DK146288B - Fremgangsmaade og apparat til fiksering af billeder - Google Patents

Description

/ J

(19) DANMARK \Vuj/

0 (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (n)146288B

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 1030/77 (51) Int.CI.3: G 03 G 15/20 (22) Indleveringsdag: 09 nrar 1977 (41) Aim. tilgængelig: 19 sep 1977 (44) Fremlagt: 22 aug 1983 (86) International ansøgning nr.: - (30) Prioritet: 18 mar 1976 NL 7602822 (71) Ansøger: ‘OCE-VAN DER GRINTEN N.V.; Venlo, NL.

(72) Opfinder: Gerardus Antonius Josef *Koeleman; NL, Franclscus Antonius Adrlanus Emanuel van de ‘Laarschot; NL.

(74) Fuldmægtig: Internationalt Patent-Bureau (54) Fremgangsmåde og apparat til fiksering af billeder

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fiksering af billeder bestående af termoplastisk materiale på papir, hvor billedmaterialet blødgøres ved opvarmning og i blødgjort tilstand transporteres igennem en trykzone samtidig med at det er i berøring med papiret og et bælte, og hvor papiret og bæltet efter at have passeret igennem den nævnte zone adskilles ved at bæltet tvinges til at dreje bort fra papiret.

Fremgangsmåder af denne art er kendt og benyttes som det fremgår af de tyske offentliggørelsesskrifter 2.049.293 og 2.460.696 ved fremstillingen af xero-

D

grafiske kopier.

O Med disse kendte fremgangsmåder blødgøres det billeddannende materiale,

M

O der sædvanligvis indeholder syntetisk harpiks, ved opvarmning før eller medens Ϊ det passerer igennem trykzonen. Materialets viskositet påvirkes dernæst på en t a 2 146288 sådan måde, at det pågældende materiale i trykzonen danner et billedmæssigt sammenhængende lag ved påvirkningen af det tryk, som udøves af bæltet, hvilket lag trænger i det mindste delvist ind i papirets overflade. På denne måde opnås det, at billedet efter afkøling er overført til papiret i en varig og stabil form, og er dermed fikseret.

For at undgå at billedet ødelægges og/eller at trykbæltet forurenes under disse processer, er det nødvendigt, at billedet helt og holdent bliver på papiret i det øjeblik bæltet og papiret adskilles fra hinanden. Med henblik herpå er det nødvendigt, at adhæsionen imellem papir og billedmateriale er større end adhæsionen imellem bæltet og billedmaterialet,og endvidere at kohæsionen i billedmaterialet er stor nok til at forhindre en splittelse af billedet under adskillelsen af bælte og papir.

Sådanne forhold kan man realisere ved at fremstille bæltet af et materiale, som udviser en ringe adhæsion overfor billedmaterialet, og endvidere ved at vælge en arbejdstemperatur, der på den ene side sikrer, at billedmaterialet blødgøres så vidt, at det deformeres ved et forholdsvis lavt tryk og kan presses ind i papiret, men på den anden side stadig bevarer en betydelig kohæsion, således at en sønderdeling af billedet undgås. Det er således muligt at tilvejebringe en fungerende helhed, men det har vist sig, at dens stabilitet ikke er stor nok for praktiske anvendelser, fordi de indbyrdes forhold imellem de optrædende adhæsions- og kohæsionskræfter påvirkes på en sådan måde, at der opstår problemer allerede ved en lille ændring i strukturen af bæltets overflade (f.eks. opstået ved ældning eller slid) eller ved en lille ændring af arbejdstemperaruren (f.eks. forårsaget af en stigning i omgivelsestemperaturen).

Det er kendt, jvf. tysk offentliggørelsesskrift 2.049.293, at arbejdssituationen kan forbedres betydeligt ved befugtning af trykbæltet med et adskillelsesmiddel såsom siliconeolie. Ved påføring af et lag olie aftager adhæsionen overfor trykbæltet i en sådan grad, at den med sikkerhed er negligibel i sammenligning med adhæsionen overfor kopipapiret. Denne foranstaltning gør det muligt at forhindre en generende fastklæbning af billedmaterialet til bæltet. I praksis er det imidlertid ikke tiltrækkende» at den tilførte væske altid skal doseres præcist, hvilket kræver yderligere foranstaltninger, medens risikoen for alvorlig forurening af det benyttede apparat er temmelig stor som følge af, at der spildes under væsketilførslen. Det er endvidere uundgåeligt,at en del af den påførte olie overføres til kopipapiret, hvorved dette bliver væskeafvisende, hvilket i praksis har den generende effekt, at det ikke er muligt eller næppe er muligt at skrive med normalt blæk på den fremstillede kopi.

Det er ligeledes kendt, jvf. tysk offentliggørelsesskrift 2.460.696, at forholdene kan forbedres ved at holde papir og bælte i berøring med hinanden i 3 146288 et længere tidsrum efter,at de har forladt trykzonen. I løbet af denne periode nedkøles kombinationen af papir og bælte betydeligt, hvorved billedmaterialet helt eller delvist vender tilbage til sin oprindelige glasagtige tilstand. Adhæsionen imellem papiret og det bilieddannende materiale, der delvist er presset ned i det, og kohæsionen i billedmaterialet er herved stor og med sikkerhed større end adhæsionen imellem bælte og billedmateriale. Den hertil nødvendige nedkølingsstrækning og de langs hermed anbragte nedkølingsorganer gør imidlertid et apparat til udøvelse af denne fremgangsmåde utiltalende stortog kompliceret.

Med opfindelsen tilsigtes det ved anvendelse af enkle midler at tilvejebringe en fremgangsmåde af omtalte art, som ikke har de med de kendte fremgangsmåder forbundne ulemper. Dette opnås ved, at en fremgangsmåde af indledningsvis nævnte art ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at bæltets bøjningsradius R (i m), dets tykkelse D (i m) samt dets fremføringshastighed V (i m/s) på ad-

. D V

skillelsesstedet opfylder betingelsen —g-^fc0.05.

Det har vist sig, at der på denne måde opnås en fremgangsmåde, der i modsætning til de kendte fremgangsmåder over et stort interval er ufølsom overfor temperaturændringer i trykzonen og/eller over for ændringer i strukturen af bæltets overflade. En mulig forklaring på, hvorfor man opnår dette gode resultat er, at bæltet, når det drives ifølge opfindelsen, udsættes for en forholdsvis kraftig bøjning, hvorved der opbygges en hastighedsforskel imellem bælte og papir, hvilket resulterer i, at billedmaterialet udsættes for forskydningskræfter, som er langt større end adhæsionskræfterne imellem bæltet og billedmateriale, samtidig med at disse kræfter opstår i så kort et tidsrum, at billedmaterialet ikke gives mulighed for at ændre sin viskositet så meget, at der finder en sønderdeling sted af billedet.

Den energi, der kræves til opvarmning af billedmaterialet, kan ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilføres ved hjælp af forskellige, men almindeligt kendte metoder. Det er således muligt at opvarme papiret så meget før det træder ind i trykzonen, at dets varmeindhold er tilstrækkelig stort til at blødgøre det billeddannende materiale. En komplikation herved består i, at indstillingen af det benyttede opvarmningsudstyr hver gang skal tilpasses til arten af det anvendte kopieringspapir. Ved en fordelagtig udformning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, hvorved der kan benyttes papir af forskellig slags og med varierende tykkelse uden at det er nødvendigt at ændre på arbejdsbetingelserne, er ejendommelig ved, at energien til blødgøring af billedmaterialet leveres fra bæltet, der til dette formål holdes på en temperatur mellem 120 og 170°C, og at den forløbne tid fra det øjeblik, et overfladeområde af papiret træder ind i den nævnte zone, til det øjeblik, det samme overfladeområde adskilles fra bæltet, maksimalt andrager 0,1 s.

4 146288

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af den ovenfor angivne fremgangsmåde, hvilket apparat omfatter et endeløst bælte såvel som trykorganer, der sammen med bæltet danner en trykzone, drivorganer til fremdrivning af bæltet og trykorganerne med en ensartet hastighed, midler til opvarmning af bæltet, midler til fremføring af et papirark til trykzonen samt midler til føring af bæltet bort fra papiret efter passagen igennem trykzonen. Til opfyldelse af den foranstående betingelse for sammenhængen mellem bæltets bøjningsradius, tykkelse og fremføringshastighed er apparatet ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at fø-ringsorganeme omfatter en bjælke (bom), der i forhold til bæltets fremføringsretning er anbragt umiddelbart efter trykzonen, og som har en overfladedel i glidende berøring med bæltet, hvilken overfladedel er en afrundet del af bjælken med en rundingsradius på 1-10 mm.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, der skematisk illustrerer et kopieringsapparat, som er udstyret med en fikseringsenhed, hvori fremgangsmåden ifølge opfindelsen udøves. På tegningen viser fig. 1 skematisk et snit igennem kopieringsapparatet, og fig. 2 et snit igennem fikseringsenhedensvist i større målestok.

Ifølge fig. 1 fremføres et endeløst fotoledende bælte 1 med jævn hastighed over et antal lederuller 2 i en retning, der er antydet med en pil. Under denne bevægelse tilføres bæltet først en elektrostatisk ladning ved hjælp af en koronaenhed 3, hvorefter bæltet gives en billedlignende afladning, ved at projicere lysbilledet af en original, som ligger på en glasplade 4, ved hjælp af et objektiv 5 og et spejl 6. Til dette formål belyses originalen på kendt måde ved hjælp af blitzlamper, som ikke er vist på tegningen. Ved hjælp af et magnetisk børstearrangement 7, der f.eks. kan være af den i hollandsk patentansøgning nr. 75.09870 beskrevne art, fremkaldes dernæst det ved belysningen dannede billedlignende ladningsmønster, hvorved det konverteres til et pulverbillede.

Efter fremkaldningen passerer bæltet 1 imellem en drivrulle 8 og en trykrulle 9 og derefter en rulle 10, der kan bevæges op og ned på en ikke nærmere angiven måde med henblik på at bringe bæltet 1 i berøring eller bort fra berøring med et trykbælte 11, ved hvilken berøring det på bæltet 1 tilstedeværende pulverbillede overføres til trykbæltet 11; og alt dette sker på en måde, som er beskrevet i hollandsk patentansøgning 75.02874.

Efter billedoverførsien føres bæltet 1 langs en stillestående flade 12, ved hjælp af hvilken bæltet rettes op på en måde som beskrives i hollandsk patentansøgning 71.14725.

Til sidst føres bæltet igennem en rensestation 13, hvor eventuelle tilbageblevne rester af pulverbilledet fjernes, før bæltet 1 påbegynder et nyt omløb.

146288 5

Trykbæltet 11 drives ved hjælp af en rulle 14 med ensartet hastighed langs en bane som fører over lederuller 15 og 16, og over et opretningsorgan 17, som kan være af den type, der er beskrevet i ovennævnte hollandske patentansøgning 71.14725. Bæltet 11 opvarmes ved hjælp af et opvarmningsorgan 18, der f.eks. kan bestå af en metalplade, som har indbyggede varmeelementer, og hvorover bæltet føres. En ikke nærmere vist detektor aftaster bæltets temperatur og styrer herved energiforsyningen til opvarmningsorganet 18 på en sådan måde, at bæltets temperarur hele tiden ligger inden for et bestemt interval, der afhængigt af det anvendte billeddannende pulvers sammensætning ligger imellem 120 og 170°C. Hvis der f.eks. anvendes et billeddannende materiale,som er beskrevet i eksempel 1 i hollandsk patentansøgning nr. 72.03523, skal temperaturen ligge imellem 125 og 160°C, og temperaturen kan ligge imellem 130 og 150°C,når der anvendes et billedmateriale af den art, som er beskrevet i eksempel 3 i hollandsk patentansøgning 75.08056. Der kan også anvendes andre opvarmningsorganer i stedet for eller ved siden af det viste opvarmningsorgan 18. Det er således muligt at udforme rullerne 15 og 16 som hule ruller og anbringe varmeelementer i det indre af disse. Med henblik på at begrænse energitabet og/eller en uensartet nedkøling af bæltet 11 til et minimum, er det yderligere anbefalelsesværdigt at isolere det rum, hvori bæltet 11 bevæger sig så meget som muligt fra omgivelserne, f.eks. ved hjælp af vægge 19, der kan være fremstillet af kendte isolationsmaterialer. Det fra bæltet 1 til bæltet 11 overførte billede antager i løbet af meget kort tid den samme temperatur som bæltet 11, hvilken temperatur naturligvis er valgt på en sådan måde, at det billeddannende materiale herved blød-gøres betydeligt.

Dernæst tilføres der fra en papirbakke 20 et papirark A, jvf. ligeledes fig. 2, igennem et føringsorgan 21, som består af plader og ruller, hvilket papirark bringes i berøring med bæltet 11 og det billede B} der findes herpå, ved hjælp af en transportrulle 22 og et transportbælte 23. I trykzonen, der dannes i området mellem på den ene side rullen 15 og trykbæltet 11 og på den anden side rullen 22 og transportbæltet 23, sammenpresses materialet i billedet B og tvinges herved ind i arket A’s overflade. Bagved rullen 15 ledes trykbæltet 11 over en stang eller en bom 24, der er let afrundet. På dette sted ved afrundingen tvinges trykbæltet 11 således til at dreje væk fra papirarket.

Afrundingen af elementet 24 er indrettet på en sådan måde, at elementets rundingsradius R (i m), bæltets tykkelse D (i m) samt dets fremføringshastighed V (i m/s) opfylder betingelsen —^-^^0,05.

I et arrangement som det i fig. 2 viste opnås der således fremragende resultater,når trykbæltet 11 fremføres med en hastighed på 0,26 m/s, når trykbæltet 11 består af et endeløst bælte af et polyesterstof med en tykkelse på 6 166288 0,5 mm, og som er belagt med et lag siliconegummi (f.eks. af typen 2 CN fra Emerson and Cuming) med en tykkelse på 0,5 mm,og når elementet 24 har en rundingsradius på 5 mm.

Når fremføringshastigheden er mindre, f.eks. 0,15 m/s, opnås der de samme resultater,såfremt rundingsradien er 3 mm, og også når fremføringshastigheden er større, f.eks. 0,3 m/s, eller når bæltet er tykkere, f.eks. 2 mm og rundingsradien er 7 mm.

I den viste udførelsesform er rullen 22 belagt med et sammentrykkeligt lag f.eks. af gummi med en Shore-hårdhed på 60°, og transportbæltet 23 er fremstillet af siliconegummi. Ved henholdsvis at forøge eller formindske den kraft, hvormed rullen 22 trykkes ind mod rullen 15, kan man regulere på det tryk, hvormed billedmaterialet presses ind i papiret. Den zone, hvori papirarket A og trykbæltet 11 er i berøring med hinanden,er naturligvis ikke blot afhængig af dette tryk, men især også af placeringen af elementet 24 og/eller placeringen eller diameteren af rullerne 15 og 22. Når disse parametre er tilpasset til hinanden, således at den nævnte zone har en længde på 2-2,5 cm, opnås det, at opholdstiden i denne zone for hver overfladedel i arket A ved den nævnte hastighed på 0,26 m/s er mindre end 0,1 s, og derved er apparatets funktion i det mindste under praktiske forhold blevet uafhængig af arten af papirarket A.

I det beskrevne apparat kan der således uden nogen form for tilpasning af appara-tet arbitrært kopieres på papir af forskellig art og sammensætning og med flade-vægte, der varierer imellem 40 og 120 g/m . Som allerede antydet foroven, presses det blødgjorte pulverbillede ind i papirarket i trykzonen, hvorved det hæfter sig permanent til papiret og er således fikseret. Efter at have forladt trykzonen følger arket en bane, som er bundet til transportbæltet 23 og en ledeplade 25, og udstødes tilsidst ved hjælp af ruller 26 og 27 i en bakke 28.

Under billedoverførslen kan der udenfor kopiarket komme billedmateriale i berøring med transportbæltet 23, der således kan blive forurenet. En sådan forurening kan forhindres på simpel måde, som er kendt i sig selv, ved som vist på tegningen at lade en metalrulle 29, der er opvarmet til ca. 100°C t (hvilken rulle f.eks. opvarmes ved hjælp af et i det indre af rullen placeret varmeelement 30) rotere i berøring med dette transportbælte.

I den foroven givne beskrivelse er fremgangsmåden ifølge opfindelsen repræsenteret ved hjælp af et apparat, i hvilket billedmaterialet overføres fra et bælte til kopipapiret. Det vil imidlertid være klart, at det gør ingen forskel, om billedmaterialet før trykzonen er tilstede på enten bæltet eller papiret, således at fremgangsmåden også kan realiseres med apparater, hvis arbejdsprincipper f.eks. er kendt fra det nævnte tyske offentliggørelsesskrift 2.049.293. Det er endvidere muligt i forbindelse med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse at kombinere et billede, der befinder sig på bæltet, med et billede, der befinder sig på papiret.