EP1709493A1 - Endloser zwischenbildträger für einen elektrofotografischen drucker oder kopierer - Google Patents

Endloser zwischenbildträger für einen elektrofotografischen drucker oder kopierer

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Publication number
EP1709493A1
EP1709493A1 EP04797902A EP04797902A EP1709493A1 EP 1709493 A1 EP1709493 A1 EP 1709493A1 EP 04797902 A EP04797902 A EP 04797902A EP 04797902 A EP04797902 A EP 04797902A EP 1709493 A1 EP1709493 A1 EP 1709493A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image carrier
intermediate image
transfer
measuring points
toner
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.)
Ceased
Application number
EP04797902A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Zappe
Uwe Milling
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.)
Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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 Oce Printing Systems GmbH and Co KG filed Critical Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1709493A1 publication Critical patent/EP1709493A1/de
Ceased 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
    • G03G15/1605—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 using at least one intermediate support
    • G03G15/162—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 using at least one intermediate support details of the the intermediate support, e.g. chemical composition
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/16—Transferring device, details
    • G03G2215/1604—Main transfer electrode
    • G03G2215/1623—Transfer belt

Definitions

  • the invention relates to an endless intermediate image carrier for an electrophotographic printer or copier, which is used for receiving, transporting and / or delivering a toner image in the electrophotographic printer copier.
  • a large number of known electrophotographic printers in particular color printers, contain an intermediate carrier medium, preferably a transfer ribbon. Individual color separations produced with the aid of an electrophotographic method on a photoconductor are printed one after the other by this photoconductor in register on top of one another on an intermediate carrier medium and thereby collected on the intermediate carrier medium. The color separations printed one above the other are then transferred from the intermediate carrier medium to a carrier material to be printed.
  • Such known intermediate carrier media usually consist of plastics, in particular of elastomers, with a constant electrical conductivity.
  • These known printers are usually single sheet printers with process speeds of ⁇ 200 A4 pages per minute.
  • Known intermediate carrier media are currently not suitable for high-quality printing results at process speeds of> 200 pages A4 per minute.
  • the intermediate carrier media known to date can essentially be assigned to two groups.
  • the intermediate carrier media of the first group are high-resistance, which means that small transfer currents are required.
  • high-resistance intermediate carrier media inexpensive high-voltage power supplies with low power can be used.
  • the toner transfer to and from the intermediate carrier medium takes place with a relatively high degree of efficiency.
  • the disadvantage of using high-resistance intermediate carrier media is that spraying occurs at relatively low process speeds smaller characters, which reduces the print quality.
  • the surface of the intermediate carrier medium becomes electrostatically charged. Such electrostatic charging leads to destruction of the printed image transferred to the intermediate carrier medium by sporadic, uncontrollable discharges.
  • the intermediate carrier media of the second group have a relatively low resistance compared to the intermediate carrier media of the first group.
  • the specific volume resistance determined with the aid of a measuring arrangement described in connection with FIGS. 4 to 8 at 10 V measuring voltage is less than or equal to 10 10 ⁇ cm in the case of intermediate carrier media of the first group.
  • Intermediate carrier media are characterized by parameters specified in standards, such as ASTM D257 or IEC 60093, in particular by the specific volume resistance and the specific surface resistance. It is assumed that the electrical properties of the Intermediate carrier material are homogeneous and have no direction-dependent properties.
  • the object of the invention is to provide an intermediate image carrier by means of which high-quality print results are achieved even at relatively high process speeds.
  • the special feature of the intermediate image carrier according to the invention is that its electrical conductivity in the thickness direction between two essentially directly opposite measuring points is smaller than between two laterally offset measuring points.
  • the electrical conductivity between the two laterally offset measurement points can thus be selected in a simple manner at least so large that the ignition voltage of a gas discharge is prevented between the intermediate image carrier and an image carrier from which a toner image is to be transferred to the intermediate image carrier.
  • the electrical conductivity of the intermediate image carrier between the two laterally offset measuring points can be chosen to be at least so low and between the two substantially directly opposite measuring points that a sufficiently large electric field can be generated for transferring the toner image from the intermediate image carrier to an end image carrier. to achieve a high transfer efficiency.
  • the electrical conductivity of the intermediate image carrier can also be The direction between the two essentially opposite measuring points can be selected in a simple manner at least so low that partial discharges on the surface of the intermediate image carrier are prevented.
  • An intermediate image carrier with a different electrical conductivity between the measuring points described is therefore suitable for use in high-performance printers with process speeds> 200 A4 sheets per minute and in full-color printers with> 50 A4 sheets per minute. High quality printing results can then be achieved even at such high process speeds.
  • a second aspect of the invention relates to an endless intermediate image carrier for a toner image in an electrophotographic printer or copier.
  • the intermediate image carrier contains at least two layers, a first layer arranged on the outer circumference of the intermediate image carrier having a lower conductivity than a second layer adjacent to this first layer.
  • the second layer with a higher conductivity produces a relatively low specific volume resistance between two laterally offset measuring points, which is lower than the specific volume resistance between two opposite measuring points.
  • a third aspect of the invention relates to an endless intermediate image carrier for a toner image in an electrophotographic printer or copier, which contains components with a high conductivity, which are arranged such that the intermediate image carrier has a higher conductivity between two laterally offset measuring points than between two substantially opposite ones measuring points.
  • An intermediate image carrier according to the third aspect of the invention also enables high-quality printing results with high pro- speeds> 200 A4 sheets per minute.
  • Figure 1 is a schematic representation of a section of an electrophotographic printer at a transfer printing location for transferring a toner image from a photoconductor belt to a transfer belt;
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second section of the printer at a transfer printing location for transfer printing of a respective toner image from two transfer ribbons onto a carrier material;
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of the transfer ribbons and the carrier material at the transfer printing location according to FIG. 2, the current flow at the transfer location being shown schematically;
  • FIG. 4 shows a side view of a measuring arrangement for determining the electrical conductivity of the transfer belt
  • FIG. 5 shows the contact surfaces of the measuring arrangement according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a sectional illustration of the measuring arrangement according to FIGS. 4 and 5 for measuring the conductivity of the transfer belt on its surface
  • FIG. 7 shows the sectional view of the measuring device according to FIG. 6, the electrical conductivity of the transfer belt being determined between two essentially opposite measuring points;
  • FIG. 8 shows the sectional view of the measuring device according to FIGS. 6 and 7, the electrical conductivity of the carrier material being determined between two laterally offset measuring points;
  • FIG. 9 shows a diagram in which the requirements for the electrical conductivity of the transfer belt are shown with the aid of a representation of a transverse resistance of the transfer belt as a function of a specific volume resistance of the transfer belt;
  • FIG. 10 shows a section of the diagram according to FIG. 9, in which the dependencies of the transverse resistance on the specific volume resistance of a first type of transfer ribbon and a second type of transfer ribbon are shown.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an electrophotographic printer, in which elements of the printer are shown at a transfer printing location 10 for transfer printing of toner images generated on an endless photoconductor belt 12 onto a transfer belt 20.
  • the photoconductor belt 12 is guided over rollers of a belt drive (not shown) and driven, of which a deflecting roller 14 is arranged in a transfer printing area 10.
  • the surface of the deflection roller 14 is connected to a ground potential 15 of the printer.
  • the ground potential is 0 volts.
  • the transfer belt 20 is an endless belt which is guided and deflected over several rollers, one of these rollers being designed as a drive roller.
  • a first transfer roller 16 and a second transfer roller 18 are arranged in the transfer printing area 10, through which the transfer belt 20 is guided in the transfer printing area 10, with a common tangent of the first transfer roller 16 and the second transfer roller 18 on the side facing the deflection roller 14, at least the photoconductor belt 12 cuts so that the transfer ribbon 20 guided past the photoconductor ribbon 12 in the transfer printing area 10 is pressed against the photoconductor ribbon 12 with a force dependent on the tensioning force of the transfer ribbon 20.
  • the photoconductor belt 12 is charged with the aid of a charging unit (not shown), in particular with the aid of a charging corotron, areas of the loaded photoconductor belt 12 then being discharged with the aid of a character generator, in particular an LED character generator, in accordance with the print data supplied to the character generator.
  • a character generator in particular an LED character generator
  • This charge image is then colored using a developer unit with toner material, preferably using a magnetic brush, as a result of which a toner image 22 is generated on the photoconductor belt 12.
  • the toner image 22 is located on the surface of the photoconductor belt 12 and is on the latter in the transfer printing area 10 promoted.
  • the deflection roller 14 has ground potential and the first transfer roller 16 and the second transfer roller 18 have a high voltage potential 26, preferably in the range from 500 to 5000 volts.
  • Transferring the toner image 22 is tentialdifferenz by these polyvinyl favored from the photoconductor belt 12 to the transfer belt 20 in the transfer printing 10, so that after transferring the toner image onto the transfer belt 20, only the remaining toner on the surface of the photoconductor belt 22 '12 present.
  • the photoconductor belt 12 is discharged with the aid of a discharge unit.
  • the toner residues still on the photoconductor belt 12 are then removed with the aid of a cleaning unit.
  • a toner image already transferred to the transfer belt 20 is designated by 24 in FIG. With the aid of the arrangement shown in FIG. 1, the transfer printing of the toner image 22 from the photoconductor belt 12 onto the transfer belt 20 takes place with a low pressure force.
  • FIG. 2 shows a second transfer printing point of the printer for transfer printing of toner images on transfer ribbons 20, 46 onto a carrier material 36.
  • the transfer belt 20 is assigned to a first printing unit 32 for generating print images for transfer printing onto the front side of the carrier material 36.
  • the same elements have the same reference numerals.
  • a toner image 24 generated with the aid of the first printing unit 32 as described in connection with FIG. 1 and transferred to the transfer belt 20 is conveyed in the direction of the arrow P4 into the transfer printing area 30 shown in FIG.
  • the toner images conveyed into the transfer area 30 with the aid of the transfer belt 20 are transferred in the transfer area 30 onto the front side of the carrier material 36.
  • the transfer belt 20 is guided in the transfer printing area 30 via a roller 38, which has a metallic roller core 40 and an electrically conductive elastomer layer 42.
  • the metallic roller core 40 is connected to a positive high voltage potential 44 (+ HV) of approximately 3000 volts.
  • the transfer belt 20 is an endless belt and, as already described in connection with FIG. 1, is driven in the direction of arrow P4 with the aid of a drive roller (not shown).
  • the transfer belt 46 is assigned to a second printing unit 34, which generates toner images for printing on the back of the carrier material 36.
  • the transfer belt 46 is guided in the transfer printing area 30 over a roller 48 which has a metallic roller core 50 which is connected to a negative high voltage 54 ( ⁇ HV) of approximately 3000 volts.
  • the roll core 50 surrounds an electrically conductive elastomeric layer 52, forms the outer surface of "the roll surface.
  • the second printing unit 34 forms a toner image on a photoconductor belt with the aid of which from this photoconductor belt is transferred to the transfer belt 46.
  • the transfer belt 46 is driven by a drive roller, not shown, in the direction of arrow P5.
  • a toner image transferred to the transfer belt 46 is conveyed in the direction of the arrow P5 into the transfer printing area 30 and is transferred there to the back of the carrier material 36.
  • the carrier material 36 is guided with the aid of pairs of rollers (not shown) and driven in the direction of the arrow P3.
  • the drive speed of the carrier material 36 is slightly lower than the rotational speed of the transfer belts 20 and 46, so that a force is exerted on the carrier material 36 in the transfer printing area 30 in the direction of arrow P3, so that the carrier material is kept taut in the area in front of the transfer printing area 30 and a so-called flutter of the carrier material 36 is prevented.
  • the carrier material 36 is preferably an endless paper web.
  • Figure 3 is a sectional view of the elements of the printer at the transfer printing 30 through the section axis AA Figure 2 shown. The same elements have the same reference symbols. As already described in connection with FIG.
  • the metallic roller core 40 of the roller 38 is connected to the positive high voltage 44 (+ HV) and the roller core 50 of the roller 48 is connected to the negative high voltage 54 (-HV). Due to the potential difference between the positive high voltage 44 and the negative high voltage 54, a current flows through the conductive elastomer layer 42, the transfer belt 20, the carrier material 36, the transfer belt 46, the conductive elastomer layer 52 to the roller core 50 of the roller 48 Area 60 laterally next to the carrier material 36, ie in the direction of the roller edge of the roller 38 and the roller edge of the roller 48, the surfaces of the transfer belts 20 and 46 have direct contact. Thus, as indicated by the arrow 64, a small current flows across the transfer belt 20 and at a contact point of the transfer belt 20 with the transfer belt 46 into the transfer belt 46 towards the roller 48.
  • the toner material present on the surface of the transfer belt 20 in the form of a toner image is shown in the gap 66 and is brought into contact with the carrier material 36 by the roller 38.
  • the transfer belt 46 there are toner particles in the form of a toner image for printing on the back of the carrier material 36.
  • the toner particles on the transfer belt 46 are in Figure 3 shown in the gap 68.
  • the rollers 38 and 48 mutually serve as pressure rollers, as a result of which the outer sides of the transfer belts 20 and 46 are pressed against the front and against the back of the carrier material 36.
  • the transfer of the toner particles from the respective transfer belt 20, 46 is at least favored by the potential difference between the positive high voltage 44 and the negative high voltage 54.
  • the potential difference is preferably controlled or regulated using the total current flow between the roller core 40 and the roller core 50. According to FIG. 3, the total current flow between the roller cores 40 and 50 is composed of the current flow 62 and the current flow 64.
  • FIG. 4 shows a measuring arrangement for determining the conductivity of the transfer belt 20.
  • Conductivities of other transfer ribbons, in particular of transfer ribbon 46, can of course also be determined with the aid of the measuring arrangement shown in FIG.
  • the measuring device 70 has an upper contact arrangement 72 with contact elements AI and B1. Furthermore, a lower contact arrangement 74 is provided, which contains the contacts A2 and B2.
  • the contacts AI, Bl, A2 and B2 each have a square contact area of 20 ⁇ 20 mm assigned to the transfer belt 20.
  • the contact surfaces are made of stainless steel.
  • the contact surfaces of the contacts AI and A2 are essentially congruent on opposite sides of the transfer belt 20. In the same way, the contact surfaces of the contacts B1 and B2 are arranged on opposite sides of the transfer belt 20.
  • the contact surfaces of the contacts B1 and B2 are also essentially congruent.
  • the distance between contacts AI and Bl and between contacts A2 and B2 is 10 mm.
  • the contacts AI and Bl are pressed with a force of 55 N against the contacts A2 and B2, whereby the contact surfaces of the contacts AI and Bl as well as A2 and B2 with a force of 55 N each against the Front or against the back of the transfer belt 20 are pressed.
  • FIG. 5 shows a section of the transfer belt 20 on which the contact surfaces of the contacts AI and B1 are represented by a solid line.
  • the contacts AI, B1, A2 and B2 each have a square base area of 20 ⁇ 20 mm. Furthermore, the contacts are arranged at a distance of 10 mm.
  • FIG. 6 shows a sectional view through the measuring device 70 according to FIG. 4, the conductivity of the transfer belt 20 between the contact surfaces of the contacts AI and B1 being determined. With the help of this measurement, the conductivity between two points on the surface of the transfer belt 20 in its direction of rotation is thus determined. Alternatively, the conductivity between two points on the surface of the transfer belt 20 can also be determined transversely to its direction of rotation or obliquely to its direction of rotation.
  • FIG. 7 shows the sectional view of the measuring device 70 according to FIG. 6, the conductivity of the transfer belt in the thickness direction and thus the specific volume resistance of the transfer belt 20 being determined between the contact surfaces of the contacts B1 and B2.
  • FIG. 8 shows the sectional view of the measuring arrangement similar to that of FIGS. 6 and 7.
  • the conductivity of the transfer belt between the two laterally offset contact surfaces of contacts AI and B2 is determined.
  • the resistance determined with the aid of this measuring arrangement between the contact surfaces of the contacts AI and B2 in accordance with the conductivity is also referred to in this patent application as a transverse resistance.
  • This Cross resistance is crucial for the electrical properties of a transfer belt 20 in an electrophotographic printer with high printing speed in order to avoid the disadvantages that occur in the prior art.
  • the effects of the transverse resistance on the electrophotographic process in the printer are explained in more detail below in connection with FIGS. 9 and 10.
  • the sizes and distances as well as the contact materials of the contacts AI, Bl, A2 and B2 can be changed.
  • FIG. 9 shows a diagram in which the dependence of the transverse resistance of the transfer belt 20 on its specific volume resistance is indicated.
  • the target area identified with the aid of a bold dash-dotted line comprises resistance ratios of transverse resistance and specific volume resistance, which an inventive transfer belt 20 should ideally have.
  • the transverse resistance has been determined at a direct voltage of 800 volts with the measuring arrangement according to FIG. 8 between the contact surfaces of contacts AI and B2.
  • the specific volume resistance was determined with the measuring arrangement according to FIG. 7 between the contact surfaces of the contacts B1 and B2 at a measuring voltage of 10 volts DC.
  • the transfer printing efficiency when transferring the toner image from the transfer belt 20 onto the carrier material 36 decreases in such a way that only a part of the toner material located on the transfer belt 20 is transferred onto the carrier material.
  • a toner image with only inadequate coloring is produced on the carrier material 36.
  • the toner material remaining on the transfer belt 20 must be cleaned of the latter. Can be used with the cleaning provided for cleaning the transfer belt 20 If not all of the toner material remaining on the transfer belt 20 is removed, then in the case of subsequent print images, these toner residues may also be re-printed onto the carrier material 36, as a result of which only inferior print images or waste are produced.
  • Transfer area 10 given when transferring the toner images from the photoconductor belt 12 to the transfer belt 20. These electrical discharges occur especially in the area after the contact point of the two ribbons, ie the photoconductor ribbon 12 and the transfer ribbon 20. This area is also referred to as the outlet gap of the transfer printing area 10.
  • the high voltage for generating the potential difference in the transfer printing area 10 is set on the basis of the transfer printing current flowing between the ground potential 15 and the high voltage 26. If the transverse resistance is high, a relatively high high voltage will be set to set the transfer current to the required preset value.
  • the properties of the transverse resistance and the specific volume resistance of various materials tested are entered in FIG.
  • the transfer ribbons used in known printers form a first material group, which is shown as a broken line in the diagram according to FIG. 10.
  • the dashed line indicates a linearized curve which has been determined from a large number of measured values from different transfer bands of the prior art.
  • the resistance ratios of the shunt resistors and the volume resistivities of transfer belts 20, 46 of a second material group linearized in the diagram of Figure 'entered 10 has, according to the invention have anisotropic material properties.
  • the electrical conductivity of the transfer ribbons 20, 46 of the second group of materials is smaller in the thickness direction between two essentially directly opposite measuring points than between two laterally offset measuring points.
  • the specific volume resistance is preferably in the range from 4 ⁇ 10 ⁇ -O ⁇ cm to 8 • 10 ⁇ ⁇ cm, which was determined at a measuring voltage of 10 volts.
  • the transverse resistance is preferably in the range between 4 • 10 ⁇ ⁇ to 4 • 10 ⁇ ⁇ , which was determined at a measuring voltage of 800 volts.
  • the transfer belts 20, 46 are preferably endless belts with a thickness between 50 ⁇ m and 1000 ⁇ m with a length of 1000 mm to 3000 mm and a width in the range between 100 mm and 1000 mm.
  • the transfer belts 20, 46 comprise an electrically insulating plastic, in the conductive particle 'kel, such as carbon black or metallic material, are dispersed.
  • ionically conductive additives such as salts or conductive plastics, in particular polyaniline, can be introduced into the insulating elastomer. These particles are then introduced into the base material 10 with a suitable distribution, aligned and agglomerated so that the transfer belt 20, 46 has the desired anisotropic properties.
  • the insulating plastic can be an elastomer, for example.
  • the transfer belt 20, 46 can also be made from several layers of different plastics with different conductivity.
  • the layers preferably run parallel to the surface of the transfer belt 20, 46.
  • the desired anisotropically electrical properties of the transfer belt 20, 46 can be generated by the combination of plastic layers with different layer thicknesses and conductivities.
  • the individual layers can also be made of isotropically conductive plastics with suitable specific volume resistances. By combining these individual plastic layers with different conductivity, a transfer belt 20, 46 with the desired anisotropic electrical properties can be produced in a simple manner.
  • at least one of the plastic layers can have anisotropically electrical properties. In other embodiments, it is also possible for all plastic layers to have anisotropically electrical properties.
  • the individual layers can be produced from isotropically conductive elastomers, whereby, with a suitable selection of suitable conductivities and layer thicknesses of the individual layers, an anisotropic overall composite of the transfer belt 20, 46 is produced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen endlosen Zwischenbildträger (20, 46) für einen elektrofotografischen Drucker oder Kopierer. Der endlose Zwischenbildträger dient zur Aufnahme, Transport und/oder Abgabe eines Tonerbildes (22, 24) in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer. Die elektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildträgers (20, 46) in Dickenrichtung zwischen zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Messpunkten (B1, B2) ist kleiner als zwischen zwei lateral versetzten gegenüberliegenden Messpunkten (A1, B2).

Description

Endloser Zwischenbildtrager für einen elektrofotografischen Drucker oder Kopierer
Die Erfindung betrifft einen endlosen Zwischenbildtrager für einen elektrofotografischen Drucker oder Kopierer, der zur Aufnahme, Transport- und/oder Abgabe eines Tonerbildes in dem elektrofotografischen Drucker Kopierer dient. Eine Vielzahl von bekannten elektrofotografischen Druckern, insbesondere Farbdruckern, enthält ein Zwischenträgermedium, vorzugsweise ein Transferband. Einzelne mit Hilfe eines elektrofotografischen Verfahrens auf einem Fotoleiter erzeugte Farbauszüge werden zeitlich nacheinander von diesem Fotoleiter auf ein Zwischenträgermedium passergenau übereinander gedruckt und dadurch auf dem Zwischenträgermedium gesammelt. Anschließend werden die übereinander gedruckten Farbauszüge vom Zwischenträgermedium auf ein zu bedruckendes Trägermaterial übertragen. Solche bekannten Zwischenträgermedien bestehen üblicherweise aus Kunststoffen, insbesondere aus Elastomeren, mit einer konstanten elektrischen Leitfähigkeit. Diese bekannten Drucker sind üblicherweise Einzelblattdrucker mit Prozessgeschwindigkeiten von < 200 DIN A4 Seiten pro Minute. Für qualitativ hochwertige Druckergebnisse bei Prozessgeschwindigkeiten von > 200 Seiten A4 pro Minute sind derzeit bekannte Zwischenträgermedien nicht geeignet.
Die bisher bekannten Zwischenträgermedien lassen sich im Wesentlichen zwei Gruppen zuordnen. Die Zwischenträgermedien der ersten Gruppe sind hochohmig, wodurch kleine Umdruckströme benötigt werden. Bei kleinen Umdruckströmen können kosten- günstige Hochspannungsnetzteile mit niedriger Leistung eingesetzt werden. Ferner erfolgt bei diesen hochohmigen Zwischenträgermedien die Tonerübertragung auf das Zwischenträgermedium und vom Zwischenträgermedium mit einem relativ hohen Wirkungsgrad. Jedoch ist bei dem Einsatz hochohmiger Zwischen- trägermedien nachteilig, dass es schon bei relativ niedrigen Prozessgeschwindigkeiten zu einem sogenannten Versprühen kleiner Zeichen kommt, wodurch die Druckqualität vermindert ist. Ferner kommt es bei zunehmenden Prozessgeschwindigkeiten zu einer elektrostatischen Aufladung der Oberfläche des Zwischenträgermediums. Durch eine solche elektrostatische Aufla- d ng kommt es zu einer Zerstörung des auf das Zwischenträgermedium übertragenen Druckbildes durch sporadische unkontrollierbare Entladungen. Bei diesen Entladungen werden sogenannte Lichtenbergfiguren erzeugt, durch die das auf dem Zwischenträgermedium befindliche Druckbild zumindest teilweise zerstört wird. Der mit Hilfe einer im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 8 beschriebenen Messanordnung bei 10 V Messspannung ermittelte spezifische Volumenwiderstand ist bei Zwischenträgermedien der ersten Gruppe größer gleich 1012 Ω cm.
Die Zwischenträgermedien der zweiten Gruppe sind gegenüber den Zwischenträgermedien der ersten Gruppe relativ niederoh- mig. Der mit Hilfe einer im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 8 beschriebenen Messanordnung bei 10 V Messspannung er- mittelte spezifische Volumenwiderstand ist bei Zwischenträgermedien der ersten Gruppe kleiner gleich 1010 Ω cm. Bei diesen Zwischenträgermedien werden zwar die sporadischen unkontrollierbaren Entladungen vermieden, jedoch erfolgt die Übertragung der Tonerbilder auf das Zwischenträgermedium bzw. von dem Zwischenträgermedium mit einem relativ schlechten Wirkungsgrad. Bei geringen Prozessgeschwindigkeiten erfolgt eine noch ausreichende Übertragung der Tonerbilder durch eine relativ lange Verweilzeit im Umdruckbereich. Ferner ist bekannt, in Druckern mit Zwischenträgermedien der zweiten Grup- pe zusätzliche Wachsblades und Teflonstangen einzusetzen, die die Oberfläche des Zwischenträgermediums berühren, um die Oberflächenenergie des Zwischenträgermediums zu verringern. Dadurch sollen die Adhäsionskräfte der Tonerteilchen auf dem Zwischenträgermedium reduziert und somit die Tonerübertragung in den Umdruckbereichen erleichtert werden. Durch die Verringerung der Verweilzeit des Toners in den Umdruckbereichen bei höheren Prozessgeschwindigkeiten in Hochleistungsdruckern mit einer Druckleistung von > 200 Blatt A4 pro Minute wird jedoch der Umdruckwirkungsgrad wesentlich verringert. Auch die erwähnten Maßnahmen zur Beeinflussung der Oberflächenenergie des Zwischenträgermediums führt dann nicht mehr zu akzeptablen Druckergebnissen, da durch diese Maßnahmen die Standzeiten der Zwischenträgermedien verringert werden. Ferner treten bei einem doppelseitigen Umdruck von Tonerbildern auf zu bedruckende Trägermaterialien weitere Probleme auf, wenn das zu bedruckende Trägermaterial eine geringere Breite als die Breite des Zwischenträgermediums hat. Bei dieser Anordnung kommt es zu einem Ladungsträgeraustausch zwischen den sich in den Bereichen neben dem Trägerma- terial direkt berührenden Zwischenträgermedien, wenn ein erstes Tonerbild auf einem ersten Zwischenträgermedium auf die Vorderseite des Trägermaterials und ein zweites Tonerbild von einem zweiten Zwischenträgermedium auf die Rückseite des Trägermaterials in einem gemeinsamen Umdruckbereich umge- druckt wird und sich mindestens in einem Bereich neben dem Trägermaterial die Oberflächen der Zwischenträgermedien berühren. Die Zwischenträgermedien befinden sich neben dem Trägermaterial in direktem Kontakt, wodurch ein Ausgleichsstrom seitlich am Druckstoff vorbeifließt. Durch diesen Aus- gleichsstrom und den dadurch bewirkten Austausch der Ladungsträger beim Berühren der Oberflächen der Zwischenträgermedien erfolgt ein Zusammenbruch des elektrischen Feldes im Umdruckbereich infolge der relativ guten elektrischen Leitfähigkeit der niederohmigen Zwischenträgermedien.
Bekannte Zwischenträgermedien sind durch in Normen, wie z.B. ASTM D257 oder IEC 60093, spezifizierte Parameter insbesondere durch den spezifischen Volumenwiderstand und den spezifischen Oberflächenwiderstand, charakterisiert. Dabei wird davon ausgegangen, dass die elektrischen Eigenschaften des Zwischenträgermaterials homogen sind und keine richtungsabhängigen Eigenschaften aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zwischenbildtrager an- zugeben, durch den auch bei relativ hohen Prozessgeschwindigkeiten qualitativ hochwertige Druckergebnisse erzielt werden.
Diese Aufgabe wird durch einen endlosen Zwischenbildtrager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben .
Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Zwischenbildtragers besteht darin, dass dessen elektrische Leitfähigkeit in Di- ckenrichtung zwischen zwei im Wesentlichen direkt gegenüberliegenden Messpunkten kleiner ist als zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten. Dadurch können auf einfache Art und Weise die Vorteile von hochohmigen Trägermaterialien und die Vorteile von niederohmigen Trägermaterialien miteinander kombiniert werden, ohne dass die jeweiligen Nachteile auftreten.
So kann die elektrische Leitfähigkeit zwischen den zwei lateral versetzten Messpunkten auf einfache Art und Weise mindes- tens so groß gewählt werden, dass zwischen dem Zwischenbildtrager und einem Bildträger, von dem ein Tonerbild auf den Zwischenbildtrager übertragen werden soll, die Zündspannung einer Gasentladung verhindert wird. Ferner kann die elektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers zwischen den bei- den lateral versetzten Messpunkten zumindest so niedrig und zwischen den zwei im Wesentlichen direkt gegenüberliegenden Messpunkten so groß gewählt werden, dass ein ausreichend großes elektrisches Feld zum Übertragen des Tonerbildes vom Zwischenbildtrager auf einen Endbildträger erzeugbar ist, um einen hohen Umdruckwirkungsgrad zu erzielen. Auch kann die elektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers in Dicken- richtung zwischen den zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Messpunkten auf einfache Art und Weise mindestens so niedrig gewählt werden, dass partielle Entladungen auf der Oberfläche des Zwischenbildtragers verhindert werden.
Ein Zwischenbildtrager mit einer unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit zwischen den beschriebenen Messpunkten ist somit geeignet, auch in Hochleistungsdruckern mit Prozessgeschwindigkeiten > 200 Blatt DIN A4 pro Minute und in Vollfarbdruckern mit > 50 Blatt DIN A4 pro Minute eingesetzt zu werden. Auch bei solch hohen Prozessgeschwindigkeiten können dann qualitativ hochwertige Druckergebnisse erzielt werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen endlosen Zwischenbildtrager für ein Tonerbild in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer. Der Zwischenbildtrager enthält mindestens zwei Schichten, wobei eine am äußeren Umfang des Zwischenbildtragers angeordnete erste Schicht eine geringere Leitfähigkeit hat als eine an diese erste Schicht angrenzende zweite Schicht. Durch die zweite Schicht mit einer höheren Leitfähigkeit wird ein relativ geringer spezifischer Volumenwiderstand zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten erzeugt, der geringer ist als der spezifische Volumenwiderstand zwischen zwei gegenüberliegenden Messpunkten.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen endlosen Zwischenbildtrager für ein Tonerbild in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer, der Bestandteile mit einer hohen Leitfähigkeit enthält, die derart angeordnet sind, dass der Zwischenbildtrager zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten eine höhere Leitfähigkeit hat als zwischen zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Messpunkten. Auch durch einen Zwischenbildtrager gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung werden qualitativ hochwertige Druckergebnisse bei hohen Pro- zessgeschwindigkeiten > 200 Blatt DIN A4 pro Minute ermöglicht.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die an Hand spezifischer Terminologie beschrieben sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Veränderungen und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, näm- lieh:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines elektrofotografischen Druckers an einer Umdruckstelle zum Übertragen eines Tonerbildes von einem Fotoleiterband auf ein Transferband;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausschnitts des Druckers an einer Umdruckstelle zum Umdrucken von jeweils einem Tonerbild von zwei Transferbändern auf ein Trägermaterial;
Figur 3 eine Schnittdarstellung der Transferbänder und des Trägermaterials an der Umdruckstelle nach Figur 2 , wobei der Stromfluss an der Umdruckstelle schema- tisch dargestellt ist;
Figur 4 eine Seitenansicht einer Messanordnung zum Ermitteln der elektrischen Leitfähigkeit des Transferbandes; Figur 5 eine Darstellung der Kontaktflächen der Messanordnung nach Figur 4;
Figur 6 eine Schnittdarstellung der Messanordnung nach den Figuren 4 und 5 zum Messen der Leitfähigkeit des Transferbandes auf dessen Oberfläche;
Figur 7 die Schnittdarstellung der Messvorrichtung nach Figur 6, wobei die elektrische Leitfähigkeit des Transferbandes zwischen zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Messpunkten ermittelt wird;
Figur 8 die Schnittdarstellung der Messvorrichtung nach den Figuren 6 und 7, wobei die elektrische Leitfähig- keit des Trägermaterials zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten ermittelt wird;
Figur 9 ein Diagramm, in dem die Anforderungen an die e- lektrische Leitfähigkeit des Transferbandes mit Hilfe einer Darstellung eines Querwiderstandes des Transferbandes in Abhängigkeit eines spezifischen Volumenwiderstandes des Transferbandes dargestellt ist; und
Figur 10 einen Ausschnitt des Diagramms nach Figur 9, in dem die Abhängigkeiten des Querwiderstandes vom spezifischen Volumenwiderstand einer ersten Transferbandart und einer zweiten Transferbandart dargestellt sind.
In Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines elektrofotografischen Druckers dargestellt, in der Elemente des Druckers an einer Umdruckstelle 10 zum Umdrucken von auf einem endlosen Fotoleiterband 12 erzeugten Tonerbildern auf ein Transferband 20 gezeigt sind. Das Fotoleiterband 12 wird über Walzen eines Bandlaufwerks (nicht dargestellt) geführt und angetrieben, von denen eine Umlenkwalze 14 in einem Umdruckbereich 10 angeordnet ist. Die Oberfläche der Umlenkwalze 14 ist mit einem Massepotential 15 des Druckers verbunden. Das Massepotential beträgt 0 Volt. Mit Hilfe einer nicht darge- stellten Antriebswalze des Bandlaufwerks wird das Fotoleiterband 20 in Richtung des Pfeils Pl mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit angetrieben.
Das Transferband 20 ist ein endloses Band, das über mehrere Walzen geführt und umgelenkt ist, wobei eine dieser Walzen als Antriebswalze ausgeführt ist. Im Umdruckbereich 10 ist eine erste Transferwalze 16 und eine zweite Transferwalze 18 angeordnet, durch die das Transferband 20 im Umdruckbereich 10 geführt ist, wobei eine gemeinsame Tangente der ersten Transferwalze 16 und der zweiten Transferwalze 18 auf der der Umlenkwalze 14 zugewandten Seite zumindest das Fotoleiterband 12 schneidet, so dass das am Fotoleiterband 12 im Umdruckbereich 10 vorbeigeführte Transferband 20 mit einer von der Spannkraft des Transferbandes 20 abhängigen Kraft gegen das Fotoleiterband 12 gedrückt ist.
Mit Hilfe einer nicht dargestellten Ladeeinheit, insbesondere mit Hilfe eines Ladekorotrons, wird das Fotoleiterband 12 aufgeladen, wobei anschließend mit Hilfe eines Zeichengenera- tors, insbesondere eines LED-Zeichengenerators, Bereiche des geladenen Fotoleiterbandes 12 entsprechend den dem Zeichengenerator zugeführten Druckdaten entladen werden. Durch das Entladen dieser Bereiche des Fotoleiterbandes 12 wird ein Ladungsbild erzeugt, das einem latenten Druckbild entspricht. Dieses Ladungsbild wird anschließend mit Hilfe einer Entwicklereinheit mit Tonermaterial vorzugsweise über eine Magnetbürste eingefärbt, wodurch ein Tonerbild 22 auf dem Fotoleiterband 12 erzeugt wird. Das Tonerbild 22 befindet sich auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 12 und wird auf dieser in den Umdruckbereich 10 gefördert. Wie bereits beschrieben, hat die Umlenkwalze 14 Massepotential und die erste Transferwalze 16 und die zweite Transferwalze 18 haben ein Hochspannungspotential 26, vorzugsweise im Bereich von 500 bis 5000 Volt. Durch diese Po- tentialdifferenz wird das Übertragen des Tonerbildes 22 vom Fotoleiterband 12 auf das Transferband 20 im Umdruckbereich 10 begünstigt, so dass nach dem Übertragen des Tonerbildes 22 auf das Transferband 20 nur noch Tonerreste' auf der Oberfläche des Fotoleiterbandes 12 vorhanden sind. Das Fotoleiter- band 12 wird nach dem Übertragen des Tonerbildes 22 mit Hilfe einer Entladeeinheit entladen. Anschließend werden die noch auf dem Fotoleiterband 12 befindlichen Tonerreste mit Hilfe einer Reinigungseinheit entfernt. Ein bereits auf das Transferband 20 übertragenes Tonerbild ist in Figur 1 mit 24 be- zeichnet. Mit Hilfe der in Figur 1 gezeigten Anordnung erfolgt der Umdruck des Tonerbildes 22 vom Fotoleiterband 12 auf das Transferband 20 mit einer geringen Andruckkraft .
In Figur 2 ist eine zweite Umdruckstelle des Druckers zum Umdrucken von auf Transferbändern 20, 46 vorhandenen Tonerbilden auf ein Trägermaterial 36 dargestellt. Das Transferband 20 ist einem ersten Druckwerk 32 zugeordnet zum Erzeugen von Druckbildern zum Umdruck auf die Vorderseite des Trägermaterials 36. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Ein mit Hilfe des ersten Druckwerks 32, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, erzeugtes und auf das Transferband 20 übertragenes Tonerbild 24 wird in Richtung des Pfeils P4 in den in Figur 2 dargestellten Umdruckbereich 30 gefördert. Die mit Hilfe des Transferbandes 20 in den Umdruckbereich 30 geförderten Tonerbilder werden im Umdruckbereich 30 auf die Vorderseite des Trägermaterials 36 umgedruckt. Das Transferband 20 ist im Umdruckbereich 30 über eine Walze 38 geführt, die einen metallischen Walzenkern 40 und eine elektrisch leitfähige Elastomerschicht 42 hat. Der metallische Walzen- kern 40 ist mit einem positiven Hochspannungspotential 44 (+HV) von etwa 3000 Volt verbunden. Das Transferband 20 ist ein endloses Band und wird, wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebswalze in Richtung des Pfeils P4 angetrieben.
Das Transferband 46 ist einem zweiten Druckwerk 34 zugeordnet, das Tonerbilder zum Bedrucken der Rückseite des Trägermaterials 36 erzeugt. Das Transferband 46 ist im Umdruckbereich 30 über eine Walze 48 geführt, die einen metallischen Walzenkern 50 hat, der mit einer negativen Hochspannung 54 (- HV) von -etwa 3000 Volt verbunden ist. Den Walzenkern 50 umgibt eine elektrisch leitfähige Elastomerschicht 52, dessen äußere Oberfläche" die Walzenoberfläche bildet. In gleicher Art und Weise, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, wird mit Hilfe des zweiten Druckwerks 34 ein Tonerbild auf einem Fotoleiterband erzeugt, das von diesem Fotoleiterband auf das Transferband 46 übertragen wird.
Das Transferband 46 wird über eine nicht dargestellte Antriebswalze in Richtung des Pfeils P5 angetrieben. Ein auf das Transferband 46 übertragenes Tonerbild wird in Richtung des Pfeils P5 in den Umdruckbereich 30 gefördert und dort auf die Rückseite des Trägermaterials 36 übertragen. Das Trägermaterial 36 wird mit Hilfe nicht dargestellter Walzenpaare geführt und in Richtung des Pfeils P3 angetrieben.
Die Antriebsgeschwindigkeit des Trägermaterials 36 ist geringfügig geringer als die Umlaufgeschwindigkeit der Transferbänder 20 und 46, so dass im Umdruckbereich 30 eine Kraft in Richtung des Pfeils P3 auf das Trägermaterial 36 ausgeübt wird, so dass das Trägermaterial im Bereich vor dem Umdruckbereich 30 straff gehalten wird und ein sogenanntes Flattern des Trägermaterials 36 verhindert wird. Das Trägermaterial 36 ist vorzugsweise eine endlose Papierbahn. In Figur 3 ist eine Schnittdarstellung der Elemente des Druckers an der Umdruckstelle 30 durch die Schnittachse A-A nach Figur 2 dargestellt. Gleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen. Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben, ist der metallische Walzenkern 40 der Walze 38 mit der positiven Hochspannung 44 (+HV) und der Walzenkern 50 der Walze 48 mit negativer Hochspannung 54 (-HV) verbunden. Durch die Potentialdifferenz zwischen der positiven Hochspannung 44 und der negativen Hochspannung 54 fließt ein Strom durch die leitfähige Elastomerschicht 42, das Transferband 20, das Trägermaterial 36, das Transferband 46, die leitfähige E- lastomerschicht 52 hindurch zum Walzenkern 50 der Walze 48. In einem Bereich 60 seitlich neben dem Trägermaterial 36, d.h. in Richtung des Walzenrandes der Walze 38 und das Walzenrandes der Walze 48 haben die Oberflächen der Transferbänder 20 und 46 direkten Kontakt. Somit fließt, wie durch den Pfeil 64 angedeutet, auch ein geringer Strom quer durch das Transferband 20 und an einer Kontaktstelle des Transferbandes 20 mit dem Transferband 46 in das Transferband 46 hin zur Walze 48.
Der Hauptanteil des Gesamtstroms zwischen den Walzen 38 und 48 erfolgt jedoch, wie durch den Pfeil 62 angedeutet, durch das Trägermaterial 36 hindurch. Bei zu niederohmigem Trägermaterial würde der durch den Pfeil 64 gekennzeichnete Stromanteil am Gesamtstrom zunehmen, wodurch der Stromanteil 62 verringert wird. Dadurch sinkt der Umdruckwirkungsgrad beim Umdrucken der Tonerbilder von den Transferbändern 20, 46 auf das Trägermaterial 36.
Das auf der Oberfläche des Transferbandes 20 in Form eines Tonerbildes vorhandene Tonermaterial ist im Spalt 66 dargestellt und wird durch die Walze 38 mit dem Trägermaterial 36 in Kontakt gebracht .
Auf dem Transferband 46 befinden sich Tonerteilchen in Form eines Tonerbildes zum Bedrucken der Rückseite des Trägermaterials 36. Die Tonerteilchen auf dem Transferband 46 sind in Figur 3 im Spalt 68 dargestellt. Die Walzen 38 und 48 dienen gegenseitig als Anpresswalzen, wodurch die Außenseiten der Transferbänder 20 und 46 gegen die Vorder- bzw. gegen die Rückseite des Trägermaterials 36 gedrückt werden. Das Über- tragen der Tonerteilchen von dem jeweiligen Transferband 20, 46 wird durch die Potentialdifferenz zwischen der positiven Hochspannung 44 und der negativen Hochspannung 54 zumindest begünstigt. Die Potentialdifferenz wird vorzugsweise mit Hilfe des Gesamtstromflusses zwischen dem Walzenkern 40 und dem Walzenkern 50 gesteuert oder geregelt. Der Gesamtstrom- fluss zwischen den Walzenkernen 40 und 50 setzt sich gemäß Figur 3 aus dem Stromfluss 62 und dem Stromfluss 64 zusammen.
In Figur 4 ist eine Messanordnung zum Ermitteln der Leitfä- higkeit des Transferbandes 20 dargestellt. Mit Hilfe der in Figur 4 dargestellten Messanordnung können selbstverständlich auch Leitfähigkeiten anderer Transferbänder, insbesondere des Transferbandes 46, ermittelt werden. Die Messvorrichtung 70 hat eine obere Kontaktanordnung 72 mit Kontaktelementen AI und Bl. Ferner ist eine untere Kontaktanordnung 74 vorgesehen, die die Kontakte A2 und B2 enthält. Die Kontakte AI, Bl, A2 und B2 haben jeweils eine dem Transferband 20 zugeordnete quadratische Kontaktfläche von 20 x 20 mm. Die Kontaktflächen bestehen aus Edelstahl. Die Kontaktflächen der Kontakte AI und A2 liegen im Wesentlichen deckungsgleich auf entgegengesetzten Seiten des Transferbandes 20 einander gegenüber. In gleicher Weise sind die Kontaktflächen der Kontakte Bl und B2 auf entgegengesetzten Seiten des Transferbandes 20 angeordnet. Auch die Kontaktflächen der Kontakte Bl und B2 liegen einander im Wesentlichen deckungsgleich gegenüber. Der Abstand zwischen den Kontakten AI und Bl sowie zwischen den Kontakten A2 und B2 beträgt 10 mm. Die Kontakte AI und Bl werden mit einer Kraft von 55 N gegen die Kontakte A2 und B2 gedrückt, wodurch die Kontaktflächen der Kontakte AI und Bl sowie A2 und B2 mit jeweils einer Kraft von 55 N gegen die Vorderseite bzw. gegen die Rückseite des Transferbandes 20 gepresst werden.
In Figur 5 ist ein Ausschnitt des Transferbandes 20 darge- stellt, auf dem die Kontaktflächen der Kontakte AI und Bl durch eine Volllinie dargestellt sind. Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben, haben die Kontakte AI, Bl, A2 und B2 jeweils eine, quadratische Grundfläche von 20 x 20 mm. Ferner sind die Kontakte in einem Abstand von 10 mm angeordnet.
In Figur 6 ist eine Schnittdarstellung durch die Messeinrichtung 70 nach Figur 4 dargestellt, wobei die Leitfähigkeit des Transferbandes 20 zwischen den Kontaktflächen der Kontakte AI und Bl ermittelt wird. Mit Hilfe dieser Messung wird somit die Leitfähigkeit zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche des Transferbandes 20 in dessen Umlaufrichtung ermittelt. Alternativ kann auch die Leitfähigkeit zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche des Transferbandes 20 quer zu dessen Um- laufrichtung oder schräg zu dessen Umlaufrichtung ermittelt werden.
In Figur 7 ist die Schnittdarstellung der Messeinrichtung 70 gemäß Figur 6 dargestellt, wobei zwischen den Kontaktflächen der Kontakte Bl und B2 die Leitfähigkeit des Transferbandes in Dickenrichtung und somit der spezifische Volumenwiderstand des Transferbandes 20 ermittelt wird.
In Figur 8 ist die Schnittdarstellung der Messanordnung ähn- lie der Figuren 6 und 7 dargestellt. Mit Hilfe der gezeigten Messanordnung wird die Leitfähigkeit des Transferbandes zwischen den zwei lateral versetzten Kontaktflächen der Kontakte AI und B2 ermittelt. Der mit Hilfe dieser Messanordnung zwischen den Kontaktflächen der Kontakte AI und B2 entsprechend der Leitfähigkeit ermittelte Widerstand wird in dieser Patentanmeldung auch als Querwiderstand bezeichnet. Dieser Querwiderstand ist für die elektrischen Eigenschaften eines Transferbandes 20 in einem elektrofotografischen Drucker mit hoher Druckgeschwindigkeit entscheidend, um die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile zu vermeiden . Die Auswir- kungen des Querwiderstandes auf den elektrofotografischen Prozess im Drucker werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 9 und 10 noch näher erläutert .
Alternativ zu der beschriebenen Messanordnung können die Größen und Abstände sowie die Kontaktmaterialien der Kontakte AI , Bl , A2 und B2 verändert werden .
In Figur 9 ist ein Diagramm dargestellt, in dem die Abhängigkeit des Querwiderstandes des Transferbandes 20 von dessen spezifischem Volumenwiderstand angegeben ist . Der mit Hilfe einer fetten Strich-Punktlinie gekennzeichnete Zielbereich umfasst Widerstandsverhältnisse vom Querwiderstand und spezifischen Volumenwiderstand, die ein erfindungsgemäßes Transferband 20 idealerweise haben soll . Die Erfindung ist j edoch nicht auf diese Wertebereiche beschränkt . Der Querwiderstand ist bei einer Gleichspannung von 800 Volt mit der Messanordnung nach Figur 8 zwischen den Kontaktflächen der Kontakte AI und B2 ermittelt worden . Der spezifische Volumenwiderstand ist mit der Messanordnung nach Figur 7 zwischen den Kontakt- flächen der Kontakte Bl und B2 bei einer Messspannung von 10 Volt Gleichspannung ermittelt worden .
Bei einem Querwiderstand von < 4 • 10^ Ω nimmt der Umdruckwirkungsgrad beim Umdruck des Tonerbildes vom Transferband 20 auf das Trägermaterial 36 derart ab, dass nur ein Teil des auf dem Transferband 20 befindlichen Tonermaterials auf das Trägermaterial umgedruckt wird . Dadurch wird ein Tonerbild mit nur unzureichender Einfärbung auf dem Trägermaterial 36 erzeugt . Ferner muss das auf dem Transferband 20 verbleibende Tonermaterial von diesem gereinigt werden . Kann mit Hilfe der zum Reinigen des Transferbandes 20 vorgesehenen Reinigungs- Vorrichtung nicht das gesamte auf dem Transferband 20 verbliebene Tonermaterial entfernt werden, so werden bei nachfolgenden Druckbildern gegebenenfalls diese Tonerreste mit auf das Trägermaterial 36 umgedruckt, wodurch nur minderwer- tige Druckbilder bzw. Makulatur erzeugt wird.
Ist der Querwiderstand des Transferbandes 20 jedoch größer als 4 • 10*3 Ω, so ist die Gefahr von elektrischen Entladungen, sogenannter Luftdurchbrüche im. Umdruckbereich 10 beim Umdruck der Tonerbilder vom Fotoleiterband 12 auf das Transferband 20 gegeben. Diese elektrischen Entladungen treten vor allem im Bereich nach der Kontaktstelle der beiden Bänder, d.h. des Fotoleiterbandes 12 und des Transferbandes 20, auf. Dieser Bereich wird auch als Auslaufspalt des Umdruckbereichs 10 bezeichnet. Wie bereits beschrieben, wird die Hochspannung zum Erzeugen der Potentialdifferenz im Umdruckbereich 10 aufgrund des zwischen dem Massepotential 15 und der Hochspannung 26 fließenden Umdruckstroms eingestellt. Bei hohem Querwiderstand wird somit eine relativ hohe Hochspannung einge- stellt werden, um den Umdruckstrom auf den erforderlichen voreingestellten Wert einzustellen. Bei Widerstandswerten des Querwiderstandes von > 4 ■ 10^ Ω wird dann 'jedoch üblicherweise bei Druckern dieses Ausführungsbeispiels die sogenannte Paschenkurve überschritten und es kommt zu Gasentladungen im Auslaufspalt . Durch diese Gasentladungen bzw. Luftdurchbrüche können Schädigungen des Fotoleiters 12 und des Transferbandes 20 auftreten, die in der Folge zu schlechten Druckergebnissen führen.
Beim spezifischen Volumenwiderstand von < 4 • 10^-0 Ωcm ist ebenfalls der Umdruckwirkungsgrad beim Umdrucken der Tonerbilder vom Transferband 20 bzw. 46 auf das Trägermaterial 36 zu gering. Dadurch treten die gleichen nachteiligen Wirkungen ein, wie bereits im Zusammenhang mit einem zu geringen Quer- iderstand des Transferbandes 20 weiter oben beschrieben. Beim spezifischen Volumenwiderstand von > 8 • 10^ Ωcm besteht die Gefahr, dass im Umdruckbereich 30 beim Umdrucken der auf den Txansferbändern 20 und 46 befindlichen Tonerbilder auf das Trägermaterial 36 Gasentladungen und elektrischen Überschlägen auftreten, wodurch sogenannte Lichtenbergfiguren in den auf das Trägermaterial 36 umgedruckten Tonerbildern entstehen, die im anschließend fixierten Druckbild zu sehen sind und die Druckqualität des Druckbildes erheblich beeinträchtigen.
In Figur 10 sind die Eigenschaften des Querwiderstandes und des spezifischen Volumenwiderstandes verschiedener getesteter Materialien eingetragen. Die bei bekannten Druckern eingesetzten Transferbänder bilden dabei eine erste Materialgrup- pe, die als Strichlinie im Diagramm nach Figur 10 dargestellt ist. Die Strichlinie gibt dabei eine linearisierte Kurve an, die aus einer Vielzahl von Messwerten unterschiedlicher Transferbänder des Standes der Technik ermittelt worden ist. Mit Hilfe einer Punktlinie sind die Widerstandsverhältnisse der Querwiderstände und der spezifischen Volumenwiderstände von Transferbändern 20, 46 einer zweiten Materialgruppe line- arisiert in das Diagramm nach Figur' 10 eingetragen worden, die erfindungsgemäß anisotropische Materialeigenschaften haben. Die elektrische Leitfähigkeit der Transferbänder 20, 46 der zweiten Materialgruppe ist in Dickenrichtung zwischen zwei im Wesentlichen direkt gegenüberliegenden Messpunkten kleiner als zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten. Bei Versuchen der Anmelderin mit einem bestimmten Druckertyp hat sich herausgestellt, dass die Materialien, deren Verhältnis von Querwiderstand zu spezifischem Volumenwiderstand in dem von einer Volllinie umschlossenen Bereich 80 im Diagramm nach Figur 10 angeordnet sind, besonders geeignet sind. Mit diesen Transferbändern 20, 46 sind auch bei hohen Prozessgeschwindigkeiten > 200 Blatt DIN A4 pro Minute hervorragende Druck- ergebnisse erzielt worden. Gemäß der Erfindung ist es somit vorteilhaft, definiert ani- sotropisch leitfähige Materialien als Transferband 20, 46 einzusetzen. Insbesondere durch die Wahl eines geeigneten Durchgangswiderstandes in Dickenrichtung, d.h. durch die Wahl des spezifischen Volumenwiderstandes und durch die Wahl eines geeigneten Querwiderstandes, ist eine hohe Druckqualität auch bei hohen Prozessgeschwindigkeiten sowie bei Duplexdruck. Auch bei hohen Prozessgeschwindigkeiten und bei der Verwendung verschieden breiter Papierbahnen oder Einzelblätter ist eine optimale Druckqualität und ein hoher Umdruckwirkungsgrad sichergestellt. Der spezifische Volumenwiderstand liegt vorzugsweise im Bereich von 4 • lO^-O Ωcm bis 8 • 10^ Ωcm, der bei einer Messspannung von 10 Volt ermittelt worden ist. Der Querwiderstand liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 4 • 10^ Ω bis 4 • 10^ Ω, der bei einer Messspannung von 800 Volt ermittelt worden ist.
Die Transferbänder 20, 46, sind vorzugsweise Endlosbänder mit einer Dicke zwischen 50 μm und 1000 μm bei einer Länge von 1000 mm bis 3000 mm und einer Breite im Bereich zwischen 100 mm und 1000 mm. Die Transferbänder 20, 46 enthalten einen elektrisch isolierenden Kunststoff, in dem leitfähige Parti- 'kel, wie z.B. Ruß oder metallisches Material, dispergiert sind. Alternativ oder zusätzlich können ionisch leitfähige Zusätze, wie z.B. Salze oder leitfähige Kunststoffe, insbesondere Polyanilin, in das isolierende Elastomer eingebracht sein. Diese Partikel sind dann mit einer geeigneten Verteilung in das Grundmaterial 10 eingebracht, ausgerichtet und agglomeriert, dass das Transferband 20, 46 die gewünschten anisotropischen Eigenschaften hat. Der isolierende Kunststoff kann z.B. ein Elastomer sein.
Alternativ kann das Transferband 20, 46 auch aus mehreren Schichten verschiedener Kunststoffe mit unterschiedlicher Leitfähigkeit hergestellt sein. Vorzugsweise verlaufen die Schichten parallel zur Oberfläche des Transferbandes 20, 46. Durch die Kombination von Kunststoffschichten mit unterschiedlichen Schichtdicken und Leitfähigkeiten können die gewünschten anisotropisch elektrischen Eigenschaften des Transferbandes 20, 46 erzeugt werden. Die einzelnen Schichten können dabei auch aus isotrop leitfähigen Kunststoffen mit geeigneten spezifischen Volumenwiderständen hergestellt sein. Durch die Kombination dieser einzelnen Kunststoffschichten mit unterschiedlicher Leitfähigkeit kann auf einfache Art und Weise ein Transferband 20, 46 mit den gewünschten anisotro- pisch elektrischen Eigenschaften erzeugt werden. Alternativ kann zumindest eine der Kunststoffschichten anisotropisch elektrische Eigenschaften haben. Es ist bei anderen Ausführungsformen auch möglich , dass alle Kunststoffschichten anisotropisch elektrische Eigenschaften haben. Ferner können die einzelnen Schichten aus isotrop leitfähigen Elastomeren hergestellt werden, wodurch, bei einer geeigneten Auswahl von geeigneten Leitfähigkeiten und Schichtdicken der einzelnen Schichten ein anisotropi scher Gesamtverbund des Transferbandes 20, 46 erzeugt wird.
Obgleich in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, sollten sie lediglich als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen. Bezugszeichenliste
10 Umdruckbereich
12 Fotoleiterband
14 Umlenkwalze
15 Massepotential
16, 18 Transferwalze
20 Transferband
22, 24 Tonerbilder 2266 Hochspannung
Pl bis P5 Richtungspfeile
32 Druckwerkvorderseite
34 Druckwerkrückseite
36 Trägermaterial 3300 Umdruckbereich
38, 48 Walze
40, 50 Metallischer Walzenkern
42, 52 Elektrisch leitfähige Elastomerschicht
44, 54 Hochspannungsanschlüsse 4466 Transferband
62, 64 Pfeile Stromanteil
66, 68 Spalt.
Pl bis P5 Richtungspfeile
70 Messeinrichtung 7722 Obere Kontaktanordnung
74 Untere Kontaktanordnung
80 Bereich

Claims

Ansprüche
Endloser Zwischenbildtrager für einen elektrofotografischen Drucker oder Kopierer, dadurch gekennzei chnet , dass die elektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers (20, 46) in Dickenrichtung und zwischen zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Messpunkten (Bl, B2) kleiner ist als zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten (AI, B2) .
2. Zwischenbildtrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass auf dem Zwischenbildtrager (20, 46) in einem ersten Umdruckbereich (10) ein auf einem Bildträger (12) vorhandenes Tonerbild (22) aus elekt- risch geladenen Tonerteilchen übertragbar ist, dass das übertragene Tonerbild vom Zwischenbildtrager (20, 46) in einem zweiten Umdruckbereich (30) auf einen Endbildträger (36) übertragbar ist, und dass die Übertragung des Tonerbildes im ersten und im zweiten Umdruckbereich (10, 30) durch jeweils ein auf die Tonerteilchen wirksames elektrisches Feld zumindest begünstigt ist.
3. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch ge kenn z e i chnet , dass die e- lektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers (20, 46) zwischen den lateral versetzten Messpunkten (AI, B2) mindestens so groß ist, dass zwischen dem Zwischenbildtrager (20, 46) und dem Bildträger (12) die Zündspannung einer Gasentladung verhindert ist.
4. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn z ei chnet , dass die e- lektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers (20, 46) zwischen den zwei lateral versetzten Messpunkten (AI, B2) zumindest so niedrig ist, dass ein ausreichend großes e- lektrisches Feld zum Übertragen des Tonerbildes vom Zwischenbildtrager (20, 46) auf einen Endbildträger (36) sowie von einem Bildträger (12) auf den Zwischenbildtrager (20, 46) erzeugbar ist.
5. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet , dass die e- lektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers (20, 46) zwischen den zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Messpunkten (Bl, B2) mindestens so niedrig ist, dass partielle Entladungen auf der Oberfläche des Zwischenbildtragers (20, 46) verhindert werden.
6. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch geken z e i chnet , dass die e- lektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers (20, 46) quer zum Umfang in Richtung der Trägerebene mindestens so niedrig ist, dass an einer Umdruckstelle (10, 30) zum Ü- ' bertragen von Tonerbildern ein ausreichend großes elekt- risches Feld zum Übertragen des Tonerbildes erzeugbar ist .
7. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn z ei chnet , dass die la- teral versetzten Messpunkte (Bl, B2) in Umfangsrichtung und/oder quer zur Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.
8. Zwischenbildtrager nach Anspruch 7, dadurch g e - kennzeichnet , dass die Leitfähigkeit zwischen den Messpunkten quer zur Umfangsrichtung kleiner ist als der Querwiderstand zwischen Messpunkten in Umfangsrichtung.
9. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge ken nzei chnet , dass der Zwischenbildtrager (20, 46) ein Transferband oder eine Transfertrommel ist.
10. Zwischenbildtrager nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch ge kennze i chnet , dass der Bildträger (12) ein Fotoleiter, insbesondere ein Fotoleiterband oder eine Fotoleitertrommel, ist.
11. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekenn ze i chne t , dass in einer ersten Betriebsart mehrere Tonerbilder von dem Bildträger (12) auf den Zwischenbildtrager (20, 46) übertragbar sind, die im Wesentlichen auf den Zwischenbildtrager (20, 46) übereinander gedruckt werden, und dass in einer zweiten Betriebsart die übereinander gedruckten Tonerbilder gemeinsam auf einen Endbildträger (36) übertragbar sind.
12. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch geke nnz e i chnet , dass der spezifische elektrische Widerstand des Zwischenbildtragers (20, 46) in Dickenrichtung einen Wert im Bereich von 1 E + 10 Ωcm bis 1 E + 12 Ωcm hat.
13. Zwischenbildtrager nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet , dass der spezifische elektrische Widerstand mit Hilfe einer ersten elektrischen Kontaktfläche an der Oberseite und einer der ersten Kontaktfläche im Wesentlichen gegenüberliegenden zweiten Kontakt- fläche an der Unterseite des Zwischenbildtragers (20, 46) ermittelbar ist, wobei die essSpannung 800 Volt Gleichspannung beträgt.
14. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzei chnet , dass die e- lektrische Leitfähigkeit des Zwischenbildtragers (20, 46) auf der Oberfläche mindestens so groß ist, dass zwischen dem Zwischenbildtrager (20, 46) und einem weiteren Bildträger (12, 36) ein elektrischer Überschlag verhindert ist.
15. Zwischenbildtrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichn et , dass der e- lektrische Widerstand des Zwischenbildtragers (20, 46) zwischen den zwei lateral versetzten Messpunkten (AI, B2) auf entgegengesetzten Seiten des Zwischenbildtragers (20, 46) einen Wert im Bereich zwischen 1 E + 7 Ω und 1 E + 11 Ω hat, vorzugsweise einen Wert im Bereich zwischen 4 E + 7 Ω und 5 E + 8 Ω.
16. Endloser Zwischenbildtrager für ein Tonerbild in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer, dad rch gekennzeichnet , dass der Zwischenbildtrager (20, 46) mindestens zwei Schichten enthält, wobei eine am äußeren Umfang des Zwischenbildtragers angeordnete erste Schicht eine kleiner Leitfähigkeit hat als eine an diese erste Schicht angrenzende zweite Schicht.
17. Endloser Zwischenbildtrager für ein Tonerbild in einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer, dadurch ge kennzeichnet , dass der Zwischenbildtrager (20, 46) Bestandteile mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit enthält, die derart angeordnet sind, dass der Zwischenbildtrager zwischen zwei lateral versetzten Messpunkten (AI, B2) eine höhere Leitfähigkeit hat als zwi- sehen zwei im Wesentlichen unmittelbar gegenüberliegenden Messpunkten (Bl, B2) .
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