DE2645379B2

DE2645379B2 - Bildübertragungseinheit für ein elektrofotografisches Kopiergerät

Info

Publication number: DE2645379B2
Application number: DE19762645379
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Hasebe; Minoru Sagamihara Kanagawa Umahashi; Tadashi Yamashita; Hideo Tokio Yamazaki; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1978-11-16
Also published as: JPS5245344A; GB1552483A; FR2327581B1; FR2327581A1; CA1084770A; DE2645379C3; DE2645379A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Übertragungseinheit zum Übertragen von Tonerbildern von einer»! Aufzeichnungsmaterial auf ein Bildempfangsmaterial in einem elektrofotografischen Kopiergerät, mit einer elektrisch leitenden, auf einem Übertragungspotential liegenden Übertragungswalze, zwischen der und dem Aufzeichnungsmaterial das Bildempfangsmaterial hindurchgeführt ist, sowie mit einem an der Übertragungswalze abrollenden, endlos umlaufenden Reinigungselement.

Eine Bildübertragungseinheit der beschriebenen Art bietet das Problem der Verschmierung der Rückseite so des Bildempfangsmaterials. Ursache dafür ist die Ablagerung von Toner, der sich durch den Innenraum des Kopiergerätes bewegt oder von nicht zur Bildfläche gehörenden Bereichen eines fotoleitfähigen Teils, des Aufzeichnungsmaterials, abgestoßen wird. Der abgelagerte Toner verunreinigt die Rückseite des Bildempfangsmaterials, das während des Übertragungsschrittes zwischen das Aufzeichnungsmaterial und die Übertragungswalze geführt wird. Daher muß man eine Reinigungseinheit, die den auf der Übertragungswalze &o abgelagerten Toner entfernt, vorsehen, um eine Verschmierung der Rückseite des Bildempfangsmaterials zu verhindern.

Aus der DE-OS 20 03 373 ist eine Übertragungseinheit der angegebenen Gattung mit einem Reinigungs- <>5 element bekannt. Dort werden jedoch eine gesonderte Tonerentfernungseinrichtung, die magnetisierbare Teilchen aufweist, ein Behälter für diese Teilchen und magnetische sowie weitere Einrichtungen benötigt Dies erfordert einen erheblichen zusätzlichen Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Übertragungseinheit der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß die Übertragungswalze einfacher und dennoch zuverlässig von Toner gereinigt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Reinigungselement elektrisch leitend und von einer Walze oder einem endlos umlaufenden Band gebildet ist daß das Reinigungselement, der Übertragungswalze 5 vorgeschaltet, an der das Übertragungspotential für die Übertragungswalze liefernden Potentialquelle liegt und daß die Potentialquelle nach Vollendung einer Bildübertragung auf die der Übertragungspolarität entgegengesetzte Polarität umschaltbar ist

Während eines Bildübertragungsschrittes wird an die Übertragungswalze eine Vorspannung angelegt deren Polarität der des Tonerbildes entgegengesetzt ist wodurch das Tonerbild auf das Bildempfangsmaterial übertragen wird. Der Toner, der an der Übertragungswalze haftet wird also zu dieser Zeit elektrostatisch auf das Reinigungselement übertragen. Während eines Reinigungsschrittes wird dann eine Vorspannung derselben Polarität wie die des Toners an das Reinigungselement angelegt, um den Toner, der an dem Reinigungselement haftet, durch die Übertragungswalze zurück auf das Aufzeichnungsmaterial (das fotoleitfähige Teil) zu übertragen.

Da das Aufzeichnungsmaterial entgegengesetzt zur Polarität des Toners geladen ist, zieht es den Toner ohne Schwierigkeit an. Der auf das Aufzeichnungsmaterial zurückübertragene Toner wird durch eine gesonderte Reinigungseinheit, die mit dem Aufzeichnungsmaterial verbunden ist, entfernt. So stellt die erfindungsgemäße Bildübertragungseinheit eine einfache Einrichtung dar, die verläßlich jeglichen Toner, der an der Übertragungswalze haftet, entfernt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert, wobei auf die Zeichnungen wegen deren großer Anschaulichkeit und Klarheit bezüglich der Offenbarung ausdrücklich hingewiesen wird.

F i g. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht der in F i g. 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform.

F i g. 3 zeigt ein Schaltbild, das das Ersatzschaltbild der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 zeigt.

Fig.4 zeigt eine schematische Erläuterung, die graphisch die Übertragung des Toners zwischen Reinigungselement und Übertragungswalze zeigt.

F i g. 5 zeigt graphisch den Anteil des übertragenden Toners als Funktion des Widerstandes des Reinigungselementes.

F i g. 6 und 7 neigen schematische Ansichten anderer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.

Fig.8 zeigt ein Schaltbild, das das Ersatzschaltbild der Ausführungsform gemäß F i g. 7 zeigt.

In F i g. 1 sieht man ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial 2 in Form eines Bandes, das ein Tonerbild 1 trägt. Das Band 2 wird durch eine geerdete Walze 3 angetrieben und läuft entlang eines Weges (durch Pfeile angezeigt), der an einer Elild-Übertragungswalze 5 vorbeiführt. Eine Vorspannung von zu der des Toners entgegengesetzter Polarität wird an die Übertragungswalze 5 angelegt, und sobald der Abschnitt des Bandes,

der das Tonerbild tragt, sich der Übertragungswalze nähert, wird ein Bildempfangsmaterial dem Band überlagert und in Anlage an es eingeführt, wodurch das Tonerbild 3 auf das Bildempfangsmaterial 4 übertragen wird.

Die Übertragungswalze S weist eine metallische Walze auf, deren Oberfläche mit einem elektrisch leitenden Gummimaterial überzogen ist, und die Vorspannung wird durch ein Reinigungselement in Form einer Reinigungswalze 6 angelegt, die einen ähnlichen Überzug aus elektrisch leitendem Gummimaterial auf der Oberfläche hat und die an der Oberfläche der Übertragungswalze 5 anliegend angeordnet ist Die Reinigungswalze 6 ist über einen Schalter 9 an ein Paar Hochspannungsquellen 7, 8 mit entgegengesetzter Polarität anschließbar. Die Reinigungswalze 6 hat einen kleineren Durchmesser als die Übertragungswalze 5, so daß diese sich während ihrer Rotation an immer wieder anderen Stellen berühren.

Fig.2 zeigt eine perspektivische Teihnsicht eines spezifischen Aufbaus. Die Übertragungswalze 5 ist auf einer metallenen Welle 5a angebracht, die in einem Paar isolierender Seitenplatten 12 einer Übertragungseinheit mittels Lagern 13 angebracht ist Die Welle der Reinigungswalze 6 ist ebenfalls drehbar an den Seitenplatten 12 mittels Lagern 14 angebracht, die jedoch verschieblich angebracht sind. Ein elektrisch leitender, L-förmiger Hebel 15 ist kippbar auf einer der Seitenplatten 12 mit einer Schraube 16 befestigt, und eine Zugschraubenfeder 18 ist zwischen einer öffnung 15a, die im Ende eines Armes des Hebels 15 ausgebildet ist, und einer Schraube 17, die an der Seitenplatte 12 angeordnet ist, befestigt und ist bestrebt, den Hebel 15 im Uhrzeigersinn um die Schraube 16 zu drehen. Der andere Arm des Hebels 15 greift in eine Nut 14a des Lagers 14 und wird so durch die Feder 18 vorgespannt, um die Reinigungswalze in drückende Berührung mit der Übertragungswalze 5 zu drängen. Das eine Ende eines Zuführungsdrahtes 19 ist am Hebel 15 durch eine Klemmschraube 20 befestigt, und das andere Ende des Zuführdrahtes ist mit einer Stromversorgungsanordnung 21 verbunden. Die Übertragungseinheit enthält auch eine Abdeckung 22, die auch als Führung für Bildempfangsmaterial, das von der Übertragungsrolle 5 getrennt wird, dient.

Fig.3 zeigt die elektrische Ersatzschaltung der obigen Ausführungsform. Das Bezugszeichen R2 stellt den Widerstand der Reinigungswalze dar, der im wesentlichen gleich oder größer als der Widerstand Ri der Übertragungswalze ist. Folglich wird, wenn während eines Übertragungsschrittes eine Vorspannung über die Reinigungswalze an die Übertragungswalze angelegt wird, ein Teil des Entwicklungstoners auf dem Aufzeichnungsmaterial, der außerhalb des Bereichs des Bildempfangsmaterials liegt, anfänglich an der Übertragungswalze haften. Der Toner, der an der Übertragungswalze haftet, wird dann direkt zum größten Teil auf die Reinigungswalze übertragen, und zwar wegen des Verhältnisses der Widerstände der Übertragungswalze und der Reinigungswalze, nämlich wegen der höheren Spannung auf der Reinigungswalze gegenüber der auf der Übertragungswalze. (Die Spannung auf der Reinigungswalze wird immer noch um einen Betrag, der dem Spannungsabfall entspricht, höher sein, wenn beide den gleichen Widerstand haben.) Im Ergebnis wird der Toner, der an der Übertragungswalze haftenbleibt, erheblich vermindert, wodurch wirkungsvoll ein Verschmieren der Rückseite des Bildempfangsmaterials durcii Berührung mit der Übertragungswalze vermieden wird.

Nach der Vollendung des Bildübertragungsschrittes wird die Vorspannung in die der während des Übertragungsschrittes benutzten Polarität entgegenge setzte Polarität umgeändert, d. h. zur gleichen Polarität wie der Toner. Darauf wird der an der Reinigungswalze haftende Toner von der auf niedrigerer Spannung liegenden Übertragungswalze auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen, wodurch die Oberfläche sowohl der Übertragungswalze wie auch der Reinigungswalze in einen sauberen Zustand zurückkehren, den sie vor dem Übertragungsschritt hatten. Der Toner, der an dem Aufzeichnungsmaterial haftet, wird darauf zu einem Reinigungsbereich getragen, wo er von der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials entfernt wird.

in der obigen Ausführungsform hat die Reinigungswalze einen Widerstand, der größer oder im wesentlichen gleich dem Widerstand der Übertragungswalze ist Dies ist jedoch nicht wesentlich, und die Reinigungswalze kann einen Widerstand haben, der kleiner ist als der der Übertragungswalze. Der Grund dafür wird durch den Bezug auf F i g. 4 verständlich, aus der ersichtlich ist, daß eine sehr dünne Luftschicht A im Berührungsbereich zwischen Übertragungswalze 5 und Reinigungswalze 6 besteht und daß ein Spannungsabfall Vd längs des Widerstandes der Luftschicht A und des Widerstandes der Reinigungswalze 6 die Anziehung des Toners erzeugt Eine solche Luftschicht wird ausgeschaltet, wenn beide Walzen gegeneinander mit dem Druck von einigen 10⁵ N/m² gedrückt werden, aber sie bleibt bestehen, wenn ein normaler Druck von ungefähr 10⁵ N/m² angewendet wird. Folglich kann man sagen, daß die Übertragung des Toners von der Übertragungswalze 5 auf die Reinigungswalze 6 unabhängig vom Widerstand der Übertragungswalze 5 stattfindet und nur durch den Widerstand der Reinigungswalze 6 bestimmt wird.

In F i g. 5 kann man sehen, daß, wenn der Widerstand

•to der Reinigungswalze zu gering ist, was bei einer metallischen Walze der Fall sein wird, der Anteil übertragenen Toners vermindert werden wird. Daraus folgt, daß eine Walze, die einen gewissen hohen Widerstand hat, so wie eine Walze aus elektrisch leitendem Gummi, vorgezogen wird. Jedoch führt ein extrem hoher Widerstand zur Aufladung der Walzenoberfläche, was wiederum den Anteil des übertragenden Toners vermindert.

Fig.6 zeigt eine Anordnung für eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zuerst erwähnten Ausführungsform dadurch, daß die Reinigungswalze durch eine Anordnung ersetzt wird, die ein Paar elektrisch leitender (metallischer) Walzen 31 und 32 und ein Band 33 aus elektrisch leitendem Gummi, das um diese Walzen 31, 32 liegt, aufweist. Die leitende Walze 32 ist über einen Schalter 36 mit einem Paar Gleichstrom-Vorspannungs-Hochspannungsquelien 34, 35 entgegengesetzter Polarität verbunden. Die Arbeitsweise dieser Bestandteile ist ähnlich der oben erwähnten und wird deswegen nicht wiederholt.

F i g. 7 zeigt eine Anordnung, die eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Bei dieser Ausführungsform wird an die Übertragungs-

b5 walze durch eine Reinigungswalze und ebenso durch einen gesonderten Widerstand Ri eine Vorspannung angelegt, um jede wesentliche Änderung in der an die Übertragungswalze angelegten Vorspannung oder eine

sich ergebende Verminderung der Übertragungswirksamkeit in dem Falle zu verhindern, daß der Widerstand der Walze sich als Ergebnis der Ablagerung von Toner auf der Übertragungswalze oder der Reinigungswalze erheblich ändert. Das elektrische Ersatzschaltbild ist in F i g. 8 gezeigt, aus der ersichtlich ist, daß der Widerstand Ri der Übertragungswalze und der Widerstand Ü2 der Reinigungswalze sich ändern, wenn der Toner an der Walzenoberfläche haftet, mit entsprechender Änderung in der angelegten Vorspannung. Da der Anfangswert der Vorspannung so gewählt ist, daß eine optimale Übertragungswirksamkeit gewährleistet ist, folgt aus einem Abweichen der Vorspannung von einem solchen Wert eine Verminderung der Bildüberlragungswirksamkeit. Die Einschaltung des Widerstandes Ri zwischen Übertragungswalze und Vorspannungsquelle wird jegliche Änderung in den Werten der Widerstände R] und /?2 kompensieren und so die Vorspannung in einem Bereich halten, der eine Verminderung der Bildübertragungswirksamkeit verhindert.

In den drei oben beschriebenen Ausführungsformen wird als Aufzeichnungsmaterial ein fotoleitfähiges Teil in Form eines Bandes benutzt. Selbstverständlich kann anstelle dessen ein trommeiförmiges, fotoleitfähiges Teil ebenso benutzt werden. Die Wahl der Polarität der Votspannung wird durch die Eigenschaften einer fotoleitfähigen Schicht des benutzten Aufzeichnungsmaterials bestimmt. Wenn fotoleitfähiges Selen benutzt wird, wird es gleichmäßig positiv aufgeladen, so daß die Votspannung während des Übertragungschrittes auch positiv ist und während des Reinigungsschrittes auf

ίο negative Polarität umgeschaltet wird. Wenn jedoch das Aufzeichnungsmaterial ein Material wie Zinkoxid enthält, wird es anfänglich negativ geladen, so daß die während des Übertragungsschrittes angelegte Vorspannung negativ sein wird und während des Reinigungsschrittes auf positive Polarität umgeschaltet wird.

In der obigen Beschreibung wird der an dem Reinigungselement haftende Toner im Anschluß an die Beendigung der Bildübertragung auf das Aufzeichnungsmaterial zurückgebracht; dies kann aber auch nach der Beendigung eines oder mehrerer Kopierdurchläufe durchgeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Obertragungseinheit zum Übertragen von Tonerbildern von einem Aufzeichnungsmaterial auf ein Bildempfangsmaterial in einem elektrofotografi- s sehen Kopiergerät, mit einer elektrisch leitenden, auf einem Übertragungspotential liegenden Übertragungswalze, zwischen der und dem Aufzeichnungsmaterial das Bildempfangsmaterial hindurchgeführt ist, sowie mit einem an der Übertragungswalze abrollenden, endlos umlaufenden Reinigungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungselement elektrisch leitend und von einer Walze (6) oder einem endlos umlaufenden Band (31, 32,33) gebildet ist, daß das Reinigungselement, der Übertragungswalze (5) vorgeschaltet, an der das Übertragungspotential für die Übertragungswalze liefernden Potentialquelle liegt und daß die Potentialquelle nach Vollendung einer Bildübertragung auf die der Übertragungspolarität entgegengesetzte Polarität umschaltbar (7,8,9; 34,35,36,21) ist

2. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Reinigungselements (6) in Umlaufrichtung eine gegenüber dem Umfang der Übertragungswalze (5) größere Ausdehnung hat

3. Übertragungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswalze (5) zusätzlich über einen dem Reinigungselement (6,33) parallel geschalteten Widerstand (R 3) an die Potentialquelle gelegt ist.

4. Übertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungselement (6, 33) eine Oberfläche aus elektrisch leitendem Gummi aufweist.