JP2005502090A - 電子写真式の印刷装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、トナー現像器ユニットと、露光装置と、現像器ドラムと、光導電体と、転写ユニットと、接地された帯電装置とを備えた電子写真式の印刷装置であって、印刷したい支持体が、搬送装置上に伏臥した状態で、転写ユニットの転写ゾーンに沿って通過運動させられて、かつ転写ユニットのトナー画像が支持体に転移される形式のものに関する。明確でシャープで影のない印刷画像は支持体上において、印刷プロセス時に支持体（３０）が、接地されていない電気伝導性の層（３１）上に配置されており、該層（３１）がアイソレータ（１７，１７．１〜１７．ｎ，１７．３）を介して、接地された搬送装置（２５）に向かって絶縁されており、層（３１）が、支持体（３０）の上方に位置する帯電装置（１６，１８）にわたって、かつ印刷したい支持体（３０）の、搬送方向に方向付けられた寸法にわたって延在しており、さらに１〜１０ｋＶ、特に１．５〜４ｋＶの電位（界電圧Ｕ_Ｆ）に帯電可能であることにより達成される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー現像器ユニットと、露光装置と、現像器ドラムと、光導電体もしくは感光体と、転写ユニットと、接地された帯電装置とを備えた電子写真式の印刷装置であって、印刷したい支持体が、搬送装置上に伏臥した状態で、転写ユニットの転写ゾーンに沿って通過運動させられて、かつ転写ユニットのトナー画像が支持体に転移される形式のものに関する。
【０００２】
この種の印刷装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４９５００号明細書から公知である。現像器ユニットはトナーを処理し、光導電体ドラムもしくは感光体ドラムに対応配置されている。光導電体ドラムは露光装置によりその表面をアクティブ化されるので、表面にトナーを塗布することが可能になる。光導電体ドラムはコンタクトラインを介して転写ローラに接している。転写ローラは印刷したい支持体の表面上で転動し、その際に、支持体の静電的な帯電の助けを借りて、支持体の、転写ユニットに面した上面に転移させる。
【０００３】
この印刷装置の場合、トナー画像の転写プロセスが二度実施される。第１の転写プロセスは光導電体ドラムから転写ローラへの移行時に、第２の転写プロセスは支持体へのトナーの移行時に生じる。転写プロセスに際し、その都度トナーの完全な転移が行われる訳ではない。可能な限り高い移行率が得られるように努められていて、これにより、明確で輪郭のシャープな印刷画像が生ぜしめられる。その際、支持体の表面の領域において電荷像を均一かつ十分に形成すること、すなわち帯電装置から支持体への電荷移転は決定的な意味を有している。
【０００４】
支持体が電気を通しにくい材料から成っている場合、特に支持体が厚いと、不十分な帯電につながる。
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の印刷装置を改良して、支持体の表面への効率的かつ均一なトナー転移を支持体の性質および材料厚さとは無関係に行うことができて、印刷画像中の均等でない領域（曇り形成）を回避することができるような印刷装置を提供することである。
【０００６】
この課題は本発明により、接地された搬送装置と支持体との間にアイソレータが配置されており、支持体とアイソレータとの間に電気伝導性の層が配置されており、該層が、支持体の上方に位置する帯電装置にわたって、かつ印刷したい支持体の、搬送方向に方向付けられた寸法にわたって延在していることによって達成される。
【０００７】
トナー転移を改善するために、支持体とアイソレータとの間に設けられた電気伝導性の層はグラウンドに対して１〜１０ｋＶ、典型的には１．５と４ｋＶとの間の電位（界電圧Ｕ_Ｆ）に帯電される。電気伝導性の層は搬送装置に対して絶縁性に構成されている。
【０００８】
ガラスプレート、ガラスセラミックプレートもしくは結晶化ガラスプレート、またはプラスチックプレートのような電気非伝導性の支持体の場合においても、支持体とアイソレータとの間に、搬送方向で見て少なくとも帯電装置を超えてかつ搬送方向の向きでの支持体の寸法を超えて延在する、さらに１つの一貫した金属層が配置されていると、絶縁された形で搬送装置上に載置された支持体と、支持体と搬送装置との間に配置されたアイソレータとにより、支持体の表面の、均等かつ十分な帯電が達成される。このことは、搬送装置が帯電の基準電位に相当する電位に置かれる場合に、搬送装置によって損なわれない均等な電界が生ぜしめられることに帰因する。
【０００９】
帯電装置はその際有利には、帯電装置が、搬送方向で見て転写ゾーンの前に配置された部分帯電装置と転写ゾーンの後に配置された部分帯電装置とに分割されており、該部分帯電装置が、接地されたハウジング内に格納されており、該ハウジングが支持体に向かって開いているように構成されている。
【００１０】
印刷装置のこのような構成の場合、印刷したい支持体は最初に、転写ユニットの手前に配置された部分帯電装置に供給され、転写ゾーンに供給される前に、そこで支持体の表面は静電的に帯電される。転写ゾーン内でトナー転移が実施される。支持体をさらに前進搬送する際に、支持体および印刷画像のサイズに関連して、支持体へのトナー転移がまだ終了していないのに、支持体が既に、転写ゾーンの上流に配置された部分帯電装置を既に退去しているという事態が起こり得る。その際には、転写ゾーンの下流に配置された部分帯電装置が、支持体を追加的に帯電させることによって電荷減衰を阻止する。このようにして、支持体の全搬送経路にわたる均一かつ効果的なトナー転移が、均等な帯電により保証される。
【００１１】
セグメント化されたアイソレータの場合、個々のセグメント間の電位補償もしくは等電位化が構成され、このことは改善された印刷結果につながる。
【００１２】
支持体の搬送は、テーブル状の搬送装置が使用されて、該搬送装置が、転写ゾーンに沿って直線的に通過案内可能であって、アイソレータとしての、一体的またはセグメントに分割された絶縁プレートにより被覆されており、かつセグメントまたは一体的な絶縁プレートには、支持体に面した上面に、伝導性の層、例えば金属層が設けられているように構成され得る。
【００１３】
搬送装置に、例えば吸込口、溝、搬送エレメント、センサ、ケーブル通過案内部または別の構成部分のような、支持体と接触することになる機能エレメントが設けられている場合、別の構成では、テーブル状の搬送装置が機能エレメントを支持しており、該機能エレメントが、セグメントまたは一体的な絶縁プレートならびに伝導性の層を通して案内されていて、かつ電気伝導性に伝導性の層に接続されているが、ただし電気的に搬送装置に対しては絶縁されているようになっている。
【００１４】
このようにして、機能エレメントの領域でトナー転写の障害に至り得る、機能エレメントの領域における不均等な帯電は回避される。
【００１５】
機能エレメントは常に伝導性の層と面一に終わっていなければならない。このことは例えば機能エレメントを搬送装置にばね弾性的に支持することによって達成され、支持体の下面に対する機能エレメントの密な当接につながる。
【００１６】
支持体の搬送は別の構成によれば、搬送装置が無端搬送ベルトを有しており、該無端搬送ベルト自体が金属ベルトとして形成されているか、または支持体を支持する外面に金属層を有しており、無端搬送ベルトが、アイソレータとして形成された折返しローラを介して案内されており、無端搬送ベルトが折返しローラの間で、搬送フレームを被覆する絶縁プレートに沿って運動可能であるようになっている。
【００１７】
この場合、支持体の搬送は機械フレームを動かす必要なしに連続的に実施され得る。支持体の、均等かつ十分な帯電の構成は搬送装置のこの構成においても保証されたままである。
【００１８】
帯電を搬送方向に対して直交する向きでも同様な形式で施すために、別の構成では、帯電装置が面状コロナとして形成されており、該面状コロナが支持体の、印刷したい面の、搬送方向に対して直交する向きで延びる全幅にわたって、かつ少なくとも部分的に支持体の、搬送方向で方向付けられた面にわたって延在するようになっており、さらにそれに加えて、面状コロナが、接地されたハウジング内で緊締されている、電気非伝導性のコロナワイヤホルダを有しており、該コロナワイヤホルダに複数の、相並んで配置された電気伝導性のコロナワイヤが保持されており、該コロナワイヤに一様な帯電電位が供給されており、その対抗電位は接地されているようになっている。
【００１９】
印刷装置はさらに、両部分帯電装置が、支持体の、印刷したい面の、搬送方向での長さよりも小さな間隔を有しているように構成されている。
【００２０】
上記電気伝導性の層は薄いアルミニウムシートまたは銅シートから成っている。やはり、薄い金属薄板、または鋼から成るシート、およびポリウレタン、シリコーンおよびこれに類するものから成る電気伝導性にされたプラスチックシートも適している。この層の電気伝導率はアイソレータに対して十分な大きさでなければならない。有利には抵抗は１０００Ω／ｃｍ^２よりも小さい。
【００２１】
アイソレータとして、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、紙積層板、ベークライトのような、高耐衝撃性のプラスチックから成る材料が適している。
【００２２】
アイソレータは別の構成では、Ａｌ_２Ｏ_３または薄いガラスのような、耐摩耗性で機械的に負荷可能なセラミック系またはシリケート系の材料から成っていてもよい。
【００２３】
有利な構成では、金属層がアルミニウムシート、銅シート、薄い金属薄板、鋼シート、またはポリウレタン、シリコーンおよびこれに類するものから成る電気伝導性にされたプラスチックシートから成っており、該シートが１０００Ω／ｃｍ^２よりも小さな電気伝導率を有している。
【００２４】
金属層およびアイソレータは１つのユニットとしてまとめられていて、銅に貼合わされたエポキシ樹脂プレートから成っていてもよい。
【００２５】
伝導性の層は別の構成によれば、伝導性の表面またはメタライジングされた表面を備えた弾性的な下地が搬送装置のアイソレータに被着されているように構成されてもよく、このことは支持体下面の均一な当接につながる。セグメントが互いに電気伝導性に接続されていれば、下地のセグメント化も可能である。効果的な転写を達成するために、下地の伝導性の表面はグラウンドに対して１〜１０ｋＶ、特に３．５〜５ｋＶの電位（界電圧Ｕ_Ｆ）に帯電される。弾性的な下地の表面抵抗と、搬送装置内に組み込まれた機能エレメント、例えば無端搬送ベルトの抵抗とは有利には互いに適合されているべきであって、それというのは、このことは支持体の均等な帯電につながるからである。
【００２６】
帯電したい支持体と搬送装置との間のさらに良好な絶縁を達成するために、印刷装置の別の構成では、印刷したい支持体が、支持体サイズに適合された型内に載置されるようになっている。型は電気絶縁性の材料から成っており、この型の、支持体下面に面した表面は電気伝導性であるか、または電気伝導性の層もしくは金属プレートを有している。伝導性の層もしくは金属プレートは、支持体上方に位置する帯電装置の直前および直後に取り付けられているすり接触部もしくはブラシを介して、グラウンドに対して１〜１０ｋＶ、特に１．５〜４ｋＶの電位（界電圧Ｕ_Ｆ）で帯電される。
【００２７】
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【００２８】
図１には、プレート状の支持体もしくは基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔ）３０のための電子写真式の印刷装置の、部分的に破断した側面図が示されている。支持体３０はテーブル状の搬送装置２５によりリニアに転写ユニットの転写ゾーン２４に沿って通過するように運動させられる。その際、アイソレータ１７またはアイソレータのセグメント１７．１〜１７．ｎから成る介在物が支持体３０の下面と搬送装置の載置平面との間に位置している。支持体３０の帯電は搬送方向で見て転写ユニットの上流に配置された部分帯電装置１６と転写ユニットの下流に配置された部分帯電装置１８とを介して実施され、部分帯電装置はハウジング内で、電気非伝導性のコロナワイヤホルダ上に、いくつかの電気伝導性のコロナワイヤを緊締状態で固持している。部分帯電装置１６，１８は面状コロナ（Ｆｌａｅｃｈｅｎｃｏｒｏｎｅｎ）として形成されており、少なくとも印刷したい支持体３０の全幅にわたって延在している。
【００２９】
アイソレータプレート１７またはそのセグメント１７．１〜１７．ｎの、支持体３０の下面に面した上面には金属層３１が設けられている。
【００３０】
図２に示した図面から見て取ることができるように、搬送装置２５は接地、すなわち耐電電圧Ｕ_Ｃの対抗電位に置かれる。部分帯電装置１６，１８のコロナワイヤは統一的に帯電電圧Ｕ_Ｃの電位に置かれる。アイソレータ１７もしくはセグメント１７．１〜１７．ｎの金属層３１は無電位のままであるかもしくはトナー転移をさらに改善するためにグラウンドに対して１〜１０ｋＶ、特に３．５〜５ｋＶの電圧（Ｕ_Ｆ）に帯電される。
【００３１】
転写ゾーンの領域で、転写ユニットは支持体３０とトナー転移のために接触しており、その際、支持体３０の搬送速度は転写ユニットの回転速度に、両者の間でスリップが発生しないように調整または連動されている。
【００３２】
図１から付加的に見て取ることができるように、搬送装置２５には機能エレメント３４が統合されていることができて、機能エレメント３４はアイソレータ１７を貫いて、印刷したい支持体３０の下面に接触している。
【００３３】
これらの機能エレメント３４は吸込口、溝、搬送エレメント、センサ、ケーブル通過案内部、および図３に示されているような、有利には金属層３１の上面で終わっていて、必要な場所にはばね３２によりばね緊張力下で支持体３０の下面に保持される別の構成部分であることができる。この場合、機能エレメント３４は電位補償ラインもしくは等電位化導線３３により帯電電圧Ｕ_Ｃの基準電位および金属層３１に接続されていることができるが、機能エレメント３４は、小さなエアギャップが認められるように、電気的に絶縁されて搬送装置２５内に保持されている。この種の搬送装置２５は相前後して転写ゾーンを通過して、その都度、単数または複数の印刷したい支持体３０によって占有されていることができる。
【００３４】
図１を参照しながら、もう少しだけ、自体公知であってその作業形式も公知である電子写真式の印刷装置の部分を紹介する。
【００３５】
現像器ユニット１０内にトナー、例えばセラミック系のトナー、熱可塑性プラスチック系または熱硬化性プラスチック系のトナーが貯蔵されている。現像器ユニット１０には現像器ドラム１５が対応配置されており、現像器ドラム１５はトナーを光導電体２０に供給する。光導電体２０はローラ状に形成されており、接触ゾーン２１において転写ユニット２２と線接触している。光導電体２０の上方には露光装置１１が配置されており、露光装置１１は光導電体２０の周囲の感光性の層を露光する。これにより、静電潜像とも呼ばれる静電的な電荷像が生ぜしめられる。この電荷像に基づき静電的なプロセスを介してトナー粒子は現像器ドラム１５から光導電体２０の層へと転移される。これらのトナー粒子はコンタクトゾーン２１の領域で転写ユニット２２に受け渡される。光導電体２０の回転方向で見て後置されたクリーニング装置１４はまだ付着している残留トナーを光導電体２０から除去する。クリーニング装置１４の後には消去ライト１３が隣接しており、消去ライト１３は光導電体２０の感光性の層を除電する。その後、光導電体２０の感光性の層は帯電装置１２により再度一様な電荷構造にもたらされるので、この層には露光装置１１により再度静電的な電荷像が付与されることができる。
【００３６】
転写ユニットは、印刷したい支持体３０上を転動する。この際に、転写ユニット上のトナーは転写ゾーンで支持体３０に転移もしくは転写される。部分帯電装置１６，１８は支持体３０の、全面的な帯電を、光導電体２０上の電荷に対して対抗する電位でもって生ぜしめるので、明確なトナー転移が高い効率で行われる。
【００３７】
図１から見て取れるように、搬送方向での部分帯電装置１６，１８間の間隔は、この方向での支持体３０の寸法よりも小さく、これにより、支持体３０が転写ゾーンを完全に通り抜ける間、支持体５０を帯電したまま維持することは保証されている。
【００３８】
図４には搬送装置２５が示されており、搬送装置２５は接地されていて、２つの折返しローラの間に、それ自体電気伝導性であってかつ伝導性の層３１を形成する無端搬送ベルトを有している。変向ローラはアイソレータ１７．３を形成しており、アイソレータ１７．３は絶縁性の周囲層、例えばＰＴＦＥ層を備えた変向ローラによって形成されていてもよい。変向ローラの基体はやはり絶縁性の材料から成っている。付加的な電圧が例えば付加的なすり接触部３７を介して供給される。
【００３９】
無端搬送ベルトは細かいメッシュを有した金属ベルトであることができ、この金属ベルトは吸着による支持体３０の位置決めを容易にする。
【００４０】
図５は図２と同様に、接地された搬送装置２５と、その上に配置されたアイソレータ１７とを示している。支持体３０とアイソレータ１７との間に設けられた電気伝導性の層３１は１〜１０ｋＶ、有利には１．５〜４ｋＶの界電圧Ｕ_Ｆを介して帯電される。帯電装置１６，１８と、支持体３０上の転写ゾーン２４とは図２と同様に形成および配置されている。
【００４１】
図６に示されているように、支持体３０は縁３５．２を備えた絶縁性の型３５．１に収容されることもできる。この型は電気伝導性の層３１上に配置されていることができ、この層３１はアイソレータ１７を介して、接地された搬送装置２５から隔離されているが、搬送装置によって搬送される。型３５．１の収容部は電気伝導性の表面３６を支持しており、この表面３６にはすり接触部３７を介して界電圧Ｕ_Ｆが供給される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】直線的に運動可能な搬送装置を備えた印刷装置を示す図である。
【００４３】
【図２】支持体の静電的な帯電時の電位分配を概略的に示す図である。
【００４４】
【図３】支持体に接触する機能エレメントを備えた、直線的に運動可能な搬送装置を示す図である。
【００４５】
【図４】無端搬送ベルトとして形成された搬送装置を示す図である。
【００４６】
【図５】支持体および伝導性の層の、静電的な帯電に対して付加的な電位を概略的に示す図である。
【００４７】
【図６】すり接触部を介した静電的な帯電のための、絶縁された支持体台座プレートを示す図である。

Claims (15)

1. トナー現像器ユニット（１０）と、露光装置（１１）と、現像器ドラム（１５）と、光導電体（２０）と、転写ユニット（２２）と、接地された帯電装置（１６，１８）とを備えた電子写真式の印刷装置であって、印刷したい支持体（３０）が、搬送装置上に伏臥した状態で、転写ユニット（２２）の転写ゾーン（２４）に沿って通過運動させられて、かつ転写ユニット（２２）のトナー画像が支持体（３０）に転移される形式のものにおいて、印刷プロセス時に支持体（３０）が、接地されていない電気伝導性の層（３１）上に配置されており、該層（３１）がアイソレータ（１７，１７．１〜１７．ｎ，１７．３）を介して、接地された搬送装置（２５）に向かって絶縁されており、層（３１）が、支持体（３０）の上方に位置する帯電装置（１６，１８）にわたって、かつ印刷したい支持体（３０）の、搬送方向に方向付けられた寸法にわたって延在していることを特徴とする、電子写真式の印刷装置。
2. 帯電装置（１６，１８）が、搬送方向で見て転写ゾーンの前に配置された部分帯電装置（１６）と転写ゾーンの後に配置された部分帯電装置（１８）とに分割されており、該部分帯電装置（１６，１８）が、接地されたハウジング内に格納されており、該ハウジングが支持体（３０）に向かって開いている、請求項１記載の、電子写真式の印刷装置。
3. テーブル状の搬送装置（２５）が使用されており、該搬送装置（２５）が転写ゾーンに沿って直線的に通過案内可能であって、アイソレータ（１７，１７．１〜１７．ｎ）としての、一体的またはセグメントに分割された絶縁プレートにより被覆されており、かつセグメントまたは一体的な絶縁プレート（１７）には、支持体（３０）に面した上面に、電気伝導性の層（３１）が設けられている、請求項１または２項記載の、電子写真式の印刷装置。
4. テーブル状の搬送装置（２５）が機能エレメント（３４）を支持しており、該機能エレメント（３４）が、セグメント（１７．１〜１７．ｎ）または一体的な絶縁プレート（１７）ならびに電気伝導性の層（３１）を通して案内されており、かつ電気伝導性に機能エレメント（３４）に接続されてはいるが、ただし電気的に搬送装置（２５）に対しては絶縁されている、請求項１または２記載の、電子写真式の印刷装置。
5. 搬送装置（２５）が無端搬送ベルトを有しており、該無端搬送ベルト自体が電気伝導性の材料から成っているか、または支持体（３０）を支持する外面に電気伝導性の層（３１）を有しており、無端搬送ベルトが、アイソレータ（１７．３）として形成された折返しローラを介して案内されており、無端搬送ベルト（２５）が折返しローラの間で、搬送フレームを被覆する絶縁プレート（１７．１）に沿って運動可能である、請求項１または２記載の、電子写真式の印刷装置。
6. 帯電装置（１６，１８）が面状コロナとして形成されており、該面状コロナが支持体（３０）の、印刷したい面の、搬送方向に対して直交する向きで延びる全幅にわたって、かつ少なくとも部分的に支持体（３０）の、搬送方向で方向付けられた面にわたって延在する、請求項１から５までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
7. 面状コロナが、接地されたハウジング（１６．３；１６．４もしくは１８．３；１８．４）内で緊締されている、電気非伝導性のコロナワイヤホルダ（１６．１；１８．１）を有しており、該コロナワイヤホルダに複数の、相並んで配置された電気伝導性のコロナワイヤ（１６．２；１８．２）が保持されており、該コロナワイヤに一様な帯電電位（Ｕ_Ｃ）が供給されており、その対抗電位は接地されている、請求項６記載の、電子写真式の印刷装置。
8. 両部分帯電装置（１６，１８）が、支持体（３０）の、印刷したい面の、支持体の搬送方向での長さよりも小さな間隔を有している、請求項２記載の、電子写真式の印刷装置。
9. アイソレータ（１７，１７．１〜１７．ｎ；１７．３）がポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、紙積層板またはベークライトのような高絶縁性で耐衝撃性のプラスチックから成っている、請求項１から８までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
10. アイソレータ（１７，１７．１〜１７．ｎ；１７．３）がＡｌ_２Ｏ_３または薄いガラスのような耐摩耗性で機械的に負荷可能なセラミック系またはシリケート系の材料から成っている、請求項１から９までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
11. 電気伝導性の層（３１）がアルミニウムシート、銅シート、薄い金属薄板、鋼シート、またはポリウレタン、シリコーンおよびこれに類するものから成る電気伝導性にされたプラスチックシートから成っており、該シートが有利には１０００Ω／ｃｍ^２よりも小さな電気伝導率を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
12. アイソレータ（１７）および電気伝導性の層（３１）として、銅に貼合わされたエポキシ樹脂プレートが使用されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
13. 支持体（３０）とアイソレータ（１７）との間に設けられた伝導性の層（３１）が１〜１０ｋＶ、特に１．５〜４ｋＶの電位（界電圧Ｕ_Ｆ）に帯電可能である、請求項１から１２までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
14. 電気伝導性の層（３１）が、伝導性の材料から成るまたはメタライジングされた表面を備えた、弾性的な無端ベルトとして形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。
15. 支持体（３０）が、縁（３５．２）を備えた絶縁性の型（３５．１）により収容可能であって、該型の収容部が伝導性の層（３６）を支持しており、該層（３６）がブラシ（３７）を介して界電圧（Ｕ_Ｆ）に帯電可能である、請求項１から１４までのいずれか１項記載の、電子写真式の印刷装置。