DE3002654A1

DE3002654A1 - Elektrostatographische einrichtung

Info

Publication number: DE3002654A1
Application number: DE19803002654
Authority: DE
Inventors: Shigeru Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1980-07-31
Also published as: US4453820A; JPS55100582A; GB2040226B; GB2040226A

Description

DR. BERG PIPI .-ING. STaPF DIPL.-ING. SCHWA3F DR. DR. S/NDMAIR

PATENTANWÄLTE 3 Q Q 2 6

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 30 659

25. Jan. 1980

Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan

Elektrostatographische Einrichtung

VII/XX/Ktz

030031/0840

• (089) 9812 72 Tdegnunme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122 850

988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70OSOH) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bay« VaeSnstaik Manchen 453100 (BLZ 70020270) 983310 052456OBEROd Postscheck München65343-808 (BLZ 70010080)

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Anwaltsakte: 30 659 **

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine elektrostatographische Einrichtung, wie ein elektrostatographisches Kopiergerät, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

In einer derartigen Einrichtung wird ein elektrostatisches Bild auf einem dielektrischen Teil, beispielsweise einer Trommel geschaffen. Das elektrostatische. Bild wird unmittelbar durch eine Aufzeichnungs-Elektrodenanordnung oder eine Stiftrohranordnung gebildet. Die Trommel kann jedoch auch photoleitfähig sein, wobei sie in diesem Fall dann gleichförmig geladen und dann bildmäßig mit einer Vorlage belichtet wird, um durch eine örtlich festgelegte Photoleitung das elektrostatische Bild zu schaffen.

Nach einer Ausbildung des elektrostatischen Bildes wird Toner auf die Trommel aufgebracht, um dadurch das elektrostatische Bild in ein Tonerbild zu entwickeln. Das Tonerbild wird an ein Kopierblatt übertragen und auf diesem fixiert, um dadurch eine fertige Kopie zu erzeugen.

Der Toner kann entweder ein Einkomponenten- oder ein Zweikomponententoner sein. Ein Zweikomponententoner weist ferromagnetische Trägerpartikel und nichtmagnetische Tonerpartikel auf, welche letztere einen hohen spezifischen elektrischen

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Widerstand haben. Ein Einkomponenten-Toner muß ferromagnetisch sein und weist im allgemeinen einen niedrigen, spezifischen elektrischen Widerstand in der Größenordnung von 10 Q/cm auf. Verglichen mit dem Zweikomponententoner hat der Einkomponententoner die Vorteile, daß er keine Tonerdichtekontrolle erfordert und daß seine Eigenschaften sich mit der Zeit nur sehr gering verändern. Folglich kann ein Einkomponententoner lange Zeit gelagert werden, ohne daß er ersetzt oder ausgetauscht werden muß.

Der Einkomponententoner hat jedoch den Nachteil, daß er nicht in der Lage ist, genug elektrostatische Ladung zu halten, und seine Polarität nach einer Entwicklung des Tonerbildes umgekehrt wird. Folglich ist es schwierig, das Tonerbild ohne eine Verschlechterung an ein Kopierblatt zu übertragen.

Zur Überwindung dieser Nachteile sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. Bei dem einen Vorschlag wird der spezifische elektrische Widerstand desToners erhöht. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Kunstharzkomponente bezüglich der ferromagnetischen Komponente erhöht wird. Dies kann jedoch nur in einem begrenzten Bereich vorgenommen werden, ohne den Entwicklungswirkungsgrad ernsthaft zu verschlechtern.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, während der Entwicklung eine elektrostatische Ladung von einer äußeren Quelle aus aufzubringen. Eine derartige Ladung hat jedoch eine stark verschlechternde Wirkung auf das elektrostatische Bild auf der

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Trommel.

Bei einem weiteren Vorschlag wird das Kopierblatt geladen, wodurch die Nachteile der vorstehend angeführten Verfahren überwunden sind. Jedoch ändert sich der Ubertragungswirkungsgrad innerhalb eines großen Bereichs entsprechend der Feuchtigkeit der Kopierblätter, was wiederum eine Änderung in der Ladungsmenge auf den Blättern zur Folge hat. Die Schwierigkeit kann überwunden werden, indem eine Isolierschicht auf den Kopierblättern vorgesehen wird. Hierdurch erhöhen sich jedoch die Kosten für die Kopierblätter stark. Bei einem weiteren Verfahren wird eine Heizeinrichtung vorgesehen, um die Blätter vor dem Übertragungsvorgang zu entfeuchten. Hierdurch erhöhen sich jedoch die Kosten für das Kopiergerät und sein Aufbau wird komplizierter; ferner kommt es auch zu einer nicht einwandfreien Tonerbildübertragung, da entfeuchtete glatte bzw. ebene Papierblätter in sich nicht allzu eben sind.

Die Erfindung soll daher eine elektrostatographische Einrichtung schaffen, mit welcher ein Tonerbild mit Hilfe eines Einkomponententoners mit einem niedrigen elektrischen, spezifischen Widerstand wirksam an ein Kopierblatt übertragen werden kann, ohne daß eine Transferspannung angelegt wird. Bei der Erfindung ist dies bei einer elektrostatographischen Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenenden Teil dieses Anspruchs 1 erreicht.

Hierbei wird ein elektrostatisches Bild auf einer Trommel aus-

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gebildet und mittels eines Einkomponententoners mit einem niedrigen elektrischen spezifischen Widerstand entwickelt, um dadurch ein Tonerbild zu schaffen. DasTonerbild wird durch leichtes Andrücken an ein Transferband übertragen, dessen Oberfläche aus einem RTV-Silikonkautschuk oder einem anderen Material mit einer hohen Affinität bezüglich des Toners besteht . Das Tonerbild wird erwärmt, um es auf dem Band zu schmelzen, worauf dann ein Kopierblatt gegen das Band gedrückt wird, um dadurch das Tonerbild an das Kopierblatt zu übertragen. Somit ist durch die Erfindung die Güte einer elektrostatographischen Wiedergabe mit Hilfe eines Einkomponententoners wesentlich verbessert, so daß eine insgesamt verbesserte elektrostatographische Einrichtung geschaffen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektrostatographischen Einrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 einen Teil einer Schnittansicht eines Übertragungsoder Transferbandes der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In Fig. 1 ist eine elektrostatographische Einrichtung gemäß der Erfindung in Form eines elektrostatischen Kopiergeräts dar-

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gestellt, das in seiner Gesamtheit mit 11 bezeichnet ist. Das Kopiergerät 11 weist eine Trommel 12 mit einer photoleitfähigen Oberfläche auf, welche mit konstanter Drehzahl im Uhrzeigersinn gedreht wird. Mittels einer Koronaladeeinrichtung 13 wird eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf die Trommel aufgebracht; danach wird mittels einer optischen Einrichtung 14, die schematisch durch eine Sammellinse dargestellt ist, eine Vorlage 16 bildmäßig auf die Trommel 12 aufgebracht und auf dieser scharf eingestellt, um durch eine örtlich festgelegte Photoleitung ein elektrostatisches Bild zu schaffen. Mittels einer Entwicklungseinrichtung 17 wird dann ein magnetischer Einkomponententoner mit einem niedrigen elektrischen spezifischen Widerstand auf die Trommel 12 aufgebracht, um das elektrostatische Bild in ein Tonerbild zu entwickeln. Das Lichtbild (der Vorlage) ist auf die Trommel 12 in der Weise aufgebracht, daß auf dieser ein nicht-umgekehrtes elektrostatisches Bild geschaffen ist. Mit anderen Worten, das Tonerbild auf der Trommel 12 sieht genauso aus wie das Bild auf der Vorlage 16 und ist kein Spiegelbild davon wie bei einem herkömmlichen elektrostatischen Kopiergerät.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist ein endloses Band 18 um Rollen 19 und 21 geführt und wird mit derselben Oberflächengeschwindigkeit wie die der Trommel 12 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Die äußere Fläche des Bandes 18 ist mit einem Silikonkautschuk versehen, welcher eine hohe Affinität zu dem Toner hat, und liegt an einer mit 22 bezeichneten

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Stelle leicht an der Trommel 12 an. Vorzugsweise liegt ein Teil des Bandes 18, welches um die Trommel 19 geführt ist, an der Stelle 22 an der Trommel 12 an, um sicherzustellen, daß es fest und gleichmäßig, aber leicht anliegt.

Aufgrund der Zusammensetzung des Bandes 18 wird das Tonerbild von dem Band an die Trommel 12 mit einem Wirkungsgrad von annähernd 100% übertragen. Hierzu wird keine elektrische Ubertragungsspannung angelegt, sondern dies ist nur aufgrund der hohen Affinität des Bandes 18 zu dem Toner erreicht. Mit anderen Worten, der Toner haftet sehr leicht an dem Band 18.

Das Tonerbild auf dem Band 18 ist ein Spiegelbild des Bildes auf der Trommel 12 und läuft an einer Heizeinrichtung 23 vorbei, durch welche der Toner auf den Schmelzpunkt erhitzt wird. Ein Kopierblatt 24 wird an dem Band 18 mittels einer Rolle 26 in Anlage gebracht, welche das Blatt gegen einen Teil des um die Rolle 21 herum geführten Bandes 18 drückt. Hierdurch wird dann das geschmolzene Tonerbild an das Kopierblatt 24 übertragen. Aufgrund der Tatsache, daß das Tonerbild an das Kopierblatt 24 in geschmolzener Form übertragen wird, wird es auf diesem durch das Abkühlen und Hartwerden des Toners fixiert. Folglich stellen die übertragungs- und Fixiervorgänge eine Einheit dar und es ist keine gesonderte Fixiereinrichtung erforderlich. Natürlich ist auch keine Ubertragungsspannung erforderlich, um das geschmolzene Tonerbild an das Kopierblatt 24 zu übertragen und das Bild auf dem Kopierblatt 24 ist nicht umgekehrt. Ferner sind noch Förderrollen 27 vorgesehen, durch

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welche die fertige Kopie in eine Ablage 28 ausgetragen wird.

Obwohl es nicht dargestellt ist, sind Einrichtungen vorgesehen, um den Resttoner von der Trommel 12 zu entfernen und die Trommel 12 vor dem Aufbringen eines weiteren Bildes zu entladen. Jedoch kann infolge des hohen Wirkungsgrades bei der übertragung des Tonerbildes von der Trommel 12 an das Band 18 die Reinigungseinrichtung im Vergleich zu den herkömmlichen Einrichtungen im Hinblick auf ihre Größe und Leistung wesentlich kleiner ausgebildet werden.

Mittels einer Reinigungseinrichtung 29 wird der Resttoner von dem Band 18 entfernt; mittels einer Kühleinrichtung 31 mit einem Gebläse u.a. wird das Band 18 vor einem weiteren Übertragungsvorgang gekühlt. Vorzugsweise weist die Reinigungseinrichtung 29 eine Heizeinrichtung auf, um den Reinigungswirkungsgrad dadurch zu erhöhen, daß sich der Toner von dem Band 18 sehr leicht in geschmolzenem Zustand entfernen läßt.

Das Band 18 weist üblicherweise einen Inneren Träger 18a aus einem bis zu 100μπι dicken Polyimidfilm auf. Eine dünne Aluminiumschicht 18b ist durch Aufdampfen auf dem Träger 18a ausgebildet, und eine 10 bis 100 Mikron dicke äußere Schicht 18c aus RTV-Silikon-Kautschuk ist auf der Aluminiumschicht 18b ausgebildet. Die Aluminiumschicht 18b hat eine hohe thermische Leitfähigkeit, um dadurch ein schnelles Erwärmen und Abkühlen des Bandes 18 zu erleichtern_o

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Die Kühleinrichtung 31 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß sich die Temperatur des Bandes 18 erhöht und dadurch die Ober flächentemperatur der Trommel 12 erhöht wird, was eine nachteilige Wirkung auf die Ausbildung eines Bildes und dessen Entwicklung haben würde. Wenn die übertragungsgeschwindigkeit niedrig ist, kann die Kühleinrichtung 31 entfallen, da das Band verhältnismäßig lange mit dem Blatt 24 in Kontakt bleibt und dadurch abgekühlt wird. Bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten muß dasBand 18 jedoch stark gekühlt werden» Durch die mit einer Heizeinrichtung versehene Reinigungseinrichtung 29 wird die Temperatur des Bandes 18 ebenfalls erhöht und muß daher aufjeden Fall gekühlt werden. Da aufgrund einer Koronaladung bei der Erfindung eine sehr schnelle Tonerbildübertragung von der Trommel 12 an das Band 18 erreicht ist, ohne daß eine Übertragungsspannung oder ein entsprechendes Potential angelegt ist, hat dies keine nachteilige Wirkung auf das elektrostatische Bild auf der Trommel 12. Aus diesem Grund eignet sich die Erfindung insbesondere für ein Mehrfachkopieren, bei welchem ein elektrostatisches Bild auf der Trommel 12 ausgebildet wird und mehrmals entwickelt wird. Jedes sich hierbei ergebende Tonerbild wird dann an ein entsprechendes Kopierblatt übertragen. Dies kann schnell durchgeführt werden, da die Trommel 12 nur einmal bildmäßig belichtet wird und die Kopiergeschwindigkeit im allgemeinen durch die Lichtempfindlichkeit der Trommel 12 begrenzt ist. Wenn jedoch der spezifische elektrische Widerstand des Toners sehr niedrig ist, nimmt das Potential des elektrostatischen Bildes oder der elektrostatischen Ladung auf der

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Trommel 12 infolge von Verlusten über den Toner während jedes Entwicklüngsvorgangs allmählich ab, was itfiederum eine allmähliche Abnahme des Schvjärzungsgrades auf den Kopien zur Folge hat. Daher sollte der spezifische elektrische Widerstand des Toners so hoch wie möglich sein. Außerdem kann dies dadurch ausgeglichen werden, daß die Entwicklungsvorspannung allmählich verringert wird»

In der Praxis kann auch Zweikomponententoner verwendet werden. Jedoch muß dann das Band 18 mit einem verhältnismäßig hohen Druck gegen die Trommel 12 gedrückt werden, um noch eine akzeptable Tonerbildübertragung zu erhalten= Dies ist jedoch nicht vorteilhaft _B da durch einen derartig hohen Änlagedruck die empfindliche photoleitfähige Schicht auf der Trommel 12 beschädigt würde«, Eine Tonerbild-Übertragung mit Hilfe eines Zweikomponentenentwicklers ist auch schwierig, da das Tonerbild eine Dicke entsprechend dem Durchmesser von mehreren Tonerpartikeln hat, während bei einem Einkomponententoner die Dicke des Tonerbildes nur gleich dem Durchmesser von jeweils einem Tonerpartikel ist. Mit anderen Worten, das mit einem Einkomponententoner geschaffene Tonerbild besteht aus einer einzigen Schicht Tonerpartikel, während das mit einem Zweikomponententoner geschaffene Bild eine Anzahl Schichten aus Tonerpartikeln aufweist.

Ferner ist mit der Erfindung ein übertragung si-iirkungsgr ad von annähernd 100 % erreicht, wobei nur ein leichter Kontakt zwischen der Trommel 12 und dem Band 18 besteht, wodurch die

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Trommel 12 nicht beschädigt wird.

Durch die Erfindung sind somit die Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen überwunden und es ist eine elektrostatographische Einrichtung geschaffen, mit welcher in verbesserter Weise Kopien hoher Güte hergestellt werden können. Im Rahmen der Erfindung sind auch verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann das Band 18 durch eine Trommel ersetzt werden.

Ende der Beschreibung

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Claims

DR. BERG DIPL. IMi. STAPF DIPL.-ING. SCHWASE DR. Ό'λ. S^NDMAIR

PATENTANWÄLTE
Postfach 86 02 45 · 8000 München 86 3 Q Q 2 6 5 4

Anwaltsakte: 30 659

Patentansprüche

1· Elektrostatographische Einrichtung mit einem dielektrischen Teil, mit einer Abbildungseinrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen Bildes auf dem dielektrischen Teil und mit einer Entwicklungseinrichtung zum Aufbringen eines Einkomponenten-Toners auf das dielektrische Teil, um das elektrostatische Bild in ein Tonerbild zu entwickeln, gekenn zeichnet durch eine erste übertragungseinrichtung mit einem Ubertragungsteil (18), dessen Oberfläche aus einem Material (18c) mit einer hohen Affinität zu dem Toner gebildet ist_;und mit einer Einrichtung (19), um die Oberfläche leicht gegen das dielektrische Teil (12) zu drücken, um dadurch das Tonerbild an die Oberfläche zu übertragen; durch eine Heizeinrichtung (29) zum Erwärmen des.Tonerbildes auf der Oberfläche, damit es schmilzt; und durch eine zweite übertragungseinrichtung (26) , die ein Kopierblatt gegen die Oberfläche drückt, um das Tonerbild an das Kopierblatt (24) zu übertragen. - 2 -

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φ(089)981272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bsnk München 4410122850

988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70)20011) Swifl Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayet Vereinsbanic München 453100(BLZ 70020270) 983310 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808(BLZ 70010080)
2. Einrichtung nachAnspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Material (18c) Silikongummi- oder kautschuk aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (18c) RTV-Silikonkautschuk oder -gummi aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner einen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t, daß das übertragungsteil (18) eine Schicht mit hoher thermischen Leitfähigkeit aufweist und daß die Einrichtung eine Kühleinrichtung (31) zum Kühlen des Übertragungsteils (18) nach dem Übertragen des Tonerbildes auf das Kopierblatt (24) aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Teil (12) und das übertragungsteil (18) endlose, sich drehende und aneinanderliegende Oberflächen aufweisen.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil die Form eines endlosen Bandes (18) hat.

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8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Teil die Form einer Trommel

(12) hat.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Teil (12) photoleitfähig ist_/und daß die Abbildungseinrichtung eine Ladeeinrichtung (13) zum
Laden des dielektrischen Teils (12) und eine optische Einrichtung (14) aufweist, um nach dem Laden eine Vorlage (16) bildmäßig auf das dielektrische Teil (12) aufzubringen und dort
scharf einzustellen.
10. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine mit einer Heizeinrichtung versehene Reinigungseinrichtung (29) zum Reinigen des Ubertragungsteils (18) nach
dem übertragen des elektrostatischen Bildes an das Kopierblatt (24) und vor dem Kühlen durch die Kühleinrichtung (31).

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