DE69213903T2 - Apparatur zur Tonerleilchenübertragung auf ein Substrat - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen geladener Tonerteilahen auf ein Substrat, und insbesondere eine Übertragungsvorrichtung mit Benutzung eines Zwischen- Übertragungsteils.
• Allgemein wird der Vorgang des elektrostatographischen Kopierens ausgeführt durch Belichten eines im wesentlichen gleichmäßig aufgeladenenen photorezeptiven Teiles mit einem Lichtabbild eines Originaldokumentes. Das Belichten des geladenen photorezeptiven Teiles mit einem Lichtabbild entlädt eine photoleitende Oberfläche daran in Bereichen, die den Nicht-Bildbereichen im Originaldokument entsprechen, während die Ladung in Bildbereichen aufrecht erhalten wird, wodurch ein elektrostatisches latentes Abbild des Originaldokumentes an dem photorezeptiven Teil geschaffen wird. Geladenes Entwicklungsmaterial wird daraufhin an dem photorezeptiven Teil so abgelagert, daß das Entwicklungsmaterial von den geladenen Bildbereichen an dessen photoleitender Fläche angezogen wird, um das elektrostatische latente Abbild zu einem sichtbaren Bild zu entwickeln. Das Entwicklungsmaterial wird dann von dem photorezeptiven Teil entweder direkt oder nach einem Zwischen-Übertragungsschritt auf ein Kopierblatt oder ein anderes Aufnahmesubstrat übertragen, wodurch ein Abbild geschaffen wird, das permanent an dem Kopierblatt befestigt werden kann, um eine Reproduktion des Originaldokumentes zu ergeben. In einem Abschlußschritt wird die photoleitende Fläche des photorezeptiven Teils gereinigt um irgendwelches restliches Entwicklungsmaterial daran in Vorbereitung für nachfolgende Abbildungszyklen zu entfernen.
• Der beschriebene elektrostatographische Kopiervorgang ist gut bekannt und wird gemeinhin zum Lichtlinsen-Kopieren eines Originaldokumentes verwendet. Analoge Vorgänge bestehen auch bei anderen elektrostatographischen Druckanwendungen, wie beispielsweise bei ionographischem Drucken und Wiedergeben wo Ladung in einer Bildverteilung an einer Ladungshaltefläche in Reaktion auf elektronisch erzeugte oder gespeicherte Abbilder abgeschieden wird, wie in den US-PS 3 564 556; 4 240 084; und 4 619 515 u.a. beschrieben ist.
• Der Vorgang des Übertragens von Entwicklungsmaterial von einer Bildtragefläche zu einer zweiten Tragefläche wird an einer Übertragungsstation realisiert. In einer üblichen Übertragungsstation wird die Übertragung erreicht, indem in einem Übertragungsbereich elektrostatische Kraftfelder angelegt werden, die ausreichend sind, Kräfte zu überwinden, welche die Tonerpartikel an der photoleitenden Fläche des photorezeptiven Teiles halten. Diese elektrostatischen Kraftfelder wirken zum Anziehen und Übertragen der Tonerpartikel auf die zweite Stützfläche, die ein zwischen-Übertragungsband oder ein Ausgabe- Kopierblatt sein kann. Ein Zwischen-Übertragungsband ist erwünscht zur Verwendung in Tandem-Color- oder Einzeldurchlauf- Papierduplex- (one pass paper duplex - OPPD) Anwendungen, wo aufeinanderfolgende Pulverabbilder auf ein einzelnes Kopierblatt übertragen werden. Beispielsweise lehrt die an Goel ausgegebene US-PS 3 957 367, auf deren Offenbarung hier zu Vergleichszwecken verwiesen wird, eine Farb-Elektrostatographie-Druckmaschine, bei der aufeinanderfolgend Einzelfarben- Pulverabbilder auf einen Zwischenträger in übereinanderliegender Ausrichtung übertragen werden. Das sich ergebende Mehrschicht-Pulverabbild wird daraufhin auf ein Blatt des Tragematerials übertragen, um eine Farbkopie eines Originaldokumentes auszubilden. Farb- und OPPD-Systeme können auch mehrere photoleitende Troinmeln statt einer einzelnen photoleitenden Trommel benutzen.
• Zwischen-Übertragungselemente, die in Abbildungssystemen des Typs benutzt werden, bei denen ein entwickeltes Abbild zuerst von dem Abbildungsteil auf ein Zwischenelement übertragen und dann von dem Zwischenelement zu einem äußeren Kopiersubstrat übertragen wird, sollten wirksame Übertragungs-Kennmerkmale zeigen, sowohl für die Übertragung des Entwicklungsmateriais von dem Abbildungsteil zu dem Zwischenteil, wie auch für die Übertragung des Entwicklungsmaterials von dem Zwischenteil zu dem Ausgabe-Kopiersubstrat. Eine wirksame Übertragung findet statt, wenn das meiste oder das gesamte Entwicklungsmaterial, welches das entwickelte Bild umfaßt, übertragen wird, und wenig Restentwickler an der Oberfläche zurückbleibt, von der das Bid übertragen wurde. Hochwirksame Übertragung ist besonders wichtig, wenn der Abbildungsvorgang zur Schaffung von Voll farbenbildern erfolgt durch aufeinanderfolgendes Erzeugen und Entwickeln von sukzessiven Bildern in jeder Primärfarbe und Überlagern der entwickelten Primärfarbenbilder aufeinander während der Übertragung zum Substrat. Insbesondere kann ein unerwünschtes Verschieben und Verändern der so erzeugten Endfarben auftreten, wenn die Primärfarbenbilder nicht wirksam auf das Substrat übertragen werden.
• Die Übertragung von Tonerabbildern zwischen Trageflächen bei elektrostatographischen Anwendungen wird oft über elektrostatische Induktion verwirklicht unter Benutzung eines Korotrons oder anderer Korona-Erzeugungsgeräte. Bei einem koronainduzierten Übertragungssystem wird die zweite Tragefläche, eln Zwischentrageteil oder ein Kopierblatt in direkte Berührung mit dem Tonerabbild gebracht, während das Bild an der Bildtragefläche (typischerweise einer photoleitenden Oberfläche) gehalten ist. Die Übertragung wird induziert durch Besprühen der Rückseite der zweiten Tragefläche mit einer Korona-Entladung mit einer zu der der Tonerpartikel entgegengesetzten Ladungspolarität, wodurch die elektrostatische Übertragung von Tonerpartikeln auf die zweite Tragefläche induziert wird. Ein beispielhaftes Korotron- Ionenemissions-Übertragungssystem wird geoffenbart in US-PS 2 807 233. Alternativ kann eine Übertragung induziert werden durch Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen dem Substrat eines unter Vorspannung stehenden Teiles, welches die zweite Tragefläche berührt, und dem Substrat der Bildtragefläche, die ursprünglich die Tonerbildschicht trägt.
• Der kritische Aspekt des Übertragungsprozesses fokussiert sich auf das Anlegen und Aufrechterhalten elektrostatischer Felder hoher Intensität in dem Übertragungsbereich, um die auf die Tonerpartikel einwirkenden Adhäsivkräfte zu überwinden. Sorgfältige Steuerung dieser elektrostatischen Felder ist erforderlich, um das physische Abnehmen und Übertragen der geladenen Teilchen-Tonermaterialien von einer Fläche zu einer zweiten Stützfläche ohne Zerstreuen oder Verschmieren des Entwicklermaterials zu induzieren. Diese schwierige Anforderung kann erfüllt werden durch sorgfältiges Auslegen der elektrostatischen Felder über dem Übertragungsbereich in der Weise, daß die Felder hoch genug sind, um eine wirksame Tonerübertragung zu bewirken, während sie gleichzeitig niedrig genug sind, um keine Lichtbogenbildung, exzessive Korona-Erzeugung oder exzessive Tonerübertragung in den Bereichen vor der engen Berührung der zweiten Tragefläche mit dem Tonerabbild zu verursachen. Ungenaue und zufällige Manipulierung dieser elektrostatischen Felder kann Kopier- oder Druckfehler erzeugen durch Verhindern von Tonerübertragung oder durch Induzieren ungesteuerter Tonerübertragung, wodurch Streuen oder Verschmieren der Tonerpartikel verursacht wird.
• Die besonderen mit erfolgreicher Bildübertragung verbundenen Probleme sind gut bekannt. Veränderungen der Bedingungen, wie des Widerstandes der zweiten Tragefläche, Verunreinigungen und Änderungen in der Tonerladung oder in den Anhafteigenschaften der Tonermaterialien können alle notwendigen Übertragungsparameter beeinflussen. Weiter können die Materialwiderstands und Tonereigenschaften sich in hohem Maße mit der Feuchtigkeiz oder anderen Umgebungsparametern ändern. In dem Vor-Übertragungs- oder sog. Vor-Spaltbereich unmittelbar vor dem Kontakt zwischen der zweiten Tragefläche und dem entwickelten Bild können außerordentlich hohe Übertragungsfelder eine vorzeitige Übertragung über einen Luftspalt ergeben, was zu verminderter Auflösung oder verschwommenen Bildern führt. Hohe Übertragungsfelder in dem Luftspalt vor dem Spalt können auch Ionisierung verursachen, die zur Balkenbildung oder anderen Bildfehlern, Verlust von Übertragungswirksamkeit und einer geringeren Breite der Systembearbeitungs-Parameter führen können. Umgekehrt können in dem Nach-Übertragungs- oder sog. Nach-Spaltbereich, in dem Bereich der Trennung der photoleitenden von der zweiten Tragefläche, unzureichende Übertragungsfelder Bildausfall verursachen und Hohlzeichen erzeugen. Auch kann eine unrichtige lonisierung in dem Nach-Spaltbereich Bildstabllitätsfehler verursachen oder Kopierblatt-Ablöseprobleme schatfen. Das Einführen von Veränderungen der erwünschten Fedstärke über dem Übertragungsbereich muß ausgeglichen werden mit der Grundvoraussetzung, daß die Übertragungsfelder in dem Bereich so groß wie möglich sein sollten, der dem Übertragungsspalt direkt benachbart ist, wo die zweite Tragefläche das entwickelte Bild berührt, so daß hohe Übertragungswirksamkeit und stabile Übertragung erzielt werden kann.
• Bei Zwischenübertragungs-Systemen sind typischerweise mit leitender Rückschicht versehene Bänder erwünscht, da solche leitenden Materialien eine einfache Erzeugung von Übertragungsfeldern über angelegte Vorspannungen (z.B. BTR-Systemen) zulassen. Die Verwendung von leitenden Materialien ist auch erwünscht, um gleichmäßige Ladungsverteilungen aufrecht zu erhalten. Schließlich sind hochleitfähige Materialien wie Stahl, Nickel usw., die typischerweise für Zwischenübertragungs-Anwendungen verwendet werden, sehr robuste streckfreie Materialien. Diese Charakteristik ist erwünscht und wichtig zum Aufrechterhalten der richtigen Ausrichtung bei Einzeldurchgang- Zwischenbandgestaltungen.
• Eine typisches Problem, das bei der Verwendung rückseitiger hochleitender Materialien bei Zwischenübertragungsband-Systemen auftritt, entsteht aus der Tatsache, daß die hochleitende Rückseitenstützung ein Äquipotential ist. So erzeugt eine an ein mit leitender Rückseitenbeschichtung versehenes Band angelegte Vorspannung im Übertragungsspalt unerwünschte Übertragungsfelder von dem Spalt weg und insbesondere in dem Vor-Übertragungsbereich, wo Vorspaltdurchbruch und Luftspaltübertragung eine Toner-Zerstreuung und andere Bildqualitätsfehler hervorrufen können. Obwohl elektrostatische Felder typischerweise in der Vor-Spaltübertragungs-Zone relativ zu dem Übertragungsspalt wesentlich abfallen, können anscheinend minimale Vorspaltfelder beträchtliche Übertragungsprobleme verursachen. Weiter können Vorspaltfelder von Nenngröße unter normalen Bedingungen bei Umgebungs- oder Parameteränderungen wie hoher Feuchtigkeit, Tonerkleben, Stapelhöhe usw. sich als schlechte Systemrobustheit auswirken.
• Verschiedene Vorgehensweisen und Lösungen sind vorgeschlagen worden für die mit dem Übertragungsprozeß verbundenen Probleme, und besonders mit Bezug auf Systeme, die ein Zwischenübertragungsteil enthalten.
• Die relevanten Abschnitte der vorangehenden Offenbarungen können kurz wie folgt zusammengefaßt werden:
• US-A-4 292 386 offenbart ein photoempfindliche Trommel, die einen Hohlzylinder umfaßt mit einer an dem Außenumfang des Hohlzylinders gebildeten leitenden Schicht, einer an dem Außenumfang der leitenden Schicht gebildeten Schicht niedrigeren Widerstandes und einer photoempfindlichen Schicht, die an der Außenumfangsfläche der Schicht mit niedrigerem Widerstand gebildet ist.
• US-A-4 494 857 offenbart ein Abbildungsverfahren mit Benutzung einer aufgeladenen Isolierschicht, das einen Vorgang umfaßt, der einen ersten Schritt enthält, bei dem ein nachgiebiger Kontaktor mit einem bestimmten elektrischen Widerstand mit der Isolierschicht in Berührung gebracht wird, und einen zweiten Schritt, bei dem eine Spannung auf den Kontaktor in Berührung mit der Isolierschicht mittels einer einen anderen bestimmten Widerstandswert besitzenden Elektrode aufgeprägt wird.
• US-A-4 931 389 beschreibt einen Übertragungsmechanismus für eine elektrophotographische Vollfarben-Doppelübertragungs- Druckmaschine. Eine Bildaufnahmebahn besitzt einen charakteristischen Oberflächen-Widerstandswert in dem Bereich von 10&sup7; bis 10¹&sup0; Ohm pro Einheitsfläche Ein selektiv betätigbares System wird benutzt, um die Verweilzeit in der Übertragungsstation zu erhöhen, was den Effekt der Erhöhung der effektiven Kapazität der Übertragungsstation ergibt. Die Kombination niedriger angelegter Spannungen und richtige Auswahl des Oberflächen-Widerstandes der Bildaufnahmebahn schafft ein System, bei dem direktes Anlegen des elektrischen Feldes durch Bahnkontakte benutzt werden kann, so daß Koronen und die sich daraus ergebenden Verhaltensveränderungen beseitigt werden.
• US-A-4 994 342 offenbart einen elektrophotographischen Lithographiedruckplatten-Vorläufer, der besteht aus einer Unterbeschichtungslage und einer Stützlage, die beide eine Widerstandsoberfläche besitzen.
• US-A-4 232 961 offenbart eine Vorrichtung zum Übertragen geladener Tonerteilchen von drei mit Abstand versehenen Bildhalteflächen auf ein Band. Sobald das Bild in einer Bildausbildungsstation auf das Band übertragen wurde, wird die Ladung von dem Band durch einen Entlader abgenommen und das nächste Bild an der nächsten Bildausbildungsstation übertragen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Übertragen geladener Tonerteilchen von einer Bildtragefläche zu einem Substrat geschaffen, die enthält ein Zwischen-Übertragungsteil, das so positioniert ist, daß mindestens ein Abschnitt desselben benachbart zur Bildtragefläche in einer Übertragungszone liegt, und einen Übertragungsspalt, eine Vor-Übertragungszone und eine Nach-Übertragungszone bestimmt; ein erstes Vorspannungsmittel, das benachbart zur Vor-Übertragungszone gelegen ist, zum Anlegen eines ersten Vorspannungs-Potentials an das Zwischen-Übertragungsteil in der Vor-Übertragungszone, um so Übertragungsfelder darin zu minimalisieren, um eine Übertragung von Tonerpartikeln von der Bildtragefläche zu dem Zwischen-Übertragungsteil in der Vor-Übertragungszone im wesentlichen zu verhindern; gekennzeichnet durch zweites Vorspannungsmittel, das benachbart dem Übertragungsspalt angeordnet ist zum Anlegen eines zweiten Vorspannungspotentials an das Zwischenübertragungsteil in dem Übertragungsspalt, um so hohe Übertragungsfelder darin zu erzeugen zum Anziehen von Tonerteilchen von der Bildtragefläche zu dem Zwischenübertragungsteil in dem Übertragungsspalt; drittes Vorspannungsmittel, das benachbart der Nach-Übertragungszone angeordnet ist zum Anlegen eines dritten Vorspannungspotentials an das Zwischenübertragungsteil in der Nach-Übertragungszone, um so die Übertragungsfelder darin zu optimieren, um Luftdurchbrüche in der Nach-Übertragungszone im wesentlichen zu minimalisieren. Das Zwischenübertragungsband enthält ein in Querrichtung leitendes Widerstandssubstrat mit einem Widerstandsbereich zwischen ca. 10&sup7; und 10¹¹ Ohm pro Einheitsfläche
• Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektrostatographische Druckvorrichtung geoffenbart, welche umfaßt eine Übertragungsanordnung zum Übertragen von Toner von einer Bildtragefläche zu einem Kopiersubstrat, bei der die Übertragungsvorrichtung enthält ein Zwischenübertragungsteil, das so positioniert ist, daß mindestens ein Teil davon benachbart dem Bildhaltesubstrat liegt, um eine Vor-Übertragungszone, eine Übertragungzone und eine Nach-Übertragungszone zu bestimmen, und Mittel sind benachbart zur Vor-Übertragungszone vorgesehen zum Einrichten eines ersten Spannungspotentials an dem Zwischenübertragungsteil in der Vor-Übertragungszone, während dem Übertragungsspalt benachbart gelegene Mittel vorgesehen sind, um ein zweites Spannungspotential an dem Zwischenübertragungsteil in dem Übertragungsspalt einzurichten.
• Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Übertragen geladener Tonerteilchen von einer Bildtragefläche zu einem Blatt geoffenbart, welche umfaßt ein Zwischenübertragungsteil, das ausgelegt ist, Tonerteilchen von der Bildtragefläche zu empfangen und die Tonerteilchen von da zu dem Blatt zu übertragen, wobei das Zwischenübertragungsteil ein in Querrichtung leitendes Widerstandssubstrat enthält. Vorzugsweise besitzt das in Querrichtung leitende Widerstandssubstrat einen Widerstandsbereich zwischen ca. 10&sup7; und 10¹&sup0; Ohn pro Einheitsfläche
• Die vorliegende Erfindung wird weiter beispielsweise mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Fig. 1 eine vergrößerte schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der Übertragungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung ist, welche ein Vor-Übertragungs-Vorspanngerät und ein Übertragungsspalt-Vorspanngerät zeigt;
• Fig. 2 eine perspektivische schematische Darstellung ist, welche die Übertragungsanordnung aus Fig. 1 zeigt;
• Fig. 3 eine vergrößerte schematische Seitenansicht ist, die eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt, und ein Vor-Übertragungsspalt-Vorspanngerät, ein Übertragungsspalt-Vorspanngerät und ein Nach-Übertragungsspal- Vorspanngerät zeigt;
• Fig. 4 eine graphische Darstellung ist, die typische gemessene Spannungsabfälle längs des Übertragungsbereiches zeigt, die durch das Zwischenübertragungsband-System der vorliegenden Erfindung erzeugt werden; und
• Fig. 5 eine schematische Seitenansicht ist, die eine als Beispiel gezeigte elektrostatographische Druckmaschine mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung darstellt.
• Zwar wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführung derselben beschrieben, doch ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf diese bevorzugte Ausführung begrenzt ist. Im Gegenteil ist beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung alle Alternativen, Abwandlungen und Äquivalente überdeckt, die innerhalb des Bereiches der Erfindung enthalten sind, wie er durch die angefügten Ansprüche bestimmt ist. Andere Aspekte und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich mit Fortschreiten der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit besonderem Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Zeichnungen benutzt wurden, um identische Elemente in diesen zu bezeichnen.
• Für ein allgemeines Verständnis einer als Beispiel gezeigten elektrostatographischen Druckmaschine mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf Fig. 5, die schematisch die verschiedenen Komponenten einer solchen aufzeigt. Es wird aus der nachfolgenden Diskussion offensichtlich, daß die Übertragungsanordnung der vorliegenden Erfindung gleich gut zur Verwendung in einer breiten Vielfalt von elektroreprographischen Maschinen, wie auch in Varietätsdruck-, Duplizier- und Faksimilegeräten geeignet ist.
• Im Übergang zunächst zur Beschreibung der Fig. 5, vor der ins einzelne gehenden Beschreibung besonderer Merkmale der vorliegenden Erfindung, benutzt die elektrophotographische Kopiervorrichtung eine hochleitfähige Trommel 10 mit einer darauf abgeschiedenen photoleitenden Schicht 12. Die photoleitende Schicht 12 schafft eine Bildtragefläche, die an der Außenumfangsfläche der Trommel 10 angebracht und um sie herum ausgebildet ist. Eine Reihe von Bearbeitungsstationen sind um die Trommel 10 angeordnet, und diese wird in Richtung des Pfeils 14 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit relativ zu den anderen Maschinenbearbeitungs-Mechanismen durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor angetrieben, um die photoleitende Fläche 12 der Reihe nach durch die einzelnen Stationen zu transportieren. (Nicht dargestellte) Zeitgabedetektoren erfassen die Drehung der Trommel 10 und stehen mit der Maschinenlogik in Verbindung, um die verschiedenen Betätigungen derselben zu synchronisieren, so daß der richtige Ablauf von Ereignissen an den jeweiligen Bearbeitungsstationen hervorgerufen wird. Einleitend dreht die Trommel 10 die photoleitende Schicht 12 durch die Ladestation A. An der Ladestation A sprüht ein Ladegerät, das ein allgemein mit Bezugszeichen 16 bezeichnetes Korona-Erzeugungsgerät enthalten kann, Ionen auf die photoleitende Fläche 12 und erzeugt eine relativ hohe im wesentlichen gleichförmige Aufladung darauf.
• Im aufgeladenen Zustand wird die Trommel 10 zur Belichtungsstation B weitergedreht, wo ein Lichtabbild eines Originaldokumentes auf den geladenen Anteil der photoleitenden Fläche 12 projiziert wird. Die Belichtungsstation B enthält ein allgemein mit Bezugszeichen 18 bezeichnetes sich bewegendes Linsensystem, wobei ein Originaldokument 20 mit der abzulichtenden Seite nach unten auf eine im allgemeinen planare im wesentlichen transparente Platte 22 zur Projektion durch die Linse 18 aufgelegt ist. Lampen 24 sind so ausgelegt, daß sie sich in zeitlich abgestimmter Koordinierung zur Linse 18 bewegen, um schrittweise aufeinanderfolgende Abschnitte des Originaldokumentes 20 abzutasten. Auf diese Weise wird ein abgetastetes Lichtabbild des Originaldokumentes 20 durch die Linse 18 auf die photoleitende Oberfläche der photoleitenden Schicht 12 projiziert.
• Dieser Vorgang bringt selektiv die Ladung an der photoleitenden Schicht 12 zum Verschwinden, um ein elektrostatisches latentes Abbild, das dem Informationsbereich im Originaldokument 20 entspricht, auf der photoleitenden Oberfläche der photoleiv-enden Schicht 12 aufzuzeichnen. Zwar bezieht sich die vorhergehende Beschreibung auf ein Lichtlinsensystem, jedoch wird der Fachmann auf diesem Gebiet anerkennen, daß auch andere Geräte wie ein modulierter Laserstrahl benutzt werden können, um selektiv den geladenen Abschnitt der photoleitenden Oberfläche zu entladen und das elektrostatische latente Abbild daran aufzuzeichnen.
• Nach der Belichtung dreht die Trommel 10 das an der Oberfläche der photoleitenden Schicht 12 aufgezeichnete elektrostatische latente Abbild zur Entwicklungsstation C. Die Entwicklungsstation C enthält eine allgemein mit Bezugszeichen 26 bezeichnete Entwicklereinheit, welche ein Magnetbürsten-Entwicklungssystem zum Abscheiden von Entwicklungsmaterial auf dem elektrostatischen latenten Abbild umfaßt. Das Magnetbürsten-Entwicklungssystem 26 enthält vorzugsweise eine Einzelentwicklerwalze 38, die in einem Entwicklergehäuse 40 angeordnet ist. Im Entwicklergehäuse 40 werden Tonerpartikel mit Trägerperlen gemischt, wodurch eine elektrostatische Aufladung zwischen ihnen erzeugt wird und die Tonerpartikel dazu gebracht werden, an den Trägerperlen anzuhängen, um Entwicklungsmaterial zu bilden. Die Entwicklerwalze 38 dreht sich und zieht das Entwicklungsmaterial an, wodurch sich eine Magnetbürste mit magnetisch daran angebrachten Trägerperlen und Tonerpartikeln bildet. Darauffolgend wird bei der Drehung der Bürste das Entwicklungsmaterial mit der photoleitenden Oberfläche 12 in Berührung gebracht, und das daran befindliche elektrostatische latente Abbild zieht die aufgeladenen Tonerteilchen des Entwicklungsmaterials an, und das latente Abbild der photoleitenden Oberfläche 12 wird zu einem sichtbaren Bild entwickelt.
• An der Übertragungsstation D wird das entwickelte Tonerabbild elektrostatisch auf ein allgemein mit Bezugszeichen 28 bezeichnetes Zwischenteil oder -band übertragen. Das Band 28 ist um mit Abstand versehene Walzen 30 bzw. 32 herumgeführt und wird in Richtung des Pfeils 36 um diese transportiert. Vorzugsweise berührt das Band 28 die Trommel 10 und bildet einen Übertragungsspalt, an dem das entwickelte Bild von der photoleitenden Fläche 12 auf das Band 28 übertragen wird. Bei der dargestellten Ausführung sind eine Vorspannungs-Übertragungsbürste 66 und eine Erdbürste 68 vorgesehen, um elektrostatische Felder in dem Übertragungsbereich auf die richtige Höhe zu bringen. Die Einzelheiten des Übertragungsvorganges und die besonderen Merkmale der Übertragungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung werden mit mehr Einzelheiten mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 diskutiert.
• Wenn sich das Band 28 in Richtung des Pfeils 36 voranbewegt, wird das darauf übertragene Tonerabbild zur Übertragungsstation E vorgeschoben, wo ein Kopierblatt 42 synchron mit dem Tonerteilchenabbild am Band 28 zur Übertragung des Bildes auf das Ausgabekopierblatt vorgeschoben wird. Die Übertragungsstation E enthält ein Korona-Erzeugungsgerät 44, welches Ionen auf die Rückseite des Kopierblattes 42 sprüht, um die Tonerteilchen vom Band 28 in Bildgestaltung zum Kopierblatt 42 zu ziehen. Es ist zu verstehen, daß verschiedene Übertragungsgeräte oder -Systeme einschließlich einem dem Übertragungssystem der vorliegenden Erfindung ähnlichen zur Benutzung an der Übertragungsstation E angebracht werden können.
• Nachdem die Tonerteilchen auf das Kopierblatt 42 übertragen sind, wird das Kopierblatt an dem Förderer 50 durch eine Schmelzstation G vorgeschoben. Die Schmelzstation G enthält einen Strahlungsheizer 52, um ausreichend Energie auf das Kopierblatt aufzustrahlen, damit die Tonerteilchen permanent in Bildgestaltung darauf angeschmolzen werden. Das Förderband 50 schiebt das Kopierblatt 42 in Richtung des Pfeiles 54 weiter durch den Strahlungsschmelzer 52 zum Auffangfach, wo das Kopierblatt 42 durch die Bedienungsperson der Maschine einfach entfernt werden kann.
• Unweigerlich bleiben einige restliche Trägerperlen und Tonerteilchen an der photoleitenden Fläche 12 der Trommel 10 nach der Übertragung des Bildes auf das Band 28 haften. Diese restlichen Teilchen und Trägerperlen werden von der photoleitenden Oberfläche 12 an der Reinigungsstation F entfernt. Die Reinigungsstation F enthält eine flexible elastische Klinge 46 mit einem freien Endabschnitt, der in Berührung mit der photoleitenden Schicht 12 gesetzt ist, um etwa daran anhaftendes Material zu entfernen. Danach wird eine Lampe 48 beaufschlagt um Restladungen an der photoleitenden Fläche 12 in Vorbereitung für einen darauffolgenden Abbildungszyklus zu entladen.
• Die vorangehende Beschreibung sollte für die Zwecke der vorliegenden Patentanmeldung ausreichen, den allgemeinen Betrieb einer elektrophotographische Kopiervorrichtung darzustellen, welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung vorkörpert. Wie beschrieben, kann eine elektrophotographische Kopiervorrichtung die Form irgendeines von verschiedenen gut bekannten Geräten oder Systemen annehmen. Veränderungen eines bestimmten elektrostatographischen Bearbeitungsteilsystems oder von Teilvorgängen können erwartet werden, ohne daß der Betrieb der vorliegenden Erfindung beeinflußt wird.
• Mit besonderem Bezug auf Fig. 1 wird die Übertragungsstation der vorliegenden Erfindung und ihre besondere Struktur im einzelnen diskutiert. Fig. 1 zeigt eine vergrößerte detaillierte Ansicht der Übertragungsstation D in einer Querschnittsebene, die sich längs der Bewegungsrichtung der photoleitenden Trommel 10 und senkrecht zu dem Zwischenübertragungsband 28 erstreckt. Ein üblicher Übertragungsspalt ist an der Kontaktstelle zwischen der photoleitenden Abbildungsfläche der photoleitenden Schicht 12 der Xerographietrommel 10 und dem Zwischenübertragungsband 28 gebildet. Das Zwischenübertragungsband läuft durch den Spalt, und bewegt sich in die Anlage an der Abbildungsfläche der Trommel 10 hinein und aus ihr heraus, wo dann das darauf befindliche Tonerpulverabbild an das Zwischenübertragungsband 28 übertragen wird. Die Krümmung der Abbildungsfläche der Trommel 10 relativ zum Zwischenübertragungsband 28 bestimmt eine Übertragungszone einschließlich eines Übertragungsspaltes wie auch einen Vor-Übertragungs-Luftspalt und einen Nach-Übertragungs-Luftspalt, die benachbart zum Übertragungsspalt an dessen Zulauf- bzw. Ablaufseite liegen.
• Das Zwischenübertragungsband 28 umfaßt eine Übertragungsbild- Halteschicht 62, die an einem in Querrichtung leitenden Widerstands-Stützsubstrat 60 liegt. Die Übertragungsbild-Halteschicht 62 kann aus einem photoleitenden Material oder einem isolierenden Substrat mit einem Widerstand größer als 5 x 10¹&sup0; Ohm.cm bestehen. Das in Querrichtung leitende Widerstands- Stützsubstrat 60 umfaßt ausgewählte Materialien, die eine wesentliche Ladungsberuhigung während der Übertragungsspalt- Verweilzeit zulassen, während sie ausreichend Querwiderstand besitzen, um das Anlegen von unterschiedlichen Potentialen in Längsrichtung des Zwischenübertragungsbandes 28 zuzulassen. Bei einer bevorzugten Ausführung, wo typische Systemparameter Verarbeitungsgeschwindigkeiten von etwa 25,4 cm/s (10 inch/s) und maximale Strombegrenzungen in der Größenordnung von 1 mA enthalten, ergibt ein breiter Widerstandsbereich zwischen 10&sup7; und 10¹¹ Ohm pro Einheitsfläche und ein Volumen-Widerstandswert von weniger als ca. 10¹&sup0; Ohm.cm ausreichendes Widerstandsverhalten. Es hat sich gezeigt, daß kohlenstoffbeladene Polycarbonat-Matenahen hergestellt werden können, welche die gewünschten Ergebnisse für die vorliegende Erfindung schaffen. Jedoch ist zu verstehen, daß verschiedene Materialien und Zusätze ein geeignetes Widerstandsverhalten erzeugen können. Beispielsweise sind ionische Additive von Tetrahethylammoniumbromid (THAB) erfolgreich als ein Additiv für Materialien auf Urethanbasis eingesetzt worden bei der Herstellung von Vorspannungs-Übertragungswalzen mit einem bestimmten Widerstandswert. Weitergeführte Untersuchungen an Materialien zur Verwendung bei Vorspannungs- Übertragungswalzen werden wahrscheinlich viele alternative Materialien erkennen lassen, die zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Es ist weiter zu bemerken, daß das Zwischenübertragungsband 28 der vorliegenden Erfindung als eine Einzelschichtstruktur hergestellt werden kann, solange angemessenes Widerstandsverhalten geschaffen ist.
• Bei einem herkömmlichen System wird elektrostatische Bildübertragung von der Xerographietrommel 10 zu dem Zwischenübertragungsband 28 typischerweise vollbracht durch Induzieren eines elektrischen Übertragungsfeldes am Übertragungsspalt, der an der Kontaktstelle zwischen der photoleitenden Oberfläche 12 und dem Zwischenübertragungsband 28 liegt. Das elektrische Übertragungsfeld wird typischerweise durch ein übliches Korona- Erzeugungsgerät oder eine Vorspannungs-Übertragungswalze erzeugt, wie dem Fachmann wohl bekannt, und kann so auch bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden. Bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird elektrostatische Bildübertragung zu dem Zwischenübertragungsband 28 vollbracht über eine an Vorspannung liegende Flachbürste 66, die mit einer Vorspannungsquelle 67 verbunden ist. Die an Vorspannung liegende Flachbürste 66 liegt an dem in Querrichtung leitenden Widerstandssubstrat 60 gegenüber dem Übertragungsspalt an, um eine angelegte Potentialdifferenz zwischen dem Zwischenübertragungsband 28 und der Photoleitertrommel 10 zu schaffen. Das anliegende Spannungspotential der vorgespannten Flachbürste 66 im Übertragungsspalt wird ausgewählt zum Schaffen ausreichend hoher elektrostatischer Felder der angemessenen Polarität, um eine Übertragung des Toners auf das Zwischenübertragungsband 28 zu verursachen. Typischerweise sind Felder im Übertragungsspalt notwendig, die über 20 V/um liegen, und häufig werden Felder in der Größenordnung von 40 V/um oder höher gebraucht, in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie Toneradhäsion, Tonerbeladung, zu übertragende Tonermasse usw.
• Es wird bemerkt werden, daß ein Vorspannungspotential an das leitende Substrat der Tormmel 10 angelegt werden kann, um eine zusätzlich anliegende Potentialdifferenz zwischen dem leitenden Substrat der Trommel 10 und dem Zwischenübertragungsband 28 zu schaffen und dadurch ggf. die Erzeugung des Übertragungsfeldes zu verbessern. Bei der weiteren Diskussion an der Stelle wird angenommen, daß die Spannungen an den leitenden vorgespannten Bürstenteilen, die auf das Zwischenübertragungsband 28 einwirken, auf das Potential an dem leitenden Substrat der Trommel 10 bezogen werden, und das Referenzpotential des leitenden Substrats der Trommel 10 wird weiter zur bequemeren Durchführung der weiteren Diskussion als Null angenommen. Es wird von dem Fachmann auf diesem Gebiet anerkannt werden, daß, auch wenn die vorliegende Diskussion sich auf eine uphotoleitertrommel als das das Tonerabbild tragende Teil bezieht, ebenso ein Photoleiterband als Bildtrageteil in dieser Erfindung eingesetzt werden kann. Es wird weiter anerkannt werden, daß verschiedene andere Strukturen, wie ausreichend leitfähige Ausgleichklingen, Bürstenwalzen, Schaumstoffwalzen usw. als Alternativen zu den Flachbürsten der bevorzugten Ausführung verwendet werden können.
• Obwohl die anliegende Potentialdifferenz zwischen der Übertragungsspalt-Flachbürste 66 und dem leitfähigen Substrat der Trommel 10 zur Erzeugung von Übertragungsfeldern beiträgt, wird erkannt werden, daß jede an der Oberfläche des Photoleiters 12 und an der Oberfläche des Zwischenübertragungsbandes 28 vorhandene gebundene Oberflächenladung ebenfalls zu den in und um die Übertragungszone geschaffenen Feldern beiträgt. Die relativen Beitragsgrößen der angelegten Spannung und die auf die Oberflächenladung bezogenen Terme zu den Übertragungsfeldern können einfach durch die Gleichung beschrieben werden:
• VE = VB + V&sub2; - V&sub3;,
• die sich auf ein "effektives anliegendes Potential" (VE) für das System bezieht, im Gegensatz zu den eben angelegten Potentialen. So wird das äquivalente angelegte Potential VE an jeder Position in der Nähe des Übertragungssystems des hier beschriebenen Zwischenübertragungssystems gegeben durch die Summe des Potentials VB längs des querleitenden Widerstandssubstrates 60 des Zwischenbandes 28 an irgendeiner interessierenden Position und der Differenz zwischen der Potentialdifferenz V&sub2; über die aufgeschichtete Lage 62 des Zwischenübertragungsbandes 28 infolge von irgendwelchen dort vorhandenen Oberflächenladungen, und dem Potential V&sub3;, das ein berührungsfreies elektrostatisches Voltmeter über der Oberfläche der Trommel 10 unmittelbar vor der Übertragungszone mißt.
• Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Ausführung auch eine Vorspalt-Flachbürste 68, die zwischen einer Vorspannungsquelle (im
• Falle der Fig. 1 mit Massepotential) und dem Widerstandssubstrat 60 zur Berührung mit demselben in dem Vor-Übertragungs- Spaltbereich benachbart dem Übertragungsspalt gekoppelt ist. Die vorgespannten Flachbürsten 66 und 68 schaffen ein Mittel zum Anlegen angemessener Potentiale an den Übertragungsspalt und in dem Vor-Übertragungsbereich, so daß höhere Übertragungsfelder in und jenseite des Übertragungsspaltes induziert werden können, während Übertragungfelder in dem Vor-Übertragungsbereich reduziert oder beseitigt werden können. Ein Massepotential, wie in Fig. 1 dargestellt in dem Vor-Übertragungs-Spaltbereich wird an dem Teil 68 nur zur Referenz angegeben. Im allgemeinen wird das Teil 68 vorzugsweise vorgespannt und mechanisch bezüglich des Übertragungsspaltes so positioniert sein, daß das vorher angesprochene effektive angelegte Potential VE ausreichend niedrig bei großen Vorluftspalten (typischerweise mehr als 50 um) sein wird, um Tonerübertragung an diesen Spalten zu vermeiden. So wird die elektrostatische Bildübertragung zu dem Zwischenübertragungsband 28 bewirkt durch effektives Beseitigen von Vor-Übertragungsfeldern in dem Vor- Übertragungs-Spaltbereich, bei Erzeugung relativ hoher Übertragungsfelder im Übertragungsspalt. Die erfindungsgemäße Zwischenübertragungsbandstruktur 28 nach der vorliegenden Erfindung einschließlich des querleitenden Widerstandssubstrates 60 in Kombination mit einer Vorspalt-Vorspannungs- Flachbürste 68 und vorgespannter Übertragungsspalt-Ladebürste 66 erfüllt das Ziel, sehr hohe Übertragungsfelder in dem Übertragungsspalt zu haben, unter Minimalisierung oder Beseitigung der Übertragungsfelder in dem Vorspaltbereich.
• Es ist zu erkennen, daß eine Übertragungspalt-Ladungspolarität erforderlich ist, die der Ladung an dem zu dem Zwischenübertragungsband 28 zu übertragenden Toner angemessen ist. Wenn beispielsweise ein positiv geladener Toner in dem System eingesetzt wird, wird durch Anlegen einer negativen Ladung in dem Übertragungspaltbereich gegenüber dem positiv geladenen Toner ein Übertragungsfeld in dem Übertragungsspalt erzeugt, durch das eine Tonerübertragung von der Bildhaltefläche 12 zu dem Zwischenübertragungsband 28 herbeigeführt wird. Es wird auch eingesehen werden, daß die von der Vorspannungsquelle 67 ausgegebene Spannung mit Bezug auf die Systemparameter verändert werden kann, um angemessene Resultate zu schaffen. Es wird weiter einzusehen sein, daß die Ladungspolarität des Toners und die gezeigten nahegelegten Polaritäten nur für Veranschaulichungszwecke insoweit gegeben werden, daß die vorhandene Beschreibung sich gleich gut auf Systeme beziehen kann, die andere Polaritätsschemata einsetzen.
• Eine alterative Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, wo eine zusätzliche vorspannende Flachbürste 71 zum Kontakt mit dem Band 28 gegenüber der Nach-Übertragungszone vorgesehen ist. Die vorspannende Flachbürste 71 ist mit einer Vorspannungsquelle 73 gekoppelt, um für eine anliegende Potentialdifferenz zwischen dem Zwischenübertragungsband 28 und der Photoleitungstrommel 10 in der Nach-Übertragungszone zu sorgen. Diese angelegte Potentialdifferenz kann so ausgewählt werden, daß die Übertragungsspaltfelder verbessert werden und die Tonerübertragung in dem Übertragungsspalt optimiert wird. Um die Übertragungsspaltfelder zu verbessern, ist die Polarität des angelegten Potentials von der Vorspannungsquelle 73 gleichartig der Polarität, die an der Übertragungsspalt-Vorspannungsflachbürste 66 anliegt. Die Vorspannungsquelle 73 wird benutzt, um die Übertragungsfelder während des Trennens der Zwischenfläche 62 von der Trommelfläche 12 in der Nach-Übertragungszone zu optimieren. Eine Auswahl des durch die Vorspannungsquelle 73 gelieferten Potentials und des physikalischen Ortes der unter Vorspannung stehende Flachbürste 71 kann getroffen werden, um das Ausmaß der im Nachspaltbereich auftretenden Luftdurchbrüche zu minimalisieren, die bei großen Luftspalten (typischerweise über 50 µm Luftspalt) zugelassen sind, unter Aufrechterhaltung ausreichend hoher Felder für kleine Luftspalte während der Anfangstrennung der Fläche 62 von der Fläche 12. Hohe Felder bei den Stellen mit niedriger Luftspalttrennung (typischerweise über 10 V/µm bei Luftspalten unter 50 µm) vermeiden einen Übertragungsverlust von Toner während der Abtrennung. Während die meisten Systeme sehr tolerant sind, auch bei einem hohen Ausmaß von Nachspalt-Luftdurchbrüchen, ist eine Verhinderung eines hohen Ausmaßes von Nachspalt-Luftdurchbrüchen, insbesondere bei großen Luftspalten möglicherweise unter bestimmten Bedingungen erwünscht, um beispielsweise eine Bildverschlechterung infolge ernsthafter Nachspalt-Luftdurchbrüche zu vermeiden. Die Nachspalt-Vorspannungsquelle 73 kann zum Optimieren der Felder während des Abhebens benutzt werden, in Abhängigkeit von den Übertragungscharakteristiken des Toners im System.
• Bei der in Fig. 3 gezeigten alternativen Ausführung mit einer Nach-Übertragungs-Vorspannungsflachbürste 71 kann es bevorzugt werden, die Vorspannungsflachbürsten 66, 68, 71 in einer dynamischen Konstantstrom-Konfiguration anzuschließen, um die an jeder Vorspannungsflachbürste anliegende Spannung zu puffern. Eine derartige dynamische Konstantstrom-Konfiguration wird geschaffen durch Verbinden jeder Vorspannungsquelle 67, 73, 75 (in dieser Ausführung ist die Vorspalt-Vorspannungsflachbürste 68 mit einer Vorspannungsquelle 75 gekoppelt dargestellt, obwohl die Vorspannungsquelle auch eine Massenpotentialquelle sein könnte, wie bei der vorhergehenden Ausführung in Fig. 1 gezeigt) an einen gemeinsamen Knoten, der weiter mit einer Konstantstromquelle 76 gekoppelt ist. Die Konstantstromquelle 76 ist weiter zurückgekoppelt zu der Übertragungsspalt-Vorspannungsquelle 67. Diese dynamische Konstantstrom-Konfiguration ist deswegen zu bevorzugen, weil sie eine Rückkoppelschleife zur Vorspannungsflachbürste 66 schafft, die Potential an der photoleitenden Fläche 12 ausgleicht durch Beseitigen des Effektes von Srorn, der infolge der Querleitfähigkeit des Zwischenübertragungsbandes 28 durch dieses fließen kann.
• Die dynamische Konstantstrom-Konfiguration der in Fig. 3 gezeigten alternativen Ausführung kann auch ein Paar leitende Elemente 78, 79 enthalten, um die querleitende Widerstandsschicht 60 des Zwischenübertragungsbandes 28 längs des Umfangs der Vor- bzw. Nach-Übertragungszonen zu kontaktieren. Diese leitenden Elemente können die Form eines Leitschuhs oder Gleitstücks (wie dargestellt) annehmen, oder die irgendeines von verschiedenen Leitteilen, die dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, einschließlich Walzen, leitenden Bürsten, Klingen usw. Die leitenden Elemente sind weiter mit der Konstantstromquelle 76 gekoppelt. Die zusätzlichen Leitwege, die für die leitenden Elemente 78 und 79 vorgesehen sind, nehmen jeden Strom auf, der durch das Zwischenübertragungsband 28 infolge von dessen Querleitfähigkeit fließt, um ihndann zu der Konstantstromquelle 75 zurück zu bringen. Diese Gestaltung isoliert die Übertragungszone von dem Rest des Systems dadurch, daß verhindert wird, daß ein Strom längs des Zwischenübertragungsbandes 28 über den Umfang der Übertragungszone hinaus fließt.
• Es sei bemerkt, daß in den Bereichen benachbart jeder vorgespannten Flachbürsten längs der Oberfläche des Zwischenübertragungsbandes 28 das Potential typischerweise annähernd gleich dem dort angelegten Potential sein wird. Jedoch wird die Spannung längs des Bandes 28 zwischen unterschiedlich vorgespannten Flachbürsten sich aufteilen zwischen den beiden unterschiedlichen angelegten Vorspannungswerten in Abhängigkeit von dem Querwiderstandsverhalten, der Position und der Bearbeitungsgeschwindigkeit des Übertragungssystems. Z.B. beeinflußt mit Bezug auf die vorher beschriebene Gleichung ein positiver Wert für V&sub2; die Felder in einer Weise, die im wesentlichen äquivalent einem positiven angelegten Potential an einer Flachbürste ist, und eine negative Polarität benimmt sich wie ein äquivalentes negatives Potential, das algebraisch zu den angelegten Potentialen hinzugefügt wird. In gleicher Weise wird die Spannung V&sub3; die Übertragungsfelder zwischen der Trommel 10 und dem Zwischenübertragungsband 28 in einer Weise entgegengesetzt zum Polaritätssinn der Spannungen VB und V&sub2; beeinflussen. Zum Beispiel wird sich ein positiver Wert für V&sub3; als äquivalenter negativer Wert für VB oder V&sub2; verhalten. Im allgemeinen kann das äquivalente angelegte Potential hergestellt werden aus Kombinationen des Potentiales infolge der an den photoleitenden Schichten eingefangenen Oberflächen- oder Volumenladung und allen an die Trommel 10 angelegten Spannungen. So ist einzusehen, daß das angelegte Äquivalentpotential VE, wie es durch die vorstehende Gleichung definiert und hier angesprochen wurde, beide angelegte Spannungsterme wie auch Oberflächenladungsterme umfaßt.
• Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zwischenüber tragungsbandes 28 beim Durchlauf durch die Übertragungszone. Es kann aus dieser Darstellung gesehen werden, daß jede Vorspannungs-Flachbürste 66, 68 im wesentlichen senkrecht zum Zwischenübertragungsband 28 angesetzt ist, so daß eine Kontaktfläche über der ganzen Breite desselben geschaffen ist. Isoherende Stützteile 70 und 72 können auch vorgesehen werden, um eine Randverformung infolge der Kontaktes mit der Trommel 10 auf den Übertragungsbereich zu beschränken.
• Fig. 4 ergibt eine graphische Darstellung der an der Trommel 10 in einer Gestaltung wie der in Fig. 1 gezeigten gemessenen Spannung, die den Spannungsabfall von der Übertragungsspalt- Vorspannungsflachbürste 66 zur Erdpotential-Flachbürste 68 zeigt. In einem System mit typischen Systemparametern, wie sie hier beschrieben wurden, und unterschiedlichen angelegten Spannungen (VA) im Bereich zwischen 250 und 1000 Volt kann, wie gezeigt, erwartet werden, daß das erfindungsgemäße Übertragungssystem einen Spannungsabfall in dem Vorspaltbereich mit Bezug auf den Abstand vom Übertragungsspalt ergibt. Es zeigt sich aus dieser graphischen Darstellung, daß die Übertragungs feldstärke in dem Übertragungsspaltbereich größer ist als Ergebnis der durch die Vorspannungs-Flachbürste 66 geschaffenen Potentialdifferenz, und daß die Felder in dem Vorspaltbereich beträchtlich geschwächt werden durch das dort angelegte Erdpotential. Damit benutzt die vorliegende Erfindung ein in Querrichtung leitendes, widerstandsgestütztes Zwischenübertragungsband zum Erzeugen der gewünschten hohen Übertragungsfelder in dem Übertragungsspalt, ohne die unerwünschten Felder im Vor- Übertragungsspalt. Der Abstand zwischen der Übertragungsspalt- Flachbürste und der Erdpotential-Flachbürste kann selektiv zum Schaffen der gewünschten Ergebnisse bestimmt werden.
• Es wird eingesehen werden, daß das leitende Substrat der Trommel 10 durch ein in Querrichtung leitendes Widerstandsmaterial ersetzt werden kann, bei dem stationäre leitende Vorspannelektroden gleichartig zu den leitenden Flachbürstenelektroden der vorliegenden Erfindung innerhalb der Trommel 10 angesetzt werden können, um die Ergebnisse hohe Übertragungs spaltspannung/niedrige Vorspaltspannung zu schaffen. Jedoch sei bemerkt, daß der Widerstandsbereich für solche in Querrichtung leitenden Widerstandstrommelgestaltungen typischerweise höher als bei dem in Querrichtung leitenden Widerstandsband der vorliegenden Erfindung sein wird, infolge der Tatsache, daß die Dickenanforderungen für eine Trommel viel höher als die Dicke eines Bandes ist. Typischerweise wird ein Band eine Dicke von ca. 0,0127 cm (0,005 inch) aufweisen, während eine Trommel eine Dicke von ca. 0,127 cm (0,05 inch) besitzt.
• Als eine weitere Alternative können Elektroden an ausgewählten Positionen längs der in Querrichtung leitenden Widerstandstrommel geschaffen werden, um angemessene Spannungen an verschiedenen Stationen (d.h. Entwickeln, Aufladen usw.) zu schaffen.
• In der Zusammenfassung enthält die elektrophotographische Druckvorrichtung einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ein Tonerübertragungssystem mit einem Zwischenübertragungsband, das ein in Querrichtung leitendes Widerstandsubstratmaterial enthält. Das Zwischenübertragungsband-System enthält ein Vorspannmittel zum Anlegen einer Ladung in einem Übertragungsspaltbereich, um dort hohe Übertragungs-Rückfelder zu erzeugen, und enthält weiter ein Erdpotential-Vorspannmittel, das in dem Vor-Übertragungsbereich sitzt, um dort an das Zwischenübertragungsband ein Erdpotential anzulegen, wodurch ein wesentlicher Abfall des Übertragungsfeldes in dem Vor-Übertragungsbereich verursacht wird.
• Es ist deshalb ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrophotographische Druckvorrichtung geschaffen wurde, die vollständig die Ziele und Vorteile der Erfindung erfüllt, wie sie vorstehend angegeben wurden. Während diese Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführung derselben beschrieben wurde, ist es ersichtlich, daß viele Alternativen, Abwandlungen und Variationen dem Fachmann auf diesem Gebiet erkennbar sind. Dementsprechend ist es beabsichtigt, die vorliegende Patentanmeldung alle solche Alternativen, Abwandlungen und Variationen als innerhalb des weiten Bereichs der angefügten Ansprüche befindlich umfassen zu lassen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Übertragen geladener Tonerteilchen von einer Bildtragefläche (12) zu einem Substrat (42), einschließlich

einem Zwischen-Übertragungsteil (28), das so positioniert ist, daß mindestens ein Abschnitt desselben benachbart zur Bildtragefläche (12) in einer Übertragungszone liegt, und einen Übertragungsspalt, eine Vor-Übertragungszone und eine Nach-Übertragungs zone bestimmt;

erstem Vorspannungsmittel (68,75), das benachbart zur Vor- Übertragungszone gelegen ist, zum Anlegen eines ersten Vorspannungs-Potentials an das Zwischen-Übertragungsteil (28) in der Vor-Übertragungszone, um so Übertragungsfelder darin zu minimalisieren, um eine Übertragung von Tonerpartikeln von der Bildtragefläche (12) zu dem Zwischen-Übertragungsteil (28) in der Vor-Übertragungszone im wesentlichen zu verhindern; gekennzeichnet durch

zweites Vorspannungsmittel (66, 67), das benachbart dem Übertragungsspalt angeordnet ist zum Anlegen eines zweiten Vorspannungspotentials an das Zwischenübertragungsteil (28) in dem Übertragungsspalt, um so hohe Übertragungsfelder darin zu erzeugen zum Anziehen von Tonerteilchen von der Bildtragefläche (12) zu dem Zwischenübertragungsteil (28) in dem Übertragungsspalt; drittes Vorspannungsmittel (71, 73), das benachbart der Nach-Übertragungszone angeordnet ist zum Anlegen eines dritten Vorspannungspotentials an das Zwischenübertragungsteil (28) in der Nach-Übertragungszone, um so die Übertragungsfelder darin zu optimieren, um Luftdurchbrüche in der Nach-Übertragungszone im wesentlichen zu minimalisieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Zwischen-Übertragungsteil (28) mindestens ein in Querrichtung leitendes Widerstandsubstrat (60) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei dem das in Querrichtung leitende Widerstandsubstrat (60) einen Widerstandswert zwischen ca. 10&sup7; und 10¹¹ Ohm pro Einheitsfläche besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das erste Vorspannungsmittel (68, 75) zum Anlegen des ersten Vorspannungspotentials an das Zwischenübertragungsteil (28) in der Vor-Übertragungszone eine elektrisch leitende an Erde gekoppelte Flachbürste (68) enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter umfaßt eine Konstantstromquelle, die jeweils mit dem ersten, zweiten und dritten Vorspannungsmittel gekoppelt ist, um für diese ein Konstantstromsignal zu schaffen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die weiter enthält mindestens ein leitendes Element (78, 79), das benachbart der Übertragungszone peripher angeordnet und mit der Konstantstromquelle (76) gekoppelt ist, um einen Leitweg von dem Zwischenübertragungsteil (28) zu der Konstantstromquelle (76) zu schaffen und so die Übertragungszone an dem Zwischen- Übertragungsteil (28) elektrisch zu isolieren.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die weiter umfaßt mindestens ein Paar isolierender Stützteile (70,72) zum Aufnehmen des Zwischenübertragungsteiles (28) zwischen sich, um dem Zwischenübertragungsteil (28) Abstützung zu verschaffen.

8. Elektrostatographische Druckvorrichtung, die eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Tonerteilchen von einer Bildtragefläche von einem Substrat enthält, wobei die Übertragungsvorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 7 entspricht.