NL9201348A - 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 voorzien van een toplaag dat in een eerste overdraagzone in contact is met het beeldvormingsmedium, verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van het tonerbeeld op de toplaag van het tussenmedium,een aandrukorgaan dat in een tweede overdraagzone in contact kan worden gebracht met het tussenmedium, transportmiddelen voor het transporteren van het ontvangstmateriaal door de tweede overdraagzone en een reinigingsorgaan dat tussen de tweede overdraagzone en de eerste overdraagzone in contact kan worden gebracht met de toplaag van het tussenmedium.

In het octrooischrift US-A-4.607.947 wordt een contactfixeerinrichting beschreven waarin een tonerbeeld vanaf een beeldvormingsmedium wordt overgedragen naar een verwarmd tussenmedium. Vervolgens wordt het tonerbeeld in een fixeerzone, waarin het tussenmedium in contact is met een aandrukorgaan, overgedragen en gelijktijdig gefixeerd op een ontvangstmateriaal, dat door de fixeerzone wordt getransporteerd. Tegelijkertijd kunnen echter verontreinigingen uit het ontvangstmateriaal worden overgedragen naar het tussenmedium. Ook kunnen resten tonermateriaal als verontreiniging op het tussenmedium achterblijven vanwege onvolledige overdracht van het tonerbeeld naar het ontvangstmateriaal.

Als dergelijke verontreinigingen op het tussenmedium achterblijven kunnen ze in de eerste overdraagzone worden overgedragen op het beeldvormingsmedium. Dit veroorzaakt een verstoring van de beeldvorming en dus uiteindelijk beeldfouten in de kopie op het ontvangstmateriaal.

Om deze verontreinigingen voor het bereiken van de eerste overdraagzone van het tussenmedium te verwijderen zijn verschillende reinigingsorganen voorgesteld.

Zo is uit US-A-4.607.947 een reinigingsorgaan bekend, welk een reinigend oppervlak bezit waarop toner beter hecht dan op het tussenmedium. Een dergelijk reinigingsorgaan functioneert goed voor het afnemen van hoog-smeltende verontreinigingen zoals tonerresten. Tevens kan met dit reinigingsorgaan papierstof van het tussenmedium worden verwijderd. In de praktijk is echter gebleken dat laag smeltende verontreinigingen uit ontvangstmaterialen, zoals wasachtige verbindingen, weekmakers, antischuimmiddelen, kunststofvulmiddelen die in ontvangstpapieren voorkomen en stofdeeltjes van kunststofontvangstmaterialen e.d. met de bekende reinigingsorganen niet of slechts ten dele van het tussenmedium worden verwijderd.

Ook deze verontreinigingen kunnen na afzetting op het tussenmedium in de tweede overdraagzone vervolgens in de eerste overdraagzone worden overgedragen naar het beeldvormingsmedium, met als gevolg verstoring van de beeldvorming en dus uiteindelijk beeldfouten in de kopie op het ontvangstmateriaal. Dit maakt regelmatig en voortijdig vervangen van tussenmedium en beeldvormingsmedium noodzakelijk hetgeen hoge onderhoudskosten en stilstand van de apparatuur met zich meebrengt.

Het is bijvoorbeeld gebleken dat de meer en meer gebruikte zogenaamde "alkalische" ontvangstpapieren op basis van ondermeer cellulose, krijten verlijmingsmiddelen zoals alkylketeendimeren een belangrijke bron van dergelijke verontreiniging zijn.

Dergelijke ontvangstpapieren worden tegenwoordig gebruikt vanwege de lagere kosten en betere houdbaarheid in vergelijking met de zogenaamde "zure" ontvangstpapieren op basis van ondermeer cellulose, klei en al dan niet gemodificeerde rosinharsen. Gevonden is nu dat bij het gebruik van alkalische ontvangstpapieren reaktieprodukten van de middelen gebruikt bij de verlijming uit deze ontvangstpapieren op het tussenmedium worden afgezet en in de toplaag dringen.

Deze reaktieprodukten worden vervolgens overgedragen naar het beeldvormingsmedium met als gevolg beeldverstoring.

De uitvinding stelt zich ten doel de bovenstaande problemen te verminderen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt in een inrichting volgens de aanhef gekenmerkt doordat het reinigingsorgaan voorzien is van een verontreinigingen-absorberend materiaal.

Hierdoor wordt de hoeveelheid verontreiniging op het tussenmedium en de afzetting op het beeldvormend medium verminderd waardoor de levensduur van het tussenmedium en het beeldvormend medium, dat wil zeggen de tijdsduur gedurende welke deze media kunnen worden gebruikt zonder dat beeldfouten optreden, wordt verlengd.

De voorkeur wordt hierbij gegeven aan een verontreinigingen-absorberend rubber-materiaal.

Bijzondere voorkeur geniet een rubbermateriaal dat meer dan 5% van haar massa aan distearylketon kan opnemen.

Een goede reiniging van het tussenmedium wordt verkregen in een inrichting waarin als verontreinigingen-absorberend materiaal een rubbermateriaal wordt gebruikt uit de groep: ethyleen propyleendieen rubber, ethyleen propyleen rubber, een mengsel van ethyleen propyleendieen rubber en siliconenrubber, ethyleenvinylacetaat rubber, n-butylrubber en mengsels van deze rubbers. Bijzondere voorkeur genieten rubbermaterialen met meer dan 5% carbon black uit de groep ethyleen propyleendieen rubber, ethyleen propyleen rubber, n-butylrubber, ethyleen vinylacetaat rubber, siliconenrubber en mengsels van deze rubbers. Dergelijke rubbers zijn bestand tegen hoge temperaturen en hebben ook bij langdurig gebruik voldoende mechanische sterkte.

De uitvinding zal nu aan de hand van bijgevoegde figuur nader worden toegelicht De figuur geeft een schematische doorsnede weer van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

De 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 de flitsbelichting 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 contact wordt gebracht met een eindloze tussenmediumband 12, voorzien is van een toplaag van 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 meteen binnen rol 14 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 met behulp van een drukorgaan in de vorm van een band 22 die over rollen 23 en 24 is gespannen overgedragen en tegelijkertijd gefixeerd op een blad ontvangstmateriaal, dat vanuit reservoir 18 via rollen 19, 20 is aangevoerd. Tonerresten worden verwijderd met reinigingsorgaan 30 in de vorm van een rol 31, volgens US-A-4.607.947.

Tenslotte wordt de aldus verkregen kopie door band 22 afgelegd in aflegbak 25.

Om de verontreinigingen van de tussenmediumband 12 te verwijderen is de inrichting voorzien van een reinigingsorgaan 35, bijvoorbeeld in de vorm van een vrij draaibare rol 36, die voorzien is van een laag peroxyde geharde siliconenrubber waarin 15% carbon black meteen specifiek oppervlak van ca 900 m2/g is ingemengd.

De keuze voor een specifiek absorberend materiaal hangt af van de soort verontreiniging, de maximale hoeveelheid verontreiniging die in het absorberend materiaal kan worden opgenomen, de zogenaamde opnamekapaciteit, en de snelheid waarmee de verontreiniging in dit materiaal wordt opgenomen, de zogenaamde opnamesnelheid. De opnamekapaciteit en de opnamesnelheid van een specifieke verontreiniging kunnen eenvoudig worden bepaald door deze verontreiniging in vaste, vloeibare of in opgeloste vorm in kontaktte brengen met absorberend materiaal en de gewichtstoename van dit absorberend materiaal in de tijd te volgen.

Ook kan als verontreiniging een zogenaamde modelverbinding worden gebruikt, welke een met de verontreiniging vergelijkbare affiniteit bezit voor de toplaag van het tussenmedium.

De opnamekapaciteit voor de laagsmeltende verontreinigingen uit alkalische papieren is bijvoorbeeld bepaald door het absorberend materiaal bij ca 100°C 24 uur in kontaktte brengen met distearylketon, een dialkylketonverbinding, en de gewichtstoename te meten.

De opnamekapaciteit van verschillende materialen is vermeld in Tabel 1.

Tabel 1

Opnamekapaciteit (% gewichtstoename v.d. rubber) Additiegeharde siliconenrubber 4,4 LIM 2600 (General Electric Co.)

Peroxydegeharde siliconenrubber (Wacker R300-50) 3,6 EPDM rubber (ethyleen-propyieenverhouding 40:60) 65

Ethyleenpropyleen rubber 62

Ethyleenvinylacetaat rubber 121 EPDM/siliconen blend (Shin Etsu 1411) 68

Siliconenrubber gemengd met 43% grafiet 4 (specifiek oppervlak grafiet = 15m2/g)

Siliconenrubber gemengd met 6% Carbon Black 7 met specifiek oppervlak 265 m2/g Siliconenrubber gemengd met 5% Carbon Black 9,8 met specifiek oppervlak 900 m2/g Siliconenrubber gemengd met 12% Carbon Black 10,7

Methylfenylsiliconenrubber <0,6

Fluorsiliconenrubber (General Electric FSE 2120) 0,6 n-Butylrubber 61

Het is in de praktijk gebleken dat materialen welke meer dan 5% van het eigen gewicht aan distearylketon kunnen opnemen zeer geschikt zijn als absorberend materiaal op het reinigingsorgaan.

Redelijk goede resultaten zijn verkregen met alifatische rubbers bij voorkeur uit de groep ethyleen propyleen dieen rubber, ethyleen propyleen rubber, ethyleenvinylacetaat rubber, al dan nietgehalogeneerde n-butylrubberen ethyleenpropyleen dieen rubber/siliconenrubber blend.

Rubbermaterialen waarin meer dan 5% en bij voorkeur meer dan 10% hoog gestructureerde carbon black is ingemengd genieten de voorkeur.

Voorbeelden van bruikbare rubbermaterialen zijn de bovenvermelde rubbers en condensatie-, peroxyde- en additiehardende siliconenrubbers.

Geschikte carbon blacks hebben een hoog specifiek oppervlak, d.w.z. hoger dan 200 m2/g en bij voorkeur hoger dan 500 m2/g.

Rubbermaterialen waarin dergelijke carbon blacks zijn ingemengd hebben een voldoende opnamekapaciteit en een opnamesnelheid, die beduidend hoger ligt (meer dan 10 maal zo hoog) dan bij de eerder vermelde rubbers.

Daarnaast hebben dergelijke rubber/carbon black mengsels verontreinigingen-bindende eigenschappen waardoor terugtransport van het reinigingsorgaan naar de toplaag van het tussenmedium wordt voorkomen.

Aan de hand van enkele voorbeelden wordt de uitvinding verder toegelicht.

Voorbeeld 1.

In de inrichting volgens de figuur met een tussenmediumband zoals beschreven in EP-A-0349072 is het reinigingsorgaan uitgevoerd als een 50 mm dikke metalen cylindrische roller voorzien van een 10 mm dikke laag EPDM rubber.

De concentratie dialkylketonen, zoals distearylketon, in de toplaag van het tussenmedium bedroeg na het maken van 205000 kopieën op alkalisch papier minder dan 4 mg dialkylketonen per gram toplaagrubber. Afzetting op de fotogeleidende band trad niet op.

De concentratie dialkylketonen in de toplaag na het maken van eenzelfde hoeveelheid kopieën echter zonder gebruik van het reinigingsorgaan bedroeg ca 6 mg/g toplaagrubber. Ook werden verontreinigingen afgezet op de fotogeleidende band waardoor beeldverstoring optrad.

Voorbeeld 2.

De inrichting volgens de figuur werd voorzien van een tussenmediumbaan 12 volgens voorbeeld 1 waarvan de toplaag ca 2,5 mg/g dialkylketonen bevatte.

Deze tussenmediumband 12 werd vervolgens in contact gebracht met een reinigingsorgaan 35 dat voorzien was van een 2 mm dikke laag siliconenrubber waarin ca 10 gew% carbon black met een specifiek oppervlak van 500 m2/g was ingemengd. Na 5 uur draaien van de tussenmediumband 12 tegen het reinigingsorgaan 35 waarbij de tussenmediumband 12 met behulp van de straler 17 werd verwarmd tot 100° C was de concentratie ketonen gehalveerd.

In analoge proeven waarbij in plaats van siliconenrubber met carbon black EPDM rubber werd gebruikt bedroeg de ketonenconcentratie na 10 uur nog ca 1,4 mg/g.

In een analoge proef waarbij het reinigingsorgaan 35 voorzien was van ethyleenvinylacetaat rubber daalde de ketonenconcentratie in 15 uur van 4,9 tot 2,9 mg/g.

De rol 36 kan inwendig of uitwendig verwarmd worden om de diffusie van . verontreinigingen in het absorberend materiaal te versnellen.

Een dergelijk reinigingsorgaan 35 kan continu in contact zijn met hettussenmedium 12. Ook kan het reinigingsorgaan 35 voorzien zijn van een (niet afgebeeld) mechanisme om in periodes waarin wordt gekopieerd het reinigingsorgaan van het tussenmedium te lichten.

Hierdoor wordt te grote warmteafvoer tijdens kopiëren voorkomen.

In een andere uitvoeringsvorm wordt het reinigingsorgaan 35 gevormd dooreen over twee assen geslagen eindloze band waarop een laag verontreinigingen-absorberend materiaal is aangebracht.

Het is verder mogelijk het absorberend materiaal aan haar buitenzijde te voorzien van een dunne verontreinigingen-doorlatende buitenbekleding ter verbetering van de mechanische eigenschappen, ter voorkoming van oplading en slijtage en ter verbetering van oppervlakteeigenschappen (no-sticken dergelijke).

Claims (8)

1. Inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormingsmedium (1) naar een ontvangstmateriaal omvattend: - een eindloos beweegbaar tussenmedium (12) voorzien van een toplaag, dat in een eerste overdraagzone in contact is met het beeldvormingsmedium (1), - verwarmingsmiddelen (17) voor het verwarmen van het tonerbeeld op de toplaag van het tussenmedium (12), - een aandrukorgaan (22) dat in een tweede overdraagzone in contact kan worden gebracht met het tussenmedium (12), - transportmiddelen (24) voor het transporteren van het ontvangstmateriaal door de tweede overdraagzone, en - een reinigingsorgaan (35) dat tussen de tweede overdraagzone en de eerste overdraagzone in contact kan worden gebracht met de toplaag van het tussenmedium, met het kenmerk, dat het reinigingsorgaan (35) aan haar buitenzijde voorzien is van een verontreinigingen-absorberend materiaal.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het absorberend materiaal een rubbermateriaal omvat.

3. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1-2, met het kenmerk, dat het absorberend materiaal meer dan 5% van haar massa aan distearylketon kan opnemen.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het absorberend materiaal gekozen wordt uit de groep: ethyleen propyleendieen rubber, ethyleen propyleen rubber, een mengsel van ethyleen propyleendieen rubber en siliconenrubber, ethyleenvinylacetaat rubber, n-butylrubber en mengsels van deze rubbers.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het absorberend materiaal een rubbermateriaal omvat waarin ten minste 5% Carbon Black is gemengd waarbij het rubbermateriaal gekozen wordt uit de groep ethyleen propyleendieen rubber, ethyleen propyleen rubber, n-butylrubber, ethyleen vinylacetaat rubber, siliconenrubber en mengsels van deze rubbers.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat in het rubbermateriaal ten minste 10% Carbon Black is gemengd.

7. Inrichting volgens een der conclusies 5-6, met het kenmerk, dat het ingemengde Carbon Black een specifiek oppervlak heeft van meer dan 200 m2/g.

8. Inrichting volgens een der conclusies 5-6, met het kenmerk, dat het ingemengde Carbon Black een specifiek oppervlak heeft van ten minste 500 m2/g.