NL9101395A - Inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormingsmedium naar een ontvangstmateriaal. - Google Patents

Description

Inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormingsmedium naar een ontvangstmateriaal

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormingsmedium naar een ontvangstmateriaal, omvattende een eindloos, beweegbaar tussenmedium dat in een eerste overdraagzone in kontakt is met het beeldvormingsmedium,verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van het tonerbeeld op het tussenmedium,een aandrukorgaan dat in een tweede overdraagzone in kontakt is met het tussenmedium,transportmiddelen voor het transporteren van het ontvangstmateriaal door de tweede overdraagzone, en een eerste reinigingsorgaan met een reinigend oppervlak waarop toner beter hecht dan op het tussenmedium, welk eerste reinigingsorgaan tussen de tweede en de eerste overdraagzone in kontakt is met het oppervlak van het tussenmedium.

In het octrooischrift US-A-4.607.947 wordt een kontaktfixeerinrichting beschreven waarin een tonerbeeld vanaf een beeldvormingsmedium wordt overgedragen naar een verwarmd tussenmedium. Vervolgens wordt het tonerbeeld in een fixeerzone, waarin het tussenmedium in kontakt is met een aandrukorgaan, overgedragen en gelijktijdig gefixeerd op een ontvangstmateriaal, dat door de fixeerzone wordt getransporteerd.

Het tussenmedium wordt na de overdracht van het tonerbeeld naar het ontvangstmateriaal gereinigd dooreen reinigingsorgaan, dat een reinigend oppervlak heeft waarop toner beter hecht dan op het tussenmedium. Een dergelijk reinigingsorgaan funktioneert goed voor het afnemen van hoog-smeltende verontreinigingen zoals resten tonermateriaal en ook papierstof. Maar laag-smeltende verontreinigingen, bijvoorbeeld kunststof vulmiddelen, die in ontvangstpapier voorkomen en ook stofdeeltjes van kunststof ontvangstmaterialen, worden door het bekende reinigingsorgaan niet of slechts ten dele opgenomen. Wanneer dergelijke verontreinigingen niet volledig van het tussenmedium worden verwijderd, komen ze in de eerste overdraagzone tussen het beeldvormingsmedium en het tussenmedium terecht, waar ze op het beeldvormingsmedium kunnen worden overgedragen. Dit veroorzaakt een verstoring van de beeldvorming en uiteindelijk dus beeldfouten in de kopie op het ontvangstmateriaal.

Volgens de uitvinding wordt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort daarom voorzien van een tweede reinigingsorgaan dat tussen het eerste reinigingsorgaan en de eerste overdraagzone in kontakt is met het oppervlak van het tussenmedium, en van koelmiddelen om warmte-energie aan het tweede reinigingsorgaan te onttrekken, welke koelmiddelen zo zijn ingesteld dat het oppervlak van het tweede reinigingsorgaan, ten minste - in transportrichting gezien - vlak vóór de kontaktzone met het tussenmedium, op een zodanig lage temperatuur wordt gehouden dat verontreinigingen die door het eerste reinigingsorgaan niet zijn verwijderd door het tweede reinigingsorgaan worden opgenomen. Het blijkt dat uitstekende resultaten worden verkregen als het oppervlak van het tweede reinigingsorgaan op een temperatuur beneden 70°C wordt gehouden.

Hiermee wordt bereikt dat de laag-smeltende verontreinigingen, die door het kontakt met het verwarmde tussenmedium in gesmolten toestand worden gebracht, door het gekoelde, tweede reinigingsorgaan zodanig worden afgekoeld dat de cohesie van de verontreinigingsdeeltjes groter is dan de adhesie ten opzichte van het oppervlak van het tussenmedium. Zodoende kunnen deze verontreinigingen volledig door het tweede reinigingsorgaan worden opgenomen en komen er geen verontreinigingsresten meer op het beeldvormingsmedium terecht.

Het blijkt dat het effectief verwijderen van alle voorkomende verontreinigingen, door hun verschillende aard, niet middels één reinigingsorgaan kan worden opgelost. Een combinatie van een eerste reinigingsorgaan, geoptimaliseerd voor hoog-smeltende verontreinigingen, en een tweede reinigingsorgaan, geoptimaliseerd voor laag-smeltende verontreinigingen, levert echter wel uitstekende resultaten op. Daarbij blijkt ook de hiervoorgenoemde volgorde van wezenlijke belang voor de reinigingswerking te zijn, omdat bij de omgekeerde volgorde het reinigingsorgaan voor de laag-smeltende verontreinigingen ook een deel van de hoog-smeltende verontreinigingen opneemt en daardoor niet meer optimaal functioneert voor laag-smeltende verontreinigingen.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat het tweede reinigingsorgaan uit een holle, metalen wals, die is aangesloten op een transportsysteem waarmee een koelmedium door de holle wals kan worden getransporteerd. Hiermee kan op een effectieve manier worden voorzien in een gekoeld tweede reinigingsorgaan.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt als tweede reinigingsorgaan een zogenaamde warmtepijp (heat pipe) gebruikt, die een effectieve koeling en daarbij een zeer egale temperatuur over de hele lengte van het tweede reinigingsorgaan realiseert.

De uitvinding zal nu aan de hand van bijgevoegde figuren nader worden toegelicht. Fig. 1 is een schematische doorsnede van een inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een schematische doorsnede van een reinigingsrol ten gebruike in de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 3 is een doorsnede volgens de lijn III - III in Fig. 2.

Fig. 4 is een doorsnede volgens de lijn IV-IV in Fig. 2.

Fig. 5 is een doorsnede volgens de lijn V-V in Fig. 2.

De in Fig. 1 afgebeelde beeldvormingsinrichting is voorzien van een eindloze fotogeleidende band 1, die met behulp van aandrijf-, respectievelijk geleiderollen 2,3 en 4 met een gelijkmatige snelheid wordt voortbewogen. Het beeld van een op een ruit 5 liggend origineel wordt met behulp van flitslampen 6 en 7, een lens 8 en een spiegel 9 op de band 1 geprojecteerd, nadat deze door een coronainrichting 10 elektrostatisch is opgeladen. Het, na deflitsbelichting op de band 1 ontstane, latente ladingsbeeld wordt met een magneetborstelinrichting 11 met tonerpoeder ontwikkeld tot een tonerbeeld dat vervolgens in een eerste overdraagzone onder druk in kontakt wordt gebracht met een eindloze tussenmediumband 12, die vervaardigd is uit of bedekt is met een zacht elastisch en hittebestendig materiaal zoals bijvoorbeeld siliconenrubber.

Hierbij wordt het tonerbeeld door adhesiekrachten overgedragen van de band 1 naar de band 12.

Na deze beeldoverdracht worden eventueel achtergebleven beeldresten met behulp van een reinigingsinrichting 13 van band 1 verwijderd, waarna de fotogeleidende band 1 voor hernieuwd gebruik gereed is.

De tussenmediumband 12 is gespannen over aandrijf- en geleiderollen 14, 15 waarbij de tussenmediumband 12 wordt verwarmd tot een temperatuur boven de verwekingstemperatuur van het tonerpoeder, bijvoorbeeld met een binnen rol 15 opgestelde infraroodstraler 17. Terwijl band 12 met daarop het tonerbeeld wordt voortbewogen, wordt door de verwarming het tonerbeeld kleverig. In een tweede overdraagzone wordt het kleverige tonerbeeld vervolgens onder invloed van druk overgedragen en tegelijkertijd gefixeerd op een blad ontvangstmateriaal, dat vanuit reservoir 18 via rollen 19, 20 is aangevoerd.

Tenslotte wordt de aldus verkregen kopie door band 22, die over rollen 23 en 24 is gespannen, afgelegd in aflegbak25.

Tegen de tussenmediumband 12 is, in transportrichting gezien achter de tweede overdraagzone, een eerste reinigingsorgaan 30 gedrukt, dat bestaat uit een vrij draaibare rol 31 met een oppervlak waarop tonermateriaal beter hecht dan op de tussenmediumband 12. De vrij draaibare rol 31 wordt door de tussenmediumband 12 aangedreven.

De genoemde betere hechting op het oppervlak van de rol 31 kan bijvoorbeeld worden verkregen door rol 31 uit te voeren meteen oppervlaktelaag van klevend materiaal. Zoals bekend is uit de octrooischriften US-A-4.607.947 en 4.705.388 kan die klevende oppervlaktelaag worden gerealiseerd door rol 31 te bedekken met een laag thermoplastisch poeder, bijvoorbeeld poeder met dezelfde samenstelling als het tonerpoeder waarmee de tonerbeelden op de fotogeleidende band 1 worden gevormd, en rol 31 te verwarmen tot een temperatuur die ligt boven de verwekingstemperatuur van het thermoplastische poeder. Maar ook een uitvoeringsvorm van rol 31 met een metalen toplaag, die verwarmd wordt tot een temperatuur boven de verwekingstemperatuur van het tonerpoeder dat bij de beeldvorming wordt gebruikt, voldoet om resten tonermateriaal van de tussenmediumband 12 te verwijderen.

De instelling van de verwarming van de tussenmediumband 12, respectievelijk die van een uitvoeringsvorm van het eerste reinigingsorgaan 30 waarbij de rol 31 wordt verwarmd, wordt zodanig gekozen dat hettonerbeeld respectievelijk de resttoner voldoende kleverig wordt om te kunnen worden overgedragen naar het ontvangstmateriaal respectievelijk het oppervlak van rol 31. Een goede overdracht van tonermateriaal wordt daarbij bepaald doordat de adhesie tussen ontvangstmateriaal, respectievelijk oppervlak van rol 31, en het kleverige tonermateriaal groter is dan de adhesie tussen het tonermateriaal en het oppervlak van de tussenmediumband 12. Daarnaast mag de temperatuur van het tonermateriaal ook weer niet zo hoog oplopen dat de cohesie van het tonermateriaal zover afneemt dat de adhesie ten opzichte van de tussenmediumband 12 hoger wordt dan de cohesie en het tonermateriaal gedeeltelijk op de band 12 achterblijft. Bij een dergelijke instelling van de verwarming(en) wordt een goede overdracht van hoog-smeltende materialen, zoals tonerpoeder, gewaarborgd.

In de tweede overdraagzone kunnen laag-smeltende deeltjes, zoals kunststof vulmiddelen uit ontvangstpapier en stofdeeltjes van kunststof ontvangstmaterialen, uit het ontvangstmateriaal vrij komen en op de tussenmediumband 12 worden overgedragen . Daarbij vormen ze een verontreiniging die om beeldverstoring te voorkomen van band 12 moet worden verwijderd.

Het eerste reinigingsorgaan 30 neemt dergelijke laag-smeltende verontreinigingen slechts gedeeltelijk op, omdat bij de gekozen temperatuurinstelling de temperatuur van deze verontreinigingen op een zodanig niveau komt dat de cohesie van het materiaal afneemt en wordt overwonnen door de adhesie ten opzichte van zowel het oppervlak van rol 31 als de tussenmediumband 12.

Om ook die laag-smeltende verontreinigingen volledig van de tussenmediumband 12 te kunnen verwijderen, wordt de inrichting volgens de uitvinding voorzien van een tweede reinigingsorgaan 35, bijvoorbeeld in de vorm van een rol 36, die in transportrichting gezien achter het eerste reinigingsorgaan 30 in kontakt is met de band 12.

Met, in Fig. 1 niet weergegeven koelmiddelen, wordt de rol 36 gekoeld, zodat de laag-smeltende verontreinigingen in de kontaktzone tussen rol 36 en de band 12 eveneens worden gekoeld tot een temperatuurniveau, waarbij de verontreinigingsdeeltjes voldoende hechten aan het oppervlak van de rol 36 en de cohesie van de deeltjes groot genoeg is om de adhesiekrachten van de tussenmediumband 12 te overwinnen, waardoor de verontreinigingsdeeltjes dus volledig door rol 36 worden opgenomen.

Het blijkt dat, bij de meest voorkomende materialen waaruit de laag-smeltende verontreinigingen bestaan,een goede reinigingswerking wordt verkregen wanneer de koelmiddelen zodanig worden ingesteld, dat de oppervlaktetemperatuur van de rol 36, ten minste vlak voor de kontaktzone met band 12, beneden 70°C en bij voorkeur beneden 50°C wordt gehouden.

Als koelmiddelen kunnen allerlei uit de techniek bekende middelen worden gebruikt om ofwel uitwendig ofwel inwendig warmte-energie aan de rol 36 te onttrekken.

Uitstekende resultaten worden bereikt door de rol 36 uit te voeren als holle, goed warmtegeleidende (bijvoorbeeld metalen) wals en deze aan te sluiten op een uit de techniek bekend koelcircuit waarmee een koelmedium door de holle wals wordt getransporteerd.

Het vermogen dat met de koelmiddelen moet worden afgevoerd is onder andere afhankelijk van de verblijftijd van de verontreinigingsdeeltjes in de kontaktzone tussen het tweede reinigingsorgaan 35 en de tussenmediumband 12, en daarnaast van het verschil tussen de temperatuurinstellingen van de tussenmediumband 12 en die van het tweede reinigingsorgaan 35.

Het is voor elke vakman duidelijk dat hij als middelen voor het instellen van de koelmiddelen om het gevraagde vermogen af te voeren het debiet van het koelcircuit, de keuze van het koelmedium en de keuze van het materiaal van de rol 36 (warmtegeleiding) ter beschikking heeft. Uiteraard is het ook mogelijk de koelmiddelen aktief te regelen, door met uit de techniek bekende middelen de temperatuur van het oppervlak van het tweede reinigingsorgaan 35 te meten en dit meetsignaal te gebruiken als ingangssignaal voor een regelcircuit waarmee het debiet van het koelsysteem wordt geregeld. Bovendien heefteen zo egaal mogelijke koeling (temperatuurverdeling) over de lengte van de rol 36 een gunstige invloed op het af te voeren vermogen, omdat bij een onegale koeling het warmste deel van de rol 36 beneden de gewenste temperatuur moet worden gehouden en de rest van de rol 36 daardoor onnodig verder wordt afgekoeld.

Het reinigingsorgaan 35 hoeft, zoals duidelijk mag worden verondersteld, alleen maar tijdens het kopiëren en enige tijd daarna in kontakt te zijn met de tussenmediumband 12. Om onnodig energieverlies te voorkomen is het beter het reinigingsorgaan 35 wanneer niet gekopieerd wordt met op zich bekende middelen vrij te zetten van band 12.

Uitstekende resultaten qua egaliteit van de koeling worden verkregen door als tweede reinigingsorgaan 35 een zogenaamde warmtepijp (heat pipe) te gebruiken. Daarnaast kunnen ook kombinaties van een warmtepijp en een holle koelwals worden toegepast, zoals een koelwals aangebracht binnen een warmtepijp of een warmtepijp binnen een koelwals om warmte-energie af te voeren. Als warmte pijp kan een in de handel verkrijgbare warmtepijp worden genomen, waarbij het af te voeren vermogen uiteraard het type bepaalt.

Een andere uitvoeringsvorm van een holle, metalen wals, te gebruiken als reinigingsrol 36, waarbij een zeer goede temperatuuregaliteit wordt gerealiseerd, is weergegeven in de Figuren 2-5.

De reinigingsrol 40 bestaat uit twee concentrische buizen 41 en 42 die met elkaar zijn verbonden via een zestal tussenschotten 45, die zich over de volledige lengte van de reinigingsrol 40 uitstrekken. Hierdoor ontstaan in de ruimte tussen de buizen 41 en 42 zes cilindersegmenten 46, 47, 48, 49, 50 en 51 zoals in de Figuren 3-5 duidelijk is te zien.

In deze cilindersegmenten 46-51 zijn slechts over ongeveer een derde deel van de lengte van de reinigingsrol 40 koelribben 55 aangebracht, waarmee het koelende oppervlak ter plaatse wordt vergroot.

Zoals in Figuren 3-5 is te zien is de verdeling van de koelribben 55 ook in omtrekrichting voor elk cilindersegment anders. De koelribben 55 zijn in het linkerdeel van de reinigingsrol 40, gezien volgens Fig. 2, alleen in de cilindersegmenten 46 en 49 aangebracht (Fig. 3), in het middendeel van de rol 40 alleen in de cilindersegmenten 47 en 50 (Fig. 4) en in het rechterdeel van de rol alleen in de cilindersegmenten 48 en 51 (Fig. 5).

Hiermee wordt bereikt dat het koelende effect van de rol 40 beter over de lengte van de rol 40 wordt verdeeld, dan bij een gewone holle wals waar een koelmedium doorheen wordt getransporteerd. Immers in die situatie is de temperatuur van het koelmedium aan de toevoerzijde laag, waardoor een groot koelend effect aanwezig is. Aan de afvoerzijde van het koelmedium is dit koelmedium zodanig in temperatuur verhoogd dat het koelend effect daar aanzienlijk lager is dan aan de toevoerzijde.

Met de konstruktie volgens Fig. 2-5 wordt een aanmerkelijk egaler koelend effect gerealiseerd. Een koelmedium dat volgens pijlen A in Fig. 2 in de cilindersegmenten 46-51 wordt gevoerd doorloopt voor de verschillende segmenten een verschillend koelpatroon.

Het koelmedium (bijvoorbeeld lucht of water) dat in de cilindersegmenten 48 en 51 wordt gevoerd, neemt in het linker- en middendeel van rol 40 (gezien in Fig. 2) slechts weinig warmte op zodat het koelmedium in het rechterdeel van rol 40 nog niet erg is opgewarmd en daar dus nog een aanzienlijk koeleffect kan uitoefenen in het roldeel dat van koelribben 55 is voorzien.

Analoog daaraan wordt in de cilindersegmenten 46 en 49 het grootste koeleffect in het linkerdeel van de rol 40 uitgeoefend en in de cilindersegmenten 47 en 50 in het middendeel van rol 40. Aldus wordt een zeer egale verdeling van het koeleffect, resulterend in een egale temperatuurverdeling van de reinigingsrol 40 die als tweede reinigingsorgaan 35 wordt toegepast, gerealiseerd. Het af te voeren vermogen wordt door dit egale koeleffect aanzienlijk beperkt.

In de voorgaande beschrijving is als uitvoeringsvorm van het tweede reinigingsorgaan 35 steeds een rol 36, 40 beschreven, maar de uitvinding is hier niet toe beperkt. Uiteraard komt ook een eindloze band in aanmerking als uitvoeringsvorm voor het reinigingsorgaan 35.

Claims (4)

1. Inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormings-medium naar een ontvangstmateriaal, omvattende - een eindloos, beweegbaar tussenmedium dat in een eerste overdraagzone in kontakt is met het beeldvormingsmedium, - verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van het tonerbeeld op het tussenmedium, - een aandrukorgaan dat in een tweede overdraagzone in kontakt is met het tussenmedium, - transportmiddelen voor het transporteren van het ontvangstmateriaal door de tweede overdraagzone, en - een eerste reinigingsorgaan met een reinigend oppervlak waarop toner beter hecht dan op het tussenmedium, welk eerste reinigingsorgaan tussen de tweede en de eerste overdraagzone in kontakt is met het oppervlak van het tussenmedium, met het kenmerk, dat de uitvinding is voorzien van - een tweede reinigingsorgaan (35) dat tussen het eerste reinigingsorgaan (30) en de eerste overdraagzone in kontakt is met het oppervlak van het tussenmedium (12), en van - koelmiddelen om warmte-energie aan het tweede reinigingsorgaan (35) te onttrekken, welke koelmiddelen zo zijn ingesteld dat het oppervlak van het tweede reinigingsorgaan (35), ten minste - in transportrichting gezien - vlak vóór de kontaktzone met het tussenmedium (12), op een zodanig lage temperatuur wordt gehouden dat verontreinigingen die door het eerste reinigingsorgaan (30) niet zijn verwijderd door het tweede reinigingsorgaan (35) worden opgenomen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koelmiddelen zodanig zijn ingesteld, dat het oppervlak van het tweede reinigingsorgaan (35) op een temperatuur beneden 70°C wordt gehouden.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het tweede reinigingsorgaan (35) bestaat uit een holle, metalen wals (40), die is aangesloten op een transportsysteem waarmee een koelmedium door de holle wals kan worden getransporteerd.

4. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het tweede reinigingsorgaan (35) bestaat uit een warmtepijp.