DE2301278A1 - DEVICE FOR THE REMOVAL OF TONER PARTICLES FROM A FUSION SYSTEM OF AN ELECTROSTATIC COPYING MACHINE - Google Patents

Description

DlMNG. E. HOFFMANN - DIPL-ING-W-EITLe · DR. HER. NAT. K. HOFFMANNDlMNG. E. HOFFMANN - DIPL-ING-W-EITLe · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN

D-8000 MÜNCHEN 81 - ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (08Π) 911087 D-8000 MUNICH 81 - ARABELLASTRASSE 4 TELEPHONE (08Π) 911087

XEROX CORPORATION, Rochester N.Y. - USAXEROX CORPORATION, Rochester N.Y. - UNITED STATES

Vorrichtung zur Entfernung von Tonerpartikeln von einem Schmelzfixiersystem einer elektrostatischen KopiermaschineApparatus for removing toner particles from a fuser system of an electrostatic copier

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von Tonerpartikeln vom einem Schmelzfixiersystem einer elektrostatischen Kopiermaschine, wobei die Tonerpartikel auf der insbesondere relativ harten Oberfläche einer beheizten Walze zum Schmelzfixieren eines Tonerbildes abgelagert sind.The invention relates to an apparatus for removing toner particles from an electrostatic fuser system Copying machine, the toner particles on the in particular relatively hard surface of a heated roller for Fusing a toner image are deposited.

~ 2 — 309831/1099~ 2 - 309831/1099

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Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Aufschmelzsystem und insbesondere auf eine verbesserte Vorrichtung zum Entfernen von Tonerpartikeln von der Aufschmelzwalze einer beheizten Druckauf schme 1 ζ vorri chtung .The invention thus relates to a reflow system and, more particularly, to an improved apparatus for removing Toner particles from the fuser roller of a heated Druckaufschme 1 ζ device.

In der praktischen Xerografie, wie z.B. in der US-PS 2 297 beschrieben, wird eine xerografische Oberfläche mit einer Lage oder Schicht aus foto- oder lichtleitendem Isolierstoff verwendet, der auf einem leitenden Hintergrund befestigt ist und · zur Aufnahme eines elektrostatischen Bildes dient. Die xerografische Oberfläche wird gleichförmig elektrostatisch aufgeladen und dann einem dem reproduzierenden Bild entsprechenden Lichtbündel ausgesetzt, wodurch sich die Ladungen in denjenigen Bereichen aufheben, die der Belichtung ausgesetzt sind. Die entladeten Bereiche auf der Schicht bilden so ein elektrostatisches Ladungsmuster, das demjenigen des originalen LichtbUndels entspricht.In practical xerography, such as in U.S. Patent 2,297 described, a xerographic surface is used with a layer or layer of photoconductive or light-conductive insulating material, which is attached to a conductive background and is used to record an electrostatic image. The xerographic surface is uniformly electrostatically charged and then exposed to a beam of light corresponding to the reproduced image, causing the charges in those Cancel areas exposed to exposure. The discharged areas on the layer thus form an electrostatic one Charge pattern that corresponds to that of the original light beam.

Das latente elektrostatische Bild kann durch Berührung mit einem fein verteilten elektrostatisch anziehbaren Material, wie beispielsweise einem Pulver, entwickelt werden. Das Pulver wird durch die elektrostatischen Ladungen in den Bildbereichen auf der Schicht festgehalten. An den Stellen, wo die Ladungen am grössten sind, wird die grösste Pulvermenge abgelagert, während sich in Bereichen geringster Ladung wenig oder kein Pulver absetzt. Auf diese Weise entsteht ein Pulverbild, das der Konfiguration des Dokumentes oder zu reproduzierenden Gegenstandes entspricht. Das Lichtbild wird nachfolgend auf einem Papierblatt oder auf eine andere Oberfläche übertragen und zur Bildung eines dauerhaften Druckes hierauf fixiert.The electrostatic latent image can be formed by contact with a finely divided electrostatically attractable material such as a powder. The powder is built up by the electrostatic charges in the image areas of the shift. The greatest amount of powder is deposited in the places where the charges are greatest Little or no powder settles in areas with the lowest charge. This creates a powder image that corresponds to the configuration of the document or object to be reproduced. The photograph is subsequently placed on a sheet of paper or transferred to another surface and fixed thereon to form a permanent print.

Das Fixieren von Tonerpartikeln auf dem Papierblatt wird typisch .durch ein beheiztes Druckaufschmelzwalzensystem vorgenommen, bei dem das Blatt durch den Walzendurchlass einer PTFE(Teflon)-beschichteten und beheizten Aufschmelzwalze und einer AndruckwalzeThe fixing of toner particles on the paper sheet is typically done by means of a heated pressure fusing roller system which the sheet through the roll passage of a PTFE (Teflon) -coated and heated melting roller and a pressure roller

309831/1099 - n . 309831/1099 - n.

geleitet wird, vgl. US-PS 3 256 oo2 und 3 263 351. Bei derartigen Aufschmelz- oder Fixiersystemen ist darauf zu achten, dass unerwünschte Tonerpartikel von der beheizten Aufschmelzwalze vor deren Berührung mit der zu fixierenden Kopie entfernt werden. Falls dies nicht erfolgt, bauen sich Tonerpartikel auf der Oberfläche der Aufschmelzwalze auf und vermindern die Pixierungsqualität, weil u.a. die Aufschmelzeigenschaften auf der Oberfläche der das Kopieblatt berührenden Walze verloren gehen. Darüber hinaus können derartige Tonerpartikel von der Aufschmelzwalze bei nachfolgender Berührung mit dem Tonerbild wieder abgegeben werden, so dass sie in unerwünschter Weise in den nicht informativen Bereichen der Kopien aufschmelzen. is directed, see U.S. Patents 3,256,02 and 3,263,351 Melting or fixing systems make sure that unwanted toner particles are removed from the heated fuser roller before it comes into contact with the copy to be fused. If this does not happen, toner particles will build up on the surface of the fuser roller and reduce them Pixierung quality, because, among other things, the melting properties on the surface of the roller contacting the copy sheet. In addition, such toner particles are released again by the fusing roller upon subsequent contact with the toner image, so that they are undesirable Ways to melt in the non-informative areas of the copies.

Gewöhnlich werden solche Resttonerpartikel von der Oberfläche der Aufschmelzwalze durch einen Docht entfernt, der ferner ein Siliconöl abgibt; hierdurch lässt sich der saubere Oberflächenzustand der Walze zum Loslösen der Tonerpartikel beibehalten; vgl. US-Patentanmeldung Serie Nr, 164 37o. Ss wurde jedoch festgestellt, dass bei rasch laufenden Vervielfältigungsmaschinen> wie sie gegenwärtig verwendet werden, die Dochteinrichtungen häufig ausgetauscht werden müssen, was mit einem erheblichen Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist.Usually such residual toner particles are removed from the surface of the fuser roller by a wick, which also has a Silicone oil releases; In this way, the clean surface state of the roller for detaching the toner particles can be maintained; See U.S. Patent Application Serial No. 164 37o. Ss was however found that with fast-running duplicating machines> as they are currently in use, the wick assemblies must be replaced frequently, which at a significant cost Time and expense is associated.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Reinigung von beheizten Aufschmelzwalzen zu verbessern und damit die Lebensdauer der Dochteinrichtung unter gleichzeitiger Erhöhung der Reinigungsleistung zu verlängern. Demgemäss stellt die erfindungsgemässe Vorrichtung eine Verbesserung der in der US-Patentanmeldung Serie Hr. 889 2o4 beschriebenen Reinigungsvorrichtung dar.Therefore, the invention is based on the object of improving the cleaning of heated melting rollers and thus the To extend the service life of the wick device while at the same time increasing the cleaning performance. Accordingly, the inventive Device is an improvement on the US patent application series Hr. 889 2o4 described cleaning device represent.

In diesem Zusammenhang soll durch die Erfindung ebenfalls ein verbessertes beheiztes Druckaufschmelzsystem geschaffen werden.In this context, the invention is also intended to provide an improved heated pressure melting system.

. .. 4 309831/1099 . .. 4 309831/1099

Ein weiteres Ziel ist die Reinigung von Aufschmelzwalzen mit harten Oberflächen. Dabei sollen die ReinigungsValzen so beschaffen sein, dass sie sich den Oberflächen der zu reinigenden Aufschmelzwalzen anpassen und mit dieser eine gleichförmige Berührung aufrechterhalten können. Weiter soll die Reinigungsvorrichtung eine ungleichmässige Reinigung der Äufschmelzwalzen verhindern, wobei sichergestellt werden muss, dass die Reinigung der Aufschmelzwalzen durchgeführt wird, ohne dass die Reinigungswalzen an den Aufschmelzwalzen anhaften können. Zu berücksichtigen ist ferner, dass die Überwachungsarbeiten für solche Kopier- und Vervielfältigungssysteme so gering wie möglich gehalten werden.Another goal is the cleaning of melting rollers with hard surfaces. The cleaning rollers should be designed so that they adapt to the surfaces of the melting rollers to be cleaned and with this one Maintain uniform touch. Furthermore, the cleaning device is intended to clean unevenly prevent the melting rollers, being ensured must that the cleaning of the melting rollers is carried out without the cleaning rollers on the melting rollers can adhere. It should also be taken into account that the monitoring work for such copying and reproduction systems be kept as low as possible.

Erfindungsgemäss ist zur Lösung dieser Aufgabe eine Vorrichtung vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine sehlittenförmige Einrichtung wenigstens eine die zu reinigende Oberfläche der beheizten Walze berührende Reinigungswalze aufweist, wobei die Einrichtung durch eine Belastungseinrichtung unter einem bestimmten Druck gegen die Oberfläche der beheizten Walze gehalten ist, dass die Reinigungswalze aussen eine mit einem Siliconölfilm bedeckte Tonerschicht hat, die eine ausreichende Oberflächenenergie zum Sammeln"der Tonerpartikel von der Oberfläche der beheizten Walze schafft, und dass die Reinigungswalze einen Kern aufweist, der mit einer weichen, nachgiebigen und wärmeisolierenden Umhüllung umgeben ist, die sich der Oberfläche der beheizten Walze anpasst.According to the invention, a device is provided to achieve this object provided, which is characterized in that a sehlitten-shaped device at least one to be cleaned Has surface of the heated roller touching cleaning roller, wherein the device by a loading device is held under a certain pressure against the surface of the heated roller that the cleaning roller with a a silicone oil film covered toner layer which has sufficient surface energy to collect the toner particles creates from the surface of the heated roller, and that the cleaning roller has a core, which with a soft, resilient and heat-insulating cover, which conforms to the surface of the heated roller.

Dabei hat die Tonerschicht vorzugsweise eine Dicke von x^enigstens o,o25 mm, während die Dicke des Siliconölfilms von etwa 0,005 bis o,l /U reicht. Die isolierende Umhüllung kann entweder als Flechtwerk, spiralförmig oder in Schlauchform aufgebracht werden. Zweckmässigerweise ist der Kern durch Lager drehbar gehalten, wobei die Lager auf einer mit der schlittenartigen Einrichtung verbundenen Welle angeordnet sind. Die Belastungseinrichtung übt zweckmässigerweise einen Druck von etwa 1,8 The toner layer preferably has a thickness of at least x ^ 0.025 mm, while the thickness of the silicone oil film ranges from about 0.005 to 0.1 / U. The insulating sheath can either be used as a Wickerwork, spirally or in hose form can be applied. The core is expediently held rotatably by bearings, the bearings on one with the slide-like Device connected shaft are arranged. The loading device expediently exerts a pressure of approximately 1.8

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bis 3,6 kp aus. Vorteilhaft werden dabei wenigstens zwei
Reinigungswalzen von der Einrichtung gehalten.up to 3.6 kp. At least two are advantageous
Cleaning rollers held by the facility.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist somit einen Schlitten auf, der eine Vielzahl von Reinigungsrollen trägt, die in Berührung mit der Oberfläche der beheizten Aufschmelzwalze stehen. Ein Druckbelastungsmechanismus übt dabei eine Kraft von etwa 1,8 bis J>,6 kp auf den Schlitten aus und drückt so die
Reinigungswalzen gegen die Oberfläche der beheizten Aufschmelzwalze. Jede Reinigungswalze hat ein kernförmiges Teil, das von einem weichen, wärmeisolierenden Material umgeben ist, so dass unter dem Druck der Belastungseinrichtung sich die Oberfläche der Reinigungswalzen der Oberfläche der beheizten Aufschmelzwalze anpassen kann. Die äussere Oberfläche jeder Reinigungswalze ist mit einer mit Siliconöl vermischten Tonerschicht bedeckt, so dass eine saubere Ablösung von verbleibendem Toner von der beheizten Aufschmelzwalze gewährleistet ist.The device according to the invention thus has a carriage which carries a plurality of cleaning rollers which are in contact with the surface of the heated melting roller. A pressure loading mechanism exerts a force of about 1.8 to J>, 6 kp on the slide and thus presses the
Cleaning rollers against the surface of the heated melting roller. Each cleaning roller has a core-shaped part which is surrounded by a soft, heat-insulating material, so that under the pressure of the loading device, the surface of the cleaning rollers can adapt to the surface of the heated melting roller. The outer surface of each cleaning roller is covered with a layer of toner mixed with silicone oil, so that a clean detachment of remaining toner from the heated fuser roller is guaranteed.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung
zusammen mit weiteren erfindungswesentlichen Details und Vorteilen näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are based on the drawing
described in more detail together with further details and advantages essential to the invention. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer automatischenFig. 1 is a schematic view of an automatic

xerografischen Reproduziermaschine mit einem beheizten Druckaufschmelz- oder Fixiersystem und
einer verbesserten Walzenreinigungsvorrichtung
nach der Erfindung;xerographic reproducing machine with a heated pressure fusing or fusing system and
an improved roller cleaning device
according to the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht des DruckaufSchmelzsystems und
der WalzenreinigungsvorrichtungjFigure 2 is a side view of the pressure fusing system and
the roller cleaning device j

Fig. 3 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht der verbesserten Reinigungsvorrichtung nach
der Erfindung;3 is a perspective, partially broken away view of the improved cleaning device according to FIG
the invention;

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Fig. k eine endseitige Ansicht der Vorrichtung nachFIG. K shows an end view of the device according to FIG

Fig. 3; - ". ■Fig. 3; - ". ■

Pig. 5 und 6 Seitenansichten von verschiedenen Urnhüllungs-ausführungen der Reinigungswalze.Pig. 5 and 6 side views of different wrapping designs the cleaning roller.

In Fig..l ist dne Ausführungsform der Erfindung in einem für sie zweckmässigen Einsatzgebiet, wie beispielsweise an einer automatischen xerografischen Reproduziermaschine dargestellt. Letztere hat eine xerografische Platte oder Oberfläche in Form einer Trommel. Die Platte besitzt eine foto-· leitende Schicht oder lichtaufnehmende Oberfläche auf einem leitenden Hintergrund und ist an einem Rahmen drehbar in Richtung des Pfeiles gelagert. Durch djß Drehung gelangt die Plattenoberfläche an einer Reihe von xerografischen Behandlungsstationen vorbei. In Fig..l is the embodiment of the invention in one appropriate area of application for them, such as at an automatic xerographic reproducing machine. The latter has a xerographic plate or surface in the form of a drum. The plate has a photo conductive layer or light-receiving surface on a conductive background and is rotatable in on a frame Stored in the direction of the arrow. Through the rotation the Plate surface past a number of xerographic processing stations.

Funktionell handelt es sich dabei längs des Weges der Plattenoberfläche um folgende Stationen: eine Ladestation A zum Aufgeben einer gleichförmigen, elektrostatischen Ladung auf die fotoleitende Platte; eine Belichtungsstation B, in der das Licht- oder Strahlenmuster der zu reproduzierenden Kopien auf die Plattenoberfläche geworfen wird und zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes in den belichteten Bereichen eine Entladung erfolgt; eine Entwicklungsstation C, in der ein xerografisches Entwicklungsmaterial mit Tonerpartikeln mit gegenüber dem latenten elektrostatischen Bild entgegengesetzter elektrostatischer Ladung auf das latente Bild kaskadenartig aufgerieselt wird, und hierdurch ein der herzustellenden Kopie entsprechendes Pulverbild entsteht; eine Übertragungs- oder Transferstation D, in der das Pulverbild elektrostatisch von der Plattenoberfläche auf ein Übertragungsmaterial, beispielsweise Papier, übertragen und das Papier danach durch das beheizte DruckaufSchmelzsystem mit der verbesserten Reinigungswalzenvorrichtung Io hindurchgeführt wird; und eine Trommelreinigungs- und Entladungsstation E, in der die PlattenoberflächeFunctionally, it is along the path of the plate surface around the following stations: a charging station A for applying a uniform, electrostatic charge to the photoconductive plate; an exposure station B, in which the light or beam pattern of the copies to be reproduced on the plate surface is thrown and to create an electrostatic latent image in the exposed areas a discharge occurs; a development station C, in which a xerographic developing material with toner particles with electrostatic charge opposite to the latent electrostatic image on the latent image in a cascade-like manner is sprinkled on, and this creates a powder image corresponding to the copy to be produced; a transfer or Transfer station D, in which the powder image is electrostatically transferred from the plate surface to a transfer material, for example Paper, transferred and the paper thereafter through the heated pressure fusing system with the improved cleaning roller device Io is passed through; and a drum cleaning and unloading station E, in which the plate surface

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zur Entfernung restlicher Tonerpartikel gebürstet wird. Hierbei handelt es sich um solche Tonerpartikel, die nach, der Bildübertragung noch auf der Plattenoberfläche verbleiben. In der Station E wird die Platte einer relativ hellen Lichtquelle ausgesetzt, so dass eine im wesentlichen vollständige Entladung aller verbleibenden elektrostatischen Ladungen erfolgt.brushing to remove residual toner particles. These are those toner particles that, after, the image transfer still remain on the plate surface. In station E the plate becomes a relatively light one Exposed to light source so that a substantially complete discharge of any remaining electrostatic Charges takes place.

Weitere Details zu den xerografischen BehändlungsStationen sind der US-Patentanmeldung Saien Nr. 838 9o2 zu entnehmen.Further details on the xerographic handling stations can be found in US patent application Saien No. 838 902.

Nachfolgend wird insbesondere auf Fig. 2 bezug genommen, die Einzelheiten des beheizten Druckaufschmelzsystems zeigt. Dieses weist eine beheizte Aufschmelzwalze l6 und eine Andruckwalze 18 auf. Bei der Walze l6 handelt es sich um einen kreisförmigen Hohlzylinder mit einem Metallkern 2o und einer Schicht 22 aus Polytetrafluöräthylen (PTFE, Teflon). Eine Quarzlampe. 24 dient als VJärmeenergiequelle und befindet sich im Inneren der Aufschmelzwalze. Die Energiezufuhr zur Lampe wird durch einen im allgemeinen als Thermistor bezeichneten Thermosensor gesteuert, der den Umfang der Aufschmelzwalze in einer Art und Weise berührt, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 357 249 beschrieben^st. Bei der Andruckwalze l8 handelt es sich ebenfalls um einen kreisförmigen Zylinder mit einem Metallkern 3o, der von einer dicken Gummischicht 32 umgeben ist. Des weiteren ist eine Schicht J>k aus PTFE (Teflon) vorgesehen, durch die ein Eindringen von Siliconöl in die Gummisehicht 32 und ein hierdurch bedingtes Aufquellen derselben vermieden wird.Reference is now made in particular to FIG. 2 which shows details of the heated pressure reflow system. This has a heated melting roller 16 and a pressure roller 18. The roller 16 is a circular hollow cylinder with a metal core 2o and a layer 22 made of polytetrafluoroethylene (PTFE, Teflon). A quartz lamp. 24 serves as a source of heat energy and is located inside the melting roller. The power to the lamp is controlled by a thermal sensor commonly referred to as a thermistor which contacts the perimeter of the fuser roller in a manner such as that described in U.S. Patent 3,357,249. The pressure roller 18 is also a circular cylinder with a metal core 3o which is surrounded by a thick rubber layer 32. Furthermore, a layer J> k made of PTFE (Teflon) is provided, through which penetration of silicone oil into the rubber layer 32 and a swelling of the same caused by this is avoided.

Bei der in Fig. 2 dargestellten gegenseitigen Eingriffnahme der beiden Walzen l6 und l8 verformt die aufgebrachte Belastung das Gummi an der Andruckwalze, so dass ein Walzendurchlass endlicher Breite geschaffen wird. Ein elektrostatisch an seiner Unterseite das Tonerbild 42 tragendes Blatt 4o wird mit demDuring the mutual engagement of the two rollers l6 and l8 shown in FIG. 2, the applied load is deformed the rubber on the pressure roller, so that a roller passage of finite width is created. One electrostatic to his Underside of the toner image 42 bearing sheet 4o is with the

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Walzendurchlass so in Berührung gebracht, dass das Tonerbild die Aufschmelzwalze 16 berührt. Bei einer bestimmten Temperatur der Aufschmelzwalze hängt die Aufschmelzleistung von der berührenden Bogenlänge des Trägermaterials und von der Verweilzeit ab, d.h. der Zeit, innerhalb der das Tonerbild zwischen der Walze 16 und der Walze 18 verbleibt. Die Verweilzeit kann entweder durch Änderung der Walzen-Umfangsgeschwindigkeit oder der berührenden Bogenlänge bei konstanter Umfangsgeschwindigkeit variiert werden. Besagte Bogenlänge hängt von der Nachgiebigkeit des Gummis auf der Andruckwalze l8 und vom Druck zwischen den beiden Walzen l6 und l8 ab. Die Mechanismen für den Walzenantrieb und für das Absenken bzw. Anheben der Walzen können irgendwelche zweckmässigen Mittel, beispielsweise eine mechanische Führungsvorrichtung, sein.Roller passage brought into contact so that the toner image the melting roller 16 touches. At a certain temperature of the melting roller, the melting performance depends on the contacting sheet length of the carrier material and on the dwell time, i.e. the time within which the toner image remains between the roller 16 and the roller 18. The dwell time can either be changed by changing the peripheral speed of the roller or the touching arc length can be varied at a constant peripheral speed. Said arc length depends on the flexibility of the rubber on the pressure roller l8 and the pressure between the two rollers l6 and l8. the Mechanisms for the roller drive and for lowering or raising the rollers can be any suitable means, for example a mechanical guide device.

Sobald ein Blatt zwischen die Walzen l6 und l8 gelangt, berührt das Tonerbild auf dem Trägermaterial die beheizte Umfangsoberfläche der Walze l6 und wird hierdurch "klebrig¹.' In diesem Zustand tendiert es daher zur Anlagerung an dieser Walze, sofern dies nicht durch die PTFE-Beschichtung auf der Walze unterbunden wird. Durch eine Dochtvorrichtung nach der Erfindung jedoch wird diese Ablagerung von Tonerpartikeln, wie nachfolgend beschrieben, verhindert. Die Doehtvorrichtung erlaubt in wirkungsvoller Weise den Auftrag eines dünnen Filmes aus einer die Ablagerung von Toner verhindernden Flüssigkeit, beispielsweise Siliconö'l, auf die Oberfläche 22 der Aufschmelzwalze 16.As soon as a sheet gets between the rollers 16 and 18, the toner image on the carrier material touches the heated peripheral surface of the roller 16 and becomes "sticky ^1. " In this state it therefore tends to adhere to this roller unless this is prevented by the PTFE coating on the roller. However, a wick device according to the invention prevents this deposition of toner particles, as described below In this way, a thin film of a liquid that prevents the deposition of toner, for example silicone oil, is applied to the surface 22 of the fusing roller 16.

Eine Verteilungsvorrichtung 45 für das öl enthält eine Dochtanordnung 48, eine ölwanne 5° zur Bevorratung des Siliconöls 51 und eine Auftragswalze 52. Die Ölwanne wird durch eine nicht dargestellte Federhalteeinrichtuns gegen die beheizte Aufschmelzwalze 16 gedrückt, wobei DetaIls dieser HalteeinrichtungA distribution device 45 for the oil contains a wick arrangement 48, an oil pan 5 ° for storing the silicone oil 51 and an applicator roller 52. The oil pan is not through a The spring holding device shown is pressed against the heated melting roller 16, details of this holding device

- 9 - 9

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nicht Gegenstand der Erfindung sind. Die Auftragswalze 52 dient dazu, einen dünnen Ölfilm an die Unterfiäche 55 der Dochta'nordnung zu führen, sobald die Auftragswalze in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung gedreht wird. Zweckmässigerweise wird die Auftragswalze 52 durch einen ölverteilungsraotor 28 angetrieben, der während des Aufschmelzprozesses über eine von der Anzahl der zu erzeugenden Kopien abhängigen Zeitdauer betätigbar ist.are not the subject of the invention. The applicator roller 52 serves to apply a thin film of oil to the lower surface 55 of the Wick order as soon as the application roller is in the is rotated in the direction indicated by the arrow. Appropriately the applicator roller 52 is driven by an oil distribution rotor 28 driven during the melting process can be actuated over a period of time dependent on the number of copies to be produced.

Erfindungsgemäss hält die Reinigungswalzenvorrichtung Io die beheizte Arbeitsoberfläche der Aufschmelzwalze l6 in einem tonerfreien Zustand. Hierdurch wird vermieden, dass sich restliche Tonerpartikel auf nachfolgende Kopien ablagern. Die Reinigungswalzenvorrichtung entfernt sämtliche verbleibenden und auf der Oberfläche der beheizten Aufschmelzwalze haftenden Tonerpartikel kontinuierlich und gleichmässig während des Reinigungsvorganges. Die Reinigungswalzenvorrichtung enthält eine Vielzahl von Reinigungswalzen 7o und 71* die anpassungsfähige Oberflächen haben, und damit eine saubere Berührung mit der relativ harten äusseren Schale der beheizten Walze 16 gewährleistet ist. Die Reinigungswalzen 7o und 71 sind auf einem beweglichen Halteorgan oder Schlitten 73 angeordnet. Der Schlitten 73 wird durch einen Belastungsmechanismus 75 unter Druckvorspannung gehalten, dass der Schlitten sowohl bei vollständig mit Tonerpartikeln verunreinigten oder frisch eingesetzten Reinigungswalzen unter gleichförmiger Belastung aufgedrückt wird. Der Belastungsmechanismus lässt sich auf irgendeine passende Weise betätigen und erzeugt während des Reinigungsbetriebes aus nachfolgend beschriebenem Umstand zweckmässigerweise eine Kraft von etwa 1,8 bis 3,6 kp (4 bis 8 pound).According to the invention, the cleaning roller device Io holds the heated working surface of the melting roller l6 in one toner-free state. This prevents residual toner particles from being deposited on subsequent copies. The cleaning roller device removes any remaining and adhering to the surface of the heated fusing roller Toner particles continuously and evenly during the cleaning process. The cleaning roller device includes a variety of cleaning rollers 7o and 71 * the adaptable Have surfaces, and thus ensure a clean contact with the relatively hard outer shell of the heated roller 16 is. The cleaning rollers 7o and 71 are on a movable one Holding member or carriage 73 is arranged. The sled 73 is pressurized by a loading mechanism 75 kept that the carriage both completely contaminated with toner particles or freshly inserted Cleaning rollers pressed on under uniform load will. The loading mechanism can be actuated in any suitable way and expediently generated during the cleaning operation from the circumstance described below a force of about 1.8 to 3.6 kp (4 to 8 pounds).

Da jede Reinigungswalze gleichartig aufgebaut ist, wird im folgenden nur eine beschrieben. Die Reinigungswalze besteht aus einem Metallkern 8l aus einem zweckmässigen Leichtmetall,Since each cleaning roller is constructed in the same way, only one is described below. The cleaning roller exists from a metal core 8l made from an appropriate light metal,

- Io 309831/1099 - Io 309831/1099

- Io -- Io -

wie beispielsweise Aluminium. Der Kern 8l ist von einer weichen, verformbaren Hülle 8j5 umgeben, so dass eine sich an die beheizte Aufschmelzwalze unter der Kraft des Belastungsmechanismus anschmiegsame Oberfläche vorliegt. Für die Hülle kann jedes zweckmässige Material mit geeigneten Wärme-und ■Verformungseigenschaften verwendet werden. Ein bevorzugtes Material ist das unter dem Handelsnamen Nomex von der Dupont Corporation V/ilmington/Delaware vertriebene Produkt. Dieses kann auf den Kern in irgendeiner zweckmässigen Art und Weise ,aufgebracht werden. Die Hülle kann entweder durch Flechten bzw. Umspinnen (Fig. 5), durch spiralförmiges Umwickeln (Fig.5) oder in Schlauchform (Fig. 6) aufgebracht werden. Bei jeder dieser Vorgehensweisen zum Aufbringen des. Nomex-Materials wird dieses durch einen Klebstoff mit dem Kern verbunden. Hierzu lässt sich jeder zweckmässige Klebstoff verwenden, wie beispielsweise die unter dem Handelsnamen Hypalon der Dupont Corporation Wilmington/Delaware oder unter dem Handelsnamen Ply-o-Bond HT der Goodyear Corporation, Akron/Ohio, vertriebenen Klebstoffe.such as aluminum. The core 8l is surrounded by a soft, deformable shell 8j5, so that a the heated melting roller is under the force of the loading mechanism pliable surface. For the shell can be any convenient material with suitable heat and ■ Deformation properties are used. A preferred one Material is the product sold under the trade name Nomex by Dupont Corporation V / ilmington / Delaware. This can be applied to the core in any convenient manner. The sheath can either be made by braiding or spinning (Fig. 5), by spiral wrapping (Fig. 5) or in the form of a tube (Fig. 6). In any of these approaches to applying the. Nomex material this is connected to the core by an adhesive. Any suitable adhesive can be used for this purpose, such as for example those under the trade name Hypalon from Dupont Corporation Wilmington / Delaware or under the trade name Ply-o-Bond HT by Goodyear Corporation, Akron, Ohio Adhesives.

Die Oberfläche des Nomex-Materials wird mit einer Schicht 85 aus Tonermaterial bedeckt, das auf irgendeine zweckmässige Weise, beispielsweise durch Aufsprühen, Tauchen, Aufspritzen oder durch Kombination dieser Massnahmen aufgebracht werden kann. Die Tonerschicht sollte eine gleichmässige Dicke von etwa o,o25 bis 0,13 mm (ο,οοΐ bis 0,005 inch) aufweisen. Dabei lässt sich jedes passende Tonermaterial verwenden. Typische Tonermaterialien werden in der US-Re 25 I36 beschrieben.The surface of the Nomex material is covered with a layer 85 covered by toner material that is based on any expedient Way, for example by spraying, dipping, spraying or a combination of these measures can. The toner layer should have a uniform thickness of about 0.025 to 0.13 mm (ο, οοΐ to 0.005 inches). Included any suitable toner material can be used. Typical toner materials are described in US-Re 25 I36.

Um sicherzustellen, dass die Haftung zwischen der Oberfläche der Reinigungswalze und dem restlichen Toner auf der beheizten Walze 16 ausreichend gross ist, um die Haftung zwischen dem verbleibenden Toner und der Aufschmelzwalze zu überwinden, wird die Tonerschicht auf der Reinigungswalze mit einem dünnenTo ensure that there is adhesion between the surface the cleaning roller and the remaining toner on the heated roller 16 is sufficiently large to ensure the adhesion between the To overcome remaining toner and the fusing roller, the toner layer on the cleaning roller with a thin

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Film aus Siliconöl bedeckt. Die Siliconölschicht hat eine Dicke von etwa 0,005 bis o,l /u/m(o,oo5 biso,l raycrons). Dabei wurde festgestellt., dass die auf der Aufschmelzvialze befindliche Siliconölmenge während der Startperioden zwischen den herzustellenden Kopien und dem Zyklusende ausreicht, um eine genügende Ölmenge auf der Reinigungswalzenoberfläche beizubehalten, so dass eine saubere Reinigung durchgeführt werden kann. Die Reinigungswalze ist so eingestellt, dass sie die Oberfläche der Aufschmelzwalze berührt und damit die Reinigungswalze mit dem Siliconöl in einem kurzen Interwall bei Beginn jedes Aufschmelzvorganges beschichtet wird. Auf diese Weise erhält die Reinigungswalze selbst während kurzern Betrieb einen ausreichenden Ölfilm.Silicone oil film covered. The silicone oil layer has a Thickness from about 0.005 to o, l / u / m (o, oo5 biso, l raycrons). It was found that the on the melting vial Amount of silicone oil located during the start periods between the copies to be made and the end of the cycle is sufficient to leave a sufficient amount of oil on the cleaning roller surface maintain so that a clean cleaning is done can be. The cleaning roller is set so that it touches the surface of the melting roller and thus the Cleaning roller is coated with the silicone oil in a short interval at the beginning of each melting process. on In this way, the cleaning roller receives a sufficient oil film even during short periods of operation.

Die Reinigungswalze wird von einer Lageranordnung 9o (Fig. 3) so gehalten, dass sie sich frei während des Andrückens gegen die Oberfläche der beheizten iVufschmelzwalze 16 drehen kann. Die Lageranordnung 9o hat eine Helle 9I* die stationär am Schlitten 73 gehalten ist. Die Welle trägt eine Vielzahl von längs der Wellenachse in Abstand angeordneten Metallagern Jedes Lager 92 wird auf der Welle durch Sicherungsringe 95 fixiert. Zweckmässigerweise ist zwischen dem Lager und dem Sicherungsring ein Spiel von etwa 3*2 mm (o,125 inch) vorgesehen, so dass sich das Lager auf der Welle hin- und herbewegen kann, und damit die Reinigungswalze während der Reinigung oszillieren kann.The cleaning roller is supported by a bearing arrangement 9o (Fig. 3) held so that it can rotate freely while being pressed against the surface of the heated fusing roller 16. The bearing arrangement 9o has a Helle 9I * which is stationary on Slide 73 is held. The shaft carries a plurality of metal bearings spaced along the shaft axis Each bearing 92 is secured to the shaft by circlips 95 fixed. Appropriately, a play of about 3 * 2 mm (o.125 inch) is provided between the bearing and the circlip, so that the bearing can move back and forth on the shaft, and with it the cleaning roller during cleaning can oscillate.

Wenn während des Betriebes die Tonerbeschichtung auf der Reinigungswalze eine ausreichend hohe Temperatur von etwa 121° C bis etwa 2o4° C ( 25o° F bis 4oo° F) angenommen hat, erweichen die Tonerpartikel und machen eine Zustandsänderung vom festen in den plastischen oder halbgeschmolzenen Zustand durch. Während des plastischen Zustands ist die Adhäsion zwischen den einzelnen Toneroartikeln maximal und in diesemIf during operation the toner coating on the cleaning roller has a sufficiently high temperature of about Assumed 121 ° C to about 2o4 ° C (25o ° F to 4oo ° F), the toner particles soften and change state from solid to plastic or semi-molten by. During the plastic state, the adhesion between the individual toner articles is maximum and in this

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Zustand werden die verbleibenden, von der Reinigungswalze berührten Partikel von der Oberfläche der Aufschmelzwalze auf die Oberfläche der Reinigungswalze überführt. Wegen des Leichtmetallkernes und der Nomex-Ummantelung ist die Reinigungswalzenoberfläche weich und passt sich der Kontur und Form der beheizten Aufschmelzwalze an. Dies ermöglicht eine im wesentlichen vollständige Entfernung der verbleibenden Tonerpartikel von der gesamten Oberfläche der beheizten Aufschmelzwalze. Condition will be the remaining ones from the cleaning roller touched particles transferred from the surface of the melting roller to the surface of the cleaning roller. Because of the The light metal core and the Nomex coating is the cleaning roller surface soft and adapts to the contour and shape of the heated melting roller. This enables a substantially complete removal of the remaining toner particles from the entire surface of the heated fuser roller.

Die die Druckberührung der Reinigungswalzen mit der beheizten Aufschmelzwalze aufbringende Belastung des Schlittens sorgt für die notwendige Temperatur, um einmal den plastischen Zustand der Reinigungswalzen beizubehalten und zum anderen, dass sich die Reinigungswalzen an die beheizte Aufschmelzwalze anschmiegen bzw. letztere gleichmässig berühren.The load on the carriage caused by the pressure contact between the cleaning rollers and the heated melting roller for the necessary temperature to maintain the plastic state of the cleaning rollers on the one hand and, on the other hand, that the cleaning rollers nestle against the heated melting roller or even touch the latter.

Es wurde ferner festgestellt, dass, wenn die Reinigungswalzenoberflächen durch entfernten Resttoner bedeckt werden, der Durchmesser etwa um 6,35 mm (0,25 inch) zunehmen kann, bevor irgendeine Belastungsänderung notwendig ist. Obschon zur Durchführung der Reinigungsarbeit eine Reinigungsrolle ausreicht, gewährleisten wenigstens zwei Reinigungsrollen einen sichereren und wirksameren Reinigungsvorgang,It was also found that when the cleaning roller surfaces covered by removed residual toner, the diameter may increase approximately 6.35 mm (0.25 inch) before any change in load is necessary. Even though a cleaning roller is sufficient to carry out the cleaning work, at least two cleaning rollers ensure a safer and more effective cleaning process,

Es versteht sich, dass die vorausgehende Beschreibung sich auf eine Ausführungsform bezieht und somit keine Eingrenzung des Schutzbereiches der Erfindung darstellt. Im Wesen der Erfindung liegende Veränderungen sind daher durch die nachfolgenden Patentansprüche mit überdeckt.It goes without saying that the preceding description relates to an embodiment and therefore not a limitation represents the scope of the invention. Changes which lie in the essence of the invention are therefore to be followed by the following Patent claims covered with.

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Claims (9)

23012792301279 ~ 13 -~ 13 - PatentansprücheClaims (ly Vorrichtung zur Entfernung von Tonerpartikel!von einem Schmelzfixiersjstem einer "elektrostatischen Kopiermaschine, wobei die Tonerpartikel auf der insbesonders relativ hohen Oberfläche einer beheizten Walze zum Schmelzfixieren eines Tonerbildes abgelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine schlittenförmige Einrichtung (73) wenigstens eine die zu reinigende Oberfläche der beheizten Walz-e (l6) berührende Reinigungswalze (70, 71) aufweist, wobei die Einrichtung (73) durch eine Belastungseinrichtung (75) unter einem bestimmten Druck gegen die Oberfläche der beheizten Walze (16) gehalten ist, dass die Reinigungswalze (7o, 71) aussen eine mit einem Siliconfilm bedeckte Tonerschicht (85)hat, die eine ausreichende Oberflächenenergie zum Sammeln der Tonerpartikel von der Oberfläche der beheizten Walze (l6) schafft, und dass die Reinigungswalze (70, 71) einen Kern (8l) aufweist, der mit einer weichen, nachgiebigen und wärmeisolierenden Umhüllung umgeben ist,die sich der Oberfläche der beheizten Walze (l6) anpasst.(ly device for removing toner particles! from a fuser system of an "electrostatic copier, wherein the toner particles on the particularly relatively high surface of a heated roller for fusing of a toner image are deposited, characterized in that a slide-shaped device (73) at least one cleaning roller (70, 71) touching the surface of the heated roller (16) to be cleaned comprises, wherein the device (73) is held by a loading device (75) under a certain pressure against the surface of the heated roller (16) that the cleaning roller (7o, 71) one covered with a silicone film on the outside Toner layer (85) which has sufficient surface energy to collect the toner particles from the surface of the heated roller (l6) creates, and that the cleaning roller (70, 71) has a core (8l), which with a soft, flexible and heat-insulating envelope is surrounded, which adapts to the surface of the heated roller (l6). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerschicht (85) eine Dicke von wenigstens o,o25 mm hat.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the toner layer (85) has a thickness of at least 0.025 mm. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Siliconölfilms von etwa 0,005 bis o,l /U reicht.3. Device according to claim 1, characterized in that the thickness of the silicone oil film of about 0.005 to 0.1 / U is enough. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h ne t, dass die isolierende Umhüllung (83) in geflochtener Form aufgebracht ist.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e η η ζ e i c h ne t that the insulating sheath (83) is applied in braided form. - 14 309831/1099 - 14 309831/1099 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die isolierende Umhüllung (83) spiralförmig aufgewickelt ist.5. The device according to claim 1, characterized in that the insulating sheath (83) is wound spirally. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz e i c hnet , dass die isolierende Umhüllung (83) iri Schlauchform aufgebracht ist.6. The device according to claim 1, characterized in that the insulating sheath (83) is applied in the form of a tube. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der^Kern (8l) durch Lager (92) drehbar gehalten ist, wobei die Lager auf einer mit der Einrichtung (73) verbundenen Welle (91) angeordnet sind.7. The device according to claim 1, characterized in that the ^ core (8l) by bearings (92) is rotatably held, the bearings on a with the device (73) connected shaft (91) are arranged. 8. . Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastungseinrichtung (75) einen Druck von etwa 1,8 bis 3,6 kp ausübt.8th. . Device according to claim 1, characterized in that the loading device (75) exerts a pressure of approximately 1.8 to 3.6 kg. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens zwei Reinigungswalzen (70, 71) von der Einrichtung (73) gehalten sind.9. The device according to claim 1, characterized in that at least two cleaning rollers (70, 71) are held by the device (73). 309831/1099309831/1099