NL9400382A - Inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormingsmedium naar een ontvangstmateriaal. - Google Patents

Description

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

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het overdragen van een tonerbeeid van een beeldvormingsmedium naar een ontvangstmateriaal, omvattende een eindloos, beweegbaar tussenmedium omvattend een drager voorzien van een toplaag welke via haar achterzijde aan de drager is bevestigd welke tussenmedium in een eerste overdraagzone in contact is met het beeldvormingsmedium, verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van het tonerbeeid op de toplaag van het tussenmedium, een aandrukorgaan dat in een tweede overdraagzone in contact kan worden gebracht met het tussenmedium, en transportmiddelen voor het transporteren van het ontvangstmateriaal door de tweede overdraagzone.

In het octrooischrift US-A-4.607.947 wordt een contactfixeerinrichting beschreven waarin een tonerbeeid vanaf een beeldvormingsmedium wordt overgedragen naar een verwarmbaar tussenmedium. Vervolgens wordt het tonerbeeid 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 tonerbeeid 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 uiteindeiijk 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, krijt en 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 dergelijke ontvangstpapieren reaktieprodukten van deze bindmiddelen uit deze papieren op het tussenmedium in de toplaag worden afgezet. Deze reaktieprodukten worden vervolgens overgedragen naar het beeldvormingsmedium met als gevolg beeldverstoring.

Om deze reactieprodukten vanuit de toplaag te verwijderen is in EP-A-0 581 365, waarvan de inhoud volledig door verwijzing in deze aanvraag is opgenomen, voorgesteld om de verontreinigingen via de achterzijde van de toplaag naar een rubber tussen- of onderlaag af te voeren. In deze tussenlaag is een verontreinigingen absorberend materiaal, zoals carbon black, in gemengd.

Ook is voorgesteld om aan de van de toplaag afgekeerde zijde van de tussen- of onderlaag transportrollers in contact te brengen met de tussen- of onderlaag waardoor verder transport van de verontreinigingen van af de toplaag plaats kan vinden.

In EP-A-0 581 355 (waarvan de inhoud volledig door verwijzing in deze aanvrage is opgenomen) is voorgesteld om een reinigingsorgaan te gebruiken wat tussen de tweede overdraagzone en de eerste overdraagzone in contact kan worden gebracht met de toplaag van het tussenmedium waarbij het reinigingsorgaan aan haar buitenzijde is voorzien van een verontreinigingen absorberend materiaal.

In de in bovenvermelde octrooiaanvragen beschreven inrichtingen wordt de hoeveelheid verontreinigingen in de toplaag verminderd. Een probleem blijft echter dat na enige tijd de tussen- of onderlaag met verontreinigingen absorberend materiaal en het reinigingsorgaan verzadigd is met de uit de ontvangstmaterialen afkomstige verontreinigingen waardoor vroegtijdig vervanging van tussenmedium en/of reinigingsorgaan noodzakelijk is.

De uitvinding stelt zich ten doel het bovenstaande probleem te verminderen. Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt in een inrichting volgens de aanhef van conclusie 1 gekenmerkt doordat middelen aanwezig zijn om door ontvangstmaterialen naar de toplaag van het tussenmedium overgedragen verontreinigingen af te breken.

Hierdoor wordt gedurende lange tijd de hoeveelheid verontreinigingen in de toplaag verminderd, waardoor de levensduur van het tussenmedium en het beeldvormend medium, dat wil zeggen de tijdsduur gedurende welke deze media worden gebruikt zonder dat beeldfouten optreden, aanzienlijk wordt verlengd.

Bij voorkeur omvatten de middelen een verontreinigingen afbrekend materiaal dat in contact met de verontreinigingen kan worden gebracht waarbij het verontreinigend afbrekend materiaal een overgangsmetaalverbinding bevat. Overgangsmetalen zijn hier gedefinieerd als de metalen uit de groepen IIIB t/m VIIIB, inclusief de zogenaamde "inner transition metals" zoals de lanthanides. Overgangsmetaalverbindingen kunnen in de vorm van zouten zoals chloriden, als oxyden, als coordinatie-complexen zoals carboxylaten en B-diketonaten, als organometaal complexen en dergelijke gebruikt worden. Bij voorkeur worden carboxylaten gebruikt.

De overgangsmetaalverbindingen kunnen met de laagsmeltende verontreinigingen uit de alkalische papieren reageren waardoor de verontreinigingen afgebroken worden. Een klasse van verbindingen die representatief is voor deze laagsmeltende verbindingen is de klasse van de dialkylketonen. Een voorbeeld van een dialkylketon is distearylketon. Alhoewel het afbraakmechanisme van dergelijke dialkylketonen onder invloed van overgangsmetaalverbindingen niet geheel duidelijk is nemen we op basis van de experimenten aan dat bij de afbraak oxydatie een rol kan spelen, het is in de praktijk voor de afbraak van dergelijke dialkylketon gunstig gebleken een overgangsmetaalverbinding te gebruiken waarvan het overgangsmetaal een reductiepotentiaal heeft groter dan 0,7. Dergelijk reductiepotentialen zijn onder meer vermeld in het "Handbook of Chemistry and Phyisics", 57® editie, 1976, uitgegeven door de CRC Press, Cleveland, Ohio, pagina D141 en verder.

Geschikte overgangsmetaalverbindingen zijn de overgangsmetaalverbindingen waarbij het overgangsmetaal gekozen is uit groep VUB of groep VIIIB, zoals Mn, Co, Fe, Pt.

De afbraak van de laagsmeltende verbindingen gebeurt met deze verbindingen redelijk tot goed. Mangaanverbindingen hebben de voorkeur vanwege hun hoge activiteit ook gemengd in een rubbermatrix.

Voorbeelden van mangaanverbindingen met zeer goede afbrekende eigenschappen zijn: mangaanoctoaat, mangaan cyclohexylbutyraat, mangaanstearaat en mangaanacetylacetonaat.

De verontreinigingen afbrekende materialen kunnen op verschillende manieren worden toegepast.

In een eerste uitvoeringsvorm wordt de overgangsmetaalverbinding in de toplaag van het tussenmedium ingemengd.

Hierdoor wordt het mogelijk de in de toplaag afgezette verontreinigingen ter plaatse af te breken.

In een tweede uitvoeringsvorm wordt de overgangsmetaalverbinding in een onder de toplaag aangebrachte tussenlaag ingemengd. Een voordeel hiervan is dat de toplaageigenschappen noodzakelijk voor de toneroverdracht niet hoeven te worden aangetast door bijmenging van een afbrekend materiaal in de toplaag. Het is gunstig voor de tussenlaag een rubbermateriaal te kiezen. Bijzonder geschikt is een siliconenrubberlaag gebleken.

Hierdoor is continue-afvoer tijdens "stand-by" en runperiodes van de verontreinigingen vanuit de toplaag naar de tussenlaag mogelijk waardoor de bruikbare levensduur van het tussenmedium en de bruikbaarheidsduur van het beeldvormingsmedium sterk verlengd worden.

Een derde uitvoeringsvorm wordt gekarakteriseerd doordat de overgangsmetaalverbinding bij voorkeur ingemengd in een rubbermateriaal is aangebracht op een reinigingsorgaan dat tussen de tweede en de eerste overdraagzone in contact kan worden gebracht met de toplaag van het tussenmedium.

Als toplaag voor tussenmedia worden o.a. RTV of HTV siliconenrubbers toegepast. Zij worden verkregen door reactieve groepen dragende., polyorganosiloxaanmengsels, onder invloed van een geschikte katalysator, bij kamertemperatuur of bij verhoogde temperatuur uitharden tot een elastomere compositie. De toplaag kan verder toevoegingen bevatten om zijn eigenschappen zoals mechanische sterkte, warmtegeleiding en antistatisch gedrag, te verbeteren. Typische rubbersamenstellingen voor het vormen van een toplaag voor tussenmedia die als tijdelijke drager voor een poederbeeld kunnen worden gebruikt, zijn beschreven in Brits octrooischrift Nr. 1 279 687 en voorbeeld 1 van de Europese octrooiaanvrage Nr. 146 980.

Het tussenmedium kan zijn uitgevoerd als een cylindrische metalen rol welke voorzien is van een elastische rubbertussenlaag waarop een toplaag is aangebracht. Een andere uitvoeringsvorm is gekenmerkt doordat het tussenmedium is uitgevoerd - als een eindloze band welke om twee of meer assen is geslagen waarbij de drager uitgevoerd is als een laag verontreinigingen-afbrekend materiaal.

Een dergelijke eventueel vezelversterkte band kan ook na haar binnenzijde in contact worden gebracht met een reinigingsorgaan zoals bijvoorbeeld een met rubber beklede rol voorzien is van een verontreinigingen afbrekend materiaal.

Ook kunnen de assen bekleed zijn van een dergelijk rubber materiaal.

Een dergelijke tussenmediumband is eenvoudig en economisch maakbaar en eenvoudig te vervangen als de levensduur verstreken is. Een andere uitvoeringsvorm is gekenmerkt doordat de drager is uitgevoerd als een weefselband, welke weefselband voorzien is van een laag verontreinigingen-afbrekend materiaal, waarop een toplaag is aangebracht.

Voor het rubbermateriaal in de tussenlaag is bijvoorbeeld siliconenrubber geschikt.

De uitvinding zal nu aan de hand van de bijgevoegde figuren en voorbeelden nader worden toegelicht.

Fig. 1 is een schematische doorsnede van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 laat een schematische doorsnede zien van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

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 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 met een 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 • t met behulp van een drukorgaan in de vorm van een band 22 die over rollers 23 en 24 is geslagen 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 aflegbak 25.

De tussenmediumband 12 volgens Fig. 2 is uitgevoerd als een polyesterweefselband 40 die voorzien is van een 2 mm dikke laag peroxyde geharde siliconenrubber 41 waarin 1 gewichtsprocent mangaanoctoaat is ingemengd.

Op deze laag is een 60 μτη dikke toplaag 42 zoals vermeld in voorbeeld 1 van de Europese octrooiaanvrage EP-A 0 146 980 aangebracht.

Tevens is een reinigingsorgaan 30 voor tonerresten volgens US-A-4 607 947 voorzien waarvan het oppervlak 31 in contact kan worden gebracht met het tussenmedium.

In een andere uitvoeringsvorm kan de toplaag voorzien zijn van 1 gewichtsprocent mangaanoctoaat.

In een uitvoeringsvorm waarin de toplaag voorzien is van een overgangsmetaalverbinding kan de eerder beschreven van een overgangsmetaalverbinding voorziene tussenlaag aanwezig zijn.

Een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven in Fig. 2.

Dezelfde verwijzingscijfers verwijzen naar dezelfde onderdelen als in Fig. 1.

Om 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 0,5% van een overgangsmetaalverbinding zoals mangaanstearaat is ingemengd. Ook kunnen de andere verontreinigingen absorberende rubbers zoals vermeld in EP-A-0 581 355 in combinatie met een overgangsmetaalverbinding gebruikt worden. Verder kan nog een verontreinigingen absorberend materiaal zoals carbon black worden ingemengd.

Het reinigingsorgaan kan op zichzelf gebruikt worden maar kan ook worden gebruikt in combinatie met een tussenmedium waarin in de tussenlaag en/of de toplaag en verontreinigingen afbrekend materiaal is ingemengd.

Voorbeelden van overgangsmetaalverbindingen zijn gegeven in tabel 1 samen met de redcutiepotentiaal van het overgangsmetaal. Ook is het percentage afbraak gegeven, bepaald door 0,02 gram van een geschikte modelverbinding (distearylketon) gedurende 24 uur bij 100°C in contact te brengen met 0,05 gram overgangsmetaalverbinding en vervolgens de hoeveelheid overgebleven distearylketon te bepalen.

Claims (16)

1. Inrichting voor het overdragen van een tonerbeeld van een beeldvormingsmedium (1) naar een ontvangstmateriaal omvattend: - een eindeloos beweegbaar tussenmedium (12) omvattend een drager (..) voorzien van een toplaag (42) welke via haar achterzijde aan de drager (..) is bevestigd, welk tussenmedium (12) in een eerste overdraagzone in contact is met het tussenmedium (12), - verwarmingsmiddelen (17) voor het verwarmen van het tonerbeeld op de toplaag (12) van het tussenmedium, - een aandrukorgaan (22) welke 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, met het kenmerk, dat middelen voorzien zijn om door ontvangstmaterialen naar de toplaag (42) van het tussenmedium overgedragen verontreinigingen af te breken.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat middelen een verontreinigingen afbrekend materiaal omvatten dat in contact met de verontreinigingen kan worden gebracht, waarbij het verontreinigingen afbrekend materiaal een overgangsmetaalverbinding bevat.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het overgangsmetaal van de overgangsmetaalverbinding een reductiepotentiaal groter dan 0,5 heeft.

4. Inrichting volgens een der conclusies 2-3, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding een overgangsmetaal uit groep VIIB of groep VIIIB bevat.

5. inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding mangaan bevat.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding gekozen is uit de reeks: mangaanoctoaat, mangaancyclohexylbutyraat, mangaanstearaat, mangaanacetylacetonaat.

7. Inrichting volgens een der conclusies 2-6, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding één of meer carboxylaatliganden bevat.

8. Inrichting volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding in de toplaag is ingemengd.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat ten minste 0,5 gewichtsprocent overgangsmetaalverbinding is ingemengd in de toplaag.

10. Inrichting volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding in een onder de toplaag aangebrachte tussenlaag is ingemengd.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de tussenlaag een rubbermateriaal omvat.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het rubbermateriaal siliconenrubber omvat.

13. Inrichting volgens een der conclusies 10-11, met het kenmerk, dat ten minste 0,5 gewichtsprocent overgangsmetaalverbinding is ingemengd in het rubbermateriaal.

14. Inrichting volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding is aangebracht op een reinigingsorgaan dat tussen de tweede en de eerste overdraagzone in contact kan worden gebracht met de toplaag van het tussenmedium.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de overgangsmetaalverbinding in een rubbermateriaal is ingemengd.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat ten minste 0,5 gewichtsprocent overgangsmetaalverbinding is ingemengd in het rubbermateriaal.