DE19739487B4

DE19739487B4 - Elektrostatisch-graphisches Druckgerät und in diesem eingesetzte Transportrolle

Info

Publication number: DE19739487B4
Application number: DE19739487A
Authority: DE
Inventors: Takao Hitachinaka Umeda; Akio Hitachinaka Tsujita; Takashi Hitachinaka Rokutanda; Yukio Hitachinaka Otome
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Technologies Co Ltd
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: JPH1097106A; JP3454401B2; DE19739487A1; US6144836A

Abstract

Elektrostatisch-graphisches Druckgerät des Duplextyps, welches aufweist:
eine Übertragungseinheit (23a-27a, 23b-27b, 28, 29) zur Ausbildung nicht fixierter Tonerbilder (6, 7) auf beiden Seiten eines Papierblatts (5);
eine Fixiereinheit (31) zum Verschmelzen und Fixieren der unfixierten Tonerbilder (6, 7) auf beiden Seiten des Blatts (5); und
eine Transportrolle (1), die durch die Bewegung des Blatts (5) angetrieben wird und zwischen der Übertragungseinheit (23a-27a, 23b-27b, 28, 29 und der Fixiereinheit (31) vorgesehen ist, um die Transportrichtung des Blattes (5) zu ändern und/oder als Puffer zu dienen, wenn das Blatt (5) transportiert wird;
wobei die Transportrolle (1) eine Metallrolle (3) aufweist, die mit einer Schicht (2) aus leitfähigem Fluorkunststoff bedeckt ist;
und der Volumenwiderstand der Schicht (2) aus leitfähigem Fluorkunststoff 10⁷ bis 10¹² Ω cm beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatischgraphisches Druckgerät von der Art eines Duplexkopierers, und betrifft insbesondere ein elektrostatisch-graphisches Druckgerät, welches Tonerkopien von Bildern auf beiden Seiten eines Papierdruckblatts erzeugt, und die Tonerkopien auf beide Seiten des Druckblatts durch eine Schmelzeinheit aufschmilzt und permanent fixiert, wobei eine für den Papiertransport vorgespannte Rolle zwischen der Übertragungseinheit und der Schmelzeinheit des Druckgeräts vorgesehen ist.

Auf dem Gebiet der Drucker, Kopiermaschinen und dergleichen nimmt das Bedürfnis nach sogenanntem Duplexdruck zu, bei welchem beispielsweise Bilder auf beide Seiten eines Drucksubstrats gedruckt werden, und zwar aufgrund Anforderungen des Marktes, um Ressourcen zu sparen, und die Kosten für den Transport von Druckerzeugnissen zu verringern. Ein kontinuierlicher Papierdrucker verwendet ein sogenanntes Tandem-Drucksystem. Bei dem Tandem-Drucksystem werden zwei Laserdrucker eingesetzt. Ein erster Laserdrucker druckt ein Tonerbild auf eine Seite des Drucksubstrats, und ein zweiter Laserdrucker auf die andere Seite des Substrats.

Vor kurzem ist man auf ein Drucksystem aufmerksam geworden, bei welchem nicht fixierte Tonerpulverbilder auf beiden Seiten ausgebildet werden, und diese Tonerbilder gleichzeitig verschmolzen und auf beiden Seiten des Drucksubtrats fixiert werden. Die Konstruktion eines derartigen Duplex-Druckgeräts mit gleichzeitigem Druck ist schematisch in 6 dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung setzt eine Druckeinheit voraus, welche eine positiv geladene lichtempfindliche Trommel aus SeTe oder As₂Se₃ als Photorezeptor verwendet, und positiv geladenes Tonerpulver. In der Druckeinheit werden positive Ladungen an einen Photorezeptor 23a durch eine Koronaladevorrichtung 24a angelegt, und wird ein Lichtmuster auf den Photorezeptor 23a in einer Belichtungseinheit 25a aufgestrahlt, welcher ein laseroptisches System, eine LED und dergleichen aufweist, um hierdurch dort ein latenes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Das latente Bild wird durch eine Entwicklereinheit 26a zu einem Tonerbild 7 entwickelt. Eine Koronaladeeinheit 27a legt negative Ladungen an die Rückseite eines Druckblatts aus Papier 5 an. Das Tonerbild 7 wird von dem Photorezeptor 23a auf das Druckblatt aus Papier 5 übertragen. Die Druckeinheit mit der voranstehend geschilderten Funktion wird als erste Druckeinheit bezeichnet. Eine Tonerpolaritätumkehreinrichtung, welche aus einer Kombination einer negativ aufladenden Koronaladevorrichtung 28 und einer positiv aufladenden Koronaladevorrichtung 29 besteht, kehrt die Polarität des positiv aufgeladenen Tonerbildes 7 um. Eine zweite Druckeinheit, die eine lichtempfindliche Trommel 23b aufweist, überträgt ein positiv aufgeladenes Tonerbild 6 auf der Rückseite des Blatts 5 auf entsprechende Weise. Dies führt dazu, daß Tonerbilder 6 und 7 mit unterschiedlicher Polarität auf beiden Seiten des Blatts 5 erzeugt werden. Die Tonerbilder 6 und 7 werden durch Wärme verschmolzen, die von einer kontaktlosen Heizeinrichtung 31 abgestrahlt wird, die aus einer infrarotlampe 30 und einer reflektierenden Platte besteht, und werden auf dem Papier fixiert. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Transportrolle 1, und 32 eine Papiertransportantriebsrolle. Die Transportrolle 1 wird dazu verwendet, die Transportrichtung durchgehenden Papiers 5 zu ändern, und dient darüber hinaus als Puffer, wenn das Papier 5 transportiert wird. In dieser Hinsicht stellt diese Rolle ein wesentliches Bauteil dar. Die Transportrolle 1 gelangt in Berührung mit einem nicht fixierten Tonerbild. Daher besteht die Möglichkeit, daß die Oberfläche der Transportrolle mit Toner verschmutzt wird, und das Tonerbild beeinträchtigt wird. Die japanische Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr. JP 7-072776 A bzw. die parallele EP 0 631 204 A1 beschreibt eine Vorgehensweise zur Lösung diese s Problems. Hierbei ist, wie in 7 gezeigt, bei einem elektrostatisch-graphischen Druckgerät des Duplextyps, eine Teflonbeschichtung 33 auf der Oberfläche einer Metallrolle 3 vorgesehen. Ladungen mit derselben Polarität (positiver Polarität in 7) wie der Aufladepolarität des Tonerbildes 6 werden an die Oberfläche der Teflonbeschichtung 33 über eine Koronaladevorrichtung 13 angelegt, wodurch es dem Tonerbild erschwert wird, an der Transportrollenoberfläche anzuhaften. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Transportrolle 1.

Bei einer Vorgehensweise, die in der japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr. JP 5-216 363 A beschrieben ist, ist eine Eingangsrolle, die aus leitfähigem PFA besteht, am äußersten Ende der Transportführung angeordnet, und wird ein Drucksubstrat durch die Eingangsrolle zur Schmelzeinheit transportiert.

Bei der Veröffentlichung Nr. JP 7-072776 A ist, wie in 7 gezeigt, die Teflonbeschichtung 33 als Isolator ausgebildet. Deswegen sammelt sich Ladung von der Koronaladevorrichtung 13 in der Teflonbeschichtung an, nimmt das Oberflächenpotential der Transportrolle zu, und kann sich im Extremfall die angesammelte Ladung entladen. "Störungen des Tonerbildes und des Hintergrunds des Bildes", welche durch die Erhöhung des Oberflächenpotentials infolge der angesammelten Ladungen hervorgerufen werden, werden unter Bezugnahme auf 8 erläutert.

Im allgemeinen ist die Entladung entlang eines Koronadrahtes nicht immer gleichmäßig. An einem Ort auf der Teflonbeschichtung 33, an welchem die Ladungsmenge 17 erhöht ist, erfahren die Tonerteilchen eines Tonerbildes 6' auf dem Blatt 5 eine starke Abstoßkraft von der Transportrollenoberfläche, und werden verstreut. Auch die Tonerteilchen 7' erfahren eine abrupte Änderung der Potentialverteilung, so daß die Tonerteilchen gestreut werden. Es hat sich herausgestellt, daß diese Effekte das Tonerbild stören, und Nebel im Hintergrund erzeugen. Im Falle eines Linienbildes, bei welchem die anhaftende Tonermenge größer ist als bei einem Vollbild, ist eine große Menge an Toner vorhanden. Eine Ungleichförmigkeit des Transportpotentials auf der Transportrolle beeinflußt wesentlich die Streuung von Tonerteilchen. Um dies zu vermeiden, ist es wesentlich, das Oberflächenpotential auf der Transportrallenoberfläche zu vergleichmäßigen. Es hat sich ebenfalls herausgestellt, daß zur Sicherstellung eines stabilen Papiertransports es erforderlich ist, (1) die Haftkraft von Tonerteilchen an der Transportrollenoberfläche zu verringern, und (2) die Haftkraft am Papier 5 zu erhöhen.

Bei der Veröffentlichung Nr. JP 5-216363 A gelangt ein Drucksubstrat in die Schmelzeinheit über eine Transportführung und eine kleine Eingangsrolle hinein. Zu diesem Zeitpunkt haftet Toner an der Eingangsrolle an, und gelangen die anhaftenden Tonerteilchen in einen Spalt zwischen der Eingangsrolle und der Transportführung. Dies führt dazu, daß die Drehung der Eingangsrolle behindert wird, und manchmal das Papier verschmutzt wird.

In der US 5,287,153 A wird eine Fixiereinheit zum Verschmelzen und Fixieren unfixierter Tonerbilder vorgeschlagen, die als Heizrollenfixiergerät ausgebildet ist. Hierbei ist eine Fixierrolle vorgesehen, die eine sogenannte Kernstange aufweist, die ein guter Wärmeleiter ist und ist mit einer Beschichtungsschicht aus einem Fluorkunststoff (PTFE) bedeckt, sowie mit einem zusätzlichen, leitfähigen Material, so dass die Beschichtungsschicht einen Volumenwiderstand von 10⁶–10¹³ Ω cm aufweist. Eine Rollenoberfläche wird durch die Reibung mit Papierblättern negativ aufgeladen, und die Kernstange wird positiv aufgeladen, um negative Ladungen zu entfernen. Toner, der nicht fixiert wurde, wird auf den Papierblättern positiv aufgeladen.

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt, und daher besteht ein Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines elektrostatischgraphischen Druckgeräts und einer in diesem verwendeten Transportrolle, durch welche das Oberflächenpotential der Transportrolle stabilisiert werden kann, und die Haftkraft von Toner an der Transportrollenoberfläche verringert werden kann, und die Haftkraft des Toners am Papier erhöht werden kann.

Um das voranstehend geschilderte Ziel zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein elektrostatisch-graphisches Druckgerät gemäß Patentanspruch 1 zur Verfügung gestellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Modells, welches zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
2 eine schematische Darstellung eines Modells, welches zur Erläuterung wesentlicher Punkte der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
3 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Transportrolle gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5A und 5B Darstellungen weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
6 eine Ansicht eines Modells eines Druckers des Duplex-Drucktyps;
7 eine Ansicht einer Konstruktion einer konventionellen Transportrolle;
8 eine schematische Darstellung, die dazu nützlich ist, die Schwierigkeiten bei der Verwendung der konventionellen Transportrolle zu erläutern;
9 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Stabilisierung des Oberflächenpotentials einer Transportrolle.
Eine Konstruktion einer Transportrolle gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Gemäß der Erfindung wird ein Film, der aus einem leitenden Fluorkunststoff besteht, der durch Verteilung eines leitfähigen Pulvers 10 aus beispielsweise Kohlenstoffpulver in einer Fluorkunststoffschicht 2 gemäß 2 hergestellt wird, auf der Oberfläche einer Metallrolle 3 ausgebildet, wogegen ein isolierender Teflonfilm (dessen Volumenwiderstand zumindest 10¹⁶ Ω m beträgt) auf der Metallrolle beim Stand der Technik hergestellt wird.
Durch Änderung der zugefügten Menge an Kohlenstoffpulver kann der Volumenwiderstand eines leitfähigen Fluorkunststoffs innerhalb des Bereichs von 10² bis 10¹⁵ Ω m variiert werden. Wenn jedoch eine Menge an Kohlenstoffpulver in einem solchen Ausmaß hinzugefügt wird, daß der Volumenwiderstand 10⁵ Ω m oder geringer wird, wird das Freigabevermögen der Oberfläche aus leitfähigem Fluorkunststoff in Bezug auf Toner beeinträchtigt, wogegen dann, wenn der Volumenwiderstand 10¹³ Ω m oder höher ist, der Einfluß des Isolators vergrößert ist.
Von einer externen Spannungsquelle 4 wird eine positive Vorspannung VB1 an die Metallrolle 3 angelegt.
Ein nicht fixiertes Tonerbild 6, welches positiv geladen ist, wird auf einer Seite eines Blatts aus Papier 5 ausgebildet, welche in Berührung mit der Transportrolle gelangen soll. Ein nicht fixiertes Tonerbild 7, welches negativ geladen ist, und eine weitere negative Ladung 8, die an die Papieroberfläche zum Zeitpunkt der Übertragung des unfixierten Tonerbildes 6 angelegt wird, werden auf der anderen Seite des Papiers 5 ausgebildet. Dies führt dazu, daß sich ein elektrisches Feld E zwischen dem Papier 5 und der Metallrolle 3 ausbildet, die positiv vorgespannt ist. Wenn in diesem Fall der Widerstand der Fluorkunststoffschicht 2 zu hoch ist, wird das elektrische Feld, welches an das Papier 5 und die Tonerschichten 6, 7 angelegt wird, kleiner, und es wird keine Abstoßung (Lösekraft), die zwischen dem Papier und dem Toner 6 wirkt, erzeugt. Wenn der Volumenwiderstand der Fluorkunststoffschicht 2 kleiner als 10⁶ Ω m ist, und der Widerstand des Papiers 5 klein ist, bewegen sich positive Ladungen von der Metallrolle zum Tonerbild 7 auf der Rückseite des Papiers 5, durch das Papier hindurch. Dann wird die Ladungsmenge des Tonerbildes 7 verringert, und die Haftkraft des Tonerbildes 7 an dem Papier 5 verringert. Um dies zu verhindern, muß die Fluorkunststoffschicht 2 ein Fluorkunststoffilm mit einem Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹² Ω m sein. Spezifische Beispiele für Vorrichtungen zum Anlegen einer Spannung an die Metallrolle sind: (1) die Spannung wird direkt von einer externen Spannungsquelle an die Metallrolle angelegt, und (2) eine Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem spannungsgeregelten Element (beispielsweise Varistor) wird zwischen die Metallrolle und Masse geschaltet, und Ladung wird an die Transportrollenoberfläche über eine Koronaladungsvorrichtung angelegt. In diesem Fall wird das Oberflächenpotential der Transportrolle durch die Eigenschaften (beispielsweise eine Varistorspannung) des spannungsgeregelten Elements bestimmt.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Verringerung der Haftkraft von Toner an der Transportrollenoberfläche und der Erhöhung der Haftkraft des Toners am Papier.
Die Haftkraft von Toner an der Transportrolle wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wenn der aufgeladene Toner 6 in enge Nähe mit der Oberfläche (oder in Kontakt mit der Oberfläche) der Fluorkunststoffschicht 2 gebracht wird, wird eine Bildladung 11, deren Polarität entgegengesetzt der Ladepolarität des Toners ist, in der Metallrolle 3 und der Fluorkunststoffschicht 2 erzeugt. Dies führt zu einer Bildkraft F_M, welche den Toner 6 zum Anhaften an der Transportrollenoberfläche veranlaßt. Unter Einwirkung eines elektrischen Feldes E zwischen einer positiven Spannung, die an die Metallrolle 3 angelegt wird, und der negativen Ladung 8 und dem Toner 7 auf der Rückseite des Blatts 5 werden die Transportrollenoberfläche 2 und der Toner 6 dynamisch miteinander durch eine Abstoßung F_R gekoppelt, und werden der Toner 6 und die negative Ladung 8 oder die negative Ladung des Toners 7, die auf der dem Toner 6 gegenüberliegenden Seite in Bezug auf das Papier 5 vorhanden ist, dynamisch miteinander über eine Anziehungskraft F_T gekoppelt. Um Verschmutzungen auf der Transportrollenoberfläche zu verringern, ist es erforderlich, die Bildkraft F_M zu verringern, jedoch die Abstoßung F_R und die Anziehungskraft F_T zu erhöhen.
Die Bildkraft FM ist proportional zu einer bestimmten induzierten Kapazität, jedoch umgekehrt proportional zur Dicke der Fluorkunststoffschicht 2. Unsere Untersuchungen haben ergeben, daß zur Verringerung der Bildkraft F_M die relative Dielektrizitätskonstante der Fluorkunststoffschicht 2 80 oder weniger betragen muß, und die Dicke der Schicht 30 μm oder mehr betragen muß. Falls erforderlich, kann ein dielektrischer Film 12 zwischen der Metallrolle 3 und der Fluorkunststoffschicht 2 vorgesehen werden, wie in 3 gezeigt ist. In diesem Fall weist der dielektrische Film 12. einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹² Ω cm auf, und eine relative Dielektrizitätskonstante von 80 oder weniger. Es ist nicht erforderlich, daß der unter der leitfähigen Fluorkunststoffschicht 2 vorgesehene dielekrische Film 12 von dem Toner lösbar ist. Infolgedessen kann der dielektrische Film als irgendein elastisches Substrat ausgebildet sein, beispielsweise als ein anorganischer oder organischer Film.
Als nächstes wird die Haftkraft des Toners 6 (Ladepolarität: positiv) am Papier beschrieben.
Wenn in 6 der Toner 6 auf das Papier 5 übertragen wird, wird die Übertragungsladung 8 an den Toner 7 angelegt. Diese Übertragungsladung ist die negative Ladung 8. Wenn sich der Toner von der Übertragungsposition zur Transportrolle bewegt, ändert sich die Tonermenge in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, der Art des Papiers, und dergleichen. Eine negative Ladung kann beispielsweise durch eine Koronaladevorrichtung an den Toner angelegt werden, so daß die entgegengesetzte Seite des Papiers eine ordnungsgemäße Ladungsmenge an der Übertragungsposition aufweist.
Als nächstes erfolgt eine mehr ins Einzelne gehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Transportrolle 1 besteht aus einer Metallrolle 3, die mit einem Rohr 2 aus leitfähigem PFA abgedeckt ist (Perfluoralkoxy-Copolymer). Die Metallrolle 3 weist einen Durchmesser von 40 mm auf, und das Rohr 2 hat einen Volumenwiderstand von 10¹⁰ Ω cm und weist eine Dicke von 200 μm auf. Die Metallrolle 3 ist an eine Gleichspannungsquelle 4 angeschlossen. Ein Blatt aus Papier 5, welches Tonerbilder 6 und 7 auf beiden Seiten aufweist, empfängt eine Antriebskraft von einer Papierantriebsrolle (beispielsweise 32 in 6), und die Transportrolle 1 dreht sich entsprechend der Bewegung des Papiers 5. Die Transportrolle 1 wird daher durch die Bewegung des Papiers 5 angetrieben. Die von der Gleichspannungsquelle erzeugte Spannung weist die gleiche Polarität wie die Ladepolarität (positiv) des Toners 6 auf, der in Berührung mit der Transportrolle 1 gelangen soll. Verschmutzungen der Transportrolle 1 und eines Tonerbildes auf dem Papier nach Durchgang an der Transportrolle 1 wurden mit der Spannung VB1 der Gleichspannungsquelle als Parameter in einem Zustand bestimmt, in welchem eine Reinigungsvorrichtung 9 entfernt ist. Die Ergebnisse dieser Ermittlung sind: wenn der Wert der Spannung VB1 zu klein ist, wird die Transportrolle 1 verschmutzt, und wenn er zu groß ist, wird ein Tonerbild auf dem Papier 5 gestört. Aus den Ergebnissen entnimmt man, daß es einen bevorzugten Bereich für die Spannung VB1 gibt, nämlich von 500 V bis 2000 V.
In diesem Zustand wird die Belastung für eine Reinigungsvorrichtung 9 verringert, beispielsweise eine Bürste oder eine Abstreifklinge.
Eine zweite Ausführungsform der Transportrolle gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Aluminium wurde zur Herstellung der Metallrolle 3 verwendet. Eine schwarze anodische Oxidbeschichtung (Alumit) wurd mit einer Dicke von 50 μm auf der Oberfläche der Metallrolle 3 durch anodische Oxidation ausgebildet. Die anodische Oxidschicht wies einen Volumenwiderstand von 10⁹ bis 10¹⁰ Ω cm auf, und eine relative Dielektrizitätskonstante von annähernd 6. Eine Haftschicht mit einer Dicke von 2 bis 3 μm wurde auf der Beschichtungsoberfläche ausgebildet, und ein Rohr aus leitendem PFA wurde auf die Beschichtungsoberfläche aufgebracht. Das Rohr wies einen Volumenwiderstand von 10⁷ Ω cm auf, eine relative Dielektrizitätskonstante von 20 und eine Dicke von 50 μm. Die anodische Oxidschicht ist hart, und ihre Oberfläche ist porös. Diese Eigenschaft der Schicht verbessert die Haftkraft zwischen dem PFA-Rohr und der Metallrolle 3. Da die relative Dielektrizitätskonstante der anodischen Oxidschicht klein ist, kann die Bildkraft FM verringert werden.
4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Transportrolle 1 weist eine Metallrolle 3 auf, die mit leitendem Fluorkunststoff beschichtet ist, und ist ebenso wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. Eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 16 (220 pF) und einem Varistor 15 (Varistorspannung Vv: 1000 V) ist zwischen den Metallrollenkörper der Transportrolle 1 und Masse geschaltet. Eine Koronaladung 17, die von einer Koronaladevorrichtung 13 erzeugt wird, die an eine Hochspannungsquelle 14 (+14_C1) angeschlossen ist, geht durch die leitende Fluorkunststoffschicht 2 der Transportrolle 1 hindurch, und fließt ständig in den Kondensator 16, bis die Spannung über dem Kondensator 16 die Varistorspannung Vv erreicht. Dies führt dazu, daß das Oberflächenpotential der Transportrolle 1 auf 1000 V (positiv) eingestellt wird. Die wie voranstehend geschildert aufgebaute Transportrolle 1 zeigt die gleichen nützlichen Auswirkungen wie bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen.
Weiterhin ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Elektrode 18 an einem Ort gegenüberliegend der Transportrolle 1 in Bezug auf das Blatt 5 vorgesehen. Eine Gleichspannungsquelle 19 ist an die Elektrode 18 angeschlossen. Die Gleichspannungsquelle erzeugt eine negative Spannung –VB2 mit entgegengesetzter Polarität zum Oberflächenpotential der Transportrolle 1.
Durch Bereitstellung der Kombination aus Spannungsquelle und Elektrode entwickelt sich ein elektrisches Feld, welches von der Metallrolle 3 zur Elektrode 18 reicht, in einem Bereich, in welchem das Blatt 5 in Berührung mit der Transportrolle 1 gelangt. Infolge des Vorhandenseins des elektrischen Feldes existiert selbst dann, wenn die Menge an Übertragungsladung 8 (negativ) auf der Rückseite des Papiers sich ändert (infolge eines Kriechstroms), eine Kraft, welche den Toner 6 zur Rückseite des Papiers 5 bewegt, so daß die Funktion stabilisiert wird, zu verhindern, daß die Transportrolle 1 verschmutzt wird.
Die Transportrolle 1 kann jene Rolle sein, welche eine anodische Oxidschicht aufweist und mit dem Rohr aus leitfähigem PFA abgedeckt ist, also bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Die 5A und 5B zeigen schematisch eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau der vierten Ausführungsform ist in 5A dargestellt. Wie bei der Konstruktion gemäß 1 wird eine positive Gleichspannung (+V_B1) an die Metallrolle einer Transportrolle 1 angelegt, die von einem Rohr aus leitfähigem PFA bedeckt ist. Beim vorliegenden Beispiel ist +V_B1 auf 1500 V eingestellt. An einem Ort, an welchem das Blatt 5 in Kontakt mit der Transportrolle 1 gelangt, ist eine Koronaladevorrichtung 20 gegenüberliegend der Transportrolle 1 angeordnet. Die Ladevorrichtung ist an eine Gleichspannungsquelle 21 (–VB2) angeschlossen, und legt eine negative Ladung an die Rückseite des Papiers an. Infolge des Anlegens einer negativen Ladung 22 an die Rückseite des Papiers 5 wird, wie in 5B gezeigt, die Haftkraft Ft zwischen dem Toner 6 und dem Papier 5 erhöht, und wird darüber hinaus eine Haftkraft Fp zwischen dem Blatt 5 und der Transportrolle 1 erzeugt. Die Haftkraft Fp verringert die Menge an Toner 6, die an der Transportrollenoberfläche anhaftet. Weiterhin verhindert die Haftkraft Fp, daß das Papier 5 auf der Transportrolle 1 rutscht.
Wenn die Menge an Koronaladung der Koronaladevorrichtung 20 zu groß ist, kann die Ladepolarität des Toners 6 umgekehrt werden. Um dies zu verhindern wird vorzugsweise der Ladestrom gesteuert oder geregelt. Die Koronaladevorrichtung 20 kann durch eine sogenannte Scoroton-Ladevorrichtung mit einem Gitter ersetzt werden.
9 zeigt eine Transportrolle gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Schicht 35 aus leitfähigem Gummi wird mit einer Dicke von 0,1 mm bis 10 mm auf der Oberfläche der Metallrolle 3 ausgebildet. Die Gummischicht ist mit Kohlenstoff 34 gemischt, und weist einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹² Ω cm auf. Die leitfähige Schicht besteht aus Urethangummi, aus Gummi aus expandiertem EPDM (Ethylen-Propylen), oder dergleichen. Ein Rohr aus leitfähigem PFA mit einer Dicke von 100 μm wird auf die sich ergebende Metallrolle aufgebracht. Bei der wie voranstehend geschildert aufgebauten Transportrolle ist es möglich, einen ausreichenden Winkel sicherzustellen, in welchem das Blatt 5 in Kontakt mit der Transportrolle 1 gelangt. Daher besteht eine geringere Gefahr dafür, daß das Papier auf der Rolle 1 rutscht.
10 zeigt eine Transportrolle 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wenn ein Paar von Heizrollen 36a und 36b zur Verfügung gestellt wird, in welchen jeweils eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, bei einer Tonerschmelzeinheit, wird ein Papier 5 transportiert, während es zwischen den Heizrollen 36a und 36b gehalten wird. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommeln 23a und 23b sich von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Heizrollen 23a und 23b unterscheidet, sackt entweder das Papier 5 durch, oder wird im entgegengesetzten Fall eine mechanische Spannung auf das Papier 5 aufgebracht. Daher muß die Transportrolle 1 eine Pufferfunktion aufweisen, um das Durchhängen oder die Spannung aufzufangen. Beim vorliegenden Beispiel ist eine Dämpfungsvorrichtung 37, beispielsweise eine Feder, für die Transportrolle 1 vorgesehen. Diese Anordnung ermöglicht es, zu verhindern, daß das Papier reißt, wenn der Transport des Papiers 5 abrupt gestoppt wird. Eine berührungslose Vorheizvorrichtung kann stromaufwärts der Heizrollen 23a und 23b vorgesehen sein. Zwar wird in 10 die Richtung, entlang derer das Papier 5 transportiert wird, durch die Transportrolle 1 geändert, jedoch muß nicht immer die Transportrolle 1 die Transportrichtung des Papiers 5 ändern.
Nachstehend werden einige wesentliche Eigenschaften näher erläutert.

(1) Die Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der Transportrolle ist eine Schicht aus leitfähigem Fluorkunststoff mit einem Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹² Ω cm. Daher werden ihre Freigabeeigenschaften in Bezug auf Toner sowie das Oberflächenpotential stabilisiert, und weisen eine ausreichende Gleichförmigkeit auf. Die Störung eines Tonerbildes, welches in Berührung mit der Transportrolle steht, und Verschmutzungen der Transportrollenoberfläche werden verringert.
(2) Die Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der Transportrolle ist so ausgebildet, daß sie eine relative Dielektrizitätskonstante von 80 oder weniger aufweist, und eine Dicke von 30 μm oder mehr aufweist. Hierdurch kann die Bildkraft verringert werden, welche die Anziehungskraft des Toners in Bezug auf die Transportrolle darstellt. Die Anziehungskraft verursacht Verschmutzungen durch Toner auf der Transportrolle.
(3) Eine Ladung mit entgegengesetzter Polarität zum Oberflächenpotential der Transportrolle wird an die Rückseite des Papiers an einem Ort entsprechend einem Ort angelegt, an welchem das Papier in Kontakt mit der Transportrolle gelangt. Dies führt zu einer Erhöhung der Anhaftung des Toners am Papier, einer Verringerung des Anhaftens (von Verschmutzungen) von Toner an der Oberfläche der Transportrolle, und es besteht eine geringere Gefahr, daß das Papier auf der Transportrolle rutscht.
(4) Wenn eine von unterschiedlichen unteren Schichten auf der Schicht aus leitfähigem Fluorkunststoff auf der Transportrolle vorgesehen wird, so wird deren Transportvermögen verbessert.

Wenn die darunterliegende Schicht eine dielektrische Schicht ist, beispielsweise eine anodische Oxidschicht, kann die Bildkraft verringert werden. Wenn die darunterliegende Schicht eine Gummischicht ist, wird die Gefahr eines Rutschens des Papiers auf der Transportrolle verringert. Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen ist der Toner, der in Kontakt mit der Transportrolle gelangt, positiv aufgeladen. Selbstverständlich läßt sich die vorliegende Erfindung ebenfalls in solchen Fällen einsetzen, in welchen der Toner negativ geladen wird. In diesem Fall ist die an die Transportrolle angelegte Spannung negativ.
Die voranstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung erfolgte zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung. Dies ist nicht als erschöpfend zu verstehen, und soll die Erfindung nicht auf exakt die geschilderte Form einschränken, und es lassen sich Änderungen und Modifikationen auf der Grundlage der voranstehend geschilderten Lehre vornehmen, oder ergeben sich bei der Umsetzung der Erfindung in die Praxis. Die vorliegenden Ausführungsformen wurden zu dem Zweck ausgewählt und beschrieben, um die Grundlagen der Erfindung zu erläutern, und deren Einsetzbarkeit in der Praxis, damit ein Fachman auf diesem Gebiet die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen einsetzen kann, und mit verschiedenen Abänderungen, wie sie für den jeweiligen Einsatzzweck geeignet sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen und soll von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein.

Claims

Elektrostatisch-graphisches Druckgerät des Duplextyps, welches aufweist: eine Übertragungseinheit (23a-27a, 23b-27b, 28, 29) zur Ausbildung nicht fixierter Tonerbilder (6, 7) auf beiden Seiten eines Papierblatts (5); eine Fixiereinheit (31) zum Verschmelzen und Fixieren der unfixierten Tonerbilder (6, 7) auf beiden Seiten des Blatts (5); und eine Transportrolle (1), die durch die Bewegung des Blatts (5) angetrieben wird und zwischen der Übertragungseinheit (23a-27a, 23b-27b, 28, 29 und der Fixiereinheit (31) vorgesehen ist, um die Transportrichtung des Blattes (5) zu ändern und/oder als Puffer zu dienen, wenn das Blatt (5) transportiert wird; wobei die Transportrolle (1) eine Metallrolle (3) aufweist, die mit einer Schicht (2) aus leitfähigem Fluorkunststoff bedeckt ist; und der Volumenwiderstand der Schicht (2) aus leitfähigem Fluorkunststoff 10⁷ bis 10¹² Ω cm beträgt.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle (4) zum Liefern einer Gleichspannung (VB1) vorgesehen ist, deren Polarität die gleiche ist wie die Ladepolarität eines Tonerbildes (6), welches in Kontakt mit der Transportrolle (1) steht, und die an die Metallrolle (3) der Transportrolle (1) angelegt ist.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Parallelschaltung aus einem Kondensator (16) und einem spannungsgeregelten Element (15) zwischen der Metallrolle (3) der Transportrolle (1) und Masse vorgesehen ist, und daß an einem Ort vor einem Ort, an welchem das Blatt (5) in Kontakt mit der Oberfläche der Transportrolle (1) gelangt, eine Koronaladevorrichtung (13) der Transportrolle (1) gegenüberliegend angeordnet ist, wodurch der Kondensator (16) durch die Spannung aufgeladen wird, deren Polarität die gleiche ist wie die Ladepolarität des Tonerbildes (6), welches in Kontakt mit der Transportrolle (1) gelangt.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenpotential der Transportrolle (1) ein Potential mit derselben Polarität ist wie die Ladepolarität des Tonerbilds (6), das in Kontakt mit der Transportrolle (1) gelangt, und eine Koronaladevorrichtung (20) der Transportrolle (1) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das Blatt (5) dazwischen liegt, um eine Ladung, deren Polarität entgegengesetzt der Ladepolarität des Tonerbildes (6) ist, an die Rückseite des Blatts (5) anzulegen.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Film (12) zwischen der Metallrolle (3) und der Schicht (2) aus leitendem Fluorkunststoff vorgesehen ist, wobei der Film (12) eine relative Dielektrizitätskonstante von 80 oder weniger aufweist, einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹² Ω cm, und eine Dicke von 30 μm oder mehr.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrolle (3) aus Aluminium besteht, und daß die Oberfläche der Metallrolle (3) anodisiert ist, und darauf die Schicht (2) aus leitfähigem Fluorkunststoff vorgesehen wird.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (12) eine elastische Schicht (35) ist, die auf der Oberfläche der Metallrolle (3) vorgesehen ist.
Elektrostatisch-graphisches Druckgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) aus leitfähigem Fluorkunststoff ein PFA-Rohr ist, in welchem Kohlenstoffpulver (10) verteilt ist.