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Verfahren und Vorrichtung zur Fixierung elektro-
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photograf i sch erzeugter Bilder auf einer Unterlage Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Fixierung elektro-photografisch erzeugter Bilder, die
mit Hilfe thermoplastische Wirkstoffe enthaltender Tönungsmittel entwickelt, d.h.
sichtbar gemacht, werden. Sie gibt ferner eine bevorzugte Vorrichtung zur
Durchführung
des Verfahrens an.
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Es sind eine Vielzahl elektroskopischer Puder zur Entwicklung latenter
elektrostatischer Bilder bekanntteworden, wie sie beispielsweise in der US-PS 2,297,691
beschrieben sind. Im Verlaufe der Entwicklung elektrophotografischer Verfahren hat
es sich als bevorzugt erwiesen, latente elektrostatische Bilder mit einem Puder
zu entwickeln, das aus pigmentiertem, thermoplastischem Harz besteht. Zur Fixierung
derartiger direkt auf einem Bildträger oder indirekt durch Ubertragung auf ein Bildträgerblatt
erzeugter elektrophotografischer Harzpuderbilder werden im al lgemeinen Heizvorrichtungen
benutzt, die mit Strahlern oder Heizspiralen b.estückt sind. Eine derartige Anordnung
zeigt beispielsweise die US-PS 2,922,230.
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Es sind ferner Vorrichtungen zur Dampffixierung bekannt geworden,
wie sie beispielsweise in der US-PS 2,995,464 beschrieben sind.
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Ferner sind auch Aerosol-Entwicklungen derartiger Harzpuderbilder
bekannt geworden.
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Die Dampf- oder Aerosolentwicklungen sind technisch sehr aufwendig
und scheiden daher für den Bau preiswerter Tischkopiergeräte aus. Die meisten Tischkopiergeräte
verwenden heute ofenartige Gebilde, mit deren Hilfe das thermoplastische Harzpuderbild
durch einen Schmelzvorgang am Träger festgebacken wird. Die Temperatur dieser ofenartigen
Gebilde ist bestimmt durch die Schmelztemperatur der Harzkomponente des Puders,
wobei es gleichgültig ist, ob bei diesen Vorrichtungen die Wärme von oben und unten
oder nur von oben zugeführt wird. Im Prinzip wird das Puderbild immer mit Hilfe
einer genau eingeregel ten Umgebungstemperatur fixiert.
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Alle derartigen bekannten Vorrichtungen haben daher den Nachteil,
daß sie auf eine entsprechende Temperatur hochgeheizt werden müssen und daß die
Trägeroberfläche selbst gleichmäßig der Schmelztemperatur
ausgesetzt
ist, obwohl nur der Toner und nicht das Bildträgerblatt reagieren soll.
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Durch das Hochheizen der Aggregate vergeht verhältnismäßig viel Zeit,
so daß das Kopiergerät nicht sofort einsatzbereit ist.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man das Kopiergerät den ganzen
Tag eingeschaltet, was jedoch vor allem in Büros sehr störe.nd empfunden wird, ganz
abgesehen davon, daß durch den dauernden Betrieb des Gerätes nicht nur ein hoher
Energieverbrauch auftritt, sondern der Verschleiß desselben auch beschleunigt wird.
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Bei dem Transport des Bildträgerblattes durch derartige ofenartige
Vorrichtungen lassen sich auch Deformierungen nicht vermeiden, und bei Papierstauungen
verkohl t das Papierträgerblatt.
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Bei zu niedrigen Temperaturen sind andererseits die Kopien häufig
nicht wischfest, was vor allem für feine Linien zutrifft.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen
Fixierungen von elektrophotografisch erzeugten Bildern optimale Verschmelzungsbedingungen
zu schaffen, d.h. Unterfixierungen oder Uberfixierungen des Puderbildes zu vermeiden,
und das Verfahren der Wärmefixierung dahingehend zu verbessern, daß die optimalen
Fixierbedingungen kurzfristig, d.h. in wenigen Sekunden, erreicht werden und die
Wärmeenergie und die notwendige Spitzentemperatur in erster Linie vom Toner absorbiert
werden.
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Schließlich soll auch durch eine präzise Führung des Bildträgerblattes
ein Anhalten und damit ein Entflammen desselben vermieden werden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Verfahren zur Fixierung elektrophotografisch erzeugter Bilder, die mit Hilfe
thermoplastische Wirkstoffe enthaltender Tönungsmi ttel entwickelt, d.h. sichtbar
gemacht, werden,
vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist,
daß der Bildträger mit dem entwickelten Harzpuderbild auf ein heizbares, elektrisch
leitfähiges Transportband, das mittels eines elektrischen Stromes auf die erforderliche
Temperatur aufgeheizt wird, aufgelegt und bei intensiver Berührung des Bildträgerblattes
mit dem Transportband durch Kontakterwärmung bis vor den Schmelzpunkt des Toners
erwärmt wird, worauf beim weiteren Durchgang des Trägers in einem begrenzten Bandabschnitt
mit Hilfe eines Strahlers, dessen Wellenbereich vor allem vom Puderbild absorbiert
wird, der Toner kurzfristig bis zum Schmelzpunkt erhitzt, wobei durch geeignete
Einrichtungen ein Wärmestau verhindert wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist den besonderen Vorteil auf, daß
das Transportband schnell auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden kann und
das durch Kontakterwärmung des Trägerblattes entsprechend vorpräparierte Puderbild
in einem bestimmten Abschnitt des Transportbandes mit Hilfe des Strahlers zur Fixierung
kurzfristig bis zur Schmelztemperatur des Toners erhitzt werden kann.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner gemäß
der Erfindung eine Vorrichtung angegeben, welche im wesentlichen gekennzeichnet
ist durch zwei elektrisch leitende Bandwalzen, auf welchen ein endlos umlaufendes
elektrisch leitfähiges Förderband vorgesehen ist, wobei die Walzen angetrieben und
unmittelbar mit einer entsprechenden elektrischen Spannung beaufschlagt werden,
wodurch die Erwärmung des Transportbandes während des Umlaufens erfolgt, und daß
über dem Transportband ein oder mehrere auf einem begrenzten Bandabschnitt wirkende
Heizstrahler angeordnet sind Als Förderbänder können hierbei beliebige, beispielsweise
metallisch leitende Bänder verwendet werden. Vorteilhafterweise werden jedoch hierzu
silikonbeschichtete Förderbänder benutzt, deren Ausdehnungsverhalten unter der Einwirkung
der Wärme für den vorgesehenen
Fall sehr günstig ist.
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Um den zur Entwicklung, d.h. zum Wärmeübergang, erforderlichen Kontakt
zwischen Bildträgerblatt und Förderband herzustellen, kann die Vorrichtung gemäß
der Erfindung auch in weiterer Ausgestau tun sogenannte Korotrone enthalten, welche
den Bildträger auf das elektrisch leitfähige Transportband durch elektrostatische
Effekte pressen.
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Die Vorrichtung der Erfindung kann ferner in einem Gehäuse untergebracht
werden, wobei die einzelnen Elemente der Fixiervorrichtung von einem Lüfter belüftet
werden, der sich unter einer Abdeckung befindet, die unten offen ist und über den
Bandtransport ragt. Diese über den Strahler, die Korotrone sowie über den- Bandtransport
angeordnete Abdeckung ist vorzugsweise nach zudem Prinzip einer Glocke aufgebaut.
Sie schützt dadurch die einzelnen Aggregate vor der direkten Einwirkung des Lüfters
und weist einen Strömungseffekt auf. Sie wird vorzugsweise dort angebracht, wo der
Bildträgereinlauf bzw. -auslauf mit dem Gehäuse der Gesamtvorrichtung verbunden
ist. Parallel zum Bandtransport der Gehäusewand befindet-sich somit ein Freiraum,
so daß ein Luftstrom zustande kommt, der die Abdeckung umspült und gleichzeitig
dem Bil.dträgerblatt die Tendenz gibt, auf dem Band zu haften, wodurch die Wirkung
der Korotrone .noch unterstützt wird.
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Versuche haben ergeben, daß bei dieser Anordnung bei mittleren Raumtemperaturen
eine Intensitätsregelung des Lüfters und des Strahlers entfallen kann.
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Anhand der Zeichnungen sollen am Beispiel einer bevorzugten Ausführung-sform
das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert werden.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein Prinzipschema einer Vorrichtung,
mit der das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden kann.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der
Gesamtvorrichtung.
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Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung
im Prinzip mit der Lüfteranordnung.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3.
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Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht die Vorrichtung gemäß der Erfindung
im Prinzip aus einem elektrisch leitenden heizbaren Transportband 1, das beispielsweise
aus einem mit Silikon beschichteten Gewebe bestehen kann, und zwei Bandwalzen 2,
von denen eine oder beide angetrieben sein können. Die Bandwalzen 2 sind ebenfalls
elektrisch leitend, insbesondere aus Metall, und werden vorzugsweise durch zwei
Schleifkontakte 3 mit einer geeigneten Spannungsquelle 4, beispielsweise dem Netzwechselstrom,
verbunden. Durch einer Höhe der Spannung und dem elektrischen Widerstand des Bandes
1 entsprechenden elektrischen Strom wird das Transportband 1 auf die gewünschte
Temperatur erwärmt und in Umlauf versetzt. Die Erwärmung kann sehr kurzzeitig erfolgen,
so daß unmittelbar nach Einschalten des Stromes der Bildträger mit dem entwickelten
Harzpuderbild auf das Transportband aufgelegt und durch Kontakterwärmung das Biid
erwärmt wird.
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In Fig. 2 ist im Schnitt eine vollständige Vorrichtung zur Fixierung
des auf den Bildträger aufgebrachten Harzpuderbildes dargestellt.
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Die in Fig. 1 gezeigte und aus dem leitfähigen Transportband 1, den
beiden Bandwalzen 2 und den Schleifkontäkten 3 bestehende Anordnung ist in der in
Fig. 2 gezeigten Vorrichtung im unteren Teil eines Gehäuses 4'untergebrecht, das
mit einem Einlauf 5 für den Träger und einem Auslauf 6 versehen ist. Die Umdrehungsrichtung
der angetriebenen Bandwalze 2 ist durch den Pfeil 7 dargestellt. Uber dem oberen
Trumm des Trans/portbandes 1 sind zwei Korotrone 8 und 9 angeordnet, die den Bildträger
zur besseren Ubertragung der Wärmeenergie durch elektrostatische Vorgänge auf das
obere Trumm des Bandes 1 pressen.
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Zwischen den beiden Korotronen ist ein kurwelliger Infrarotstrahler
10 angeordnet, der auf einem bestimmten Bandabschnitt kurzfristig die notwendige
Schmelztemperatur erzeugt und daher durch eine Kammer in seiner Wärmewirkung begrenzt
ist. Dieser Infrarotstrahler wird von einer am Einlauf 5 angeordneten Lichtschranke
11 durch das einlaufende Bildträgerblatt gesteuert.
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An der vorderen Seite der linken Bandwalze 2 ist ein Temperaturfühler
12 angeordnet, der die Bandtemperatur steuert. Ein weiterer Temperaturfühler 13
steuert die Leistung des Infrarotstrahlers 10 und des darüber angeordneten Lüfters
14. Somit wird mit Hilfe der beiden Temperaturfühler 12 und 13 über eine nicht dargestellte
elektronische Schaltung die dem Schnelzpunkt des Bildpulvers und der Bandgeschwindigkeit
entsprechende Energie konstant gehalten.
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In den Figuren 3 und 4 ist die über dem Transportband angeordnete
Abdeckung mit dem Lüfter und dem sich damit ergebenden Strömungsverlauf bei der
Belüftung dargestellt.
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Im oberen Teil 4' des Gehäuses 4' ist innerhalb eines
Leitbleches
15 beispielsweise ein Tangentiallüfter 14 angeordnet.
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Selbstverständlich kann auch jede andere beliebige Belüftungsart angewendet
werden. Das Leitblech 15 weist zu einer vorderen öffnung 16. Wenn der Tangentiallüfter
14 in Richtung des Pfeiles 17 umläuft, wird die Luft in Richtung der Pfeile 18 vom
unteren Teil der Vorrichtung angesaugt und zur Austrittsöffnung 16 befördert. Durch
die besondere Art der glockenförmigen Abdeckung 20, unter welcher sich der Heizkörper
10 und die Korotrone 8 und 9 befinden, wird bewirkt, daß die Saugwirkung des Lüfters
nur unterhalb des Bandtransportes und parallel zu diesem sich auswirken kann. Dieser
Strömungsverlauf ist besonders durch die Pfeile 19 in Fig. 3 dargestellt. Dadurch
kommt ein Luftstrom zustande, der die Abdeckung umspült und gleichzeitig dem Trägerblatt
die Tendenz verleiht, auf dem Blatt zu haften, wodurch die Wirkung der Korotrone
unterstützt wird.