 2 den Arbeitsschritt zum Erzeugen des sekundären latenten Ladungsbildes
vom primären latenten Ladungsbild gemäß Fig. 1a und 1b, Fig. 3a und 3b die Arbeitsschritte
zum Erzeugen des primären latenten Ladungsbildes bei einer anderen Ausführungsart
des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 4 den Arbeitsschritt zum Erzeugen des sekundären
latenten Ladungsbildes vom primären latenten Ladungsbild gemäß Fig. 3a und 3b, Fig.
5 den Aufbau einer elektrofotografischen Vorrichtung nach der Erfindung und Fig.
6a, 6b und 6c den Aufbau von verschiedenen Koronaquellen, die zum Erzeugen des sekundären
latenten Ladungsbildes einen Koronaionenstrom zu einem Übertragungsglied aussenden.
-
Die Schnitte in Fig. 1a und 1b zeigen eine Art der Ausführung der
Arbeitsschritte zum Erzeugen eines einem Bild einer Vorlage entsprechenden primären
elektrostatischen latenten Ladungsbildes an einem (Re-)Aktivierungs- oder Nachladegitter,
wobei Fig. 1a den Arbeitsschritt des gleichmäßigen Ladens des Nachladegitters und
Fig. ib den Arbeitsschritt des Belichtens des Nachladegitters mit einem Leuchtbild
zeigt. Beim gezeigten Beispiel hat das Nachladegitter 1 ein elektrisch leitfähiges
Gittermaschenwerk 2, das an einer Seite eine Verbundschicht aus einer elektrisch
isolierenden Schicht 3 und einer elektrisch leitfähigen Schicht 4 und an seiner
anderen Seite eine Nachladeschicht 5 aufweist, so daß sich ein vierschichtiger Aufbau
ergibt. Als elektrisch leitfähiges Gittermaschenwerk 2 ist ein an der Oberfläche
durch entsprechendes Behandeln elektrisch leitfähig gemachtes Maschenwerk mit 50
bis 150 pin Maschenweite aus Fasern aus Metall, z.B. rostfreiem bzw. korrosionsbeständigem
Stahl, Nickel o.dgl., oder aus Kunstfasern, z.B.
-
Vinyl-, Tetoronfaser )1 o.dgl. verwendbar, ein Maschenwerk aus einer
Metallfolie, in die durch Bhotoätzen Maschenlöcher eingearbeitet worden sind, und
ein durch Elektroformen hergestelltes Maschenwerk . Die elektrisch isolierende Schicht
3 ist durch Aufsprühen oder Abscheiden von organischem Harz und anorganischen Stoffen
mit ausgezeichnetem Isoliervermögen und hoher Stehspannungsfestigkeit , z.B. Epoxidharz,
Acrylharz, Polystyrol, Polyurethan, Polyäthylen, Silikonöl, Nylon, Glas, Selen etc.,
hergestellt worden. Die elektrisch leitfähige Schicht 4 ist durch Abscheiden von
Al, Ag und anderem Metall mit verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt oder durch
Aufsprühen von elektrisch leitfähigem Pulver hergestellt worden. Die Nachladeschicht
5 besteht aus einem anorganischen lichtleitfähigen Stoff, z.B. Se, CdS, ZnO, PbO
etc. oder aus einem organischenlichtleitfähigen Stoff, z.B. Polyvinylcarbazol, oder
aus einem Gemisch davon. Beim gezeigten Beispiel ist als Werkstoff für die Nachladeschicht
5 Selen verwendet.
-
Warenzeichen einer j åapanischen Polyterephthalat-Faser.
-
Gemäß Fig. 1a wird das Nachladegitter 1 gleichmäßig geladen.
-
An das elektrisch leitfähige Gittermaschenwerk 2 und die elektrisch
leitfähige Schicht 4 ist eine Gegenspannungsquelle 6 angeschlossen, die eine Gegenspannung
von 250 bis 300 V dazwischen anlegt, während eine Koronaquelle 7 das Nachladegitter
1 von der Seite der elektrisch leitfähigen Schicht 4 her gleichmäßig lädt, so daß
an der Nachladeschicht 5 Ladungen mit derselbeii Spannung wie die Gegenspannung
gespeichert werden.
-
Gemäß Fig. ib wird das geladene Nachladegitter 1 mit einem Leuchtbild
belichtet, so daß an ihm ein primäres elektrostatisches latentes Ladungsbild erzeugt
wird. An der Seite der Nachladeschicht 5 ist über dem Nachladegitter 1 eine Vorlage
8 angeordnet, die mit einer nicht gezeichneten beliebigen Beleuchtungsvorrichtung
angeleuchtet wird, so daß das Nachladegitter 1 mit einem Leuchtbild der Vorlage
8 belichtet und somit an der Nachladeschicht 5 ein dem Leuchtbild entsprechendes
Ladungsbild (primäres latentes Ladungsbild) erzeugt wird, da die Nachladeschicht
5 Abschnitte mit niedrigem Widerstand aufweist, die den Abschnitten entsprechen,
die mit Licht aus dem Leuchtbild belichtet wurden.
-
Der Schnitt in Fig. 2 zeigt eine Art der Ausführung des Arbeitsschrittes
zum Erzeugen eines sekundären elektrostatischen latenten Ladungsbildes auf der Grundlage
des so erzeugten primären latenten Ladungsbildes am Übertragungsglied. Gemäß Fig.
2 ist dem Nachladegitter 1 mit dem primären latenten Ladungsbild gegenüber ein Übertragungsglied
9 angeordnet.
-
Das Übertragungsglied 9 hat eine elektrisch leitfähige Grundplatte
10, die mit einer ladungsspeichernden Schicht 11 beschichtet ist. Die elektrisch
leitfähige Grundplatte 10 kann durch elektrisch leitfähig machendes Behandeln der
Oberfläche einer elektrisch isolierenden Grundplatte erhalten worden sein. Die ladungsspeichernde
Schicht 11 ist als Einzelschicht aus einem Stoff mit höherem elektrischem Isoliervermögen,
z.B. Glasfolie, Polyurethan, Acrylat-Harz, Epoxidharz, Polyester-Harz, Polystyrol-Harz,
Vinylchlorid-Harz, Nylon,
Polyimid-Silikon-Harz, fluorhaltige Kunststoffe,
Allyl-Diglykol-Carbonat-Harz, oder als zusammengesetzte schicht aus einem Gemisch
dieser Stoffe aufgebaut. Die ladungsspeichernde Schicht 11 ist der Nachladeschicht
5 gegenüber angeordnet; an das elektrisch leitfähige Gittermaschenwerk 2 des Nachladegitters
1 und die elektrisch leitfähige Grundplatte 10 des Übertragungsgliedes 9 ist eine
Stromquelle 12 zum Anlegen einer Gegenspannung an das Nachladegitter 1 angeschlossen.
Zwischen das Gittermaschenwerk 2 und die Grundplatte 10 ist eine Spannung von beispielsweise
4 kV angelegt, während eine Koronaquelle 13, die an der Seite der elektrisch leitfähigen
Schicht 4 des Nachladegitters 1 angeordnet ist, durch das Nachladegitter 1 hindurch
zum Übertragungsglied 9 Koronaionen aussendet, die eine den Ladungen des primären
latenten Ladungsbildes entgegengesetzte, beim gezeigten Beispiel negative Polarität
haben. Die Gegenspannung von etwa 100 V wird zwischen dem Gittermaschenwerk 2 und
der elektrisch leitfähigen Schicht 4 angelegt, so daß sie an den Löchern des Nachladegitters
1 ein elektrisches Feld, das den Durchgang der von der Koronaquelle 13 ausgesandten
Koronaionen negativer Polarität durch die Löcher des Nachladegitters 1 verhindert,
und ein elektrische Feld erzeugt, das den Durchgang von Koronaionen durch die Löcher
entsprechend dem an der Nachladeschicht 5 erzeugten primären latenten Ladungsbild
erleichtert, so daß an der ladungsspeichernden Schicht 11 des Übertragungsgliedes
9 ein dem primären latenten Ladungsbild entsprechendes sekundäres elektrostatisches
latentes Ladungsbild aus negativen Ladungen erzeugt wird. Die Polarität des sekundären
latenten Ladungsbildes ist vorzugsweise nach der Art des Werkstoffes der Nachladeschicht
5 am Nachladegitter 1, abhängig davon, ob die Nachladeschicht 5 positive oder negative
Ladung zu speichern vermag, bestimmt.
-
Bei den vorstehend beschriebenen Arbeitsschritten zum Erzeugen des
sekundären elektrostatischen latenten Ladungsbildes wurde ein vierschichtig aufgebautes
Nachladegitter 1 verwendet, jedoch läßt sich das sekundäre latente Ladungsbild am
Ubertragungsglied 9 auch mit dem Nachladegitter 1 mit dreischichtigem Aufbau gemäß
Fig. 3 und 4 erzeugen.
-
Bei dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel hat das Nachladegitter 1 ein
elektrisch leitfähiges Gittermaschenwerk 2, eine an einer Seite des Gittermaschenwerkes
2 aufgebrachte Nachladeschicht 5 und eine an dieser angeordnete transparente, elektrisch
isolierende Schicht 3', woraus sich ein dreischichtiger Aufbau ergibt. Das so aufgebaute
Nachladegitter 1 ist mit einer gleichmäßigen Ladung von beispielsweise negativer
Polarität durch die Koronaquelle 7 geladen, die an der Seite der elektrisch isolierenden
Schicht 3' beweglich angeordnet ist. Sodann werden gemäß Fig. 3b an der Seite der
transparenten isolierenden Schicht 3' des gleichmäßig geladenen Nachladegitters
1 eine bewegliche Koronaquelle 14 und eine Vorlage 15 angeordnet, und von der Vorlage
15 wird ein Leuchtbild auf das Nachladegitter 1 projiziert. Gleichzeitig damit erhält
das Nachladegitter 1 eine Koronaladung mit den Ladungen gemäß Fig. 3a entgegengesetzter,
beim gezeigten Beispiel positiver Polarität oder eine Wechselspannungsladung mit
Überlagerung einer positiven Gleichspannung durch die Verwendung der Koronaquelle
14. Durch diesen Arbeitsschritt wird an der transparenten isolierenden Schicht 3'
des Nachladegitters 1 ein dem Leuchtbild entsprechendes primäres latentes Ladungsbild
mit positiven und negativen Ladungen erzeugt. Sodann wird das so geladene Nachladegitter
1 in einem nicht dargestellten Arbeitsschritt gleichmäßig belichtet, so daß an der
transparenten isolierenden Schicht 3' ein primäres latentes Ladungsbild von starkem
elektrostatischem Kontrast erzeugt wird.
-
Sodann wird gemäß Fig. 4 die transparente, elektrisch isolierende
Schicht 3' des Nachladegitters 1 der ladungsspeichernden Schicht 11 des Übertragungsgliedes
9 gegenüber angeordnet. An der dem Übertragungsglied 9 entgegengesetzten Seite des
Nachladegitters 1 wird ein Korona-Feinlraht 13' der Koronaquelle 13 angeordnet;
sodann wird zwischen den Korona-Feindraht 13' und das elektrisch leitfähige Gittermaschenwerk
2 des Nachladegitters 1 eine Koronaquelle 16 und zwischen das Gittermaschenwerk
2 und die elektrisch leitfähige Grundplatte 10 des Übertragungsgliedes 9 eine
Gittervorspannungs-
bzw. Gittergegenspannuilgsquelle 17 angeschlossen, um zwischen dem Korona-Feindraht
13', dem Gittermaschenwerk 2 und der elektrisch leitfähigen Grundplatte 10 die Spannungsunterschiede
zu erzeugen. Die positiven Koronaionen werden vom Korona-Feindraht 13' durch das
Nachladegitter 1 hindurch in Richtung des Übertragungsgliedes 9 geschleudert. Der
Koronaionenstrom wird durch das an der transparenten isolierenden Schicht 3' des
Nachladegitters 1 erzeugte primäre latente Ladungsbild moduliert, und der modulierte
Koronaionenstrom erzeugt am Übertragungsglied 9 das sekundäre latente Ladungsbild.
-
Das am Übertragungsglied 9 erzeugte sekundäre latente Ladungsbild
wird mit Toner entwickelt und auf den Aufnahmeträger übertragen. Im vorliegenden
Falle ist die Speicherfähigkeit des am Übertragungsglied 9 erzeugten sekundären
latenten Ladungsbildes ebenso ausgezeichnet wie diejenige des primären latenten
Ladungsbildes am Nachladegitter 1, so daß durch wiederholtes Entwickeln und uebertragen
des am Übertragungsglied 9 erzeugten sekundären latenten Ladungsbildes eine große
Anzahl von Kopien erhalten wird. Die Dichte des am Nachladegitter 1 erzeugten primären
latenten Ladungsbildes wird durch die am Nachladegitter 1 ankommenden Koronaionen
in geringem Maße geschwächt, jedoch wird der größere Teil des primären latenten
Ladungsbildes während eines relativ großen Zeitraumes gespeichert, so daß sich durch
wiederholtes Benutzen des primären latenten Ladungsbildes am Übertragungsglied 9
eine Anzahl von sekundären latenten Ladungsbildern erzeugen lassen.
-
Bei dem elektrofotografischen Verfahren nach der Erfindung wird die
Speicherfähigkeit des am Nachladegitter 1 erzeugten primären elektrostatischen latenten
Ladungsbildes insbesondere dort ausgenutzt, wo durch wiederholtes Entwickeln und
Übertragen von dem am Ubertragungsglied 9 erzeugten sekundären latenten Ladungsbild
eine große Anzahl von Kopien erhalten werden soll; in diesem Falle wird das sekundäre
latente Ladungsbild gelöscht und am Übertragungsglied 9
das neue
sekundäre latente Ladungsbild erneut auf der Grundlage des am Nachladegitter 1 gespeicherten
primären latenten Ladungsbildes erzeugt, oder es wird das schwächer gewordene sekundäre
latente Ladungsbild am Ubertragungsglied 9 durch das am Nachladgitter 1 gespeicherte
primäre latente Ladungsbild ergänzt bzw. nachgeladen, so daß sich von dem am Nachladegitter
1 einmal erzeugten primären latenten Ladungsbild eine große Anzahl von Kopien herstellen
läßt.
-
Fig. 5 zeigt den Aufbau einer elektrofotografischen Vorrichtung nach
der Erfindung. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis
4 bezeichnet.
-
Beim gezeigten Beispiel ist als Nachladegitter 1 das vierschichtige
Nachladegitter gemäß Fig. 1 und 2 verwendet.
-
Das Nachladegitter 1 ist als Trommel ausgebildet, die in der von einem
Pfeil angegebenen Richtung drehbar ist; die Gittertrommel ist von einer Nachladeschicht
5 (sh. Fig. 1) bedeckt. Ein Übertragungsglied 9 ist ebenfalls trommelförmig ausgebildet
und in der von einem Pfeil angegebenen Richtung drehbar; das trommelförmige Übertragungsglied
9 ist mit einer ladungsspeichernden Schicht 11 bedeckt. Das trommelförmige Nachladegitter
1 ist dem trommelförmigen Übertragungsglied 9 gegenüber in einem vorbestimmten Abstand
angeordnet. Eine Koronaquelle 7 (sh. Fig. 1a) zum gleichmäßigen Laden des Nachladegitters
1 ist an der Innenseite des trommelförmigen Nachladegitters 1 angeordnet. Wie in
Fig. 1b dargestellt, wird auf das durch die Koronaquelle 7 gleichmäßig geladene
Nachladegitter 1 ein Leurtbild projiziert. Zu diesem Zweck ist eine Vorlage 19,
die an einer in beiden Richtungen bewegbaren Unterlage 18 angeordnet ist, mit einer
Beleuchtungslampe 20 anleuchtbar, und ein Leuchtbild der Vorlage 19 ist über einen
reflektierenden Spiegel 21, eine zwischen Spiegeln angeordnete Linse 22 und einen
Schlitz 23 am Nachlade gitter 1 abbildbar. Bei einer anderen Ausführungsform kann
die Unterlage 18 fest und das optische System bewegbar sein. An der Innenseite des
trommelförmigen Nachladegitters 1
ist eine Koronaentladungsvorrichtung
oder -quelle 13 angeordnet, die den Koronaionenstrom zum Erzeugen eines sekundären
latenten Ladungsbildes an der ladungsspeichernden Schicht 11 des Übertragungsgliedes
9 aussendet. Zum Löschen des am Nachladegitter 1 erzeugten primären latenten Ladungsbildes
ist zwischen den Koronaquellen 13 und 7 eine Löschvorrichtung, beim gezeigten Beispiel
eine Beleuchtungslampe 24 für Ganzflächenbelichtungangeordnet, die am gesamten Umfang
des trommelförmigen Nachladegitters 1 eine gleichmäßige Ladung aufzubringen vermag.
-
In Drehrichtung des Übertragungsgliedes 9 ist nach der Station zum
Erzeugen des sekundären latenten Ladungsbildes und nahe des Umfanges des Übertragungsgliedes
9 eine Entwicklungsvorrichtung 25 zum Sichtbarmachen des sekundären latenten Ladungsbildes
mit einem elektroskopischen (Farb)Toner und Erzeugen eines Tonerbildes und nach
ihr ein Ubertragungsteil 26 zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufnahmepapierblatt
angeordnet. Der Übertragungsteil 26 hat ein Paar Übertragungswalzen 27a und 27b,
die aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff hergestellt oder von einem elektrisch
leitfähigen Bauteil gebildet sind, der bzw. das durch entsprechendes Behandeln an
der Oberfläche elektrisch isolierend gemacht worden ist, eine dem Übertragungsglied
9 gegenüber in geringem Abstand angeordnete Koronaquelle 29 und ein elektrisch leitfähiges
Gitter 28, das zwischen dem Übertragungsglied 9 und der Koronaquelle 29 angeordnet
ist. An das Paar Ubertragungswalzen 27a und 27b ist eine Spannungsquelle 30 zum
Anlegen einer Vor- bzw. Gegenspannung an die Übertragungswalzen 27a und 27b und
an das elektrisch leitfähige Gitter 28 und das Übertragungsglied 9 eine Gittergegenspannungsquelle
31 angeschlossen.
-
Kopie träger oder Aufnahmepapierblätter 33 in einer Papierkassette
32 sind nacheinander von einer Anlegerolle 34 entnehmbar und durch das Paar Übertragungswalzen
27a und 27b durch eine Papierblattführung 35 hindurch transportierbar und
und
an den Umfang des Übertragungsgliedes 9 anlegbar. Ãn dieser Stelle wird das am Übertragungsglied
9 erzeugte Tonerbild auf das Aufnahmepapierblatt 33 übertragen.
-
Nach dem Übertragen des Tonerbildes auf das Aufnahmepapierblatt 33
ist letzteres vom Übertragungsglied 9 durch eine an Masse angeschlossene Walze 36
und eine Ablösenase 37 ablösbar und über ein Transportband 38 und durch eine Fixiervorrichtung
39 hindurch als fertige Kopie in einen Ablegekasten 40 ablegbar.
-
Zwischen der Ablösenase 37 und der Station zum Erzeugen des sekundären
latenten Ladungsbildes ist nahe des Umfanges des Übertragungsgliedes 9 ein Reinigungsteil
41 zum Entfernen der Restladung und des Resttoners, die nach dem Übertragen am Übertragungsglied
9 zurückgeblieben sind, angeordnet.
-
Beim gezeigten Beispiel hat der Reinigungsteil 41 eine Reinigungsbürste
42 und eine Löschvorrichtung 43.
-
Die Arbeitsweise der in Fig. 5 dargestellten elektrofotografischen
Vorrichtung ist folgende.
-
Das Nachladegitter 1 dreht sich in der vom Pfeil angegebenen Richtung
synchron mit der Bewegung der Unterlage 18. Das Nachladegitter 1 wird durch die
Koronaquelle 7 mit beispielsweise einer positiven Ladung gleichmäßig geladen, und
an der Station für das Belichten mit dem Leuchtbild wird am Nachladegitter 1 das
primäre latente Ladungsbild erzeugt.
-
An der Station für das Erzeugen des sekundären latenten Ladungsbildes
lädt die Koronaquelle 13 die ladungsspeichernde Schicht 11 des Übertragungsgliedes
9 mit einer ladung entgegengesetzter, d.h. negativer Polarität, um das sekundäre
latente Ladungsbild zu erzeugen. In diesem Falle kann, wenn das Übertragungsglied
9 synchron mit dem Nachladegitter 1 gedreht wird, ein verzerrungsfreies sekundäres
latentes Ladungsbild erhalten werden. Wenn die ladungsspeichernde Schicht 11 zum
Speichern des sekundären latenten Ladungsbildes aus den weiter oben erwähnten Werkstoffen
aufgebaut ist, hat
ein ausgezeichnetes Ladungsspeicherungsvermögen
mit einem Ladungsabfall von nur wenigen Prozent in 10 Minuten. Wenn die ladungsspeichernde
Schicht 11 von Werkstoffen gebildet ist, die in gleichem oder nahezu gleichem Maße
wie der Entwickler durch Reibung aufladbar sind, so daß die Reibungsaufladung beim
Schnellentwicklen mit pulverförmigem Entwickler verhindert wird, oder wenn die Oberfläche
der ladungsspeichernden Schicht 11 mit solchen 'vTerkstoffen beschichtet ist, kann
während des Mehrfachübertragens die Zunahme des sekundären latenten Ladungsbildes
und das Entstehen einer Überentwicklung hervorrufenden Ladung verhindert werden.
-
Damit von dem am Übertragungsglied 9 erzeugten sekundären latenten
Ladungsbild eine große Anzahl von Übertragungen erhalten werden kann, muß folgendes
berücksichtigt werden: 1) Das Übertragungsglied 9 muß ein ausgezeichnetes Ladungsspeicherungsvermögen
haben.
-
2) Zum Entwickeln muß ein stärker isolierender Entwickler verwendet
werden, um die Abnahme des Ladungsbildes zu verringern.
-
3) Bei der Übertragungsstation: Wenn beim Übertragen mittels Koronaladung
und Walzengegenspannung die Ladespannung und die Gegenspannung verstärkt werden,
uni den Wirkungsgrad der Übertragung zu erhöhen, werden die Ladungen durch das Aufnahmepapier
hindurch in die Oberfläche des Übertragungsgliedes injiziert, weil das Aufnahmepapier
(normales Papier) im allgemeinen einen Widerstand von 108 bis 1014 .2 cm hat, so
daß beim Mehrfachübertragen durch den Hintergrund der Vorlage hervorgerufene Überentwicklungserscheinungen
in der folgenden Kopie auftreten. Wenn beim Übertragen das Tonerbild mit 1000 übertragen
wird, nimmt das Ladungsbild rasch ab; die Abnahme des Ladungsbildes muß daher unter
Ausnutzung der Isolierwirkung des Toners durch Bedecktlassen des Ladungsbildes mit
dem Tonerrückstand verringert werden.
-
Das am Übertragungsglied 9 erzeugte sekundäre latente Ladungsbild
wird in der Entwicklungsvorrichtung 25 durch Kaskaden-oder Magnetbürstenentwicklung
zum Tonerbild entwickelt. In diesem Falle wird zum Verringern der Abnahme des latenten
Ladungsbildes die Kaskadenentwicklung bevorzugt, weil die Trägerteilchen im allgemeinen
Isolatoren, z.B. Glas, sind und der Toner ein von isolierendem Harz bedecktes Pigment
ist.
-
Bei der Magnetbürstenentwicklung werden im allgemeinen leitfähige
magnetische Trägerteilchen verwendet. In diesem Falle läßt sich eine ausgezeichnete
Speicherfähigkeit des latenten Ladungsbildes durch Verwendung eines Entwicklers
erhalten, bei dem der Anteil des Isolierstoffs (Kunstharz) des Toners im Entwicklergemisch
im Vergleich zu den Trägerteilchen groß ist. Auch ist es von Vorteil, einen Entwickler
mit magnetischen Trägerteilchen zu verwenden, deren Oberfläche mit isolierendem
Kunstharz bedeckt ist. Bei einem Einkomponenten-Tonerentwickler, beispielsweise
wenn das Tonerteilchen ein magnetischer Stoff ist, läßt sich die ausgezeichnete
Wirkung mit einem stark isolierenden magnetischen Toner erhalten.
-
Im Übertragungsteil 26 wird das Aufnahmepapierblatt 33 auf das Tonerbild
aufgelegt, so daß dieses an das Aufnahmepapierblatt 33 elektrostatisch angezogen
und auf es übertragen wird.
-
In diesem Falle lassen sich die elektrostatische Anziehung und das
Übertragen des Tonerbildes nach dem Übertragungsverfahren mittels Koronaladung durchführen,
bei dem die Übertragung mittels einer von der Rückseite des Aufnahmepapierblattes
33 her aufgetragenen Koronaladung mit zum Toner entgegengesetzter Polarität vorgenommen
wird, und nach dem Walzen-Gegenspannungs-Übertragungsverfahren, bei dem die elektrisch
leitende oder halbleitende Walze oder die mit einem Isolierfilm oberflächenbeschichtete
leitende Walze an die Rückseite des Aufnahmepapierblattes angelegt wird und eine
Gegenspannung mit einer zum Toner entgegengesetzten Polarität erhält. Für beide
Übertragungsverfahren gilt jedoch, daß, wenn für die Koronaladung und für die Walzengegenspannung
hohe Beträge gewählt werden, um die Übertragungswirkung zu
erhöhen,
an der Oberfläche des Aufnahmepapierblattes die weiter oben erwähnte, Überentwicklung
hervorrufende Ladung erzeugt wird, so daß eine Mehrfachübertragung nicht durchgeführt
werden kann. Beim Übertragen mittels Koronaladung mit einer Koronaladungsspannung
von z.B. 4 bis 6 kV tritt bei einigen Kopien an dem Hintergrund der Vorlage entsprechenden
Abschnitten beträchtliche Überentwicklung auf. Bei Verwendung der Übertragungswalze
mit einem Isolierfilm von 10 !um kommt es bei der Gegenspannung von 1 kV an einigen
zehn Kopien zu Überentwicklungserscheinungen. Wird die Koronaladungsspannung erniedrigt,
um die Überentwicklungserscheinung zu mildern, wird die Koronaladung inhomogen und
die Übertragungsdichte ungenügend. Gleiches tritt auch dann ein, wenn die Gegenspannung
der Übertragungswalze erniedrigt wird.
-
Erfindungsgemäß werden die folgenden Arbeitsschritte angewandt, um
eine Mehrfachübertragung mit hohem Wirkungsgrad bei niedriger Gegenspannung durchzuführen:
1) Die Spannung des sekundären latenten Ladungsbildes beträgt einige hundert bis
1000 V, vorzugsweise einige hundert Volt, um die Anziehungskraft des Übertragungsgliedes
9 für Toner verhältnismäßig klein zu machen.
-
2) Mit einer Walzengegenspannungsquelle 30 wird an das Paar Übertragungswalzen
27a und 27b eine Walzengegenspannung von z.B. 250 bis 700 V angelegt.
-
3) Zur Verbesserung der überschüssigen Übertragungsspannung und des
überschüssigen Übertragungsstroms wird der Ionenstrom der Koronaquelle 29 zum Ergänzen
der Inhomogenität der Walzenübertragung durch Koronaübertragung mit Gittergegenspannungssteuerung
durch z.B. die Gittergegenspannungsquelle 31 von 250 bis 500 V kontrolliert.
-
Es hat sich herausgestellt, daß sich, zusätzlich zu solchen Maßnahmen,
für die Überentwicklung infolge der Injektion der durch das Aufnahmepapierblatt
33 hindurchgehenden Ladung und für den Übertragungswirkungsgrad Werte der Art ergeben
und die Oberfläche des latenten Ladungsbildes mit dem
TonerruckstandS8edeckt
ist, daß eine große Anzahl von Kopien erhalten werden kann. Am Ubertragungsglied
9 wird das sekundäre latente Ladungsbild mit einem Potential von etwa 300 V erzeugt,
und die Magnetbürstenentwicklung wird mit einem Zweikomponenten-Entwickler (Nr.
57, Hersteller: Dai Nippon Ink Chemical Co.) durchgeführt, der einen verhältnismäßig
hohen Toneranteil von z.B. einigen Prozent bis mehrere zehn Prozent hat. Bei zu
hohem Toneranteil haftet der Toner mechanisch am Übertragungsglied 9 und es kommt
somit zur Überentwicklung (Schleierbildung).
-
Das Aufnahmepapierblatt 33 wird dann durch die Anlegerolle 34 synchron
mit der Drehung des Übertragungsgliedes 9 in den Übertragungsteil 26 eingeführt
und von den Übertragungswalzen 27a und 27b an der Koronaquelle 29 vorbeigeführt.
In diesem Falle wird an den Übertragungswalzen 27a und 27b, wenn sie leitende Kautschukwalzen
sind, eine Spannung von -200 bis -400 V, wenn sie leitende oder halbleitende Kautschukwalzen
mit isolierend gemachter Oberfläche sind, eine Spannung von -450 bis -650 V angelegt.
An das elektrisch leitfähige Gitter 28 wird eine Spannung von -250 bis -450 V, an
die Koronaquelle 29 eine Spannung von -4 bis -6 kV angelegt. Das Aufnahmepapierblatt
33 wird vom Übertragungsglied 9 durch die Ablösenase 37 und die an Masse angeschlossene
Walze 36 abgelöst, um nach dem elektrostatischen Übertragen des Tonerbildes auf
das Aufnahmepapierblatt 33 Entladung zu verhindern.
-
Der Grund für die Verwendung der an Masse angeschlossenen Walze 36
ist folgender: Wenn das Aufnahmepapierblatt 33, das an seiner Rückseite durch die
Koronaquelle 29 erzeugte Ladungen gespeichert hat, vom Übertragungsglied 9 abgelöst
wird, kommt es zwischen ihm und dem Übertragungsglied 9 zu einer Entladung, so daß
an der ladungsspeichernden Schicht 11 des Übertragungsgliedes 9 eine durch die obengenannte
Entladung bedingte störende Ladung erzeugt wird und somit eine Mehrfachübertragung
nicht durchgeführt werden kann. Wenn die Übertragung nur nach dem Walz en-Ge genspannungs-Über
tragungsverfahren vorgenommen wird, tritt die Entladung nicht ein, so daß auf die
an Masse angeschlossene Walze 36 verzichtet werden kann.
-
Nach dem Ablösen wird das Aufnahmepapierblatt 33 in einer mit Wärme
oder Druck arbeitenden Fixiervorrichtung 39 fixiert und in den Ablegekasten 40 abgelegt.
Durch Drehen des Übertragungsgliedes 9 mit der notwendigen Anzahl von Umdrehungen
wird das Entwickeln und Übertragen wiederholt, so daß 200 bis 300 Kopien von ausgezeichneter
Güte erhalten werden können.
-
Während der Wiederholung der Entwicklungs- und Übertragungsvorgänge
kann das trommelförmige Nachladegitter 1 stillgesetzt eein oder ständig weitergedreht
werden. Wenn die Gesamtzahl der Kopien sehr groß ist, wird die Oberfläche des Ubertragungsgliedes
9 nach einer vorbestimmten Anzahl von Übertragungen von einem sekundären latenten
Ladungsbild durch den Reinigungsteil 41 von der Restladung und von Tonerrückständen
befreit und am Übertragungsglied 9 wird ausgehend vom gespeicherten primären latenten
Ladungsbild ein neues sekundäres latentes Ladungsbild erneut erzeugt. Wenn das Übertragungsglied
9 synchron zum trommelförmigen Nachladegitter 1 gedreht wird, besteht eine andere
Möglichkeit darin, das geschwächte sekundäre latente Ladungsbild aus dem primären
Ladungsbild am Nachladegitter 1 heraus zu ergänzen bzw. nachzuladen. In diesem Fall
kann das Entfernen der Restladung weggelassen werden.
-
Dem Übertragungsglied 9 kann auch ein kleiner Ionenstrom durch das
primäre latente Ladungsbild von der Koronaquelle 13 aus zugeführt werden, so daß
die verringerte Ladung des Ladungsbildes ständig ergänzt wird. In diesem Falle hat
die Koronaquelle 13 gemäß Fig. 6a eine Koronaquelle 13a, die das geschwächte sekundäre
latente Ladungsbild zu ergänzen vermag und für die Koronaladung eine in Umfangsrichtung
sehr kleine Arbeitsbreite hat, so daß während des kontinuierlickn Übertragens die
Aufgabe der Koronaquelle 13 von der Koronaquelle 13a übernommen wird.
-
Gemäß Fig. 6b ist der Koronaionenstrom aus der Koronaquelle 13 auch
mit einem bweweglichen, elektrisch leitfähigen Schirm 1 3b kontrollierbar. Für das
Besprühen mit einem kleinen
lonenstrom ist gemäß Fig. 6c alternativ
ein Schirm 13b' der Koronaquelle 13 verwendbar, der mit einem Widerstand 13c verbunden
und entweder direkt oder über den Widerstand 13c an Masse sngeschlossen ist.
-
Mittels der vorstehend beschriebenen Maßnahmen läßt sich von dem am
Nahladegitter 1 erzeugten primären latenten Ladungsbild eine große Zahl von Kopien
erhalten. Beim gezeigten Beispiel wird bei einer Kopierblattgröße A4 mit einer Geschwindigkeit
von 60 ubertragungen/min gearbeitet, und es lassen sich etwa 2000 Kopien von ausgezeichneter
Güte erhalten. Wenn durch Erhöhen der Übertragungsgeschwindigkeit und Verkürzen
der Übertragungszeit die Speicherungszeit des cm Nachladegitter 1 erzeugten Ladungsbildes
gut ausgenutzt wird, oder wenn das primäre latente Ladungsbild an der transparenten
isolierenden Schicht 3' (sh. Fig. 3 und 4) gespeichert wird, lassen sich einige
tausend Kopien erhalten. Zur Vergrößerung der Übertragungsgeschwindigkeit muß die
Drehzahl des Übertragungsgliedes 9 erhöht werden; hierbei nassen jedoch im Hinblick
auf die Erzeugung der primären und sekundären latenten Ladungsbilder und auf das
einigen des Übertragungsgliedes 9 mechanische und durch die Koronaladung bedingte
Faktoren berücksichtigt werden. Es ist daher vorteilhafter, während r Erzeugung
der primären und sekundären Ladungsbilder und beim Reinigen des Übertragungsgliedes
9 das trommelförmige Nachladegitter 1 und das Übertragungsglied 9 mit niedriger
Geschwindigkeit zu drehen und dann während des Entwickelns und Übertragens nur das
Übertragungsglied 9 mit hoher Geschwindigkeit zu drehen. Der Drehgeschwindigkeitswechsel
kann mittels der Kombination einer elektromagnetischen Kupplung mit einem Zahnradgetriebe
oder durch Umschalten eines Motors mit zwei Geschwindigkeiten durchgeführt werden.
-
Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung läßt sich bei einer Belichtung
einer Vorlage eine große Anzahl von Kopien mit sehr hoher Geschwindigkeit herstellen.
Beim herkömmlichen Verfahren, bei dem am Nachladeteil entwickelt und von diesem
aus übertragen wird, läßt sich eine Auflage nicht mit hoher
Geschwindigkeit
kopieren, da das Nachladeteil mechanischer Abnutzung unterworfen ist; bei der Varichtung
nach der Erfindung ist eine solche Abnutzung des Nachladeteils ausgeschlossen. Außerdem
ist die Vorrichtung nach der Erfindung keinerlei schädigenden Einflüssen durch Ozon
o.dgl. ausgesetzt, da die Koronaladung beim Erzeugen des sekundären latenten Ladungsbildes
sehr klein ist. Die Lebensdauer des Nachladeteils ist daher nahezu unendlich groß.
Durch Verwendung eines sehr harten Werkstoffs, z.B. Glas oder Allyl-Diglykol-Carbonat-Harz,
läßt sich für das Übertragungsglied 9 eine ausgezeichnete Haltbarkeit erzielen.
Selbst wenn andere der weiter oben angegebenen Kunstharze für das Übertragungsglied
9 verwendet werden, läßt sich für das Übertragungsglied 9 eine ebenso ausgezeichnete
Qualität wie für das Nachladegitter 1 erzielen. Beim Herstellen des trommelförmigen
Übertragungsgliedes 9 wird die Trommel in die Harzschmelze eingetaucht und mit einer
bestimmten Geschwindigkeit nach oben herausgezogen, um eine bestimmte Genauigkeit
zu erzielen. Außerdem läßt sich eine solche Genauigkeit durch Beschichten der metallischen
Trommel mit einem Isolierfilm z.B. aus Mylar und durch Erneuern des Mylarfilms in
regelmäßigen Zeitabständen erreichen.
-
Zur Verbesserung der Speicherfähigkeit des latenten Ladungsbildes
wird die Feuchtigkeit in der Umgebung des Nachladegitters 1 und des Übertragungsgliedes
9 herabgesetzt. Zu diesem Zweck wird die Temperatur der Atmosphäre rund um das Nachladegitter
1 und das Übertragungsglied 9 gegenüber der Raumtemperatur um 5 bis 15 °C mittels
z.B. einer Fixier-Heizvorrichtung zum Umwälzen der Warmluft oder durch Anordnen
der Heizvorrichtung innerhalb des Übertragungsgliedes 9 oder durch Beblasen des
Übertragungsgliedes 9 mit Warmluft erhöht, so daß die Speicherfähigkeit des Ladungsbildes
erhalten bleibt. Wenn das Aufnahmepapier eine isolierende Behandlung erfahren hat,
werden die von der Koronaquelle oder 1 zäher, durchsichtiger, kältefester Polyesterfilm
aus Äthylenglykol und Terephthalsäure.
-
der Übertragungswalze kommenden Ladungen in das Aufnahmepapier injiziert,
so daß der Abfall der Ladungen des Ladungsbildes am Übertragungsglied 9 verhindert
werden kann. Wenn normales Papier einer isolierenden Behandlung unterworfen wird,
kann sein Oberflächenwiderstand oder sein Durchgangswiderstand um mehr als zwei
Größenordnungen verbessert werden, so daß solches beschichtetes Papier bei der Durchführung
der Erfindung mit Vorteil verwendbar ist. Wenn das Aufnahmepapier so behandelt ist,
daß sich sein Widerstandswert durch Wärmeeinwirkung nicht ändert, kann durch Anwendung
von Wärme übertragen werden und somit kann gleichzeitig mit dem Übertragen auch
fixiert werden Die elektrofotografische Vorrichtung nach der Erfindung verwendet
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein trommelförmiges Nachladegitter
1 und ein trommelförmiges Übertragungsglied 9. Das Nachladegitter 1 kann auch eben
ausgebildet sein, und das Übertragungsglied 9 kann als Endlosband oder -riemen gestaltet
sein. Außerdem kann statt des Paares Übertragungswalzen 27a und 27b im Übertragungsteil
26 eine beliebige Anzahl von Übertragungswalzen verwendet sein, und die Walzengegenspannung
braucht nicht an alle, sondern nur an einige der Übertragungswalzen angelegt zu
sein. Ist eine Vielzahl von Übertragungswalzen vorhanden, sind an die Ubertragungswalzen
je verschiedene Walzengegenspannungen angelegt.
-
L e e r s e i t e