DE2152501B2

DE2152501B2 - Vorrichtung zur Übertragung von pulverformigen Tonerbildern

Info

Publication number: DE2152501B2
Application number: DE2152501A
Authority: DE
Inventors: Ulrich 8151 Osterwarngau Krekeler; Guenther 8000 Muenchen Maurischat; Roland Dr. 8022 Gruenwald Szostak
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1971-10-21
Filing date: 1971-10-21
Publication date: 1980-02-14
Also published as: US3866573A; DE2152501A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von pulverförmigen Tonerbildern von einem bildmäßig elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsstatischen Feld, mit einem Übertragungselement zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes aus einer auf einer elektrisch leitenden Schicht angeordneten dielektrischen Schicht und mit einer Koronaentladungseinrichtung zum gleichförmigen Aufladen der dielektrischen Schicht des Übertragungselementes.

Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß das Übertragungselement sich insbesondere wegen der mangelnden Flexibilität seiner leitenden Schicht dem Aufzeichnungsträger nicht in ausreichendem Maße anschmiegt, um eine optimale Übertragung des Tonerbildes zu bewirken. Es wurde daher schon vorgeschlagen, die Aufladung des Übertragungselementes in homogener Weise vorzunehmen, um die Wirkung ihrer Ladung auf das Tonerpulver zu verstärken. Diese Inhomogenitäten können jedoch zu einer ungleichmäßigen Übertragung des Tonerbildes führen. In jedem Falle müssen aber die Ladungen aufgrund ihres stellenweise beträchtlichen Abstandes zum Tonerpulver entsprechend groß gewählt werden.

Gemäß der Erfindung besteht nun die dielektrische Schicht aus elastischem Material und ist unter Zwischenlage einer biegsamen, elektrisch leitenden Schicht relativ kleiner Dicke auf einer elastischen Schicht relativ großer Dicke angeordnet, und die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Spannungsversorgung für die Koronaentladungseinrichtung, deren einer Pol mit dem Koronaentladungsdraht und deren anderer Pol mit der elektrisch leitenden Schicht des Übertragungselementes verbunden ist. Vorzugsweise ist das Übertragungselement als Walze ausgebildet, und die Schicht relativ großer Dicke besteht aus einem Elastomer. Grundsätzlich könnte die elektrisch leitende Schicht über die dielektrische Schicht überstehen und mittels eines Schleifkontaktes kontaktiert werden. Um eine vorzeitige Abnutzung der dünnen leitfähigen Schicht zu vermeiden, weist aber zweckmäßigerweise die Walze einen elektrisch leitenden Kern auf, auf dem sich die elastische Schicht relativ großer Dicke befindet, und die elektrisch leitende Schicht setzt sich stirnseitig der Walze über die elastische Schicht bis zu dem Kern fort.

Diese Anordnung gewährleistet eine beliebig große Anschmiegung des Übertragungselementes an den Aufzeichnungsträger. Das elektrostatische Feld kommt dadurch optimal zur Wirkung. Außerdem werden Beschädigungen der empfindlichen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers vermieden.

Die dielektrische Schicht selbst braucht bei dieser Anordnung nur eine sehr geringe Elastizität aufzuweisen und kann entsprechend dünn sein. Infolge des hieraus resultierenden geringen Abstandes ihrer äußeren Oberfläche zur äußeren Oberfläche der elektrisch leitenden Schicht ist es daher möglich, mit geringen Ladespannungen große Ladungsmengen von hoher Gleichförmigkeit aufzubringen. Dieser Effekt erklärt sich vermutlich daraus, daß die Felder der auf die Oberfläche einer dünnen dielektrischen Schicht aufgebrachten Ladungsteilchen in starkem Maße an die elektrisch leitende Schicht gebunden werden und dadurch weder den weiteren Aufladevorgang noch die Felder der benachbarten Ladungsteilchen stören. Es wurde ferner festgestellt, daß die elektrisch leitende Schicht so dünn sein kann, daß sie weder die Walkarbeit

<>5 der dielektrischen Schicht behindert, noch selbst bei diesen Verformungen eine Beschädigung erleidet.

Um eine Verwischung des Tonerbildes beim ersten Kontakt der dielektrischen Schicht mit dem Konieträ-

ger zu vermeiden, ist es günstig, wenn die diese Schicht tragende, der Einfachheit halber selbst nicht angetriebene Walze ein möglichst geringes Trägheitsmoment aufweist Ihr Kern ist daher vorzugsweise rohrförmig gestaltet

Im einzelnen weist gemäß weiteren vorteilhaften Merkmalen der Erfindung die Elastomer-Schicht eine Härte von 30 bis 60 Shore und eine Dicke von 2 bis 10 mm, die dielektrische Schicht eine Dicke von 0,02 bis 0,5 mm, unt. die elektrisch leitende Schicht eine Dicke von 0,02 bis 2 μΐη auf. Zweckmäßig besteht die Elastomer-Schicht aus einem Polyurethan und die dielektrische Schicht aus einem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, oder einem halogenierten Polyolefin, vorzugsweise Polyvynilchlorid. Zweckmäßig wird die dielektrische Schicht von einem auf die elektrisch leitende Schicht aufgeschrumpften Schlauch mit einer Dielektrizitätskonstante von ε = 2 bis 6 gebildet

Das hierzu verwendete Material soll eine hohe Ozonbeständigkeit und eine möglichst glatte Oberfläehe mit großem Oberflächenwiderstand (> 10¹⁴O) aufweisen. Es soll durchschlagfest sein und auch in dünnen Schichten eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, um eine Verzerrung des Tonerbildes während des Abdrucks trotz der großen Elastizität der darunterliegenden Elastomer-Schicht zu verhindern.

Als elektrisch leitende Schicht wird vorteilha; terweise galvanisch aufgebrachtes Gold, Kadmium, Kupfer oder Zinn verwendet. Diese Materialien sind auch in dünnen Schichten gut leitend und ausreichend ozonbeständig. Sie sind so geschmeidig, daß sie auch in etwas dickeren Schichten den Verformungen des Elastomers ohne bleibende Verformung folgen können.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung entlang der Linie I-l in F i g. 2,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II—II in Fig. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Ladevorgangs der dielektrischen Schicht und

F i g. 4 den Feldlinienverlauf bei der Übertragung des Tonerpulvers.

Gemäß den F i g. 1 und 2 sind auf einer Achse 1 eines Gerätegestelles 2 Schwenkhebel 3 und 4 gelagert, welche eine Achse 5 tragen. Auf dieser Achse 5 ist ein rohrförmiger Walzenkern 6 mittels Kugellagern leicht drehbar angeordnet. Der Walzenkern 6 ist mit einer Elastomer-Schicht 7 versehen, die aus Polyurethan mit einer Härte von 30 bis 60 Shore besteht.

Die Elastomer-Schicht 7 ist mit einer dünnen, elektrisch leitenden Schicht 8 beschichtet, welche einen über die Seitenflanken der Elastomer-Schicht 7 reichenden Teil Sa und einen dem Kern 6 auflegenden Teil Sb aufweist. Die Aufbringung der elektrisch leitenden Schicht 8 erfolgt galvanisch. Hierzu wird auf die Elastomer-Oberfläche zunächst ein Haftvermittler, z. B. ein Silan, aufgebracht. Diese Silanschicht wird nach dem Trocknen mittels einer Sprühvorrichtung mit Reduktionssilber überzogen, wodurch sich eine in für die nachfolgende galvanische Abscheidung des elektrisch leitenden Materials ausreichendem Maße leitende Schicht bildet. Die eigentliche elektrisch leitende Schicht besteht aus einem gut leitenden, geschmeidigen Material, wie z. B. Gold, Kadmium, Kupfer oder Zinn. Sie weist mindestens die eine zusammenhängende Schicht ergebende Mindestdicke von 0,02 μιτι auf. Ihre Maximaldicke beträgt höchstens 2μπι damit sie die Walkarbeit der darunterliegenden Elastomerschicht nicht durch zu große Steifigkeit behindern kann. Die Seitenteile Sz und Sb der Schicht dienen dazu, um eine leitende Verbindung mit dem Walzenkern 6 herzustellen. Auf die elektrisch leitende Schicht 8 ist schließlich noch ein verhältnismäßig dünner Schlauch 9 mit einer Dielektrizitätskonstante ε = 2 bis 6 aufgeschrumpft

An den Schwenkhebeln 3 und 4 greift der Anker 10 eines Zugmagneten 11 an, welcher die Walze 6 bis 9 entgegen der Wirkung einer Zugfeder 12 an einen mit einer Selenschicht als Aufzeichnungsträger 13 beschichteten Kopierzylinder anschwenkt Bei nicht erregten Magneten 11 liegen die Schwenkhebel 3 und 4 gerätefesten Anschlägen 15 und 16 an.

Der Berührungsstelle der Walzen 6 und 8 mit dem Kopierzylinder 13,14 wird über eine Führungsbahn 17, 18 durch nicht näher dargestellte Transportmittel ein Bildempfangsmaterial 19 in Pfeilrichtung A zugeführt Die Führungsbahn 17 weist eine Ausnehmung 17a auf, durch welche der Fühler 20 eines Mikroschalters 21 hindurchgreift Der Mikroschalter 21 liegt unter Zwischenschaltung eines Zeitschalters 22 im Stromkreis 23,24 des Zugmagneten 11.

Zur Aufladung der dielektrischen Schicht 9 ist ein Koronaentladungsdraht 25 vorgesehen, welcher in einem geerdeten Koronagehäuse 26 angeordnet ist und an einer Hochspannungsversorgung 27 liegt. Der Ladestromkreis wird dadurch geschlossen, daß auch die leitfähige Schicht 8 über den Walzenkern 6 und die Schwenkhebel 3 und 4 an eine Erdleitung 28 angeschlossen ist Um die Übertragung des Tonerpulvers nach dem Anschwenken der geladenen Walze 6 und 9 an den Kopierzylinder 13, 14 zu ermöglichen, ist ferner der Kopierzylinder 13, 14 in bekannter Weise mittels eines Schleifkontaktes 29 oder dergleichen geerdet.

Die Fig.3 und 4 zeigen den Feldlinienverlaur beim Aufladen der dielektrischen Schicht 9 sowie bei der Übertragung des Tonerpulvers. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, wie die Feldlinien der von der positiv geladenen Elektrode 25 auf die Oberfläche der dielektrischen Schicht 9 aufgesprühten positiven Ladungsteilchen überwiegend an die in der leitenden Schicht 8 influenzierten negativen Ladungsteilchen gebunden werden, so daß sie weder das weitere Aufsprühen von Ladungsteilchen behindern, noch sich gegenseitig mit ihren Feldlinien beeinflussen können. Auf diese Weise entsteht bereits bei geringen Ladespannungen eine Aufladung der dielektrischen Schicht 9 von großer Dichte und Gleichmäßigkeit.

Sobald gemäß F i g. 4 der dielektrischen Schicht 9 und dem mit ihr im Kontakt befindlichen Bildempfangsmaterial 19 ein positiv geladener Aufzeichnungsträger 13 gegenübersteht, welcher negativ geladene Tonerteilchen 30 trägt, wird ein beträchtlicher Teil der Feldlinien der auf der Schicht 9 befindlichen positiven Ladungsteilchen zu den negativen Ladungen des Tonerpulvers gezogen. Es entsteht die für die Übertragung des Tonerpulvers 30 auf den das Bildempfangsmaterial 19 erforderliche elektrostatische Anziehungskraft, welche bei ausreichender Größe der auf der dielektrischen Schicht 9 befindlichen Ladungen die Anziehungskraft zwischen den Tonerteilchen 30 und dem Aufzeichnungsträger 13 überwindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Übertragung von pulverförmigen Tonerbildern von einem bildmäßig elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsträger auf ein Bildempfangsmaterial in einem elektrostatischen Feld, mit einem Übertragungselement zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes aus einer auf einer elektrisch leitenden Schicht angeordneten dielektrischen Schicht und mit einer Koronaeniladungseinrichtung zum gleichförmigen Aufladen der dielektrischen Schicht des Übertragungselementes, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (9) aus elastischem Material besteht und unter Zwischenlage einer biegsamen, elektrisch leitenden Schicht (8) relativ kleiner Dicice auf einer elastischen Schicht (7) relativ großer Dicke angeordnet ist und gekennzeichnet durch eine Spannungsversorgung für die Koronaentladungseinrichtung, deren einer Pol mit dem Koronaentladungsdraht und deren anderer Pol mit der elektrisch leitenden Schicht des Übertragungselementes verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement als Walze ausgebildet ist, und die Schicht (7) relativ großer Dicke aus einem Elastomer besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze einen elektrisch leitenden Kern (6) aufweist, auf dem sich die elastische Schicht relativ großer Dicke (7) befindet, und daß die elektrisch leitende Schicht (8) sich stirnseitig der Walze über die elastische Schicht (7) bis zu dem Kern (6) fortsetzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkern (6) rohrförmig gestaltet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer-Schicht (7) eine Shorehärte von 30 bis 60 Shore und eine Dicke von 2 bis 10 mm, die dielektrische Schicht (9) eine Dicke von 0,02 bis 0,5 mm, und die elektrisch leitende Schicht (8) eine Dicke von 0,02 bis 2 μπι aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer-Schicht (7) aus einem Polyurethan und die dielektrische Schicht (9) aus einem Polyolefin, vorzugsweise Polyäthylen, oder einem halogenierten Polyolefin, vorzugsweise Polyvynilchlorid, besteht.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (9) von einem auf die elektrisch leitende Schicht (8) aufgeschrumpften Schlauch mit eine Dielektrizitätskonstante von e = 2 bis 6 gebildet wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht aus galvanisch aufgebrachtem Gold, Kadmium, Kupfer oder Zinn besteht.