DE10059138A1 - Trennmittelzufuhrsystem für die Verwendung in Druckern - Google Patents

Abstract

Ein Trennmittelzufuhrsystem für ein elektrophotographsiches Druckverfahren verwendet eine Bahn (16), die ein Vliestextilmaterial ist, das im wesentlichen aus Sub-Denier-Fasern besteht. Das Trennmittelzufuhrsystem, welches das Textilmaterial verwendet, das vorwiegend aus Sub-Denier-Fasern besteht, erzeugt ein feineres Ölflußmuster, das eine verbesserte Druckqualität durch verringerte mikroskopische Schlierenbildung bietet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Trennmittelzufuhrsystem für die Verwendung in einem elekt­ rophotographischen Druckverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer (ungewebten) Vlies-Textilbahn für die Verwendung als Trennmittelzufuhr­ vorrichtung in einem Trennmittelzufuhrsystem. Genau ausge­ drückt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer thermisch gebundenen Vlies-Textilbahn von im wesent­ lichen Sub-Denier-Fasern in einem Trennmittelzufuhrsystem. Die Verwendung der Textilbahn aus Sub-Denier-Fasern stellt sehr feine Trennmittelflußmuster bereit, die eine stark verbesserte Druckqualität durch verringerte mikroskopische Schlierenbildung des Trennmittels bieten.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Bei dem elektrostatischen Druckverfahren wird ein latentes elektrostatisches Bild auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet, wobei das Bild nachfolgend sichtbar gemacht wird, indem elektrostatische Markierungspartikel verwendet werden, die typischerweise als Toner bezeichnet werden. Das sichtbare Bild, das durch die Tonerpartikel gebildet wird, wird daraufhin von dem lichtempfindlichen Element auf ein Blatt Papier übertragen, wobei die Tonerpartikel nachfol­ gend auf dem Papier fixiert werden.

Um die Tonerpartikel auf dem Papier durch Hitze dauerhaft zu fixieren oder auf das Papier zu schmelzen, wird die Temperatur der Tonerpartikel bis zu einem Punkt erhöht, bei dem sich die Bestandteile des Toners vereinigen und klebrig werden. Dadurch fließt der Toner bis zu einem gewissen Grad in die Fasern oder Poren des Papiers. Wenn sich der Toner abkühlt, wird der Toner fest, wodurch der Toner fest mit dem Papier verbunden wird.

Ein Verfahren, die Tonerpartikel thermisch auf dem Papier zu schmelzen, besteht darin, das Papier mit den darauf befindlichen Tonerpartikeln durch ein Paar gegenüberlie­ gender Walzen laufen zu lassen, wobei mindestens eine Walze von innen beheizt ist. Während des Betriebes eines Schmelz­ systems dieser Art wird das Papier, an dem die Tonerparti­ kel elektrostatisch haften, durch den Spalt bewegt, der zwischen den beiden Walzen gebildet ist, wobei die Toner­ partikel die beheizte Schmelzwalze berühren, um die Toner­ partikel innerhalb des Spalts dadurch zu erwärmen. Typi­ scherweise enthalten diese Schmelzsysteme zwei Walzen, die Schmelzwalze und die Druckwalze. Die Schmelzwalze ist typischerweise mit einem nachgiebigen Material beschichtet, wie beispielsweise Silikongummi, Niederoberflächenenergie- Elastomeren oder Polytetrafluorethylen-Harz (PTFE-Harz), das bei E. I. DuPont De Nemours unter dem Handelsnamen TEFLON erhältlich ist. Ein Nachteil dieser Schmelzsysteme des Stands der Technik besteht darin, daß ein Teil der Partikel, welche das auf das Papier zu übertragende Bild formen, oft von der beheizten Schmelzwalze zurückgehalten werden, anstatt die Oberfläche des Papiers zu durchdringen, da die Tonerpartikel mittels Hitze klebrig gemacht werden. Dieser klebrige Toner klebt oft an der Oberfläche der Schmelzwalze und lagert sich dann auf dem nachfolgenden Papier oder auf der entsprechenden Druckwalze ab. Die Ablagerung von Toner auf dem nachfolgenden Papier ist als "Verschiebung" oder "Offsetting" bekannt. Verschiebung ist ein unerwünschtes Phänomen, das die Schärfe und die Quali­ tät des unmittelbaren Drucks mindert sowie die nachfolgen­ den Drucke mit Toner beschmutzt.

Um die Tonerverschiebungsprobleme zu mildern, werden übli­ cherweise Trennmittel verwendet, wie beispielsweise Sili­ konöle, die auf die Oberfläche der Schmelzwalze aufgetragen werden, um als Tonertrennmaterial zu wirken. Diese Toner­ trennmittel weisen eine relativ niedrige Oberflächenenergie auf und sind für die Verwendung in der Umgebung der beheiz­ ten Schmelzwalze geeignet. In der Praxis wird eine dünne Schicht aus Silikonöl auf die Oberfläche der beheizten Schmelzwalze aufgetragen, um eine Grenzfläche zwischen der Oberfläche der Schmelzwalze und den Tonerpartikeln zu bilden, die sich auf dem Trägermaterial oder dem Papier befinden. Auf diese Weise wird den Tonern, die durch den Schmelzspalt laufen, eine leicht trennbare Schicht niedri­ ger Oberflächenenergie geboten, wodurch verhindert wird, daß Toner an der Oberfläche der Schmelzwalze haften bleibt.

Es wurden zahlreiche Systeme verwendet, um der Schmelzwalze Tonertrennmittel, wie beispielsweise Silikon, zuzuführen. Diese Systeme enthalten typischerweise ein Textilmaterial als Trennmittelfluid- oder Ölhalte- und -Zufuhrmedium. Diese Textilien spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle, da sie als Schmelzwalzenreinigungsmechanismus verwendet wer­ den. Bei jeder Umdrehung der Schmelzwalze können einige Tonerpartikel, die sich nicht abgelöst haben, an der Ober­ fläche der Schmelzwalze verbleiben. Diese nicht abgelösten Tonerpartikel werden daraufhin in den Zwischenräumen der Textilfasern eingefangen, wenn sich das Textilmaterial im Verhältnis zur rotierenden Schmelzwalze bewegt.

Ein häufiger verwendetes Textilmaterial in elektrophoto­ graphischen Druckmaschinen ist als thermisch gebundenes Vliestextilmaterial bekannt. Andere Textilien umfassen solche, die als spinngebundene Vliesmaterialien oder hydro­ verfilzte Vliesmaterialien bekannt sind. Viele der Texti­ lien, die in elektrophotographischen Druckmaschinen verwen­ det werden, sind typischerweise mit einem gewissen Gehalt an Polyesterfasern und Aramidfasern hergestellt. Manchmal sind diese Materialien auch aus Imid, Polyphenylensulfid (PPS), PTFE und Viscose-Rayonfasern hergestellt. Die Texti­ lien werden typischerweise mit einem Silikonöl getränkt, wie beispielsweise solche, die bei der Dow Corning Corpora­ tion erhältlich sind. Viele dieser mit Silikonöl getränkten Textilien werden bei BMP America Incorporated, mit Sitz in Medina, New York und Portland, Oregon oder bei BMP Europe Limited, mit Sitz in Accrington, Lancashire, Vereinigtes Königreich, hergestellt.

Obgleich diese mit Öl getränkten Textilmaterialien den Anforderungen der meisten Anwendungen gerecht werden, erfordern einige Anwendungen eine verbesserte Bildqualität. Bei den Bestrebungen, einen elektrophotographischen Druck der Bildqualität einer traditionellen, mit Silberhalogenid entwickelten Photographie anzunähern, ist auf dem heutigen Markt jeder Schritt in Richtung einer verbesserten elektro­ photographischen Druckqualität entscheidend. Bestimmte Bild- oder Druckqualitätsfragen bestehen bei den gegenwär­ tig verwendeten Textilmaterialien nach wie vor. Unter den meisten Bedingungen erzeugen gegenwärtige Textilmaterialien Silikonölflußmuster auf der Schmelzwalze, wobei diese Ölflußmuster hohen, niedrigen und leeren Bereichen der Textilfasern entsprechen. Diese Ölflußmuster werden auf dem Umfang der Schmelzwalze positioniert, wobei hohe Ölfluß­ muster den leeren Bereichen der Textilfasern entsprechen und niedrige Ölflußmuster den hohen Faserbereichen der Textilmaterialien entsprechen. Diese mikroskopischen Öl­ schlieren werden auf die bedruckte Seite übertragen, wo­ durch mikroskopische Bildvariationen erzeugt werden. Diese mikroskopischen Bildvariationen treten in Form von Linien auf, die abwechselnd ein glänzendes und mattes Aussehen haben. Das Aussehen eines Bildes wird durch die Kombination des Trägertyps erzeugt, d. h. Papier, Transparenz, Papierma­ terial, Tonerart, Druckverfahren und Ölmenge. Blätter, die mit schwerem Öl ge- oder bedruckt sind, weisen ein glänzen­ des Aussehen auf, Blätter, die mit leichtem Öl bedruckt sind, weisen ein mattes Aussehen auf und Blätter, die mit nicht einheitlichem Öl bedruckt sind, weisen ein unregelmä­ ßiges Aussehen auf, was das Ergebnis von abwechselnden, glänzenden und matten Bereichen ist. Dieses unregelmäßige Aussehen ist bei bedruckten Blättern sehr unerwünscht. Wenn diese unregelmäßigen Bereiche kleiner werden, sind sie schwieriger zu erkennen. Jeder Schritt dahingehend, ihre Größe zu verringern, ist ein Schritt in Richtung einer Verbesserung der Druckqualität.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trenn­ mittelzufuhrsystem für die Verwendung in einem elektropho­ tographischen Drucker zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vliestextilmaterialbahn zu schaffen, die als Trennmit­ telzufuhrvorrichtung geeignet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine thermisch gebundene Vliestextilbahn aus im wesentli­ chen Sub-Denier-Fasern zu schaffen, die als Trennmittel­ zufuhrvorrichtung verwendet werden kann.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trennmittelzufuhrbahn zu schaffen, die ein un­ gleichmäßiges Aussehen auf gedruckten Blättern verringert.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Trennmittelzufuhrsystem zu schaffen, das ein feine­ res, gleichmäßigeres Umfangstrennmittelmuster auf der Schmelzwalze eines elektrophotographischen Druckers bietet.

Die obigen Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Trenn­ mittelzufuhrsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Zuführen von Trennmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Schmelzwalze das Trennmittel mittels einer thermisch gebundenen Vliestextil­ bahn aus im wesentlichen Sub-Denier-Fasern zugeführt. Diese Sub-Denier-Fasern bieten eine stark verbesserte Gleichför­ migkeit des Trennmittels, das der Oberfläche der Schmelz­ walze zugeführt wird. Anstelle von abwechselnden sichtbaren Bereichen von mattem und glänzendem Aussehen auf dem Druck hat die Zufuhr des Trennmittels mittels der (ungewebten) Vliestextilbahn mit im wesentlichen Sub-Denier-Aussehen gemäß der vorliegenden Erfindung ein deutlich gleichmäßige­ res Muster der Trennmittelzufuhr zur Schmelzwalze zum Ergebnis. Dieses gleichmäßigere Trennmittelzufuhrmuster hat ein deutlich gleichmäßigeres Aussehen des resultierenden Drucks zum Ergebnis.

Die Sub-Denier-Fasern der Vliestextilbahn, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bilden ein Textil­ material mit einer feineren topographischen Oberfläche. Die Oberfläche des Textilmaterials wird in einer mit Öl gefüll­ ten Umgebung an der Oberfläche der Schmelzwalze entlangge­ zogen. Die feinere topographische Oberfläche des Textilma­ terials bietet ein feineres Umfangsölmuster oder ein Muster mit einer dünneren Bandbreite auf der Oberfläche der Schmelzwalze. Wenn der Toner auf das Blatt geschmolzen wird, wird das Öl, das sich auf der Schmelzwalze befindet, in das Blatt aufgesogen. Die Textilbahn, die bei der vor­ liegenden Erfindung verwendet wird, ermöglicht ein deutlich feineres Ölmuster mit einer deutlich dünneren Bandbreite, das in das Blatt aufgesaugt werden muß.

Eine feinere Breite und daher ein gleichmäßigeres Ölmuster, das in das be- oder gedruckte Blatt aufgesaugt wird, erhöht die Qualität des gedruckten Bildes erheblich, indem die individuelle Streifenbreite der abwechselnd glänzen­ den/matten/glänzenden/matten Bereiche auf dem gedruckten Blatt verringert wird. Die Verringerung der Größe der individuellen Streifenbreite der abwechselnd glänzen­ den/matten/glänzenden/matten Bereiche führt zu einem ein­ heitlicheren Aussehen auf dem gedruckten Blatt. Die Auswir­ kungen der vorliegenden Erfindung sind am besten bei Voll­ farbdrucken sichtbar. Diese Verbesserungen sind bei einem elektrophotographischen Druck insbesondere bei dem stets schneller werdenden Wettlauf zur Erzielung einer traditio­ nellen photographischen Qualität oder Silberhalogenid- Qualität wichtig.

Um diese Ziele anzustreben, verwendet die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform eine Textilbahn aus im wesentlichen Sub-Denier-Fasern, wobei die Bahn ein Gewicht im Bereich von 10 bis 150 Gramm/Quadratmeter aufweist und aus mehr als 50% Fasern besteht, die eine Sub-Denier-Größe aufweisen. Die Textilbahn kann durch thermisches Binden, Spinnbinden, Nadelverfilzen, Schmelzblasen oder Hydrover­ filzen hergestellt werden. Das Textilmaterial wird mit Trennmittel, das typischerweise Silikonöl ist, bis zu einem Grad von 2,5 bis 250 Gramm/Quadratmeter getränkt. Das resultierende Trennmittelzufuhrsystem bietet als Ergebnis der bedeutend verbesserten Gleichförmigkeit des Tonertrenn­ mittelflußmusters, das auf die Schmelzwalze aufgetragen wird, eine erheblich verbesserte Druckqualität. Die vorlie­ gende Erfindung ist ein wesentlicher Fortschritt in der Technik.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die neuartigen Eigenschaften des Trennmittelzufuhr­ systems für elektrophotographische Drucker gemäß der vor­ liegenden Erfindung insbesondere in den beigefügten Ansprü­ chen dargelegt werden, kann ein völliges und vollständiges Verständnis der Erfindung erlangt werden, indem auf die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezug genommen wird, die im folgenden erläutert werden und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei:

Fig. 1 ein seitlicher Aufriß einer Trennmittelzufuhrvor­ richtung ist, die ein Vliestextilmaterial für die Zufuhr eines Trennmittels gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 2 eine obere Draufsicht eines Druckes ist, dessen Toner teilweise geschmolzen ist und abwechselnd matte und glänzende Bereiche aufweist;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 ist und das Bild zeigt, das aus der Verwendung einer Faserbahn mit einem groben Denier resultiert;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 und Fig. 3 ist und das Bild zeigt, das aus der Verwendung einer Faserbahn mit einem feinen Denier gemäß der vorliegenden Er­ findung resultiert;

Fig. 5 eine Abtastelektronenmikroskopphotographie (SEM- Photographie) einer Faserbahn mit einem Sub-Denier von 0% gemäß dem Stand der Technik ist;

Fig. 6 eine Abtastelektronenmikroskopphotographie (SEM- Photographie) einer Faserbahn mit einem Sub-Denier von 100% ist, die in dem Trennmittelzufuhrsystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist;

Fig. 7 eine Abbildung eines Tonerstaubtestdrucks eines Druckers ist, der mit einer Faserbahn mit einem Sub-Denier von 100% gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ausgestattet ist;

Fig. 8 eine Abbildung eines Tonerstaubtestdrucks eines Druckers ist, der mit einer Faserbahn mit einem Sub-Denier von 0% gemäß dem Stand der Technik aus­ gestattet ist;

Fig. 9 eine graphische Normalverteilungsdarstellung der Breite der Staubtestlinien eines Druckers ist, der mit einem Trennmittelzufuhrsystem ausgestattet ist, das eine Faserbahn mit einem Sub-Denier von 100% gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet; und

Fig. 10 eine graphische Normalverteilungsdarstellung der Breite der Staubtestlinien eines Druckers ist; der mit einem Trennmittelzufuhrsystem ausgestattet ist, das eine Faserbahn mit einem Sub-Denier von 0% ge­ mäß dem Stand der Technik verwendet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist zunächst eine Trennmittel­ zufuhrvorrichtung zu sehen, die bei dem Vliestextilbahn- Trennmittelzufuhrsystem der vorliegenden Erfindung verwend­ bar ist. Eine nicht benutzte Vliestextilbahn-Zufuhrspule 10, die mit Trennmittel getränkt ist, und die in der elekt­ rophotographischen Druckindustrie als "Zufuhrspule" be­ zeichnet wird, ist gezeigt. Eine gegenüberliegende Spule 12, die als Aufnahmespule bezeichnet wird, wird verwendet, um den benutzten Abschnitt einer Vliestextilbahn 16, die mit Trennmittel getränkt ist und die von der Zufuhrspule 10 zugeführt wird, aufzunehmen. Ein Kassettengehäuse 14, das typischerweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt ist, dient als mechanische Stütze für die Bahnbaugruppe 10, 12 und 16. Die mit Trennmittel getränkte Bahn 16 wird von einer Druckwalze 20 komprimiert, die von einer Feder 18 in Kontakt mit der Bahn 16 gedrückt wird und die das Trennmit­ tel aus der Bahn 16 heraus auf die Schmelzwalze 22 drückt, genauer ausgedrückt auf eine Oberfläche 24 der Schmelzwalze 22. Ein Blatt 26 mit ungeschmolzenem Toner tritt in einen Spaltpunkt zwischen der Schmelzwalze 22 und einer Druck­ walze 28 ein und kommt aus diesem Spaltpunkt als gedrucktes Blatt mit geschmolzenem Toner 30 heraus. Der Toner 30 wird aufgrund des ausgeübten Drucks und der Temperaturaussetzung an dem Spaltpunkt zwischen der Schmelzwalze 22 und der Druckwalze 28 auf das gedruckte Blatt aufgeschmolzen. Resttoner 32 wird daraufhin auf die Schmelzwalze 22 über­ tragen und auf die Oberfläche der Bahn 34 der mit Trennmit­ tel getränkten Bahn 16 übertragen, die die Oberfläche 24 der Schmelzwalze 22 berührt.

Wie in Fig. 2, welche eine Ansicht der Schmelzwalze 22 von einem Spaltpunkt 36 zwischen der Bahn 16 und der Schmelz­ walze 22 aus in Richtung des Papiers oder eines ähnlichen Trägermaterials 38 zeigt, dargestellt ist, besteht ein Bild 40, wie beispielsweise der Großbuchstabe T, aus 50% unge­ schmolzenem Toner 26 und aus 50% geschmolzenem Toner 30. Der ungeschmolzene Toner 26, der sich auf dem Papier 38 befindet, tritt in den Schmelzbereich ein, und der ge­ schmolzene Toner 30 auf dem Papier 38 kommt aus dem Schmelzbereich heraus. Der geschmolzene Toner 30 ist als abwechselnd schwarze und graue Streifen dargestellt, um das abwechselnd glänzende und matte Aussehen hervorzuheben, das bei vielen elektrophotographischen Drucken visuell erfaßt werden kann. Resttoner 32 wird auf der Schmelzwalze 22 in Richtung des Spaltpunkts 36 der Bahn befördert. An dem Spaltpunkt 36 der Bahn wird der Resttoner 32 entfernt, und es wird Trennmittel auf der Schmelzwalze 22 abgelagert. Umfangsfließmuster 42 des Trennmittels sind durch schwarze und weiße Streifen dargestellt und sind tatsächlich Strei­ fen von hoher und niedriger Trennmittelkonzentration, die durch niedrige und hohe Punkte in der topographischen Oberfläche der Vliestextilbahn 16, die mit Trennmittel getränkt ist, erzeugt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft die Minimierung oder Verkleinerung der Größe des Umfangstrennmittelflußmusters 42.

In Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2 dargestellt, die ein zu 50% geschmolzenes Bild des Großbuchstabens T zeigt, das unter Verwendung eines Textilmaterials des Stands der Technik mit einem gröberen Denier als Trennmittel­ zufuhrvorrichtung erzeugt wurde, wodurch ein grobes Trenn­ mittelflußmuster 42 erzeugt wird, das durch grobe schwarze und weiße Streifen dargestellt ist. Wiederum sind die schwarzen und weißen Streifen tatsächlich Streifen von hoher und niedriger Trennmittelkonzentration, die durch niedrige und hohe Punkte in der topographischen Oberfläche des Textilmaterials erzeugt werden. Der geschmolzene Toner 99 ist als grobe, abwechselnd schwarze und graue Streifen dargestellt, um das grobe, abwechselnd glänzende und matte Aussehen hervorzuheben, das bei vielen elektrophoto­ graphischen Drucken, die mit Textilmaterialtrennmittel­ zufuhrsystemen des Stands der Technik hergestellt wurden, beobachtet werden kann.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2 und 3 dargestellt, die ein zu 50% geschmolzenes Bild des Großbuchstabens T gemäß dem Trennmittelzufuhrsystem der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei Textilmaterialien mit feineren Denier-Fasern verwendet werden, um feine Trennmit­ telflußmuster 46 zu erzeugen oder auszubilden, die durch feine schwarze und weiße Streifen dargestellt sind. Wieder­ um sind die schwarzen und weißen Streifen tatsächlich Streifen mit hoher und niedriger Trennmittelkonzentration, die auf der Schmelzwalze 22 durch niedrige und hohe Punkte auf der topographischen Oberfläche der thermisch gebundenen Vliestextilbahn aus im wesentlichen Sub-Denier-Fasern erzeugt werden, die bei dem Trennmittelzufuhrsystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der geschmolzene Toner 48 ist in Fig. 4 als feine, abwechselnd schwarze und graue Streifen dargestellt, um das feine, abwechselnd glänzende und matte Aussehen hervorzuheben. Dieses feine, abwechselnd glänzende und matte Aussehen ist bei elektrophotographischen Drucken visuell viel schwerer wahrzuneh­ men. Die Verbesserung der elektrophotographischen Drucke gemäß der vorliegenden Erfindung wird ausgewertet, indem die Breite des Trennmittels, das auf dem Blatt abgelagert wird, gemessen wird, und diese Messungen mit Messungen verglichen werden, die bei Drucken gemacht wurden, die die Trennmittelzufuhrsysteme des Stands der Technik verwenden.

In Fig. 5 ist eine Abtastelektronenmikroskopphotographie (SEM-Photographie) einer Faserbahn mit einem Sub-Denier von 0% zu sehen, wobei der Denier von allen Fasern in dieser Bahn 1,5 beträgt. Diese Art Bahn wurde in Trennmittel­ zufuhrsystemen für elektrophotographische Drucker des Stands der Technik verwendet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine SEM-Photographie einer Faserbahn mit einem Sub-Denier von 100% zu sehen, die in dem Trennmittelzufuhrsystem der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Die Zusammensetzung der Fasern in dieser Bahn weist zu 80% Fasern mit einem Denier von 0,7 und zu 20% Fasern mit einem Denier von 0,8 auf. Diese Art einer thermisch gebundenen Sub-Denier-Faservliesbahn wird bei dem Trennmittelzufuhrsystem für elektrophotographische Drucker gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

Das Vliestextilmaterial aus im wesentlichen Sub-Denier- Fasern kann unter Verwendung verschiedener Verarbeitungs­ verfahren, wie beispielsweise thermische Bindung, Spinnbin­ dung und Hydroverfilzung, hergestellt werden. Das bevor­ zugte Verfahren für die Herstellung von Vliestextilma­ terialien ist thermische Bindung. Solche Herstellungsver­ fahren sind Fachleuten im allgemeinen bekannt. Die Fasern dieser Textilmaterialien sind vorzugsweise Aramid, Polyes­ ter, Imid, PTFE, PPS, Viskose-Rayon oder eine Mischung aus diesen Fasern. Die lineare Dichte dieser Fasern bewegt sich zwischen 0,05 Denier und 2 Denier, und vorzugsweise zwi­ schen 0,5 Denier und 1,0 Denier. Das Flächengewicht der Textilmaterialien liegt typischerweise zwischen 10 und 150 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) und vorzugsweise zwischen 15 und 100 g/m². Die Stärke des Textilmaterials beträgt typi­ scherweise zwischen 0,025 mm und 0,450 mm. Die bevorzugte Stärke des Textilmaterials beträgt zwischen 0,035 mm und 0,300 mm.

Die Vliestextilmaterialien werden zuerst unter Verwendung der oben genannten Verfahren gebildet. Nach ihrer Ausbil­ dung werden die Textilmaterialien auf eine Größe geschnit­ ten, die dafür geeignet ist, Öl einer Schmelzvorrichtung in einer elektrophotographischen Druckmaschine zuzuführen. Diese Größen bewegen sind zwischen 0,2 Meter Breite mal 1,0 Meter Länge und 1,0 Meter Breite mal 100 Meter Länge. Der nächste Schritt besteht typischerweise darin, das Vliestex­ tilmaterial mit einem Schmelztrennfluid, wie beispielsweise Silikonöl, zu tränken. Üblicherweise wird Silikonöl mit einer Viskosität im Bereich von 50 bis 100000 Zentistok als Schmelztrennfluid verwendet.

Die thermisch gebundenen, im wesentlichen Sub-Denier-Vlies­ textilmaterialien, die mit Schmelztrennöl getränkt sind, werden daraufhin in eine Trennmittelzufuhrvorrichtung, wie beispielsweise die, die in Fig. 1 dargestellt ist, einge­ baut. Wiederum wird die mit Trennmittel getränkte Bahn 16 von einer federbelasteten Druckwalze 20 komprimiert, die das Trennmittel aus der Bahn 16 heraus auf die Schmelzwalze 22 drückt, genauer ausgedrückt auf eine Oberfläche 24 der Schmelzwalze. Das Blatt mit ungeschmolzenem Toner tritt in einen Spaltpunkt zwischen der Schmelzwalze 22 und einer Druckwalze 28 ein und kommt aus diesem Spaltpunkt als gedrucktes Blatt mit geschmolzenem Toner 30 heraus. Der Toner wird aufgrund des ausgeübten Drucks und der Tempera­ turaussetzung an dem Spaltpunkt zwischen der Schmelzwalze 22 und der Druckwalze 28 auf das gedruckte Blatt aufge­ schmolzen. Resttoner 32 wird daraufhin auf die Schmelzwalze 22 übertragen und auf die Anregungsoberfläche der Bahn 34 übertragen.

Wie oben beschrieben und schematisch in Fig. 4 dargestellt, ermöglicht die Verwendung eines thermisch gebundenen Vlies­ textilmaterials aus im wesentlichen Sub-Denier-Fasern in einem Tonertrennmittel gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung eines elektrophotographisch erzeugten Drucks, der ein wesentlich verbessertes Aussehen im Vergleich zu Drucken aufweist, die unter Verwendung von Textilbahnen aus Fasern von mehr als 1 Denier gemäß dem Stand der Technik hergestellt wurden. Die Verwendung von Textilbahnen aus im wesentlichen Sub-Denier-Fasern verleiht der Oberfläche der Schmelzwalze eine wesentlich gleichmäßigere Beschichtung mit Trennmittel als mit dem Stand der Technik erreicht werden konnte. Wie oben erörtert, hat diese wesentlich größere Gleichmäßigkeit der Trennmittelbeschichtung, die auf die Schmelzwalze durch die Sub-Denier-Faserbahn aufge­ tragen wird, eine wesentlich gleichmäßigere Auftragung des Trennmittels auf das Papier und ein wesentlich feineres Muster aus matten und glänzenden Bereichen in dem resultie­ renden elektrophotographischen Druck zur Folge.

Beispiele

• 1. Es wurde ein thermisch gebundenes Textilmaterial unter Verwendung von 80% Polyesterfasern mit einem Denier von 0,7 und 20% Aramidfasern mit einem Denier von 0,8 herge­ stellt. Die Bahn wurde mit einem Flächengewicht von 24 Gramm pro Quadratmeter mit einer Stärke von 0,063 mm herge­ stellt. Das Material wurde daraufhin auf eine Breite von 222 mm geschnitten. Die trockene, geschnittene Bahn wurde daraufhin mit 17 Gramm pro Quadratmeter Silikonöl mit einer Viskosität von 1000 Zentistok, das von Dow Corning unter dem Markennamen 200 Fluid hergestellt wird, getränkt. Die getränkte Bahn wurde daraufhin auf eine Metallwelle auf eine Länge von 12,34 Meter aufgewickelt und bildete das, was als Zufuhrspule bekannt ist. Eine andere Metallwelle wurde an dem losen Ende der Bahn mittels druckempfindlichen Klebstoffs befestigt, wobei das gebildet wurde, was als. Aufnahmewellenende bekannt ist. Daraufhin wurden beide Metallwellen in eine Bahnkartusche von Tektronix, Modell Phaser 560, eingesetzt und in einem Drucker vom Modell Phaser 560 angeordnet.
  Für die Bestimmung der Mikro-Gleichförmigkeit der Ölab­ lagerung auf einem elektrophotographischen Druck ist ein übliches Verfahren als Tonerstaubtest bekannt. Das Toner­ staubtestverfahren, das für die Bahn gemäß Beispiel 1 verwendet wird, verläuft wie folgt:
  • a) Das Drucksystem vom Modell Phaser 560 wird von Restöl gereinigt, indem die Bahnkartusche entfernt wird und zehn weiße Blätter durch den Drucker laufen gelassen werden.
  • b) Der Drucker wird in den Betriebszustand zurückversetzt, indem die Bahn, die getestet werden soll, d. h. die Bahn gemäß Beispiel 1, eingebaut wird und zehn weiße Blätter durch den Drucker laufen gelassen werden. Dadurch kann die Testbahn ihr Umfangsölflußmuster auf der Schmelzwal­ zenoberfläche ablagern, wie schematisch in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist.
  • c) Daraufhin wird ein elftes weißes Blatt durch den Drucker laufen gelassen, vorsichtig aus dem Ausgangstablett des Druckers entnommen und mit der öligen Seite nach oben auf einen flachen Tisch gelegt.
  • d) Unter Verwendung eines Behälters, welcher einem Salz- /Pfefferstreuer ähnlich ist, d. h. einer Flasche, die mit einem perforierten Verschluß versehen und mit Toner ge­ füllt ist, wird eine dünne Schicht von Toner auf das ge­ samte Blatt gestreut.
  • e) Nachdem das Blatt vollständig bedeckt ist, wird es aufgenommen und vertikal geschüttelt, um überschüssigen Toner zu entfernen. Nach der Entfernung des überschüssi­ gen Toners wird das Ölmuster des Blattes sichtbar. Dunk­ le Streifen stellen die starken Ölbereiche dar, während helle Streifen die schwachen Ölbereiche darstellen.
  • f) Um dieses Öl-/Tonermuster für eine quantitative Analyse zu konservieren, wird das mit Toner bestaubte Blatt vor­ sichtig in einen Laminierungsbeutel mit den Maßen 0,003 × 9 × 11,5 eingegeben. Daraufhin werden das Blatt und der Beutel bei 120°C in einem Laminator der Marke Ibico, Modell EL-12 laminiert. 120°C sind ausreichend, um den Beutel auf das Testblatt zu laminieren, jedoch ist diese Temperatur niedrig genug, um ein Schmelzen des Toners zu verhindern.
  • g) Um die Breite der Streifen mit hoher Ölkonzentration auf dem Blatt zu messen, wurde ein optischer Vergleicher, Serie 20-3600, der von S-T Industries Incorporated hergestellt wird, verwendet, Sechzig aufeinanderfolgende Ölstreifen wurden gemessen, woraufhin die Daten statis­ tisch analysiert wurden.
• 2. Vergleichsbeispiel: Mit Ausnahme des in dem Vergleichs­ beispiel verwendeten Textilmaterials wurde dasselbe Verfah­ ren, das für die Bestimmung der Gleichförmigkeit der Ölab­ lagerung durch die Bahn aus Beispiel 1 verwendet wurde, erneut durchgeführt. Das Textilmaterial des Vergleichsbei­ spiels war ein thermisch gebundenes Textilmaterial, das unter Verwendung einer Nicht-Sub-Denier-Faser hergestellt wurde. Dieses Textilmaterial wurde unter Verwendung von 70 % Polyesterfasern mit einem Denier von 1,5 und 30% Aramid­ fasern mit einem Denier von 1,5 hergestellt, einer Bahnfor­ mel, die typischerweise in Trennmittelzufuhrsystemen des Stands der Technik verwendet wird.

Ergebnisse

Fig. 7 stellt die Tonerstaubtestausgabe des Trennmittel­ zufuhrsystems dar, das die thermisch gebundene Vliesfaser­ bahn mit Sub-Denier-Fasern aus Beispiel 1 verwendet. Fig. 8 stellt die Tonerstaubtestausgabe der Textilbahn des Stands der Technik dar, die Nicht-Sub-Denier-Fasern verwendet, wie in Beispiel 2 beschrieben. Fig. 9 zeigt die normale Vertei­ lungsdarstellung der Breite der Staubtestlinie der Faser­ bahn mit einem Sub-Denier von 100%, d. h. der Bahn gemäß Beispiel 1. Die durchschnittliche Breite der Staubtest­ linie, die durch die Sub-Denier-Faserbahn erzeugt wurde, betrug 0,135267 mm. Fig. 10 zeigt die normale Verteilungs­ darstellung der Breite der Staubtestlinie der Faserbahn mit einem Sub-Denier von 0%, d. h. der Bahn gemäß Beispiel 2. Die durchschnittliche Breite der Staubtestlinie, die durch die Bahn mit einem Denier von mehr als 1,0 erzeugt wurde, betrug 0,174433 mm. Das Trennmittelzufuhrsystem, das die Sub-Denier-Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung verwende­ te, zeigte eine Abnahme der Breite des Ölstreifens um 22%. Um festzulegen, daß die Meßunterschiede zwischen den beiden Datensätzen statistisch bedeutsam sind, wurden beide Daten­ sätze unter Verwendung des statistischen Verfahrens analy­ siert, das als studentscher t-Test bekannt ist. Das Ergeb­ nis des t-Tests bezüglich der Daten, die in Fig. 9 und 10 dargestellt sind, zeigte, daß die beiden Datenansammlungen mit einer Sicherheit von 99,9% einen statistisch bedeut­ samen Unterschied aufwiesen.

Daher ist ersichtlich, daß das Trennmittelzufuhrsystem, das eine thermisch gebundene Vliesbahn aus im wesentlichen Sub- Denier-Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, die Erzeugung eines wesentlich feineren Öllinienmusters auf einer Schmelzwalze, und daher auf einem Druck, der von einem elektrophotographischen Drucker erzeugt wird, zur Folge hat. Die Qualität des resultierenden Drucks ist wesentlich besser als die Qualität eines Druckes, der mit einem elektrophotographischen Drucker erzeugt wird, der eine Bahn des Stands der Technik ohne Sub-Denier-Fasern verwendet. Die bedeutend verringerte Linienbreite, die durch das Trennmittelzufuhrsystem gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, hat einen Druck mit einem Muster einer wesentlich geringeren oder schmaleren Breite von matten und glänzenden Linien zur Folge. Wie oben erörtert, ist dies das Ergebnis des wesentlich gleichmäßigeren Sili­ konölverteilungsmusters, das aus der Verwendung der Bahn mit Sub-Denier-Fasern als Trennmittelzufuhr gemäß der vorliegenden Erfindung resultiert.

Während eine bevorzugte Ausführungsform des Trennmittel­ zufuhrsystems für elektrostatische Drucker gemäß der vor­ liegenden Erfindung zuvor ausführlich und vollständig dargestellt wurde, ist es für Fachleute ersichtlich, daß eine Anzahl von Veränderungen vorgenommen werden kann, beispielsweise hinsichtlich der Art des jeweils bedruckten Trägermaterials, des jeweils verwendeten Kopiergeräts oder dergleichen, ohne von dem eigentlichen Grundgedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, welcher durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (14)

1. Trennmittelzufuhrsystem für einen elektrophotographi­ schen Drucker, das umfaßt:
eine Trennmittelzufuhrvorrichtung (10, 12);
eine Vliestextilbahn (16) aus im wesentlichen Sub- Denier-Fasern, die von der Trennmittelzufuhrvorrichtung (10, 12) befördert wird; und
ein Partikeltrennmittel, mit dem die Vliestextilbahn (16) getränkt ist.

2. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Vliestextilbahn (16) vollständig aus Sub-Denier-Fasern gebildet ist.

3. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei sich die Fasern zwischen 0,05 Denier und 2 Denier bewegen.

4. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 3, wobei sich die Fasern zwischen 0,5 Denier und 1,0 Denier bewegen.

5. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 4, wobei die Vliestextilbahn (16) ein Flächengewicht von 10 bis 150 Gramm pro Quadratmeter aufweist.

6. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 4, wobei die Fasern zu 80% aus Fasern mit 0,7 Denier und zu 20% aus Fasern mit 0,8 Denier bestehen.

7. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 6, wobei die Textilbahn ein Flächengewicht von 15 bis 150 Gramm pro Quadratmeter aufweist.

8. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei das Partikeltrennmittel Silikonöl ist.

9. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 8, wobei das Silikonöl eine Viskosität zwischen 50 und 100000 Zen­ tistok aufweist.

10. Trennmittelzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Vliestextilbahn (16) thermisch gebunden ist.

11. Verfahren zum Zuführen von Trennmittel in einem elekt­ rophotographischen Drucker, das umfaßt:
Bereitstellen einer Trennmittelzufuhrvorrichtung (10, 12);
Bereitstellen einer Vliestextilbahn (16) aus im wesent­ lichen Sub-Denier-Fasern;
Tränken der Vliestextilbahn (16) mit einem Partikel­ trennmittel;
Anordnen der Vliestextilbahn (16) in der Trennmittelzu­ fuhrvorrichtung (10, 12); und
Verwenden der Vliestextilbahn (16) für die Zufuhr des Partikeltrennmittels zum elektrophotographischen Dru­ cker.

12. Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin die Bildung der Vliestextilbahn (16) unter ausschließlicher Verwen­ dung von Sub-Denier-Fasern umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin die Auswahl der Sub-Denier-Fasern aus Fasern im Bereich von 0,5 De­ nier bis 1,0 Denier umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin die Verwen­ dung von Silikonöl als Partikeltrennmittel umfaßt.