DE2418538A1 - Tonerloesendes oeluebertragungskissen - Google Patents

Description

XEROX CORPORATION, ROCHESTER, N.Y. / USA

Tonerlösendes ölübertragungskissen

Die Erfindung betrifft beheizte Druckschmelzsysteme und insbesondere ein verbessertes, tonerlösendes ölübertragungskissen, welches sichtbare und nicht sichtbare Tonerabsetzungen verhindert.

Die Erfindung bezieht sich auf ein ölauftragekissen in einem beheizten Druckwalzen-Schmelzsystem zum Schmelzen von Tonerbildern eines elektrostatischen Kopiergeräts, in welchem eine beheizte Schmelzwalze mit einem Ölfilm überzogen wird, um Tonerabsetzungen zu verhindern.

In der Technik der Xerographie,wie sie in der US-PS 2 297 691 beschrieben ist, wird eine xerographische' Oberfläche zum Tragen elektrostatischer Bilder verwendet, welche aus einer auf einer leitenden Grundschicht angebrachten

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und an dieser fixierten Schicht fotoleitenden isolierenden Materials besteht. Bei den üblichen Arbeitsverfahren wird die xerographische Oberfläche gleichmäßig über ihre gesamte Fläche geladen und dann einem Lichtmuster des zu reproduzierenden Bildes ausgesetzt, um hierdurch die Ladung in den Bereichen abzuleiten, wo das Licht die Schicht trifft. Die ungeladenen Bereiche der Schicht bilden so ein elektrostatisches Ladungsmuster, welches im Aufbau dem ursprünglichen Lichtmuster der Vorlage entspricht.

Das latente elektrostatische Bild kann dann dadurch entwickelt werden, daß es in Kontakt mit einem fein verteilten elektrostatisch anziehbaren Material wie einem Pulver gebracht wird. Das Pulver wird durch die elektrostatischen Ladungen auf der Schicht in den Bildbereichen gehalten. Wo das Ladungsfeld am größten ist, wird die größte Menge an Pulver abgelagert. So wird ein Pulverbild erzeugt, welches dem Lichtbild der zu reproduzierenden Vorlage oder des zu reproduzierenden Gegenstands entspricht. Das Pulver wird hierauf zu einem Blatt Papier oder einer anderen Oberfläche übertragen und auf geeignete Weise auf dieser fixiert, um eine dauerhafte Kopie zu ergeben.

Eine typische Einrichtung zum Fixieren der Tonerteilchen an dem die Tonerteilchen tragenden Blatt ist ein beheiztes Druckschmelzwalzensystem, bei welchem ein Kopienblatt durch den Spalt zwischen einer teflonbeschichteten beheizten Schmelzwalze und einer Gegendruckwalze geführt wird, wie es in der US-PS 3 256 oo2 und in der US-PS 3 286 beschrieben ist. Bei solchen Schmelzsysteinen muß besondere Sorgfalt darauf verwendet werden, unerwünschte Tonerteilchen von der beheizten Schmelzwalze vor deren Kontakt mit der durch Schmelzen behandelten Kopie zu entfernen. Wenn keine Sorgfalt darauf verwandt wird, die Schmelzwalze frei von Tonerteilchen zu halten, können sich diese Tonerteilchen

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auf der Oberfläche der Schmelzwalze aufbauen und die Qualität der Fixierung dadurch verschlechtern, daß die Schmelzeigenschaften auf der Oberfläche der Walze, welche im Kontakt mit den Kopien bleibt und den Tonerbildern kommt, verschlechtert oder aufgehoben werden. Weiter können sich solche unerwünschten Tonerteilchen von der Schmelzwalze bei deren folgendem Kontakt mit dem Tonerbild lösen und Tonerteilchen auf das Kopienblatt in Bereichen ohne Bild aufschmelzen, was zu fehlerhaften Kopien führt. Oft wird eine Dochtanordnung verwendet, um mit Hilfe eines über der beheizten Schmelzwalze liegenden Kissens Silikonöl auf die äußere Oberfläche der beheizten Schmelzwalze abzugeben.

Bei bekannten Kissenanordnungen wurde die ölauftragende Kissenoberfläche mit Tonerabsetzungen verschmutzt, welche sowohl sichtbar waren, wenn ihre Dichte genügend hoch war, als auch nicht sichtbar waren, wenn ihre Dichte genügend gering war. Die nicht sichtbare Absetzung ist der Hauptgrund für die Verschmutzung der ölauftragendenJKissenoberflache, weil die sichtbare Tonerabsetzung normalerweise auf der Schmelzwalzenoberfläche statt auf dem Teflonölkissen bleibt. Als Ergebnis kann die Situation nur dadurch in Ordnung gebracht werden, daß der Temperaturbereich während des Schmelzvorgangs abgesenkt wird, wenn eine sichtbare Absetzung auf den Kopierblättern zu erkennen ist. Es versteht sich, daß die nicht sichtbare Tonerabsetzung mit dem bloßen Auge nicht leicht erkannt werden kann und daß eine fortgesetzte Ansammlung dieser nicht sichtbaren Tonerabsetzung auf der Kissenoberfläche alternativ zu einem sichtbaren Film führt, welcher das Auftragen von Öl auf die Schmelzwalzenoberfläche verhindert. Hieraus ergibt sich» daß ein Versagen des ölauftragekissens nicht erkannt wird, bis das Kissen nicht mehr wirksam ist und einenAustausch erforderlich macht.

Dementsprechend ist es Ziel der Etfindung, beheizte Druckschmelzsysterne und Insbesondere die ölmuftrage-

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eigenschaften von Dochtanordnungen zur Verwendung mit beheizten Druckschmelzsystemen zu verbessern. Dabei soll die Lebensdauer der in beheizten Druckschmelzsystemen verwendeten ölauftragenden Dochtanordnungen dadurch verlängert werden, daß die Ölauftrageeigenschaften des ölauftragekissens über lange Zeitdauern erhalten werden.

Das Ziel der Erfindung wird mit einer Kisseneinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein ölübertragendes Kissenteil zum kontinuierlichen Auftragen von öl auf die beheizte Schmelzwalze vorgesehen ist, und daß das Kissenteil eine Arbeitsfläche aus Silikongummimaterial hat, welche sichtbare und nicht sichtbare sich ansammelnde Absetzungen auf der Oberfläche des Kissenteils verhindert.

Die Dochtanordnung gemäß der Erfindung enthält also eine Schicht aus Silikongummi, welche auf der einen Seite in Kontakt mit der beheizten Schmelzwalze kommt und auf der anderen Seite in Kontakt mit Silikonöl ist.

Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Mit der Erfindung ist es möglich, nicht sichtbare und sichtbare Tonerabsetzungen auf dem ölauftragekissen von beheizten Druckschmelzsystemen zu verhindern. Dadurch ist eine vorzeitige Auswechslung der ölauftragekissen nicht mehr erforderlich. Die Kosten und unnötige Wartungsarbeiten von Kopier- bzw. Duplikationssystemen werden auf ein Minimum gebracht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung zusammen mit zusätzlichen Merkmalen und Vorteilen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 *

eine schematische Darstellung eines automatischen xerographisehen Reproduktionsgerätes mit einem beheizten Druckschmelzsystem unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dochtanordnung,

Fig. 2

eine Seitenansicht des beheizten Druckschmelzsystems,

Fig. 3a

einen Ausschnitt aus einem Silikongummikissen gemäß der Erfindung,

Fig. 3b

einen Ausschnitt ähnlich Fig. 3a, v/elcher · eine alternative Ausführungsform des Kissens zeigt, und

Fig. 4

eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines ölauftragekissens, welche mehrere Auftrageschichten zeigt.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem für die Erfindung geeigneten Gerät, z.B. einem automatischen xerographischen Reproduktionsgerät, gezeigt. Das automatische Reproduktionsgerät enthält eine xerographische Oberfläche oder Platte 1o in Form einer Trommel. Die Platte hat eine fotoleitende Schicht oder eine lichtaufnehmende Oberfläche auf einer leitenden· Grundschicht und ist so in einem Rahmen gelagert, daß sie sich in Richtung des Pfeiles in Fig. 1 drehen kann. Die Drehung wird bewirken, daß die Plattenoberfläche aufeinanderfolgend an einer Reihe von xerographischen Bearbeitungsstationen vorbeiläuft. In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung können die verschiedenen xerographischen Bearbeitungsstationen auf dem Bewegungsweg der Plattenoberfläche wie folgt funktionell beschrieben werden:

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Eine Ladestation A, in v/elcher eine gleichmäßige elektrische Ladung auf die fotoleitende Platte aufgebracht wird;

eine Belichtungsstation B, in welcher ein Licht- oder Strahlungsmuster von zu reproduzierenden Vorlagen auf die Plattenoberfläche projiziert wird,um die Ladung in den belichteten Bereichen der Plattenoberfläche abzuführen und hierdurch ein-latentes elektrostatisches Bild der zu reproduzierenden Vorlage auszubilden;

eine Entwicklungsstation C, in welcher xerographisches Entwicklerinaterial einschließlich Tonerteilchen mit einer elektrostatischen Ladung entgegengesetzt der Ladung des latenten elektrostatischen Bildes kaskadenartig über das latente elektrostatische Bild geführt wird, um ein Pulverbild in der Konfiguration der kopierten Vorlage auszubilden;

eine Übertragungsstation D, in welcher das Pulverbild elektrostatisch von der Plattenoberfläche auf ein Obertragungsmaterial wie z.B. Papier übertragen wird, welches dann durch ein geheiztes Druckschmelzsystem geführt wird, wobei das Druckschmelzsystem ein verbessertes Kissen zum Aufbringen von öl entsprechend der Erfindung, wie im folgenden näher beschrieben, aufweist; und

eine Reinigungs- und Entladestation E für die Trommel, in v/elcher die Plattenoberfläche gebürstet wird, um restliche Tonerteilchen, welche jiach der Bildübertragung auf der Plattenoberfläche geblieben sind, zu entfernen, und in welcher die Platte einer relativ hellen Lichtquelle ausgesetzt wird, um eine im wesentlichen vollständige Entladung von allen restlichen elektrostatischen Ladungen auf der Platte zu bewirken.

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Bezüglich weiterer Einzelheiten der erwähnten xerographischen BearbeitungsStationen wird auf die US-PS 3 645 615 der Anmelderin verwiesen.

In Fig. 2 ist das beheizte Druckschmelzsystem gemäß der Erfindung beschrieben, welches eine beheizte Schmelzwalze 16 und eine Gegendruckwalze 18 aufweist. Die Schmelzwalze 16 ist ein hohler Kreiszylinder mit einem metallischen Kern 2o und einer Schicht 22 aus Teflon. Eine Quarzlampe 24 dient als Wärmeenergiequelle und ist in der Mitte der Schmelzwalze 16 angeordnet. Die Energiezufuhr zu der Quarzlampe 24 wird durch einenallgemein als Thermistor bezeichneten thermischen Sensor gesteuert/ welcher mit dem Umfang der Schmelzrolle in Kontakt steht, wie es z.B. in der US-PS 3 357 249 beschrieben ist. Die Gegendruckwalze ist ebenfalls ein Kreiszylinder und ist aus einem metallischen Kern 3o aufgebaut, welcher von einer dicken Schicht aus Gummi und einer Schicht 34 ebenfalls aus Teflon umgeben ist, um ein Aufsaugen von Silikonöl in die Schicht 32 aus Gummi und ein folgendes Anschwellen dieser Schicht zu verhindern .

Wenn die beiden Walzen 16 und 18 wie in Fig. 2 gezeigt in Eingriff miteinander stehen, verformt die auf die Walzen wirkende Last den Gummi in der Gegendruckwalze, um einen Spalt endlicher Breite zu erhalten. Ein Kopienblatt 4o, welches auf der Unterseite elektrostatisch die Tonerbilder 42 trägt, wird in Kontakt mit. dem Spalt der Walzen gebracht, wobei dasJTonerbild in Kontakt mit der Schmelzwalze 16 kommt. Für eine gegebene Temperatur der Schmelzwalze wird dieSchmelzgeschwindigkeit von der Kontaktbogenlänge des tragenden Materials gegenüber der Verweilzeit, d.h. der Zeit, in welcher die Tonerbilder zwischen der Schmelzwalze 16 und der Gegendruckwalze 18 bleiben, abhängen. Die Verweilzeit kann entweder durch lindern der Oberflächengeschwindigkeit der Walzen oder durch Ändern der Kontakt-

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bogenlänge bei konstant gehaltener Geschwindigkeit der Walzen geändert werden. Die Kontaktbogenlänge hängt von der Weichheit des Gummis auf der Gegendruckwalze 18 und von der Höhe des Druckes zwischen den Walzen 16 und 18 ab. Der.Mechanismus für den Antrieb der Walzen und für das Senken und Heben der Walzen'in Kontakt miteinander kann durch jede hierfür geeignete Einrichtung verwirklicht v/erden, z.B. eine Einrichtung, wie sie in der US-PS 3 291 466 beschrieben ist, oder durch eine geeignete mechanische Steuerkurveneinrichtung.

Wenn ein Blatt tragenden Materials zwischen den Walzen 16 und 18 vorgeschoben wird, kommen die Tonerbilder auf dem tragenden Material in Kontakt mit der am Umfang beheizten Oberfläche der Schmelzwalze 16, wodurch die Tonerbilder klebrig gemacht werden, und in diesem klebrig gemachten Zustand neigt der Toner dazu, sich auf der Schmelzwalze abzusetzen, wobei das Absetzen teilweise dadurch verhindert wird, daß die Schmelzwalze eine Beschichtung mit Teflon aufweist.

Bisher haben sich sowohl sichtbare als auch nicht sichtbare Tonerabsetzungen auf der Ölauftragenden Fläche des Kissens abgesetzt, wodurch der Zufluß von öl zu der Schmelzwalze behindert wurde. Durch die ölkisseneinrichtung gemäß der Erfindung wird ein dünner Film von Absetzungen verhinderndem Silikonöl auf die Oberfläche oder Schicht 22 der Schmelzwalze 16 aufgebracht, während sowohl sichtbare als auch nicht sichtbare Absetzungen auf der Kissenoberfläche vermieden werden, wie es im folgenden näher beschrieben ist.

Eine ölabgabeeinrichtung 45 enthält eine Dochtanordnung 48, eine ölwanne 5o zum Halten eines Vorrats an Silikonöl 51 und eine Auftragewalze 52. Die ölwanne 5o wird mit Hilfe einer nicht gezeigten federnden Befestigung gegen die beheizte Schmelzwalze 16 gehalten. Einzelheiten dieser

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Befestigung sind hier nicht näher erläutert, da sie keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden. Die Auftragewalze wird dazu verwendet, um einen dünnen Film von Öl zu einer Bodenfläche 55 der Dochtanordnung zu bringen, während sich die Auftragewalze in Richtung des Pfeiles in Fig. 2 dreht. Zweckmäßig wird die Auftragewalze -52 von einem ölabgabemotor 58 angetrieben, welcher während des Schmelzvorgangs für eine Zeitdauer eingeschaltet wird, die von der Zahl der hergestellten Kopien abhängt.

Entsprechend der Erfindung enthält die Dochtanordnung 48 eine ölauftrageschicht 62, welche aus Silikongummi hergestellt ist und ein geprägtes oder gewähltes Muster 63 aufweist, welches in Kontakt mit der Oberfläche der beheizten Schmelzwalze 16 kommt. Die ölauftrageschicht verhindert sowohl sichtbare als auch nicht sichtbare Toneransammlungen auf ihrer Oberfläche, sodaß keine Beschränkungen bezüglich ihrer Fähigkeit auftreten, kontinuierlich einen dünnen Film Silikonöl als lösendes Mittel auf die Oberfläche der Schmelzwalze aufzubringen. Während die Erscheinung des Nichthaftens von Toner an Silikongummimaterial nicht vollständig geklärt ist, hat es sich gezeigt, daß klebrig gemachter Toner eher an der Oberfläche der Schmelzwalze als an der Oberfläche aus Silikonmaterial haften bleibt.

Zweckmäßig kann die ölauftrageschicht 62 aus Silikongummi die Form eines normierten Kissenaufbaus annehmen, wie es in Fig. 3b gezeigt ist. Der verstärkte Aufbau enthält eine Schicht 81 aus Silikongummi, in welcher verstärkende Fasern 82 in einem gekreuzten, gewobenen oder gewirkten Muster angeordnet sind und in die Schicht aus Silikongummi eingeschmolzen sind. Die Fasern 82 können aus jedem geeigneten wärmefesten Material hergestellt sein. Geeignete Materialien sind Keramik, Metall, Kunststoff oder Kombinationen hiervon.

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-ΙΟ-Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt und enthält mehrere Ölauftrageschichten 92 und 94. Die ölauftrageschicht 94 ist aus einem geeigneten wärmefesten Material mit guten ölübertragungseigenschaften. Die Ölauftrageschicht 94 steht auf ihrer Unterseite oder Bodenfläche 55 in Kontakt mit der Auftragewaize 52 und mit ihrer Oberseite in Kontakt mit der ölauftrageschicht 92 aus Silikongummi. Die ölauftrageschichten 92 und 94 sind in einander überlappendem Verhältnis angeordnet, und ihre Enden sind zwischen Platten 66 und 68 verklemmt, welche ihrerseits über geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben 7o, aneinander befestigt sind.

Während die Erfindung bezüglich ihrer Einzelheiten und Vorteile im Zusammenhang mit einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist sie nicht auf die spezifische Ausführungsform beschränkt, sondern umfaßt alle Modifikationen im Bereich der Ansprüche und der Beschreibung.

Kurz umrissen umfaßt die Erfindung ein verbessertes ölaufträgekissen zur Verwendung beim Auftragen von öl auf die Oberfläche der Schmelzwalze eines beheizten Druckschmelzsystems zum Aufschmelzen von Tonerbildern. Das Kissen hat eine aus Silikongummimaterial hergestellte Arbeitsfläche, welche sichtbare und nicht sichtbare Tonerabsetzungen auf der Oberfläche verhindert. Der Kissenaufbau umfaßt verschiedene Ausführungsformen, z.B. einen Schwamm, verstärktes Gewebe und mehrere Schichten verschiedener Materialien.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   ölauftragekissen in einem beheizten Druckwalzen-Schmelzsystem zum Schmelzen von Tonerbildern eines elektrostatischen Kopiergeräts,» in welchem eine beheizte Schmelzwalze mit einem Ölfilm überzogen wird, um Tonerabsetzungen zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß ein ölübertragendes Kissenteil (48) zum kontinuierlichen Auftragen von Öl auf die beheizte Schmelzwalze (16) vorgesehen 1st, und daß das Kissenteil (48) eine Arbeitsfläche ,(62, 92, 94) aus Silikongummimaterial hat, welche sichtbare und nicht sichtbare sich ansammelnde Absetzungen auf der Oberfläche des Kissenteils (48) verhindert.
2. 2. Kisseneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissenteil (48) aus einem Silikongummischwamm besteht.
3. 3. Kisseneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß das Kissenteil (48) aus einer mit Fasern (82) verstärkten Silikongununischicht (81) besteht.
4. 4. Kisseneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (82) aus Keramik, Metall, Kunststoff oder Kombinationen hiervon sind.

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5. 5. Kisseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissenteil (48) ein geprägtes Huster (63) hat.
6. 6. Kisseneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Kissenteil (48) mehrere Schichten aufweist, von denen wenigstens eine Schicht aus einem anderen Material als Silikongummi ist.

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