DE69219091T2

DE69219091T2 - Bilderzeugungsvorrichtung mit Transferelement für Übertragungsmaterial

Info

Publication number: DE69219091T2
Application number: DE69219091T
Authority: DE
Inventors: Haruo Fujii; Toshiaki Miyashiro; Toshihiko Ochiai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2012-12-18
Also published as: DE69219091D1; EP0548803A1; EP0548803B1; US5390012A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Übertragen eines auf einem Bildtragelement erzeugten Tonerbilds auf ein Transfermaterial, welches auf einem Transfermaterial-Tragelement getragen wird, insbesondere eine elektrophotografische Farbdruckvorrichtung.
In herkömmlichen elektrophotograf ischen Farbaufzeichnungsvorrichtungen werden die Farbtonerbilder jeweils auf einem Bildtragelement, in der Form eines lichtempfindlichen Elements oder einer Trommel, erzeugt und werden einander überdeckend auf dasselbe Transfermaterial oder dieselbe Transferunterlage übertragen, wobei ein Farbbild auf einer Transferunterlage erzeugt wird.
Im Hinblick auf eine Transfereinrichtung (überlagernde Transfereinrichtung), welche in der elektrophotografischen Farbauf zeichnungsvorrichtung verwendet wird, sind die folgenden Typen bekannt:
(1) Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 232563/1985 beschrieben, wird eine dielektrische Unterlage ausgebreitet, um eine Umfangsöffnung einer Trommel zu bedekken, und eine Transferunterlage wird elektrostatisch an die dielektrische Unterlage angezogen. Die Tonerbilder werden vom Bildtragelement auf die Transferunterlage auf der dielektrischen Unterlage übertragen. Diese Type ist am weitesten verbreitet im Einsatz.
(2) Die Transferunterlage wird auf einer Transfertrom-40 mel gehalten, welche elektrisch leitfähig ist oder einen übergangswiderstand aufweist, und ist beim Drehen im Druckkontakt mit dem Bildtragelement. Eine Vorspannung mit einer zum Toner entgegengesetzten Polarität ist an die Transfertrommel angelegt, so daß das Tonerbild vom Bildtragelement auf die Transferunterlage übertragen wird. Dies Type wird ferner in die folgenden Typen unterteilt:
(2A) Was eine Transferunterlage-Trageinrichtung auf der Transfertrommel anbetrifft, sind Öffnungen in den Positionen entsprechend der voreilenden und der nacheilenden Kante der Transferunterlage angeordnet, so daß die Luft an der voreilenden und der nacheilenden Kante der Transferunterlage angesaugt werden kann. Die Transferunterlage wird äuf der Transfertrommel durch das Ansaugen der Luft durch die Öffnungen gehalten.
(28) Wie in dem japanischen Patentdokument Nr. 31557/1980 beschrieben, wird die Transferunterlage auf die Transfertrommel aufgelegt, und die elektrische Ladung wirkt auf die Transferunterlage ein, wobei die Transferunterlage durch die elektrische Ladung auf der Transferunterlage an die Transfertrommel angezogen wird.
(3) In den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 156271 - 156277/1990 wird beschrieben, daß die Transferunterlage eine Transferunterlage (dielektrische Unterlage) überdeckt, und eine Vielzahl von Elektroden nebeneinander in vorbestimmten Abständen auf einer Rückseite der Transferunterlage angeordnet ist. Die Spannung wird diesen Elektroden abwechselnd zugeleitet, so daß die Transferunterlage auf der Transferunterlage-Tragunterlage gehalten wird.
Die vorstehend erläuterten herkömmlichen Transfereinrichtungen weisen die folgenden Nachteile auf:
Die Type (1) hält die Transferunterlage gut an der dielektrischen Unterlage fest. Die dielektrische Unterlage weist jedoch eine geringe Dicke von z. B. 50 - 300 µm auf, und daher ist deren Festigkeit nicht hoch. Wenn die dielektrische Unterlage für einen langen Zeitraum verwendet wird, kann daher leicht eine Beschädigung eintreten. In der gegenwärtigen Transfervorrichtung muß die dielektrische Unterlage nach jeweils 10 000 Kopien ausgetauscht werden. Der Austauschvorgang ist von einem versierten Fachmann auszuführen, weil die neue dielektrische Unterlage leicht verbogen oder zerkratzt wird.
Die Type (2A) ist vorteilhaft beim Verfahren des Festhaltens der Transferunterlage. Die Luftansaugoperation führt jedoch zum Entstehen von Geräuschen, erfordert eine sperrige Vorrichtung und begrenzt die nutzbare Größe der Transferunterlage. Daher findet diese Type in einer beschränkten Anzahl von Vorrichtungen Anwendung.
Die Type (28) ist dahingehend vorteilhaft, daß der Aufbau der Transfertrommel einfach ist und eine hohe mechanische Festigkeit vorliegt. Sie ist jedoch durch die Umgebungsbedingungen, wie z. B. durch Anderungen der Temperatur und! oder der Feuchtigkeit, leicht beeinflußbar. Insbesondere un ter der Bedingung hoher Feuchtigkeit ist die Transferoperation nicht zufriedenstellend. Werden Mehrfarben-Tonerbilder auf die Transferunterlage übertragen, sind die Transferpositionen der Tonerbilder dann nicht deckungsgleich. Selbst wenn eine Greifeinrichtung verwendet wird, um die Transferunterlage in einem Teil der Transfertrommel zu halten und die fehlerhafte Überdeckung zu vermeiden, ist es schwierig, die Vorrichtung dem praktischen Einsatz zuzuführen.
Die Type (3) ist vom Standpunkt des Haltens der Transferunterlage auf der Transferunterlage-Tragunterlage vorzuziehen. Jedoch auf Grund der Notwendigkeit der Elektroden auf der Tragunterlage und wegen der Energieversorgungseinrichtung (Elektrode) zum Anlegen der Spannung an die Elektrode ist die Transfermaterial-Tragunterlage teuer, und der Elektrodenaufbau ist kompliziert. Außerdem ist das Material der Elektroden vom Standpunkt der Gewährleistung der Verschleißfestigkeit nicht dauerhaft. Daher ist es ebenfalls schwierig, diese Vorrichtungstype zum praktischen Einsatz zu bringen.
JP-A-2-291 578 beschreibt eine Transferwalze, welche aus ei nem geschäumten, elastischen, zylinderformigen Grundkörper (3), einer biegsamen, elektrisch leitfähigen Schicht (2) und einer biegsamen Widerstandsschicht (1) aufgebaut ist.
JP-A-3 154 085 beschreibt eine Zwischentransfertrommel, welche einen Hohltrommel (50) aus Metall und eine elastische Schicht (51) aufweist, die elastische Schicht wird durch eine leitfähige Gummischicht (53) und eine dielektrische Schicht (2) in dieser Reihenfolge gebildet.
Keine der vorstehend erwähnten zwei japanischen Patentdokumente beschreibt das zusätzliche Ausbilden von Luftspalten, jeweils auf der Rückseite der dielektrischen Schicht und der Widerstandsschicht.
US-A-4 674 860 zeigt eine Bildtransfertrommel auf, welche einen leitfähigen Grundkörper aufweist, auf welchem eine leitfähige elastische Schicht aufgetragen ist, und auf dessen Oberfläche ferner eine Isolierschicht angeordnet ist. Als Materialien für die elastische Schicht sind leitfähige Gummiarten, wie z. B. leitfähige Gummiarten der Silikontype oder der Chloroprentype, verwendbar. Diese Materialien wei sen jedoch eine glatte Oberfläche auf, und folglich sind keine Luftspalte zwischen der elastischen Schicht und der Isolierschicht ausgebildet

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, ein Transfermaterial auf einem Transfermaterial-Tragelement zu tragen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, in welcher die Verschlechterung des Transfermaterial-Tragelements verhindert ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Diese und andere Aufgaben werden durch die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung, welche eine Transfereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist,
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus einer Transfertrommel der Transfereinrichtung in Fig. 1,
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer Transfertrommel unter Verwendung von Kupferpulver als eine elastische Schicht zur Erläuterung der Operation der Transfertrommel in Fig. 2,
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines Aufbaus einer Transfertrommel, welche die vorliegende Erfindung nicht anwendet,
Fig. 5 zeigt ein Meßverfahren zur Bestimmung der Anziehungskraft der lichtempfindlichen Trommeln in Fig. 3 und Fig. 4,
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 zeigt eine gleichwertige CR-Schaltungseinrichtung für einen Ladungserhaltungsabschnitt und einen Ladungsbewegungsabschnitt einer Transfertrommel in Fig. 3,
Fig. 8 zeigt eine gleichwertige CR-Schaltungseinrichtung für einen Ladungserhaltungsabschnitt und einen Ladungsbewegungsabschnitt der Transfertrommel in Fig. 4,
Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht einer Transfereinrichtung und beigeordneter Teile in einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht einer Transfereinrichtung und beigeordneter Teile in einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht einer Transfereinrichtung und beigeordneter Teile in einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung, und
Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung, welche in der Bilderzeugungsvorrichtung der Fig. 4 verwendet wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine Farbbild-Erzeugungsvorrichtung, welche mit einer Bildtransfereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer in der Transfereinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung verwendeten Transfertrommel. Die Bilderzeugungsvorrichtung in dieser Ausführungsform ist eine Laserstrahl-Druckvorrichtung.
Die Bilderzeugungsvorrichtung weist ein Bildtragelement mit einem leitfähigen Grundkörper in der Form eines Aluminiumzylinders 1 mit einem Durchmesser von 60 mm auf sowie eine lichtempfindliche Schicht 2, welche darauf aufgetragen oder aufgedampft ist und aus organischem Photoleiter (OPC), Zinkoxid (Selenverbindung oder amorphem Silizium) hergestellt ist. In dieser Ausführungsform weist das Bildtragelement 3 die lichtempfindliche Schicht 2 auf, in welcher OPC-Harz dispergiert ist. Das Bildtragelement 3 wird durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 63 mm/s in eine Richtung A in Drehung versetzt. Die Oberfläche des Bildtragelements 3 wird durch eine Primärladeeinrichtung 4 auf -600 V gleichmäßig aufgeladen.
Ein Yellow-Farbbildsignal wird einer Laserdiode 5 zugeleitet, welche daraufhin Bildlicht L erzeugt, welches dann durch einen von einem schnellaufenden Motor 6 gedrehten Po lygonspiegel 7 reflektiert wird. Das reflektierte Licht wird durch einen Faltspiegel 8 reflektiert, und das Bildlicht wird auf das Bildtragelement 3 projiziert. Dadurch wird ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem Bildtragelement 3 erzeugt (die Beschreibung der optischen Linse oder dergleichen ist ausgelassen, da sie bekannt ist.
Das so erzeugte elektrostatische, latente Bild wird in einer Yellow-Entwicklungseinrichtung 9Y durch irgendeine bekannte Entwicklungseinrichtung entwickelt, wie z. B. die Magnetbürsten-Zweikomponenten-Entwicklungseinrichtung, die nicht magnetisch wirksame Einkomponenten-Entwicklungseinrichtung, die Kaskadenentwicklungseinrichtung, die "Patch-down"-Entwicklungseinrichtung, die Pulverwolken-Entwicklungseinrichtung oder dergleichen. Somit wird ein Yellow-Tonerbild auf dem Bildtragelement 3 erzeugt.
Wenn das Bild durch eine sogenannte Umkehrentwicklung entwickelt wird, wobei der Toner mit derselben Polarität wie die Primärladeeinrichtungs-Ladepolarität aufgeladen wird&sub1; in dem Bereich abgeschieden wird, welcher dem Licht ausgesetzt war, wird eine Gleichspannung angelegt, welche im wesentlichen gleich dem Potential des Bildtragelements 3 ist, nachdem die Ladung an die Entwicklungswalze der Entwicklungseinrichtung 9Y als Entwicklungsvorspannung angelegt ist. In dieser Ausführungsform werden die Umkehrentwicklung sowie der nicht magnetisch wirkende Einkomponenten-Entwickler verwendet. Die Gleichspannung ist mit einer Wechselvorspannung vorgespannt, so daß die Entwicklungsvorspannung ein elektrisches Wechselfeld erzeugt.
In dieser Ausführungsform weist die Transfertrommel (Transfermaterial-Tragelement) 13 einen Aluminiumzylinder 10 mit einem Durchmesser von 120 mm auf, eine elastische Schicht (elastische Tragschicht) 11 in der Form eines geschäumten Urethanmatenais mit einer Dicke von 2 mm und auf den Aluminiumzylinder aufgezogen und eine dielektrische Schicht aus PVDF (Polyvinylidenfluorid) mit einer Dicke von 100 µm als eine dielektrische Schicht 12. Die Einzelheiten der Transfertrommel 13 werden nachstehend beschrieben.
Eine Transferunterlage (Transfermaterial) P wird durch eine Walze 15 äus einer Papierkassette 14 zugeführt, und die Transferunterlage wird durch eine Anziehungswalze 16 an die Transferwalze 13 angezogen. Beim Anziehen wird eine Gleichspannung von mehreren 100 V - 2 kV zwischen der Anziehungswalze 16 und der Transfertrommel 13 angelegt. Der Widerstand der Anziehungswalze 16 ist ausreichend, wenn der Widerstand im wesentlichen Leitwiderstand von 10&supmin;¹&sup0; X cm ist oder der Widerstand niedrig genug ist, um es dem elektrischen Strom zu ermöglichen, das Anziehen zu bewirken. Wenn z. B. die Breite der Transferunterlage P 210 mm beträgt, dann ist der Widerstand ausreichend, daß mehrere µA - weniger als 100 µA fließen.
Die an die Transfertrommel 13 angezogene Transferunterlage P wird mit einem Yellow-Tonerbild auf dem Bildtragelement 3 so in Gleichlauf gebracht, daß deren voreilende Kante mit dem Yellow-Tonerbild ausgerichtet wird. In dieser Ausführungsform wirkt eine Spannung von +1,4 kV mit einer Polarität entgegengesetzt zu der des Toners auf die Transferunterlage P ein, um so den Toner auf die Transferunterlage P zu übertragen.
Nach dem Bildtransfer verbleibt rückständiger Toner auf dem Bildtragelement. Der rückständige Toner wird durch eine Reinigungseinrichtung 17 entfernt, welche eine Gummiblatt-Fellbürste oder dergleichen aufweist, und danach wird däs Bildtragelement 3 durch eine Ladeeinrichtung 4 erneut auf ein gleichmäßiges Potential aufgeladen. Ähnlich zu dem Fall des Yellow-Bilds wird ein anderes Farbtonerbild, z. B. ein Cyan- Tonerbild durch Erzeugen eines latenten Bilds und die Entwicklungsoperation der Entwicklungseinrichtung 9C hergestellt. Das Cyan-Tonerbild wird auf die Transferunterlage P übertragen und dem bereits übertragenen Yellow-Tonerbild überlagert. In ähnlicher Weise werden ein Magenta-Tonerbild und ein Schwarz-Tonerbild nacheinander auf dem Bildtragelement 3 durch das Erzeugen latenter Bilder jeweils durch die Magenta-Entwicklungseinrichtung 9M und die Schwarz-Entwick lungseinrichtung 9B hergestellt. Sie werden ebenfalls auf der Transferunterlage P überlagert, so daß ein Farbbild auf der Transferunterlage P in der Form der überlagerten Yellow- Toner-, Cyan-Toner-, Magenta-Toner- und Schwarz-Tonerbilder erzeugt wird.
Die Transferunterlage P auf der Transfertrommel 13 wird nach dem Abschließen der Übertragung aller Tonerbilder durch eine Trennentladeeinrichtung 18, welche in der Lage ist, das Wechselspannungsentladen auszuführen, elektrisch entladen. Dann wird es von der Transfertrommel 13 abgetrennt und zu einer Bildfixiereinrichtung 20 transportiert, wo das Tonerbild auf der Transferunterlage P erhitzt, aufgeschmolzen und als ein dauerhaftes Vollfarbenbild auf der Transferunterlage P fixiert wird.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung mit Bezug auf die Operation der Transfertrommel 13 in der Transfervorrichtung, insbesondere hinsichtlich der Erhöhung der Anziehungskraft der Transferunterlage P gegenüber der Transfertrommel 13 un ter der Bedingung einer hohen Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit (32,5 ºC und 85 %)
Wie vorstehend beschrieben, weist in dieser Ausführungsform die in Fig. 2 gezeigte Transfertrommel 13 einen Aluminiumzylinder (Trommel) 10 auf, eine elastische Schicht 11 in der Form des geschäumten Urethans, welche darauf aufgezogen ist, und eine darauf angeordnete dielektrische Schicht 12 aus PVDF-Folie. Da die elastische Schicht 11 aus geschäumtem Urethan erzeugt ist, liegt ein Spalt zwischen der dielektrischen Schicht 12 und der elastischen Schicht 11 vor. Zwischen der dielektrischen Schicht 12 und der elastischen Schicht 11 befindet sich keine Haftvermittlerschicht, und sie sind nicht miteinander verbunden. Die Trommel, die elastische Schicht und die dielektrische Schicht weisen mindestens in dem Bereich, welcher das Transfermaterial trägt, einen geschichteten Aufbau auf.
Zum besseren Verständnis der Operation der Transfertrommel 13 in dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung mit Bezug auf den Fall, in welchem die elastische Schicht 11 durch Kupferpulver ha ausgebildet ist, gegenüber der geschäumten Urethanschicht, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In mehr besonderer Weise wurde Kupferpulver der Siebfeinheit 150 als Kupferpulver 11a anstelle der elastischen Schicht 11 aus geschäumtem Urethanmaterial verwendet. Die dielektrische Schicht 12 wurde aus PVDF-Folie mit einem Volumenwiderstand von 10¹&sup4; X cm hergestellt.
Wird eine Gleichspannung von 2 kV aus einer nicht gezeigten Spannungsquelle an die Anziehungswalze 16 angelegt (die Polarität der angelegten Spannung wird vorzugsweise abhängig von der Polarität des Toners geändert, und wenn der Toner mit negativer Polarität geladen wird, ist die Polarität der von der Spannungsquelle an die Trommel 10 der Transfertrommel 13 angelegten Spannung positiv ist, und daher wird die Anziehungswalze 16 vorzugsweise mit einer Spannung negativer Polarität versorgt), tritt die elektrische Entladung in dem Spalt zwischen dem Kupferpulver 11a und der dielektrischen Schicht 12 durch die Spannung ein. Auf der Rückseite der dielektrischen Schicht 12 wird die elektrische Ladung durch die elektrische Entladung in dem Spalt 12A in dem Nicht- Kontakt-Abschnitt zwischen dem Kupferpulver 11a und der dielektrischen Schicht 12 hervorgerufen, so daß eine starke Anziehungskraft mit Bezug auf die Transferunterlage P erzeugt wird.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die leitfähige Trommel 10 herkömmlich im direkten Kontakt mit der Rückseite der dielektrischen Schicht 12 der Transfertrommel 13, und daher ist die Anziehung der Transferunterlage P an die dielektrische Schicht 12 unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit aus den nachfolgend genannten Gründen sehr gering.
Um die Transferunterlage P an die Transfertrommel 13 anzuziehen und zu halten, ist es erforderlich, daß die von der Anziehungswalze 16 eingeführte elektrische Ladung im Zustand gleichmäßiger Verteilung auf der Transferunterlage P erhalten wird, und die elektrische Ladung, welche entgegengesetzte Polarität gegenüber der Ladung auf der Transferunterlage P aufweist, muß auf der Rückseite der dielektrischen Schicht 12 vorliegen, welche die Oberflächenschicht der Transfertrommel 13 bildet, entsprechend der verteilten elektrischen Ladung.
Jedoch im Fall der in Fig. 4 gezeigten Transfertrommel 13 wird der größte Teil der zum Anziehen der Transferunterlage p eingeführten elektrischen Ladung nicht auf der Transferunterlage P erhalten, wenn sie Feuchtigkeit absorbiert. Genauer gesagt, sie bewegt sich zur Oberfläche der dielektrischen Schicht 12. Dies ist infolge der Bewegung der elektrischen Ladung zwischen der Transferunterlage P und der Oberfläche der dielektrischen Schicht 12. Die Bewegung der elektrischen Entladung tritt nicht entlang der gesamten Oberfläche der Transferunterlage P ein, sondern sie ist nur auf den Abschnitt (Ladungsbewegungsabschnitt) auf der Transferunterlage P begrenzt, wo die Ladung am leichtesten bewegbar ist.
In anderen Worten, selbst in dem Fall, daß die Transferunterlage, welche die Feuchtigkeit absorbiert hat und daher einen geringen Widerstand aufweist, ist es nicht leicht, die elektrische Ladung zur dielektrischen Schicht 12 zu bewegen, und daher bestehen der Abschnitt, welcher dazu neigt, die elektrische Ladung zu erhalten (Ladungserhaltungsabschnitt) und ein Abschnitt, welcher die Bewegung der elektrischen Ladung zu der dielektrischen Schicht gestattet (Ladungsbewegungsabschnitt), nebeneinander auf der Transferunterlage.
Als den Ladungsbewegungsmechanismus bestimmend wird eine Luftschicht angesehen, welche zwischen der Transferunterlage P und der Oberfläche der dielektrischen Schicht 12 vorliegt.
Fig. 8 zeigt eine gleichwertige CR-Schaltungseinrichtung des Ladungserhaltungsabschnitts und des Ladungsbewegungsabschnitts der Transfertrommel 13 in Fig. 4. Wenn die elektrische Ladung zur Anziehung durch das Anziehungselement über die Kontakte S und T in der linken Schaltungseinrichtung (Ladungserhaltungsabschnitt) eingeführt wird, erfolgt das Erhalten der elektrischen Ladung einmal an den entgegengesetzten Enden der Spaltkapazität CLuft und der Kapazität CPVDF der dielektrischen Schicht 12, welche in Reihe verbunden sind, aber die Ladung fließt durch den Widerstand R1 des Transfermaterials in die rechte Schaltungseinrichtung (Ladungsbewegungsabschnitt). Die Strömung der elektrischen Ladung tritt schneller ein, wenn der Widerstand R1 klein ist, d. h., wenn die Transferunterlage P viel Feuchtigkeit absorbiert.
Daher liegt in der Transfertrommel mit dem in Fig. 4 gezeigten Aufbau oder entsprechend der gleichwertigen Schaltungseinrichtung in Fig. 8 die auf der Transferunterlage für das Anziehen zu erhaltende elektrische Ladung während der Zeitdauer der Bilderzeugungsoperation unter der Bedingung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit nicht vor, wodurch sich ein unzureichendes Anziehen der Unterlage ergibt.
Jedoch liegt in dem Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Transfertrommel die gleichwertige CR-Schaltungseinrichtung für den Ladungserhaltungsabschnitt und den Ladungsbewegungsabschnitt vor, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die an den entgegengesetzten Enden der Spaltkapazität CLUFT und der Kapazität CPVDF der dielektrischen Schicht 12 eingeführte elektrische Ladung wird jedoch durch die rechte Schaltungseinrichtung nicht schnell ausgeglichen. Um somit die Transferunterlage zu halten, welche Feuchtigkeit aufweist, ist es wünschenswert, den Widerstand R2 angemessen groß zu wählen, so daß die Bewegung der elektrischen Ladung entlang der Oberfläche der Rückseite der dielektrischen Schicht 12 begrenzt wird. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau hat sich die elektrische Ladung durch die Entladung vom Kupferpulver 11a zu der Rückseite der PVDF- Schicht bewegt und wird durch den Oberflächenwiderstand der Rückseite der PVDF-Schicht an der Bewegung in der Oberfläche verhindert. Daher wird die in Fig. 8 gezeigte Bewegung der elektrischen Ladung verzögert, und deshalb kann die das Anziehen bewirkende Ladung während der Bilderzeugungsdauer erhalten werden, selbst wenn die Transferunterlage die Feuch tigkeit absorbiert. In Fig. 7 sind die Zeichen, welche die elektrische Entladung in dem Spalt darstellen, auf der Masseseite mit Kreisen umschlossen.
Es ist verständlich, daß die Anziehungskraft zwischen der Transferunterlage P und der dielektrischen Schicht 12 unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit herkömmlich gering war.
Es wurden Versuche ausgeführt, um bei den in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Transfertrommeln 13 die Anziehungskraft zwischen der dielektrischen Schicht 12 und der daran angezogenen Transferunterlage P in der in Fig. 5 gezeigten Weise zu messen.
Die verwendete Transferunterlage P war Xerox 4024 aus dem Angebot von Xerox Inc. Die elektrische Ladung wurde der Oberfläche der Transferunterlage P durch die Anziehungswalze 16 zugeführt, so daß die Transferunterlage P an die dielektrische Schicht 12 angezogen wurde. Eine Federwaage T wurde durch einen Klebstoff an einem Endabschnitt der angezogenen Transferunterlage P angeklebt. Die Transferunterlage P wurde durch die Federwaage nach oben gezogen. Die erforderliche Kraft, um die Transferunterlage P abzulösen, wurde als die Anziehungskraft der Transferunterlage P gegenüber der dilektrischen Schicht 12 gemessen.
In der in Fig. 4 gezeigten herkömmlichen Transfertrommel 13 betrug die Anziehungskraft nur 6 g. Dies ist nur eiri Zehntel -der Anziehungskraft (70 g) im Fall der Transfertrommel einer Farbkopiermaschine CLC 200 oder CLC 500, welche im Angebot von Canon Kabushiki Kaisha, Japan, ist. Die Transfertrommel 13 der Fig. 3 wies die Anziehungskraft von 35 g auf, welche für die praktische Anwendung stark genug ist.
Wird die Transferunterlage P vollständig von der Transfertrommel 13 abgetrennt und danach wieder an die Transfertrommel 13 angelegt, kann die Transferunterlage im Fall der Transfertrommel der Farbkopiermaschine CLC 200 oder CLC 500 und der Transfertrommel in Fig. 3 wieder angezogen werden. Jedoch im Fall der Transfertrommel nach Fig. 4 ist die Anziehungskraft kaum vorhanden.
Aus der vorhergehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Entladung in dem Spalt 12A zwischen der dielektrischen Schicht 12 und dem Kupferpulver 11a während der Anziehung eintritt, und die Transferunterlage P wird angezogen und durch die bei dem elektrischen Entladungsvorgang erzeugte elektrische Ladung gehalten. Wenn die dielektrische Schicht 12 und der Trommelzylinder 10 vollständig im engen Kontakt sind, bewegt sich die elektrische Ladung durch die dielektrische Schicht 11 oder eine aufgedampfte Metallschicht, so daß sich eine kleine Anziehungskraft der Transferunterlage P ergibt.
Es wurden weitere Experimente ausgeführt, um die Anziehungskraft gegenüber der Transferunterlage P zu messen, unter Verwendung einer Transfertrommel, welche den in Fig. 2 gezeigten Grundaufbau sowie die folgenden Parameter und Bedingungen aufwies.
(1) Sechs elastische Schichten 11 mit einer Dicke von 2 mm wurden erzeugt&sub1; eine wies eine Kupferoberfläche mit Spiegelschliff auf und die anderen wiesen an der Mittellinie jeweils eine durchschnittliche Oberflächenrauheit Ra von 1 µm, 10 µm, 100 µm, 1 mm und 5 mm auf. Als eine dielektrische Schicht 12 wurde eine PVDF-Folie von 100 µm Dicke verwendet. Die durchschnittliche Rauheit Ra entlang der Mittellinie wurde gemäß JIS-B0601 mit einer Oberflächenrauheit- Erfassungseinrichtung gemessen (Surfcoder SE-30H, im Angebot von Kabushiki Kaisha Kosaka Kenkyusho, Japan).
Die elastischen Schichten 11 waren aus RUBYCELL (Handelsname, im Angebot von Toyo Polymer Kabushiki Kaisha) und wiesen eine Dicke von 2 mm auf. Die Oberflächenrauheit war 10 µm, 20 µm, 50 µm und 100 µm.
Die durchschnittliche Höhe (Rauheit) an der Mittellinie ist wie folgt definiert. Aus der Rauheitskurve wurde eine in die Richtung der Mittellinie zu messende Länge (h = 2,5 mm) untersucht. Die durchschnittliche Höhe (Ra [µm]] auf der Mittellinie ist definiert durch
wobei f(x) die Rauheitskurve zu den Koordinaten mit der X- Achse der Mittellinie des Probenabschnitts und der Y-Achse der Längsvergrößerungsrichtung ist.
(2) Die dielektrische Schicht 12 war aus PVDF hergestellt und wurde darauf ausgebreitet.
(3) Die elastische Schicht 11 bestand aus Moltopren USM (Handelsname) aus dem Angebot von Koyo Kogyo Kabushiki Kaisha, Japan, und wies eine Dicke von 2 mm auf. Die Zellenanzahl betrug 55/25 mm. Eine dielektrische Schicht 12 aus PVDF wurde darüber angeordnet und ausgebreitet.
Die Anziehungskräfte zwischen der Transferunterlage P und den Transfertrommeln wurden gemessen. In dem Fall der Oberfläche mit Spiegelschliff der elastischen Schicht war die Anziehungskraft für die praktische Anwendung zu gering, wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurde.
In dem Fall, in welchem die elastische Schicht 11 aus Kupferblech mit einer aufgerauhten Oberfläche (Ra = 1 µm) ist, kann diese in der Praxis angewendet werden, wenn die Feuchtigkeit nicht mehr als 75 % beträgt, obgleich die Anziehungskraft wenig unter der Bedingung von 85 % Feuchtigkeit ist. Es ist klar, daß in dem Fall, wenn die Oberflächenrauheit Ra ein bestimmtes Maß übersteigt, sie praktisch verwendbar ist, wenn die Umgebungsbedingung begrenzt ist.
Wenn die Oberflächenrauheit der Kupferplatte der elastischen Schicht 11 nicht weniger als 10 µm (Ra) beträgt, ist die Anziehungskraft auf einem praktisch ausreichenden Niveau. Ist jedoch die Dicke der elastischen Schicht 11 ungefähr das 10fache der Dicke der dielektrischen Schicht 12, wird das übertragene Bild ungleichmäßig, und daher ist zu bevorzugen, daß die elastische Schicht eine Dicke von 100 µm aufweist und Ra nicht mehr als 1 mm beträgt.
In den Fällen der elastischen Schicht 11 aus RUBYCELL und aus Moltopren USM war die Anziehung der Transferunterlage so zufriedenstellend, daß sie praktisch verwendbar war, selbst unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit. Die elektrostatische Kapazität von RUBYCELL betrug 1,36 pF/cm², und ein Widerstand war 2000 MX/10 x 10 cm². Das Moltopren USM hatte eine elektrostatische Kapazität von 0,56 pF/cm² und einen Widerstand von 20 MX/10 x 10 cm².
Wird der Vergleich zwischen der Kupferplatte, Moltopren und RUBYCELL vorgenommen, sind Moltopren und RUBYCELL zu bevorzugen, da der gleichmäßige Bildtransfer gewährleistet werden kann, weil die elastische Schicht 11 und das Bildträgelement 3 während des Transfervorgangs des Tonerbilds vom Bildtragelement 3 auf die Transferunterlage P gleichmäßig in Berührung sind.
In der vorstehenden Beschreibung war die dielektrische Schicht 12 aus PVDF-Folie mit einer Dicke von 100 µm. Die Dicke der dielektrischen Schicht 12 ist im Bereich von 10 -500 µm wählbar. Eine dünnere dielektrische Schicht 12 ist vom Standpunkt der größeren Anziehungskraft und der Verminderung der Transferspannung zu bevorzugen.
Das Material der dielektrischen Schicht 12 kann ein Urethangummimaterial mit hohem Widerstand oder PET (Polyethylenterephthalat) oder dergleichen sein. Dessen Volumenwiderstand ist vorzugsweise nicht geringer als 10¹² X cm (nicht mehr als 10¹&sup7; X cm). Unter Berücksichtigung des Einflusses der Temperatur oder der Feuchtigkeit oder der Reinheit der Oberfläche oder dergleichen sind 10¹³ - 10¹&sup5; X cm zu bevorzugen. Die dielektrische Schicht ist so gewählt, daß sie einen größeren Volumenwiderstand als die elastische Schicht aufweist.
Die elastische Schicht 11 kann ein elektrisch leitfähiges Material oder ein Material mit einem hohen Widerstand sein. Ist die elastische Schicht 11 jedoch aus einem leitfähigen Material hergestellt, wie z. B. Kupfer, besteht ein mögliches Problem darin, daß der dielektrische Durchbruch in der elastischen Schicht 11 durch die Transferspannung oder die Anziehungsspannung in einem Abschnitt eintritt, in welchem die dielektrische Schicht 12 ein Feinloch oder dergleichen aufweist. Wenn andererseits der Volumenwiderstand nicht geringer als 10¹³ X cm ist, wie im Fall von PVDF, ist die stärkere elektrische Entladungsoperation erforderlich, um die Transferunterlage P von der Transfertrommel 13 abzulösen, nachdem die Bildtransferoperation erfolgt ist, was eine sperrige Entladeeinrichtung erfordert. Ist die Entladung nicht ausreichend, tritt Trennentladung oder dergleichen bei der Ablöseoperation auf, was zur Verzerrung des Tonerbilds auf der Transferunterlage P führt. Aus diesen Gründen beträgt der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 11 vorzugsweise 10&sup4; - 10¹² X cm, weiter vorzugsweise 10&sup8; - 10¹¹ X cm.
Mit Bezug auf Fig. 6 wird eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist die Anziehungswalze 16 der Transfereinrichtung in Fig. 1 ausgelassen, so daß die Transferunterlage P direkt in den Transferbereich zwischen der Transfertrommel 13 und dem Bildtragelement 3 eingeführt wird. In diesem Fall wird der Transferstrom sowohl für das Übertragen des Yellow-Tonerbilds vom Bildtragelement 3 auf die Transferunterlage P verwendet, als auch um die Transferunterlage P an die Transfertrommel 13 anzuziehen. Die Transferunterlage P wird durch die elektrische Ladung des übertragenen Toners angezogen. Der andere Aufbau der Vorrichtung dieser Ausführungsform ist derselbe wie in der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Transfereinrichtung, und daher wird deren ausführliche Beschreibung zur Vereinfachung ausgelassen, indem dasselbe Bezugszeichen wie in Fig. 1 und Fig. 2 dem Element mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet wird.
In dieser Ausführungsform wird die Transferunterlage direkt in den Transferbereich eingefügt, um den Transferstrom sowohl zum übertragen des Tonerbilds vom Bildtragelement 3 auf die Transferunterlage P als auch zum Anziehen der Transferunterlage P an die Transfertrommel 13 zu nutzen. Die Transfertrommel 13 weist ähnlich wie in Fig. 2 eine elastische Schicht 11 aus geschäumtem Urethanmaterial oder dergleichen auf einem Zylinder 10 auf. Ferner weist sie eine dielektrische Schicht 12 in der Form der umfassend darauf angeordneten PVDF-Folie auf. Durch das Erzeugen der elastischen Schicht 11 aus geschäumtem Urethanmaterial oder dergleichen wird ein Spalt 12A zwischen der Transfertrommel und der dielektrischen Schicht 12 ausgebildet. Durch die Wirkung des Transferstroms wird die elektrische Ladung auf der Rückseite der dielektrischen Schicht 12 erzeugt. Ähnlich dem Fall der Verwendung einer Anziehungswalze 16 kann die Transferunterlage P kräftig angezogen und auf der dielektrischen Schicht 12 gehalten werden, und daher sind dieselben vorteilhaften wirkungen erreichbar.
In der vorhergehenden Beschreibung ist die Transferunterlage P Normalpapier. Wenn die Transferunterlage P ein dickes Papier ist, z. B. mit einem Flächengewicht von nicht weniger als 105 g/cm², kann eine herkömmliche Greifeinrichtung oder dergleichen in geeigneter Weise in einer Position verwendet werden, in welcher die voreilende Kante der Transferunterlage P anliegt, wodurch die dicke Transferunterlage P zuverlässig auf einer Transfertrommel 13 gehalten werden kann.
Um die elektrische Entladung auf der Rückseite der dielektrischen Schicht 12 zu erzeugen, ist die an der Anziehungswalze 16 angelegte Spannung vorzugsweise nicht geringer als 400 V, weiter vorzugsweise nicht geringer als 500 V. Unter Berücksichtigung des dielektrischen Durchbruchs der dielektrischen Schicht 12 beträgt sie vorzugsweise nicht mehr als 10 kV. In Erwägung der Bildverzerrung infolge des durch den Toner erzeugten elektrischen Felds beträgt sie vorzugsweise -nicht mehr als 4 kV.
Durch das Erzeugen der elastischen Schicht 11 aus geschäumtem Urethanmaterial oder dergleichen wird der Spalt zwischen der dielektrischen Schicht 12 und der elastischen Schicht 11 ausgebildet. Der Spalt kann jedoch durch Vorsehen von Vertiefungen und Vorsprüngen mit einer Höhe von ungefähr 10 µm anstelle der elastischen Schicht 11 auf der Rückseite der dielektrischen Unterlage erzeugt werden, welche die dielektrische Schicht 12 bildet. Das Material der elastischen Schicht 11 kann ein gewebter Stoff oder dergleichen sein.
In der vorstehenden Beschreibung beträgt die Dicke der elastischen Schicht 11 2 mm. Vom Standpunkt der Übertragungsleistung, der Haltekraft und der Anziehungskraft beträgt die Dicke der elastischen Schicht vorzugsweise 0,5 - 5 mm und weiter vorzugsweise 1,5 - 2,5 mm.
Wie vorstehend beschrieben, wird durch Erzeugen der elastischen Schicht (elastischen Tragschicht) 11 in einem Transfermaterial-Tragelement aus geschäumtem Urethan oder dergleichen ein Spalt zwischen der Trommel und der dielektrischen Schicht der dielektrischen Unterlage oder dergleichen erzeugt. Somit kann das Transfermaterial, wie z. B. die Transferunterlage, durch die elektrische Ladung, welche durch die im Spalt an der Rückseite der dielektrischen Schicht anliegende Anziehungsvorspannung entladen wird, an die dielektrische Schicht elektrostatisch kräftig angezogen und an dieser gehalten werden. Die stabilisierte Transferbedingung kann über eine lange Zeitdauer erhalten werden, und die Größe der Vorrichtung kann ohne Verminderung der Unterlagenlebensdauer infolge des Biegens der dielektrischen Unterlage verringert werden, ohne das Geräusch oder die sperrige Größe zu dem Zeitpunkt, wenn die Transferunterlage
durch das Ansaugen der Luft oder dergleichen angehalten wird.
Fig. 12 zeigt eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche nachstehend beschrieben wird. Fig. 12 zeigt eine Längsschnittansicht einer Farbbilderzeugungsvorrichtung. Wie in dieser Figur gezeigt, weist die Vorrichtung ein Bildtragelement in der Form einer lichtempfindlichen Trommel 21 auf. Um die lichtempfindliche Trommel 21 herum sind angeordnet:
- eine Primärladeeinrichtung 23 in der Form einer Walzenladeeinrichtung,
- eine Drehtype-Entwicklungsvorrichtung 24 mit einer Vielzahl von Entwicklungseinrichtungen,
- eine Bildtransfereinrichtung 30A und
- eine Reinigungseinrichtung. über der lichtempfindlichen Trommel 21 sind angeordnet:
- eine Laserdiode 31, welche eine Belichtungseinrichtung bildet,
- ein Polygonspiegel 33, welcher durch einen schnellaufenden Motor 32 gedreht wird,
- eine Linse 34 und
- Faltspiegel 35.
Die lichtempfindliche Trommel 21 weist einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 40 mm auf und ein organisches, lichtempfindliches Material (OPC) auf der äußeren Oberfläche des Aluminiumzylinders. Das lichtempfindliche Element ist durch amorphes Si, CdS, Se oder dergleichen ersetzbar. Die lichtempfindliche Trommel 21 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 100 mm/s durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung in die Richtung eines Pfeils in der Figur in Drehung versetzt.
Die Entwicklungseinrichtung 24 weist ein Tragelement 29 auf, welches um eine Welle 29a drehbar ist. Das Tragelement 29 trägt eine Yellow-Entwicklungseinrichtung 24a, eine Magenta- Entwicklungseinrichtung 24b, eine Cyan-Entwicklungseinrichtung 24c und eine Schwarz-Entwicklungseinrichtung 24d. In den Entwicklungseinrichtungen 24a, 24b, 24c und 24d sind jeweils Einkomponenten-Yellow-Toner, -Magenta-Toner, -Cyan- Toner und -Schwarz-Toner enthalten.
Wie in Fig. 13 gezeigt ist, sind die Entwicklungseinrichtungen 24a, 24b, 24c und 24d jeweils mit Entwicklungstrommeln 28a, 28b, 28c und 28d (Entwicklertragelemente) in den Öffnungen 25a, 25b, 25c und 25d angeordnet, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Die Entwicklungseinrichtungen 24a, 24b, 24c und 24d sind mit Auftragwalzen 26a, 26b, 26c und 26d und Tonersteuerelementen 27a, 27b, 27c und 27d ausgestattet. Bei der Drehung der Entwicklungstrommeln 28a, 28b, 28c und 28d wird der Toner jeweils durch die Auftragwalzen 26a, 26b, 26c und 26d auf die Entwicklungstrommeln 28a, 28b, 28c und 28d aufgetragen. Die Tonersteuerelemente 27a, 27b, 27c und 27d wirken auf die Tonerteilchen regulierend und auch, um die triboelektrische Ladung auf die Tonerteilchen zu übertragen und somit eine dünne Tonerschicht jeweils auf den Entwicklungstrommeln 28a, 28b, 28c und 28d aufzutragen. Die Tonersteuerelemente 27a -27d sind vorzugsweise aus einem solchen Material hergestellt, welches elektrisch mit einer Polarität entgegengesetzt zu der Polarität der Tonerteilchen geladen wird. Wenn in mehr besonderer Weise der Toner mit negativer Polarität geladen wird, sind sie vorzugsweise aus Nylon oder dergleichen hergestellt, und wenn er mit positiver Polarität aufgeladen wird, werden sie vorzugsweise aus Silikongummi oder dergleichen hergestellt.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungstrommel 28a - 28d der Entwicklungseinrichtung 24a - 24d beträgt vorzugsweise 1,0 - 2,0 x Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 21. Die Entwicklungseinrichtungen 24a - 24d werden zur lichtempfindlichen Trommel 21 bewegt, so daß der geöffnete Teil 25a - 25d in Gegenüberlage zu der lichtempfindlichen Trommel 21 ist, wenn sie in Gegenüberlage zu der lichtempfindlichen Trommel 21 ist. Die Einzelheiten des Antriebssystems für die Entwicklungseinrichtungen 24a - 24d sind z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 93437/1975 beschrieben.
Die Transfereinrichtung 30a ist mit einer Transfertrommel 30 ausgestattet, welche als ein Transfermaterial-Tragelement wirkt. Um die Transfertrommel 30 herum sind eine Anziehungswalze 43, eine Entladungseinrichtung 22, ein Trenngreifer 44, eine Reinigungseinrichtung 47 und eine Entladewalze 48 angeordnet. Die Transfertrommel 30 ist mit einer Greifeinrichtung 42 zum Ergreifen des Transfermaterials in einer Position auf der äußeren Umfangsfläche angeordnet. Die Transfertrommel 30 wird durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung mit im wesentlichen derselben Umfangsgeschwindigkeit wie die lichtempfindliche Trommel 21 in die Richtung eines Pfeils gedreht.
In dem Aufbau der Bilderzeugungsvoryichtung wird die Ladeeinrichtung 23 mit einer Gleichspannung von -700 V versorgt, welche mit einer Wechselspannung einer Frequenz von 700 Hz und einer Spitze-Spitze-Spannung (Vpp) von -1500 V-vorgespannt ist, um so die Oberfläche der Transfertrommel 21 auf ungefähr -700 V auf zuladen. Dann wird der Laserdiode 31 ein -erstes Farbbildsignal (z. B. ein Yellow-Farbbildsignal) zugeführt, um das Yellow-Komponenten-Bildlicht zu erzeugen.
Das Licht wird über den optischen Pfad 36 auf die lichtempfindliche Trommel 21 projiziert, so daß ein elektrostatisches, latentes Bild für das Yellow-Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 21 mit dem Lichtteil von -100 V erzeugt wird. Das elektrostatische, latente Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 21 wird zur Entwicklungsvorrichtung 24 transportiert und durch eine Yellow-Entwicklungseinrichtung 24a in der Entwicklungszone zu einem ersten Farbtonerbild (Yellow-Tonerbild) auf der lichtempfindlichen Trommel 21 entwickelt.
Andererseits wird eine Transferunterlage im Gleichlauf mit dem Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 21 durch eine Zuführwalze 38 aus einer Transfermaterialkassette 37 zur Transfertrommel 30 der Transfereinrichtung 30A zugeführt. Die Transfertrommel 30 dreht sich, während die zugeführte Transferunterlage durch die Greifeinrichtung 42 ergriffen wird. Daher führt sie das Transfermaterial der Bildtransferstation zu, wo die Unterlage zur lichtempfindlichen Trommel 21 in Anlage gebracht wird. Die in die Bildtransferstation zugeführte Transferunterlage nimmt das Yellow-Tonerbild durch die zwischen der Transfertrommel 30 und der lichtempfindlichen Trommel 21 anliegende Transferspannung von einer nicht gezeigten Spannungsquelle durch das Grundelement der Transfertrommel 30 von der lichtempfindlichen Trommel 21 auf.
Dadurch wird die elektrische Ladung durch die Transferspannung in die Transferunterlage eingeführt, so daß die Transferunterlage elektrostatisch an die Oberfläche der Transfertrommel 30 angezogen wird. Um die elektrostatische Anziehung der Transferunterlage an die Transfertrommel 30 zu verstärken, ist die Anziehungswalze 43 in der Nähe der Unterlagezuführposition der Transferunterlage zur Transfertrommel 30 angeordnet, um die Anziehungsspannung anzulegen, so daß die Transferunterlage elektrostatisch angezogen wird, nachdem die Greifeinrichtung 42 die Transferunterlage ergriffen hat. Dies wird in den meisten Fällen ausgeführt.
Die lichtempfindliche Trommel 21 wird nach dem Abschluß des Yellow-Bildtransfers durch ein Reinigungselement, wie z. B. eine Fellbürste, ein Blatt oder dergleichen der keinigungseinrichtung 47, gereinigt, so daß der an der Oberfläche rückständige Toner entfernt wird. Danach wird die Bilderzeugungsoperation erneut mit dem Primärladen durch die Ladeeinrichtung 23 gestartet.
Das Primärladen der lichtempfindlichen Trommel 21, das Erzeugen des elektrostatischen, latenten Bilds durch das Belichten, das Erzeugen des Tonerbilds durch das Entwickeln des elektrostatischen, latenten Bilds und das Übertragen des Tonerbilds auf das Transfermaterial werden für die nachfolgenden Farben (Magenta, Cyan und Schwarz) wiederholt, so daß ein Farbbild, hergestellt aus vier sich überlagernden Tonerbildern (Yellow, Magenta, Cyan und Schwarz), auf der Transferunterlage erzeugt wird.
Nach dem Vervollständigen der vier Farbtonerbilder wird die Transferunterlage durch eine Entladeeinrichtung 22, welche neben der Umfangsfläche der Transfertrommel 30 angeordnet ist, elektrisch entladen und wird von einer Transfertrommel 30 durch eine abgangsseitige Trenngreifeinrichtung 44 gelöst. Dann wird sie einer Bildfixiereinrichtung 45 zugeführt, wo sie erhitzt und gepreßt wird, so daß die vier Farbtonerbilder fixiert werden. Die. Tonerbilder werden farbgemischt und auf der Transferunterlage als ein dauerhaftes Vollfarbenbild fixiert. Danach wird die Transferunterlage nach außerhalb der Bilderzeugungsvorrichtung ausgetragen. Die Transfertrommel 30, von welcher die Transferunterlage gelöst ist, wird durch eine Reinigungseinrichtung 47 mit einem Reinigungselement, wie z. B. einer Fellbürste, einem Gewebe oder dergleichen, gereinigt, so daß der darauf befindliche rückständige Toner entfernt wird. Die Transfertrommel 30 der Transfereinrichtung 30A, welche in Fig. 11 gezeigt ist, weist einen Metallzylinder 30a auf, eine elastische Schicht 30b aus geschäumtem Gummi oder geschäumtem Kunstoff und eine dielektrische Schicht 30C. Somit weist sie einen Zweischichtaufbau der Oberflächenschicht auf, bestehend aus der elastischen Schicht 30b und der dielektrischen Schicht 30C. In dieser Ausführungsform weist der Metallzylinder 30a einen Durchmesser von 156 mm auf, und die elastische Schicht 30b besteht aus geschäumtem Urethanmaterial aus dem Angebot von Inoac Kabushiki Kaisha, welches eine Dicke von 2 - 3,5 mm aufweist und um den Metallzylinder 30a herum angeordnet ist. Die dielektrische Schicht 30c ist eine PVDF-Folie mit einer Dicke von 100 µm.
Um das Festhalten der Transferunterlage P an der Oberfläche der Transfertrommel 30 zu verstärken, wird die Anziehungswalze 43 mit einer Spannung von ungefähr +1 kV - +2 kV versorgt. Die Transferunterlage wird durch die Coulombsche Kraft, welche durch die auf der Transferunterlage P und der dielektrischen Schicht 30C der Transfertrommel 30 hervorgerufene elektrische Ladung erzeugt wird, kräftig an die Oberfläche der Transfertrommel 30 angezogen. Zu diesem Zweck weist die PVDF-Folie der dielektrischen Schicht 30C vorzugsweise einen Volumenwiderstand von 10¹&sup4; X cm und eine Dicke von 50 - 100 µm auf.
Der Grund, weshalb eine weiche, elastische Schicht 30b eines geschäumten Materials erzeugt wird, besteht darin, daß die Transfertrommel 30 gleichformig und leicht mit der lichtempfindlichen Trommel 21 in Berührung ist, wobei die Belastung gegenüber der lichtempfindlichen Trommel 21 vermindert wird. Wenn der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 30b aus geschäumtem Material niedrig ist, wenn die elastische Schicht 30b einen Zweischichtaufbau auf dem Metallzylinder 30a mit der dielektrischen Schicht 30C ausbildet, wird die in der dielektrischen Schicht 10c hervorgerufene elektrische Ladung nicht festgehalten oder fließt ab. Daher ist der Volumenwiderstand vorzugsweise relativ hoch. Der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 30b ist ein Übergangswiderstand (ungefähr 10&sup4; - 10¹² X cm).
Da jedoch die elastische Schicht 30b aus organischem Material erzeugt ist, wie z. B. Schaumgummi oder Schaumkunststoff, besteht ein Problem der Instabilität des Volumenwiderstands der elastischen Schicht 30b mit Bezug auf die Umgebungsbedingung.
Wenn der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 30b im oberen Teil des vorstehend beschriebenen Bereichs ist, d. h., wenn er 10¹&sup0; - 10¹² X cm beträgt, ist es möglich, daß die Transferunterlage P an die dielektrische Schicht 30C der Transfertrommel 30 angezogen wird. Jedoch unter der Bedingung niedriger Feuchtigkeit (nicht höher als 40 %) verbleibt eine große Menge der Restladung auf der Transfertrommel 30, nachdem die Transferunterlage P abgetrennt ist. Um daher die nächste Transferunterlage kontinuierlich anzuziehen, ist eine hohe Anziehungsspannung erforderlich, mit dem Ergebnis, daß die Kapazität und die Größe der Energiequelle für die Anziehungswalze 43 übermäßig werden.
Wenn der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 30b im unteren Teil des vorstehend beschriebenen Bereichs ist, d. h. bei 10&sup4; - 10¹&sup0; X cm, verursachen die Anziehungs- und die Entladeoperation unter der Bedingung niedriger Feuchtigkeit kein Problem. Jedoch unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit (nicht weniger als 60 %) geht der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 30b deutlich zurück. In dem Fall des geschäumten Urethanmaterials, welches als die elastische Schicht 30b verwendet wird, beträgt z. B. der Volumenwiderstand 10&sup8; X cm unter der Bedingung 15 ºC und 10 % Feuchtigkeit (niedrige Feuchtigkeit), wobei unter der Bedingung hoher Feuchtigkeit (30 ºC, 80 %) der Volumenwiderstand auf 10³ X cm sinkt. Daher ist es schwierig, die elektrische Ladung, welche für das Anziehen der Transferunterlage P an die Transfertrommel 10 erforderlich ist, in der Isolierschicht 30c zu erzeugen und zu erhalten.
Wenn daher der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 30b relativ niedrig ist (ungefähr 10&sup4; - 10¹&sup0; X cm) , ist es erforderlich, daß die voreilende Kante der Transferunterlage p relativ zu der Drehrichtung der Transfertrommel 30 durch eine Greifeinrichtung 42 ergriffen wird. Die nacheilende Kante der Transferunterlage P ist jedoch infolge der ungenügenden Anziehung von der Transfertrommel 30 beabstandet und dreht sich, während sie mit der Entladeeinrichtung 22, den Trenngreifeinrichtungen 44, der Reinigungseinrichtung 47, der Entladewalze 48, der Anziehungswalze 43 oder dergleichen in Berührung ist, welche um die Transfertrommel 30 herum angeordnet sind, mit dem Ergebnis einer Verzerrung des auf die Transferunterlage P übertragenen Tonerbilds oder der Verunreinigung des Inneren der Bilderzeugungsvorrichtung mit dem Toner.
Wie vorstehend beschrieben, weist die elastische Schicht 30b zwei Funktionen auf,
- das Herbeiführen der leichten Berührung zwischen der lichtempfindlichen Trommel 21 und der Transfertrommel 30 und
- das Anziehen der Transferunterlage P unter Anwendung des Übergangswiderstands jenseits einer bestimmten Größe des Volumenwiderstands zu unterstützen. Um die leichte Berührung zwischen der elastischen Schicht 30b und der lichtempfindlichen Trommel 21 herbeizuführen, weist die elastische Schicht 30b vorzugsweise eine Härte von nicht mehr als 30 Grad (JIS A) und eine Dicke von nicht weniger als 3 mm auf.
Wird jedoch die Dicke der elastischen Schicht 30b bis zu diesem Maß vergrößert, ist die Ladungsbewegungsgeschwindigkeit in der Entladungsoperation insbesondere unter der Be dingung niedriger Feuchtigkeit niedrig. Dann tritt die Entladungsoperation nicht gleichmäßig ein, was dazu führt, daß die elektrische Entladung vor dem Anziehen der nächsten Transferunterlage nicht abgeschlossen ist. Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59636/1976 beschrieben ist, weist die Transferunterlage einen geschichteten Aufbau der Übergangswiderstandsschicht mit mehreren Schichten auf (normalerweise zwei). Daher wird die Ladung leicht in der Transferunterlage festgehalten. Ist die Ladungsbewegungsgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt der Entladung niedrig, ist die Ladung nicht leicht entfembar.
Im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung ist es wünschenswert, daß die erforderliche Anziehungsladung auf dem Transfermaterial-Tragelement der Transfereinrichtung gewährleistet ist, ohne Rücksicht auf die Umgebungsbedingungen, so daß die gute Anziehung des Transfermaterials auf dem Transfermaterial-Tragelement gesichert ist, wodurch die Verzerrung des Tonerbilds auf dem Transfermaterial oder das Verstreuen des Toners infolge der Berührung des abgetrennten Transfermaterials mit den Elementen um die Transfertrommel herum verhindert wird und das Transfermaterial-Tragelement nach dem Abtrennen des Transfermaterials leicht entladen wird.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, um dies zu erreichen, wird nachstehend beschrieben. Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht einer Transfereinrichtung und die benachbarten Teile einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform Die Transfertrommel (Transfermaterial-Tragelement) 40 der Transfereinrichtung 40A dieser Bilderzeugungsvorrichtung weist einen Metallzylinder (Grundelement) 40a auf, eine elektrisch leitfähige, elastische Schicht 40b, eine Übergangswiderstandsschicht 40c und eine dielektrische Schicht 40d. Die anderen Komponenten der Bilderzeugungsvorrichtung sind dieselben wie in der Bilderzeugungsvorrichtung in den Fig. 11 - 13. Daher sind in den Figuren 11 -13 den Elementen mit den entsprechenden Funktionen wie in Fig. 9 dieselben Bezugszeichen zugeordnet, und deren ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung ausgelassen. Mindestens in dem Bereich, welcher das Grundelement trägt, bilden die leitfähige elastische Schicht, die Übergangswiderstandsschicht und die dielektrische Schicht den Schichtaufbau.
In dieser Ausführungsform wird die der Transfertrommel der Transfereinrichtung 40A durch die Zuführwalze 38 zugeführte Transferunterlage P durch die Greifeinrichtung 42 der Transfertrommel 40 an der voreilenden Kante der Transferunterlage P erfaßt. Sie wird durch die Anziehungswalze 43 zur Transfertrommel 40 gedrückt und durch die an der Anziehungswalze 43 anliegende Spannung (max. -4 kV) elektrostatisch an die Oberfläche der Transfertrommel 40 angezogen. Die an die Transfertrommel 4-0 angezogene Transferunterlage P wird durch die Drehung der Transfertrommel 40 gedreht und wird durch die Bildtransferstation mit der lichtempfindlichen Trommel 21 zur Anlage gebracht.
Zwischen der Transfertrommel 40 und der lichtempfindlichen Trommel 21 wird eine Transferspannung von 3,0 kV angelegt, wobei sich die Spannung von 2,0 kV bei jeder Drehung der Transfertrommel 40 um 0,5 kV erhöht, und die vier Farbtonerbilder (der Farben Magenta, Cyan, Yellow und Schwarz) werden von der lichtempfindlichen Trommel 21 in der genannten Reihenfolge einander überlagernd auf die Transferunterlage p übertragen.
Nach dem Abschluß der Vierfarben-Tonerbildübertragung wird die Transferunterlage P durch eine Entladeeinrichtung 22 entladen, welcher eine Gleichspannung von max. 5 kV, vorgespannt mit einer Wechselspannung einer Frequenz von 500 Hz und einer Spitze-Spitze-Spannung Vpp von 12 kV, zugeführt wird. Danach wird die Transferunterlage von der Transfertrommel 40 durch die Trenngreifeinrichtungen 44 abgelöst. Sie wird in die Fixiereinrichtung 45 eingeführt, in welcher das Tonerbild fixiert wird. Dann wird die Transferunterlage nach außerhalb der Bilderzeugungsvorrichtung ausgetragen. In dieser Ausführungsform weist die Transfertrommel 40, wie vorstehend beschrieben, einen elektrisch leitfähigen Metallzylinder 40a, eine leitfähige elastische Schicht 40b,
eine Übergangswiderstandsschicht 40c und eine dielektrische Schicht 40d in der genannten Reihenfolge auf.
In dieser Ausführungsform ist der Metallzylinder 40a ein Aluminiumzylinder mit einer Dicke von 5 mm. Auf dem Metallzylinder 40a ist eine elektrisch leitfähige, elastische Schicht 40b aufgetragen. Die leitfähige, elastische Schicht 40b ist in der Form des elektrisch leitfähigen Schwamms mit einem Volumenwiderstand von nicht mehr als 10³ X cm, einer Dicke von 3 - 3,5 mm und einer Härte von nicht mehr als 30 Grad. Die dielektrische Schicht 40d ist nicht in enger Berührung mit der Übergangswiderstandsschicht 40c und auch nicht mit ihr verbunden. Es ist PVDF-(Polyvinylidenfluorid)- Folie mit einem Volumenwiderstand von 10¹&sup4; X cm und einer Dicke von 75 µm, welche auf der Übergangswiderstandsschicht 40c angeordnet ist. Die dielektrische Schicht weist einen Volumenwiderstand von vorzugsweise 10¹³ - 10¹&sup6; X cm auf.
Die Übergangswiderstandsschicht 40c weist einen Volumenwiderstand von ungefähr 10&sup8; - 10¹&sup4; X cm auf, d. h., einen Übergangsvolumenwiderstand, welcher größer als der Volumenwiderstand der leitfähigen, elastischen Schicht ist und kleiner als der Volumenwiderstand der dielektrischen Schicht ist. Die Übergangswiderstandsschicht 40c ist in enger Berührung mit der leitfähigen, elastischen Schicht 40b oder mit der leitfähigen, elastischen Schicht 40b verbunden. Sie wird in dieser Ausführungsform durch ein Sprühverfahren auf der leitfähigen, elastischen Schicht 40b erzeugt. Die Übergangswiderstandsschicht 40c in dieser Ausführungsform ist durch Verteilen von Titanoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 - 0,5 µm und Auflösen von Kunstharzmaterial, wie z. B. Butyralharz, Acrylharz, Phenolharz, Nylonharz, Polyesterharz oder dergleichen, in einem organischen Lösungsmittel, durch Kneten, Dispergieren und durch Auftragen der dispergierten Flüssigkeit mit der Sprühpistole auf der elastischen Schicht 40b mit einer Dicke von 10 - 100 µm hergestellt worden.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel wird die Übergangswiderstandsschicht 40c dieser Ausführungsform durch Aufsprühen einer dispergierten Flüssigkeit, welche 20 % Titanoxid, 5 % Butyralharz, 75 % MEK (Methylethylketon) (Gew.-%) aufweist, auf die elastische Schicht 40b und durch das Trocknen an der Luft erzeugt.
In einer solchen Transfertrommel 40 wird die elektrische Ladung, welche in der dielektrischen Schicht 40d durch die Anziehungsspannung erzeugt ist, welche an die Anziehungswalze 43 angelegt ist, in der Übergangswiderstandsschicht 40c festgehalten, so daß die Anziehung der Transferunterlage P an die Oberfläche der Transfertrommel 40 begünstigt wird. Da die Übergangswiderstandsschicht 40c einen hohen Anteil anorganisches Material (Titanoxid, TiO&sub2;) aufweist, ist der Volumenwiderstand gegenüber der Änderung der Umgebungsbedingung beständig. Die Änderung des Volumenwiderstands der Übergangswiderstandsschicht 40c betrug 10¹² X cm unter der Bedingung von 15 ºC und 10 % relativer Luftfeuchtigkeit und betrug 10¹¹ X cm unter der Bedingung von 32,5 ºC und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit.
Somit ist die Widerstandsänderung der Übergangswiderstandsschicht 40c dieser Ausführungsform sehr gering mit Bezug auf die Änderung der Umgebungsbedingung im Vergleich zu der Volumenwiderstandsänderung der elastischen Schicht 30b mit dem Übergangswiderstand in der in Fig. 11 gezeigten Transfertrommel 30. Daher ist es möglich, daß die Transferunterlage P bei Änderung der Umgebungsbedingung zuverlässig an die Transfertrommel 40 angezogen wird. Die Trennung von und die Berührung mit dem anderen Element der Transferunterlage P kann verhindert werden, und daher sind die resultierende Tonerbildverzerrung und das Verstreuen des Toners verhinderbar. Daher kann erfindungsgemäß ein Bild hoher Qualität erzeugt werden.
In den Ausführungsformen der Fig. 11 und der Fig. 12 wird die elastische Schicht 30b veranlaßt, zwei Funktionen auszuführen, nämlich das Herbeiführen der leichten Berührung zwischen der Transfertrommel 40 und der lichtempfindlichen Trommel 21 und das Festhalten der Anziehungsladung. Gemäß der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform werden durch das Anordnen der leitfähigen, elastischen Schicht 40b und der Übergangswiderstandsschicht 40c darauf die beiden Funktionen getrennt. Das heißt, das Herbeiführen der leichten Berührung zwischen der Transfertrommel 40 und der lichtempfindlichen Trommel 21 ist der elastischen Schicht 40b zugewiesen, und die Übergangswiderstandsschicht 40c wirkt dahingehend, die Anziehungsladung bei der Anziehungsoperation der Transferunterlage P festzuhalten. Da der Volumenwiderstand der elastischen Schicht 40b niedrig ist, tritt die elektrische Entladungsoperation gleichmäßig ein.
In dieser Ausführungsform sind die Übergangswiderstandsschicht 40c und die dielektrische Schicht 40d nicht in enger Berührung oder Verbindung. Dadurch wird dazwischen eine Luftschicht ausgebildet. Deshalb wird die durch das Anlegen der Anziehungsspannung an der Anziehungswalze 43 erzeugte elektrische Ladung in der Luftschicht festgehalten, so daß die elektrischen Ladungen, welche die entgegengesetzten Polaritäten aufweisen, auf der Seite der dielektrischen Schicht 40d und auf der Seite der Übergangswiderstandsschicht 40c der Luftschicht erhalten bleiben. Wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, ist der Spalt zwischen der Übergangswiderstandsschicht und der Isolierschicht vorzugsweise nicht kleiner als 10 µm.
Während der Entladungsoperation wird die Entladewalze 48 zu der Transfertrommel 40 hin gedrückt, und die elastische Schicht 40b sowie die übergangswiderstandsschicht 4º0 werden zusammengedrückt, und in diesem Zustand wird die Entladewalze 48 mit einer Entladespannung versorgt. Durch dieses Vorgehen werden die elektrischen Ladungen entgegengesetzter Polarität, welche entlang der Luftschicht an der Grenze zwischen der Übergangswiderstandsschicht 40c und der dielektrischen Schicht 40d vorliegen, gegenseitig neutralisiert, so daß die elektrischen Ladungen aufgehoben werden. In anderen Worten, durch den engen Kontakt zwischen der elastischen Schicht 40b mit niedrigem Volumenwiderstand und der Übergangswiderstandsschicht 40c wird die elektrische Entladung begünstigt.
Tabelle 1 zeigt eine Spannung, welche von der Restladung auf der Transfertrommel nach der Entladungsoperation in jedem Aufbau dieser in Fig. 9 und Fig. 11 gezeigten Ausführungsformen ansteigt. Es wird deutlich, daß die Restladung auf der Transfertrommel gemäß dieser Erfindung gegenüber dem in Fig. 11 gezeigten Aufbau wesentlich vermindert ist. Tabelle 1
Nachstehend wird eine andere Ausführungsform der Transfertrommel beschrieben. Um in dieser Ausführungsform die Dielektrizitätskonstante der Übergangswiderstandsschicht 40c der Transfertrommel 40 in Fig. 9 weiter zu erhöhen, wird Bariumtitanat in der Übergangswiderstandsschicht 40c dispergiert. Die übergangswiderstandsschicht 40c dieser Ausführungsform weist 15 % Titanoxid, 20 % Bariumtitanat, 5 % Butyralharz und 60 % EMK (Gew.-%) auf. Die durchschnittliche Teilchengröße des Bariumtitanats betrug 1 - 5 µm.
In dieser Ausführungsform wird die Dielektrizitätskonstante der Übergangswiderstandsschicht 40c weiter erhöht, so daß die Ladungsspeichermenge ansteigt und daher die Anziehung der Transferunterlage P an die Transfertrommel 40 erhöht wird.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Wirkungen waren am deutlichsten, wenn der Anteil des Bariumtitanats 10 - 30 % betrug. Ist er geringer als 10 % ist, reicht die vorteilhafte Wirkung nicht aus. Wenn sie größer als 30 % ist, verbleibt die elektrische Restladung auf der Transfertrommel 40, selbst wenn die Transfertrommel 40 durch die Entladewalze 48 entladen wird, nachdem die Transferunterlage P abgetrennt ist.
Eine weitere Ausführungsform der Transfertrommel wird nachstehend beschrieben.
Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht einer Transfereinrichtung und dazugehörige Teile in der Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist die Transfertrommel 40 einen Metallzylinder 40a auf, eine darauf angeordnete elektrisch leitfähige, elastische Schicht 40b des leitfähigen Schwamms, eine Übergangswiderstandsschicht in der Form einer Übergangswiderstandsunterlage, welche darauf mit elektrisch leitfähigem Klebstoff 40e angeklebt ist, und eine darauf angeordnete dielektrische Schicht 40d aus PVDF-Folie.
Die leitfähige, elastische Schicht 40b weist einen Volumenwiderstand von nicht mehr als 10³ X cm und eine Dicke von 3,5 mm auf. Der leitfähige Klebstoff 40e weist einen Volumenwiderstand von 10³ X cm oder weniger und eine Dicke von 10 µm auf.
Die Übergangswiderstandsunterlage bildet die Ubergangswiderstandsschicht 40c aus, welche ein Kunstharz, wie z. B. Polyesterharz oder Fluorharz oder dergleichen aufweist, in welchem 20 - 40 % anorganisches Material, wie z. B. Titanoxid, Zinnoxid, Zinkoxid oder dergleichen, dispergiert ist. Deren Volumenwiderstand wird auf 10&sup8; - 10¹&sup4; X cm eingestellt.
Mit der Transfertrommel 40, welche eine solche Übergangswiderstandsschicht 40c aufweist, kann die Transferunterlage p, ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, elektrostatisch angezogen und auf der Transfertrommel 40 mit ausreichender Anziehungskraft gehalten werden. Selbst nach dem Entladen der Transfertrommel 40 nach dem Abtrennen der Transferunterlage P nach dem Tonerbildtransfer ist die elektrische Restladung auf der Transfertrommel 40 niedrig, so daß ein Farbbild hoher Qualität herstellbar ist.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, besteht der wichtige Punkt dieser Ausführungsform darin, daß die Isolierschicht 40d und die Übergangswiderstandsschicht 40c nicht im engen Kontakt sind oder miteinander verbunden sind, aber die Übergangswiderstandsschicht 40c und die elastische Schicht 40b miteinander verbunden sind oder sich im engen Kontakt befinden. Durch das Anordnen der dielektrischen Schicht 40d in der Form der Isolierfohe, wie z. B. aus PVDF oder dergleichen Folie, welche um die Übergangswiderstandsschicht 40c herum angeordnet ist, wird eine winzige Luftschicht zwischen der dielektrischen Schicht 40d und der übergangswiderstandsschicht 40c ausgebildet. Besonders während der Entladungsoperation wird die Entladewalze 48 an die Transfertrommel 40 gedrückt, während die Entladespannung angelegt ist, wodurch die elektrischen Ladungen entgegengesetzter Polarität auf der Seite der dielektrischen Schicht 40d und der Seite der übergangswiderstandsschicht 40c durch die dazwischen befindliche Luftschicht abgeschwächt werden, so daß das Entladen begünstigt wird. Daher kann die Vorbereitung der nächsten Anziehungs- und Transferoperation schnell ausgeführt werden. Da die elastische Schicht 40b mit niedrigem Volumenwiderstand und die übergangswiderstandsschicht 40c im engen Kontakt oder miteinander verbunden sind, wird die elektrische Entladung der Transfertrommel 40 wesentlich erleichtert.
Die Bilderzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist mit einer Prozeßkassette, nachstehend als Arbeitseinheit bezeichnet, verwendbar, welche z. B. im USA-Patentdokument Nr. 5 414 493 beschrieben ist. Die Arbeitseinheit kann mindestens eine lichtempfindliche Trommel (Bildtragelement) und andere Bearbeitungseinrichtungen aufweisen, z. B. eine Entwicklungsvorrichtung, Entwicklungseinrichtungen, Reinigungseinrichtungen und/oder Ladeeinrichtungen. Da die Lebensdauer der Transfertrommel dieser Erfindung viel länger als die Lebensdauer der herkömmlichen Transfereinrichtung ist, welche eine die Öffnung eines zylindrischen Transfermaterial-Trag elements abdeckende dielektrische Unterlage aufweist, ist die Transfertrommel dieser Erfindung zur Verwendung mit der Arbeitseinheit geeignet, weil die Transfertrommel eher in der Hauptbaugruppe der Bilderzeugungsvorrichtung als in der Arbeitseinheit angeordnet werden kann, welche vorzugsweise die Elemente mit kurzer Lebensdauer aufweist.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die beschriebenen Einzelheiten begrenzt, vielmehr sind Abwandlungen und Abänderungen nahegelegt, die jedoch als in den Rahmen der folgenden Ansprüche fallend anzusehen sind.

Claims

1. Bilderzeugungsvorrichtung, welche aufweist:

- ein Bildtragelement (3, 21),

- eine Bilderzeugungseinrichtung (4-9, 23, 24, 31-35) zum Erzeugen eines Tonerbilds auf dem Bildtragelement (3, 21)

- ein Transfermaterial-Tragelement (13, 40) zum elektrostatischen Tragen eines Transfermaterials (P), wobei das Tonerbild elektrostatisch auf das Transfermaterial übertragen wird, welches auf dem Transfermäterial-Tragelement (13, 40) getragen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das Transfermaterial- Tragelement (13, 40) eine dielektrische Schicht (12, 40d) aufweist, welche das Transfermaterial trägt, und ein Tragelement ((10 und 11) oder (40a, 40b und 40c)) zum Tragen der dielektrischen Schicht (12, 40d), wobei die dielektrische Schicht (12, 40d) mit dem Tragelement ((10 und 11) oder (40a, 40b und 40c)) in Berührung ist, teilweise mit einem dazwischen befindlichen Luftspalt (12A)

2. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Tragelement (10 und 11) eine elastische Schicht (11) zum Tragen der dielektrischen Schicht (12) und ein elektrisch leitfähiges Tragelement (10) zum Tragen der elastischen Schicht (11) aufweist.

3. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die elastische Schicht (11) aus einem Schaummaterial hergestellt ist.

4. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht (12, 40d) und das Tragelement ((10 und 11) oder (40a, 40b und 40c)) mit Bezug zueinander nicht fest angeordnet sind.

5. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die dielektrische Schicht (12) und die elastische Schicht (11) mit Bezug zueinander nicht fest angeordnet sind.

6. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Luftspalt nicht kleiner als 10 µm ist.

7. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die elastische Schicht (11) einen Volumenwiderstand von 10&sup4;10¹² - 10¹&sup7; X cm und eine Dicke von 0,5 mm bis 5 cm aufweist.

8. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch lf wobei die dielektrische Schicht (12, 40d) einen Volumenwiderstand von 10¹² - 10¹&sup7; X cm aufweist.

9. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht (12, 40d) einen Volumenwiderstand aufweist, welcher größer als der Volumenwiderstand des Tragelements ist.

10. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die dielektrische Schicht (12) einen Volumenwiderstand aufweist, welcher größer als der Volumenwiderstand der elastischen Schicht (11) ist.

11. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Tragelement eine übergangswiderstandsschicht (40c) zum Tragen der dielektrischen Schicht (40d), eine elastische Schicht (40b) zum Tragen der Übergangswiderstandsschicht (40c) und ein elektrisch leitfähiges Grundelement (40a) zum Tragen der elastischen Schicht aufweist.

12. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die dielektrische Schicht (40b) aus einem Schaummaterial hergestellt ist.

13. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die dielektrische Schicht (40d) und die Übergangswiderstandsschicht (40c) mit Bezug zueinander nicht fest angeordnet sind.

14. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die elastische Schicht (40b) einen Volumenwiderstand von nicht mehr als 10&sup4; X cm aufweist.

15. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Übergangswiderstandsschicht (40c) einen Volumenwiderstand von 10&sup8; - 10¹&sup4; X cm und eine Dicke von 10 - 100 µm aufweist.

16. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die dielektrische Schicht (40d) einen Volumenwiderstand von 10¹³ - 10¹&sup6; X cm aufweist.

17. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Transfermaterial-Tragelement (40) einen elektrisch leitfähigen Klebstoff zwischen der elastischen Schicht (40b) und der Übergangswiderstandsschicht (40c) aufweist.

18. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, 15 oder 16, wobei die dielektrische Schicht (40d) einen Volumenwiderstand aufweist, welcher größer als der Volumenwiderstand der Übergangswiderstandsschicht (40c) ist.

19. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dem Tragelement ((10 und 11) oder (40a, 40b und 40c)) während der Bildtransferoperation eine Spannung zugeführt wird.

20. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welche ferner eine Anziehungseinrichtung (16, 43) zum elektrostatischen Anziehen des Transfermaterials an das Transfermaterial-Tragelement (13, 40) vor der Bildtransferoperation aufweist.

21. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 20, welche ferner eine Entladeeinrichtung (48) zum elektrischen Entladen des Transfermaterial-Tragelements (13, 40) nach der Bildtransferoperation aufweist.

22. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Tonerbildern auf dem Bildtragelement (3, 21) erzeugt wird und die Vielzahl von Farbbildern nacheinander in Überdeckung auf das auf dem Transfermaterial-Tragelement (13, 40) getragene Transfermaterial übertragen wird.

23. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, ein Vollfarbenbild auf dem Transfermaterial zu erzeugen.

24. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung eine Arbeitseinheit mit dem Bildtragelement und mindestens eine der Bilderzeugungseinrichtungen aufweist.

25. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, 14, 15, 16 oder 18, wobei die Übergangswiderstandsschicht (40c) einen Volumenwiderstand aufweist, welcher größer als der Volumenwiderstand der elastischen Schicht (40b) ist.

26. Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 5, wobei die dielektrische Schicht in der Form einer Unterlage ist.