DE2205110A1 - Vorrichtung zum Einschmelzen von auf elektrophotographischen Bildträgern befindlichen Tonerbildern - Google Patents

Description

PATENTAN W Ά L ^ν E 7 STUTTGART l.?.5.. Jan. .1972

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, lange.strasse si ■

TELEFONt [07111 »ΟΙΟ und 2?72J5

DR. BRANDES, DPwING. HiELD _A^/*r 4 λ λ telex,0/22312

Dipl.-Phys. Wolff 2205110

Unser Zeichen: 123 431/480675 kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Vorrichtung zuia Einschmelzen von auf elektrophotographischen Bildträgern befindlichen Tonerbildern

ORIGINAL INSPECTED

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PATENTANWALT L-DRYING. WOLFF, H. BARTELS, DR. Bf?ANDES, DR.-ING. HELD Dipl.-Phys. Wolff

7 STUTTGART 1

25.Jan.1972

IAHGn 5TEASSE 51 T EIE F O M. (0711J J9O1C vr.d 2?72'/5

TELEX, 0722312

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschmelzen von auf blatt- oder bandförmigen elektrophotographischen Bildträgern befindlichen Tonerbildern durch die Wärmeenergie einer unterhalb der einzuschmelzenden Tonerbilder angeordneten Heizeinrichtung. .

Da die Ausbildung und Entwicklung elektrostatischer Bilder durch elektrophotographische Verfahren bekannt sind, sei hierzu nur kurz erwähnt, daß die Erzeugung eines elektrostatischen Bildes derart geschieht, daß man die Oberfläche eines photoleitfähigen Materials gleichförmig auflädt und diese aufgelcidene Oberfläche bildmäßig einer aktinischen Strahlung aussetzt, so daß die gleichförmige Ladung an bestimmten Stellen unter Hinterlassung eines dem Bild entsprechenden Ladungsniusters abfließen kann. Man entwickelt das in dieser Weise erzeugte Ladungsbild durch Aufbringen elektroskopischer Farbpartikel, eines sogenannten Torierpulvers. Die Partikel dieses Tonerpulvers bleiben an der Oberfläche des photoleitfShigc-n Materials dem elektrostatischen Ladungsbild entsprechend haften. Das entwickelte Bild kann dann zur Erzeugung einer dauerhaften Kopie direkt auf der photoleitfähigen Fläche dadurch fixiert werden, daß das Tonerbild in die Oberfläche eingeschmolzen wird. Soll h+ngegon das photoleitfähige Material 'weiter verwendet werden, so kann das Tonerbild auf ein Empfancjsblatt aus Papier als endgültigem Aufzeichnungsträger übertragen werden und sodann auf dem Empfangsblatt fixiert v.-rdtm. 2α dieser übertragung dos Tonerbild.^ auf das Empfan«;.-;M .tt bringt mau dieses in Anlage an das Tonerbild und .-:et.i:L das EuipfcincfsbLatt mit <if*ra an diesem anlieg^ndi-m photo J eil. i^hlct/n Materia L einer Koronaentladung aus, wodurch das Ί ..· ^rpulvi r

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BAD ORIGINAL

von dem photoleitfähigen Material abgestoßen und vom Empfangsblatt angezogen wird.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art, die dazu dienen, das Tonerbild auf seiner Trägerfläche, also entweder dem photoleitfähigen Material selbst oder einem Empfangsblatt, zu ■ fixieren, sind bekannt. Das Tonerpulver wird hierbei durch die Heizeinrichtung, die oft in Form einer Infrarotlampe ausgebildet ist, zum Schmelzen gebracht, so daß das Tonerpulver in die Poren seiner Trägerfläche eindringen kann.

Eilektrophotographische Geräte, die zur autoamtischen Durchführung des elektrophotographischen Verfahrens dienen und bei denen Tonerbild-Einschmelzvorrichtungen der hier in Rede stehen-

weisen

den Art Anwendung finden _f/±m allgemeinen mehrere Stationen aufweisen, die an einer vorbestimmten Transportbahn angeordnet sind, entlang der das photoleitfähige Material und /oder die Empfangsblätter bewegt werden, wobei in jeder Station jeweils einer der Arbeitsgänge des elektrophotographischen Verfahrens

Bei solchen Geräten durchgeführt wird./ist es, wie sich herausgestellt hat, aus konstruktiven Gründen wünschenswert, die zum Einschmelzen dos Tonerbilds vorgesehene Heizeinrichtung so anzuordnen, daß sie sich unterhalb des einzuschmelzenden Tonerbildes befindet. Es wäre zwar möglich, das Einschmelzen des Tonerbildes derart zu bewerkstelligen, daß man die Rückseite des Empfangsblattes auf eine Temperatur erhitzt, die zum Aufschmelzen des auf der Vorderseite dieses Blattes befindlichen Toners ausreicht; im allgemeinen läßt man jedoch vorzugsweise die Wäremquelle unmittelbar auf den Toner einwirken. Das bedeutet, daß in Geräten, in welchen die Fixierstation unterhalb der Bewegungsbahn des das Tonerbild tragenden Empfangsblattes angeordnet

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ist, das Empfangsblatt mit seiner getonten Seite nach unten weisend über die Fixierstation bewegt wird. Da der Toner vor dem Fixieren lediglich durch elektrostatische Kräfte an seiner Trägerfläche haftet, neigt er dazu, sich von " dieser zu lösen und infolge der Schwerkraft auf die unteren Geräteteile zu fallen. Ferner kann es außer dem Herunterfallen des Toners geschehen, daß sich bei Verwendung eines aus Papier bestehenden Empfangsblattes von diesem Papierfasern lösen und ebenfalls auf die darunter gelegenen Geräteteile fallen, was zu einer Verschmutzung dieser Teile führt. Dieses Herabfallen von Partikeln von der getonten Trägerfläche machte es bisher schwierig, die Funktionstüchtigkext der Fixierstation über einen längeren Zeitraum hinweg zu erhalten. Das Herabfallen von Materialteilchen in die Fixierstation erzeugt schließlich einen Schmutzfilm sowohl auf der Heizeinrichtung selbst als auch auf den ihr zugeordneten Reflektoren, deren Aufgabe es ist, die Wärmeenergie in den Bereich zu lenken, in dem der Fixiervorgang stattfindet. Sobald der Schmutzfilm eine Stärke annimmt, bei welcher die Heizeinrichtung nicht mehr die zum Fixieren erforderliche Wärmemenge abgeben kann, muß das elektrophotographische Kopiergerät zum Zwecke der Reinigung stillgelegt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei der die Gefahr von Betriebsstörungen infolge einer Verschmutzung der Heizeinrichtung durch von der Trägerfläche oder Bildfläche des Tonerbildes herabfallende Partikel ausgeschaltet ist.

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Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zum Erzeugen einer in dem Zwischenraum zwischen der Heizeinrichtung und dem einzuschmelzenden Tonerbild verlaufenden Fluidströmung vorgesehen ist. Dadurch werden herabfallende Partikel kurz nach dem Ablösen von der Trägerfläche · oder von der Bildfläche abgefangen und aus dem Bereich der Fixierstation entfernt.

Vorzugsweise wird eine durch ein vorbestimmtes Druckgefälle hervorgerufene Luftströmung erzeugt, die parallel zu der getonten Bildfläche in dem Bereich verläuft, in dem das Herabfallen von Partikeln verhindert werden soll.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann diese Luftströmung, die nachfolgend meist Luftvorhang genannt wird, in der Weise erzeugt werden, daß zwei einander gegenüberliegend angeordnete Luftkammern oder Rohrleitungen vorgesehen sind, die je in einer Öffnung münden, die an den Stellen einander gegenüberliegend angeordnet sind, zwischen denen sich der Luftvorhang erstrecken soll. Die Kammer oder Rohrleitung der einen Öffnung ist mit einer Quelle für unter einem Überdruck stehende Luft und die Kammer oder Rohrleitung der anderen Öffnung mit einer Quelle für unter Unterdruck stehender Luft verbunden.

Vorzugsv/eise ist in der unterdruckseitigen Rohrleitung, durch die die Luft vom Luftvorhang abgeführt wird, ein Luftfilter vorgesehen, das die vom Luftvorhang gegebenenfalls mitgeführten Partikel auffängt.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

' Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem elektrophotographischen Kopiergerät.

Ein elektrophotographisches Kopiergerät weist ein photoleitfähiges endloses Band 2 auf, das durch einen Motor 5 um Walzen 3 und 4 entlang einer vorbestimmten Bewegurgsbahn angetrieben wird. Der Motor 5 ist mit einer der Walzen getrieblich verbunden. Entlang der Bewegungsbahn sind verschiedene elektrophotographische Stationen angeordnet, die dazu dienen, auf der Außenfläche des Bandes 2 ein Tonerbild, entsprechend einer reproduzierten Vorlage, zu erzeugen. Während das Band 2 eine Ladestation 6 durchläuft, wird seine nach außen weisende Oberfläche durch eine Koronaeinrichtung oder dergl. mit einer gleichförmigen elektrostatischen Ladung versehen. Nach dieser gleichförmigen Aufladung wird das Band einer Belichtungsstation 7 zugeführt, in welcher es bildmäßig mit einer aktinischen Strahlung entsprechend den hellen und dunklen Bildteilen der Vorlage belichtet wird. Durch diese bildmäßige Belichtung wird die gleichförmige Ladung auf dem Band an diskreten Stellen abgeleitet, so daß ein der Vorlage entsprechendes latentes elektrostatisches Ladungsbild entsteht. Die Entwicklung des elektrostatischen Ladungsbildes erfolgt, wenn das Band 2 eine Entwicklungsstation 8 durchläuft. Diese Entwicklungsstation 8 weist einen Vorratsbehälter mit elektrostatisch geladenen Tonerpartikeln sowie Mittel zum Aufbringen dieses Tonerpulvers auf das elektrostatische Ladungsbild auf. Durch Verwendung

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entsprechend aufgeladener Tonerpartikel erhält man nach Wunsch entweder ein positives oder negatives Tonerbild der Vorlage. Um den das Tonerbild tragenden Teil des photoleitfähigen Bandes 2 für eine Weiterverwendung freizumachen, wird das Tonerbild auf ein Empfangsblatt 11 aus Papier übertragen, auf welchem das Tonerbild zur Erzeugung einer dauerhaften Kopie fixiert werden kann. Für eine'.derartige übertragung verwendet man- gewöhnlich eine Papierzuführeinrichtung 12, die Papierblätter von einem Papiervorrat 13 einer Übertragungsstation 14 zuführen, und zwar in zeitlicher Übereinstimmung mit der Vorbeibewegung des das Tonerbild tragenden Bandes 2. Ein Schieberegister R steuert den zeitlichen Ablauf der einzelnen elektrophotographischen Arbeitsgänge und ijynchronisiert die Zuführung der Empfangsblätter mit der Bewegung des photoleitfähigen Bandes. Das Schieberegister R weist eine drehbare, mit Segmenten und Schlitzen versehene Trommel 20 auf, die durch einen Riemen 22, der an einer koaxial an der Walze 3 befestigten Riemenscheibe angelegt ist, derart angetrieben wird, daß die Bewegung des Schieberegisters in direkter Abhängigkeit von der Bewegung des photoleitfähigen Bandes 2 erfolgt.

Die Übertragungsstation 14 weist eine Vorrichtung zum elektrostatischen Aufladen des aus Papier bestehenden Empfangsblattes auf, so daß die Tonerpartikel vom Band 2 auf das Papier angezogen werden. Nach Übertragung des Tonerbildes auf das Empfangsblatt wird dieses Blatt vom Band abgelöst _f sobald das letztere über die kleine Walze 4 läuft. Hierauf wird das getonte Empfangsblatt in eine Fixierstation 30 geführt, wo das Fixieren des Tonerbildes erfolgt. Anschließend durchläuft das Band 2 eine Reinigungsstation 18.

Die Fixierstabion 30 weist ein endloses maschiges Förderband

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31 auf, welches um Walzen 32 und 33 läuft. Das Förderband 31 kann im Uhrzeigersinn und mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Band 2 angetrieben werden, indem man - wie aus der Zeichnung ersichtlich- die Achsen.der Walzen 33 und 4 durch einen Riemen 35 verbindet. Das Empfangsblatt, dessen getonte Seite nach unten gerichtet ist, haftet am Förderband 31 infolge der Saugwirkung einer an der Innenseite des unteren Trums des Förderbandes angeordneten Saugeinrichtung. Förderbänder mit Saugeinrichtungen sind bekannt. Ein derartiges mit Vakuum arbeitendes Förderband ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 498 592 beschrieben.

Direkt unterhalb des Förderbandes 31 ist die Toner-Einschmelzvorrichtung vorgesehen. Diese weist eine Infrarotlampe 40 und einen Reflektor 41 auf, durch¹ welche die Tonerteilchen auf dem Empfangsblatt fixiert werden. Ferner sind Mittel zur Erzeugung eines Luftstromes oder Luftvorhanges 42 vorgesehen, der im wesentlichen parallel zur Bewegungsbahn des getonten Empfangsblättes verläuft, wenn dieses direkt über der Fixierstation vorbeigeführt wird. Zur Erzeugung des Luftvorhanges sind zv/ei einander zugeordnete Kammern 43 und 44 vorgesehen, in denen gleiche aber entgegengesetzte Drücke aufrechterhalten werden. Die Wendung, "gleiche aber entgegengesetzte" in Verbindung mit den Luftdrücken in den Kammern 43 und 44 bezieht sich auf den umgebenden Luftdruck, z.B. den Luftdruck in einer Zone 45 zwischen den beiden Kammern, als . Bezugsraaß. Sollte der Normaldruck beispielsweise 1,05 kg/cm² betragen, so könnten die Drücke in den Kammern 43 und 44 1,19 kg/cm bzw. 0,91 kg/cm² betragen. Die Kammern 43 \md 44 weisen einander zugeordnete schlitzförmige öffnungen 46 bzw. 47 auf, wobei die Breite eines jeden dieser Schlitze gleich oder größer ist als die Breite des Empfangsblattes. Die glei-

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chen aber entgegengesetzten Drücke in den Kammern 43 und 44 werden durch ein Gebläse 49 aufrechterhalten, welches in einem die Kammern verbindenden Kanal 50 angeordnet ist. Auf der Unterdruckseite des Kanals 50 ist zwischen dem Gebläse 49 und der Kammer 44 ein Filter 51 mit einem Filterelement angeordnet, welches Partikel von der Größe der TonerpaitiLkel auffängt.

Beim Kopiervorgang wird das Empfangsblatt, mit der getonten Seite nach unten weisend, auf der unteren Außenfläche des Bandes 31 über die Infrarotlampe 40 hinweggeführt. Da die Tonerpartikel lediglich infolge des elektrostatischer Anziehung am Empfangsblatt haften, neigen diese Partikel dazu, sich vom Empfangsblatt zu lösen und unter dem Einfluß der Schwerkraft auf die Infrarotlampe 40 und ihren Reflektor 41 zu fallen. Da außerdem das Empfangsblatt gewöhnlich aus faserigem Material besteht, können sich auch Papierfasern lösen und auf die Einschmelzvorrichtung fallen. In dieser Weise können die Infrarotlampe und ihr Reflektor verschmutzt werden, wodurch ihre Wirksamkeit beim Herbeiführen einer Verschmelzung von Tonerteilchen mit dem Empfangsblatt herabgesetzt wird. Erfindungsgemäß wird nun direkt über der Infrarotlampe 40 ein Luftvorhang erzeugt. Aufgabe des Luftvorhanges ist ös, vom Papier herunterfallende Teilchen abzufangen und sie durch den Kanal 50 zum Filter 51 zu transportieren, in dem sie gesammelt werden und sodann ohne Mühe zu entfernen sind. Wichtig ist, daß die Drücke in den Kammern 43 und 44 im wesentlichen konstant gehalten werden. Ist der überdruck in der Kammer 43 wesentlich größer als der In der Kartuner 44 herrschende Unterdruck, kann der Luftvorhang das Empfangsblatt unter Umständen vom Förderband 31 blasen und

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auch die losen Tonerteilchen der unfixierten Kopie verwehen. Ist andererseits der Unterdruck in der.Kammer 44 wesentlich größer als der überdruck in der Kammer 43, so kann das Empfangsblatt unter Umständen durch Sogwirkung vom Vakuum-Förderband abgezogen werden. Nachdem das Tonerbild auf dem Empfangsblatt fixiert worden ist, wird das Blatt von einem Auffangbehälter 60 aufgenommen.

Obwohl dierErfindung anhand eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer Bauweise erläutert wurde, bei welcher das getonte Empfangsblatt umgekehrt, d.h. mit seiner getonten Seite nach unten auf die Fixierelemente weisend, über die Fixierstation geführt wird, so ist die Verwirklichung der Erfindung weder von der jeweiligen Lage der Fixierstation und des Empfangsblattes zueinander, noch von der Ausrichtung des Empfangsblattes abhängig. Immer wenn die Möglichkeit besteht, daß sich Tonerpartikel, Papierfasern oder andere Fremdkörper vom Empfangsblatt lösen, schirmt der erfindungsgemäße Luftvorhang die Fixierstation wirkungsvoll von dem Empfangsblatt ab und verhindert, daß derartige Partikel oder^ Fasern auf die Elemente der Fixierstation gelangen.

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Claims (4)

1. 220511Q

   Patentansprüche

   Vorrichtung zum Einschmelzen von auf blatt- oder bandförmigen elektrophotographischen Bildträgern befindlichen Tonerbildern durch die Wärmeenergie einer unterhalb der einzuschmelzenden Tonerbilder angeordneten Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Erzeugen einer in dem Zwischenraum zwischen der Heizeinrichtung (40,41) und dem einzuschmelzenden Tonerbild verlaufenden Fluidströmung vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Fördereinrichtung zum Vorbeibewegen von die einzuschmelzenden Tonerbilder aufweisenden Bildempfangsblättern an der Heizeinrichtung längs einer oberhalb derselben verlaufenden Förderbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (43,44) zum Erzeugen der Fluidströmung

   • (42) zwischen der Heizeinrichtung (40,41) und der Förderbahn (31) so angeordnet ist, daß eine parallel zu derselben verlaufende Fluidströmung (42) erzeugt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen einer Fluidströmung in Form eines Luftyorhanges (42) zwei Rohrleitungen (43,44) vorgesehen sind, die je in einer öffnung (46,47) münden, die einander zugekehrt und im Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die erste Rohrleitung (43) mit einer Quelle (49) für unter überdruck und die zweite Rohrleitung (44) mit einer Quelle (49) für unter einem betragsmäßig gleich hohen Unterdruck stehende Luft verbunden sind.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Rohrleitung (44) ein Luftfilter (51) angeordnet ist.

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