DE3211650A1 - Verfahren und geraet zum elektrofotografischen uebertragen von bildern - Google Patents

Description

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A 45 078 b Anmelder: Savin Corporation k - 176 Columbus and Stevens Avenues

11. März 1982 Valhalla, New York 10595

USA

Verfahren und Gerät zum elektrofotografischen übertragen von Bildern

Die Erfindung betrifft ein elektro-fotografisches Verfahren, bei dem auf einer isolierenden, insbesondere fotoleitenden Oberfläche zunächst ein latentes, elektrostatisches Ladungsbild erzeugt und dann mit einem flüssigen Entwickler mit geladenen Tonerpartikeln entwickelt wird, woraufhin das entwickelte Bild auf ein insbesondere blattförmiges Trägermaterial übertragen wird, indem man auf der von der isolierenden Oberfläche abgewandten Rückseite des Trägermaterials ein Potential erzeugt, dessen Polarität der Polarität der Ladung der Tonerpartikel entgegengesetzt ist, sowie ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens.

In einer früheren Anmeldung der Anmelderin (amtliches Aktenzeichen P 31 19 027.8) ist ein derartiges elektro-fotograf isches Verfahren beschrieben. Dabei geht es hauptsächlich um ein verbessertes, blattförmiges Trägermaterial, auf welches das entwickelte Bild übertragen werden soll.

Allgemein wird bei einem elektro-fotografischen Verfahren ein Fotoleiter im Dunkeln aufgeladen und dann

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mit einem Lichtabbild eines Originaldokuments, einer Zeichnung oder eines Bildes belichtet/ von dem eine Kopie angefertigt werden soll. In den vom Licht getroffenen Bereichen wird die Ladung dabei ganz oder teilweise je nach Intensität des einfallenden Lichts neutralisiert, so daß sich an der Oberfläche des Fotoleiters ein latentes elektro-statisches Ladungsbild ergibt. Wenn Selen als Fotoleiter verwendet wird, dann hat das latente Ladungsbild eine positive elektrostatische Ladung. Wenn als Fotoleiter Cadmiumsulfid verwendet wird, dann hat das latente Ladungsbild eine negative elektro-statische Ladung. Das Ladungsbild wird anschließend entwickelt, indem man es geladenen Tonerpartikeln aussetzt.

Bei den vorbekannten Verfahren wird das entwickelte Ladungsbild auf ein blattförmiges Trägermaterial übertragen, beispielsweise auf ein Papierblatt, eine Polyester-, Polyacetat-, Polykarbonat-Folie usw. Die Übertragung erfolgt, indem man das Trägermaterial in Kontakt mit dem entwickelten elektro-statischen Ladungsbild bringt und die Bildübertragung fördert, indem man auf der Rückseite des blattförmigen Trägermaterials ein Potential erzeugt, dessen Polarität der Ladung der Tonerpartikel,die das entwickelte elektrostatische Ladungsbild bilden, entgegengesetzt ist. Hierdurch werden die Tonerpartikel, die das Bild bilden, von dem Trägermaterial angezogen, so daß eine übertragung des entwickelten Ladungsbildes erfolgt. Wenn das Ladungsbild aus klebrigen Tonerpartikeln

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erzeugt wird, dann kann die übertragung auch aufgrund der Adhäsion beim Kontakt erfolgen, wobei die Adhäsion durch einen mittels einer Walze auf die Rückseite des Trägermaterials ausgeübten Druck unterstützt wird. Die Walze kann dabei aus leitfähigem Material bestehen und auf ein Potential vorgespannt sein, dessen Polarität der Polarität der geladenen Tonerpartikel, die das entwickelte elektro-statische Bild bilden, entgegengesetzt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend speziell hinsichtlich eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes erläutert, welches durch Elektroforese mit geladenen Tonerpartikeln entwickelt wurde, die in einem dielektrischen flüssigen Träger suspendiert waren. Der Übertragungsschritt wird bisher gewöhnlich in der oben beschriebenen Weise durchgeführt. Dabei ist es erforderlich, daß das Trägermaterial in Kontakt mit dem frisch entwickelten elektro-statischen Ladungsbild gebracht wird. Um eine gute Übertragung zu erreichen, muß das entwickelte Ladungsbild dabei feucht sein. Wenn es nämlich zu trocken ist, dann ergeben sich Schwierigkeiten bei der Bildübertragung von der fotoleitenden Oberfläche auf den blattförmigen Träger. Die Trägerflüssigkeit ist üblicherweise ein ungiftiger, leichter Paraffin-Kohlenwasserstoff, welcher vorzugsweise durch fraktionierte Destillation erhalten wird, so daß er ein sehr enges Band von Siede-Temperaturen besitzt. Da das frisch entwickelte elektro-statische Ladungsbild feucht sein muß, wird der Toner bei der Bildübertragung durch den Kontakt mit dem blattförmigen Träger zerdrückt. Dies verringert die Auflösung.

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Da der blattförmige Träger im allgemeinen Papier ist, welches die Trägerflüssigkeit absorbiert, ist nach der Bildübertragung ein Trocknen der Kopie erforderlich, was zum Verdampfen der Trägerflüssigkeit in die Umgebung führt. Das Verdampfen eines Kohlenwasserstoffs in die Atmosphäre muß als Luftverschmutzung angesehen werden, wobei die verdampfte Flüssigkeitsmenge im Hinblick auf die bestehenden Vorschriften streng zu überwachen ist. Hierdurch wird die Geschwindigkeit eingeschränkt, mit der ein elektro-fotografisches Kopiergerät arbeiten darf. Außerdem sind ungiftige, leichte Paraffin-Kohlenwasserstoffe teuer, während andererseits die Trägerflüssigkeit wegen der Verdampfung ständig ergänzt werden muß. Wenn das entwickelte Ladungsbild auf einen blattförmigen Träger übertragen ist, haftet es an diesem aufgrund der Polarität der Ladung auf der Rückseite des blattförmigen Trägers sehr stark. Die Ladung der Tonerpartikel ist jedoch zur Ladung des latenten elektro~statischen Ladungsbildes entgegengesetzt. Folglich hat das Papier bzw. der Träger die Tendenz, an der fotoleitenden Oberfläche zu haften. Je größer dabei die Dichte des entwickelten Ladungsbildes ist, desto größer ist auch die Tendenz des Trägers,an der fotoleitenden Oberfläche zu haften. Dies führt zu gewissen Schwierigkeiten beim Abheben des das übernommene Ladungsbild tragenden Trägers von der fotoleitenden Oberfläche. Außerdem führt der wiederholte Kontakt von Papier mit den nassen, entwickelten Ladungsbildern dazu, daß Papierfasern an der fotoleitenden Oberfläche zurückbleiben. Da andererseits

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kaum jemals das gesamte entwickelte Bild auf das Papier übertragen wird, führt dies dazu, daß die Entwicklerflüssigkeit letztlich durch Papierfasern verschmutzt wird. Da das feuchte entwickelte Ladungsbild außerdem durch das Trägermaterial zusammengequetscht wird, wird nicht nur die Auflösung der Kopie verringert, sondern auch eine genaue Wiedergabe der einzelnen Grautöne beeinträchtigt .

In der US-PS 3 355 288 ist nun ein Verfahren beschrieben, gemäß welchem die das zu übertragende Bild bildenden Tonerpartikel durch eine Flüssigkeitsschicht hindurch auf einen blattförmigen Träger übertragen werden. Die Flüssigkeitsschicht befindet sich dabei zwischen dem Fotoleiter und dem Trägermaterial. Zur Erzielung eines Spalts für die Flüssigkeitsschicht sind dabei drei Möglichkeiten angegeben. Zunächst einmal wird angegeben, daß an den Enden der Walze, über die das Trägermaterial läuft, Rippen vorgesehen werden können, um den gewünschten Abstand zu erhalten. Weiterhin wird die Möglichkeit beschrieben, die Walze,über welche das Trägermaterial läuft, drehbar zu lagern und unter der Vorspannung einer Feder zu halten. Auf diese Weise wird die Walze gegen einen Antriebsriemen für eine Trommel gedruckt, welche eine fotoleitende Oberfläche besitzt, um so einen Spalt zu erhalten. Gemäß einer dritten Möglichkeit wird die Walze, über die das Trägermaterial läuft, unter einer schwachen Vorspannung gehalten, so daß die Entwicklerflüssigkeit selbst das blattförmige Trägermaterial in einem gewissen Abstand von der

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Oberfläche des Fotoleiters hält, wodurch wieder erreicht wird, daß die übertragung des Bildes durch einen Flüssigkeitsfilm hindurch erfolgt. Das bekannte Verfahren zielt darauf ab, ein Verschmieren des entwickelten Bildes durch den körperlichen Kontakt zwischen dem blattförmigen Träger und dem entwickelten Bild zu verhindern. Dabei wird mit einer elektrischen Vorspannung zwischen 50 und 300 V gearbeitet, was ausreichend ist, um die geladenen Partikel zu veranlassen, sich aufgrund der Elektroforese durch eine Flüssigkeit zu bewegen.

In einer veröffentlichten Verteidigungsschrift von Culhane, Nr. T 869 004 vom 16. Dezember 1969, Zeichen: 869 O.G. 711 sind ebenfalls drei Möglichkeiten beschrieben, wie elektro-statische Tonerbilder durch einen Flüssigkeitsfilm hindurch übertragen werden können. Als erste Möglichkeit wird dabei angegeben, einen flachen Fotoleiter zu verwenden, der längs seiner Ränder mit zwei Rippen versehen ist, die ein ebenes Trägermaterial im Abstand vom Fotoleiter halten. Dabei kann eine Walze über das Trägermaterial bewegt werden und dieses gegen die Rippen drücken. Außerdem ist der Fotoleiter mit einem leitfähigen Substrat versehen, und man legt eine elektrische Vorspannung von 1500 V zwischen das Substrat und die Walze. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Trommel mit fotoleitender Oberfläche vorgesehen, und das Trägermaterial ist an einer Walze befestigt, die im Abstand von der fotoleitenden Oberfläche gehalten wird, so daß zwischen dieser und dem Trägermaterial ein Spalt verbleibt.

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über dem von einer Flüssigkeit gefüllten Spalt wird dabei wieder eine ähnlich hohe elektrische Vorspannung aufrechterhalten, indem man die Achse der Trommel und die Walzenachse mit einer entsprechenden Spannungsquelle verbindet. Gemäß einer dritten Variante wird mit einer flexiblen fotoleitenden Bahn gearbeitet, die das Tonerbild trägt, während das Trägermaterial auf einem Rad bzw. einer Trommel befestigt ist, die im Abstand von der Bahn gehalten wird. Dabei sind an der Trommel oder dergleichen Kettenräder vorgesehen, die dafür sorgen, daß sich das Trägermaterial synchron zu der flexiblen fotoleitenden Bahn bewegt. Zwischen der Achse der Trommel, die die fotoleitende Bahn trägt und der Achse der Trommel, die das Trägermaterial trägt, liegt dabei wieder eine elektrische Vorspannung von 1500 V. Für die Breite des Spalts,über den die Bildübertragung erfolgt, sind in der Verteidigungsschrift drei Werte angegeben, nämlich 101,6 um, 254 μπι und 355,6 μπι. Falls überhaupt eine Bildübertragung über einen Spalt dieser Größe hinweg möglich sein sollte, würde die Auflösung, die dabei erreicht würde, so gering sein, daß der Wert der erhaltenen Kopien fragwürdig wäre. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei einer Spaltbreite von mehr als 70 μπι die Auflösung leidet. Andererseits ist die Auflösung umso besser, je enger der Spalt ist, über welchen das Bild übertragen wird, vorausgesetzt, daß der Träger das entwickelte Bild nicht direkt berührt. Es ist jedoch unmöglich, bei einer Serienfertigung Geräte herzustellen, bei denen die Oberflächen des Fotoleiters des Träger-

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materials so exakt parallel zueinander ausgerichtet sind/ daß zwischen ihnen ein Spalt vorgegebener Größe stets mit der gewünschten Toleranz aufrechterhalten werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß beispielsweise die Papierdicke und die Schichtstärke der fotoleitenden Schicht Schwankungen unterliegen, und daß eine derart exakte Montage und Fertigung des den Fotoleiter tragenden Bauteils und der das Trägermaterial abstützenden Walze hinsichtlich der Geradheit, der Exzentrizität und der Lagerung nicht erreichbar ist.

Die üS-PSen 3 653 758 und 3 741 117 befassen sich beide mit Verfahren für ein druckloses, berührungsfreies, elektro-statisches Drucken. Dabei ist eine Druckplatte in Form eines flexiblen Bleches aus rostfreiem Stahl vorgesehen, welches eine Dicke zwischen etwa 12 und 1270 μΐη besitzt, und auf dem Zeichen aus dielektrischem Material montiert sind, wobei diese Zeichen die zu druckenden Zeichen sind. Die dielektrischen Zeichen werden elektro-statisch aufgeladen und mit trockenen Tonerpartikeln getont. Die so vorbereitete Druckplatte wird dem zu bedruckenden Trägermaterial dann bis auf einen Abstand zwischen etwa 6,4 und 0,76 mm genähert. An die Rückseite des Trägermaterials wird dann ein Potential zwischen etwa 5 kV oder weniger und 10 kV angelegt. In den genannten Patentschriften ist ferner angegeben, daß bei einer elektrischen Feldstärke, die groß genug ist, um das entwickelte Bild zu veranlassen, den Spalt zu über-

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springen, eine Funkenbildung eintreten kann. Eine solche Funkenbildung wird dabei durch Änderungen in der Breite des Luftspalts an Stellen hervorgerufen, wo scharfe Kanten auftreten. Zur Vermeidung der Funkenbildung wird die Spannung verringert und-das flexible Substrat der Druckplatte in Ultraschall-Schwingungen versetzt, um die Ablösung des aus pulverisiertem Tonermaterial bestehenden Bildes zu fördern, so daß dies auch bei verringerter Spannung den Spalt überspringt.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für elektro-statischo Bilder ein Bildübertracjungsvcrfahron und ein Gerät anzugeben, mit dem es möglich ist, das mit Hilfe eines flüssigen Entwicklers entwickelte Bild über einen vorgegebenen Spalt hinweg derart von einem Fotoleiter auf ein blattförmiges Trägermaterial zu übertragen, daß lediglich der Teil der Entwicklerflüssigkeit auf das Trägermaterial gelangt, welcher von dem entwickelten Bild bzw. von den Tonerpartikeln mitgerissen wird, wenn diese den Spalt überspringen.

Diese Aufgabe wird, was das Verfahren anbelangt, bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man zwischen der für die Übernahme des entwickelten Bildes vorgesehenen Bildseite des Trägermaterials und der isolierenden Oberfläche von der isolierenden Oberfläche getragene Distanzelemente anbringt, die geeignet sind, zwischen der Bildseite des Trägermaterials und der isolierenden

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Oberfläche einen Spalt zu erzeugen.

Was das Gerät anbelangt, so erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe durch ein Gerät gemäß Anspruch

Bei dem Verfahren und dem Gerät gemäß der Erfindung ist es günstig, wenn die Distanzelemente an der fotoleitenden Oberfläche selbst angeformt sind.

Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn die Distanzelemente Distanzpartikel sind, welche vor der Bildübertragung auf die fotoleitende Oberfläche aufgestäubt werden.

Ein besonderer Vorteil von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß das blattförmige Trägermaterial leichter und bequemer von dem Fotoleiter abgezogen werden kann, nachdem die Bildübertragung stattgefunden hat.

Vorteilhaft ist es ferner, daß das entwickelte Bild bei der Übertragung nicht gequetscht oder verschmiert wird.

Ein weiterer Vorteil von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß der flüssige Entwickler die Tonerpartikel in einer hohen Konzentration enthalten kann, so daß ein besonders dichtes Bild erhalten wird.

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Insgesamt werden aufgrund der angegebenen Vorteile saubere Kopien mit hoher Auflösung und sehr feinen Grauwerten erhalten. Außerdem ist die Qualität der Kopien sehr gleichmäßig, da die gewünschte Spaltbreite zwischen der fotoleitenden Oberfläche"und dem Trägermaterial unabhängig von Fertigungstoleranzen des Geräts aufrechterhalten wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Kopiergeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen vergrößerten Teil-Querschnitt

durch das Gerät gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in dieser Figur;

Fig. 3 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch das Kopiergerät gemäß Fig. 1 längs der Linie 3-3 in dieser Figur;

Fig. 4 einen vergrößerten Teil-Querschnitt zur Verdeutlichung der Anordnung der Distanzelemente bei einer abgewandelten Ausführungsform eines Geräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

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Fig. 5 eine vergrößerte schematische Darstellung von Bestäubungeinrichtungen zum Aufstäuben von Distanzpartikeln auf ein entwickeltes elektro-statisches Ladungsbild unmittelbar vor*Erreichen einer Übertragungsstation.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Kopiergerät mit einer Metalltrommel 2, die eine Schicht aus einem Fotoleiter 4 trägt und mittels Scheiben 6 auf einer Welle 8 montiert ist, wobei die Scheiben 6 mit der Welle 8 mit Hilfe eines Keils 10 verkeilt sind, um die Welle 8 drehfest mit der Metalltrommel 2 zu verbinden. Die Welle 8 wird mittels geeigneter Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) in Pfeilrichtung - Gegenuhrzeigersinn - angetrieben, wobei ein bestimmter Punkt der Trommel zunächst unter einer Koronaentladungsvorrichtung 12 hindurchbewegt wird ,wo an <3er Oberfläche des Fotoleiters 4 eine Ladung erzeugt wird, wobei es sich versteht, daß sich die gesamte Anordnung gemäß Fig. 1 in einem Licht-dicht verschlossenen Gehäuse (nicht dargestellt) befindet. Ein Lichtabbild des zu kopierenden Originals wird mit Hilfe eines Linsensystems 14 auf den geladenen Fotoleiter 4 fokusiert. Da die Welle 8 mit einem geerdeten Anschluß 16 versehen ist und da die Scheiben 6 aus leitfähigem Material bestehen, wird dabei die Ladung aus den vom Licht getroffenen Bereichen, wo der Fotoleiter leitend wird, zumindest teilweise gegen Erde abgeleitet, so daß ein latentes elektro-statisches Ladungsbild erhalten wird.

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Ein flüssiger Entwickler mit einer isolierenden Trägerflüssigkeit und Tonerpartikeln wird ausgehend von einer geeigneten Quelle (nicht dargestellt) durch eine Leitung 16, einen Trog 18 für den Entwickler und eine Leitung 20/ die.zur Quelle zurückführt, umgewälzt. Entwicklungselektroden 22, an denen in bekannter Weise eine geeignete Vorspannung anliegen kann, fördern das Tonen des latenten elektro-statischen Ladungsbildes, während dieses in Kontakt mit dem flüssigen Entwickler steht und durch diesen hindurchläuft. Geladene Tonerpartikel, die in der Trägerflüssigkeit dispergiert sind, wandern aufgrund der Elektroforese zu dem latenten elektro-statischen Ladungsbild, wobei sich versteht, daß die Ladung der Tonerpartikel eine Polarität hat, die zur Polarität der Ladung des Fotoleiters 4 entgegengesetzt ist. Wenn der Fotoleiter Selen ist, dann liefert die Koronaentladungsvorrichtung 12 eine positive Ladung, und die Tonerpartikel sind in diesem Fall negativ geladen. Wenn der Fotoleiter aus Cadmiumsulfid besteht, ist seine Ladung negativ, während die Tonerpartikel eine positive Ladung tragen. Die Flüssigkeitsinenge an der Oberfläche des Fotoleiters ist normalerweise zu groß. Folglich ist in Laufrichtung der Trommel hinter der Entwicklerstation eine Walze 24 vorgesehen, deren Oberfläche angrenzend an die Trommel eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung wie der Fotoleiter 4 hat, und die in einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche des Fotoleiters 4 angeordnet wird, so daß sie überschüssige Flüssigkeit von dem entwickelten Bild "abscheren" bzw.

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abstreifen kann, ohne das Bild selbst zu beeinträchtigen. Eine solche Abstreifwalze ist aus der US-PS 3 907 423 bekannt. Sie wird durch geeignete Antriebseinrichtungen/ beispielsweise durch einen Riemen 26, angetrieben und kann durch ein Abstreiferblatt 28 saubergehalten werden. Der Riemen 26 wird seinerseits durch einen an sich bekannten Antrieb (nicht dargestellt) mit regelbarer Geschwindigkeit angetrieben. Anstelle der Abstreifwalze, die vorstehend beschrieben wurde, kann die überschüssige Entwicklerflüssigkeit auch miL einer absorbierenden Walze oder einer Quetschwalze entfernt werden, wie dies gemäß einem früheren Vorschlag der Anmelderin geschieht. Auch andere Abstreifeinrichtungen können verwendet werden.

Die das frisch entwickelte Bild tragende Oberfläche des Fotoleiters wird dann mit Distanzpartikeln bestäubt, die in irgendeiner geeigneten Weise aufgebracht werden, beispielsweise durch elektro-statisches Aufsprühen, durch mechanisches Bestäuben oder auf andere geeignete Weise. Eine bevorzugte Ausführungsform von Bestäubungseinrichtungen ist in Fig. 2 und 5 gezeigt.

Gemäß Fig. 5 ist ein Behälter 206 vorgesehen, der Partikel enthält, welche aus einem geeigneten, auf die gewünschten Abmessungen gebrachten Material bestehen. Die Partikel bestehen beispielsweise aus PoIyacrylharz oder einer natürlichen Stärke. Das im Einzelfall für das Bestäuben verwendete Material ist nicht kritisch. Die Partikel müssen jedoch groß genug

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sein, um den blattförmigen Träger, auf den das Bild von der Oberfläche des Fotoleiters übertragen werden soll, von diesem in einem Abstand zwischen etwa 4 und 70 um zu halten, um auf diese Weise den gewünschten Spalt zu bilden, über den das entwickelte BiIa zu übertragen ist. Die Partikel können jede Form haben, beispielsweise die Form von Pyramiden, Kugeln oder Würfeln oder eine durch Zufall entstandene Form. Als Bestäubungsmaterial kann ferner fast jedes Material verwendet werden, wie z.B. Glas, Polyester, Polyäthylen, Polycarbonat etc. Ein Gas, wie z.B. Luft, welches aus einer Quelle relativ niedrigen Druckes zugeführt wird, beispielsweise über ein Radialgebläse, strömt durch ein Rohr 202 mit einem Ventil 208 in eine Sammelkammer 201. · Die Sammelkammer 201 steht mit mehreren Düsen 200 in Verbindung, die angrenzend an den Fotoleiter 4 angeordnet sind und, wie Fig. 2 zeigt, etwa längs einer Mantellinie der Trommel 2 angeordnet sind bzw. auf einer zur Drehachse der Trommel 2 parallelen Linie. Die Partikel 104 aus dem Behälter 206 werden über ein Rohr 204 einer Engstelle 20 3 des Rohres 202 - Venturirohr - zugeführt und dort von dem Gasstrom mitgerissen, so daß sie zunächst in die Sammelkammer 201 bzw. die Sammelleitung gelangen, von wo sie sich auf die einzelnen Düsen 200 verteilen. Die staubförmigen Partikel gelangen auf die Oberfläche des Fotoleiters und dienen nunmehr als Distanzpartikel zwischen dem Fotoleiter 4 und dem blattförmigen Träger 100, auf welchen das Bild zu übertragen ist. Dabei versteht es sich, daß der Behälter 206 oberhalb des Rohres 202 angeordnet werden

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kann, so daß die Distanzpartikel die Tendenz haben, aufgrund der Schwerkraft durch das Rohr 20 4 nach unten zu fließen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Partikel in dem Rohr 204 durch Zuführung von Gas zu einem Wirbelbett aufzulockern. Außerdem ist zu beachten, daß das frisch entwickelte Bild 102 mit den Distanzpartikeln 104 nur auf seinem Weg zwischen der Abstreifwalze 24 und einer Ubertragungsstation bestäubt wird, an der sich eine weitere Koronaentladungseinrichtung 46 befindet. Um sicherzustellen, daß das Bestäuben nur in diesem Bereich stattfindet, ist dem Ventil 208 ein Kurvenabtaster 20 9 zugeordnet, der auf einer Kurvenscheibe 210 läuft, welche von einer Welle 212 getragen wird. Die Welle 212 wird ihrerseits durch Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) angetrieben, welche über eine logische Schaltung angesteuert werden, derart, daß die Zeit,während welcher das Ventil 208 geöffnet ist, mit dem Zeitintervall synchronisiert ist, injdem das entwickelte Bild die Strecke zwischen der Abstreifwalze und der Übertragungsstation durchläuft. Entsprechende logische Schaltungen bzw. Zeitgeberschaltungen sind wohlbekannt und sollen daher hier nicht näher erläutert werden.

Wie Fig. 1 weiter zeigt, sind zwei Einzugswalzen 32 und 34 vorgesehen, welche dazu dienen, dem Fotoleiter einen blattförmigen Träger 100 zuzuführen, der das entwickelte Bild übernehmen soll. Die Einzugswalzen und 34 sitzen drehfest auf Wellen 36 und 38. Diese Wellen werden synchron angetrieben, so daß sich am

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Klemraspalt der Walzen 32 und 34 keine Relativgeschwindigkeit ergibt. Gegebenenfalls kann auch nur eine der Einzugswalzen angetrieben werden. Die Einzugswalzen transportieren den Träger 100 zu der Übertragungsstation. Die dort befindliche Koronaentladungseinrichtung 46 kann an der Rückseite des blattförmigen Trägers 100 eine Ladung erzeugen, deren Polarität zur Polarität der Tonerpartikel, die das entwickelte Bild bilden, entgegengesetzt ist, so daß das entwickelte Bild von dem Träger 100 angezogen wird. Ein Abheber 48 fördert das Abheben des blattförmigen Trägers 100 mit dem entwickelten Bild von dem Fotoleiter 4. Eine Walze 50, über die mehrere flexible Riemen 52 laufen, liefert den blattförmigen Träger zu einem Ausgabekorb (nicht dargestellt) . Die flexiblen Riemen laufen dabei über mehrere Führungsrollen 54, wie dies Fig. 1 zeigt. Eine Reinigungswalze 56 aus einem geeigneten Kunstharz wird so angetrieben, daß sich ihre Mantelfläche angrenzend an den Fotoleiter mit zu dessen Bewegung entgegengesetzter Richtung bewegt, so daß die Oberfläche des Fotoleiters von der Reinigungswalze 56 sauber geschrubbt wer den kann. Zur Förderung der Reinigungswirkung kann der Oberfläche der Reinigungswalze 56 über eine Leitung 58 Entwicklerflüssigkeit zugeführt werden. Das Reinigen der fotoleitenden Oberfläche wird dann durch ein Abstreiferblatt 60 abgeschlossen. Verbliebene Ladungsreste an der fotoleitenden Oberfläche werden anschließend gelöscht, indem man den Fotoleiter mit Licht aus einer Lichtquelle 62 überflutet.

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Aus Fig. 3 wird deutlich, daß das blattförmige Trägermaterial 100 beispielsweise ein Papierblatt sein kann. Der Spalt zwischen der Unterseite des Trägers 100 und der Oberfläche des Fotoleiters 4 kann zwischen 4 und 70 um liegen. Es ist zu beachten, daß die Dicke des blattförmigen Trägermaterials in Abhängigkeit vom Gewicht des Papiers innerhalb weiter Grenzen schwanken kann. Wenn der Spalt zwischen dem Bild und dem Träger eine Größe von 70 um überschreitet, wird die Auflösung verschlechtert. Auch die Dicke des entwickelten Bildes kann in Abhängigkeit von der Dichte des zu reproduzierenden Originals schwanken. Je dunkler das Original ist, desto dicker'wird das entwickelte Bild. Selbst wenn das Bild dicker ist als 4 um, verhindern Distanzpartikel mit einer wirksamen Höhe von 4 um ein vollständiges Zusammendrücken des entwickelten Bildes, so daß auch in diesem Fall noch eine deutliche Verbesserung erreicht wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine fein abgestufte Grauskala erhalten werden, was bedeutet, daß sich die Dichte der Kopien bzw. des entwickelten Bildes entsprechend der Dichte des zu kopierenden Originals ändert. Die Dicke des entwickelten Bildes kann zwischen 4 und 15 um liegen. Selbst wenn die Menge des flüssigen Entwicklers verringert wird, befindet sich auf den Hintergrundbereichen, d.h. auf den nicht mit Tonerpartikeln bedeckten Bereichen des entwickelten Bildes eine Flüssigkeitsschicht auf dem Fotoleiter, deren Dicke 2 um " oder mehr betragen kann. Der Abstand zwischen den Distanzpartikeln kann unterschiedlich sein. Vorzugs-

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weise sollte der Abstand zwischen den Partikeln 4 mm oder weniger betragen. Der Spalt und die Distanzpartikel haben zwei überaus wichtige Funktionen. Zunächst wird die Auflösung verbessert, da das entwickelte Bild durch den Kontakt mit dem blattförmigen träger nicht verschmiert oder zusammengequetscht wird. Zweitens wird bei einem mit einem flüssigen Entwickler entwickelten Bild die Flüssigkeitsmenge, welche das Papier berührt, auf ein Minimum reduziert, da von dem Papier nur die vom entwickelten Bild bei der übertragung mitgerissene Flüssigkeit absorbiert wird. Hierdurch wird die Umweltverschmutzung beachtlich reduziert, da die Oberflächenbereiche, die tatsächlich in Kontakt mit der Flüssigkeit gelangen, sehr klein sind.

Wie oben erwähnt, sollte der Abstand zwischen den einzelnen Distanzelementen vorzugsweise kleiner als 4 mm sein. Die Kontrolle dieses mittleren Abstands ist durch das Bestäuben mit Distanzpartikeln, wie es oben beschrieben wurde, nicht immer möglich. Gemäß Fig. 4 besteht nun die Möglichkeit, auf der Mantelfläche der Metalltrommel 2 auf eine geeignete Weise Partikel mit dem gewünschten mittleren Abstand voneinander anzuordnen. Diese Partikel bilden dann Kerne, die von dem fotoleitenden Material überdeckt werden, wenn dieses auf der Metalltrommel 2 abgeschieden wird. Auf diese Weise erhält man einen Fotoleiter, dessen Oberfläche mit blasenförmigen bzw. abgerundeten Distanzelementen bzw. VorSprüngen 4a versehen ist. Die Größe der inerten Partikel 105 sollte so gewählt werden, daß der Radius

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der Vorsprünge 4a an der Oberfläche des Fotoleiters 70 μπι oder weniger beträgt. Die Vorsprünge sollten, wie oben ausgeführt, einen Abstand von 4 mm oder weniger voneinander besitzen.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren' auf einem blattförmigen Träger reproduziertes Bild besitzt eine gute Auflösung, da das Bild wegen des·Spalts nicht zusammengequetscht wird. Dabei werden dünne Linien mit deutlich verbesserter Dichte wiedergegeben. Man erhält aber nicht nur Kopien mit guter Auflösung, sondern auch eine fein abgestufte Grauskala. Dies ermöglicht das Kopieren von Fotografien mit wesentlich höherer Wiedergabequalität als dies normalerweise mit einem elektro-fotografischen Kopiergerät möglich ist. Wie nachstehend noch erläutert wird, ist die Fläche, die insgesamt von den Vorsprüngen eingenommen wird, so klein, daß die Vorsprünge in der Kopie nicht bemerkbar sind und daß ein außerordentlich kleiner Anteil der Gesamtfläche des blattförmigen Trägers bei Verwendung eines flüssigen Entwicklers mit Entwicklerflüssigkeit benetzt wird. Außerdem erleichtern die Distanzelemente bzw. Vorsprünge das Abheben des blattförmigen Trägers von dem Fotoleiter, da zwischen dem Fotoleiter und dem blattförmigen Träger ein Spalt vorhanden ist. Da nur ein sehr geringer Kontakt zwischen dem Papierblatt und dem Fotoleiter besteht, wird der flüssige Entwickler außerdem nicht mit Papierfasern verschmutzt. Vorzugsweise wird mit einer höheren Konzentration von Tonerpartikeln in der Trägerflüssigkeit gearbeitet.

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Je höher die Konzentration der Tonerpartikel in einem flüssigen Entwickler ist, desto langer kann der flüssige Entwickler verwendet werden, ohne daß seine Qualität abnimmt. Mit anderen Worten nimmt also die Qualität eines flüssigen Entwicklers schneller ab, wenn die Konzentration von Tonerpartikeln im Entwickler gering ist. Es wurden flüssige Entwickler verwendet, in denen die Konzentration der Tonerpartikel zwischen 4 und 10% betrug. Die geeignete Konzentration der Tonerpartikel beim Arbeiten nach den erfindungsgemäßen Verfahren kann ohne weiteres empirisch bestimmt werden. Zu den dabei zu beachtenden Faktoren gehören der prozentuale Anteil der Flüssigkeit im entwickelten Bild, die Höhe des Potentials der Ladung der geladenen Tonerpartikel, die Breite des Spalts zwischen dem Trägermaterial und dem Fotoleiter und das Potential, welches bei der übertragung des entwickelten Bildes über den Spalt hinweg auf der Rückseite des blattförmigen Trägermaterials erzeugt wird. Im Handel ist eine Anzahl von Tonern erhältlich, die für das Entwickeln von Bildern mit einem flüssigen Entwickler geeignet sind. Diese flüssigen Entwickler bestehen dabei jeweils aus einer dielektrischen Trägerflüssigkeit und darin dispergierten geladenen Tonerpartikeln.

Es ist wesentlich, daß das entwickelte Bild feucht ist. Wenn das Bild zu trocken ist, führt dies zu Schwierigkeiten bei der übertragung des Bildes über den Spalt hinweg. Eine Koronaentladungsvorrichtung mit einer Betriebsspannung zwischen 5,5 und 7 kV

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wurde zur Unterstützung der Bildübertragung hinter dem blattförmigen Träger angeordnet. Wenn mit einer zu hohen Spannung gearbeitet wird, dann kann eine Funkenbzw. Lichtbogenbildung eintreten. Die Menge der im entwickelten Bild verbleibenden Entwicklerflüssigkeit kann durch die Abstreifwalze 24 (Fig. 1) gesteuert werden oder durch andere geeignete Einrichtungen, wie dies oben ausgeführt wurde. Sowohl der Abstand der Abstreifwalze von der Trommeloberfläche wie auch die Drehzahl sind dabei Faktoren, welche beachtet werden müssen. Der prozentuale Anteil der im entwickelten Bild verbleibenden Entwicklerflüssigkeit ist eine Funktion des Abstandes der Abstreifwalze von dem Bild und eine Funktion der Drehzahl der Abstreifwalze. Da der Abstand zwischen der Mantelfläche der Abstreifwalze und der Oberfläche des Fotoleiters normalerweise aufgrund der Konstruktion der Abstreifwalze vorgegeben ist, ist es einfach, den im Bild verbleibenden Feuchtigkeitsgehalt, d.h. die Menge der verbleibenden Entwicklerflüssigkeit, durch Regelung der Drehzahl der Abstreifwalze zu regeln. Einer der wesentlichen Vorteile dieses Verfahrens besteht darin, daß nur eine sehr geringe Menge der Trägerflüssigkeit zu dem blattförmigen Träger übertragen wird.- und von dort in die Umgebung verdampft. Es wurde bereits erwähnt, daß im übertragenen Bild ein Verlust hinsichtlich der Auflösung eintritt, wenn die Spaltbreite größer als 70 μΐη wird.

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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst wird, Es wird ein Verfahren angegeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, ein elektro-statisches Bild, welches mit einem flüssigen Entwickler entwickelt wurde, auf einen blattförmigen Träger zu übertragen, und zwar derart, daß im wesentlichen nur die Flüssigkeit, welche von dem entwickelten Bild mitgerissen wird, zu dem blattförmigen Träger gelangt. Dabei ist es wichtig, daß das Bild über einen Spalt hinweg zu dem Träger übertragen wird, wobei der blattförmige Träger durch Distanzelemente abgestützt wird. Das Ablösen des blattförmigen Trägers wird nach der übertragung des frisch entwickelten Bildes durch das Vorhandensein der Distanzelemente erleichtert. Die Distanzelemente verhindern außerdem ein Quetschen oder Verschmieren des entwickelten Bildes, so daß sich Kopien mit hoher Auflösung ergeben. Erfindungsgemäß wird verhindert, daß der blattförmige Träger eine größere Menge von Entwicklerflüssigkeit absorbiert, so daß die Luftverschmutzung verringert wird, welche beim Verdampfen der Entwicklerflüssigkeit eintritt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Kopien auf jeder Art von Papier, insbesondere auch auf rauhem Papier hergestellt werden, da das Bild über einen Spalt hinweg übertragen wird, so daß die Rauhigkeit der Papieroberfläche weniger ins Gewicht fällt.

Ausgehend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen stehen dem Fachmann ferner zahlreiche

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OZI I O Ό U

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Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Elektro-fotografisches Verfahren, bei dem auf einer isolierenden, insbesondere fotoleitenden Oberfläche zunächst ein latentes, elektro-statisches Ladungsbild erzeugt und dann mit einem flüssigen Entwickler mit geladenen Tonerpartikeln entwickelt wird, woraufhin das entwickelte Bild auf ein insbesondere blattförmiges Trägermaterial übertragen wird, indem man auf der von der isolierenden Oberfläche abgewandten Rückseite des Trägermaterials ein Potential erzeugt, dessen Polarität der Polarität der Ladung der Tonerpartikel entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen der für die Übernahme des entwickelten Bildes vorgesehenen Bildseite des Trägermaterials und der isolierenden Oberfläche von der isolierenden Oberfläche getragene Distanzelemente anbringt, die geeignet sind, zwischen der Bildseite des Trägermaterials und der isolierenden Oberfläche einen Spalt zu erzeugen.

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   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Distanzelemente an der isolierenden Oberfläche angeformte Distanzelemente verwendet.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Distanzelemente Distanzpartikel verwendet, die auf das entwickelte Bild auf der isolierenden Oberfläche aufgestäubt werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Distanzpartikel mit einer effektiven Höhe zwischen 6 und 70 μΐη verwendet.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Distanzpartikel mit einer effektiven Höhe zwischen 20 und 70 μΐη verwendet.

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Distanzpartikel mit einer effektiven Höhe zwischen 6 und 60 μΐη verwendet.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Distanzelemente derart anbringt bzw. in Form von Distanzpartikeln aufstäubt, daß sich zwischen ihnen ein mittlerer Abstand von weniger als 4 mm ergibt.

   8. Gerät zum übertragen eines entwickelten elektrostatischen Bildes von einer isolierenden, insbesondere fotoleitenden Oberfläche auf ein

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   insbesondere blattförmiges Trägermaterial, insbesondere elektro-fotografisches Kopiergerät, mit Einrichtungen zum Erzeugen eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes auf der Oberfläche, mit Einrichtungen zum Entwickeln des elektro-statischen Ladungsbildes mittels geladener Tonerpartikel, mit Zuführeinrichtungen für das Trägermaterial und mit Übertragungseinrichtungen, mit deren Hilfe auf der Rückseite des Trägermaterials ein Potential erzeugbar ist, dessen Polarität der Polarität der Ladung der Tonerpartikel entgegengesetzt ist, so daß das entwickelte Bild von der isolierenden Oberfläche auf die dieser zugewandte Bildseite des Trägermaterials übertragbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bildseite des Trägermaterials (100) und der isolierenden Oberfläche (4) von dieser Oberfläche (4) getragene Distanzelemente (105) vorgesehen sind, durch welche zwischen der Bildseite des Trägermaterials (100) und der isolierenden Oberfläche (4) ein Spalt mit einer Höhe zwischen 20 und 70 μΐη erzeugbar ist.

   9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente an die isolierende Oberfläche (4) angeformt sind.

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   10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bestäubungseinrichtungen (200 bis 202) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Distanzelemente in Form von Distanzpartikeln (104) auf das entwickelte Bild (102) auf der isolierenden Oberfläche (4) aufstäubbar sind.

   11. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (104) in einem mittleren Abstand von maximal 4 mm voneinander vorgesehen sind.

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