EP1425632A1 - Elektrofotographische druckvorrichtung - Google Patents

Elektrofotographische druckvorrichtung

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Publication number
EP1425632A1
EP1425632A1 EP02797593A EP02797593A EP1425632A1 EP 1425632 A1 EP1425632 A1 EP 1425632A1 EP 02797593 A EP02797593 A EP 02797593A EP 02797593 A EP02797593 A EP 02797593A EP 1425632 A1 EP1425632 A1 EP 1425632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
electrophotographic printing
printing device
electrically conductive
transport
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02797593A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1425632B1 (de
Inventor
Bernd Schultheis
Holger Köbrich
Rainer Solbach
Hans-Jürgen HOMMES
Dieter Jung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Carl Zeiss AG
Schott Glaswerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss AG, Schott Glaswerke AG filed Critical Carl Zeiss AG
Publication of EP1425632A1 publication Critical patent/EP1425632A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1425632B1 publication Critical patent/EP1425632B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1625—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer on a base other than paper

Definitions

  • the invention relates to an electrophotographic printing device with a toner developer unit, an exposure device, a developer drum, a photoconductor, a transfer unit and an earthed charging device, in which the substrate to be printed is moved past the transfer zone of the transfer unit on a transport device and the toner image of the transfer unit is on the substrate can be transferred.
  • Such a printing device is known from DE 198 49 500 A1.
  • the developer unit works with a toner and is assigned to a photoconductor drum.
  • the surface of the photoconductor drum is activated by means of an exposure device, so that toner application is possible thereon.
  • the photoconductor drum is connected to a transfer roller via a contact line.
  • the transfer roller rolls on the surface of the sub- strates and is transferred with the help of an electrostatic charge of the substrate to the top of the substrate facing the transfer unit.
  • the first transfer process occurs when the photoconductor drum is transferred to the transfer roller, the second when the toner is transferred to the substrate.
  • the toner is not completely transferred during the transfer processes.
  • the aim should be to achieve the highest possible transition rate so that clear, sharp-edged printed images are created.
  • the uniform and sufficient formation of the charge pattern in the area of the surface of the substrate, i.e. the charge transfer from the charger to the substrate is critical.
  • an insulator is arranged between the grounded transport device and the substrate and an electrically conductive layer is arranged between the substrate and the insulator, which is located above the charging device located above the substrate and the in Direction of transport oriented dimension of the substrate to be printed extends.
  • the electrically conductive layer between the substrate and the insulator is charged to a potential (field voltage U F ) of 1 to 10 kV, typically between 1, 5 and 4 kV with respect to ground.
  • U F field voltage
  • the electrically conductive layer is built up insulated from the transport device.
  • the substrate stored in an insulated manner on the transport device and the insulator arranged between the substrate and the transport device achieve a uniform and sufficient charging of the surface of the substrate when between the substrate and the insulator is also provided with a continuous metal layer which extends in the transport direction at least over the charging device and the dimension of the substrate oriented in the transport direction. This may be due to the fact that a homogeneous field is generated which is not adversely affected by the transport device if it is set to a potential which corresponds to the reference potential of the charging.
  • the charging device is preferably designed such that the charging device divides a partial charging device arranged in front of and in the transport direction behind the transfer zone, which are housed in grounded housings that are open to the substrate.
  • the substrate to be printed is first fed to the partial loading device arranged in front of the transfer unit and is electrostatically charged on its surface before it is fed to the transfer zone.
  • the toner transfer takes place in the transfer zone.
  • the partial loading device arranged after the transfer zone then prevents a charge drop by reloading the substrate. In this way, a uniform and effective toner transfer over the entire transport path of the substrate is ensured by a homogeneous charge.
  • the substrates can be transported in such a way that a table-like transport device is used which can be guided past the transfer zone in a linear manner and is covered as an insulator by means of an insulating plate which is in one piece or divided into segments, and that the segments or the one-piece insulating plate are on the upper side facing the substrate a conductive layer, e.g. are (is) provided with a metal layer.
  • a further embodiment provides that the table-like transport device tion elements carries, which are guided by the segments or the one-piece insulating plate and the conductive layer and electrically connected to the conductive layer, but are electrically isolated from the transport device.
  • the functional elements must always be flush with the conductive layer, which e.g. is achieved by resilient support of the functional elements on the transport device and leads to a tight fit of the same on the underside of the substrate.
  • the transport of the substrates can also be carried out in such a way that the transport device has an endless conveyor belt which is itself designed as a metal belt or is provided with a metal layer on the outside carrying the substrates, that the endless conveyor belt is guided over reversing rollers designed as insulators, and that the endless conveyor belt can be moved between the reversing rollers on an insulating plate covering the transport frame.
  • the transport device has an endless conveyor belt which is itself designed as a metal belt or is provided with a metal layer on the outside carrying the substrates, that the endless conveyor belt is guided over reversing rollers designed as insulators, and that the endless conveyor belt can be moved between the reversing rollers on an insulating plate covering the transport frame.
  • the substrates can be transported continuously without having to move the machine frame.
  • the construction of a homogeneous and sufficient charging of the substrates remains ensured even with this configuration of the transport device.
  • the charging device is designed as surface corons that extend over the entire width of the substrate to be printed, which extends transversely to the transport direction, and at least partially over the surface in FIG Extend the surface of the substrates oriented in the direction of transport, it also being provided that the surface corons have electrically nonconductive coron wire holders which are tensioned in grounded housings on which a plurality of electrically conductive coron wires arranged next to one another are held, to which a uniform charge potential is supplied, the counter potential of which is grounded.
  • the printing device is also constructed such that the two partial loading devices are at a distance which is smaller than the extent of the surface of the substrate to be printed in the transport direction.
  • the mentioned electrically conductive layer consists of a thin aluminum or copper foil. Thin sheets or foils made of steel are also suitable, as are plastic foils made of polyurethane, silicone and the like which have been made electrically conductive.
  • the electrical conductivity of the layer must be large enough compared to the insulator. Resistors smaller than 1000 ⁇ / cm 2 are advantageous.
  • Materials made of highly impact-resistant plastics such as polyamide, polyimide, epoxy resins, hard paper, bakelite, are suitable as insulators.
  • the insulator can also consist of abrasion-resistant and mechanically resilient ceramic or silicate material, such as Al 2 O 3 or thin glass.
  • the metal layer consists of aluminum or copper foil, thin sheet metal, steel foil or electrically conductive plastic foils made of polyurethane, silicone and the like, which have an electrical conductivity of less than 1000 ⁇ / cm 2 .
  • the metal layer and insulator can also be combined into one unit and consist of an epoxy resin plate clad with copper.
  • the conductive layer can also be carried out in such a way that an elastic base with a conductive or metallized surface is applied to the insulator of the transport device, which leads to the substrate underside being in even contact. Segmentation of the base is also possible if the segments are electrically conductively connected to one another.
  • the conductive surface of the base is charged to a potential (field voltage U F ) of 1 to 10 kV, in particular 3.5 to 5 kV, in relation to ground.
  • the surface resistance of the elastic base and the resistance of the functional elements embedded in the transport device, such as endless conveyor belts, should preferably be matched to one another, since this leads to homogeneous charging of the substrate.
  • a further embodiment of the printing device provides that the substrate to be printed is placed in a shape adapted to the substrate size.
  • the mold is made of an electrically insulating material, the surface of the mold facing the substrate underside is electrically conductive or with an electrically conductive layer or metal plate Mistake.
  • the conductive layer or the metal plate is charged to the potential (field voltage U F ) of 1 to 10 kV, in particular 1.5 to 4 kV relative to ground, via sliding contacts which are attached directly in front of and behind the charging device located above the substrate.
  • 1 is a printing device with a linearly movable transport device
  • Fig. 5 shows schematically the additional potential for electrostatic charging of the substrate and the conductive layer
  • Fig. 6 insulated substrate base plate for electrostatic charging via sliding contacts.
  • FIG. 1 shows a side view and partially in section of an electrophotographic printing device for plate-shaped substrates 30.
  • the substrate 30 is moved linearly past a transfer zone 24 of a transfer unit with a table-like transport device 25.
  • an intermediate layer composed of an insulator 17 or segments 17.1 to 17.n thereof lies between the underside of the substrate 30 and the support plane of the transport device.
  • the substrate 30 is charged via a partial charging device 16 arranged in front of the transfer unit in the transport direction and a partial charging device 18 arranged after the transfer unit, which hold a number of electrically conductive corona wires in housings on electrically non-conductive corona wire holders.
  • the partial loading devices 1 6 and 1 8 are designed as surface corons and extend across the entire width of at least the substrates 30 to be printed.
  • the upper side of the insulator plate 17 or the segments 17.1 to 17.n facing the underside of the substrates 30 is provided with a metal layer 31.
  • the transport device 25 is grounded, that is, connected to the counter potential of the charge voltage Uc.
  • the corona wires of the partial charging devices 16 and 18 are uniformly connected to the potential of the charging voltage Uc.
  • the metal layer 31 of the insulator 17 or of the segments 17.1 to 17.n remains potential-free or is charged to a voltage (U F ) of 1 to 10 kV, in particular of 3.5 to 5 kV, to ground in order to further improve the toner transfer.
  • the transfer unit In the area of the transfer zone, the transfer unit is in contact with the substrate 30 for the toner transfer, the transport speed of the substrate 30 being matched or coupled to the rotational speed of the transfer unit in such a way that no slip occurs between the two.
  • functional elements 34 can be integrated into the transport device 25, which are in contact with the underside of the substrates 30 to be printed through the insulator 17.
  • These functional elements 34 can be suction openings, grooves, transport elements, sensors, cable feedthroughs and other components, which preferably terminate with the top of the metal layer 31 and, if necessary, are held under spring tension on the underside of the substrate 30 by springs 32, as shown in FIG , 3 shows.
  • the func tional elements 34 and equipotential bonding lines 33 are connected to the reference potential of the charge voltage Uc and the metal layer 31, but they are kept electrically insulated in the transport direction 25, as can be seen from the small air gap.
  • Such transport devices 25 can pass through the transfer zone in succession and can each be covered with one or more substrates 30 to be printed.
  • a toner for example a ceramic, a thermoplastic or a thermosetting plastic toner, is stored in a developer unit 10.
  • a developer drum 15 is assigned to the developer unit 10 and supplies the toner to a photoconductor 20.
  • the photoconductor 20 is cylindrical and is in linear contact with the transfer unit 22 in a contact zone 21.
  • a coating device 11 is arranged above the photoconductor 20 and exposes a photosensitive layer on the circumference of the photoconductor 20. This creates a latent electrostatic charge. Due to the The electrostatic processes transfer toner particles from the developer drum 15 to the layer of the photoconductor 20. These toner particles are passed on to the transfer unit 22 in the region of the contact zone 21.
  • a cleaning device 14 arranged downstream in the direction of rotation of the photoconductor 20 removes any adhering toner residues from the photoconductor 20. After the cleaning device 14 there is an extinguishing light 13 which discharges the photosensitive layer of the photoconductor 20. The photosensitive layer of the photoconductor 20 is then brought back to a uniform charge structure by means of a charging device 12, so that the exposure device 11 can again provide it with an electrostatic charge image.
  • the transfer unit rolls on the substrate 30 to be printed.
  • the toner on the transfer unit is transferred to the substrate 30 in the transfer zone. Since the partial charging devices 1 6 and 18 effect a full-surface charging of the substrate 30 with the opposite potential to the charge on the photoconductor 20, a clear toner transfer takes place with high efficiency.
  • the distance in the transport direction between the partial loading devices 16 and 18 is smaller than the dimension of the substrate 30 in this direction, in order to ensure that the substrate 30 remains charged during the entire passage through the transfer zone.
  • FIG. 4 shows a transport device 25, which is grounded and has an endless conveyor belt between two reversing rollers, which is itself electrically conductive and forms the conductive layer 31.
  • the deflection rollers form an insulator 1 7.3, which can also be formed by deflecting rollers with an insulating peripheral layer, for example a PTFE layer.
  • the base of the deflection rollers can also consist of insulating material.
  • the additional voltage is supplied, for example, via additional sliding contacts 37.
  • the endless conveyor belt can be a close-meshed metal belt that facilitates fixation of the substrates 30 by means of suction.
  • Fig. 5 shows, similar to FIG. 2, an earthed transport device 25 with an insulator 17 arranged thereon.
  • the electrically conductive layer 31 between the substrate 30 and the insulator 17 is increased to 1 to 10 kV, preferably 1.5 to 4 kV, via a field voltage U F. charged.
  • the charging devices 1 6 and 1 8 and the transfer zone 24 above the substrate 30 are designed and arranged as in FIG. 2.
  • the substrate 30 can also be received by an insulating form 35.1 with edges 35.2.
  • the mold can be arranged on an electrically conductive layer 31, which is separated from the grounded transport device 25 via an insulator 17, but is transported with the latter.
  • the receptacle of the form 35.1 carries an electrically conductive surface 36, to which the field voltage U F is supplied via sliding contacts 37.

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Description

Elektrofotographische Druckvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektrofotographische Druckvorrichtung mit einer Toner- Entwicklereinheit, einer Belichtungsvorrichtung, einer Entwicklertrommel, einem Fotoleiter, einer Transfereinheit und einer geerdeten Ladeeinrichtung, bei der das zu bedruckende Substrat auf einer Transportvorrichtung liegend an der Transferzone der Transfereinheit vorbeibewegt und das Tonerbild der Transfereinheit auf das Substrat übertragen werden.
Eine derartige Druckvorrichtung ist aus der DE 198 49 500 A1 bekannt. Die Entwicklereinheit arbeitet mit einem Toner und ist einer Fotoleiter-Trommel zugeordnet. Die Fotoleiter-Trommel wird mittels einer Belichtungsvorrichtung auf ihrer Oberfläche aktiviert, so dass darauf ein Tonerauftrag möglich wird. Die Fotoleiter-Trommel steht über eine Kontaktlinie in Verbindung mit einer Transferwalze. Die Transferwalze rollt auf der Oberfläche des zu bedruckenden Sub- strates ab und wird dabei unter Zuhilfe einer elektrostatischen Aufladung des Substrates auf die der Transfereinheit zugekehrte Oberseite des Substrates übertragen.
Bei dieser Druckvorrichtung finden zwei Transfervorgänge des Tonerbildes statt. Der erste Transfervorgang entsteht beim Übergang von der Fotoleiter-Trommel auf die Transferwalze, der zweite beim Übergang des Toners auf das Substrat. Bei den Transfervorgängen erfolgt jeweils keine vollständige Übertragung des Toners. Es ist anzustreben, eine möglichst hohe Übergangsrate zu erzielen, damit klare, konturenscharfe Druckbilder entstehen. Dabei ist die gleichmäßige und ausreichende Ausbildung des Ladungsbildes im Bereich der Oberfläche des Substrates, d.h. die Ladungsübertragung von der Ladeeinrichtung zum Substrat von entscheidender Bedeutung.
Insbesondere bei dicken Substraten kommt es zu ungenügenden Aufladungen, wenn dieses aus einem elektrisch schlecht leitendem Material besteht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Druckvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine effektive und gleichmäßige Tonerübertragung auf die Oberfläche eines Substrates unabhängig von der Materialstärke und von der Beschaffenheit des Substrates stattfindet und nicht homogene Bereiche im Druckbild (Schattenbildungen) vermieden werden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass zwischen der geerdeten Transportvorrichtung und dem Substrat ein Isolator und zwischen dem Substrat und dem Isolator eine elektrisch leitende Schicht angeordnet sind, die sich über die über dem Substrat befindliche Ladeeinrichtung und die in Transportrichtung ausgerichtete Abmessung des zu bedruckenden Substrates erstreckt.
Zur Verbesseerung der Tonerübertragung wird die elektrisch leitende Schicht zwischen dem Substrat und dem Isolator auf ein Potential (Feldspannung UF) von 1 bis 10kV, typ. zwischen 1 ,5 und 4kV gegenüber Masse aufgeladen. Die elektrisch leitende Schicht ist gegenüber der Transportvorrichtung isoliert aufgebaut.
Selbst bei elektrisch nichtleitenden Substraten, wie Glas-, Glaskeramik- oder Kunststoff platten, wird mit dem isoliert auf der Transportvorrichtung gelagerten Substrat und den zwischen dem Substrat und der Transportvorrichtung angeordneten Isolator eine gleichmäßige und ausreichende Aufladung der Oberfläche des Substrates erreicht, wenn zwischen dem Substrat und dem Isolator noch eine durchgehende Metallschicht angeordnet ist, die sich in Transportrichtung mindestens über die Ladeeinrichtung und die in Transportrichtung ausgerichtete Abmessung des Substrates erstreckt. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, dass dabei ein homogenes Feld erzeugt wird, das durch die Transportvorrichtung nicht beeinträchtigt wird, wenn diese auf ein Potential gelegt wird, das dem Bezugspotential der Aufladung entspricht.
Die Ladeeinrichtung ist dabei vorzugsweise so ausgeführt, dass die Ladeeinrichtung eine in Transportrichtung vor und eine hinter der Transferzone angeordnete Teil-Ladeeinrichtung aufteilt, die in geerdeten Gehäusen untergebracht sind, die zum Substrat hin offen sind. Bei dieser Ausgestaltung der Druckvorrichtung wird das zu bedruckende Substrat zunächst der vor der Transfereinheit angeordneten Teil-Ladeeinrichtung zugeführt und wird dabei an seiner Oberfläche elektrostatisch aufgeladen, ehe es der Transferzone zugeführt wird. In der Transferzone erfolgt der Tonerübertrag. Bei fortschreitendem Transport des Substrates kann es abhängig von der Größe des Substrates und des Druckbildes vorkommen, dass der Tonerübertrag auf das Substrat noch nicht abgeschlossen ist, das Substrat jedoch bereits die vor der Transferzone angeordnete Teil-Ladeeinrichtung bereits verlassen hat. Die nach der Transferzone angeordnete Teil-Ladeeinrichtung verhindert dann einen Ladungsabfall, indem diese das Substrat nachlädt. Auf diese Weise wird ein gleichmäßiger und effektiver Tonerübertrag über den gesamten Transportweg des Substrates hinweg durch eine homogene Aufladung sichergestellt.
Bei segmentiertem Isolator lässt sich ein Potentialausgleich zwischen den einzelnen Segmenten ausführen, was zu besseren Druckergebnissen führt.
Der Transport der Substrate kann so erfolgen, dass eine tischartige Transportvorrichtung verwendet ist, die an der Transferzone linear vorbeiführbar und mittels einer einteiligen oder in Segmente unterteilte Isolierplatte als Isolator abgedeckt ist, und dass die Segmente oder die einstückige Isolierplatte auf der dem Substrat zugekehrten Oberseite mit einer leitfähigen Schicht, z.B. eine Metallschicht versehen sind (ist) .
Sind in der Transportvorrichtung Funktionselemente untergebracht, die mit dem Substrat in Kontakt kommen, wie z.B. Ansaugöffnungen, Nuten, Transportelemente, Sensoren, Kabeldurchführungen oder andere Bauteile, dann sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass die tischartige Transportvorrichtung Funk- tionselemente trägt, die durch die Segmente oder die einstückige Isolierplatte sowie die leitfähige Schicht geführt und elektrisch leitend mit der leitfähigen Schicht verbunden sind, jedoch elektrisch gegenüber der Transportvorrichtung isoliert sind.
Auf diese Weise werden im Bereich der Funktionselemente Inhomogenitäten der Aufladung vermieden, welche zu Störungen des Tonerübertrages im Bereich der Funktionselemente führen können.
Die Funktionselemente müssen stets bündig mit der leitfähigen Schicht abschließen, was z.B. durch federnde Abstützung der Funktionselemente an der Transportvorrichtung erreicht wird und zum satten Anliegen derselben an der Unterseite des Substrates führt.
Der Transport der Substrate kann nach einer Ausgestaltung auch so vorgenommen werden, dass die Transportvorrichtung ein Endlosförderband aufweist, das selbst als Metallband ausgebildet oder auf der die Substrate tragenden Außenseite mit einer Metallschicht versehen ist, dass das Endlosförderband über als Isolator ausgebildete Umkehrwalzen geführt ist, und dass das Endlosförderband zwischen den Umkehrwalzen auf einem das Transportgestell abdeckenden Isolierplatte bewegbar ist.
Der Transport der Substrate kann dabei kontinuierlich erfolgen, ohne das Maschinengestell bewegen zu müssen. Der Aufbau einer homogenen und ausreichenden Aufladung der Substrate bleibt auch bei dieser Ausgestaltung der Transporteinrichtung sichergestellt. Um die Aufladung auch quer zur Transportrichtung in gleicher Weise vorzunehmen, sieht eine Ausgestaltung vor, dass die Ladeeinrichtung als Flächen- coronen ausgebildet sind, die sich über die gesamte, quer zur Transportrichtung erstreckende Breite der zu bedruckenden Fläche der Substrate und zumindest teilweise über die in Transportrichtung ausgerichtete Fläche der Substrate erstrecken, wobei zudem vorgesehen ist, dass die Flächencoronen elektrisch nichtleitende Coronendrahthalter aufweisen, die in geerdeten Gehäusen gespannt sind, auf denen mehrere nebeneinander angeordnete, elektrisch leitende Coro- nendrähte gehalten sind, denen ein einheitliches Ladungspotential zugeführt ist, dessen Gegenpotential geerdet ist.
Die Druckvorrichtung ist weiterhin so aufgebaut, dass die beiden Teil-Ladeeinrichtungen einen Abstand aufweisen, der kleiner ist als die Erstreckung der zu bedruckenden Fläche des Substrates in Transportrichtung.
Die erwähnte elektrisch leitfähige Schicht besteht aus einer dünnen Aluminiumoder Kupferfolie. Ebenso geeignet sind dünne Bleche oder Folien aus Stahl und auch elektrisch leitfähig gemachte Kunststofffolien aus Polyurethan, Silikon und dgl. Die elektrische Leitfähigkeit der Schicht muss gegenüber dem Isolator groß genug sein. Vorteilhaft sind Widerstände kleiner als 1000 Ω/cm2.
Als Isolator eignen sich Materialien aus hochschlagfesten Kunststoffen, wie Polyamid, Polyimid, Epoxidharze, Hartpapier, Bakelit.
Der Isolator kann nach einer weiteren Ausgestaltung auch aus abriebfestem und mechanisch belastbarem keramischen oder silikatischem Material, wie AI2O3 oder dünnem Glas, bestehen. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Metallschicht aus Aluminium- oder Kupferfolie, dünnem Blech, Stahlfolie oder elektrisch leitfähig gemachten Kunststofffolien aus Polyurethan, Silikon und dgl. besteht, die eine elektrische Leitfähigkeit kleiner als 1000 Ω/cm2 aufweisen.
Metallschicht und Isolator können auch zu einer Einheit zusammengefasst sein und aus einer mit Kupfer kaschierten Epoxidharzplatte bestehen.
Die leitfähige Schicht kann nach einer weiteren Ausgestaltung auch so vorgenommen werden, dass eine elastische Unterlage mit leitfhäiger oder metallisierter Oberfläche, auf dem Isolator der Transportvorrichtung aufgebracht ist, was zum gleichmäßigen Anliegen der Substrat Unterseite führt. Auch ist eine Segmentierung der Unterlage möglich, wenn die Segmente untereinander elektrisch leitfähig verbunden sind. Um einen effektiven Transfer zu erreichen, wird die leitfähige Oberfläche der Unterlage auf ein Potential (Feldspannung UF) von 1 bis 10kV, insbesondere 3,5 bis 5kV gegenüber Masse aufgeladen. Der Oberflächenwiderstand der elastischen Unterlage und der Widerstand der in die Transportvorrichtung eingelassenen Funktionselemente wie z.B. Endlosförderbänder sollte vorzugsweise aneinander angepasst sein, da dies zu einer homogenen Aufladung des Substrates führt.
) Um eine bessere Isolation zwischen dem aufzuladenden Substrat und der Transportvorrichtung zu erreichen, sieht eine weitere Ausgestaltung der Druckvorrichtung vor, dass das zu bedruckende Substrat in einer der Substratgröße an- gepasste Form gelegt wird. Die Form ist aus einem elektrisch isolierenden Material, die der Substrat-Unterseite zugewandte Oberfläche der Form ist elektrisch leitfähig oder mit einer elektrisch leitfähigen Schicht bzw. Metallplatte versehen. Die leitfähige Schicht bzw. die Metallplatte wird über Schleifkontakte, welche direkt vor und hinter der sich über dem Substrat befindlichen Ladeeinrichtung angebracht sind, auf das Potential (Feldspannung UF) von 1 bis 10kV, insbesondere 1 ,5 - 4kV gegenüber Masse aufgeladen.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Druckvorrichtung mit linear bewegbarer Transportvorrichtung,
Fig. 2 schematisch die Potentialverteilung bei der elektrostatischen Aufladung eines Substrates,
Fig. 3 eine linear bewegbare Transportvorrichtung mit Funktionselementen, die mit dem Substrat in Kontakt stehen,
Fig. 4 eine als Endlosförderband ausgebildete Transportvorrichtung,
Fig. 5 schematisch das zusätzliche Potential zur elektrostatischen Aufladung des Substrates und der leitfähigen Schicht und
Fig. 6 isolierte Substrat Unterlagsplatte zur elektrostatischen Aufladung über Schleifkontakte.
Die Fig. 1 zeigt in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine elektrofotographische Druckvorrichtung für plattenförmige Substrate 30. Das Substrat 30 wird mit einer tischartigen Transportvorrichtung 25 linear an einer Transferzone 24 einer Transfereinheit vorbeibewegt. Dabei liegt eine Zwischenlage aus einem Isolator 17 oder Segmenten 17.1 bis 17.n derselben zwischen der Unterseite des Substrates 30 und der Auflageebene der Transportvorrichtung. Die Aufladung des Substrates 30 erfolgt über eine in Transportrichtung vor der Transfereinheit angeordnete Teil-Ladeeinrichtung 1 6 und eine nach der Transferein-heit angeordnete Teil-Ladeeinrichtung 18, die in Gehäusen auf elektrisch nichtleitenden Coronendrahthaltern eine Anzahl von elektrisch leitenden Coronendrähte gespannt festhalten. Die Teil-Ladeeinrichtungen 1 6 und 1 8 sind als Flä- chencoronen ausgebildet und erstrecken sich quer über die gesamte Breite zumindest der zu bedruckenden Substrate 30.
Die der Unterseite der Substrate 30 zugekehrte Oberseite der Isolatorplatte 17 oder der Segmente 17.1 bis 17.n sind mit einer Metallschicht 31 versehen.
Wie dem Schema nach Fig. 2 zu entnehmen ist, wird die Transportvorrichtung 25 geerdet, d.h. auf das Gegenpotential der Ladungsspannung Uc gelegt. Die Coronendrähte der Teil-Ladeeinrichtungen 16 und 18 werden einheitlich auf das Potential der Ladungsspannung Uc gelegt. Die Metallschicht 31 des Isolators 17 bzw. der Segmente 17.1 bis 17.n bleibt potentialfrei bzw. wird zur weiteren Verbesserung der Tonerübertragung auf eine Spannung (UF) von 1 bis 10kV, insbesondere von 3,5 bis 5kV gegenüber Masse aufgeladen.
Im Bereich der Transferzone steht die Transfereinheit mit dem Substrat 30 für den Tonerübertrag in Kontakt, wobei die Transportgeschwindigkeit des Substrates 30 auf die Umdrehungsgeschwindigkeit der Transfereinheit so abgestimmt oder gekoppelt ist, dass zwischen beiden kein Schlupf entsteht. Wie der Fig. 1 zusätzlich zu entnehmen ist, können in die Transportvorrichtung 25 Funktionselemente 34 integriert sein, die durch den Isolator 1 7 hindurch mit der Unterseite der zu bedruckenden Substrate 30 in Kontakt stehen.
Diese Funktionselemente 34 können Ansaugöffnungen, Nuten, Transportelemente, Sensoren, Kabeldurchführungen und andere Bauteile sei, die vorzugs-weise mit der Oberseite der Metallschicht 31 abschließen und wo erforderlich, mit Federn 32 unter Federspannung an der Unterseite des Substrates 30 gehalten werden, w i e F i g . 3 ze i gt . D a b e i kö n n e n d i e F u n kti o n s e l e m e nte 34 d u rc h Potentialausgleichsleitungen 33 mit dem Bezugspotential der Ladungsspannung Uc und der Metallschicht 31 verbunden sein, sie sind jedoch elektrisch isoliert in der Transportrichtung 25 gehalten, wie der kleine Luftspalt erkennen lässt. Derartige Transportvorrichtungen 25 können nacheinander die Transferzone passieren und jeweils mit einem oder mehreren zu bedruckenden Substraten 30 belegt sein.
Anhand der Fig. 1 werden nur noch kurz die Teile einer elektrofotographischen Druckvorrichtung vorgestellt, die an sich und in ihrer Arbeitsweise bekannt sind.
In einer Entwicklereinheit 10 ist ein Toner, beispielsweise ein keramischer, ein thermoplastischer oder duromerischer Kunststoff-Toner bevorratet. Der Entwicklereinheit 10 ist eine Entwicklertrommel 1 5 zugeordnet, die den Toner einem Fotoleiter 20 zuführt. Der Fotoleiter 20 ist walzenförmig ausgebildet und steht in einer Kontaktzone 21 im linienförmigen Kontakt mit der Transfereinheit 22. Über dem Fotoleiter 20 ist eine Beschichtungseinrichtung 1 1 angeordnet, die eine lichtempfindliche Schicht am Umfang des Fotoleiters 20 belichtet. Dadurch entsteht ein latentes elektrostatisches Ladungsbild. Aufgrund des La- dungsbildes werden über elektrostatische Vorgänge Tonerteilchen von der Ent- wicklertrommel 15 auf die Schicht des Fotoleiters 20 übertragen. Diese Tonerteilchen werden im Bereich der Kontaktzone 21 auf die Transfereinheit 22 weitergegeben. Eine in Drehrichtung des Fotoleiters 20 nachgeordnete Reinigungsvorrichtung 14 entfernt noch anhaftende Tonerreste vom Fotoleiter 20. Nach der Reinigungsvorrichtung 14 schließt sich ein Löschlicht 1 3 an, das die fotoempfindliche Schicht des Fotoleiters 20 entlädt. Danach wird die fotoempfindliche Schicht des Fotoleiters 20 mit einer Ladeeinrichtung 1 2 wieder auf eine einheitliche Ladungsstruktur gebracht, so dass sie von der Belichtungseinrichtung 1 1 wieder mit einem elektrostatischem Ladungsbild versehen wer-den kann.
Die Transfereinheit rollt auf dem zu bedruckenden Substrat 30 ab. Dabei wird der Toner auf der Transfereinheit in der Transferzone auf das Substrat 30 übertragen. Da die Teil-Ladeeinrichtungen 1 6 und 18 eine vollflächige Aufladung des Substrates 30 mit entgegen gesetztem Potential zu der Ladung auf dem Fotoleiter 20 bewirken, findet ein eindeutiger Tonerübertrag mit hohem Wirkungsgrad statt.
Wie die Fig. 1 erkennen lässt, ist der Abstand in Transportrichtung zwischen den Teil-Ladeeinrichtungen 16 und 18 kleiner als die Abmessung des Substrates 30 in dieser Richtung, damit sichergestellt ist, dass das Substrat 30 während des gesamten Passierens der Transferzone aufgeladen bleibt.
Die Fig. 4 zeigt eine Transportvorrichtung 25, die geerdet und zwischen zwei Umkehrwalzen ein Endlosförderband aufweist, das selbst elektrisch leitend ist und die leitfähige Schicht 31 bildet. Die Umlenkwalzen bilden einen Isolator 1 7.3, der auch durch Umlenkwalzen mit einer isolierenden Umfangsschicht, z.B. PTFE-Schicht, gebildet sein kann. Die Basis der Umlenkwalzen kann ebenfalls aus isolierendem Material bestehen. Die zusätzliche Spannung wird beispielsweise über zusätzliche Schleifkontakte 37 zugeführt.
Das Endlosförderband kann ein engmaschiges Metallband sein, das eine Fixierung der Substrate 30 mittels Ansaugung erleichtert.
Fig . 5 zeigt ähnlich der Fig. 2 eine geerdete Transporteinrichtung 25 mit einem darauf angeordneten Isolator 17. Die elektrisch leitfähige Schicht 31 zwischen dem Substrat 30 und dem Isolator 1 7 wird über eine Feldspannung UF auf 1 bis 10kV, vorzugsweise 1 ,5 bis 4kV, aufgeladen. Die Ladeeinrichtungen 1 6 und 1 8 sowie die Transferzone 24 über dem Substrat 30 sind wie in Fig. 2 ausgebildet und angeordnet.
Wie Fig. 6 zeigt, kann das Substrat 30 auch von einer isolierenden Form 35.1 mit Rändern 35.2 aufgenommen werden. Die Form kann auf einer elektrisch leitenden Schicht 31 angeordnet sein, die über einen Isolator 1 7 von der geerdeten Transporteinrichtung 25 getrennt ist jedoch mit dieser transportiert wird. Die Aufnahme der Form 35.1 trägt eine elektrisch leitende Oberfläche 36, welcher über Schleifkontakte 37 die Feldspannung UF zugeführt wird.

Claims

Ansp rü ch e
1. Elektrofotographische Druckvorrichtung mit einer Toner-Entwicklereinheit (10), einer Belichtungsvorrichtung (11), einer Entwicklertrommel (15), einem Fotoleiter (20), einer Transfereinheit (22) und einer geerdeten Ladeeinrichtung (16, 18), bei der das zu bedruckende Substrat (30) auf einer Transportvorrichtung liegend an der Transferzone (24) der Transfereinheit (22) vorbeibewegt und das Tonerbild der Transfereinheit (22) auf das Substrat (30) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Druckvorgang das Substrat (30) auf einer nicht geerdeten, elektrisch leitfähigen Schicht (31) angeordnet ist, die über einen Isolator (17, 17.1...17.n, 17.3) zur geerdeten Transportvorrichtung (25) hin isoliert ist, die sich über die über dem Substrat (30) befindliche Ladeeinrichtung (16, 17) und die in Transportrichtung ausgerichtete Abmessung des zu bedruckenden Substrates (30) erstreckt.
2. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung ( 1 6, 1 8) eine in Transportrichtung vor und eine hinter der Transferzone angeordnete Teil-Ladeeinrichtung ( 1 6 und 1 8) aufteilt, die in geerdeten Gehäusen untergebracht sind, die zum Substrat (30) hin offen sind.
3. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine tischartige Transportvorrichtung (25) verwendet ist, die an der Transferzone linear vorbeiführbar und mittels einer einteiligen oder in Segmente unterteilte Isolierplatte als Isolator (17, 17.1 ... 1 7.n) abgedeckt ist, und dass die Segmente oder die einstückige Isolierplatte (1 7) auf der dem Substrat (30) zugekehrten Oberseite mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (31 ) versehen sind (ist).
4. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die tischartige Transportvorrichtung (25) Funktionselemente (34) trägt, die durch die Segmente (1 7.1 ... 1 7.n) oder die einstückige Isolierplatte ( 1 7) sowie die elektrisch leitfähige Schicht (31 ) geführt und elektrisch leitend mit den Funktionselementen (34) verbunden sind, jedoch elektrisch gegenüber der Transportvorrichtung (25) isoliert sind.
5. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (25) ein Endlosförderband aufweist, das selbst aus elektrisch leitfähigem Material besteht oder auf der die Sub- strate (30) tragenden Außenseite mit einer elektrisch leitfähigen Schicht (31 ) versehen ist, dass das Endlosförderband über als Isolator (17.3) ausgebildete Umkehrwalzen geführt ist, und dass das Endlosförderband (25) zwischen den Umkehrwalzen auf einer das Transportgestell abdeckenden Isolierplatte (17.1 ) bewegbar ist.
6. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (16, 18) als Flächencoronen ausgebildet sind, die sich über die gesamte, quer zur Transportrichtung erstreckende Breite der zu bedruckenden Fläche der Substrate (30) und zumindest teilweise über die in Transportrichtung ausgerichtete Fläche der Substrate (30) erstrecken.
7. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächencoronen elektrisch nichtleitende Coronendrahthalter (16.1 ; 18.1 ) aufweisen, die in geerdeten Gehäusen (16.3; 16.4 bzw. 18.3; 18.4) gespannt sind, auf denen mehrere nebeneinander angeordnete, elektrisch leitende Coronendrähte (16.2; 18.2) gehalten sind, denen ein einheitliches Ladungspotential (Uc) zugeführt ist, dessen Gegenpotential geerdet ist.
8. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teil-Ladeeinrichtungen (1 6, 1 8) einen Abstand aufweisen, der kleiner ist als die Erstreckung der zu bedruckenden Fläche des Substrates (30) in Transportrichtung desselben.
9. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (1 7, 1 7.1 bis 1 7.n; 1 7.3) aus einem hoch isolierenden schlagfestem Kunststoff, wie Polyamid, Polyimid, Epoxidharze, Hartpapier oder Bakelit, besteht.
10. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (1 7, 1 7.1 bis 1 7.n; 1 7.3) aus abriebfestem und mechanisch belastbarem, keramischem oder silikatischem Material wie AI2O3 oder dünnem Glas besteht.
1 1 . Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (31 ) aus Aluminium- oder Kupferfolie, dünnem Blech, Stahlfolie oder elektrisch leitfähig gemachten Kunststofffolien aus Polyurethan, Silikon und dgl. besteht, die eine elektrische Leitfähigkeit von vorzugsweise kleiner als 1000 Ω/cm2 aufweisen.
12. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolator (1 7) und elektrisch leitfähigen Schicht (31 ) eine mit Kupfer kaschierte Epoxidharzplatte verwendet ist.
3. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht (31 ) zwischen dem Substrat (30) und dem Isolator (1 7) auf ein Potential (Feldspannung UF) von 1 bis 1 0kV, insbesondere 1 ,5 bis 4kV, aufladbar ist.
4. Elektrofotographische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
1 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (31 ) als elastisches Endlosband aus leitfähigem Material oder mit metallisierter Oberfläche ausgebildet ist.
5. Elektrofotographischer Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (30) von einer mit Rändern (35.2) versehenen isolierenden Form (35.1 ) aufnehmbar ist, dessen Aufnahme eine leitfähige Schicht (36) trägt, die über Bürsten (37) auf die Feldspannung (UF) aufladbar ist.
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