DE3111779A1

DE3111779A1 - Uebertragungsvorrichtung, insbesondere fuer ein elektrostatisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE3111779A1
Application number: DE19813111779
Authority: DE
Inventors: Shinichi Fujisawa Kanagawa Hashimoto; Shunichi Yokohama Nakajima; Toshimasa Sagamihara Kanagawa Takano
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1982-02-11
Also published as: US4382673A; DE3111779C2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung mit einer übertrag(ungs)walze, insbesondere für die elektrostatische übertragung eines Tonerbilds von einem Bildformelement auf einen Kopie- bzw. Aufzeichnungsträger.

Für elektrostatische Kopiergeräte sind in jüngster Zeit Übertragungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen ein Tonerbild mittels einer übertragwalze auf ein Kopierpapier als Aufzeichnungsträger übertragen wird.

Die Übertragwalze besteht aus einer schwammartigen Walze, deren Mantelfläche mit elektrisch leitendem Gummi oder einem mit pulverisiertem Molybdänsulfid imprägnierten Kunststoff überzogen ist, und einem die Mantelfläche der Schwammwalze bedeckenden, elektrisch leitenden Siliziumrohr. Die übertragwalze kann in Abrollberührung mit der Außen- bzw. Mantelfläche eines Bildformelements, z. B. einer lichtempfindlichen Trommel, stehen. An die Mantelfläche der übertragwalze wird ein Vorspannungspotential angelegt. Beim Übertragungsvorgang wird ein Kopierpapierblatt zwischen die Berührungsflächen von lichtempfindlicher Trommel und Übertragwalze so eingeführt, daß ein auf dieser Trommel geformtes Tonerbild elektrostatisch auf das Kopierpapier übertragen wird. Zum Reinigen der übertragwalze nach dem Übertragungsvorgang wird eine üblicherweise aus Gummi oder Kunststoff bestehende Reinigungs- oder Putzklinge an die Mantelfläche der Übertragwalze herangebracht, um die daran haftenden Tonerteilchen abzustreifen.

Eine solche übertragungsvorrichtung muß insbesondere zwei wichtige Erfordernisse erfüllen, nämlich verbesserte übertragungs leistung und zufriedenstellende Reinigungswirkung gewährleisten.

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Zur Ermöglichung einer zufriedenstellenden Reinigung muß die Oberfläche der Übertragwalze glatt sein und einen niedrigen Reibungswiderstand bieten. Die Mantelfläche der übertragwalze muß daher hart sein.

Für die Verbesserung der Übertragungsleistung ist es andererseits wesentlich, die Berührungsfläche der übertragwalze mit der lichtempfindlichen Trommel zu vergrößern. Die Oberfläche der übertragwalze sollte daher weich sein.

Mit der bisherigen Konstruktion der übertragwalze lassen sich also die beiden genannten Erfordernisse nicht gleichzeitig erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Übertragungsvorrichtung mit einer bürstenrollenartigen übertragwalze, die sowohl verbesserte Übertragungsleistung als auch zufriedenstellende Reinigungswirkung zu gewährleisten vermag.

Diese Aufgabe wird bei einer übertragungsvorrichtung, insbesondere für ein elektrostatisches Kopiergerät, zur übertragung eines auf der Oberfläche eines Bildformelements gebildeten Tonerbilds auf einen Kopie- bzw. Aufzeichnungsträger, mit einer drehbaren übertrag(ungs)walze, welche dem Bildformelement zugewandt ist und den Aufzeichnungsträger an die Oberfläche des Bildformelements anpreßt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die übertragwalze elastisch ist, so daß sie den Aufzeichnungsträger über eine breitere Berührungsfläche gegen die Oberfläche des Bildformelements anzupressen vermag, und daß die übertragwalze einen Kern mit einer AuSenumfangs- bzw. Mantelfläche, eine auf letzterer angeordnete, elektrisch leitfähige Schicht und eine große Zahl von elektrisch leitfähigen Borsten bzw. Fasern (furs) aufweist, die von der Außenumfangs-

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fläche der elektrisch leitfähigen Schicht nach außen ragen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrostatischen Kopiergeräts mit einer übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht der übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Anordnung der Walzen bei der erfindungsgemäßen übertragungsvorrichtung ,

Fig. 4 eine Teilschnittansicht einer übertrag (ungs)walze,

Fig. 5 ein Schaltbild zur Veranschaulichung des Prinzips des elektrostatischen Borsteneinziehverfahrens (Beflockungsverfahrens),

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Fell-Bürstenwalze für Reinigungszwecke,

Fig. 7a und 7b eine Schnittansicht der zweiten Fell-Bürstenwalze gemäß Fig. 6 bzw. die Anordnung der Borsten (büschel) ,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer übertragungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

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Fig. 9a und 9b eine Seitenansicht bzw. eine Schnittansicht einer Übertragungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Im folgenden ist zunächst eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen übertragungsvorrichtung in Anwendung auf ein elektrostatisches Kopiergerät beschrieben. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Kopiergerät ist auf der Oberseite eines Gehäuses 1 ein Vorlagenträger 2 hin- und hergehend bewegbar geführt. Etwa im Mittelbereich ist im Inneren des Gehäuses 1 ein Bildformelement, z. B. eine lichtempfindliche Trommel 3, im Uhrzeigersinn drehbar gelagert. Diese Trommel 3 besteht aus einem zylindrischen Körper aus Aluminium, dessen Außenumfangs- bzw. Mantelfläche mit einer lichtempfindlichen Zinkoxid-Schicht 3a belegt ist. An der Mantelfläche der Trommel 3 sind in deren Drehrichtung nacheinander eine Aufladungseinheit 4, eine Entwicklungseinheit 5, eine übertragungsvorrichtung 6 und eine Putzeinheit 7 angeordnet. Diese peripheren Einheiten stehen mit der lichtempfindlichen Schicht 3a auf der Mantelfläche der Trommel 3 in Berührung. Es handelt sich somit um ein sog. Kontakt-Kopiergerät.

Im unteren Bereich des Gehäuses 1 befindet sich eine Papier-Förderstrecke 8, die über die übertragungsvorrichtung 6 in Längsrichtung des Gehäuses 1 verläuft. Längs dieser Förderstrecke 8 sind nacheinander ein Papier-Transportmechanismus 9 mit mehreren Papier-Transportrollen 9a, die Übertragungsvorrichtung 6, ein Papier-Austragmechanismus 10 mit mehreren Papier-Austragrollen 1Oa sowie eine Fixiereinheit 11 angeordnet. Am Einlaufende der Papier-Förderstrecke 8 befindet sich eine herausnehmbare Papiervorrats-Kassette 12. Am Austragende der Förderstrecke 8 ist eine Papier-Ausgabemulde 13a abnehmbar am Gehäuse 1 angebracht. In der Vorratskassette 12 sind Kopierpapierblätter P als Aufzeichnungsträger angeordnet.

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Ein Beleuchtungssystem 13 mit einer entsprechenden Lampe ist im oberen Bereich innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet, während an der Oberseite der lichtempfindlichen Trommel 3 innerhalb des Gehäuses 1 eine Belichtungsvorrichtung 15 mit einer optischen Faserlinse 14 vorgesehen ist.

Ein Antriebsmotor 16 dient für den Antrieb der genannten mechanischen Einheiten, zum Drehen der lichtempfindlichen Trommel 3 in Pfeilrichtung sowie zur Hin- und Herbewegung des Vorlagenträgers 2 in Synchronismus mit der Drehung der Trommel 3.

Zur Herstellung von Kopien mit dem beschriebenen Kopiergerät wird ein nicht dargestellter Haupt- bzw. Netzschalter geschlossen, worauf eine ebenfalls nichtldargestellte Vorlage auf den Vorlagenträger 12 aufgelegt wird. Anschließend wird mittels Tastenschaltern auf einer Schalttafel die gewünschte Kopierbetriebsart gewählt. Beim Kopiervorgang bewegt sich der Vorlagenträger 2 hin und her, während sich die lichtempfindliche Trommel 3 dreht und die mechanischen Einheiten getrennt bzw. nacheinander arbeiten.

Die auf dem Vorlagenträger 2 befindliche Vorlage wird durch das Beleuchtungssystem 13 beleuchtet, wobei über die optische Faserlinse 14 ein Bild der Vorlage auf der lichtempfindlichen Schicht 3a gebildet wird. Die lichtempfindliche Schicht 3a der Trommel 3 wird dabei durch die Aufladungseinheit 4 (elektrostatisch) aufgeladen. Das über die optische Faserlinse 14 übertragene Bild wird auf dem Teil der lichtempfindlichen Schicht 3a gebildet, welcher dem letzteren Teil des AufladungsVorgangs entspricht, so daß auf der lichtempfindlichen Schicht 3a ein latentes Ladungsbild entsteht. Letzteres wird durch die Entwicklungseinheit 5 in ein Tonerbild umgewandelt, das sodann

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- 10 zur Übertragungsvorrichtung 6 überführt wird.

Der Papiertransportitiechanismus 9 nimmt im Verlauf des Kopiervorgangs die Kopierpapierblätter P einzeln aus der Vorratskassette 12 ab. Jedes Kopierpapierblatt P wird über die Papier-Förderstrecke 8 zu einem Ubertragungsabschnitt überführt, der durch die Berührungsflächen von übertragungsvorrichtung 6 und Trommel 3 gebildet wird. Durch die übertragungsvorrichtung 6 wird das Tonerbild im Übertragungsabschnitt auf das Kopierpapier P übertragen. Nach dem Übertragungsvorgang wird das Kopierpapier P durch den Papier-Austragmechanismus 10 zur Fixiereinheit 11 überführt, in welcher das Tonerbild fixiert wird. Nach der Fixierung wird das Kopierpapier P in die Ausgabemulde 13a ausgetragen, worauf eine Reihe von Kopiervorgängen abgeschlossen ist. Der dem Übertragungsvorgang unterworfene Abschnitt der lichtempfindlichen Schicht 3a wird in Vorbereitung auf den nächsten Auf I a-lungs Vorgang durch die Putzeinheit 7 gründl i '.:h cK'rfi η i 'it .

Bei den vorstehend beschriebenen Kopiervorgängen werden die entsprechenden Vorrichtungen bzw. Einheiten mit der lichtempfindlichen Schicht 3a in Berührung gebracht. Da diese lichtempfindliche Schicht 3a jedoch aus einem Zinkoxid-Überzug großer Festigkeit bzw. Härte besteht, erleidet sie bei dieser Berührung keine Beschädigung.

Fig. 2 veranschaulicht den Aufbau der beim beschriebenen elektrostatischen Kopiergerät verwendeten übertragungsvorrichtung. Die übertragungsvorrichtung 6 weist ein Gehäuse 17 auf, das unter der Trommel 3 angeordnet ist und in welchem von oben nach unten aufeinanderfolgend eine erste Fell-Bürstenwalze 18 als Ubertragwalze, eine zweite Fell-Bürstenwalze 19 zur Reinigung und eine Silikongummi-Walze 20 angeordnet sind. Gemäß Fig. 3 erstreckt sich die erste Bürstenwalze 18 in Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 3 über deren Gesamtlänge hinweg. Die erste

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Bürstenwalze 18 steht mit ihrer Außenumfangs- bzw. Mantelfläche über eine öffnung 21 in der Oberseite des Gehäuses

17 und an der Papier-Förderstrecke 8 in Abrollberührung mit der lichtempfindlichen Schicht 3a. Die zweite Fell-Bürstenwalze 19 erstreckt sich ebenfalls in Axialrichtung der ersten Bürstenwalze 18 über deren Gesamtlänge. Die Oberseite der Mantelfläche der zweiten Bürstenwalze 19 steht dabei in Abrollberührung mit der Mantelfläche der ersten Bürstenwalze 18. Die Silikongummi-Walze 20 steht in Abrollberührung mit der Unterseite der Mantelfläche der zweiten Bürstenwalze 19, wobei sie sich in deren Axialrichtung über ihre Gesamtlänge hinweg erstreckt. Eine am Gehäuse 17 befestigte Abstreifklinge 22 liegt an der Mantelfläche der Silikongummi-Walze 20 an. Die drei Walzen 18, 19 und 20 werden durch eine nicht dargestellte externe Antriebseinheit in Richtung der jeweiligen Pfeile gemäß Fig. 3 in Drehung versetzt. Das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen diesen Walzen (lichtempfindliche Trommel 3 : erste Bürstenwalze 18 : zweite Bürstenwalze 19 ι Silikongummi-Walze 20) beträgt 1:1:2:3.

Im folgenden ist der Aufbau der beiden Fell-Bürstenwalzen

18 und 19 erläutert. Gemäß Fig. 4 ist die übertragwalze 18 als Bürstenwalze ausgebildet.

Wenn die Fell-Bürstenwalze 18 als übertragwalze mit der lichtempfindlichen Schicht 3a in Berührung gebracht wird, sind folgende Punkte zu beachten:

Im allgemeinen verschleißt die Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 3a ziemlich schnell, so daß es nicht ratsam ist, eine Rolle oder Walze mit harter Oberfläche in Abrollberührung gegen die lichtempfindliche Schicht 3a anzupressen. Zur Verbesserung der Übertragungsleistung ist es andererseits erforderlich, daß das Kopierpapier P mit

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einer bestimmten Größe der Kontaktfläche mit der lichtempfindlichen Schicht 3a in Berührung gebracht und die elektrostatische Wirkung durch Anwendung einer vorherbestimmten Übertragungszeit begünstigt wird. Mit anderen Worten: Die für den Ubertragungsvorgang eingesetzte Fell-Bürstenwalze 18 muß Flexibilität und Leitfähigkeit besitzen und dabei einen gleichbleibenden, festen elektrischen Widerstand gewährleisten. Die Borsten der Walze 18 müssen eine gleichmäßige Dichte besitzen, gegen ein Herausfallen gesichert sein, Abriebfestigkeit aufweisen und mit einem Vorspannungspotential beaufschlagbar sein.

Im Hinblick auf die genannten Erfordernisse besitzt die als übertragwalze dienende erste Fell-Bürstenwalze 18 den im folgenden beschriebenen Aufbau. Gemäß Fig. 4 weist die Bürstenwalze 18 eine zylindrische Welle/aus z. B. Aluminium auf. Auf der Außenfläche der Welle 23 ist eine elastische Schicht oder Lage 26 aus Polyurethan-Schaumstoff (z. B. EMM-Polyurethan der Firma MTP Kasei) ausgebildet. Die Welle 23 und die elastische Schicht 26 bilden einen höchst flexiblen, zylindrischen Kern 24. Die bei dieser Ausführungsform vorgesehene Polyurethan-Schicht besitzt eine Härte im Bereich von 15 bis 35 kg, vorzugsweise von 23 + 5 kg (nach JIS K-6401-Prüfverfahren) und eine Eigenabs toßung bzw. Zusarrunendrückbarkeit (repellency) von 45 % oder mehr. Gemäß Fig. 4 ist weiterhin ein elektrisch leitfähiges Klebmittel durchgehend auf die Mantelfläche sowie die Stirnflächen des Kerns 24 und einen Teil der Welle 23 aufgetragen. Nach dem Abbinden bildet dieses Klebmittel eine elektrisch leitfähige Schicht bzw. Leiterschicht 27 auf der elastischen Schicht 26. Infolgedessen sind die Welle 23 und die Leiterschicht 27 leitend miteinander verbunden, so daß über die Welle 23 ein Vorspannungspotential an die Leiterschicht 27 angelegt werden kann.

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Das leitfähige Klebmittel wird durch Mischen und Kneten von 6ü Gew.-% wasserlöslichen Butyrols (W-201 - Sekisui Kagaku), 10 Gew.-% Glycerin und 30 Gew.-% Kohlenstoff (Carbon XC-72 - Cabot, Tokyo Zairyo) hergestellt. Das leitfähige Klebmittel ist wasserlöslich und besitzt nach dem Abbinden bzw. Aushärten eine ausreichende Flexibilität; sein elektrischer Widerstand liegt im Bereich von 10⁴ bis 10⁵JTI- cm. Dieses wasserlösliche, leitfähige Klebmittel kennzeichnet sich dadurch/ daß es sich nach dem Auftragen nicht zusammenzieht und daß es ohne weiteres den gewünschten elektrischen Widerstand zu gewährleisten vermag.

In die Außenumfangs- bzw. Mantelfläche der Leiterschicht 27 wird eine große Zahl von Oberflächenborsten 28 eingesetzt, die aus einem speziellen, verschleißfesten Rayon bzw. Zellwolle oder Kunstseide, für elektrische Leitfähigkeit behandelt, bestehen. Die Borsten 28 besitzen eine Faserlänge von 0,5 bis 3 mm, z. B. 1,5 mm, eine Dichte bzw. einen Titer von 1,5 den sowie einen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 O- · cm, z. B. von 10 bis 10 ΧΙ.· cm. Diese Borsten 28 werden nach einem elektrostatischen Borsteneinziehverfahren in die Leiterschicht 27 eingesetzt.

Das elektrostatische Borsteneinziehverfahren ist im folgenden anhand von Fig. 5 erläutert. Gemäß Fig. 5 wird der Kern 25 zunächst an seiner Mantelfläche mit der Leiterschicht 27 versehen. Der Kern 24 ist einer Elektrodenplatte 30 mit einem vorbestimmten Abstand 1 gegenüberliegend angeordnet ./welle 23 des Kerns 24 sowie Elektrodenplatte 30 werden mit der Minus- bzw. Plusklemme einer Hochspannungsquelle 31 verbunden. Die Plusklemme der Hochspannungsquelle 31 liegt dabei auch an Masse 32. Der Kern 24 wird durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus mit fester Drehzahl in Drehung versetzt. Der

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- 14 Abstand 1 entspricht dabei einem vorgegebenen Polabstand.

Beim Einsetzen der Borsten wird eine große Zahl von Oberflächenborsten 28 zunächst auf die Elektrodenplatte 30 aufgelegt/ worauf die Hochspannungsquelle 31 eingeschaltet und der Kern 24 in Drehung versetzt werden. Hierbei wird an den Kern 24 und die mit dem Polabstand 1 von ihm angeordnete Elektrodenplatte 30 eine Hochspannung angelegt, unter welcher die Borsten 28 elektrostatisch vom Kern 24 angezogen werden. Dies bedeutet, daß die Borsten 28 gleichmäßig und in aufrechter Stellung in die Leiterschicht 21 eingelassen werden, bevor diese ausgehärtet ist. Nach diesem elektrostatischen Borsteneinziehverfahren können die Borsten sicher in die Mantelfläche des Kerns 24 eingesetzt werden, ohne daß (anschließend) Borsten herausfallen. Auf diese Weise lassen sich somit ohne weiteres Borsten 28 mit stabilem elektrischen Widerstand einsetzen.

Gemäß Fig. 3 ist eine Vorspannung-Zufuhreinrichtung 33 mit einer mit der Welle 23 verbundenen Stromquelle 34 vorgesehen. Diese Vorspannungseinrichtung 33 legt über die Leiterschicht 27 ein Vorspannungspotential an die Oberflächenborsten 28 an.

Die zweite, als Reinigungs- oder Putzwalze dienende Fell-Bürstenwalze 19 besitzt einen Aufbau gemäß Fig. 6 mit einer Welle 36, auf deren Außenfläche sich ein zylindrischer, elastischer Körper 37 befindet, der aus einem porösen, elastischen Material besteht und koaxial zur Welle 36 angeordnet ist. Die Welle 36 und der elastische Körper 37 bilden einen Kern 38. Um die Außenumfangs- bzw. Mantelfläche des Kerns 38 ist ein bandförmiges Bürstenelement 39 wendelförmig herumgewickelt. Der Kern 38 und das Bürstenelement 39 bilden die zweite Fell-Bürstenwalze 19. Als Bürstenelement 39 wird ein handelsübliches Bürstenband verwendet

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(Etiquette BrushA-12-A - Nippon Seal). Dieses Bürstenband wird in der Weise hergestellt, daß 15 Borsten 41 von 14 den zu einem Florgarn von 250 den verflochten und eine Vielzahl derartiger Florgarne durch Rauhen und Weben zu einem bandförmigen Substrat bzw. Gewebe 40 mit einer Dichte von 1524 Florgarne/cm² verarbeitet werden. Die gerauhten Fellfasern bzw. Borsten 41 sind dabei gleichmäßig bzw. im wesentlichen in derselben Richtung angeordnet. Gemäß den Fig. 7a und 7b liegen die Borstenspitzen des Bürstenelements 39 sämtlich in Drehrichtung der Bürstenwalze 19. Die an den Oberflächenborsten 28 der ersten Ubertragungsbürstenwalze 18 anhaftenden oder dazwischenliegenden Tonerteilchen 42 können somit nach der Ausbildung des Tonerbilds mittels der Borsten 41 des Bürstenelements 39 und unter Ausnutzung der Elastizität der beiden Bürstenwalzen wirksam von der Bürstenwalze 18 abgestreift werden. Die abgestreiften Tonerteilchen 42 werden sodann zur Silikongummi-Walze 20 übertragen. Die Wirkungsweise des Bürstenelements 39 gewährleistet eine wirksame Entfernung der Tonerteilchen und eine Verkleinerung des für das Auffangen des Toners benötigten Raums.

Gemäß Fig. 2 ist ein Tonersammler 43 zum Auffangen der Tonerteilchen 4 2 vorgesehen, die durch die Abstreifklinge 22 von der Silikongummi-Walze 20 abgestreift worden sind.

Im folgenden ist anhand der Fig. 2 und 3 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen übertragungsvorrichtung 6 erläutert.

Beim vorher beschriebenen Kopiervorgang werden zunächst die erste Bürstenwalze 18 für die übertragung, die zweite Bürstenwalze 19 für Reinigungszwecke und die Silikongummi-Walze 20 mit vorgegebener Umfangsgeschwindigkeit jeweils in Pfeilrichtung in Drehung versetzt. Hierauf wird ein Vorspannungspotential an die Oberflächenborsten 28 der ersten Bürstenwalze 18 angelegt. Anschließend läuft das durch den Papier-Transportmechanismus zugeführte Kopierpapierblatt P in den Abrollberührungsabschnitt zwischen der lichtempfind-

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lichen Schicht 3a und der ersten Bürstenwalze 18 ein. In diesem Kontakt- oder Berührungsabschnitt wird das auf der lichtempfindlichen Schicht 3a gebildete Tonerbild durch die elektrostatische Wirkung der Oberflächenborsten 28 auf das Kopierpapier P übertragen. Nach Ablauf einer vorbestimmten Übertragungszeit ist der Übertragungsvorgang abgeschlossen, worauf das Kopierpapier P zum Papieraustragmechanisraus überführt wird.

Nach Abschluß des Übertragungsvorgangs dreht sich die erste Bürstenwalze 18 weiter. Die auf der lichtempfindlichen Schicht 3a verbliebenen Tonerteilchen 42 haften dabei an den Oberflächenborsten 28 an, so daß sie die erste Bürstenwalze 18 verunreinigen. Diese Tonerteilchen 42 werden jedoch durch die Borsten bzw. Fasern 41 der zweiten Bürstenwalze 19, die sich gegenläufig zur ersten Bürstenwalze 18 in Berührung mit dieser dreht, fortlaufend effektiv von den Oberflächenfasern 28 abgestreift. Die so abgestreiften Tonerteilchen 42 werden durch das Bürstenelement 39 auf die Silikongummi-Walze 20 übertragen. Da sich letztere in Richtung der Neigung der Borsten 41 dreht, werden die Tonerteilchen 42 wirksam von den Borsten 41 und aus den Zwischenräumen zwischen diesen entfernt, um an der Mantelfläche der Walze 20 anzuhaften. Von der Mantelfläche der Walze 20 werden die Tonerteilchen 42 hierauf durch die Abstreifklinge 22 abgestreift und nach unten abgeworfen, um in den Tonersammler 43 hineinzufallen. Auf diese Weise werden alle an der ersten Bürstenwalze 18 anhaftenden Tonerteilchen 42 im Tonersammler 4 3 aufgefangen, so daß eine Verunreinigung der Rückseite des Kopierpapiers P beispielsweise beim nächsten Übertragungsvorgang vermieden wird.

Mit einer übertragwalze in Form einer Bürstenwalze kann somit die Übertragungsfläche an der lichtempfindlichen Trommel 3 beim Übertragungsvorgang durch Ausnutzung der

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Eigenschaften des weichen Kerns 24 und der Oberflächenborsten bzw. -fasern 28 in einfacher Weise vergrößert werden. Aus denselben Gründen läßt sich die Reinigung der Bürstenwalze 18 wirksam durchführen.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform die Bürstenwalze 18 sowohl für die übertragungs- als auch für die Reinigungsfunktion benutzt wird, ist die lichtempfindliche Schicht 3a vor Beschädigung durch die Walze 18 geschützt. Außerdem wird auch eine Verunreinigung der Oberfläche der Walze 18 mit dem Toner vermieden. Hieraus folgt, daß mit dieser Bürstenwalze 18 die übertragungsleistung und die Reinigungswirkung verbessert werden können. Die Walze 18 bietet somit als übertragungswalze einen großen Nutzeffekt.

Da das Bürstenelement 39 wendelförmig um die Mantelfläche der zweiten Bürstenwalze 19 herumgewickelt ist, ist seine Anbringung oder Einstellung einfach.

Da die elastische Polyurethan-Schicht 26 eine Härte im Bereich von 15 bis 35 kg (nach dem JIS K-6401-Prüfverfahren) besitzt, kann aufgrund der Elastizität dieser Schicht 26 die Berührungsfläche an der lichtempfindlichen Trommel 3 zur Gewährleistung einer ausreichenden Übertragungszeit effektiv vergrößert werden.

Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das bei der beschriebenen Ausführungsform für die Leiterschicht 27 verwendete wasserlösliche, elektrisch leitfähige Klebmittel durch ein ölhaltiges (oleaginous), leitfähiges Klebmittel der im folgenden beschriebenen Zusammensetzung ersetzt werden.

Dieses ölhaltige, 'leitfähige Klebmittel kann in der Weise hergestellt werden, daß ein Gemisch aus 25 Gew.-% eines handelsüblichen Styrolbutadien-Kautschuks (z. B. TUFPLANE

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- Asahi Kasei), 50 Gew.-% Xylolharz und 25 Gew.-% eines handelsüblichen Kohlenstoffs (Carbon XC-72 - Cabot, Tokyo Zairyo) mit Toluol vermischt und etwa 2 h lang in einer Kugelmühle geknetet wird. Mit diesem leitfähigen Klebmittel lassen sich ebenfalls die beschriebenen Wirkungen erzielen. Obgleich dieses Klebmittel beim Verdampfen des Toluols schrumpft, kann dieser Schwund durch entsprechende Einstellung der Auftragsdicke auf ein praktisch vernachlässigbares Maß begrenzt werden.

Während bei der beschriebenen Ausführungsform die Fell-Bürstenwalze für die übertragung lediglich aus einer leitfähigen Schicht als Kern und auf dieser Leiterschicht angeordneten Oberflächenborsten bzw. -fasern besteht, kann die übertragwalze auch den in Fig. 8 oder in den Fig. 9a und 9b dargestellten Aufbau besitzen.

Fig. 8 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung, bei welcher ein zylindrisches Bürstengewebe bzw. -tuch 50 unter Zwischenfügung einer elektrisch leitfähigen Klebmittelschicht 27 an der Mantelfläche eines Kerns 24 befestigt ist. Das Bürstengewebe 50 besteht aus einem elektrisch leitfähigen, endlos gewebten und gerauhten Gewebeschlauch. Die als übertragwalze dienende Fell-Bürstenwalze 18 besteht dabei aus dem Kern 24 und dem zylindrischen, d. h. schlauchförmigen Bürstengewebe 50.

Bei der in den Fig. 9a und 9b dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein dünner, elektrisch leitfähiger Gummifilm 51 unter Zwischenfügung einer elektrisch leitfähigen Klebmittelschicht 27 auf der Mantelfläche eines Kerns 24 ausgebildet. An der Außenumfangsflache dieses Gummifilms bzw. dieser Gummischicht 51 ist weiterhin ein bandförmiges Rayon-Samtelement 52 angebracht, das durch 30 min langes Beizen in einer siedenden 3 %igen Kaliumbichromatlösung, Waschen mit Wasser und

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Trocknen erhalten wird. Das Samtelement 52 weist somit *

ein Gruppe von bandförmigen Oberflächenborsten bzw. -fasern 28 auf. Das Samtelement 52 wird wendelförmig auf die Außenfläche der dünnen Gummischicht 51 gewickelt, so daß eine erste Bürstenwalze 18 als übertragungswalze hergestellt wird.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bzw. Fig 9a und 9b sind den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert.

Als Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 9a und 9b kann die erste Übertragungs-Bürstenwalze so ausgebildet werden, daß eine dünne, elektrisch leitende Gummischicht ;

auf einem Kern vorgesehen wird und die Oberflächenborsten '

unmittelbar oder unter Zwischenfügung einer elektrisch ;

leitenden Klebmittelschicht nach einem elektrostatischen !?

Borsteneinziehverfahren in die Außenumfangs- bzw. Mantel- j

fläche der dünnen Gummischicht eingesetzt werden.

Mit den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung lassen sich Übertragungsleistung und Reinigungswirkung unter Vermeidung einer Beschädigung der lichtempfindlichen Schicht durch die übertragwalze oder einer Verunreinigung der Oberfläche der übertragwalze selbst durch den Toner vorteilhaft verbessern.

Da der den Kern bildende elastische Körper aus ürethan-Schaum mit der angegebenen Härte besteht, können lichtempfindliche Trommel und übertragwalze aufgrund der Elastizität der letzteren über eine vorbestimmte Berührungsfläche hinweg in gegenseitige Berührung gebracht werden. Durch diese vergrößerte Berührungs- bzw. Übertragungsfläche wird eine zweckmäßige Übertragungszeit gewährleistet.

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Da weiterhin die Oberflächenborsten bzw. -fasern nach einem elektrostatischen Borsteneinziehverfahren in die Leiterschicht eingesetzt werden, können kurze Oberflächenfasern mit einer Länge von z. B. 0,5 bis 3 mm kostensparend und in gleichmäßiger Verteilung in die Oberflächenschicht eingesetzt werden, so daß sie senkrecht stehen bzw. längs der Radiuslinie verlaufen und nicht herausfallen können. Die erfindungsgemäße Übertragwalze ist somit speziell dann besonders vorteilhaft, wenn den Oberflächenborsten ein gleichmäßiges Vorspannungspotential aufgeprägt oder die übertragwalze unter gleichmäßigem Andruck der Oberflächenborsten gegen das Bildformelement in Drehung versetzt werden soll.

Wegen der Anordnung der elektrisch leitenden Schicht auf einem Teil der Kern-Welle kann über diese das Vorspannungspotential ohne Notwendigkeit für eine getrennte Zuleitung und eine Rolle an die Oberflächenborsten angelegt werden. Hierdurch vereinfacht sich der Aufbau der Anordnung für die Vorspannungsanlegung.

Bei Verwendung eines .leitfähigen, wasserlöslichen Klebmittels, das durch Kneten eines Gemisches aus wasserlöslichem Butyral, Glycerin und Kohlenstoffpulver hergestellt worden ist, kann darüber hinaus eine Verformung des Kerns vermieden werden, weil dieses Klebmittel nach dem Auftrag nicht schrumpft; außerdem läßt sich der gewünschte elektrische Widerstand einfach einstellen'.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

¹ Übertragungsvorrichtung, insbesondere für eine elektrostatisches Kopiergerät, zur übertragung eines auf der Oberfläche eines Bildformelements gebildeten Tonerbilds auf einen Kopie- bzw. Aufzeichnungsträger, mit einer drehbaren übertrag(ungs) walze, welche dem Bildformelement zugewandt ist und den Aufzeichnungsträger an die Oberfläche des Bildformelements anpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragwalze (18) elastisch ist, so daß sie den Aufzeichnungsträger (P) über eine breitere Berührungsfläche gegen die Oberfläche des Bildformelements (3) anzupressen vermag, und daß die übertragwalze (18) einen Kern (24) mit einer Außenumfangs- bzw. Mantelfläche, eine auf letzterer angeordnete, elektrisch leitfähige Schicht (27) und eine große Zahl von elektrisch leitfähigen Borsten bzw. Fasern (furs) (28) aufweist, die von der Außenumfangsflache der elektrisch leitfähigen Schicht (27) nach außen ragen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (24) eine steife, zylindrische Welle (23) und eine koaxial mit dieser auf ihrer Außenumfangsfläche geformte, elastische Schicht (26) aufweist und daß die elektrisch leitfähige Schicht (27) Elastizität besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht aus einem auf die Mantelfläche des Kerns aufgetragenen elektrisch leitenden Klebmittel geformt ist und daß die Borsten (furs) auf elektrostatischem Wege in dieses Klebmittel eingesetzt bzw. eingelassen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern-Welle elektrisch leitend ist und über die Stirnflächen der elastischen Schicht hinausragt und daß das elektrisch leitende Klebmittel unterbrechungsfrei auf die Mantelfläche des Kerns und auf einen Teil der Kern-Welle aufgetragen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Kern-Welle angeschlossene Vorspannungsquelle zum (elektrostatischen) Aufladen des Aufzeichnungsträgers vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht aus einer dünnen, elektrisch leitenden Gummischicht geformt ist, die mit der Mantelfläche des Kerns verbunden ist, und daß die Borsten oder Fasern auf elektrostatischem Wege in diese dünne Gummischicht eingesetzt bzw. eingelassen sind.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern-Welle elektrisch leitend ist und über die Stirnflächen der elastischen Schicht hinausragt und daß die dünne, elektrisch leitende Gummischicht die Mantelfläche des Kerns und einen Teil der Kern-Welle durchgehend überzieht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Kern-Welle angeschlossene Vorspannungsquelle zum (elektrostatischen) Aufladen des Aufzeichnungsträgers vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht abnehmbar am Kern angebracht ist und daß die Borsten auf elektrostatischem Wege in die elektrisch leitfähige Schicht eingelassen bzw. eingesetzt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Schicht und die Borsten ein vom Kern abnehmbares zylindrisches Bürstenelement bilden.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der übertragwalze zugewandte bzw. gegenüberstehende Reinigungseinrichtung für die übertragwalze vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung eine mit der übertragwalze in Berührung stehende, an dieser haftende Tonerteilchen abstreifende, drehbare Reinigungswalze und eine mit letzterer in Berührung stehende, die an der Reinigungswalze haftenden Tonerteilchen abnehmende Abstreifeinrichtung aufweist.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungswalze einen elastischen Kern mit einer Außenumfangs- bzw. Mantelfläche und ein bandförmiges , wendelförmig um die Kern-Mantelfläche herumgewickeltes Bürstenelement aufweist, das seinerseits eine Bürstenoberfläche mit entgegengesetzt zur Drehrichtung der Reinigungswalze gerichtetem "Faserstrich" (grain) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Reinigungswalze gegenläufig zur übertragwalze und mit höherer Drehzahl als letztere dreht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung der Reinigungswalze zugewandt ist, sich gegenläufig zu dieser dreht und eine sich mit höherer Drehzahl als die Reinigungswalze drehende Abstreifwalze aufweist, wobei die von der übertragwalze abgenommenen, vom Bürstenelement der Reinigungswalze festgehaltenen Tonerteilchen an der Mantelfläche der Abstreifwalze anhaften.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinheit weiterhin eine an der Mantelfläche der Abstreifwalze in deren Längsrichtung anliegende Abstreifklinge zum Abstreifen der an dieser Mantelfläche haftenden Tonerteilchen aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelflächenabschnitt der Abstreifwalze aus Silikongummi hergestellt ist.

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