DE2152501A1

DE2152501A1 - Vorrichtung zur uebertragung von pulverfoermigen tonerbildern

Info

Publication number: DE2152501A1
Application number: DE19712152501
Authority: DE
Inventors: Ulrich Krekeler; Guenther Maurischat; Roland Dr Szostak
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1971-10-21
Filing date: 1971-10-21
Publication date: 1973-04-26
Also published as: US3866573A; DE2152501B2

Description

AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT München, den 21. Oktober 1971

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Leverkusen

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Vorrichtung zur Übertragung von pulverförmigen Tonerbildern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von pulverförmigen Tonerbildern von einem bildmäßig elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsträger auf einen Kopieträger, wobei dem Kopieträger im Zeitpunkt der Übertragung eine aufgeladene dielektrische Schicht hinterlegt ist, deren eletrostatische Ladung zur Übertragung des Tonerpulvers benutzt wird, und wobei die Aufladung der mit ihrer Rückseite einer leitfähigen Elektrode anliegenden dielektrischen Schicht mittels einer Koronaentladungseinrichtung erfolgt.

Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß die einer metallischen Elektrode anliegende dielektrische Schicht sich dem Aufzeichnungsträger bzw. dem Kopieträger nicht in ausreichendem Maße anschmiegt, um eine optimale Übertragung des Tonerbildes zu bewirken. Es wurde daher schon vorgeschlag«n_t die Aufladung dieser Schicht in inhomogener

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Weise vorzunehmen, um die Wirkung ihrer Ladung auf das Tonerpulver zu verstärken. Diese Inhomogenitäten können jedoch zu einer ungleichmäßigen Übertragung des Tonerbildes führen. In jedem Falle müssen aber die Ladungen aufgrund ihres stellenweise beträchtlichen Abstandes zum Tonerpulver entsprechend groß gewählt werden.

Gemäß der Erfindung besteht nun die dielektrische Schicht aus elastischem Material und ist unter Zwischenlage einer biegsamen, leitfähigen Schicht relativ kleiner Dicke auf einer elastischen Schicht relativ großer Dicke angeordnet, wobei die leitfähige Schicht mit einem Pol der Spannungsversorgung der Koronäentladungsvorrichtung in leitender Verbindung steht. Vorzugsweise ist eine dem Aufzeichnungsträger anliegende Walze mit einem aus einem Elastomer bestehenden Überzug versehen, welcher eine leitfähige Beschichtung trägt, und auf diese leitfähige Schicht ist eine elastische, dielektrische Schicht aufgebracht. Grundsätzlich könnte die leitfähige Schicht über die dielektrische Schicht überstehen und mittels eines Schleifkontaktes kontaktiert werden. Um eine vorzeitige Abnutzung der dünnen leitfähigen Schicht zu vermeiden, weist aber zweckmäßigerweis· die Walze einen leitfähigen Kern auf, und die leitfähige Schicht des Walzenbezuges setzt sich über dessen Stirnseiten bis zum Kern fort.

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Diese Anordnung gewährleistet eine beliebig große Anschmiegung der elektrostatischen Schicht an den Aufzeichnungsträger und den Kopieträger. Ihre Ladung kommt dadurch optimal zur Wirkung. Außerdem werden durch diese elastische Walze Beschädigungen der empfindlichen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers vermieden.

Die elektrostatische Schicht selbst braucht bei dieser Anordnung nur eine sehr geringe Elastizität aufzuweisen und kann entsprechend dünn sein. Infolge des hieraus resultierenden geringen Abstandes ihrer Oberfläche zur leitfähigen Schicht ist es daher möglich, mit geringen Ladespannungen große Ladungsmengen von hoher Gleichförmigkeit aufzubringen. Dieser Effekt erklärt sich vermutlich daraus, daß die Felder der auf die Oberfläche einer dünnen dielektrischen Schicht aufgebrachten Ladungsteilchen in starkem Maße an die leitfähige Schicht gebunden werden und dadurch weder den weiteren Aufladevorgang noch die Felder der benachbarten Ladungsteilchen stören. Es wurde ferner festgestellt, daß die leitfähige Schicht so dünn sein kann, daß sie weder die Walkarbeit der elektrostatischen Schicht behindert, noch selbst bei diesen Verformungen eine Beschädigung erleidet.

Um eine Verwischung des Tonerbildes beim ersten Kontakt der dielektrischen Schicht mit dem Kopieträger zu vermeiden, ist es günstig, wenn die diese Schicht tragende, der Einfachheit halber

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selbst nicht angetriebene Walze ein möglichst geringes Trägheitsmoment aufweist. Ihr Kern ist daher vorzugsweise rohrförmig gestaltet.

Im einzelnen weist gemäß weiteren vorteilhaften Merkmalen der Erfindung die Elastomerschicht eine Shorehärte von 30 bis 60 Shore und eine Dicke von 2-10 mm, die dielektrische Schicht eine Dicke von 0,02 bis 0,5 mm, und die leitfähige Schicht eine Dicke von 0,02 bis 2 ax auf. Zweckmäßig besteht die Elastomerschicht aus einem Polyurethan und die dielektrische Schicht aus einem Polyolefin,vorzugsweise Polyäthylen, oder einem halogenierten Polyolefin, vorzugsweise PVC. Zweckmäßig wird die dielektrische Schicht von einem auf die leitfähige Schicht aufgeschrumpften Schlauch mit einer Dielektrizitätskonstante von έ = 2 bis 6 gebildet. .

Das hierzu verwendete Material soll eine hohe Ozonbeständigkeit und eine möglichst glatte Oberfläche mit großem Oberflächenwiderstand (>10 J\. ) aufweisen. Es soll durchschlagfest sein und auch in dünnen Schichten eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um eine Verzerrung des Tonerbildes während des Abdrucks trotz der großen Elastizität der darunterliegenden Elastomerschicht zu verhindern.

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Als leitfähige Schicht wird vorteilhafterweise galvanisch aufgebrachtes Gold, Kadmium, Kupfer oder Zinn verwendet. Diese Materialien sind auch in dünnen Schichten gut leitend und ausreichend ozonbeständig. Sie sind so geschmeidig, daß sie auch in etwas dickeren Schichten den Verformungen des Elastomers dhne bleibende Verformung folgen können·

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Dabei zeigt

Figur 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung entlang der Linie I-I in Figur 2,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1,

Figur 3 eine schematische Darstellung des Ladevorgangs der dielektrischen Schicht und

Figur k den Feldlinienverlauf bei der Übertragung des Tonerpulvers ·

Ge«äß den Figuren 1 und 2 sind auf einer Achse 1 eines Gerätegeatelles 2 Schwenkhebel 3 und 4 gelagert, welche eine Achse 5 tragen. Auf dieser Achse 5 ist ein rohrförmiger Walzenkern 6 mittels Kugellagern leicht drehbar angeordnet. Der Walzenkern 6 ist mit einer Elastomerschicht 7 versehen, die aus PolymurethtanJoit einer Shorehärte von 30 bis 60 Shore besteht.

Die Elastomerschicht 7 ist mit einer dünnen, leitfähigen Schicht 8 beschichtet, welche einen über die Seitenflanken der Elastomerschicht 7 reichenden Teil 8a und einen dem Kern 6 aufliegenden Teil 8 b aufweist. Die Aufbringung der leitfähigen Schicht 8 erfolgt galvanisch . Hierzu wird auf die Elastomer-Oberfläche zu-

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nächst ein Haftvermittler, z.„B. ein Silan, aufgebracht. Diese Silanschicht wird nach dem Trocknen mittels einer Sprühvorrichtung mit Reduktionssdlber überzogen, wodurch sich eine in für die nachfolgende galvanische Abscheidung des duktilen Materials ausreichendem Maße leitfähige Schicht bildet.., Die eigentliche duktile Schicht besteht aus einem gut leitenden, geschmeidigen Material, wie z.B. Gold, Kadmium, * "Kupfer oder Zinn. Sie weist mindestens die eine zusammenhängende Schicht ergebende Mindestdicke von 0,02 /U auf. Ihre Maximaldicke beträgt höchstens 2 /U damit sie die Valkarbeit der darunterliegenden Elastomerschicht nicht durch zu große Steifigkeit behindern kann. Die Seitenteile 8 a und 8 b der Schicht dienen dazu, um eine leitende Verbindung mit dem Walzenkern 6 herzustellen. Auf die leitfähige Schicht 8 ist schließlich noch ein verhältnismäßig dünner Schlauch 9 mit einer Dielektrizitätskonstante £j = 2 bis 6 aufgeschrumpft.

An den Schwenkhebeln 3 und 4 greift der Anker 10 eines Zugmagneten 11 an, welcher die Walze 6 bis 9 entgegen der Wirkung einer Zugfeder 12 an einen mit einer Selenschicht I3 beschichteten Kopierzylinder anschwenkt. Bei nicht erregten Magneten 11 liegen die Schwenkhebel 3 und k gerätefesten Anschlägen 15 und an.

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Der Berührungsetelle der Walzen 6 und 8 mit dem Kopierzylinder 13,14 wird über eine Führungsbahn 17»l8-durch nicht näher dargestellte Transportmittel ein Kopieträger 19 in Pfeilrichtung A zugeführt. Die Führungsbahn 17 weist eine Ausnehmung 17 a auf, durch welche der Fühler 20 eines Mikrοschalters 21 hindurchgreift. Der Mikroschalter 21 liegt unter Zwischenschaltung eines Zeitschalters 22 im Stromkreis 23,24 des Zugmagneten 11.

Zur Aufladung der dielektrischen Schicht 9 ist ein Koronaentladimgsdraht 25 vorgesehen, welcher in einem geerdeten Koronagehäuse 26 angeordnet ist und an einer Hochspannungsversorgung 27 liegt. Der Ladestromkreis wird dadurch geschlossen, daß auch die leitfähige Schicht 8 über den Walzenkern 6 und die Schwenkhebel 3 und 4 an eine Erdleitung 28 angeschlossen ist. Um die Übertragung des Tonerpulvere nach dem Anschwenken der geladenen Walze 6 und 9 an den Kopierzylinder 131 14 zu ermöglichen, ist ferner der Kopierzylinder I3, 14 in bekannter Weise mittels eines Schleifkontaktes 29 oder dergleichen geerdet.

Die Figuren 3 und 4 zeigen den Feldlinienverlauf beim Aufladen der dielektrischen Schicht 9 sowie bei der Übertragung des Tonerpulvers. Aus Figur 3 ist ersichtlich, wie die Feldlinien der von der positiv geladenen Elektrode 25 auf die Oberfläche der dielektrischen Schicht 9 aufgesprühten positiven Ladeteilchen über-

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wiegend an die in der leitfähigen Schicht 8 influenzierten negativen Ladungsteilchen gebunden werden, sodaß sie weder das weitere Aufsprühen von Ladeteilchen behindern, noch sich gegenseitig mit ihren Feldlinien beeinflussen können«: Auf diese Weise entsteht bereits bei geringen Ladespannungen eine Aufladung der dielektrischen Schicht 9 von größer Dichte und Gleichmäßigkeit.

Sobald gemäß Figur 4 der dielektrischen Schicht 9 und dem mit ihr im Kontakt befindlichen Kopieträger 19 ein positiv geladener Aufzeichnungsträger I3 gegenübersteht, welcher negativ

wird
geladene Tonerteilchen 30 trägt, ein beträchtlicher Teil der Feldlinien der auf der Schicht 9 befindlichen positiven Ladungsteilchen zu den negativen Ladungen des Tonerpulvers gezogen. Es entsteht die für die Übertragung des Tonerpulvers 30 ^auf den Kopieträger I9 erforderliche elektrostatische Anziehungskraft, welche bei ausreichender Größe der auf der dielektrischen Schicht 9 befindlichen Ladungen die Anziehungskraft zwischen den Tonerteilchen 30 und der Schicht I3 des Aufzeichnungsträgers überwindet.

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Ansprüche

Vorrichtung zur Übertragung von pulverförmigen Tonerbildern von einem bildmäßig elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsträger auf einen Kopieträger, wobei dem Kopieträger im Zeitpunkt der Übertragung eine aufgeladene, dielektrische Schicht hinterlegt ist, deren elektrostatische Ladung zur Übertragung des Tonerpulvers benutzt wird, und wobei die Aufladung der mit ihrer Rückseite einer leitfähigen Elektrode anliegenden dielekrischen Schicht mittels einer Koronaentladungseinrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (9) aus elastischem Material besteht und unter Zwischenlage einer biegsamen, leitfähigen Schicht (8) relativ kleiner Dicke auf einer elastischen Schicht (7) relativ großer Dicke angeordnet ist, wobei die leitfähige Schicht (8) mit einem Pol der Spannungsversorgung ₍(27) der Koronaentladungseinrichtung (25»26) in leitender Verbindung steht.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Aufzeichnungsträger anliegende Walze mit einem aus einem

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Elastomer bestehenden Überzug (7) versehen ist, welcher eine leitfähige Schicht (8) trägt, und daß auf diese leitfähige
Schicht eine elastische, dielektrische Schicht (9) aufgebracht ist.
3·)Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze einen leitfähigen Kern (6) aufweist, und daß die leitfähige Schicht (8) des Walzenbezugs sich über dessen Stirnseiten bis zu diesem Kern fortsetzt.
4.)Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkern (6) rohrförmig gestaltet ist.
5·)Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (7) eine Shorehärte von 30 bis £O Shore und eine Dicke von 2 bis 10 mm, die dielektrische Schicht (9) eine Dicke von 0,02 bis 0,5 mm» und die leitfähige Schicht (8) eine Dicke von 0,02 bis 2 /U aufweist.
6. )Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch. gekennzeichnet, daß die Elastomerschicht (7) aus einem Polyurethan und die dielektrische Schicht (9) aus einem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, oder einem halogenierten Polyolefin, vorzugsweise PVC, besteht.

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7.)Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (9) von einem auf die leitfähige Schicht (8) aufgeschrumpften Schlauch mit einer Dielektrizitätskonstante von G = 2 bis 6 gebildet wird.
8.)Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht aus galvanisch
aufgebrachtem -aold, Kadmium, Kupfer oder Zinn besteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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