DE1690654A1

DE1690654A1 - Temperaturempfindliche Widerstandseinrichtung,insbesondere fuer automatische xerografische Kopiermaschine

Info

Publication number: DE1690654A1
Application number: DE1967R0044959
Authority: DE
Inventors: Schwartz Edward Anthony; Tayeb Bernous; Redding Thomas Peter
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1966-01-03
Filing date: 1967-01-03
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1171381A; US3357249A; DE1690654B2

Description

Dipl. ing. F.lPelGkmann, Dr. Ing. A. ft'elekmenn Di₁!. Ing.!!. Weickrnann, Dipl. Phys. Or.K. Fincke 8 iiüiichBn 27, MSfilstrsOa 22

RAlTK XEROX Ltd.

Rank Xerox House 358, Euston Road '

London HW 1 ElTGLAITD

Temperaturempfindliehe Widerstandseinrichtung, insbesondere für automatische xerografische Kopiermaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf temperaturempfindliche Widerstandseinrichtungen und insbesondere auf eine temperaturempfindliche Widerstandseinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie einen rotierenden Zylinder berührt.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine temperaturemp-·

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findliche Widerstandsanordnung, die auswechselbar von einer Trägereinrichtung umschlossen wird, die ein abriebfestes, wärmeleitfähiges Ende hat.

■ Obwohl es'offensichtlich ist, daß es für eine derartige Einrichtung viele Anwendungsgebiete gibt, wird sie zur Yerahsehaulichung anhand der Verwendung in einer xerografischen Schmelzeinrichtung

beschrieben. .

Bei dem xerografischen Verfahren, wie es beispielsweise in der ' ' US-Patentschrift 2 297 691 vom 6. Okt. 1942 beschrieben ist, wird auf die Oberfläche■einer xerografis chen Platte, die auf einem leitenden Träger eine Schicht aus fotoleitfähigem Isolierstoff trägt, eine gleichförmige elektrische Ladung gebracht. Sie wird dann mit dem zu reproduzierenden Gegenstand belichtet, üblicherweise durch konventionelle Projjektionstechnik. Durch diese Belichtung werden die Plattenbereiche entsprechend der a,uf die Platte gelangenden Strahlungsintensität entladen, wodurch auf der fotoleitfähigen Schicht ein latentes elektrostatisches Bild ψ entsteht. Die Entwicklung des latenten Bildes erfolgt mit Hilfe von elektrostatisch geladenem, fein'verteiltem Pulver^ oder Toner, der auf die Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht gebracht wird und dort elektrostatisch gemäß dem latenten elektrostatischen Bild gehalten wird» Danach wird das entwickelte xerografische Pulverbild üblicherweise auf ein Trägermaterial, beispielsweise •Papier, übertragen, auf dem es dann mit geeigneten Mitteln fixiert wird. . " :.

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Eines der Verfahren zur Entwicklung des latenten elektrostatischen •Bildes ist in der US-Patentschrift 2 618 551 beschrieben. Es wird als Kaskadenentwicklung bezeichnet und wird allgemein für die Linienkopierentv/icklung "verwendet. Bei diesem Verfahren ist das Bildpulver oder der Toner mit einem körnigen Trägerstoff vermischt und dieser Zweikomponenten-Entwickler wird über di,e -Plattenober- · fläche gestreut oder gesprüht. Der Trägerstoff hat die Aufgabe, das Strömungsverhalten des Bildpulvers zu verbessern und durch Reibung mit dem Bildpulver die elektrische Ladung zu-erzeugen, damit das Bildpulver vom Bild angezogen wird. Ganz genau gesagt, hat der Trägerstoff die Aufgabe, das Bildpulver mechanisch'zu steuern g oder das Bildpulver an die Bildfläche zu bringen und gleichzeitig eine homogene ladungspolaritat zu erzeugen.

In dem Carlson-Patent ist angegeben, daß zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder verschiedene Arten fein verteilten elektroskopischen Pulvers benutzt werden können. Bei der Entvd.cklung der Xerografie hat sich jedoch gezeigt, daß linienbilder vorzugsweise mit einem Bildpulver oder Toner entwickelt werden, der aus ; irgendeinem einer Vielzahl von farbigen thermoplastischen Harzen besteht, die extra zu diesem Zweck entwickelt wurden. Eine Anzahl Ί dieser Entwicklerstoffe werden kommerziell hergestellt und vertrieben. Sie sind besonders zur Herstellung von dichten Bildern großer Schärfe zusammengestellt,und sie können auf übliche Art gelagert und bearbeitet werden. Diese Entwicklerstoffe sind derart gemischt, daß sie je nach besonderer Anwendung entweder durch Wärme- oder durch Dampffixierungsverfahren auf der Oberfläche des Trägermaterials fixiert werden. Die einzelnen Teilchen des_#Harzes

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(Toner) werden beim Erwärmen oder Behandeln mil; Lösungsmitteln weich und verschmelzen, so daß sie klebrig werden und auf der Oberfläche des Trägermaterials haften.

Die Bezeichnung "klebrig" und deren verschiedene Formen, die in der Anmeldung verwendet werden, kennzeichnen den Zustand der Pulverteilchen des xerografischen Pulverbildes, wenn,sie derart durch Erwärmen oder Behandeln mit Lösung weichgemacht .wurden., daß die einzelnen Teilchen weich/werden- und verschmelzen, wobei sie klebrig werden und an anderen Oberflächen haften* Obwohl dieser Zustand notwendigerweise ein Zusammenfließen der Teilchen erfordert, um ein durchdringendes Schmelzen zu erreichen, ist es klar, daß die Stärke des Fließens nicht ausreicht,.daß ein Fließen über die· von den Teilchen gebildeten Linienränder erfolgt.

Eine der wichtigen Anwendungen des xerografischen Verfahrens ist die Anwendung in automatischen Zopiermaschinen, wobei das Pulverbild auf einer xerografischen Platte erzeugt, auf Papier über*/ tragen und dann auf diesem durch "Wärme fixiert wird. Um das Pulverbild aus dem üblicherweise verwendeten Harzpulver zu schmelzen, müssen das Pulver und das Papier, auf dem es geschmolzen wird, auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur, beispielsweise 164° Q, erwärmt werden. Es ist jedoch unerwünscht, die Temperatur des Papiers über 191° O zu erhöhen, da daß Papier die Neigung hat, sich bei solchen Temperaturen zu verfärben*

Es ist wichtig, daß die Schmelzeinrichtung auf einer geeigneten Temperatur gehalten wird, damit das auf dem Trägermaterial in

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bildmäßiger Verteilung vorhandene Bildpulver genau geschmolzen wird. Wird die Sehmelzeinriehtung vor oder während des Vorgangs nicht auf eine ausreichende Temperatur erwärmt, so wird das Bildpulver nicht auf dem Trägermaterial fixiert. Dadurch entstehen unibrauchbare Kopien, deren Bildform leicht verschmiert» Über-" schreitet die Schmelztemperatur einen vorbestimmten Wert, so verkohlt das Trägermaterial, üblicherweise lapier, oder der feuchtigkeitsgehalt wird derart verringert, daß Bich das Papier kräuselt und daß sich das'!Papier verklemmt oder Spannungsf unken ä entstehen.

Die genaue Steuerung der Schmelztemperatur hängt von der schnellen und genauen Bestimmung der Temperatur der in der Schmelzeinrichtung verwendeten geheizten Hollen ab. Deshalb ist es erwünscht, daß! ein Teaperaturfühler in Kontakt mit den Schmelzrollen angeo: ?dnet wird, damit Verzögerungen bei der Temperatursteuerung ve:pttied:en werden. Das Anbringen von im Handel erhältlichen Therm|.atoreÄ in Kontakt mit den Schmelzrollen bringt Je

doch eine An Kontakt mit

«hl von Problemen, Die aus Glas hergestellten Ther-

sind sehr zerbreehlich, und die Anzahl von Brüchen beim len sich drehenden SchmeJzrollen ist sehr groß. Wird

der Thermistor in Berührung mit der rotierenden Fläche angeordnet, ao liegjb außerdem zwischen den beiden Teilen nur ein punktfcirmiger Kontakt vor, wodurch ein vergrößerter Abrieb der empfindliehen Oberfläche, der Rolle entsteht, und beim, Vorhandenaein öder Entstehen eines Rinsen yi^'d. die Empfindlichkeit den Therminbors fUlachlioherv/ef.ae vergrößert. Ein v/eifcerea und «ehr wich-

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tiges Problem ist, daß der Thermistor im Inneren der xerografischen Kopiermaschine der umgebenden Luft ausgesetzt ist. Durch die für verschiedene wichtige Aufgaben in der Maschine vorgesehenen Strömungen wird ein blanker Thermistor vielen verschiedenen Luftströmen ausgesetzt, wodurch vereinzelte Temperaturanzeigen erfolgen. ₌

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Temperatur- * Steuereinrichtung zur- schnellen und genauen Temperaturbestimmung ziu schaffen,

Eerner soll dadurch eine bessere Temperaturfühleinrich bung geschaffen werden, daß das Abschleifen der zu messenden. Fläche durch das temperaturempfindliche Element verhindert wird.

Außerdem sollen temperaturempfindliche ¥iderstandseinrichtungen dadurch verbessert werden, daß das temperaturempfindliehe Widerstandselement auswechselbar von einem elektrisch nicht leitfähi-" gen Stoff umschlossen wird, um das Auswechseln zu erleichtern.

Es sollen .ferner temperaturempfindliche Widerstandseinrichtungen

djadurcTr-verbessert werden-, daß—gur-Verringerung des Einflusses der umgebenden luftstrüme das temperaturempfindliche Widerstandselement gekapselt'.wird.

JJiou und anderes wird ^"cuaB dor DrTLiuiun;^ dadurch orrejichb, JaC-

ein' bemperä'UireinpriudlichoiJ './iderstaatlneleiiifrnt vorjefuilieu- iol,,

diiti aus j v/eAU-^e-lA-i-u"¹. γ ui ι ejuei¹ Tvü^oroi tu-i .lULuiu; iu.u?c1l1ü.ⁱ-.scu v/ii'il, die i'iiiun abrlobCou L. π v/^:irmültjl tendon '.'.oriiiiriiu.·;:-. Lo Ll aufweist.

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Diese und- weitere..Besonderheiten-werden anhand der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.

Ji¹Ig. 1 zeigt die Vorderansicht einer automatischen xerografischer. Kopiermaschine, in der die Erfindung angewendet v/erden kann. . . ".....

Fig. 2 zeigt vergrößert eine horizontale Ansicht eines Teils der xerografiechen Kopiermaschine, um die Verwendung der Erfindung besser zu veranschaulichen.

Fig· 3 zeigt eine vertikale Ansicht der erfindungsgemäßen Binrich tung.

Fi;;. 4 zeigt einen Seilschnitt (ohne den temperatur empfindlich en Teil) entlang, der Linie 4 - 4 in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt im Querschnitt d,en temperaturempfindlichen Teil. Fig. 6 zeigt einen Schnitt, entlang der Iiinie 6— 6 in Fig. 5.

G in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung ii3t in einor automatischen xerografisehen Kopiermaschine angeordnet, die eine troramelförmige fotoleitfähige Schicht oder Iichtaufnehmende Fläche auf einem leitfähigen .Grund trägt. Die Trommel ist auf einer in einem Rahmen gelagerten Achse befestigt, die in Richtung des Pfeils gedreht VfXTd₁ so daß sie nacheinander an einer Mehrzahl von xerografischen VerfahrensStationen vorbeibewegt wird.

Zur Veransohaulichung werden die am iVeg^ner Bewegung der TiOm-

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melfläche liegenden xerοgrafischen Verfahrensstationen im folgenden kurz erläutert:

An der Ladestation 1 wird auf die fotoleitfähige Schicht der xero· grafischen Trommel eine gleichförmige elektrostatische Ladung»gebracht .

An der Belichtungsstation 2 wird ein Licht- oder Strahlungsbild der zu reproduzierenden Kopie auf die Trommelfläche projeziert, um die Ladung in den belichteten Bereichen auszugleichen, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild der zu reproduzierenden Kopie entsteht.

An der-Entwicklungsstation 5 wird xerografisches Entwicklermaterial, -das Bildpulverteilchen" mit dem latenten elektrostatischen Bild entgegengesetzter elektrostatischer Ladung enthält, auf die Trommelfläche gestreut, wodurch die Bildpulverteilchen in bildmäßiger Verteilung auf dem latenten elektrostatischen Bild haften und ein xerografisches Pulverbild bilden,

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An der Übertragungsstation 4 wird das xerografische Pulverbild elektrostatisch von der Trommelflache auf ein Übertragimgs- oder-Trägermaterial übertragen.

An der Trommelreinigungs- und Entladestation 5 werden die nach der Bildübertragung noch auf der Trommeloberfläche vorhandenen Bildpulverteilchen abgebürstet, und die Trommeloberflache v;ird · einer verhältnismäßig starken Lichtquelle ausgesetzt, um die

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noch vorhandene elektrostatische Ladung zu entfernen.

Diese allgemeine Beschreibung der Arbeitsweise einer xerografischen Kopiermaschine, in der eine temperaturempfindliche Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann, .dürfte für diesen Anwendungsfall ausreichen.

An der Übertragungsstation 4 erfolgt die Übertragung des xerografischen Pulverbildes von der Trommelfläche auf die Blätter Trägermaterial mit Hilfe einer Koronaübertragungseinrichtung 4a, die an oder unmittelbar hinter der Berührungslinie von Trägermaterial und drehender Trommel angeordnet ist. Im Betrieb hält das von der Koronaübertragungseinrichtung erzeugte elektrostatische PeId das Trägermaterial elektrostatisch auf. der Trommelfläche, wodurch sich das Trägermaterial während der Berührung synchron mit der Trommel bewegt. Gleichzeitig mit diesem Halten bewirkt das elektrostatische Feld, daß die das xerografische Pulverbild bildenden Bildpulverteilchen von der Trommelflache

gezogen werden und elektrostatisch an der Oberfläche des Träger- f materials haften.

ünmitte^Lbar hinter der Bildübertragungastation ist eine Abstreifvorrichtung 6 zum Trennen der Blätter von Trägermaterial von der Trommelfläche vorgesehen. Die Abstreifvorrichtung streift die vordere Kante des Tragerjnaterials von der Trommelflache und führt sie auf ein endloses Förderband 40, über das das Blatt der Flxiereinrichtuiig 50 zugeführt wird. Durch die Fixier'einrichtung wird das übertragene xerografische Pulverbild

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auf dem Blatt Trägermaterial dauerhaft fixiert oder geschmolzen« Dies^erfolgt entweder durch Wärme oder Druck. .

In den Pig. 2 Ms 6 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung in einer Anordnung gezeigt, die der genannten Schmelzeinrichtung entspricht.

Das in den Pig. 3 "bis 6 gezeigte Ausführungsbeispiel enthält zwei temperaturempfindliche Widerstandselemente 11 und 12, die aus irgendeiner im Handel erhältlichen Art bestehen können, beispielsweise 1,27 cm G-lassondenthermistoren, Typ 55a, oder äquivalente, bei Victory Engineering (Yecco), Springfield, New Jersey, erhältliche. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt. '

Die temperaturempfindlichen Widerstandselemente oder Sonden 11 und 12 sind in geeigneten Halterungen 13 aus Tonmaterial, beispielsweise Stycast 1210 von~Emerson und Cuming, Inc., Ganton,' Mass,_r befestigt. Die Leitungen sind mit Isolierbuchsen 14 elektrisch isoliert* um einen geschlossenen Stromkreis zu erhalten. Die Halterung 15 hat eine Kante 15,* die, wie später erklärt werden wird, mit einer Feder 35 zusammenarbeitet.

Die in der Halterung 13 eingelassenen Temperatursonden 11 und 12 werden auswechselbar von der Schutzbuchse 16 Umschlossen, Diese hat ein Endteil oder eine auf dem Ende befestigte Kappe 20, die' die Buchse verschließt. Die aus wärmeleitendem Material beste-

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hende Kappe 20 berührt den Körper, "beispielsweise die Heizrolle
51 der xerografiechen SeimeIzeinrichtung 50 gemäß Fig. 2, um dessen !temperatur zu steuern. Ein in der Kappe 20 vorgesehener wärmGleitfähiger Stoff 18, "beispielsweise ein Fettyp MS 984 auf Siliziumbasis von Fenwall, Inc., Framingham, Mass., oder Siliziumfett Nr. 340 von Dow-Gorning, bewirkt eine gleichförmige, homogene Umgebungstemperatur für die Sonden 11 und 12, so daß die Sonden genau die Temperaturänderungen der Rolle 51 anzeigen. Der Durchmesser der Halterung 13 ist so gewählt, daß sie in die Schutzbuchse 16 geführt werden kann, um die Kanten 19 der Buchse 20 zu beruh- | ren, wobei die Sonden 11 und 12 die Kappe nicht berühren, sondern von dem wärineleitfähigen Feft umgeben sind. Es ist nicht wesentlich, daß die Thermistorsonden die Kappe 20 nicht berühren» Sie
werden jedoch vorzugsweise in der gezeigten lage gehalten, um
achsiale Belastungen der Sonden durch die Feder 35 zu vermeiden.

Eine einstellbare Trägeranordnung 30 dient zum Halten der Sondenanordnung 10 bezüglich dem Teil 52 der Rolle· 51 und zum Erhalten· eines genauen Drucks zwischen der Sondenanordnung -10 und der Rolle mit Hilfe der Feder 35, die einstellbar am Träger 31 befestigt * ist, um einen leichten Druck auf die Sondenanordnung 10 auszuüben, Dadurch wird die Berührung der beiden Teile sichergestellt, und die Reibungskraft zwischen der Kappe 20 und dem empfindlichen Bereich 52 der Rolle eingestellt. Ein am Träger 31 befestigtes
Querstück 34 begrenzt zusammen mit dem flachen Teil 17 der
Schutzbuchse 16 die senkrechte Bewegung der Sondenanordnung in
der Trägeranordnung, Die Sonden 11 und 12 sind über elektrische

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Kontakte 33 mit einer elektrischen Steuerschaltung verbunden, wobei die Sonde' 11 die Temperatur der durch ein inneres Widerstandsheizelement 53 geheizten Rolle 51 und die Sonde 12 einen nicht gezeigten Relaiskontakt steuert, der den Betrieb der xerografischen Kopiermaschine verhindert, solange die Rolle nicht auf der vorbestimmten Temperatur ist, die zum Schmelzen des in bildmäßiger Verteilung auf dem Trägermaterial vorhandenen Bildpulvers ausreicht.

Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht auf dieses beschränkt. Es sind Abwandlungen und andere Aufbauten möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims

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Patentansprüche ■

· Temperatur empfindliche. Widerstandseinrichtung, insbesondere für automatische xerografisehe Kopiermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermistor (11, 12) in einer Halterung (13) befestigt ist, die Ton einer an einem Ende mit einer wärmeleitenden Zappe (20) verschlossenen Haltevorrichtung (16) umschlossen wird, daß sich der Thermistor (11, 12) in die mit wärmeleitendem Fett gefüllte Kappe (20) erstreckt, daß der Thermistor (11, 12) elektrisch mit einer Steuerschaltung verbunden ist und daß die Haltevorrichtung (16) von einem wärmeabstrahlenden Körper (51) beeinflußt wird. .

2, Widerstandseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (13) bezüglich der Haltevorrichtung (16) bewegbar angeordnet ist,

3. WideratandBeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Berührungsdrucks zwischen der Kappe (20) und dem Körper (51) verändert Vferden kann.

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