DE69302774T2 - Gerät zum Übertragen eines Tonerbildes von einem Bildaufzeichnungsträger zu einem Empfangsträger - Google Patents
Gerät zum Übertragen eines Tonerbildes von einem Bildaufzeichnungsträger zu einem EmpfangsträgerInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Übertragen eines Tonerbildes von einem Bildaufzeichnungsträger zu einem Empfangsträger mit: einem endlosen beweglichen Zwischenträger, der eine Oberflächenschicht aufweist, die in einer ersten Übertragungszone mit dem Bildaufzeichnungsträger in Berührung steht, einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Tonerbildes auf der Oberflächenschicht des Zwischenträgers, einer druckausübenden Einrichtung, die in einer zweiten Übertragungszone mit dem Zwischenträger in Berührung gebracht werden kann, einer Transporteinrichtung zum Transport des Empfangsträgers durch die zweite Übertragungszone, und einer Reinigungseinrichtung, die zwischen der zweiten und ersten Übertragungszone mit der Oberflächenschicht des Zwischenträgers in Berührung gebracht werden kann.
- Das US-Patent US-A-4 607 947 beschreibt eine Kontaktfixiervorrichtung, in der ein Tonerbild eines Bildaufzeichnungsträgers auf einen erhitzten Zwischenträger übertragen wird. In einer Fixierzone, in der der Zwischenträger in Berührung mit einer druckausübenden Einrichtung ist, wird das Tonerbild auf einen Empfangsträger, der durch die Fixierzone transportiert wird, übertragen und gleichzeitig fixiert. Jedoch werden gleichzeitig auch Verunreinigungen vom Empfangsträger auf den Zwischenträger übertragen. Rückstände des Tonermaterials bleiben ebenso als Verunreinigung auf dem Zwischenträger zurück, da die Übertragung des Tonerbildes auf den Empfangsträger unzureichend ist.
- Wenn derartige Verunreinigungen auf dem Zwischenträger verbleiben, können sie auf den Bildaufzeichnungsträger in der ersten Übertragungszone übertragen werden. Dies führt zu einer Störung der Bilderzeugung und letztendlich zu einem Bildfehler in der Kopie auf dem Empfangsträger.
- Verschiedene Reinigungseinrichtungen wurden vorgeschlagen, um diese Verunreinigungen vom Zwischenträger zu entfernen, bevor diese die erste Übertragungszone erreichen. Zum Beispiel wird in US-A-4 607 947 eine Reinigungseinrichtung offenbart, die mit einer Reinigungsoberfläche versehen ist, an der der Toner eine bessere Haftung aufweist als am Zwischenträger. Eine Reinigungseinrichtung dieser Art funktioniert bei der Aufnahme von hochschmelzenden Verunreinigungen, wie etwa Tonerrückständen, zufriedenstellend. Diese Reinigungseinrichtung kann ebenso Papierstaub vom Zwischenträger entfernen, aber es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß niedrigschmelzende Verunreinigungen von Empfangsträgern, wie etwa wachsähnlichen Verbindungen, Weichmachern, Anti-Schaum-Mitteln und Porenfüllern, die in Empfangsträgern vorkommen, und Staubpartikel von Kunststoffempfangsträgern und dergleichen mit den bekannten Reinigungseinrichtungen, wenn überhaupt, nur teilweise von dem Zwischenträger entfernt werden. Nach Ablagerung auf dem Zwischenträger in der zweiten Übertragungszone können diese Verunreinigungen auch auf den Bildaufzeichnungsträger in der ersten Übertragungszone übertragen werden, was zu einer Störung der Bilderzeugung und letztendlich zu Bildfehlern in der Kopie auf dem Empfangsträger führt. Dies erfordert einen vorzeitigen und regelmäßigen Ersatz des Zwischenträgers und des Bildaufzeichnungsträgers, und das zieht hohe Instandhaltungskosten und einen Gerätestillstand nach sich. Zum Beispiel hat sich herausgestellt, daß "alkalische" Empfangsträger, die zunehmend verwendet werden und unter anderem aus Zellulose, Kreide und Schlichtemitteln, wie etwa Alkyl-Ketondimer, bestehen, eine beträchtliche Quelle für eine derartige Verunreinigung darstellen. Empfangsträger dieser Art werden verwendet wegen der niedrigen Kosten und besseren Haltbarkeit, verglichen mit den "sauren" Empfangsträgern, die unter anderem aus Zellulose, Ton und modifizierten oder unmodifizierten Harzen bestehen. Es hat sich jetzt herausgestellt, daß, wenn alkaline Empfangsträger verwendet werden, Reaktionsprodukte aus den zum Schlichten verwendeten Mitteln von diesen Empfangsträgern auf dem Zwischenträger abgelagert werden und in die Oberflächenschicht eindringen. Diese Reaktionsprodukte werden auf den Bildaufzeichnungsträger übertragen, was zu einer Bildstörung führt. Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, die obigen Probleme zu vermeiden. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in einem Gerät gemäß dem Oberbegriff dadurch gelöst, daß die Reinigungseinrichtung auf der äußeren Oberfläche ein verunreinigungsabsorbierendes Material aufweist. Die Menge der Verunreinigung auf dem Zwischenträger und die Ablagerung auf dem Bildaufzeichnungsträger wird folglich reduziert, so daß die Lebensdauer des Zwischenträgers und des Bildaufzeichnungsträgers, das heißt, die Dauer, während der diese Medien ohne jegliches Auftreten von Bildfehlern verwendet werden können, verlängert wird. Vorzugsweise wird ein verunreinigungsabsorbierendes Gummimaterial verwendet.
- Besonders vorteilhaft ist ein Gummimaterial, das Distearylketon zu mehr als % des eigenen Gewichts absorbieren kann.
- Eine gute Reinigung des Zwischenträgers wird in einem Gerät erreicht, in dem das verwendete verunreinigungsabsorbierende Material ein Gummimaterial aus der Gruppe ist, die Ethylen-Propylendiengummi, Ethylen-Propylengummi, eine Mischung aus Ethylen-Propylendiengummi und Silikongummi, Ethylen-Vinylacetatgummi, n-Butylgummi und Mischungen aus diesen Gummis umfaßt. Besonders vorteilhaft sind derartige Gummimaterialien aus der Gruppe, die Ethylen-Propylendiengummi, Ethylen-Propylengummi, n-Butylgummi, Ethylen-Vinylacetatgummi, Silikongummi und Mischungen aus diesen Gummis umfaßt, die mehr als 5 % Ruß enthalten. Gummis dieser Art sind bei hohen Temperaturen strapazierfähig und weisen auch nach einer langen Benutzungsdauer eine ausreichende mechanische Festigkeit auf.
- Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung erläutert, die ein diagrammischer Querschnitt durch eine Ausführungsform des Gerätes gemäß der Erfindung ist.
- Das dargestellte Bilderzeugungsgerät weist ein endloses photoleitendes Band 1 auf das durch eine Antriebseinrichtung und Führungsrollen 2,3 bzw. 4 gleichmäßig angetrieben wird. Das auf einer Belichtungsplatte 5 angeordnete Originalbild wird durch Blitzlichter 6 und 7, eine Linse 8 und einen Spiegel 9 auf das Band 1 projiziert, nachdem das Band durch eine Korona-Einrichtung 10 elektrostatisch aufgeladen wurde. Das nach der Blitzbelichtung auf dem Band 1 gespeicherte Ladungsbild wird durch eine Magnetbürsteneinrichtung mit Tonerpuder entwickelt, so daß in der ersten Übertragungszone ein Tonerbild entsteht, das dann unter Druck mit einem Endlos-Zwischenträgerband 12 in Berührung gebracht wird, das mit einer Oberflächenschicht versehen ist, die aus weichelastischem und hitzebeständigem Material wie etwa Silikongummi besteht. Unter diesen Bedingungen wird das Tonerbild durch Adhäsionskräfte vom Band 1 auf das Band 12 übertragen.
- Nach der Bildübertragung werden alle verbliebenen Bildrückstände vom Band 1 durch eine Reinigungsvorrichtung 13 entfernt, wonach das photoleitende Band 1 zur Wiederbenutzung bereit ist. Das Zwischenträgerband 12 wird über Antriebs- und Führungsrollen 14 und 15 geführt, wobei das Zwischenträgerband 12 beispielsweise durch einen Infrarotstrahler 17, der innerhalb der Rolle 14 angeordnet ist, auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die oberhalb der Erweichungstemperatur des Toners liegt. Während das Band 12 mit dem darauf befindlichen Tonerbild weiter bewegt wird, bewirkt die Wärme, daß das Tonerbild klebrig wird. In einer zweiten Übertragungszone wird das klebrige Tonerbild unter dem Einfluß von Druck, der mit Hilfe einer Druckeinrichtung in der Form eines über Rollen 23 und 24 geleiteteten Bandes 20 ausgeübt wird, auf einem Bogen eines Empfangsträgers, der aus einem Vorratsbehälter 18 über Rollen 19 und 20 zugeführt wird, übertragen und gleichzeitig fixiert. Tonerrückstände werden gemäß US-A-4 607 947 durch eine Reinigungseinrichtung 30 in der Form einer Rolle 31 entfernt. Die entstandene Kopie wird durch das Band 22 in einer Ablage 25 deponiert.
- Damit die Verunreinigung vom Zwischenträgerband 12 entfernt werden, weist das Gerät eine Reinigungseinrichtung 35 auf, beispielsweise in der Form einer sich frei drehenden Rolle 36, die mit einer Schicht eines peroxidgehärteten Silikongummis versehen ist, in das 15 % Ruß, der eine spezifische Fläche von etwa 900 m²/g aufweist, gemischt ist. Die Wahl des speziellen absorbierenden Materials hängt ab von der Art der Verunreinigung, der maximalen Menge an Verunreinigungen, die von dem absorbierenden Material aufgenommen werden kann, dem Absorptionsvermögen und der Geschwindigkeit, mit der die Verunreinigungen von der Material aufgenommen wird, das heißt, der Absorptionsgeschwindigkeit. Das Absorptionsvermögen und die Absorptionsgeschwindigkeit einer speziellen Verunreinigung kann leicht bestimmt werden, indem eine derartige Verunreinigung in fester, flüssiger oder gelöster Form mit dem absorbierenden Material in Berührung gebracht wird und die Gewichtszunahme dieses absorbierenden Materials im Laufe der Zeit kontrolliert wird. Eine Modellverbindung, die eine der Verunreinigung vergleichbare Affinität zu der Oberflächenschicht des Zwischenträgers aufweist, kann ebenso als Verunreinigung benutzt werden.
- Das Absorptionsvermögen für die niedrigschmelzenden Verunreinigungen von alkalischen Papieren wird beispielsweise bestimmt, indem das absorbierende Material mit Distearylketon, einer dialkylierten Ketonverbindung, bei 100ºC über 24 Stunden in Berührung gebracht und die Gewichtszunahme gemessen wird.
- Das Absorptionsvermögen verschiedener Materialen ist in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1 Absorptionsvermögen (Gewichtszunahme des Gummis in %) Zusatzgehärtetes Silikongummi LIM 2600 (General Electric Co ) Peroxidgehärtetes Silikongummi (Wacker R300-50 ) EPDM-Gummi (Ethylen-Propylen-Verhältnis 40:60) Ethylen-Propylengummi Ethylen-Vinylacetatgummi EPDM-/Silikon-Mischung (Shin Etsu 1441 ) Silikongummi, vermischt mit 43 % Graphit (spezifische Oberfläche von Graphit = 15 m²/g) Silikongummi, vermischt mit 6 % Ruß mit spezifischer Oberfläche 265 m²/g Silikongummi, vermischt mit 5 % Ruß mit spezifischer Oberfläche 900 m²/g Silikongummi, vermischt mit 12 % Ruß Methyl-Phenylsilikongummi Fluoro-Silikongummi (General Electric FSE 2120 ) n-Butylgummi
- In der Praxis hat sich herausgestellt, daß Materialen, die Distearylketon zu mehr als 5 % ihres eigenen Gewichtes absorbieren können, als absorbierendes Material auf der Reinigungseinrichtung gut geeignet sind.
- Vernünftige Ergebnisse werden mit aliphatischen Gummis erzielt, vorzugsweise aus der Gruppe, die Ethylen-Propylendiengummi, Ethylen-Propylengummi, Ethylen-Vinylacetatgummi, halogeniertes oder nichthalogeniertes n- Butylgummi und Ethylen-Propylendiengummi-/Silikongummi-Mischungen umfaßt.
- Gummimaterialen, die mit mehr als 5 % und vorzugsweise mehr als 10 % hochstrukturierten Ruß versetzt sind, werden bevorzugt.
- Beispiele für verwendbare Materialen sind die obigen Gummis und Kondensations-, Peroxid- und zusatzgehärtete Silikongummis.
- Geeigneter Ruß weist eine hohe spezifische Oberfläche auf, das heißt, höher als 200 m²/g und vorzugsweise höher als 500 m²/g.
- Gummimaterialien, die mit derartigem Ruß versetzt sind, weisen ein ausreichendes Absorptionsvermögen und eine Absorptionsgeschwindigkeit auf, die wesentlich höher ist als die der vorher genannten Gummis (mehr als zehnmal so hoch).
- Zusätzlich weisen derartige Gummi-/Ruß-Mischungen Verunreinigungsbindungseigenschaften auf, die irgendeine Rückgabe der Verunreinigungen der Reinigungseinrichtung an die Oberflächenschicht des Zwischenträgers verhindern.
- Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher erläutert.
- In der Vorrichtung gemäß der Figur mit einem Zwischenträgerband, wie es in der EP-A-0 349 072 beschrieben wird, weist die Reinigungseinrichtung die Form einer 50 mm starken metallzylindrischen Rolle auf, die mit einer mm starken Schicht aus EPDM-Gummi versehen ist. Die Konzentration von Dialkylketon, wie etwa Distearylketon, war in der Oberflächenschicht des Zwischenträgers, nachdem 205.000 Kopien auf alkalischem Papier erstellt wurden, kleiner als 4 mg Dialkylketon pro g Oberflächenschichtgummi. Es konnte keine Ablagerung auf dem photoleitenden Band festgestellt werden.
- Die Konzentration von Dialkylketon in der Oberfläche war bei der gleichen Anzahl der Kopien, aber ohne Nutzung der Reinigungseinrichtung, 6 mg/g Oberflächenschichtgummi. Verunreinigungen wurden ferner auf dem photoleitenden Band abgelagert, was eine Bildstörung zur Folge hatte.
- Die Vorrichtung gemäß der Fig. 1 war mit einem Zwischenträgerband 12 nach Beispiel 1 ausgestattet, dessen Oberflächenschicht etwa 2,5 mg/g Dialkylketone beinhaltete. Dieses Zwischenträgerband 12 wurde anschließend mit einer Reinigungseinrichtung 35 in Berührung gebracht, die mit einer 2 mm starken Silikongummischicht ausgestattet war, der etwa 10 Gew. % Ruß mit einer spezifische Oberfläche von 500 m²/g beigemischt war. Die Konzentration des Ketons hatte sich halbiert, nachdem das Zwischenträgerband 12 fünf Stunden lang an der Reinigungseinrichtung 35 im Betrieb war, wobei während dieser Zeit das Zwischenträgerband 12 durch den Strahler 17 auf 100&sup0;C gehalten wurde.
- In ähnlichen Tests, in denen Silikongummi mit Ruß durch EPDM-Gummi ersetzt wurde, lag die Keton-Konzentration nach zehn Stunden noch bei etwa 1,4 mg/g. In einem ähnlichen Test, in dem die Reinigungseinrichtung 35 mit Ethylen-Vinylacetatgummi ausgestattet war, fiel die Keton-Konzentration in Stunden von 4,9 auf 2,9 mg/g ab.
- Die Rolle 36 kann intern oder extern beheizt werden, so daß die Diffusion der Verunreinigung in das absorbierende Material beschleunigt wird.
- Eine Reinigungseinrichtung 35 dieser Art kann dauerhaft mit dem Zwischenträger 12 in Berührung sein. Die Reinigungseinrichtung 35 kann ebenso mit einem Mechanismus (nicht gezeigt) versehen sein, der die Reinigungseinrichtung während der Zeiten, in denen kopiert wird, vom Zwischenträger abhebt. Dies vermeidet eine übermäßige Hitzezerstreuung während des Kopierens.
- In einer anderen Ausführungsform wurde die Reinigungseinrichtung 35 durch ein endloses Band gebildet, das über zwei Wellen geführt wird und eine Schicht aus einem verunreinigungsabsorbierenden Material aufweist.
- Es ist des weiteren möglich, die Außenseite des absorbierenden Materials mit einer dünnen, verunreinigungsdurchlässigen äußeren Umhüllung zu versehen, so daß die mechanischen Eigenschaften verbessert werden, die Aufladung und Abnutzung vermieden wird und die Oberflächeneigenschaften (Nichtklebrigkeit und dergleichen) verbessert werden.
Claims (8)
1. Gerät zum Übertragen eines Tonerbildes von einem
Bildaufzeichnungsträger (1) zu einem Empfangsträger, mit:
- einem endlosen beweglichen Zwischenträger (12), der eine
Oberflächenschicht aufweist, die in einer ersten Übertragungszone mit dem
Bildaufzeichnungsträger (1) in Berührung steht,
- einer Heizeinrichtung (17) zum Erhitzen des Tonerbildes auf der
Oberflächenschicht des Zwischenträgers (12),
- einer druckausübenden Einrichtung (22), die in einer zweiten
Übertragungszone mit dem Zwischenträger (12) in Berührung gebracht werden
kann,
- einer Transporteinrichtung (24) zum Transport des Empfangsträgers
durch die zweite Übertragungszone, und
- einer Reinigungseinrichtung (35), die zwischen der zweiten und ersten
Übertragungszone mit der Oberflächenschicht des Zwischenträgers in
Berührung gebracht werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (35) ein
verunreinigungsabsorbierendes Material auf ihrer äußeren Oberfläche aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
absorbierende Material ein Gummimaterial aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
absorbierende Material Distearylketon in einer Menge von 5% oder mehr
seines Gewichts absorbieren kann.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Absorptionsmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die Ethylen-
Propylendiengummi, Ethylen-Propylengummi, eine Mischung aus Ethylen-
Propylendiengummi und Silikongummi, Ethylen-Vinylacetatgummi,
n-Butylgummi und Mischungen aus diesen Gummis umfaßt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das absorbierende Material ein Gummimaterial aufweist, in das
mindestens 5% Ruß gemischt ist, wobei das Gummimaterial aus einer Gruppe
ausgewählt ist, die Ethylen-Propylendiengummi, Ethylen-Propylengummi, n-
Butylgummi, Ethylen-Vinylacetatgummi, Silikongummi und Mischungen aus
diesen Gummis umfaßt.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens 10% Ruß in das Gummimaterial gemischt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der beigemischte Ruß eine spezifische Oberfläche von mehr als 200
m²/g aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der beigemischte Ruß eine spezifische Oberfläche von mehr als 500
m²/g aufweist.
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