DE19820249C2

DE19820249C2 - Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums in einem Bilderzeugungsappart und Bilderzeugungsapparat mit diesem Förderglied

Info

Publication number: DE19820249C2
Application number: DE19820249A
Authority: DE
Inventors: Kazue Miyamoto; Hirokazu Ishii
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: DE19820249A1; US5930573A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Förderglied nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Bilderzeugungsapparat mit diesem Förderglied.

Ein Bilderzeugungsapparat des Typs, der ein fotoleitfähiges Element, ein Zwischen- Bildübertragungsband oder einen ähnlichen Bildträger und ein Übertragungsband, eine Ü bertragungstrommel oder ein ähnliches Förderglied enthält, ist herkömmlich. Ein Tonerbild, das auf dem fotoleitenden Element ausgebildet wird, wird zu einem Blatt oder zu einem ähnlichen Aufzeichnungsmedium durch das Förderglied übertragen, an das eine Vorspan nung für eine Bildübertragung angelegt wird. Bei diesem Typ von Apparat wird eine Bild übertragung durch den elektrischen Widerstand des Fördergliedes bewirkt, z. B. des Über tragungsbandes. Verschiedene Lösungsansätze wurden hierfür vorgeschlagen, um das Ü bertragungsband mit einem angemessenen Widerstand zu versehen.

Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-83762 lehrt z. B. ein Übertra gungsband, das einen Teil enthält, der aus einem Halbleitermaterial ausgebildet ist und einen Volumenwiderstand von 10¹⁰ Ωcm bis 10¹³ Ωcm hat. Das Übertragungsband wird über eine Antriebsrolle und eine Erdungsrolle geführt, die voneinander um einen vorausgewähl ten Abstand beabstandet sind. Eine Wickelrolle ("wrap roller") trägt die Rück- oder Innenfläche des Bandes in der Nachbarschaft eines fotoleitenden Elements. Bei dieser Konfiguration spielt der Teil des Bandes zwischen der Erdungsrolle oder der Ladungs reduktionsquelle und der Wickelrolle die Rolle eines konstanten bzw. gleichbleibenden Widerstandes, so daß die Ladung, die von einer Übertragungs- bzw. Ladeeinrichtung zugeführt wird, in einem stabilen bzw. gleichbleibenden Zustand gehalten werden kann. Eine Technologie, die sich auf den elektrischen Widerstand des Übertragungsbandes bezieht, ist ebenso in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 1-121877 offenbart.

Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2-110586 offenbart ein Übertragungsband, das aus einer Widerstandsschicht mit einem Widerstand höher als 10¹⁴ Ωcm aufgebaut ist und in der Nähe eines fotoleitenden Elements ist und eine Widerstandsschicht hat, die einen Widerstand mit weniger als 10¹⁴ Ωcm hat und von dem fotoleitenden Element entfernt ist. Bei diesem Aufbau ist das Oberflächenpotential des Übertragungsbandes auf einen ge wünschten Gradienten reguliert. Diese Art von Aufbau ist darauf gerichtet, ein Fliegen von Toner und lokale Fehlstellen bei einem Bild zu vermeiden.

Man nehme an, daß eine Vorspannung für eine Bildübertragung von der Rückseite des Übertragungsbandes oder der Innenfläche des Übertragungsbandes entfernt von dem fotoleitenden Element angelegt wird. Dann fließt, falls der spezifische Oberflächenwider stand der Rückseite des Bandes gering ist, ein Übertragungsstrom leicht von einer Position, wo die Vorspannung angelegt wird, zu dem anderen Bereich, was in der Fachwelt bekannt ist. Üblicherweise fließt der Übertragungsstrom zu einer Klemmstelle zwischen den fotolei tenden Element und dem Band und wo die Bildübertragung erwartungsgemäß stattfindet. Jedoch fließt, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückseite gering ist, der Übertragungsstrom zu einer Position stromaufwärts der obigen Klemmstelle, d. h. dort wo das fotoleitende Element und das Band sich nicht berühren. Infolgedessen fließt eine Übertragungsladung zu einer Position stromaufwärts der Klemmstelle bzw. des Über tragungsspaltes, wodurch ein elektrisches Feld ausgebildet wird. Dieses elektrische Feld bewirkt, daß ein Tonerbild teilweise von dem fotoleitenden Element zu einem Blatt, das durch das Band gefördert wird, übertragen wird. Eine derartige Erscheinigung wird im allgemeinen als Vorübertragung ("pre-transfer") bezeichnet. Da die Vorübertragung bei der Position stromaufwärts der Klemmstelle bzw. des Übertragungsspaltes (im folgenden "Klemmstelle" genannt) oder der regulären Bildübertragungsposition auftritt, wird der obere Teil des Tonerbildes zu der Position des Blattes, die von der erwarteten Position abweicht, übertragen. Diese ungewünschte Erscheinung wird im folgenden als Tonerstreuen bezeich net. Das Tonerstreuen wird in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit aus den folgenden Gründen verschlimmert. Der spezifische Oberflächenwiderstand des Übertragungsbandes ist höher, wenn die Feuchtigkeit niedrig ist, als wenn sie normal ist. Infolgedessen nimmt die Spannung in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit auf der Oberfläche des Bandes in dem Bereich zu, der der Klemmstelle vorangeht, was dazu führt, daß die Entladung zwischen dem fotoleitenden Element und dem Band auftritt.

Weiter wenn der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite des Übertragungs bandes, die dem fotoleitenden Element gegenüberliegt, übermäßig hoch ist, dann verbleibt die Ladung, die von der Vorspannung abgeleitet wird, die an das Band angelegt wird, selbst nach der Bildübertragung. Infolgedessen neigen, wenn eine Bilderzeugung wiederholt wird, die Bilder, die auf dem zweiten Blatt und auf darauf folgenden Blättern oder auf beiden Seiten der Blätter ausgebildet werden, dazu, fehlerhaft zu sein.

Auf der anderen Seite hat der spezifische Oberflächenwiderstand des Übertragungsbandes einen Einfluß auf das Fördern des Blattes durch das Band und auf die Trennung des Blattes von dem fotoleitenden Element, die durch das Fördern bewirkt wird. Insbesondere wird, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand des Bandes gering ist, die Ladung, die aus reichend groß ist, um das Blatt elektrostatisch an dem Band stabil zu halten, nicht akkum liert. Unter dieser Bedingung ist es wahrscheinlich, daß das Blatt auf dem Band gleitet und eine Verlagerung des Tonerbildes mit sich bringt, oder dass das Blatt, das sich von der Klemmstelle wegbewegt hat, such um das fotoleitende Element wickelt, ohne von dem Ele ment getrennt zu werden. Darüber hinaus ist in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit, der spezifische Oberflächenwiderstand des Bandes höher, als in einer normalen feuchten Umgebung und bewirkt, dass sich die Ladung auf dem Band reduziert. Dies verringert die elektrostatische Haftung des Blattes an dem Band und verschlimmert dadurch die fehlerhafte Trennung des Blattes von dem fotoleitenden Element.

Obwohl verschiedene Schemata, die sich auf den Widerstand des Übertragungsbandes be ziehen, in der Vergangenheit vorgeschlagen wurden, wie zuvor bemerkt wurde, regulieren diese alle den Widerstand des Bandes makroskopisch bzw. auf einer Makroskala ausge drückt durch z. B. den Volumenwiderstand. Anders ausgedrückt klärt keines der herkömmli chen Schemata bzw. keiner der herkömmlichen Lösungsansätze den Mechanismus auf, der sich auf die Bildübertragung und das Fördern des Bandes bezieht, d. h. der Trennung des Bandes von dem fotoleitenden Element.

Aus US 5,172,173 ist eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Übertragungsband bekannt, das eine Zuführeinrichtung für Elektrizität vom Kontakttyp aufweist. Das Übertragungsband ist dreischichtig aus einer Isolierschicht, einer Haftschicht und einer Schicht mit hohem Wi derstand, wobei die Isolierschicht dem Band zugewandt ist und die Schicht hohen Wider stands von dem Band abgewandt ist.

Aus DE 195 02 098 A1 ist ein Zwischenbild-Übertragungselement und eine Bilderzeu gungseinrichtung mit diesem Element bekannt. Auch dort ist das Band dreischichtig aufge baut, wobei ebenfalls die obere Schicht einen höheren Widerstand aufweist als die untere Schicht.

Aus JP 2-110586 ist eine Bilderzeugungsvorrichtung bekannt, die der Bilderzeugungsvor richtung entspricht, die aus der oben erwähnten US 5,172,173 bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Förderglied und einen Bilderzeugungsapparat mit diesem Förderglied bereit zu stellen, wodurch fehlerhafte Bilder, die einer fehlerhaften Bildübertra gung zuzuschreiben sind, vermieden werden.

Vorstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 11 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhaft weist bei einem Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums, das ein Tonerbild trägt, das von einem Bildträger übertragen wird, die Rückseite des Fördergliedes, die von dem Bildträger entfernt ist bzw. diesem abgewandt ist, einen spezifischen Oberflä chenwiderstand auf, der gleich oder höher ist als der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite, die in der Nähe des Bildträgers ist bzw. diesem zugewandt ist.

Ebenso weist vorteilhaft bei einem Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums, das ein Tonerbild trägt, das von einem Bildträger übertragen ist, die Rückseite des Förder gliedes, die von dem Bildträger entfernt ist bzw. diesem abgewandt ist, einen spezifischen Oberflächenwiderstand auf, der gleich ist oder höher ist als der spezifische Oberflächenwi derstand der Vorderseite, die nahe an dem Bildträger ist bzw. diesem zugewandt ist, wenn in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur mit 30°C und einer hohen Feuchtigkeit von 90% gemessen wird, die aber geringer ist, als der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite, wenn bei einer Umgebung mit einer geringen Temperatur von 10°C und einer niedrigen Feuchtigkeit von 15% gemessen wird.

Weiter beinhaltet vorteilhaft ein Bilderzeugungsapparat einen Bildträger zum Ausbilden ei nes Tonerbildes darauf, ein Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums, zu dem das Tonerbild von dem Bildträger übertragen wird, und eine Übertragungselektrode zum Anlegen einer Bildübertragungs-Vorspannung an das Förderglied. Das Förderglied weist eine Rückseite auf, die von dem Bildträger entfernt ist bzw. diesem abgewandt ist und die einen spezifischen Oberflächenwiderstand aufweist, der gleich oder höher ist als der spezifi schen Oberflächenwiderstand der Vorderseite, die dem Bildträger nahen ist bzw. diesem zugewandt ist.

Bei der folgenden Beschreibung werden weitere Merkmale offenbart. Dabei können ver schiedene Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die eine Bildübertragungsvorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung verkörpert, und zwar in einem Zustand vor der Bildübertragung;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht, die die erläuternde Ausführungsform in einen Zustand während der Bildübertragung zeigt;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die den Zustand der Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 ist ein Abschnitt, der ein Übertragungsband zeigt, das in der erläuternden Ausführungsform enthalten ist;

Fig. 5 ist ein Graph, der die Ergebnisse von Experimenten darstellt, die sich auf das Tonerstreuen beziehen;

Fig. 6 ist ein Graph, der die Ergebnisse von Experimenten darstellt, die sich auf das Fördern eines Blattes beziehen;

Fig. 7 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Experimenten auflistet, die sich auf eine Beziehung bzw. auf ein Verhältnis zwischen dem spezifischen Ober flächenwiderstand des Übertragungsbandes und dem Tonerstreuen beziehen;

Fig. 8 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Experimenten auflistet, die sich auf eine Beziehung bzw. auf ein Verhältnis zwischen dem spezifischen Ober flächenwiderstand des Übertragungsbandes und der Trennung und Förderung eines Blattes beziehen; und

Fig. 9 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Experimenten auflistet, die sich auf eine Beziehung bzw. ein Verhältnis zwischen dem Tonerstreuen und der Trennung und Förderung eines Blattes und dem spezifischen Oberflächen widerstand des Bandes beziehen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Bilderzeugungsapparates und der Bildübertragungs vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird im folgenden be schrieben:

Als erstes wird der grundlegende Aufbau einer Bildübertragungsvorrichtung für einen elektrofotografischen Bilderzeugungsapparat beschrieben. Nimmt man Bezug auf Fig. 1 bis 3, so beinhaltet der Bilderzeugungsapparat ein fotoleitendes Element in der Gestalt einer Trommel 1. Um die Trommel 1 herum angeordnet befinden sich verschiedene Prozeß einheiten, einschließlich eines Laders, einer optischen Schreibeinheit, einer Entwicklungs einheit und einer Reinigungseinheit, obwohl sie nicht besonders gezeigt sind. Der Lader lädt einheitlich bzw. homogen die Oberfläche der Trommel 1. Die optische Schreibeinheit tastet die geladene Oberfläche der Trommel 1 mit einem Laserstrahl ab, der in Überein stimmung mit einem Bildsignal moduliert ist, wodurch ein latentes Bild elektrostatisch auf der Trommel 1 ausgebildet wird. Die Entwicklungseinheit entwickelt das latente Bild und formt dadurch ein entsprechendes Tonerbild. Die Reinigungseinheit reinigt die Oberfläche der Trommel 1 nach der Bildübertragung.

Eine Vorübertragungs-Entladungslampe 3 und ein Abschäler 4 sind ebenso um die Trommel 1 herum angeordnet. Die Vorübertragungs-Entladungslampe 3 grenzt an ein Übertragungs band 2 an und erniedrigt die Ladung, die auf der Trommel 1 abgeschieden ist. Der Ab schäler 4 trennt ein Blatt oder ein Aufzeichnungsmedium S von der Trommel 1 oder schält es davon ab. Das Übertragungsband 2 wird über ein Paar von Rollen 5 und 6 geleitet, die durch einen Rollen-Träger bzw. eine Rollen-Halteeinrichtung 7 getragen bzw. gehaltert werden. Der Rollen-Träger 7 ist winkelig auf die Trommel 1 zu und von dieser weg um die Welle bzw. den Schaft 5a der Rolle 5 beweglich. Ein Arm 9 ist unterhalb des Rollen-Trä gers 7 angeordnet und ist winkelig bewegbar, indem er durch ein Gleichstrom-Solenoid 8 angetrieben wird. Wenn die Vorderkante des Blattes S, die durch eine Ausrichtrolle 10 gefördert wird, die Trommel 1 erreicht, treibt eine Steuertafel 11 das Gleichstromsolenoid 8 an. In Antwort darauf bewirkt das Gleichstromsolenoid 8, daß der Arm 9 den Rollen- Träger 7 nach oben schiebt. Infolgedessen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, drückt das Über tragungsband 2 das Blatt S gegen die Trommel 1. Unter dieser Bedingung treibt ein Motor (nicht gezeigt) die Rolle 5 mit dem Ergebnis, daß das Übertragungsband 2 veranlaßt wird, sich entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wie durch einen Pfeil A in Fig. 1 gezeigt ist.

Eine Bandreinigungseinheit 13 ist in der Nachbarschaft des stromabwärts gelegenen Endes des Übertragungsbandes 2 in der Richtung der Drehung des Bandes 2 positioniert. Die Bandreinigungseinheit 13 beinhaltet eine Reinigungsklinge 12, die den Abschnitt des Übertragungsbandes 2 kontaktiert, der über die Rolle 5 geleitet wird.

Eine Heizrolle 14 und eine Druckrolle 15, die gegeneinander gepreßt werden, sind strom abwärts der Reinigungseinheit 13 in der obigen Richtung positioniert, um das Tonerbild auf dem Blatt S zu fixieren.

Ein Übertragungsglied vom Kontakttyp der Gestalt einer Übertragungsrolle 16 wird in Kontakt mit der Rückseite oder der Innenfläche des Übertragungsbandes 2 gehalten, um eine Vorspannung für die Bildübertragung an das Band 2 anzulegen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Übertragungsrolle 16 mit einer Leistungsquelle 17 hoher Spannung verbunden und befindet sich stromabwärts bei einer Klemmstelle B zwischen der Trommel 1 und dem Übertragungsband 2. Eine Kontaktplatte 28 wird ebenso in Kontakt mit der Rückseite des Übertragungsbandes 2 gehalten. Eine Bildübertragungs-Steuertafel 19 zum Steuern der Leistungsquelle 17 ist mit der Kontaktplatte 18 verbunden. Die Kontaktplatte 18 selektiert einen Strom, der durch das Übertragungsband 2 fließt und führt ihn zu der Übertragungs- Steuertafel 19 zurück.

Die Oberfläche der Trommel 1 wird auf z. B. -800 V geladen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, bewegt sich die geladene Oberfläche der Trommel 1 zu der Klemmstelle B, während Toner, der auf eine positive Polarität geladen ist, darauf elektrostatisch getragen wird. Zu diesem Zeitpunkt senkt die Vorübertragungs-Entladungslampe 3 die Ladung des Toners 1 ab. In Fig. 3 wird der Toner mit der geringeren Ladung durch kleinere Kreise, als der Toner mit der ursprünglichen positiven Ladung angedeutet.

Bei der Klemmstelle bzw. der Übertragungsstelle B bzw. dem Übertragungsbereich B, die bzw. der in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Toner von der Trommel 1 zu dem Blatt S durch die Übertragungs-Vorspannung übertragen, die über die Übertragungsrolle 16 angelegt wird, die Übertragungs-Vorspannung, die von der Leistungsquelle 17 ausgegeben wird, beträgt z. B. zwischen -1,5 kV und -6,5 kV. Man nehme an, daß der Strom, der von der Leistungs quelle bzw. Stromquelle 17 ausgegeben wird I₁ beträgt, und daß der Strom, der von der Kontaktplatte 18 zur Erde über das Übertragungsband 2 fließt, I₂ beträgt. Dann steuert die Bildübertragungs-Steuertafel 19 die Ausgabe der Leistungsquelle 17 derartig, daß die folgende Gleichung erfüllt ist:

I₁ - I₂ = I_out
wobei I_out konstant ist.

Wenn die obige Beziehung erfüllt ist, wird die Oberflächenladung auf dem Blatt S stabili siert, und zwar ungeachtet der Temperatur, Feuchtigkeit und anderer Umgebungsbedingun gen oder des Streuens der Eigenschaften des Übertragungsbandes 2, das einer Fertigungs straße zuzuschreiben ist. Dies verhindert erfolgreich, das die Bildübertragungseffizienz variiert. Insbesondere ist es möglich, wenn man annimmt, daß ein Strom, der von der Trommel 1 über das Übertragungsband 2 und das Blatt S fließt, I_out beträgt, die Blatt trennung und die Bildübertragung von dem Einfluß des Ausmaßes bzw. Grades eines leichten Fließens des Stroms zu dem Übertragungsband 2 zu befreien, der aufgrund einer Abnahme oder eine Zunahme des Oberflächenwiderstandes des Blattes S variiert.

Wenn das Tonerbild von der Trommel 1 zu dem Blatt S übertragen wird, ist das Blatt ebenso geladen. Infolgedessen wird das Blatt S veranlaßt elektrostatisch an dem Über tragungsband zu haften und sich von der Trommel 1 aufgrund einer Beziehung zwischen der wahren Ladung des Bandes 2 und der polarisierten Ladung des Blattes S zu trennen. Eine derartige Trennung des Blattes S von der Trommel 1 wird weiter durch die dem Blatt S eigene Elastizität gefördert, was durch die Krümmung der Trommel 1 realisiert wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist das Übertragungsband 2 eine doppelte Schichtstruktur auf, d. h. eine Front- oder Außenschicht 2a, die dazu in der Lage ist, die Trommel 1 zu berüh ren, und eine Rück- oder Innenschicht 2b, die unter der Vorderschicht 2a liegt. Die Rück schicht 2b ist aus einem Chloropren-Kautschuk (bzw. Chloropren-Gummi), einem EPDM- Kautschuk (bzw. EPDM-Gummi) (Ethylenpropylen-Copolymer), Silicium-Kautschuk (bzw. Silicium-Gummi), eine Epichloro-Kautschuk (bzw. Epichloro-Gummi) oder einer ähnlich begrenzt hygroskopischen Substanz und Kohlenstoff, Zinkoxid oder einem ähnlichen Widerstandssteuermittel, das dort in einer angemessenen Länge zur Realisierung eines vorausgewählten spezifischen Oberflächenwiderstandes hinzugefügt wird, ausgebildet. Die Oberfläche der Rückschicht 2b ist mit der Vorderschicht 2a beschichtet. Die Vorderschicht 2a besteht aus Fluorkohlenstoffharz oder einem ähnlichen Festkörper-Schmiermittel, das als ein Hauptmittel bzw. ein Hauptagens dient, Polyurethan (hitzehaltbar) oder einem ähnlichen Binder, der zu dem Hauptagens hinzugegeben wird, und einem Härtungsmittel, einem Schmiermittel, einem Egalisierungsmittel und einem Verstärkungsmittel bzw. Verstärkungs stoff, der mit der Mischung des Hauptagens und dem Binder gemischt wird, die sich ergebende Mischung wird mit einem Verdünnungsmittel verdünnt.

Eine Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand des Übertragungsbandes und dem Tonerstreuen wurde durch Experimente bestimmt, die auf dem JIS (japanischer Industriestandard bzw. "Japanese Industrial Standard") K6911 basieren. Insbesondere wurden dort sechs unterschiedliche Proben mit rückwärtigen Schichten 2b vorbereitet, deren spezifischen Oberflächenwiderstände jeweilig als 5,5 × 10⁸ Ω, 4,0 × 10⁹ Ω, 2,0 × 10¹¹ Ω, 2,5 × 10¹² Ω, 3,0 × 10¹³ Ω, 5,0 × 10¹⁴ Ω gemessen wurden, wenn eine Gleichspannung von 100 V angelegt wurde. Der Übertragungsstrom, der von der Hochspannungs-Leistungsquelle 17 zu der Übertragungsrolle 16 zugeführt wurde, wurde in sechs aufeinander folgenden Schritten für jede einzelne Probe variiert. Die Experimente wurden in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit durchgeführt, bei der ein Tonerstreuen wahrscheinli cher ist (eine Temperatur von 10°C und eine Feuchtigkeit von 15%). Die Ergebnisse derartiger Experimente sind in der Fig. 7 aufgelistet, wobei Kreise "gute" Ergebnisse, und Dreiecke "akzeptable" Ergebnisse und Kreuze "keine guten" Ergebnisse bedeuten.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand der rückwärti gen Schicht 2b in der Größenordnung von 10⁸ Ω ist, ein wünschenswertes Ergebnis außer für einen extrem beschränkten Bereich von Übertragungsströmen nicht erzielt. Wenn jedoch der spezifische Oberflächenwiderstand in der Größenordnung von 10⁹ Ω oder darüber ist, werden Bilder mit einer minimalen Tonerstreuung selbst über einen relativ breiten Bereich von Übertragungsströmen mit der Ausnahme eines gewissen engen Bereichs erzielbar. Jedoch führen spezifische Oberflächenwiderstände der Größenordnung von 10¹⁴ Ω und darüber zu fehlerhaften Bildern. Genauer zeigten die Experimente und die Studien, die darauf basieren, das folgende: Wenn der spezifische Oberflächenwiderstand der rückwärtigen Schicht 2b mit einer unteren Grenze von 1 × 10⁹ Ω versehen wurde, begrenzte das Anlegen der Über tragungs-Vorspannung von der Rückseite des Übertragungsbandes 2 das Potential des Bandes 2 bei der Klemmstelle bzw. bei dem Übertragungsbereich, die bzw. der der Bild übertragung zugeordnet ist. Infolgedessen wurde die Entladung zwischen der Trommel 1 und der Übertragungsrolle 16 verringert bzw. begrenzt, so daß das Tonerstreuen vermieden wurde. Es wurde ebenso gefunden, daß die spezifischen Oberflächenwiderstände mit weniger als 1 × 10¹⁴ Ω fehlerhafte Bilder beseitigten.

Fig. 5 zeigt den spezifischen Oberflächenwiderstand der rückwärtigen Schicht 2b und den spezifischen Oberflächenwiderstand der Frontschicht 2a jeweilig auf der Ordinate und Abszisse. Fig. 5 zeigt wie die Kombination des spezifischen Oberflächenwiderstandes der Vorderschicht 2 und jener der Rückschicht 2b das Tonerstreuen beeinflußt bzw. bewirkt, wie dies ebenso durch Experimente bestimmt wurde. Für die Experimente wurden Proben verwendet mit jeweils einer bestimmten Kombination der obigen beiden spezifischen Widerständen. In Fig. 5 zeigen Kreise und Quadrate "gute" Ergebnisse an, wohingegen Kreuze "keine guten" Ergebnisse anzeigen; Kreise und Quadrate sind hinsichtlich des spezifischen Oberflächenwiderstandes identisch und unterscheiden sich nur in anderen Faktoren einschließlich des Materials.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückschicht bzw. rückwärtigen Schicht auf Werte oberhalb einschließlich 10⁹ Ω begrenzt und der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderschicht 2a ist auf Werte von weniger als 10¹⁴ Ω begrenzt. Indem die obere Grenze des spezifischen Oberflächenwiderstandes der Frontschicht 2a begrenzt wird, war es möglich, eine Entladung zwischen der Trommel 1 und dem Blatt S zu vermeiden und deshalb Bilder zu erzeugen, die frei von einem Tonerstreuen sind.

Eine Reihe von Experimenten wurde in Übereinstimmung mit JIS K6911 durchgeführt, um eine Beziehung zwischen den spezifischen Oberflächenwiderständen des Übertragungs bandes 2 und der Trennung und dem Fördern des Blattes S zu bestimmen. Das Trennen und das Fördern des Blatts S wurde bewertet und zwar ausgedrückt durch die Trennung des Blattes S von der Trommel 1 und dem Haften des Blattes S an dem Übertragungsband 2. Elf Proben die sich jeweils voneinander hinsichtlich des spezifischen Oberflächenwider standes der Frontschicht bzw. Vorderschicht 2a und der Rückschicht 2b unterscheiden, wenn sie mit einer Gleichspannung von 100 V verwendet werden, wurden vorbereitet. Die Experimente wurden in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (Temperatur von 20°C und Feuchtigkeit von 90%) durchgeführt, bei der die Trennung und das Fördern wahrscheinlicher gestört ist. Die Ergebnisse derartiger Experimente sind in den Fig. 6 und 8 gezeigt, wobei Kreise ein "gutes" und Kreuze ein "nicht gutes" Ergebnis bedeuten.

Die Fig. 6 und 8 zeigen Proben A, B, C und D, die ein wünschenswertes Fördern oder ein wünschenswertes Trennen realisieren, während die anderen Proben E bis K fehlerhaft sind. Bei allen Proben A bis D wurde der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückschicht 2b auf die Größenordnung von 10⁹ Ω oder darüber begrenzt und der spezifische Oberflächen widerstand der Vorderschicht 2a wurde auf die Größenordnung von 10⁸ Ω oder darüber begrenzt. Wie Fig. 6 anzeigt, wird, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückschicht 2b in der Größenordnung von 10⁹ Ω oder darüber ist, und wenn der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderschicht 2a auf die Größenordnung von 10⁸ Ω begrenzt ist, ein wünschenswertes Fördern erzielt. Das wünschenswerte Fördern bzw. Fördern in einer gewünschten Qualität tritt bei der Fläche bzw. dem Bereich der Fig. 6 auf, die bzw. der durch eine Schraffur angezeigt ist.

Andere Experimentreihen wurden in Übereinstimmung mit JIS K6911 durchgeführt, um eine Beziehung zwischen dem Tonerstreuen und der Platztrennung und dem Fördern und den spezifischen Oberflächenwiderständen des Blattes S zu bestimmen.

Elf Proben, die sich voneinander hinsichtlich des Oberflächenwiderstandes der Vorder schicht 2a und jener der Rückschicht 2b unterscheiden, wenn eine Gleichspannung von 100 V angelegt wurde, wurden vorbereitet. Das Tonerstreuen und die Trennung und das Fördern des Blattes S wurden bei jeder der elf Proben bestimmt. Hinsichtlich des Toner streuens wurden die Experimente bei einer Umgebung mit geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit (Temperatur von 10°C und Feuchtigkeit von 15%) durchgeführt, bei der ein Tonerstreuen wahrscheinlicher ist. Hinsichtlich der Trennung und hinsichtlich des Förderns wurden die Experimente in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit durchgeführt (Temperatur von 30°C und Feuchtigkeit von 90%). Die Ergeb nisse derartiger Experimente sind in den Fig. 6 und 9 gezeigt; die Kreise bedeuten "gut" und die Kreuze bedeuten "nicht gut".

Wie in den Fig. 6 und 9 gezeigt ist, waren die Proben A bis D hinsichtlich der Tren nung und des Förderns wünschenswert, wohingegen die anderen fehlerhaft bzw. unzufrie denstellend waren. Die Proben A bis C und die Proben E, F und I bis L waren wünschens wert bzw. erstrebenswert hinsichtlich des Tonerstreuens, während die anderen Proben fehlerhaft waren. Es wurde gefunden, daß das Trennen und das Fördern und das Toner streuen jeweils in einen bestimmten Bereich von spezifischen Oberflächenwiderständen wünschenswert war. D. h. die Proben A bis C waren sowohl hinsichtlich der Trennung und hinsichtlich der Förderung als auch hinsichtlich des Tonerstreuens wünschenswert während die anderen Proben jeweils in einem davon wünschenswert waren, aber in der anderen Eigenschaft fehlerhaft oder in beiden davon fehlerhaft waren.

Studien der obigen Ergebnisse zeigten, daß, wenn man auf die Proben achtet, die sowohl hinsichtlich der Trennung und der Förderung als auch hinsichtlich des Tonerstreuens wünschenswert waren, die Proben, die hinsichtlich der Trennung und des Förders wün schenswert waren, ebenso hinsichtlich des Tonerstreuens wünschenswert waren. Durch ausgedehnte Studien wurde die sehr interessante Tatsache gefunden, daß die spezifischen Oberflächenwiderstände, die bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuch tigkeit gemessen wurden, einen Einfluß auf die Trennung und das Fördern haben, d. h. die spezifischen Oberflächenwiderstände, die bei einer derartigen Umgebung gemessen wurden, bewirken bzw. beeinflussen sowohl die Trennung und die Förderung als auch das Toner streuen. Insbesondere gibt es die Tendenz, daß, wenn der spezifische Oberflächenwider stand der vorderen Schicht bzw. Vorderschicht des Bandes, der bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gemessen wird, gleich ist oder geringer ist, als der spezifische Oberflächenwiderstand der rückwärtigen Schicht bzw. Rückschicht, das Ergebnis sowohl hinsichtlich der Trennung und der Förderung als auch hinsichtlich dem Tonerstreuen wünschenswert ist (Proben A bis C). Im Gegensatz hierzu, wenn der spezi fische Oberflächenwiderstand der Vorderschicht, der bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gemessen wird, höher ist als der spezifische Ober flächenwiderstand der Rückschicht, war eine Eigenschaft oder beide Eigenschaften von der Trenn- und Fördereigenschaft und der Tonerstreueigenschaft verschlechtert (Proben E bis H).

Bei den obigen Experimenten wurde das Trennen und Fördern bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gemessen, wohingegen das Streuen bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit gemessen wurde. Derartige Zustände bzw. Bedingungen sind für die einzelnen Faktoren am schwersten. Die Proben, die hinsichtlich der Trennung und dem Fördern in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit wünschenswert sind, sind ebenso bei einer Atmosphäre normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit (Büros werden im allgemeinen bei einer Temperatur von ca. 23°C und einer Feuchtigkeit von ca. 65% gehalten) und bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit wünschenswert, wie durch Experimente bestimmt wurde. Zusätzlich sind die Proben, die hinsichtlich des Tonerstreuens bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit wünschenswert sind, ebenso bei einer Umgebung mit der üblichen Temperatur und der üblichen Feuchtigkeit und bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit wünschenswert, wie ebenso durch Experimente bestimmt wurde.

Um beides, nämlich eine wünschenswerte Trennung und ein wünschenswertes Fördern sowie eine Verhinderung des Tonerstreuens zu erzielen, sollte ein Übertragungsband verwendet werden, das eine Vorderschicht und eine Rückschicht aufweist, deren Ober flächenwiderstände, gemessen bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, eine vorausgewählte Beziehung erfüllen, die oben dargelegt wurde. Zusätzlich wurde gefunden, daß sowohl das Trennen und Fördern als auch das Tonerstreuen sicherer verbessert werden, wenn die spezifischen Oberflächenwiderstände jeweils in einem be stimmten Bereich liegen. Der bestimmte Bereich ist höher als einschließlich 1 × 10⁹ Ω, aber geringer als 1 × 10¹⁴ Ω für die Rückschicht 2b oder höher als 1 × 10⁸ Ω einschließlich, aber geringer als 10¹⁴ Ω für die Vorderschicht 2a, und zwar gemessen bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit bis zu einer Umgebung mit hoher Tempe ratur und hoher Feuchtigkeit.

Die Volumenwiderstände der Proben wurden ebenso in Übereinstimmung mit JIS K6911 gemessen, indem eine Gleichspannung von 100 V angelegt wurde. Die Messungen zeigten, daß spezifische Volumenwiderstände in der Größenordnung zwischen 10⁹ Ωcm und der Größenordnung von 10¹⁴ Ωcm eine wünschenswerte Trennung und Förderung und ein wünschenswertes Tonerstreuen bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit bis zu einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit realisier ten.

Darüber hinaus ist es hinsichtlich der Fig. 9 bemerkenswert, daß die Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand der Vorderschicht 2a und jenem der Rückschicht 2b, die sowohl das Trennen und Fördern als auch das Tonerstreuen bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit erfüllen, bei der Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit invertiert ist. Insbesondere stellt, wie zuvor darge legt, die Hauptbedingung dar, daß die Proben A bis C, die sowohl das Trennen und Fördern als auch das Tonerstreuen erfüllen, jeweils spezifische Oberflächenwiderstände haben, die miteinander gemäß der Beziehung "spezifischer Oberflächenwiderstand der Vorderseite ≦ spezifischer Oberflächenwiderstand der Rückseite" bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in Beziehung stehen. Fig. 9 zeigt zusätzlich, daß alle Proben A bis C spezifische Oberflächenwiderstände haben, die gemäß der Beziehung "spezifischer Oberflächenwiderstand der Vorderseite ≧ spezifischer Oberflächenwiderstand der Rückseite" bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit invertiert sind. Dies zeigt an, daß ein Übertragungsband mit der Beziehung bzw. Eigen schaft "spezifischer Oberflächenwiderstand der Vorderseite ≦ spezifischer Oberflächen widerstand der Rückseite" bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtig keit, aber mit der Beziehung "spezifischer Oberflächenwiderstand der Vorderseite ≧ spezifischer Oberflächenwiderstand der Rückseite" bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit weiter das Trennen und Fördern begünstigt und ein Tonerstreuen vermeidet.

Hinsichtlich der Trennung und des Förderns und der Verhinderung von Tonerstreuen wurde ein Übertragungsband, das die Beziehung bzw. die Eigentschaft "spezifischer Oberflächen widerstand der Vorderseite ≦ spezifischer Oberflächenwiderstand der Rückseite" sowohl in einer Umgebung mit hoher Temperatur und höher Feuchtigkeit als auch in einer Umge bung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit aufweist und das den obigen optimalen spezifischen Oberflächenwiderstandsbereich erfüllt, getestet. Diese Art von Band wurde als akzeptable gefunden, aber nicht wünschenswert.

Zusammengefaßt kann man sehen, daß die vorliegende Erfindung einen Bilderzeugungs apparat und eine Bildübertragungsvorrichtung dafür bereitstellt, die sicher ein Tonerstreuen vermeidet und die das Trennen und Fördern eines Aufzeichnungsmediums in einem merk lichen Grad verbessert.

Während die gezeigte Ausführungsform sich auf einen Bildträger in der Form eines fotolei tenden Elements konzentriert hat, kann erfindungsgemäß der Bildträger auch als ein Zwischenübertragungsköper realisiert sein, über bzw. vermittelt durch den ein Tonerbild von dem fotoleitenden Element zu einem Blatt überragen wird. Das Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums ist nicht auf ein Übertragungsband beschränkt, sondern kann als eine Übertragungstrommel zum Wickeln bzw. Winden des Übertragungs mediums um bzw. entlang der Trommel oder eines Abschnitts davon realisiert werden. Das Übertragungsband, das wie gezeigt und beschrieben zwei Schichten aufweist, kann durch ein Übertragungsglied ersetzt werden, das eine Laminatstruktur hat, einschließlich drei oder mehrerer Schichten. Das Übertragungsband kann aus einem jeglichen geeigneten Material ausgebildet sein, das sich von dem gezeigten und beschriebenen Material unterscheidet, so lange es die Beziehung zwischen den spezifischen Oberflächenwiderständen und den numerischen Bereichen erfüllt. Die Übertragungsrolle, die die Rolle einer Übertragungs elektrode spielt und dem Anlegen einer Übertragungsvorspannung an das Förderglied dient, kann durch eine Bürste, eine Klinge oder sogar eine Koronaladeeinrichtung ersetzt werden, die nicht das Förderglied berührt. Die Übertragungsrolle kann das Förderglied selbst an der Klemmstelle bzw. in dem Übertragungsbereich für die Bildübertragung berühren, und zwar im Unterschied zu der Position stromabwärts der Klemmstelle. Die Bildübertragung kann vorzugsweise entweder durch eine Konstantstromsteuerung oder durch eine Konstant spannungssteuerung gesteuert werden.

Der hierin verwendete Term "spezifischer Oberflächenwiderstand" entspricht dem eng lischen Fachausdruck "surface resistivity" und bezeichnet den Widerstand basierend auf einer quadratischen Einheitsfläche mit 1 cm × 1 cm.

Die Erfindung läßt sich insbesondere wie folgt zusammenfassen: Ein Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums, das ein Tonerbild trägt, das darauf von einem Bildträger übertragen wurde, eine Bildübertragungsvorrichtung, die das Förderglied enthält, und ein Bilderzeugungsapparat, der die Bildübertragungsvorrichtung enthält, sind offenbart. Das Förderglied weist einen spezifischen Oberflächenwiderstand auf, der so reguliert ist, daß er verhindert, daß Toner auf ein Aufzeichnungsmedium gestreut wird. Ebenso wird der Bereich bzw. die Spanne des spezifischen Oberflächen widerstandes oder die Beziehung bzw. das Verhältnis zwischen den spezifischen Ober flächenwiderständen der Vorderschicht und der Rückschicht, die das Förderglied ausbilden, so ausgewählt, daß ein Fördern des Aufzeichnungsmediums gewährleistet ist, und fehlerhaf te Bilder, die einer fehlerhaften Bildübertragung zugeschrieben werden können, vermieden werden können.

Claims

1. Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums in einem Bilderzeugungsapparat, das ein Tonerbild trägt, das von einem Bildträger übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite des För dergliedes, die von dem Bildträger entfernt ist bzw. diesem abgewandt ist, einen spezifi schen Oberflächenwiderstand hat, der gleich oder höher ist als ein spezifischer Oberflä chenwiderstand der Vorderseite des Fördergliedes, die nahe dem Bildträger ist bzw. diesem zugewandt ist.

2. Förderglied nach Anspruch 1, bei welchem die spezifischen Oberflächenwiderstände des Fördergliedes in einer Umgebung mit hoher Temperatur von 30°C und hoher Feuchtig keit von 90% gemessen werden.

3. Förderglied nach Anspruch 2, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite größer oder gleich 1 × 10⁸ Ω, aber kleiner ist als 1 × 10¹⁴Ω, wohingegen der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückseite größer oder gleich 1 × 10⁹ Ω ist, aber nied riger ist als 10¹⁴ Ω.

4. Förderglied nach Anspruch 1, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite größer oder gleich als 1 × 10⁸ Ω, aber kleiner als 1 × 10¹⁴Ω ist.

5. Förderglied nach Anspruch 1, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückseite größer oder gleich 1 × 10⁹ Ω aber kleiner als 1 × 10¹⁴ Ω ist.

6. Förderglied nach Anspruch 1, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite größer oder gleiche 1 × 10⁸ Ω ist, aber kleiner als 1 × 10¹⁴ Ω ist, wohingegen der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückseite größer oder gleich 1 × 10⁹ Ω ist, aber kleiner als 10¹⁴ Ω ist.

7. Förderglied nach Anspruch 6, das ein Band umfasst.

8. Förderglied nach Anspruch 6, das eine Trommel umfasst.

9. Förderglied nach Anspruch 6, das eine Anzahl von Schichten umfasst, die jeweils aus einem bestimmten Material ausgebildet sind.

10. Förderglied nach Anspruch 6, das einen spezifischen Volu menwiderstand hat, der größer oder gleich als etwa 10⁹ Ωcm ist, aber kleiner als etwa 10¹⁴ Ωcm ist.

11. Förderglied zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums in einem Bilderzeugungsap parat, das ein Tonerbild trägt, das von einem Bildträger übertragen wird, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rückseite des Fördergliedes, die entfernt von dem Bildträger oder diesem abgewandt ist, einen spezifischen Oberflächenwiderstand hat, der höher als ein spezifischer Oberflächenwiderstand der Vorderseite des Fördergliedes ist, die dem Bildträger nahe ist bzw. diesem zugewandt ist, wenn die Messung bei einer Umgebung mit hoher Temperatur von 30°C und hoher Feuchtigkeit von 90% erfolgt, aber niedriger als der spezifische Ober flächenwiderstand der Vorderseite ist, wenn die Messung bei einer Umgebung mit niedriger Temperatur von 10°C und Feuchtigkeit von 15% erfolgt.

12. Förderglied nach Anspruch 11, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite größer oder gleich ist als 1 × 10⁸ Ω, aber geringer ist als 1 × 10¹⁴ Ω.

13. Förderglied nach Anspruch 11, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückseite größer oder gleich 1 × 10⁹ Ω ist, aber geringer ist als 10¹⁴ Ω.

14. Förderglied nach Anspruch 11, bei welchem der spezifische Oberflächenwiderstand der Vorderseite größer oder gleich 1 × 10⁸ Ω ist, aber niedriger ist, als 1 × 10¹⁴ Ω, wohinge gen der spezifische Oberflächenwiderstand der Rückseite größer oder gleich 1 × 10⁹ Ω, aber niedriger ist als 10¹⁴ Ω.

15. Bilderzeugungsapparat der folgendes umfasst

- einen Bildträger zum Ausbilden eines Tonerbildes darauf;
- ein Förderglied nach Anspruch 1 bis 14 zum Fördern eines Aufzeichnungsmediums, auf das das Tonerbild von dem Bildträger übertragen wird; und
- eine Übertragungselektrode zum Anlegen einer Bildübertragungsvorspannung an das Förderglied.