DE2523722A1 - Elektrostatographisches kopiersystem - Google Patents

Description

P 9048 28.Hai 1975

Xerox Corporation

Xerox Square

Rochester, New York 14644 , USA

Elektrostatographisches Kopiersyst&m

Die Erfindung betrifft ein elektrostatographisches Kopisrsystem, bei dem ein Bild von einer Bildträgerfläohe auf eine benachbarte Kopie unter Verwendung eines elektrisch vorgespannten Übertragungselementes übertragbar ist, wobei das Übertragungselement für eine relative Bewegung zwischen dem Übertragungselement und der Kopie nahe an der Kopie in Stellung bringbar ist. Das Übertragungselement soll dabei elektrisch gesonderte Bereiche quer zur Portbewegungsrichtung der Kopie vorsehen.

In der Xerographie wird in einer üblichen Übertragungsatation ein entwickeltes Bild aus Tonerpartikeln, die aus dem Bntwicklermaterial stammen, von einem Photorezeptor (der Bildträgerfläche) auf ein Blatt oder eine Bahn eines Kopieiaaterials (endgültige Bildträgerfläche) entweder unmittelbar oder nach einem Zwischenübertragungsschritt auf einen Zwischenträger übertragen. Derartige Bildübertragungen sind auch in anderen elektrostatcgraphischen Bearbeitungssysteinen, etwa bei der elektrophoretischen Entwicklung, notwendig. Bei ^HTESI^H-Systemen kann das im Zwischenschritt übertragene Bild ein unentwickeltes latentes

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elektrostatisches Bild auf einem nicht-photoleitenden Isolator sein*

Die Übertragung wird gemeinhin in der Weise vorgenommen, daß in einem Übertragungsspalt elektrostatische Kraftfelder angelegt werden, die stark genug sind, um die den Toner auf der ur~ sprünglichen Trägerfläche festhaltenden Kräfte zu überwinden und den größten Teil des Toners auf die in Kontakt stehende zweite Fläche herüberzuziehen· Diese Übertragungsfelder v/orden im allgemeinen auf zwei verschiedene Weisen zur Verfügung gestellt, nämlich entweder durch Ionenemission von einem Üb er tr a~ gungs-Koronagenerator auf die Rückseite des Kopieblattes, wie in der US-PS 2 807 233 beschrieben, oder mit Hilfe einer mit einer Gleichspannung belegten Übertragungsrolle oder eines ebensolchen übertragungsbandes, die bzw. das auf der Rückseite des Kopieblattes entlangrollt. Beispiele für Systeme mit vorgespannter Übertragungsrolle sind in den folgenden US-PS'n beschrieben: 3 781 105, ausgegeben am 25.12.1973t Int.ICl. G03g 15/16; 2 807 233; 3 043 684; 3 267 840; 3 328 193; 3 598 580; 3 625 146; 3 630 591J 3 684 364; 3 691 993 und 3 702 482.

Die Schwierigkeiten einer erfolgreichen Bildübertragung sind bekannt. In dem Yorspaltbereich, bevor das Kopierpapier mit dem Bild in Berührung kommt, ist das Bild, wenn die Übertragungsfelder hoch sind., anfällig für eine vorzeitige Übertragung durch den luftspalt, was zu einer schlechteren Auflösung oder verschwommenen Bildern führt. Wenn außerdem im Vorspaltbereich durch hohe Felder eine Ionisation stattfindet, kann dies zu Stroben oder anderen Bildfehlern, zu einem Verlust an Übertragungseffizienz und zu einem geringeren Spielraum für die Betriebsparameter des Systems führen. In dem unmittelbar angrenzenden Spaltbereich selbst jedoch muß das Übertragungsfeld so stark wie möglich (höher als annähernd 20 V pro Mikron) sein, um eine hohe Übertragungseffizienz und eine stabile Übertragung zu erzielen. In dem nachfolgenden ITachspaltbereich, wo daa Kopieblatt von dem Photoleiter getrennt wird und der deshalb

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auch als Abstreifbereich bezeichnet werden kann, können, wenn die Übertragungsfelder zu schwach sind, hohle Zeichen erzeugt wer,den. Andererseits kann eine unrichtige Ionisation im Nachspaltbereich eine Instabilität·'des Bildes oder Schwierigkeiten beim Ablösen des Kopieblattes verursachen. Schwankungen in den Umfeldbedingungen, im Kopiepapier, Verunreinigungen usw. können alle die notwendigen Übertragungsparameter beeinflussen. Der spezifische Widerstand des Materials der Übertragungsrolle und des Papiers kann sich mit der Feuchtigkeit· usw. stark ändern. Außerdem wird die Leitung der ladung von der vorgespannten Übertragungsrolle weg auch noch durch das Vorhandensein oder Fehlen des Kopiepapiers zwischen der Rolle und der Bildträgerfläche stark beeinflußt. Diese verschiedenen Parameter für das Übertragungsfeld reproduzierbar und mit geeigneten Übergängen zu erreichen, ist schwierig.

Die erwähnte US-PS 3 781 105 beschreibt ein elektrisches Vorspannungssystem mit konstantem Strom zur Verbesserung der Funktion einer ungeteilten vorgespannten Übertragungsrolle unter diesen variablen Bedingungen, und liefert eine weitere technische Grundlage auf diesem Gebiet. Die vorliegende Erfindung strebt eine weitere Verbesserung des darin beschriebenen Systems an«

Es sind bereits verschiedene vorgespannte übertragungssysteme vorgeschlagen worden, bei denen die vorgespannte Rolle oder das vorgespannte Band gesonderte leitende lineare Streifen auf dem Umfang haben, die sich in radialer Richtung entlang der Rollenoberfläche erstrecken, d.h. in Umfangsrichtung^unterteilt sind. Ein Beispiel dafür gibt die US-PS 3 640 249. Ein weiteres Beispiel ist in der US-PS 3 684 364 beschrieben. In dieser PS ist ein xerographisch.es Übertragungssystem mit Rollenelektrode offenbart, bei dem von einer übertragungsspannungsquelle über mehrere stationäre Kontakte an die Rolle ein geeignetes Übertragungspotential angelegt werden kann. Diese Kontakte schleifen über bewegte leitersegmente, die im Inneren

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der Rolle in Abständen rundum deren Umfang angebracht sind.

In der US-PS 3 574 301 ist eine segmentierte vorgespannte Rolle offenbart, die an verschiedenen Bereichen des Rollenumfangs unterschiedliche Vorspannungen und unterschiedliche Funktionen ermöglicht. Diese befindet sich jedoch in einer Entwicklungsstation und nicht in einer Übertragungsstation«

Die US-PS 3 647 292 schildert ein übertragungssystem mit Band, das ein Kopieblatt durch die Übertragungsstation führt, sowie eine Vakuumeinrichtung zum Festhalten des Kopieblattes an dem Band, und eine Einrichtung zum Erzeugen des Übertragungsfeldes, die in einer Ausführungsform mehrere stationäre Übertragungselektroden umfaßt, die sich quer zur Fortbewegungsbahn des Systems in einer stationären segmentierten Platte erstrekken und an die unterschiedliche (zunehmende) Potentiale angelegt sind, die auf der Rückseite des Übertragungsbandes auf dessen Bahn einwirken.

Die US-PS 3 644 034 offenbart ein Übertragungsband mit einem unterteilten breiten leitenden Streifen, an den von zwei Stützrollen zwei unterschiedliche Vorspannungen angelegt werden, und zwar an diejenigen Segmente, die über die Rollen laufen. Die leitenden Segmente sind durch isolierende Segmente von 1,6 mm (1/16 Zoll) getrennt.

Es sind auch bereits ungeteilte elektrisch monolithische vorgespannte Übertragungselemente in Gebrauch. Eine vorgespannte Übertragungsrolle ist in der US-PS 2 807 233 beschrieben, wobei eine Metallrolle mit einem elastischen Überzug, der einen spez. Widerstand von etwa 10 bis 10 &i ·_ΟΠ1 hat, als vorgespanntes Übertragungselement dient. In der US-PS 3 520 604 wird eine Übertragungsrolle vorgeschlagen, die aus einem leitenden Gummi mit einem spez. Widerstand im Bereich von etwa 10¹¹ bio etwa 10 iß «cm besteht. Eine vorgespannte Übertragungsrolle ist auch in der US-PS 3 702 482 beschrieben. Sie weist ein leitendes Substrat auf, das ein gleichmäßiges Potential trägt,

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sowie eine elastische Decke als Zwischenschicht, die rund um

α das Substrat angebracht ist und einen spez. Widerstand von 1(r bis 10 >& «cm hat, so daß sie in der lage ist, das auf dem Substrat liegende Potential auf den Außenumfang der Decke zu übertragen, und noch einen äußeren Belag, der über der Decke angebracht ißt und einen spez. Widerstand von 10 bis

10 ^Sh «cm hat, um die Ionisation der umgebenden Luft möglichst gering zu halten, wenn das Übertragungselement zum elektrischen Zusammenwirken mit der Trägerfläche gebracht wird. Als äußerer Belag der Rolle wird in dieser PS ein Polyurethanmaterial, das von DuPont Company unter der Handelsbezeichnung "Adiprene" hergestellt wird, vorgeschlagen, das eine verhältnismäßig glatte Oberfläche bildet und eine gute Ablösefähigkeit für die verwendeten' Tonermaterialien bietet. Dieser äußere Belag kann annähernd 0,06 mm (0,0025 Zoll) dick sein. Die verhältnismässig dicke elastische Zwischendecke kann aus einem elastischen Polymeren mit einer Härte zwischen 15 und 25 Durometergraden, vorzugsweise aus einem Polyurethangummi in einer Dicke von etwa 6,4 mm (0,25 Zoll), bestehen.

In ainer schwebenden US-Patentanmeldung, eingereicht im April 1974 ( ) ist neuerdings ein geeignetes Übertragungselement beschrieben. Es hat die Porm einer Rolle, die auf einem starren Kern, in Gestalt eines hohlen leitenden Metallzylinders aus Aluminium, Kupfer ο.dgl. geformt ist und in der Lage ist, auf die volle aufgebrachte Vorspannung zu reagieren. Über dem Kern ist ein Belag angebracht, der ein hydrophobes elastisches Polyurethan ist. Dieser Belag wird von einem elastischen Polymeren in einer Dicke von vorzugsweise etwa 6,4 mm (0,25 Zoll) gebildet und hat eine Härte zwischen 40 Shore 00 und etwa 40 Shore A und vorzugsweise etwa 10-25 Durometergrade. Palis dieser erste Belag die Ionisation der Atmosphäre in und um den Kontaktbereich des vorgespannten Übertragungselementes mit dem Photoleiter in,ausreichendem Haße herabsetzt, falls er genügend mechanisch stabil und leicht zu reinigen ist, kann er die äußerste Schicht auf dem Übertragungselement darstellen. Es ist zweckmäßig, wenn

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das elastische hydrophobe Polyurethan einen spez. Widerstand zwischen etwa 10 und 5,0 χ 10r Sh «om hat. Dieser Belag ist bekannt als die "entspannbare¹¹ Schicht. Dadurch, daß man das vorspannbare Übertragungselement (Rolle) mit dieser speziellen Klasse der Polyurethane überzieht, kann der spez. Widerstand der vorspannbaren Übertragungsrolle hinsichtlich von Änderungen der relativen Feuchtigkeit kontrolliert werden, dh. der spezifische Widerstand bleibt praktisch unverändert, wenn sich die relative Feuchtigkeit ändert.

Bei einer anderen Ausführungsform dieser US-Patentanmeldung ist ein gleicher elastischer, "entspannbarer" Belag aus einen hydrophoben elastomeren Polyurethan vorhanden, aber als Zwischenschicht. DieBe kann etwa 3,2 bis etwa 15,9 mm, vorzugswei se 6,4 mm dick sein. Diese Zwischenschicht muß imstande sein, rasch auf das Vorspannungspotential zu reagieren, um das auf dem Kern liegende Ladungapotential zur äußeren Grenze der Rollenoberfläche zu übermitteln. Die Zwischenlage muß daher einen spez. Widerstand zwischen etwa 10 und 5,0 χ 10 "" «cm, vorzugsweise von etwa 1θ" bis 10 ^" «cm haben. Auf dieser hydro phoben Zwischenlage ist bei dieser zweiten Ausführungsform ein verhältnismäßig dünner äußerer Überzug angebracht, der wie bei den früheren vorgespannten Übertragungsrollen ein elastomeres Material, etwa Polyurethan, mit einem spez. Widerstand zwischen 10 und 10 ⁵IiJVeCm, mit einer Dicke von vorzugsweise etwa 0,064-mm und einer Härte von etwa 65 - 75 D Durometergrad sein kann. Die Ionisation der Atmosphäre in und um den Kontaktbereich wird, wie oben erwähnt, weitgehend herabgesetzt in Beziehung zum spez. Widerstand des äußeren Belags. Der äußere Überzug, der als eine "selbstnivellierende" Schicht beseich.net werden kann, ist ein undichter Isolator und v/ird im allgemeinen so gewählt, daß er einen höheren spez. Widerstand hat als die darunter liegende entspannbare Zwischendecke. Zudem weist die äußerste Lage solche Materialien auf oder hat eine solche Beziehung zur entspannbaren Schicht, daß Ladungen, die auf die? Außenfläche der äußersten Lage aufgebracht werden, generell innerhalb einer Umdrehung der Rolle abgeleitet werden<> Die

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äußerste Lage dient auch noch als eine dünne Isolierschicht, die dazu beiträgt, die elastische Zwischendecke bei einem Überschlag zu schützen, den Stromfluß durch die Rolle zu begrenzen und die Rollenoberfläche gut reinigbar zu machen« Wenn das entspannbare Material selbst haltbar und gut reinigbar ist, ist die äußere selbstnivellierende lage nicht erforderlich." Da bei dem Übertragungselement gemäß der erwähnten US-Patentanmeldung Probleme der relativen Feuchtigkeit weitgehend beseitigt sind, braucht die äußerste lage nicht als Feuchtigkeitsbarriere zu wirken, um Veränderungen des spez. Widerstandes in der elastischen Zwischenlage aufgrund der Schwankungen der relativen Feuchtigkeit zu verhindern. Das "Verhältnis des spez· Widerstandes des ^Hentspannbaren" Materials bei einer relativen Feuchtigkeit von 10$ zu demjenigen bei 80$ rel. Feuchtigkeit muß etwa 1:12 betragen, damit ein brauchbares hydrophobes vorspannbares Übertragungselement nach der Lehre der erwähnten Patentanmeldung vorgesehen werden kann.

Falls das hydrophobe elastomere Polyurethan einen höheren spez. Widerstand hat als den angestrebten, kann der spez. Widerstand durch Zufügen eines geeigneten Ionenzusatzes eingestellt werden, der den spez. Widerstand des speziellen Urethane herabsetzt. Beispielsweise kann ein spezielles hydrophobes elastomeres Polyurethan eine niedrige Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit, aber einen spez. Widerstand von 10 haben. Mit Hilfe eines passenden Zusatzes, etwa einer quarternären Ammoniumverbindung, kann der spez. Widerstand von 10¹⁴ auf den Bereich von 10⁷ bis 5,0 χ 10¹¹ &* ^ecm herabgedrückt werden ohne ungünstigen Einfluß auf die Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit.

Ein spezielles Problem bei vorliegenden vorgespannten Übertragungsrollen, insbesondere wenn eine Aufladung mit konstantem Strom stattfindet, ist das sogenannte "Endleckproblem¹'. .Die Übertragungsrolle reicht häufig in Achsrichtung über die Breite des Kopieblattes hinaus. Dies bedeutet, daß die Rollenenden in papierfreie Bereiche vorstehen, in denen sie unmittelbar

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über der Bildträgerfläche liegen. Die elektrischen Verhältnisse in diesen Rollenendbereichen, einschließlich des von der^-Rollenoberfläche abgezogenen Stromes, sind dort ganz andere als in dem zentralen Bereich, wo das Kopieblatt zwischen der Rollenoberfläche und der Bildträgerflache liegt. Diese Unterschiede beruhen auf den unterschiedlichen und variablen elektrischen Eigenschaften der Papiere und auch auf Unterschieden des Abetandes oder Kontaktdruckes, und darauf, daß die Rollen« enden direkten Ladungen auf der Bildträgerfläche ausgesetzt sind. In diesen papierfreien Bereichen kann ein übermäßiger Leckstrom auftreten, besonders bei herkömmlichen Rollen mit niedrigem spez* Widerstand. Dadurch wird das Verhalten des den konstanten Strom liefernden Kreises ungünstig beeinflußt und sein Ausgang hält die Stromdichte zum Papier nicht konstant. Zu starke Änderungen der Impedanz können bewirken, daß der Bereich der effektiven übertragungsspannung der konstanten Stromquelle überschritten wird, wenn diese Schaltung versucht, den Strom konstant zu halten. Wenn kürzere Papierblätter zum. Kopieren verwendet werden, wird der papierfreie Bereich der Rolle natürlich noch größer.

Das erfindungsgemäße Übertragungssystem kann in jedem gewünschten Weg, jeder Orientierung und Konfiguration verwendet werden; Es kann zum Übertragen mit einer Bildträgerfläche jeder gewünschten Konfiguration oder jedes gewünschten Materials dienen, etwa eines Zylinders oder eines Bandes. Beispiele für Bildträgerflächen in Form eines photoleitenden Bandes in elektrographischen Kopier systemen sind in den US-PS¹ η 3 093 039} 3 697 285; 3 707 138} 3 713 821 und 3 719 165 beschrieben.

Die erwähnten Veröffentlichungen und ihre entsprechenden Gegenstücke in anderen Ländern lehren Einzelheiten verschiedener geeigneter Konstruktionen, Materialien und Funktionen· Weitere Beispiele sind in den Büchern "Electrophotography" von R.M. Schaffert und "Xerography and Related Processes" von John H. Dessauer and Harold E. Clark, beide erstmalig veröffentlicht 1965 bei Focal Press Ltd., London, England, be-

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schrieben·

If eitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sioh aus der folgenden Beschreibung eines AusführungsbeispielB anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 einen axialen Schnitt durch die Mitte eines erfindungsgemäßen xerographisehen Übertragungssystems mit vorgespannter Rolle}

Fig. 2 ein Schaltschema einer elektrischen Vorspannungsschaltung mit Konstantstromquelle für das Übertragungssystem der 3?ig.1j

Pig.3 eine Schnittansicht des Übertragungselementes der Fig.1, geschnitten in der Achse dieses Elementes, die ein Beispiel für die Lagerung am Ende und die elektrischen Verbindungen zeigt.

Die in Hg.1 gezeigte Konstruktion ist genauer in der oben angeführten TCS-PS 3 781 105 beschrieben. In dieser PS ist auch die Theorie einer Übertragung durch Vorspannung und einer Vorspannung mit konstantem Strom erläutert. Ein Photoleiter 11 hat in dem gezeigten Beispiel die Form eines bewegten elektrisch isolierenden Bandes. Er ist auf einem leitenden Kern 12 in Form einer Rolle abgestützt, der an Erdpotential 13 als bequemes und sicheres Potentialniveau gelegt ist. Die abstützende Elektrode kann ebenfalls eine durchgehende leitende Rückschicht des Photorezeptorbandes sein, die mit Hilfe eines geerdeten Schleifkontaktes geerdet wirdj in diesem Fall kann die abstützende Rolle 12 nichtleitend sein. Die Übertragungsrolle darf während des Betriebs mit keiner geerdeten Fläche in Berührung kommen. Die Pluszeichen 14 auf dem Photoleiter 11 stellen positive ladungen dar, die zu einem latenten elektrischen Bild auf dem Photoleiter gehören. (Bei anderen brauchbaren Systemen können die hier beschriebenen Polaritäten auch umgekehrt sein). Bei einem xerographischen System ist das latente Bild ein ladungsmuster 14,, das dadurch erzeugt wird, daß dar Photorezeptor gleichmäßig aufgeladen und dann mit einem Origi-

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nal belichtet wird. Alternativ kann das latente elektrische Bild auch auf einem nichtlichtempfindlichen Isolator erzeugt. werden, indem man selektiv eine Ladung auf dem Isolator durch eine Schablone aufbringt, die die Form eines Bildes hat, oder durch andere bilderzeugende Mittel. Bei den meisten Systemen wird das latente elektrische Bild in der Weise entv/ickelt, da3 Tonerpartikel 10 in die Nähe der latenten Bilder gebracht werden. Die zur Ladung 14 gehörenden Felder ziehen dann die geladenen Tonerpartikel zum Isolator 11 elektrostatisch an und halten sie fest.

Die Übertragungsrolle 15 ist in geeigneter V/eise drehbar gelagert, siehe Fig.3, so daß ihre Umfangsgeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit des Isolators 11 ist. Ein Übertragungsmittel in Form eines Blattes 16, z.B. aus gewöhnlichem Kopiepapier, wird von einer geeigneten Vorrichtung in den zwischen der Rolle 15 und dem Isolator 11 gebildeten Spalt 17 eingeführt, Die Pfeile zeigen die relative Bewegungsrichtung für die Holle 15, den Isolator 11 und das Blatt 16 an. Die hierin benutzten Ausdrücke "Vorspalt" und "Kachspalt" beziehen sich auf die Fortbewegungsrichtung des Blattes 16 durch den Spalt und entsprechen in Fig.1 dem rechten bzw. linken Bereich, der an den Spalt 17 angrenzt.

Die Übertragungsrolle 15 weist in dem gezeigten Beispiel einen dünnen, elektrisch "selbstnivellierenden" äußeren Belag oder Überzug 20, eine nächstinnere, elektrisch "entspannbare" Schicht 21 und in der Mitte einen zylindrischen leitenden Kern 22 auf. Der Kern 22 ist in dem gezeigten Fall ein hohles, verhältnismäßig dünnwandiges, leitendes Metallrohr, beispielsv/ai-se aus Aluminium. Die den konstanten Strom liefernde Energiequelle 23 ist mit dem leitenden Kern 22 elektrisch verbunden«

Das Herz der Übertragungsrolle 15, die eine Rollenelektrode darstellt, ist die dicke entspannbare Schicht oder Decke 21, die einen Bahnwiderstand hat, der in einen gut definierten Bstriebsbereich fällt, der im Verhältnis zum Rollendurchmesser

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und der Umfangsgeschwindigkeit gewählt ist. Brauchbare Bahnv/iderstände dieser entspannbaren Schicht können innerhalb-des vorstehend beschriebenen Bereiches variieren. Man beobachtet für'praktisch verfügbare, im Handel erhältliche Materialien in diesem Bereich des spez. Widerstandes eine Schwankung von etwa zwei Größenordnungen, hauptsächlich infolge statischer und dynamischer Veränderungen der relativen Feuchtigkeit, die sich im allgemeinen von 5 bis 10$ rel. Feuchtigkeit bis zu 85 bis 1005» rel. Feuchtigkeit erstrecken. Der zweckmäßigste Bereich des spez. Widerstandes kann für Übertragungssysterne, die zum Betrieb mit unterschiedlichen Durchsatzgeschwindigkeiten ' des Blattes 16 arbeiten, variieren.

Die verhältnismäßig weiche, dicke, elektrisch entspannbare Schicht 21 kann unmittelbar auf dem leitenden Kern 22 der Übertragungsrolle befestigt sein. Der ziemlich niedrige Härtegrad dieses elastischen, entspannbaren Polymermaterials erlaubt einen guten mechanischen Kontakt in der Übertragungszone bei mäßigen Drücken und beseitigt unter normalen Betriebsbedingungen die Übertragung "hohler Zeichen". Da die Relaxationszeit des Kernmaterials im Vergleich zur lonenwanderungszeiten bei Gasentladungen lang ist, wirkt die Rolle bei einem Überschlag als Isolator und schützt gegen Bogenbildung und hilft, an jeder Stelle der Oberfläche die übertragene ladungsmenge zu steuern.

Die entspannbare·Schicht 21 weist ein Material auf, das funktionell eine bestimmte Zeitspanne braucht, um eine ladung von dem leitenden Kern 22 auf die Zwischenfläche 47 zwischen der entspannbaren Schicht 21 und der selbstnivellierenden Schicht 20 zu übertragen, die ausreicht, diese Zwischenfläche 47 etwa auf die an den Kern 22 angelegte Vorspannung zu bringen. Diese bestimmte Zeitspanne steht in Beziehung zur Umfangsgeschwindigkeit der Rolle und zur Breite des Spaltbereiches, d.h. sie ist grob gesagt größer als die Zeitspanne, während der sich irgendein Punkt auf der Übertragungsrolle im Spaltbereich befindet. Sie ist/annähernd ein Viertel der Umdrehungszeit der Rolle

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gewählt. Dies bedeutet in der Funktion, daß die Stärke des äußeren elektrischen Feldes vom Vorspalteingang zum Hachspaltausgang hin beträchtlich wächst, während das Feld in der entspannbaren Schicht abnimmt. Eine entspannbare Schicht ist also ein Körper, der ein äußeres Spannungsprofil hat, das zum Übertragungsspalt unsymmetrisch ist. Die idealen Verhältnisse sind am Spalteingang eine Feldstärke, die unter der für eine merkliche luftionisation im luftspalt notwendigen liegt, und knapp hinter dem Spaltausgang eine Feldstärke über der für eine Luftionisation im Luftspalt erforderlichen. (Eine gewisse Ionisation im Vorspalt kann zulässig sein).

Der äußere selbstnivellierende Belag 20 ist ein leckender Isc~ lator. Der Belag 20 ist mi wesentlich höheren Werten des spez«,

11 Widerstandes gewählt, etwa in der Größenordnung von 10 bis 10 * Sh »cm. Ferner weist der selbstnivellierende Belag Materialien auf (oder ist so zu der entspannbaren Schicht abgestimmt), daß die auf die Außenfläche 24 des selbstnivellierenden Belages 20 aufgebrachten Ladungen im allgemeinen im Laufe einer Umdrehung der Rolle 15 zerstreut werden. Diese Ladungsableitung ist erwünscht, um eine Unterdrückung des Übertragungsfeldes im Spalt zu verhindern.

Der Selbstnivellierende Belag 20 wirkt auch noch als dünne Isolationsschicht auf der Oberfläche des entspannbaren Kernmaterials, die zum Schutz der Rolle gegen Überschläge beiträgt, als Feuchtigkeitsbarriere wirkt, den Stromfluß durch die Rolle begrenzt und die Rollenoberfläche leichter reinigbar macht· Wenn jedoch das entspannbare Material haltbar und gut zu reinigen ist, ist der selbstnivellierende Belag 20 nicht unbedingt notwendig.

Das Kopieblatt ist im typischen Fall ein herkömmliches, 20-pfündiges Postpapier mit oder ohne Kunststoffüberzug. Es sei Jedoch eigens bemerkt, daß ein Vorzug des erfindungsgemäßen Systems darin liegt, daß es mit Papiergewichten von 9 Pfund

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Yelinpapier bis zu 100 Pfund oder mehr Kartenmaterial arbeiten kann. Alternativ kann das Blatt auch aus verschiedenen transparenten Materialien bestehen, etwa ein Polyester-Kunst--Btoffblatt sein, das unter der Handelsbezeichnung ^MMylar^M bekannt ist.

Elektrisch ist Papier im allgemeinen ein ziemlich guter Isolator bei niedriger rel. Feuchtigkeit und ein ziemlich guter Leiter bei hoher rel. Feuchtigkeit. Folglich kann die durch die Pluszeichen 30 auf der bildfreien Seite des Blattes 16 angedeutete Ladung in der Praxis auf die Bildseite des Blattes durchsickern, wenn das Blatt vernünftig leitend ist. Die Kunststoffe sind natürlich im allgemeinen stets hochisolierend.

Die den konstanten Strom liefernde Energiequelle 23 stellt automatisch die Vorspaltionisation auf tolerierbare Vierte ein, wobei sie ein gewünschtes Maß an Nachspaltionisation zuläßt, selbst wenn Schwankungen der rel. Feuchtigkeit, Alterung des Rollenmaterials, Änderungen der Papierdicke und andere Faktoren die elektrischen Parameter des Übertragungssystems verändern, und hält dabei doch hohe Übertragungsfelder aufrecht.

Während der Toner 10 von dem Isolator 11 zum Spaltbereich 17 geführt wird, wird der Toner an dem Isolator durch die von der Ladung 14 des latenten Bildes stammenden Felder und durch andere Adhäsionskräfte, wie die VanderV/aalsehen Kräfte festgehalten.

Das zu beobachtende Übertragungsfeld ist das zwischen der Aussenf lache 24 der Übertragungswolle 15 und der freien Oberfläche des den Toner tragenden Photoleiters 11. Dieses Feld bewirkt die Übertragung des Toners 10 zwischen den Trägern 11 und 16.

Die Übertragungszustände sind schematisch durch die Pluszeichen 48 in Fig.1 veranschaulicht. Die Pluszeichen 48 stellen die Ladung auf der inneren Grenzfläche 47 der Rolle dar. Vor dem· Eintritt in den Spalt ist die entspannbare Schicht 21 keinen hohen inneren Felder ausgesetzt; d.h. ihre Außenfläche befindet

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sich annähernd auf dem gleichen Potential wie der Kern 22. Knapp vor und in dem Spaltbereich kommt die Rollenoberfläehe ganz nahe an die geerdete abstützende Elektrode 12 heran. Diese ist' bestrebt, Ladung zur Oberfläche der Rolle 15 zu ziehen, doch der spez. Widerstand der Rolle wirkt dem Ladungstransport· entgegen. Die Ladungsdichte auf der Zwischenfläche 47 nicimt also zu, während die entspannbare Schicht weiter durch den Spalt läuft, und zwar proportional zum Widerstand der entepannbaren Schicht. Nach dem Verlassen des Spaltes nimmt zunächst die Ladungsdichte im allgemeinen noch zu aufgrund des inneren Feldes in der entspannbaren Schicht 21, oder die induzierte Ladung kann nahezu das Gleichgewicht erreicht haben; in jedem Fall bewirkt die rapide Vergrößerung des Luftspaltes bald nach der Trennung, daß für die der Restladungsdichte entsprechende Feldstärke die Ionisationsschwelle erreicht wird. (Der Wert auf der Paschenkurve, bei dem eine Ionisation eintritt, ist eine Funktion des Abstandes und der Feldstärke und im vorliegenden Fall wird er hauptsächlich durch die Vergrößerung des I-uftspaltes, und nicht durch eine Zunahme der Feldstärke erreichte)

Die von diesem Durchschlag stammenden Ionen werden zu den gegenüberliegenden Flächen 24 und 30 gezogen. Während sich dann der Luftspalt Y stark erweitert, fällt das Feld im Luftspalt unter die Paschenkurve und in der entspannbaren Schicht 21 tritt, wie oben erläutert, eine Ladungsrelaxation einj die Ionisation hört somit auf· ·

Die Pluszeichen 30 und die Minuszeichen 49 stellen positive und negative Ionen dar, die sich auf dem Blatt 16 bzw. der Außenfläche 24 der Rolle 15 als Folge der Nachspaltionisation der Luft abgesetzt haben. (Zu beachten ist, daß auf der Zvischenfläche 47 gegenüber jedem Minuszeichen 49 ein Pluszeichen 48 steht, um eine in der Rolle induzierte Gegenladung darEU...-.teilen,-die während der Relaxation des Materials 21 im Spalt :.-\;r Grenzfläche 47 gebracht worden ist.) Die positive Ladung 50 hält den übertragenen Toner 10 auf dem Blatt 16 und tut die;· auch weiter. Die negative Ladung 49 dagegen wird mit äer Z-^.i

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durch den durch die selbstnivellierende Schicht 20 fließenden Strom im Laufe der nächsten Umdrehung der Rolle zerstreut.

Feldstärke, die nötig ist, ,um die Bindung des Toners 10 an dem ursprünglichen Träger, dem Photoleiter 11, zu brechen und den Toner an dem Blatt 16 festzuhalten, wird zu einem Zeitpunkt nach dem Eintritt in den Spalt, aber vor dem Auftreten der Nachspaltionisation erreicht. Es muß jedoch ein fortgesetzt wirksames Haltefeld (von der Ladung 30) auch noch beim nachfolgenden Abstreifen des Papiers 16 vom Photoleiter 11 vorhanden sein, 'damit die Übertragung effizient und beständig ist. ' .

Die Energiequelle für den konstanten Strom liefert eine automatische Korrektion der Nachspaltfelder, um Änderungen der elektrischen Parameter der Übertragungarolle und deren Umgebung auszugleichen. Die Parameter, die normalerweise den größten und häufigsten Schwankungen unterworfen sind, sind der spez. Widerstand der Rollo, der sehr feuchtigkeitsabhängig ist, und die Dicke des Blattes. Die Vorspannung mit konstantem Strom halt die Feldintensität unter der Paschenkurve, um eine Vorspaltionisation zu verhindern, und steuert das Ausmaß der Nachspaltionisation, die die Menge der im Nachspalt abgesetzten Ladung 30 regelt. Daher ist das den Toner festhaltende Feld auf dem Papierblatt 16 konstanter und läßt sich auf einer massigen Höhe halten, die sowohl eine gute Haftung des Toners als auch ein leichteres Abstreifen des Papiers liefert. Auf diese V/eise erzielt man eine hohe Übertragungseffizienz mit einem verhältnismäßig niedrigen Strom und geringer Ladungsdichte auf dem Übertragungselement.

Der Strom, der in der vorliegenden Beschreibung als konstant bezeichnet wird, ist der Strom I_R zum Kern 22 der Rolle 15. Die den konstanten Strom liefernde Energiequelle 23 kann als eine Einrichtung beschrieben werden, die das an die Rolle angelegte Potential in weitem Bereich verändert, um automatisch Änderungen von I_R infolge von Änderungen der angeschlossenen Last zu kompensieren. Letztere können von

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der rel. Feuchtigkeit der Umgebung, der Temperatur, von einer Alterung der Materialien und anderen Paktoren herrühren, die die Feldstärken im Vorspalt, im Spalt und im Nachspalt beeinflussen, wie die Papierdicke, die Ladungsanhäufung auf der eelbstnivellierenden Schicht usw. In dem beschriebenen Beispiel des erfindungsgemäßen Systems kann der Ausgang der den konstanten Stom liefernden Energiequelle etwa 1,5 μλ pro Zoll betragen, wobei sich das Zollmaß (25»4 mm) auf die Länge der Rolle in Achsrichtung (senkrecht zur Papierebene der Fig.1) besieht« Die große Spannweite des inneren spez. Widerstandes der Rolle, der obon erwähnt wurde, erfordert, daß die Vorspannung auf dem Kern 22 von etwa 800 bis etwa 4000 V variiert, um diese»! konstanten Strom von 1,5 juA pro Zoll aufrec.' fczuerhalten. Die Ausgangsspannung der Energiequelle 23 muß also automatisch sich über diesen Spannungsbereich verändern.

Eine effektive Vorspannung mit konstantem Strom steht in enger Beziehung zu der früher diskutierten selbstnivellierenden Fähigkeit des äußeren Belages 20. Wenn, die negative Ladung 43 auf der Rollenoberfläche 24 nicht zerstreut wird, kann sie die Übertragungsfähigkeit während der nachfolgenden Umdrehungen der Rolle unterdrücken, indem sie die Fähigkeit der Energiequelle 23 zur Spannungskompensation übersteigt.

Das in Fig.2 gezeigte Beispiel einer elektrischen Schaltung kann die Energiequelle 23 für die Vorspannung der Rolle 15 mit konstantem Strom bilden. Transistoren Q301 und Q302 zerhacken den Grleichstromeingang E_in zur Primärwicklung eines Transformators T1. Zunächst sei angenommen, daß die Schaltung im eingeschwungenen Zustand arbeitet und den Strom I_n in den oben erwähnten Werten zur Last, d.i. zum Kern 22 liefert. Wenn der Belastungswiderstand zunimmt, (zoB. wenn Papier zwischen die Übertragungsrolle und den Photorezeptor eingeführt wird), will der Laststrom gegenüber seinem Ausgangswert abnehmen. Es ict ein Rückführweg für den Laststrom vorgesehen über die Zsiie.rdiode 0R308, ein stromregelndes Potentiometer R8, einen Yftderstand 312 zur Sekundärwicklung des Transformators T1 an e.'i^vK;a

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Abgriff P7. (Die niedrige Seite des gleichgerichteten Ausgangs) Wenn also der Laststrom kleiner wird, werden die Spannungsabfälle an R8 und R312 reduziert und daher ist die Spannung am Kondensator C3O5 gegen Erde bestrebt, zuzunehmen. Dadurch nimmt der Spannungseingang an der Basis des Transistors Q3O5 ab, wodurch auch der Emitterstrom dieses Transistors abnimmt. Die Basis eines benachbarten Transistors Q304 ist an eine feste Spannung angeklemmt, die durch den Spannungsteiler R308 und R317 bestimmt wird, so daß die Spannung an dessen Emitter konstant ist. Der Strom für die Transistoren Q304 und Q3O5 wird von einem gewöhnlichen Emittervorwiderstand R310 gemeinsam abgenommen. Wenn also der Strom durch Q3D5 ansteigt, nimmt der Strom durch Q304 proportional zu, wodurch der Spannungsabfall an dessen Ausgangswiderstand R311 wächst. Der Widerstand R311 ist mit der Basis eines Transistors Q3O3 verbunden, an dessen Ausgangswiderstand R306 ein verstärkter Ausgang erscheint, der als Steuerspannung E_Q an die Klemme P5 der Primärwicklung des Transformators angelegt ist. Bei Zunahme von E_ß nimmt die gesamte Spitae-au-Spitze-Spannung in der Primärwicklung des Transformators T1 zu und daher auch die Ausgangsspannung über der Last an beiden Sekundärwicklungen an den Klemmen P8 und P9. Die Ausgangsspannungen nehmen also zu, bis der Laststrom seinen ursprünglichen Wert, der durch die Potentiometereinstellung gegeben ist, wieder erreicht»

Was die Punkte der -Schaltung 23 anlangt., die sich von der in der US-PS 3 781 105 beschriebenen unterscheiden, so sieht man, daß es bei der erfindungsgemäßen Schaltung statt einer Sekundärwicklung zwei fast gleiche Sekundärwicklungen des Transformators T1 mit zugehörigen üblichen Gleichrichter- und Filterkreisen gibt. Die Sekundärwicklungen haben vorzugsweise die gleiche Anzahl von Windungen, so daß bei Zuführung eines konstanten Stromes die an der Klemme P9 auftretende variable Ausgangs spannung gleich der an der Klemme P8 für den konstanten Strom entwi ekel ten Spannung ist. Dieser zweite Ausgang slcroia 50 ist von dem konstanten ,Stromausgang I_ß elektrisch abgesondert und isoliert. Er ist nicht mit der oben beschriebenen

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Rückführungsschleife verbunden. Der Ausgang E_enäs des Kreisas 50 ist.also eine variable Spannung, die unmittelbar von der Ausgangsspannung des Konstantstromkreise3 gesteuert wird. Bäher ist der Ausgang des Kreises 50 unabhängig von Schwankungen der lastimpedanz dieses Kreises und stellt nicht einen konstanten Strom dar. Die Ausgangsspannung E_ends wird vorzugsweise innerhalb eines Schwankungsbereiches von weniger als 50 V gegenüber der Ausgangsspannung (bei I_R) der Konstantstromquelle gehalten. Dies verhindert merkliche Sparmungsim·- terschiede zwischen Rollensegmenten. Derartige Spannungenifforensen zwischen Segmenten können sichtbare übertragungsunxε;>schiede verursachen, indem sie einen direkten· Widerstandsstrc^ zwischen den Segmenten bewirken, der den Ladungsfluß- vom ausseren Segment zum Papier entsprechend ändern würde, da die gesamte Stromzufuhr konstant gehalten v/ird.

Fig.3 ist eine Schnittansicht in der Achse der Übertragungsrolle 15, die ein Beispiel für eine Halterung der Rolle 15 imä für die elektrischen Anschlüsse zur Rolle veranschaulicht« ",'s können jedoch zahlreiche andere Befestigungsanordnungen und elektrische Verbindungen verwendet werden. In der Darstellung ist nur für ein Ende der Rolle 15 die drehbare Halterung veranschaulicht und der Mittelteil der Rolle (das Segment 22) ist stark verkürzt, um eine vergrößerte Darstellung aus übersiehtlichkeitsgründen zu ermöglichen. Eine entsprechende Halterung und lagerung kann auch am anderen Rollenende verwendet werden» Bei dem gezeigten Beispiel sind jedoch beide elektrische Anschlüsse an dem dargestellten Ende angebrachte Das nicht gezeigte Rollenende kann daher eine einfache Lagerung eines isolierten Dorns ohne alle elektrischen Anschlüsse zur Rolle sein.

Wie ersichtlich, ist die Rolle 15 zwischen Wellenstürapfer* an Ende konzentrisch um eine zentrale Antriebsstange SO angebracht, die von einem üblichen Riementrieb angetrieben v.ärc» der in Pig·3 ganz links außen zu sehen ist. Die Rolle 15 hat drei elektrisch voneinander getrennte Segmente, die von d-..r"

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oben beschriebenen zentralen Kern 22 in Form eines Zylinders und von leitenden Endkernen 22A und 22B gebildet werden, die sich von den beiden Enden des zentralen Kerns 22 aus in-Achsrichtung erstrecken und koaxial zum zentralen Kern verlaufen. Diese Endkerne 22A und 22B und äer mittlere Kern haben, wie ersichtlich, den gleichen Außenradius. Der zentrale Kern 22 ist jedoch in Achsrichtung beträchtlich langer. Beispielsweise kann der zentrale Kern eine axiale Länge von annähernd 19 cm haben, während die axiale länge für jeden Endkern 22A und 22B jeweils etwa 9»5 cm betragen kann.

Beide leitenden 'End kerne 22A und 22B sind gegen den zentralen Kern durch Isolationsringe 71 und 72 isoliert. Diese Isolationsringe haben ein zentrales Band, das nach außen bis zur gemeinsamen Oberfläche der leitenden Kerne reicht und die Kern-Segmente hier durch eine Isolationsschicht von 1 cm vollständig elektrisch voneinander isoliert. Die Isolationsringe können ein Phenolkunsthara oder ein anderes geeignetes Material sein, das vorzugsweise die' mechanische Verbindung der Kernsegmente besorgt. Alle drei Kernsegmente 22, 22A und 22B sind jedoch vollständig gemeinsam umhüllt von der einzigen gleichmässigen Schicht 21 des entspannbaren Widerstandsmaterials. Diese Schicht 21 kann beispielsweise hier eine Tiefe von annähernd 1 cm haben.

Dieses deckende Viderstandsmaterial 21 bildet natürlich eine schmale Zone mit seitlicher elektrischer Leitfähigkeit zwischen den Segmenten des leitenden Kerns entlang der Rollenachse, da es die Isolationsringe 71 und 72 überbrückt. Da jedoch die Schicht 21 im Vergleich zur Länge des Segmentes 22 verhältnismäßig dünn ist und einen ziemlichen Widerstand hat und da die von der Schaltung 23 angelegte Spannung auf allen drei Segmenten praktisch auf gleicher Höhe gehalten wird, sind diese leitenden Zonen der Schicht 21 über den Isolationsringen 71 und 72 nicht genügend leitfähig, um die Leistungsfähigkeit der Konstaiivctromschaltung zu übersteigen, und verursachen keine sichtbaren Übertragungseffekte auf dem Kopieblatt. D.h. der

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axiale Widerstand durch die Zonen mit axialer Leitfähigkeit zwischen den Rollensegmenten ist sehr viel größer als der radiale Widerstand der Schicht 21 im Hinblick auf den sehr viel größeren Umfangsbereieh des Kerns 22, der von der verhältnismäßig dünnen Schicht 21 bedeckt ist. Der Außendurchmesser der leitenden Kerne kann bei dem dargestellten Beispiel ungefähr 2,5 cm betragene

Pur einen vorgegebenen gewünschten spez. Widerstand und eine Schichtdicke des Widerstandsmaterials 21 kann der von den Isolationsringen 71 und 72 gebildete axiale isolierende Spalt variiert werden, um äen Widerstand zwischen den leitenden Segmenten, wie er durch das überbrückende Widerstandsmaterial über den Isolationsringen zustandekommt, zu steuern. Zwischen den Segmenten ist ein beträchtlicher Widerstand günstig, z.B· 2 Megohm. Dadurch bleibt der Leokstromverlust vom mittleren Kernsegment 22 ausreichend niedrig, solange der Spannungsunterschied zwischen den Kernsegmenten klein genug gehalten wird. Dieser hohe Zwischensegmentv/iderstand der Rolle und der niedrige Spannungsunterschied zwischen den Segmenten liefern zusammen einen Strom zwischen den Segmenten, der viel niedriger ist als der Strom Ι_ββ

Da zur Steuerung der Vorspalt- und Uachspaltionisation durch das entspannbare Material 21 die Zeitkonstante des radialen Bahnwiderstandes dieses Materials ausgenützt wird, ist die untere Grenze für eine zweckmäßige Ausbildung der Dicke der isolierenden Rollenteilung, (nämlich der axialen Länge des von den Isolationsringen 71 und 72 gebildeten Isolationsspaltes) dadurch gegeben, daß die Zeit für die Leitung des Ladungsflusses in Achsrichtung entlang der Übertragungsrolle in diesem Isolationsspaltbereich rascher ist, so daß keine ungleichmäßigen Ladungsmuster durch die elektrische Entspannung auftreten, wenn dieser Isolationsspaltbereich kontinuierlich in dem Ro 1·- lenspalt gedreht wird. Man hat berechnet, daß die Zeitkon&t^-ite des axialen Flusses durch den Isolationsspalt schneller ist als die Zeitkonstante de3 radialen Flusses des entspannbaren

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Materials, wenn die axiale länge (Breite) des Isolationsspaltes kleiner ist als die Dicke des entspannbaren Materials 21. Diese Bedingung ist z.B. für eine Dicke der Schicht 21 von 6,4 mm durch einen axialen Isolationsspalt von 1,6 mm erfüllt.

Wenn anstelle des im vorliegenden Fall benutzten zentralen Rsgisterhaltungssystems ein "Randregisterhaltungssystem", bei dem das Kopieblatt stets bis zum einen Ende der Rolle 15 reicht, verwendet wird, kann von den beiden hierin veranschaulichten Endsegmenten 22A und 22B des Kerns eines weggelassen werden, so daß anstelle von drei nur zwei Rollensegmente übrig bleiben. Das mittlere Segment 22 hat jedoch in jedem Pail eine solche axiale Länge und Lage, daß es bei der Übertragung immer nur über einem Bereich zu liegen kommt, in dem das Kopieblatt 16 sich befindet. Selbst für kürzere Papierblätter darf das Kernsegment 22 sich nicht über einen papierfreien Bereich erstrecken, in dem das auf dem Rollensegment befindliche Widerstandsmaterial 21 unmittelbar riuf der ursprünglichen Bildträgerfläohe, dem Photorezeptor 11 liegen würde. Dies ist wichtig, um zu verhindern, daß der Anschluß der Konstantstromquelle zu diesem mittleren Segment 22 durch ein merkliches Endleck beeinträchtigt wird. Die axiale Länge des Segmentes 22 ist also immer kleiner als die Breite des Kopieblattes»

Derjenige Teil des Kopieblattes, der unter den Endsegmenten 22A und 22B liegt, ist jedoch gleichen Übertragungsfeldern der gleichen Wirksamkeit ausgesetzt, die über das gleiche zwischenliegende entspannbare Material 21 angelegt sind, so daß an jeder Stelle der Rolle in jedem Zeitpunkt eine gleichzeitige und sichtbar gleiche Übertragung jedes Übertragungsmaterials stattfindet, die unabhängig ist von der Drehlage der Rolle.

Betrachtet man die elektrischen Anschlüsse der Energiequelle 23 der Pig.2 sur Rolle 15, wie sie in dem Beispiel der Pig.3 dargeatollt sind, so sieht man, daß die Klemmen der Energiequelle mit zv/ei herkömmlichen stationären elektrischen Bürsten

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66 bzw. 68 verbunden sind. Diese beiden Bürsten schleifen ihrerseits auf gesonderten leitenden Schleifringen 62 und 64 an einem Spindelteil 60 des rotierenden Kerns. Der Spindelteil 60 sieht eine konzentrische lagerung für das Ende der Rolle $5 vor. Die Bürste 66 und der Schleifring 62 stellen eine direkte elektrische Verbindung für den konstanten Strom I_R der Kn^- giequelle zu einem leitenden Streifen 81 her, der sich in einzr entsprechenden Hut entlang einem isolierenden Kern 80 erstreckt. Der leitende Streifen 81 läuft an der Innenseite dsi^x Rolle entlang dem Kern 80 zu einem Kontaktwulst 82, der in ßeia leitenden Kernsegment 22 angebracht ist. Dort stellt er über einen Federkontakt 84 ausschließlich mit dem Kernsögment 12 eine elektrische Verbindung her.

Der konische Schleifring 64 stellt eine direkte Verbindung Kitt einer dazu passenden konischen Fläche im Ende des "End segment ß ε? 22A des Kerns her, das auf diese Weise die Spannung E „*„ von

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der Schaltung 23 durch die Bürste 68 empfängt. Dadurch wird s-v:~ aamaen mit einer Stange 90 auch die lösbare mechanische Halterung der Rolle 15 auf dem Spindelteil 60 bewerkstelligt. Paß andere Endsegment 22B des Kerns ist mit dem Schleifring 64 durch einen gesonderten Leiterstreifen 74 in einer eigenen Hut in dem isolierten Kern 80 verbunden. Der Streifen 74 hat ein gebördeltes Ende 76, das eine federnde Verbindung mit der Innenfläche des Schleifrings 64 herstellt. Das andere Ende des leitenden Streifens 74 verbindet mit einem Kontaktwulst 76, der mit einem Federkontakt 78 am Kernsegment 22B in Berührung ist.

Bei den beschriebenen elektrischen Verbindungen des Ausführungsbeispiels ist der konstante Ausgangsstrom I_R der Energiequelle nur mit dem mittleren Kernsegment 22 verbunden, wogegen die gesteuerte Spannung E_en(3s von der Schaltung 50 gleichseitig gesondert an die beiden Endsegmente 22A und 22B des K;-.;.\--:; angelegt ist. Es besteht keine elektrische Verbindung sv.'l-:.',:;■!. diesen beiden gesonderten Spannungseingängen außer des den Isolationsspalt mit beschränkter Fläche überbrückenden ViO ::-

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Standes durch ausschließlich, diesen kleinen Teil der gesamten Widerstandsschicht 21, die auf der gesamten Rolle als eine monolythische zylindrische Decke angebracht ist. Die einzigen schroffen Übergänge zwischen leitenden und nichtleitenden oder unterschiedlich vorgespannten Leitern finden im Inneren der Rolle unter der Schicht 21 des Widerstandsmaterials statte

Die Widerstandsschicht 21 könnte natürlich auch selbst durch isolierende Lagen oder ein Material mit höherem spez· Widerstand an den Rollensegmenten unterteilt sein. Dies ist jedoch nicht zweckmäßig, weil es anstelle einer glatten allmählich en. Änderung der Spannung zwischen den Segmenten, wie sie die er— findungsgemäßo Konstruktion bietet, wenn die Spannung an den Bndsegmenten 22A und 22B des Kerns nicht exakt gleich der Spannung am mittleren Kernsegment 22 ist, einen scharfen Spannungsübergang auf der Rollenoberfläche verursachen könnte.

Ss können zahlreiche andere Konstruktionen vorgesehen sein, um die oben beschriebenen Funktionen zu liefern. Anstelle der beschriebenen Schaltung können verschiedene verdrahtete oder gedruckte Schaltungen verwendet v/erden. Auch der leitende Kern selbst kann beispielsweise in der Weise geformt werden, daß ein isolierender Kern mit leitenden Segmenten plattiert wird. Die elektrischen Verbindungen mit der Rolle können von Schleifkontakten hergestellt v/erden, die axial befestigte Schraubenfedern sind, oder die Schleifringe können im Inneren der Rolle oder an deren Enden angebracht sein usw. ■

Die Schaltung 23 liefert, wie oben beschrieben, einen konstanten Strom I_R, es können jedoch eine untere und/oder eine obere Spannungsgrenze für die Lieferung des konstanten Stroms gesetzt sein, so daß unter extremen Betriebsbedingungen die angelegte Spannung nicht unter einen Sollbereich der Übertragungs~ spannung sinkt bzw. über diesen Bereich steigt. Dies kann durch verncliicdcne gebräuchliche Cchaltungateciiniken geschehen, bui« spielsweise durch die Modifizierung der Rückführungsschleife

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der Pig.2. Der Rückführungseingang an der Basis des Transistors Q3O5 kann beispielsweise durch Zenerdioden oder Stroaregrenzer festgeklemmt sein oder die Rückkopplungssteuerspannung Ε_Λ kann begrenzt sein. Dadurch werden die Schwankungen der Spannung am Konstantstromausgang und der Spannung E , automatisch auf einen gewählten Bereich eingeengt. Es ist jedoch zu bedenken, daß, wenn etwa eine untere Spannungsgrenze von 1500 Volt an dem Konstantstromausgang bei einer Stromhöhe I_R gesetzt wird, die Stromdichten zum Kopieblatt von annähernd 1,5 Mikroampere pro Zoll der Rolle vorsieht, dann der Strom I_R ansteigt, wenn der spez. V/iderstand des Papiers oder öer Rolle unter diese Grenze absinkt. Dies bewirkt eine Zunaline der Ladungsdichte auf den Kopieblättern, die das lösen und Abstreifen der Blätter erschwert und eine Vorspaltionisation verursachen kann, wenn der spez. Widerstand des äußeren Belages niedrig ist.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß vorstehend ein neues und fortschrittliches Übertragungssystem mit Vorspannung beschrieben ist. Das beschriebene Ausführungsbeispiel wird derzeit als besonders zweckmäßig erachtet; doch sind im Rafcnsn dar Erfindung Abänderungen und Modifikationen möglich.

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Claims (8)

1. Ansprüche

   ♦) Elektrostatographisches Kopiersystem, bei dem ein Bild von einer Bildträgerfläche auf eine benachbarte Kopie unter Verwendung eines elektrisch vorgespannten Übertragungselementes übertragbar ist, wobei das Übertragungselement für eine relative Bewegung zwischen dem Übertragungselement und der Kopie nahe an der Kopie in Stellung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (15) in zwei oder mehr elektrisch gesonderte Segmente quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen Übertragungselement und Kopie unterteilt ist und jedes Segment eine im wesentlichen elektrisch ununterbrochene, in sich geschlossene Schleife des Übertragungselementes bildet und daß eine Quelle (23) für die elektrische Vorspannung mit dem Übertragungselement derart verbunden ist, daß sie an mindestens zwei der gesonderten Segmente (22, 22A, 22B) eine eigene elektrische Vorspannung liefert.
2. 2. Kopiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (15) zwei oder mehr leitende Kernsegmente (22, 22A, 22B) aufweist, die voneinander isoliert sind, sowie eine die Segmente gemeinsam überlagernde Schicht (21) aus Widerstandsmaterial·
3. 3· Kopiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für die elektrische Vorspannung einen im wesentlichen konstanten Strom (l_R) und eine variable Spannung für das erste (22) der Segmente und eine variable Vorspannung mit nichtkonstantem Strom für ein zweites Segment liefert, die der an das erste Segment angelegten variablen Spannung entspricht·
4. 4. Kopiersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement ,eine ir,i wesentlichen zylindrische, um ihre Achse rotierende Übertra.-

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   gungsrolle (15) ist, die entlang ihrer Achse in mehrere elektrisch gesonderte, im allgemeinen zylindrische Segmente (22, 22A, 22B) unterteilt let.
5. 5. Kopiersystem nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsrolle (15) einen leitenden, im allgemeinen zylindrischen zentralen Kern (22), leitende Endkernsegmente (22A, 22B), die sich von den beiden Enden des zentralen Kerns in Achsrichtung erstrecken und koaxial zum zentralen Kern angeordnet sind und die von dem zentralen Kern elektrisch isoliert sind, und eine Schicht (21) aus Widerstandsmaterial aufweist, die sowohl den zentralen Kern als auch die Endkernsegmente überzieht.
6. 6. Kopiersystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (21) des Widerstandsmaterials eine einsigo monolithische, im wesentlichen zylindrische Decke ist, die eins hochohmige elektrische Verbindung zwischen dem zentralen Kern (22) und den Enäkernsegraenten (22A, 22B) herstellt«
7. 7· Kopiersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet₉ daß das Widerstandsmaterial ein elastomeres elektrisch entspannbares Material iste
8. 8. Kopiersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,' daß die Quelle für die elektrische Vorspannimg den zentralen Kern (22) mit einem im v/eseiitlichen konstant:*. Strom und variabler Spannung belegt und die Endkernsegmeirso (22A, 22B) mit einer variablen Spannung, die praktisch gleich der an den zentralen Kern angelegten variablen Spannung gehalten wird«

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