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Die Erfindung betrifft eine Umdruckvorrichtung, wie z. B. eine
elektrofotografische oder elektrografische Vorrichtung, die ein auf einem
Bildträger erzeugtes Tonerbild auf ein Umdruckmaterial überträgt.
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Die Umdruckvorrichtung, in der eine Vorspannwalze aus elektrisch
leitendem Gummi verwendet wird, hat als eine Ausführungsweise des
elektrostatischen Umdruckverfahrens Anwendung gefunden. Diese Vorrichtung
hat jedoch die folgenden Probleme aufgeworfen.
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Um die Erzeugung von Umdruckbildern mit hoher Umdruckleistung und
vollkommener Gleichmäßigkeit des Umdrucks sicherzustellen, muß die
Umdruckvorrichtung eine große Kontaktbreite zwischen einer Umdruckwalze und
einer fotoempfindlichen Trommel herstellen und die Umdruckwalze mit einem
erheblichen Kraftaufwand an die fotoempfindliche Trommel andrücken.
Infolgedessen preßt die angedrückte Umdruckwalze im Mittelteil eines Bildes
von hoher Schwärzungsdichte einen Teil des Toners des Bildes gegen die
fotoempfindliche Trommel, was häufig dazu führen kann, daß der betroffene
Bildteil in dem beim Umdrucken vorhandenen elektrischen Feld nicht
übertragen wird und im umgedruckten Bild die Erscheinung des sogenannten
teilweisen Bildverlustes auftritt. Besonders beim Farbaufnahmegerät, in dem
ein mehrfacher Umdruck von Tonern verschiedener Farben auf ein- und
dasselbe Umdruckpapier erfolgt, ist ein großer Außendurchmesser der
Umdruckwalze erforderlich, da das Umdruckmaterial um die Umfangsfläche der
Umdruckwalze (oder der Umdrucktrommel) herumgewickelt werden muß. Um
Unregelmäßigkeiten, Erhöhungen und Vertiefungen in der elektrisch leitenden
Gummioberfläche auszugleichen und gleichmäßige Umdruckbilder zu erzeugen,
hat es sich als notwendig erwiesen, daß die Umdruckwalze mit einem Druck
im Bereich von 500 bis 2000 kp/cm² angepreßt wird. Bei einem Druck dieser
Größe war es schwierig, die obenerwähnte Erscheinung des teilweisen
Bildverlusts auszuschließen.
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Bei einer in der japanischen PA SHO54 (1979)-19750 offenbarten
Umdruckvorrichtung wird eine teilweise gespaltene Umdrucktrommel mit einer
quer über den Trommelspalt gespannten, elektrisch leitenden Folie
verwendet, die es gestattet, den obenerwähnten starken Druck zu verringern.
Da jedoch in diesem falle zwischen der elektrisch leitenden Folie und der
fotoempfindlichen Trommel nur eine schwache elektrostatische
Adsorptionskraft wirkt, ist die erzielte Kontaktbreite zwischen dem Umdruckpapier
und der fotoempfindlichen Trommel zu gering, um einen hochleistungsfähigen
Umdruck zu erreichen. Ferner führt das in der elektrisch leitenden Folie
auftretende Verziehen möglicherweise zu einem schlechten Kontakt zwischen
den einander gegenüberliegenden Oberflächen und hat einen teilweisen
Übertragungsausfall zur Folge.
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Verwendet man statt der obenerwähnten leitfähigen Folie eine
Isolierfolie, die mit Hilfe einer innerhalb der Umdrucktrommel
installierten Aufladeeinrichtung durch Koronaentladung ionisiert wird, dann
wird die auf die fotoempfindliche Trommel wirkende Adsorptionskraft
hinreichend verstärkt, um einen gleichmäßigen und hochleistungsfähigen
Umdruck zu bewirken. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die
dafür verwendete Vorrichtung kompliziert wird, weil die
Umdruck-Ladeeinrichtung innerhalb der Umdrucktrommel befestigt werden muß,
die naturgemäß in Umdrehung versetzt wird.
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Wie oben beschrieben, hat die herkömmliche Umdruckvorrichtung
naturgemäß den Nachteil zur folge, daß zur Herstellung einer großen
Kontaktbreite zwischen der Umdruckwalze und der fotoempfindlichen Trommel
die Umdruckwalze zwangsläufig mit großem Kraftaufwand an die
fotoempfindliche Trommel angedrückt wird, was zu der Erscheinung des
teilweisen Bildverlusts führt. Besonders im Falle des Farbaufnahmegeräts
ist es äußerst schwierig, die Erscheinung des teilweisen Bildverlusts
auszuschließen, da die zu verwendende Umdruckwalze einen großen
Außendurchmesser besitzen muß und für das Andrücken der Umdruckwalze eine
große Kraft erforderlich ist.
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Bei dem Verfahren, das eine teilweise gespaltene Umdrucktrommel mit
einer quer über den Trommelspalt gespannten Isolierfolie verwendet und das
Anbringen einer Aufladeeinrichtung innerhalb der Umdrucktrommel erfordert,
kann der für das Andrücken erforderliche Druck vermindert und ein
gleichmäßiger und hochleistungsfähiger Umdruck erzielt werden. Dieses
Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Vorrichtung kompliziert ist, da
die Umdruck-Ladeeinrichtung innerhalb der im Betrieb zwangsläufig
rotierenden Umdrucktrommel installiert werden muß.
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In der US-A-4 063 808 wird eine Umdruckvorrichtung zum Übertragen
eines auf einem Bildträger ausgebildeten Tonerbildes auf ein
Umdruckmaterial offenbart. Die Umdruckvorrichtung weist eine rotierende
Umdrucktrommel, eine auf der Umfangsfläche der Umdrucktrommel ausgebildete
Elastomerschicht und eine auf der Oberfläche der Elastomerschicht
ausgebildete elektrisch leitende Schicht auf. Es ist eine Spannungsquelle
zum Anlegen einer elektrischen Vorspannung an die elektrisch leitende
Schicht vorgesehen. Die Umdrucktrommel ist so angeordnet, daß das
Umdruckmaterial mit dem auf dem Bildträger ausgebildeten Tonerbild in Kontakt
kommt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Umdruckvorrichtung zu schaffen, die gegenüber der herkömmlichen Vorrichtung
eine Verringerung der auf die fotoempfindliche Trommel ausgeübten Kraft
ermöglicht, die Kontaktbreite an der fotoempfindlichen Trommel erheblich
vergrößert, trotz einfacher Konstruktion Umdruckbilder von hoher Güte und
ohne teilweisen Bildverlust erzeugt und einen hochleistungsfähigen Umdruck
bewirkt.
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Erfindungsgemäß wird eine Umdruckvorrichtung zur Übertragung eines
auf einem Bildträger ausgebildeten Tonerbildes auf ein Umdruckmaterial
bereitgestellt, die ein drehbar gelagertes Trommelelement, eine auf der
Umfangsfläche des Trommelelements ausgebildete Elastomerschicht, eine auf
der Oberfläche der Elastomerschicht ausgebildete elektrisch leitende
Schicht und eine Spannungsquelle zum Anlegen einer Vorspannung an die
elektrisch leitende Schicht aufweist, wobei das Trommelelement so
angeordnet ist, daß das Umdruckmaterial mit dem auf dem Bildträger
ausgebildeten Tonerbild in Kontakt kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elastomerschicht ein flexibles Schaumstoffmaterial mit einer Steifigkeit
im Bereich von 1 bis 100 kp aufweist.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind die funktionen so aufgeteilt, daß
die Elastomerschicht die flexibilität und die elektrisch leitende Schicht
die elektrischen Eigenschaften liefert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
gestattet daher eine beträchtliche Erweiterung des Auswahlbereichs für die
Rohmaterialien und gewährleistet, daß im Vergleich zur herkömmlichen
Umdruckvorrichtung, die leitfähigen Gummi verwendet, eine extrem flexible
Umdrucktrommel eingesetzt werden kann. Für die Elastomerschicht kann ein
weiches, schwammartiges Material wie z. B. Schaumpolyurethan verwendet
werden. Bei äußerst geringer Druckkraft kann eine beträchtliche
Kontaktbreite erzielt werden, indem die Oberfläche der Elastomerschicht mit
einer leitfähigen Schicht überzogen und die Oberfläche der leitfähigen
Schicht als Träger für ein Umdruckpapier verwendet wird. So bietet die
erfindungsgemäße Vorrichtung eine Lösung für das Problem des
ungleichmäßigen Umdrucks infolge eines teilweisen Bildverlusts oder eines
schlechten Kontakts der einander gegenüberliegenden Oberflächen und
realisiert einen hochleistungsfähigen Umdruck.
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Um den auf die fotoempfindliche Trommel ausgeübten Druck konstant zu
halten, ist die herkömmliche Umdruckwalze mit einem elastischen Material
abgestützt worden. Nach der vorliegenden Erfindung braucht die Umdruckwalze
jedoch nicht durch irgendein elastisches Material abgestützt zu werden, da
die durch Änderung der Kontaktbreite an der fotoempfindlichen Trommel
entstehende Schwankung der Andruckkraft extrem gering ist. Bei der
Vorrichtung muß lediglich der Achsenabstand zwischen der Umdruckwalze und der
fotoempfindlichen Trommel konstant gehalten werden. Der Umstand, daß für
diese Vorrichtung kein elastisches Material benötigt wird, trägt viel zur
Vereinfachung des Mechanismus bei.
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Die elektrisch leitende Schicht in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann aus einem Film oder einer Folie hergestellt werden, die eine
beträchtliche Flexibilität aufweist. Im Vergleich zu der herkömmlichen
elektrisch leitenden Gummiwalze ist die erfindungsgemäße, aus einem Film
oder einer folie bestehende leitfähige Schicht in vieler Hinsicht von
Vorteil, da sie keine Herstellungsprobleme, wie z. B. die Kontrolle des
Widerstands und die Reproduzierbarkeit der Flexibilitätseigenschaft, und
keine physikalische Instabilität von Materialien aufweist, wie z. B.
aufgrund einer alterungsbedingten Qualitätsminderung.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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Fig. 1 einen Querschnitt, der einen Teil eines typischen
erfindungsgemäßen Farbkopiergeräts darstellt;
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Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil eines ersten
Ausführungsbeispiels der Erfindung;
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Fig. 3 ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Bestimmung der
Korrelation zwischen der Kontaktbreite zwischen der Umdrucktrommel und der
fotoempfindlichen Trommel und dem auf die Vorrichtung des
Ausführungsbeispiels gemäß fig. 2 wirkenden Druck darstellt;
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Fig. 4 ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Bestimmung der
Umdruckeigenschaften des Ausführungsbeispiels darstellt;
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Fig. 5 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung; und
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Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Teil einer Modifikation des
ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Fig. 1 stellt die in einem Kopiergerät realisierte erfindungsgemäße
Umdruckvorrichtung dar. Insbesondere handelt es sich hier um eine
Umdruckvorrichtung, die eine fotoempfindliche Trommel 1 als Bildträger
verwendet und einen mehrfachen Umdruck eines auf der fotoempfindlichen
Trommel 1 ausgebildeten Tonerbildes auf Umdruckpapiere ausführt, die
nacheinander auf die Oberfläche einer Umdrucktrommel 7 aufzulegen sind.
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Die fotoempfindliche Trommel 1 trägt an ihrer Oberfläche eine
fotoleitende Schicht, beispielsweise eine Selenschicht. Die
fotoempfindliche Trommel 1 erfährt nacheinander eine gleichmäßige
elektrische Aufladung mit Hilfe einer elektrischen Ladeeinrichtung 2, eine
Belichtung mit einem Bild in der ersten Farbe mit Hilfe eines elektrischen
Belichtungssystems 3 und eine Entwicklung mit einem die erste farbe
enthaltenden Entwickler von mehreren Entwicklern 4, die mehrere
verschiedenfarbige Toner enthalten, um auf der Trommel ein Tonerbild
auszubilden. Dieses Farbbild wird dann auf ein Umdruckpapier übertragen,
das mit einer Spannvorrichtung 8 auf der Umdrucktrommel 7 festgehalten
wird. Durch Wiederholung dieses oben erwähnten Schrittzyklus werden durch
mehrfachen Umdruck auf dem Umdruckpapier verschiedenfarbige Tonerbilder
erzeugt, so daß ein Farbbild entsteht.
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Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt, der die Kontaktteile der
Umdrucktrommel 7 und der fotoempfindlichen Trommel 1 darstellt.
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Ein geeigneter Durchmesser der Umdrucktrommel liegt im Bereich von
12 bis 300 mm. Die Trommel ist wie folgt aufgebaut.
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Diese Umdrucktrommel wird hergestellt, indem eine Elastomerschicht
12 aus einem flexiblen Material, wie z.B. Polyurethanschaum, fest auf die
Umfangsfläche eines Trommelelements 11, das z. B. aus Aluminium besteht,
aufgebracht wird und um die Oberfläche der Elastomerschicht 12 herum eine
elektrisch leitende Folie 13 gewickelt wird, die durch Dispergieren von
leitfähigem Kohlenstoff in Polyäthylen hergestellt wird. Auf die Oberfläche
dieser Umdrucktrommel wird mit Hilfe einer Spannvorrichtung 8 ein
Umdruckpapier 14 aufgelegt. Die Enden der leitfähigen Folie 13 werden mit
einem Befestigungsmaterial (nicht dargestellt) auf der Aluminiumtrommel 11
befestigt. Die leitfähige Folie 13 ist elektrisch mit der Aluminiumtrommel
11 verbunden. Mit der Aluminiumtrommel ist eine Spannungsquelle 15
verbunden, die es ermöglicht, an die leitfähige Folie 13 eine
Umdruckvorspannung anzulegen.
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Die Elastomerschicht 12 besteht geeigneterweise aus einem flexiblen
Material, wie z.B. aus Gummi oder irgendeinem anderen weichen
Schaumstoffmaterial. Ein weicher Polyurethanschaum mit einer Steifigkeit
von nicht mehr als 100 kp (gemessen nach dem japanischen Industriestandard
JIS K-6401, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird) ist als
Material für die Elastomerschicht 12 besonders geeignet. Für einen
vorteilhaften Einsatz ist es wünschenswert, daß das flexible
Schaumstoffmaterial eine Steifigkeit im Bereich von 1 - 100 kp, vorzugsweise von 5 -
40 kp pro 25 mm, eine Schaumstoffzellenzahl von 10 bis 500 Zellen,
vorzugsweise von 20 bis 300 Zellen pro 25 mm, eine Dichte im Bereich von
10 bis 700 kg/m³, eine Dicke im Bereich von 1 bis 30 mm, vorzugsweise von
2 bis 10 mm, und eine bleibende Druckverformung von nicht mehr als 10%,
vorzugsweise von nicht mehr als 8% aufweist (die bleibende Druckverformung
wurde nach JIS K-6401 gemessen).
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Für die im folgenden darzustellende Elastomerschicht 12 wird als
Beispiel angenommen, daß sie aus einem esterartigen flexiblen Urethanschaum
mit einer mittleren Schaumstoffzellenzahl von 35 Zellen pro 25 mm, einer
Dichte von 31 kg/m³ und einer Dicke von 5 mm besteht. Die leitfähige Folie
13 ist geeigneterweise flexibel und besitzt einen spezifischen elektrischen
Widerstand von nicht mehr als 10¹² X cm, vorzugsweise im Bereich von 10&sup6;
bis 10¹² X cm. Es kann eine Aluminiumfolie oder eine leitfähige
Polyesterfolie verwendet werden. Für die weiter unten als Beispiel
angegebene leitfähige Folie 13 werden eine Dicke von 70um und ein
spezifischer Widerstand von 10&sup7; X cm angenommen.
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Die Kontaktbreite des Umdruckpapiers an der fotoempfindlichen Trommel
1 liegt geeigneterweise im Bereich von 0,5 bis 15 mm, vorzugsweise von 2
bis 10 mm. Der Kontaktdruck zwischen dem Umdruckpapier und dem auf der
fotoempfindlichen Trommel 1 ausgebildeten Tonerbild liegt günstigerweise
im Bereich von 5 bis 300 p/cm², vorzugsweise von 10 bis 80 p/cm²).
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Fig. 3 zeigt die Ergebnisse einer Bestimmung des Zusammenhangs
zwischen dem Druck, der von der Umdrucktrommel 7 durch das auf ihre
Oberfläche aufgelegte Umdruckpapier 14 auf die fotoempfindliche Trommel 1
ausgeübt wird, und der Kontaktbreite. Aus dem Diagramm ist deutlich
erkennbar, daß der Druck pro Längeneinheit, d.h. der Lineardruck
(Vollkreise) in Achsenrichtung der Trommel mit zunehmender Kontaktbreite
größer wurde und daß der Druck pro Flächeneinheit (leere Kreise) im
wesentlichen konstant blieb und über einen Kontaktbreitenbereich von 4 bis
12 mm bei einem sehr niedrigen Wert von etwa 45 p/cm² lag. Im Gegensatz
dazu ist beim herkömmlichen Verfahren, wo eine mit elektrisch leitendem
Gummi beschichtete Umdrucktrommel verwendet wird, eine Kontaktbreite von
mehr als 4 mm sehr schwer erreichbar. Um eine Kontaktbreite von 2 mm zu
erzielen, mußte der Druck im Bereich von 500 bis 2000 p/cm²) liegen. Dieses
Problem hat seine Ursache in dem grundsätzlichen Nachteil, daß es eine
schwierige Aufgabe ist, dem Gummi ohne Einbuße an elektrischer
Leitfähigkeit eine hohe Flexibilität zu geben. Bei der vorliegenden
Erfindung ist dieses besondere Problem durch eine Trennung der beiden
funktionen gelöst worden.
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Die Umdruckvorrichtung mit der oben beschriebenen Konstruktion wurde
versuchsweise zum Übertragen eines schwarzen Tonerbildes auf ein
Umdruckpapier eingesetzt, wobei das Tonerbild thermisch fixiert und dann
die Schwärzungsdichte des Bildes geprüft wurde. Durch diesen Test wurden
die in der Kurve (1) von Fig. 4 dargestellten Umdruckeigenschaften
ermittelt. Die Umdruckeigenschaften waren innerhalb eines breiten Bereichs
der Umdruckvorspannung von 400 bis 800 V sehr zufriedenstellend. Das
erzeugte Tonerbild wies keinerlei Anzeichen der Erscheinung des teilweisen
Bildverlusts auf. Innerhalb des obenerwähnten Spannungsbereichs wurden hohe
Umdruckleistungswerte von mehr als 90% erzielt. In dem oben dargestellten
Ausführungsbeispiel wurde als fotoempfindliche Trommel 1 eine Trommel mit
Selen als Fotoleiter mit einem Außendurchmesser von 60 mm, einem maximalen
Oberflächenpotential von +600 V in der fixierten Position und einer
konstanten Umfangsgeschwindigkeit der rotierenden Trommel von 100 mm/s
verwendet. Die Aluminiumtrommel 11 in der Umdrucktrommel 7 hatte einen
Außendurchmesser von 100 mm. Die Kontaktbreite zwischen der
fotoempfindlichen Trommel 1 und dem Umdruckpapier 14 lag konstant bei 5 mm,
und die Umdrucktrommel rotierte mit einer Umfangsgeschwindigkeit von
100 mm/s, wobei der Abstand zwischen der Drehachse der Umdrucktrommel 7 und
der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 als gedachter Radius der
Umdrucktrommel betrachtet wurde.
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Fig. 5 zeigt einen Querschnitt, der ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt. Eine flexible Polyurethanschaumstoffschicht 12
wurde auf die Umfangsfläche einer Aluminiumtrommel 11 aufgebracht, und eine
Polyesterfolie 21, die zur Ausbildung einer elektrisch leitenden Schicht
13 einseitig mit Aluminium bedampft war, wurde mit der Polyesterseite nach
außen auf die Oberfläche der flexiblen Polyurethanschaumstoffschicht
aufgewickelt. Auf die Oberfläche der Polyesterfolie 21 wurde ein
Umdruckpapier aufgelegt. Die aluminiumbeschichtete Polyesterfolie hatte
eine Dicke von 75 um. An die Aluminiumschicht, d.h. die elektrisch leitende
Schicht 13, wurde über ein Elektrodenelement (nicht dargestellt) eine
Spannungsquelle 15 angeschlossen. Auf diese Weise konnte die von der
Spannungsquelle erzeugte Spannung an die elektrisch leitende Schicht 13
angelegt werden. Die so konstruierte Vorrichtung wurde in einer Erprobung
für die Übertragung eines schwarzen Toners bei einer konstanten
Kontaktbreite von 5 mm eingesetzt. Das Tonerbild wurde dann thermisch fixiert
und die Schwärzungsdichte wurde geprüft. In diesem Test wurden die
Eigenschaften ermittelt, die in fig. 4 durch die Kurve (2) dargestellt
sind. Ein Vergleich der Schwärzungskurve (2) mit der Schwärzungskurve (1),
die bei der Umdruckvorrichtung gemäß fig. 2 ermittelt wurde, zeigt, daß zum
Erzielen einer hohen Umdruckleistung eine hohe Vorspannung erforderlich
war, während sich bei hohen Potentialen eine geringe Abnahme der
Schwärzungsdichte ergab, was darauf hindeutete, daß die Änderung der
Potentialbedingungen die Umdruckcharakteristik nur wenig beeinflußt. Das
in diesem Falle erhaltene Umdruckbild zeigte keinerlei Anzeichen eines
Bildverlusts.
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Fig. 6 stellt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung dar. Die Aluminiumtrommel 7 und die Elastomerschicht
12 sind mit den entsprechenden Teilen im vorhergehenden Ausführungsbeispiel
identisch. Als elektrisch leitende Schicht 13 wird jedoch eine folie
verwendet, die man durch Aufbringen einer elektrisch leitenden Harzschicht
13 auf einen Träger 31 erhält. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
entspricht das Trägermaterial 31 einem Teil der Elastomerschicht 12 in der
Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Als Material für die Elastomerschicht 12 in den Vorrichtungen der
Ausführungsbeispiele von Fig. 2 und fig. 5 wurde an verschiedenen Sorten
eines flexiblen Polyurethanschaumstoffs mit unterschiedlichen
Steifigkeitswerten die Wechselbeziehung zwischen der Steifigkeit und der
Erscheinung des teilweisen Bildverlusts untersucht. Durch diesen Test wurde
festgestellt, daß ein teilweiser Bildverlust durchaus auftreten konnte,
wenn die Steifigkeit des flexiblen Urethanschaums größer war als 100 kp.
Die Untersuchung der Steifigkeit des flexiblen Urethanschaums erfolgte nach
dem japanischen Industriestandard JIS K-6401. Diese Prüfung wurde im
einzelnen wie folgt ausgeführt: auf die Grundplatte einer Prüfmaschine
wurde ein Probekörper von 50 mm Dicke und etwa 30 cm Durchmesser flach
aufgelegt, auf den Probekörper wurde eine Druckscheibe von 200 mm
Durchmesser gelegt, der Probekörper wurde unter einer Belastung von 0,5 kp
zusammengepreßt, die Dicke des Probekörpers wurde unter diesem Druck
gemessen, das Ergebnis dieser Messung wurde als Anfangsdicke aufgezeichnet,
dann wurde die Druckscheibe auf eine Tiefe von 75% der Anfangsdicke des
Probekörpers niedergedrückt, der Probekörper sofort wieder entlastet, die
Druckscheibe wurde nochmals auf eine Tiefe niedergedrückt, die 25% der
Anfangsdicke entsprach, und der Probekörper wurde 20 Sekunden lang in
diesem Zustand belassen, am Ende dieser Ruhezeit wurde die Belastung an der
Meßskala abgelesen und die Größe der so abgelesenen Belastung wurde als
Härte aufgezeichnet.
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Für die fotoempfindliche Trommel 1 wurde der Zusammenhang zwischen
dem auf die Trommel ausgeübten Druck und der Umdruckeigenschaft untersucht.
Durch diesen Test wurde festgestellt, daß die Erscheinung des teilweisen
Bildverlusts nicht auftreten konnte, solange der Druck nicht größer war als
300 p/cm².
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Als Material für die leitfähige Schicht 13 wurden verschiedene Film-
und Folienmaterialien mit unterschiedlichen Widerstandswerten untersucht.
Die Untersuchung zeigte, daß die leitfähigen Filme oder Folien nicht mehr
als Elektrode arbeiteten und eine schlechte Umdruckleistung zeigten, wenn
die Widerstandswerte höher waren als 10¹² X cm. Wenn die fotoempfindliche
Schicht der fotoempfindlichen Trommel 1 Oberflächenfehler aufweist, wie
z.B. kleine Löcher, dann tritt besonders im ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung eine elektrische Entladung zwischen der leitfähigen Schicht 13
und der fotoempfindlichen Trommel 1 auf, wodurch möglicherweise die
Umdruckvorspannung abfällt und infolgedessen der Umdruck beeinträchtigt
wird. Es ist daher wünschenswert, daß die hier zu verwendende elektrisch
leitende Schicht 13 einen spezifischen Widerstand im Bereich von 10&sup6; bis
10¹² X cm aufweist. Wenn zwischen der Spannungsquelle 15 und der
leitfähigen Schicht 13 ein ausreichender Widerstand eingesetzt wird, um die
obenerwähnte elektrische Entladung zu unterdrücken, kann bei der hier
verwendeten leitfähigen Schicht 13 auch ein Widerstandswert von weniger von
10&sup6; X cm toleriert werden.
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Die obigen Ausführungsbeispiele sind als Anwendungsbeispiele für den
farbkopierer beschrieben worden, jedoch ist diese besondere Ausführungsart
nicht entscheidend. Die Erfindung kann wahlweise natürlich auch beim
gewöhnlichen einfarbigen elektrofotografischen Verfahren ausgeführt werden.
Zum Beispiel kann die Erfindung ausgeführt werden, indem man eine
Umdruckwalze mit einem Außendurchmesser von etwa 10 bis 50 mm herstellt und
sie gegenüber einer fotoempfindlichen Trommel anordnet, ein Umdruckpapier
in den Klemmspalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen einführt und
das Papier weitertransportiert. In dieser Vorrichtung kann ein Tonerbild
vorteilhaft ohne Verwendung einer Klemmvorrichtung übertragen werden.
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Wie oben beschrieben, realisiert die vorliegende Erfindung eine
Trennung der Funktionen der Flexibilität und der elektrischen
Leitfähigkeit, wobei die erstere Funktion von einer Elastomerschicht und
die letztere Funktion von einer leitfähigen Schicht übernommen wird. Die
vorliegende Erfindung gestattet daher sehr breite Bereiche für die Auswahl
von Rohmaterialien und ermöglicht die Konstruktion einer sehr flexiblen
Umdrucktrommel. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugt eine große
Umdruckkontaktbreite bei sehr niedrigem Druck und liefert sehr rationell
Umdruckbilder von sehr befriedigender Qualität.
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Da die vorliegende Erfindung eine Aufteilung der funktionen der
Flexibilität und der elektrischen Leitfähigkeit realisiert, wobei die
erstere Funktion von einer Elastomerschicht und die letztere Funktion von
einer elektrisch leitenden Schicht übernommen wird, läßt die
erfindungsgemäße Vorrichtung bemerkenswert breite Bereiche für die Auswahl
der Rohmaterialien zu und gestattet die Herstellung einer sehr flexiblen
Trommel im Vergleich zu der herkömmlichen Umdruckvorrichtung, bei der
leitfähiger Gummi eingesetzt wird. Als Material für die Elastomerschicht
kann ein weiches, schwammartiges Material wie z. B. Polyurethanschaum
eingesetzt werden. Indem man um die Oberfläche der Elastomerschicht eine
leitfähige Folie wickelt und auf der Oberfläche der leitfähigen Folie ein
Umdruckpapier fixiert, kann man bei sehr niedrigem Druck eine große
Kontaktbreite erzielen. Die vorliegende Erfindung bietet daher eine ideale
Lösung der Probleme, die mit der Erscheinung des teilweisen Bildverlusts
und mit der ungleichmäßigen Übertragung aufgrund eines mangelhaften
Kontakts verbunden sind, und realisiert einen hochleistungsfähige Umdruck.
Um den auf die fotoempfindliche Trommel wirkenden Druck konstant zu halten,
wurde die herkömmliche Umdruckwalze durch ein elastisches Material
abgestützt. Nach der vorliegenden Erfindung ist jedoch das Abstützen der
Umdruckwalze durch ein elastisches Material nicht erforderlich, da die
Schwankung der Andruckkraft infolge einer Änderung der Kontaktbreite an der
fotoempfindlichen Trommel äußerst gering ist. Es ist lediglich
erforderlich, den Achsenabstand zwischen der Umdrucktrommel und der
fotoempfindlichen Trommel konstant zu halten. Der Umstand, daß für diese
Vorrichtung kein elastisches Material erforderlich ist, trägt viel zur
Vereinfachung des Mechanismus bei. Die leitfähige Schicht in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung kann aus einem Film oder einer Folie mit
beträchtlicher Flexibilität hergestellt werden. Im Vergleich zu der
herkömmlichen leitfähigen Gummiwalze ist der erfindungsgemäße leitfähige
Schicht unter Verwendung des Films oder der Folie in vieler Hinsicht von
Vorteil, da sie keine Herstellungsbeschränkungen, wie z. B. die Kontrolle
des Widerstands und die Reproduzierbarkeit der Flexibilitätseigenschaft,
und keine physikalische Instabilität von Materialien aufweist, wie z.B.
aufgrund einer altersbedingten Qualitätsminderung.