DE2260835A1

DE2260835A1 - Papierheizeinrichtung fuer elektrofotografische geraete

Info

Publication number: DE2260835A1
Application number: DE2260835A
Authority: DE
Inventors: Peter John Hastwell; Ian Edward Smith; Marinus Cornelus Vermeulen
Original assignee: Savin Business Machines Corp
Current assignee: Savin Business Machines Corp
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1973-07-12
Also published as: IT972748B; JPS4877843A; US3757081A; FR2170585A5

Description

DR.-ΙΝβ. DIPL.-ΙΝΘ, M. »Ο. DIPL.-PHYS. PR. DIPU-PhV*.

HÖGER - STeLLRECHT- ©RIESSBACH- HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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11 (.Dezember 1972

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Ser.No. 212 081

Savin Business

Machines Corporation VaXhalXa, N.Y. 10 595 / USA

Papierheizeinrichtung für elektrofotografische Geräte

Die Erfindung betrifft eine Papxerheizeinrichtung für elektrofotografische Geräte.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein neuartiges Verfahren zur Kontaktweitergabe von flüssigem, suspendiertem und klebrigem Toner zu verwenden. Es wurde dabei festgestellt, dass

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es vorteilhaft ist, das Papier zu erwärmen, um so den Übergang des klebrigen, tonerentwickelten Bildes auf das Papier zu erleichtern.

Durch die Erwärmung des Papieres wird dieses so entfeuchtet, dass die auf dem Papier an feuchten Tagen vorhandene Feuchtigkeit den Übergabevorgang nicht beeinträchtigt. Das Harzmaterial des klebrigen Toners kann ein Thermoplast sein. In diesem Falle erhöht die Erwärmung des Papieres die Fliessfähigkeit des Tonerharzes und setzt dieses nun in die Lage, leichter in die Höhlungen des glatten Papieres einzufHessen, auf das die übertragung stattfinden soll. In jedem Falle wird der Bildübergang auf das Papier erleichtert. Die erhöhte Temperatur hilft auch beim Verdampfen des schwachen Verdünnungsmittels, in dem der klebrige Toner verteilt ist. Die Verwendung einer Heisslufthaube in der Nähe des Übergabebereiches wirkt so lange, als dort ein Papier anwesend ist. Wenn jedoch kein Papier zwischen dem Heissluftstrom und der fotoleitenden Oberfläche vorhanden ist, so besteht die Gefahr, dass eine Erhöhung der Temperatur bis auf einen solchen Punkt erfolgt, dass sich nun Nachteile für die fotoleitenden Eigenschaften des Fotoleiters ergeben. Viele fotoleitenden Materialien verlieren einen Teil ihrer fotoleitenden Eigenschaften bei Temperaturen von ungefähr 70 C.

Die Verwendung von Strahlungshitze mit einer Infrarotlampe oder einer InfrarotstrahlungsquGlle, die beispielsweise einen Widerstand hat, der bis auf Rotglut erhitzt ist, kann zur Erwärmung des Papiers benutzt werden. Dies ist befriedigend, solange das Papier sich bewegt. Es wurde jedoch festgestellt, dass das Papier angesengt wird oder sich sogar entzünden kann, wenn es zu lange der hohen Temperatur der Infrarotquelle ausgesetzt wird.

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Es ist ausserdem möglich, eine Walze zu erhitzen, um die das Papier herum läuft. Es wurde ferner festgestellt, dass dann, wenn lediglich eine einzige Wärmequelle verwendet wird, die Temperatur so heiss sein muss, dass die Wärme zu rasch aufgedrückt wird mit dem Ergebnis, dass durch interne Spannungen das Papier verunzelt wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung für das beim elektrostatischen Kopieren benötigte Papier zu schaffen, bei der sichergestellt ist, dass das Papier nicht verbrennt oder verkohlt. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Strahlungsheizvorrichtung vorgesehen ist, im Abstand von der eine Leitplatte angeordnet ist, die einen Wandteil eines kanalartigen, zum Durchlauf für das Papier dienenden Durchgangs bildet, in .dem durch eine Positionsierungsvorrichtung das Papier neben der Leitplatte gehalten ist.

Hierdurch kann das Papier einfach und wirksam auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden, wobei gleichzeitig das Papier in einem glatten, flachen Zustand gehalten . und sichergestellt wird, dass das Papier nicht verkohlt oder sich sogar entzündet, obgleich es in der Heizzone für eine längere Zeitdauer angehalten wird. Ferner wird die überschüssige Feuchtigkeit vom Kopierpapier entfernt.

Günstig ist es, wenn die Leitplatte Öffnungen hat, die mit einem äusseren IJiederdruckraum in Verbindung sind.

Vorteilhaft ist es, wenn das Papier von einer Vorratsrolle durch den Durchgang hindurch und dann um eine Spannrolle herumgezogen wird, die unabhängig erwärmt werden kann, worauf das Papier in Berührung mit der fotoleitenden Oberfläche gebracht wird, die nun das klebrige, tonerentwickelte Bild trägt.

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Der Papierdurchgang ist in vorteilhafter V7eise mit einer Strahlheizvorrichtung an der einen Seite und einer perforierten Leitplatte an der anderen Seite versehen. Die perforierte Platte kommuniziert mit einer Kammer, an die die Saugseite eines Absauggebläses angeschlossen ist. Die Kammer ergibt einen Bereich von geringerem Druck, der das Papier gegen die perforierte Leitplätte hält und der sicherstellt, dass es dort ausser Berührung mit dem Strahlungsheizer verbleibt. Das Sauggebläse entfernt auch irgendwelche Dämpfe, die von dem Papier durch die Strahlungswärme abgegeben werden. Günstig ist es, wenn eine Hilfsheizvorrichtung vorgesehen ist, um die Spannwalze auf eine niedrigere Temperatur als die im Papierdurchgang vorhandene zu erwärmen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemässe Papierheizeinrichtung, wobei ein Teil der fotoleitenden Oberfläche und der Papierbahn von der Vorratsrolle bis zu dieser Oberfläche dargestellt ist,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Rückansicht der

Papierheizeinrichtung gemäss Fig.1 in Richtung der Linie 2-2 der Fig.1 gesehen,

Fig. 3 einen Teilschnitt zur Darstellung der Spannrollenheizvorrichtung nach dor Linie 3 der Fig.1.

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig.2.

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Im Ausführungsbeispiel ist eine Rolle Kopierpapier mit 2 be" zeichnet, die aus normalem Papier 3 sein kann und di,e drehbar auf einer Welle 4 oberhalb einer Heizeinrichtung angeordnet ist_/ die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist- Eine kaminartige Führung 6 dient dazu, das Papier einem Paar von Führungswal~ zen 8 zuzuführen, so dass sich das Papier nun durch den Durch" gang 12 hindurch bewegen kann. Ferner ist eine Platte -14 mit einem Paar von Flanschen 16 vorgesehen, um die Einrichtung mit Schrauben 18 am Gestell einer elektrofotografischen, nicht dargestellten Maschine festzumachen« Die Platte 14 hat eine öffnung 20, die mit der Atmosphäre kommuniziert,.. Ferner ist für die Abgase ein Zentrifugalgebläse 2Oa vorgesehener das an ein Rohr 22 angeschlossen ist, um so einen Saugzug auf eine Kammer 24 auszuüben. Diese Kammer wird durch eine Leitplatte 26 gebildet, die durch Flanschen von der Platte 14 im Abstand gehalten ist. Die Leitplatte 26 hat öffnungen 30, so dass der Unterdruck innerhalb der Kammer 24 auf das Papier 3 wirken kann, das dann gegen die Leitplatte 26 anliegt. Im Abstand von der Oberfläche der Leitplatte 26 ist eine aus Kupfer oder Messing gebildete Strahlungsplatte 32 angeordnet, die mit einer Isolierschicht 34 aus wärmeisolierendem Material, beispielsweise Asbest, fest verbunden ist.

Wie besonders deutlich aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, ist in einer Ausnehmung der Isolierschicht/eine Glimmertafel 36 angeordnet, die durch Schrauben 38 und keramische Buchsen 40 dort befestigt ist. Die Glimmertafel 36 trägt eine aus Nickel-Chrom bestehende elektrische Widerstendswicklung 42, die an irgendeine geeignete, nicht dargestellte elektrische Spannungsquclle angeschlossen werden kann. Wie sich besonders deutlich aus Fig. 4 ergibt, ist die G .7i-rnmerfcaf.nl 36 samt ihrer elektrischen VJidorstand.swickiung in der Ausnehmung oder der Tasche

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angeordnet, die in der Isolierschicht 34 gebildet isfet Die Strahlungsplatte 32 erstreckt sich bis in die Nähe der eben beschriebenen Warmes tragvorrichtung, igt jedoch von dieser in einem kleinen Abstand, wie dies aus Fig.4 deutlich hervor-' geht. Um nun zu verhindern, dass die Strahlungsplatte 32 sich verbiegt, ist eine Vielzahl von Querstangen 44 quer entlang derselben angeordnet (vgl. Fig. 1 und 2). Der Widerstand der Widerstandswicklung, die angelegte Spannung und die Beziehung der Teile zueinander ist derart, dass die Strahlungsplatte auf einer Temperatur zwischen 176° und 232 C gehalten wird. Das Papier ist ungefähr in einem Abstand von 12 nun von der Strahlungsplatte 32. Die untere Temperatur von 176° C kann mit ungefähr 700 W Leistung aufrecht erhalten werden. Für einen raschen Vorgang wird vorzugsweise die Temperatur der Strahlungsplatte 32 auf ungefähr 232° C erhöht. Hierzu sind ungefähr 1200 W Leistung notwendig. Es wurde nun ein Blatt Papier im Durchgang bei einer Temperatur der Strahlungsplatte 32 von 232 C über eine Stunde festgehalten, ohne dass das Papier verkohlte oder sich entzündete. Es sei darauf hingewiesen, dass es an Tagen von sehr hoher Feuchtigkeit natürlich erwünscht ist, die Temperatur der Wärmestrahlwand zu erhöhen. Dies kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Potentiometers zwischen der Spannungsquelle und der Widerstandswicklung 42 eingestellt werden. Die Länge des Papierdurchgangs in Fig.1 ist ungefähr 305 mm.

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Das Zentrifugalgebläse 20 wird mit einer solchen Geschwindigkeit betrieben, dass ungefähr 0,453 cbm Luft pro Minute bewegt werden. Die Öffnungen 20 unterbrechen den Säugzug innerhalb der Kammer 24 in einem solchen Umfang, dass das Papier zwar gegen die Leitplatte 26 gehalten wird, jedoch nicht so kräftig, dass irgendeine übermässige Reibung entsteht. Durch das Zentrifugalgebläse wird nun irgendweIcher Wasserdampf entfernt, der aus dem Papier durch die Strahlhitze der Strahlungsplatte 32 entfernt wird. ο

Sobald das Papier nun den Durchgang verlässt, kühlt es infolge der niedrigen spezifischen Wärme rasch ab. Das Papier muss nun gespannt gehalten werden, und zu diesem Zweck ist eine Spannwalze 46 vorgesehen, die auf einer Welle 48 zwischen einem Paar von Armen 50 gehalten ist, die um Zapfen 52 schwenkbar sind. Die Arme sind jweils durch eine Feder 53 vorgespannt. Die Spannwalze 46 hat einen Durchmesser von 51 mm und ihre Länge ist ungefähr 292 mm für Papier von 216 mm Breite. Wenn die Spannwalze 46 unbeheizt gelassen würde, so würde die Abkühlung des Papiers beschleunigt werden, das/eine auf einer Welle 60a angeordneten Guismidruckwälze 54 herumlaufen muss, um so einen Linienkontakt mit der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 56 zu erhalten, auf der das Bild vorhanden ist, das nun durch den klebrigen Toner entwickelt wurde. Um zu verhindern, dass das Papier zu kalt wird, kann eine leistenartige Infrarot-Heizvorrichtung 58 vorgesehen sein, die eine Widerstandsheizwicklung 60 hat, die an eine nicht dargestellte Spannungsquelle angeschlossen werden kann. Die Anordnung ist vorzugsweise derart, dass die Spannwalze 46 auf einer Temperatur von der Grössenordriung von 121 C gehalten wird. Ein nicht dargestelltes Potentiometer dient dazu, um die Wärme zu steuern und einzuregeln, auf die die Heizvorrichtung 58 erhitzt

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werden soll. An feuchten Tagen und bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten ist für die Heizvorrichtung eine grössere Leistung erforderlich.

Der Durchgang für das Papier nach dem Verlassen der Gummidruckwalze 54 wurde nicht dargestellt.

Aus Vorstehendem ergibt sich, dass die Aufgabe der Erfindung gelöst v/urde. Es wurde eine neuartige Einrichtung zum Vorwärmen von Kopierpapier geschaffen, bevor dieses in Berührung mit einem Bild kommt, das durch einen klebrigen Toner entwickelt wurde. Die erfindungsgcmässe Heizeinrichtung kann aus dem Kopierpapier überschüssige Feuchtigkeit entfernen, die einen raschen und vollständigen Übergang des Bildes von der fotoleitenden Oberfläche auf das Papier beeinträchtigen könnte. Die Anordnung ist dabei derart, dass die erfindungsgemässe Heizeinrichtung das Papier weder versengt noch es entzündet. Die Spannwalze, die mit den Papierführungswalzen zusammenwirkt, hält das Papier so gespannt, dass es die Strahlfläche im Papierheizdurchgang nicht beruh t. Ferner ist noch eine Kammer als Zone geringeren Druckes vorgesehen, um zu verhindern, dass das Papier die Strahlfläche berührt. Das Sauggebläse, durch das der reduzierte Druck in der Saugkammer erzeugt wird, führt ferner Feuchtigkeit ab, die von dem Papier durch die strahlende Hitze abgegeben wird.

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Claims

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Patentansprüche

\1·/Papierheizeinrichtung für elektrofotografische Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsheizvorrichtung (10) vorgesehen ist, im Abstand von der eine Leitplatte (26) angeordnet ist, die einen Wandteil eines kanalartigen., zum Durchlauf für das Papier (3) dienenden Durchgangs (12) bildet, in. dem durch eine Positionierungsvorrichtung (8, 46) das Papier (3) neben der Leitplatte (26) gehalten ist.

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2. Papierheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung ein Paar von Papierführungsrollen (8) am einen Ende des Durchgangs (12) und eine Spannrolle (46) am anderen Ende des Durchganges (12) aufweist.

3. Papierheizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitplatte (32) Öff mangen (30) hat, die mit einem äußeren Niederdruckraum (24) in Verbindung sind.

4. Papierheizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckraum (24) an den Eingang eines Sauggebläses (20a) angeschlossen ist.

5. Papierheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsheizvorrichtung eine wärmeleitende Strahlungsplatte (32) hat, die eine Teilwand des Durchgangs (12) bildet.

6. Papierheizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsplatte (32) an einem Ende frei ist, so daß sie sich bei Erwärmung ausdehnen kann.

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7. Papierheizeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Halteglieder (44) zur Verhinderung eines Verwerf ens der Strahlungsplatte (32) sich quer im Durchgang (12) erstrecken.

8. Papierheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckraum (24) außer der Leitplatte (26) weitere Wände, darunter eine Abschlußplatte (14), im Abstand von der Leitplatte (26) hat.

9. Papierheizeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (14) durchlocht ist.

10. Papierheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (12) einen flachen, rechteckigen Querschnitt hat und nur am Eingang und Ausgang offen ist.

11. Papierheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckraum (14) einen flachen, rechteckigen Querschnitt hat.

12. Papierheizeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruckraum (14) sich über die ganze Länge und Breite des Durchgangs (12) erstreckt. I]

13. Papierheizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsheizvorrichtuncj (10) derart ausgelegt ist, daß das Papier (3) im Durchgang (12)

in Bereich ,-,,- ο eine Temperatur zwischen 176 und 232 C annimmt.

14. Papierheizeinrichtung nach einem der Anspriiche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (46) auf eine Temperatur von 121° C erwärmt ist.

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