DE1522709A1

DE1522709A1 - Einrichtung zur Fixierung xerographischer Bilder

Info

Publication number: DE1522709A1
Application number: DE1966R0044733
Authority: DE
Inventors: Carlson Chester Floyd
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1965-12-06
Filing date: 1966-12-06
Publication date: 1969-10-30
Also published as: GB1152067A; DE1522709B2; US3374769A

Description

Patentanwälte

DhI. fng. RTsiü'-ριεππ, Dr. !ng. A. Weickmann 1522709'

Dipl. Ing. ;!.S^!:;c^I^3nn_in^;;:.r;;-'3.vr.K.k
8 Münchan 27, hiohiaircta 22

RANK XEROX LIMITED
Rank Xerox House
538, Euston Road
London N.W* 1,
England

Die Erfindung "bezieht sich auf Verbesserungen an xerographisehen Kopiermaschinen, insbesondere auf eine in diesen Maschinen zu verwendende verbesserte Hitzefixiereinrichtung.

Eine Einrichtung zur Fixierung eines auf einer elektrostatographischen Bildfläche mit Bildpulver entwickelten Staubhildes auf einem Bildblatt zeichnet sich gemäß der Erfindung aus durch ein auf seiner Außenseite mit einer zur Aufnahme des Staubbildes von der elektrostatographischen fläche dienenden transparenten Schicht versehenes auf zwei drehbaren Elementen geführtes endloses Band, durch eine Heizeinrichtung, an der durch die Bandbewegung aufeinanderfolgende Teile des Bandes in eine Lage gebracht werden, in der sie

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der Strahlungswärme ausgesetzt werden und die Oberfläche des Staubbildes durch diese erhitzt wird, durch eine auf der Innen*- seite des Bandes während dessen Bewegung in Bezug auf die Heizeinrichtung reflektierend angeordnete Reflexionseinrichtung, die die durch das transparente Band dringenden Wärmestrahlen gegen 'die Unterfläche des Staubbildes reflektiert und dieees weiter erhitzt, und durch eine Einrichtung zur Heranführung des Bildblattes an die Außenfläche des Bandes und zur Übertragung des Staubbildes auf das Bildblatt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben·

Fig.1 zeigt schematisch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Mechanismus zur Hitzefixierung von Bildern, die von einer xerographisehen Platte übertragen wurden,

Pig.2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht dieser Einrichtung, wobei die Wirkung der Wärmestrahlung auf einige Bildpulverteilchen beim Fixieren verdeutlicht ist, und

Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Obwohl nicht unmittelbar zur Erfindung gehörend, ist in Fig.1 schematisch ein Teil einer xerographischen Kopiermaschine dargestellt, der im folgenden lediglich als Beispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Hitzefixiereinrichtung beschrieben ist. Weitere Einzelheiten der Ausführung einer xerographischen Maschine und des xerographischen Verfahrens sind der US-Patentschrift 3 062 zu entnehmen. .

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Wiö in Fig.1 schematisch dargestellt ist, enthält die automatisch arbeitende xerographische Kopiermaschine eine Xerographieehe Platte 1p, die auf einer leitfähigen Unterlage eine photoleitfähige Schicht oder Bildfläche enthält und trommelförmig ausgebildet ist. Sie ist auf einer Achse SH-1 angeordnet, die im Rahmen der Maschine gelagert ist und eine Drehung der Trommeloberflache nacheinander an einer Anzahl von xerographisehen Verfahrensstationen (nicht dargestellt) vorbei ermöglicht.

Gemäß' bekannter xerographischer Technik bestehen diese Verfahrensstationen aus: einer Ladestation, an der eine gleichförmige elektrostatische Ladung auf die photoleitfähige Schicht der xerographisehen Trommel aufgebracht wird, einer Belichtungsstation, an der ein licht- oder Strahlungsbild des zu reproduzierenden Bildes auf die Trommeloberfläche projiziert wird und durch die dabei in den belichteten Plächenteilen ausgeglichene Ladung ein dem Originalbild entsprechendes latentes elektrostatisches Bild entsteht, einer Entwicklungsstation, an der ein aus Bildpulverteilchen bestehender xerographischer Entwicklerstoff mit zur Ladung des latentes Bildes entgegengesetzter Ladung über die Trommeloberfläche geschüt-tet wird, wodurch die Bildpulverteilchen am elektrostatischen latenten Bild anhaften und ein dem Originalbild entsprechendes xerographisehes Staubbild erzeugen, einer Bildübertragungsstation, an der das xerographische Staubbild von der Trommeloberfläche elektrosta-

co '

_o tisch auf ein Bildblatt übertragen wird, und einer Reinigungs-

co und Entladungsstation, an der die Trommeloberfläche zur Entfernung

^ restlicher Bildpulverteilchen nach der Bildübertragung abgebürstet ^ und mit einer relativ hellen Lichtquelle belichtet wird, um eine

κ? praktischvollständige Neutralisation jeglicher noch vorhandener

elektrostatischer Restladungen-zu bewirken,

COPY

ORlGiISJALINSPECTED

Bei der herkömmlichen xerographischen Kopiermaschine wird die Bildübertragung auf ein Blatt Kopiepapier vorgenommen, das mit der xerographischen Trommel an der Bildübertragungsstation in Übereinstimmung mit der Bewegung des entwickelten Bildes in Berührung gebracht wird. Durch eine Korotron-Einrichtung wird das auf der Trommel vorhandene Staubbild von der Trommeloberfläche elektrostatisch auf das Kopieblatt übertragen, das dann von der Trommel abgezogen und zu einer Hitzefixiereinrichtung transportiert wird, wo die Bildpulverteilchen bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden und ihr Anhaften an der Oberfläche des Kopieblattes verursacht wird. Das von der Korona-Sinrichtung erzeugte elektrostatische Feld bewirkt ein elektrostatisches Ankleben des Kopieblattes an der Trommeloberfläche, wodurch es sich synchron mit der Trommel bewegt. Gleichzeitig bewirkt das resultierende elektrische Feld eine Anziehung der das xerographische Staubbild bildenden Bildpulverteilchen von der Trommeloberfläche auf das Kopierblatt sowie ihr elektrostatisches Anhaften auf dem Kopieblatt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch an der Bildübertragungsstation zwischen der Trommeloberflache und dem Kopieblatt eine Zwischeneinrichtung vorgesehen, die die Übertragung des Staubbildes bewirkt. An dieser Stelle wird ein transparentes Übertragungsband 11 verwendet, das aus Teflon oder anderem Plastikfilm besteht, und geringe Klebewirkung sowie gute Wärmeunempfindlichkeit besitzt. Das Band 11 ist um dne elektrostatische Bildübertragungsrolle geringen Durchmessers geführt, die neben der Trommeloberflache 10 angeordnet ist und eine ladung auf das Band aufbringt, um eine Übertragung des entwickelten Staubbildes auf das Band 11 während dessen Berührung mit der Trommel zu erreichen. Das Band 11 ist ferner

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um eine Fixiertrommel 13 geführt, die einen größeren Durchmesser hat als die Rolle 12.

Die Breite des Bandes 11 stimmt mit der Breite der xerographisehen Bildfläche auf der Trommel 10 überein. Sie kann auch etwas größer sein, um das gesamte auf der Trommel entwickelte Bild übertragen zu können. Die Rollen 12 und 13 sind auf Achsen gelagert und werden durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus bewegt, der dem Band 11 eine mit der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 12 und deren Richtung übereinstimmende Geschwindigkeit verleiht. Die Außenfläche der Trommel oder Rolle 13 ist derart beschaffen, daß sie Hitzestrahlung gut reflektiert.

Hit gleichmäßigfeeringem Abstand von der Unterseite der Fixiertrommel 13 ist an deren halbem Umfang eine Sinterungs- oder Heizeinrichtung 14 angeordnet, deren Länge mit der Länge der Trommel 13 übereinstimmt. Das land 11 bewegt sich also zwischen der Heizeinrichtung 14 und der Oberfläche der Trommel 13 hindurch. Die Heizeinrichtung 14 ist mit einem gebogenen Reflektor 15 sowie mit darin angeordneten Heizelementen 16 versehen, die mit einer elektrischen Stromquelle (nicht dargestellt)verbunden sind, welche wiederum mit der elektrischen Anlage der xerοgraphischen Kopiermaschine verbunden sein kann und dann von dieser gesteuert wird.

^ Nach Austritt aus dem Zwischenraum zwischen der Heizeinrichtung 14

to und der Oberfläche der Pixiertrommel 13 wird das Band 11 mit dem

*V Bildblatt S in Berührung gebracht, das band- oder blattförmig sein

"^ kann und um eine Andruckrolle 17 geführt ist. Perner sind auf jeder

^ Seite dieser Rolle Führungsbleche 18 vorgesehen. Wie noch beschrie-

^N> ben wird, erfolgt eine Übertragung des Staubbildes von der Außen-r

fläche des Bandes 11 auf die anliegende Fläche des Bildblattmaterials S bei dessen Bewegung um die Andrückrolle 17. Nach der Übertragung wird das Band 11 zu einem Reinigungsband 20 geführt, das die Oberfläche des Bandes 11 durch Wirkung einer Rolle 21 berührt, die an der Fixier trommel 13 sowie parallel zu dieser angeordnet ist. Alle restlichen Bildpulverteilchen, die nicht auf das Bildblatt S Übertragen wurden, werden durch das Reinigungsband 20 von der Außenfläche des Bandes 11 abgewischt, da das Band 20 entgegengesetzt zum Band 11 oder gleichsinnig mit diesem, jedoch dann mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt wird.

Um das Band 11 wieder zur Aufnahme eines weiteren Bildes von der xerographisehen Trommel 10 vorzubereiten, sind Korοtrone 23 auf seinen beiden Seiten vorgesehen, die jegliche Restladung neutralisieren, bevor das Band die Trommel 10 berührt. Die Korotrons bewirken eine geringe Aufladung des Bandes 11 mit dner Polarität, die derjenigen des Bildpulvere entgegengesetzt ist, wodurch das Band zur Annahme eines neuen Staubbildes vorbereitet ist. Auf diese Weise wird das entwickelte elektrostatische Staubbild auf das Band 11 während dessen Bewegung um die Rolle 12 übertragen.

Während des Betriebes wird das spiegelbildlich umgekehrte Staubbild von der Trommel 10 auf die Außenfläche des Bandes 11 elektrostatisch übertragen, wenn dieses zwischen der Rolle 12 und der Trommel 10 hindurchläuft. Während das Bild um die gut reflektierende Fixierrolle 13 herumgeführt wird, werden die Bildpulverteilchen an der Heizeinrichtung 14 den direkt einfallenden Wärmestrahlen der Heizelemente 16 sowie den unter ihnen von der Fixiertrommel 13 reflektierten Wärmestrahlen ausgesetzt. Wie in Fig«2 gezeigt, sind die

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durch Pfeile dargestellten Wärmestrahlen, die direkt auf die Teilchen gelangen» mit H, die reflektierten Strahlen mit R 'bezeichnet.

Durch die reflektierende Eigenschaft der Fixiertrommel in Bezug auf die von den Heizelementen 16 ausgehenden Wärmestrahlen sowie durch die geringe Wärmeableitung des transparenten Bandes 11 werden die Bildpulverteliehen den direkten Wärmestrahlen einerseits sowie den von der Fixiertrommel 13 reflektierten Wärmestrahlen andererseits ausgesetzt. Dadurch werden äie schnell in einen kleMgen Zustand versetzt. Diese Wirkung "besteht, solange das Band 11 um die Fixiertrommel 13 herumgeführt wird, "bis es die Heizeinrichtung 14 verläßt. Das Bildblattmaterial S wird dann mittels der Andruckrolle 17 an das Band 11 herangeführt und nimmt das klebrige Staubbild ab. Der mit der Rolle 17 bewirkte Druck ist vorzugsweise relativ gering, um ein Verschmieren des Staubbildes auf dem Band 11 während der Bildübertragung zu vermeiden. Da das Band 11 nichtklebende Eigenschaften besitzt, wenn es z.B. aus Teflon oder Mylar mit einem Silikonharzüberzug besteht, kann eine 100-prozentige Übertragung des klebigen Staubbildes auf das Bildblattmaterial S erreicht werden. In jedem Falle werden eventuell zurückgebliebene Bildpulverteilchen durch das Band 20 vom Band 11 abgewischt, während es zur erneuten Bildübertragung wieder zur Trommel 10 geführt wird*

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co Die Fixiertrommel 13 ist mit Kanälen 25 versehen, dureh&ie Kühl-

-fc- luft geführt wird, um eine Auf heizung der Trommel durch die Heiz- ^ einrichtung 14 zu vermeiden. Es ist jedoch anzunehmen, daß eine

_Κλ Kühlung nicht notwendig ist, da die der Heizeinrichtung 14 gegenüberliegende Fläche der Fixiertrommel 13 gut reflektierend aus-

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geführt ist, so daß sie die Wärme nicht ableitet, sondern reflektiert« '

In der in Fig„3 dargestellten Einrichtung wird das Bildübertragungsband 29 um eine elektrostatische Bildübertragungsrolle 30 und eine Gegenrolle 31 geführt, die anstelle der in Fig.1. dargestellten Fixi er trommel 13 vorgesehen ist. In Fig. 3 wird das Band durch eine gerade oder flache Heizeinrichtung 32 geführt, worauf das Bild auf das Blattmaterial S übertragen wird, das zwischen der Rolle 31 und einer Andruckrolle 33 hindurchläuft_o Nach der Bildübertragung wird das Band mit einer Bürste 34 gereinigt und durch eine Kühlkammer 35 geführt, die über ein nicht dargestelltes Gebläse mit Kühlluft gespeist wird. Danach gelangt das Band wieder auf die Rolle 30. Bei dieser Einrichtung besteht das Band 29 aus einer gut reflektierenden Folie, die mit !Eeflon oder Silikonharz überzogen ist, um ein zweiseitiges Erhitzen der Bildpulverteilchen zu erreichen, wie es in der Einrichtung gegiäß FIg₀I der Fall ist, d.h. durch direkte Wärmestrahlung von der Heizeinrichtung 32 und durch reflektierte Wärmestrahlung von der reflektierenden Folie durch das transparente Teflon oder Silikon hindurch auf die Bildpulverteilchen.

Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung das schnelle Fixieren xerographischer Staubbilder ermögliclrt und einen geringeren Leistungsverbrauch hat als dieser normalerweise zur Sinterung der Bildpulverteilchen erforderlich ist. Dies geht aus der Tatsache hervor, daß ein größerer Prozentsatz an Strahlungswärme zur Erweichung des Bildpulvers genutzt wird, da die Wärmeableitung der anderen Flächen in der Wärmeζone durch die Verwendung einer gut reflektierenden Fläche und eines transparenten Bandes minimal gehalten wird.

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Ferner wird eine größere Fläche des Staubbildes der Warmestrah-, lung ausgesetzt, d„h. außer der oberen auch die untere Fläche des Bildes. Da in der Einrichtung Icein feuchtes Papier verwendet wird, ist ein Wärmeverlust durch Verdampfen von im Papier enthaltenem Wasser nicht gegeben. Der durch die Andruckrollen einwirkende mäßige Druck verursacht eine Bindung des klebrigen Bildpul vers an das Papier bei geringeren Temperaturen, bei denen das Bildpulver noch nicht völlig flüssig wird. Daher muß das Bildpulver nicht auf derart hohe Temperatur erhitzt werden, wie dies beim herkömmlichen Fixieren auf Papier erforderlich ist.

Die Erfindung wurde an Hand von Ausführungsba-spielen beschrieben, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Die vorliegende Anmeldung betrifft auch alle im Rahmen der folgenden Ansprüche möglichen anderen Ausführungsformen.

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Claims

Patentanspruch»

Ί · Einrichtung zur Fixierung eines auf einer elektrostatographischen Bildfläche mit Bildpulver entwickelten Staubbildes auf einem Bildblatt , gekennzeichnet durch ein auf seiner Außenseite mit einer zur Aufnahme des Staubbildes von der elektrostatographischen Fläche (1O) dienenden transparenten Schicht versehenes auf zwei drehbaren Elementen (12,15) geführtes endloses Band (11), durch eine Heizeinrichtung (14), an der durch die Bandbewegung aufeinanderfolgende Teile des Bandes (11) in eine lage gebracht werden, in der sie der Strahlungswärme (H,R) ausgesetzt werden und die Oberfläche des Staubbildes durch diese erhitzt wird, durch eine auf der Innenseite des Bandes (11) während dessen Bewegung in Bezug auf die Heizeinrichtung reflektierend angeordnete Reflexionseinrichtung (13), die die durch das transparente Band (11) dringenden Wärmestrahlen (R) gegen die Unterfläclie des Staubbildes reflektiert und dieses weiter erhitzt, und durch eine Einrichtung (17) zur Heranführung des Bildblattes (S) an die Außenfläche des Bandes (11) und zur Übertragung des Staubbildes auf dae Bildblatt (S),
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionseinrichtung (13) auf einem der beiden drehbaren Elemente (12,13) Torgesehen ist, und daß dieses (13) unmittelbar an der Heizeinrichtung (14) angeordnet ist·
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionseinrichtung die ^orm einer Folie hat, die einen Teiles Bandes (29,Fig·3) bildet und zusammen mit diesem bewegt wird.

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