NL1004024C2 - Werkwijze en inrichting voor het vormen van een meerkleurenbeeld. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het vormen van een meerideurenbeeld 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vormen van een meerkleurenbeeld, waarbij kleurdeelbeelden in een eerste, tweede en eventueel volgende kleur worden gegenereerd, welke kleurdeelbeelden onder toepassing van gekleurd tonerpoeder worden gevormd, de kleurdeelbeelden in opeenvolgende beeldoverdrachtstappen onder invloed van druk naar een elastisch deformeerbaar, 10 adhesief tussenmedium voorzien van een toplaag worden overgedragen en daarop worden verzameld tot een meerkleurenbeeld, waarna het meerkleurenpoederbeeld wordt verweekt en ooder invloed van druk wordt overgedragen op een ontvangstdrager, waarbij tussen twee opeenvolgende beeldoverdrachtstappen het uit één of meer kleurdeelbeelden bestaande poederbeeld op het tussenmedium, onder 15 invloed van warmte en/of druk zodanig wordt vervormd dat het poederbeeld adhesief wordt voor tonerpoeder, zodat een volgend kleurdeelbeeld niet alleen op het tussenmedium maar ook op het reeds aanwezige poederbeeld kan worden overgedragen. De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding en op een tussenband bruikbaar in 20 deze inrichting geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Hiermee is het mogelijk om transparante lagen tonerpoeder in verschillende kleuren op elkaar te zetten op het tussenmedium en via subtractieve kleurmenging de gewenste kleurtint te realiseren.

Een inrichting geschikt voor het uitvoeren van deze werkwijze is bekend uit 25 NL-A-92 00713.

Deze inrichting omvat vier of meer beeldregistratie-elementen, middelen voor het genereren van kleurdeelbeelden, die bestaan uit gekleurd tonerpoeder, op de beeldregistratie-elementen, een tussenmedium voorzien van een oppervlaktebekleding van elastisch deformeerbaar materiaal voor het daarop 30 verzamelen van de verschillende kleurdeelbeelden tot een meerkleurenbeeld, en middelen om ten minste elk beeldregistratie-element waarop het tweede en elk volgend kleurdeelbeeld wordt gevormd in een overdraagzone tegen het tussenmedium te drukken.

In de praktijk is gebleken dat in deze bekende inrichting er slechts een zeer gering 35 temperatuurtraject is van de tussenband waarbinnen de inrichting betrouwbaar functioneert.

Als de temperatuur van de tussenband te laag is wordt het tonerpoeder 1 0 0 4 0 2 4 2 onvoldoende verweekt, waardoor een volgend poederbeeld niet voldoende op het reeds aanwezige poederbeeld wordt overgedragen. Bij een te hoge tussenband temperatuur zet het tonerbeeld afkomstig van een eerste beeldregistratie-element zich af op een volgende beelddrager.

5 Verder is gebleken dat de beelddrager tijdens het functioneren van de inrichting geleidelijk in temperatuur stijgt zodat de inrichting in de loop van deze tijd onbetrouwbaar zal functioneren. Doel van de uitvinding is de bovengenoemde nadelen drastisch te verminderen. Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het tussenmedium een warmte-isolerende laag omvat waarvan het produkt 10 van de warmtegeleidingscoëfficiënt λ in J/m sK, de dichtheid p in kg/m3 en de soortelijke warmte Cp in J/kg K een waarde heeft die kleiner is dan 2.105, en bij voorkeur kleiner dan 1,5.10s.

Hierdoor wordt een relatief lage kontakttemperatuur tussen de beelddragers en de tussenband bereikt, hetgeen het plakkend verzamelen van tonerbeelden op een 15 relatief warme tussenband mogelijk maakt zonder dat de beelddrager te warm wordt, waardoor vastplakken van tonerdeeltjes op de beelddrager wordt voorkomen. Tevens wordt hierdoor de warmtestroom naar de beelddragers gereduceerd waardoor energie bespaard wordt. Ook wordt door de verlaagde warmtecapaciteit ten opzichte van de warmtecapaciteit van de tussenbanden een snellere opwarming 20 van de tussenband bij verwarmen bereikt. Dit heeft als resultaat dat de inrichting na het aanzetten sneller gereed is voor bedrijf.

Bij voorkeur wordt de warmte-isolerende laag direct onder de toplaag aangebracht in de vorm van een tussenlaag tussen de toplaag en de basislaag.

Hierdoor ontstaat een geringe temperatuurgradiënt over de tussenlaag zodat 25 run/standby verschillen in verminderde mate zullen optreden. Bij voorkeur worden in de isolerende laag gasgevulde vulstoffen gebruikt. Hierdoor wordt de warmtegeleiding in de band gereduceerd tot circa 0,1 - 0,15 W/mK.

In een uitvoeringsvorm worden gasgevulde glasbolletjes voorzien van een primer, waardoor een betere hechting tussen glas en rubber ontstaat. Ter verdere reductie 30 van de warmtestroom naar de beelddrager wordt een zeer korte kneeptijd gekozen in de beeldoverdrachtstap tussen beelddrager en tussenband. Deze korte kneeptijd kan bereikt worden door een hoge snelheid bij de beeldoverdracht en door, zoals de vakman duidelijk zal zijn, een juiste keuze van de diameters van de beelddrager en de tussenband in de beeldoverdrachtszone.

35 De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de hierna volgende beschrijving en de daarbij behorende figuren waarbij:

Figuur 1 een schematische weergave is van een drukinrichting voor het uitvoeren 1004024 3 van de werkwijze volgens de uitvinding, en

Figuur 2 schematisch de laagopbouw van een tussenband bruikbaar in de werkwijze volgens de uitvinding weergeeft.

De in figuur 1 weergegeven drukinrichting omvat een cylindrisch 5 tussenmedium 1, dat door niet-weergegeven aandrijfmiddelen in de door pijl 3 aangegeven richting kan worden aangedreven. Het tussenmedium 1 heeft een metalen mantel, bijvoorbeeld van aluminium en daarop een buitenbekleding met een opbouw zoals schematisch is weergegeven in figuur 2 waarin op de metalen mantel 49 een onderlaag 50 siliconenrubber is aangebracht. Op deze onderlaag 50 is een 10 warmte-isolerende tussenlaag 51, waarin luchtgevulde glazen bolletjes zijn ingemengd, aangebracht. Hierop is een toplaag 52 aangebracht. Langs de omloopbaan van het tussenmedium 1 zijn beeldvormingsstations 4, 5, 6 en 7 opgesteld. Elk van deze beeldvormingsstations omvat een cylindrisch beeldregistratie-element 8 waarop een deelbeeld wordt gevormd. De 15 beeldregistratie-elementen 8 zijn alle in drukkontakt met het tussenmedium 1.

Elk beeldregistratie-element 8 bestaat uit een cylinder met een fotogeleidende oppervlaktelaag, waarbij de verschillende beeldvormingsunits verdeeld over de omtrek van deze cylinder zijn opgesteld. Deze beeldvormingsunits omvatten elk een corona-inrichting 11 voor het uniform opladen van de fotogeleidende laag, een 20 LED-array 12 waarmee de beeldmatige belichting plaatsvindt, een magneetborstelinrichting 13 om het ontstane latente ladingsbeeld te ontwikkelen tot een poederbeeld en een reinigingsinrichting 14 voor het verwijderen van resttoner na transfer van het deelbeeld naar het tussenmedium 1.

De LED-array 12, die bijvoorbeeld van het type is zoals beschreven in het 25 Amerikaans octrooischrift 4 524 372, is verbonden met een elektronische schakeling 15 voor het bekrachtigen van elke LED in het array in overeenstemming met een te drukken informatiepatroon.

De elektronische schakelig 15 van elk beeldvormingsstation is weer verbonden met een centrale besturingseenheid 16, die de informatie over het af te drukken 30 deelbeeld lijn voor lijn aan elke elektronische schakeling 15 toevoert.

De magneetborstelinrichting 13 omvat een op geringe afstand van de omtrek van het beeldregistratie-element 8 opgestelde magneetrol 17, die bestaat uit een roteerbare mantel met een daarbinnen stationair opgesteld magneetstelsel.

Bij de mantel van elke magneetrol 17 is een voorraadhouder 18 opgesteld die is 35 gevuld met elektrisch geleidend, magnetisch aantrekbaar tonerpoeder. Elke voorraadhouder 18 bevat een tonerpoeder in een bepaalde kleur. In het hier geïllustreerde geval zijn de tonerkleuren achtereenvolgens magenta, cyaan, geel en 1004024 4 zwart, waarbij de gekleurde tonerpoeders (behalve zwart) vrijwel transparant zijn. Bij elke voorraadhouder 18 bevindt zich een afstrijker 19 die ervoor zorgt dat op de mantel van de magneetrol 17 een egale laag tonerpoeder wordt aangebracht.

Langs de omloopbaan van het tussenmedium 1 zijn voorts nog opgesteld 5 toevoermiddelen voor een blad beeldontvangstmateriaal, die bestaan uit samenwerkende transportrollen 21 en een geleiding 22, een drukrol 23, afvoermiddelen voor het blad beeldontvangstmateriaal, bestaande uit geleiding 24 en transportrollen 25, en een reinigingsinrichting 30. De aandrijving van elk beeldregistratie-element 8 geschiedt door een tandwiel 26 dat gemonteerd is op de 10 rotatie-as van het beeldregistratie-element 8 en dat ingrijpt in een tandwiel 27 dat bevestigd is op de aandrijfas van het tussenmedium 1. In de figuur zijn de tandwielen 26 en 27 weergegeven als onderbroken cirkels, welke cirkels de steekcirkels van de tandwielen aangeven.

Met het tussenmedium 1 is een pulsgever 28 verbonden die pulsen afgeeft in relatie 15 tot de hoekverdraaiing van het tussenmedium 1. De hoekverdraaiing tussen opeenvolgende pulsen komt daarbij overeen met een verplaatsing van het oppervlak van het tussenmedium 1 over de breedte van één beeldlijn. Het schrijven van de opeenvolgende beeldlijnen op de beeldregistratie-elementen 8 door de LED-arrays 12 kan aldus door de besturingseenheid 16 worden gestuurd aan de hand van de 20 pulsen die door de pulsgever 28 worden afgegeven en via de verbinding 29 aan de besturingseenheid 16 worden toegevoerd.

Wanneer de drukinrichting in werking is worden het tussenmedium 1, de beeldregistratie-elementen 8 en de magneetrollen 17 in de door de pijlen 3, 31 en 32 aangegeven richtingen aangedreven.

25 Daarbij wordt de fotogeleidende laag van een beeldregistratie-element 8, nadat deze door de corona-inrichting 11 is voorzien van een uniforme elektrostatische lading, door het LED-array 12 beeldmatig belicht, waarna het latente ladingsbeeld door de magneetborstelinrichting 13 wordt ontwikkeld tot een deelbeeld van gekleurd tonerpoeder. Door selectief, volgens een beeldpatroon, de LED's in het array te 30 bekrachtigen wordt een beeldpuntpatroon van gekleurd tonerpoeder op het beeldregistratie-element 8 gevormd.

De informatie over de te schrijven beeldlijnen van de verschillende deelbeelden wordt door de besturingseenheid 16, serieel, lijn voor lijn uitgevoerd aan een schuifregister van de elektronisch schakelingen 15. Bij de ontvangst daarna van de 35 eerstvolgende puls van de pulsgever 28 wordt de informatie die is opgeslagen in het schuifregister van het eerste beeldvormingsstation 4, overgezet in een uitgangsregister en worden, via drivers, bepaalde LED's overeenkomstig de te 1004024 5 schrijven beeldlijn, bekrachtigd. Het schuifregister wordt intussen gevuld met de informatie van de volgende beeldlijn. Bij ontvangst van de volgende puls van de pulsgever 28 wordt deze beeldlijn geschreven. Bij de ontvangst van een bepaalde puls van pulsgever 28, worden ook de beeldvormingsmiddelen van het tweede 5 beeldvormingsstation 5 geactiveerd en weer een aantal pulsen later, ook die van het volgende beeldvormingsstation 6 en tenslotte die van het beeldvormingsstation 7. Na welk aantal pulsen de beeldvormingsmiddelen van het tweede en de volgende beeldvormingsstatlons geactiveerd worden is tevoren bepaald uit de afstand die de beeldvormingsstations, gezien langs de omtrek van het tussenmedium 1, uit elkaar 10 liggen.

Het juiste aantal pulsen is vastgelegd in een besturingsprogramma dat in een geheugen van de besturingseenheid 16 is opgeslagen.

De op de beeldregistratie-elementen 8 gevormde deelbeelden worden in de verschillende drukkontaktzones overgedragen op het tussenmedium 1. Tussen de 15 beeldvormingsstation 4 en 5 en ook tussen de beeldvormingsstations 5 en 6 wordt het reeds aanwezige, uit één c.q. twee kleurdeelbeelden bestaande, poederbeeld verwarmd door middel van een warmtebron 40, bijvoorbeeld door aanstralen met of aanflitsen door een halogeenstraler. Door deze warmtetoevoer wordt het poederbeeld op tussenmedium 1 zodanig verweekt dat een volgend deelbeeld ook 20 op het reeds aanwezige poederbeeld kan worden afgezet. Hierdoor is het mogelijk transparante lagen over elkaar heen te brengen om daarmee middels subtractieve kleurmenging een bepaalde mengkleur te realiseren. Het op het tussenmedium 1 aanwezige meerkleurenbeeld wordt vervolgens op een op zich bekende wijze verwarmd, waardoor het poederbeeld verweekt. Het verweekte poederbeeld wordt 25 vervolgens in de drukzone tussen het tussenmedium 1 en de drukrol 23 overgedragen op een beeldontvangstmateriaal (bijvoorbeeld een blad papier), dat op het juiste tijdstip via de toevoermiddelen 21, 22 is aangevoerd. Het bedrukte beeldontvangstmateriaal wordt door de geleiding 24 afgevoerd. Het tussenmedium 1 loopt daarna langs de reinigingsinrichting 30.

30 Een warmtebron 40 is alleen nodig tussen de beeldvormingsstations 4 en 5, alsmede 5 en 6 omdat alleen de deelbeelden in de kleuren magenta, cyaan en geel, die respectievelijk in de stations 4, 5 en 6 worden gevormd, bij de vorming van mengkleuren een rol spelen. Het deelbeeld in de kleur zwart, dat in beeldvormingsstation 7 wordt gevormd, speelt daarin geen rol zodat het ook niet 35 nodig is het zwarte deelbeeld op eerder gevormde deelbeelden af te zetten.

Het vermogen dat een warmtebron 40 moet leveren wordt bepaald door een aantal factoren, zoals: de processnelheid en de temperatuurinstelling van de 1004024 6 beeldvormingsinrichting, het gebruikte tonermateriaal, het warmte-overdrachtsrendement van de warmtebron, de afstand tussen de warmtebron en het eerstvolgende beeldvormingsstation etc.

Afhankelijk van de gekozen configuratie en materialen zal elke vakman 5 experimenteel het juiste vermogen kunnen vaststellen om een zodanige verweking van het poederbeeld te realiseren dat een volgend poederbeeld hierop middels adhesiekrachten wordt overgedragen. Een combinatie van configuratie en materialen die tot uitstekende resultaten leidt is hierna in een voorbeeld beschreven.

Voorbeeld 10 In een drukinrichting, zoals weergegeven in de figuur, wordt een cylindrisch tussenmedium 1, dat een diameter heeft van 180 mm, aangedreven met een omtreksnelheid van 6m/min. Het tussenmedium 1 volgens de opbouw van figuur 2 heeft een aluminium mantel 39 met daarop een buitenbekleding van siliconenrubber. De buitenbekleding bestaat uit een 1,8 mm dikke basislaag 40 van siliconenrubber 15 met een hardheid van 51° Shore A, daarover een ongeveer 400 pm dikke laag 41 warmte-isolerende siliconenrubbers met daarin ingemengd circa 20 volumeprocent gasgevulde glasbolletjes met een diameter van ongeveer 20 pm en daarover een ongeveer 50 pm dikke toplaag 42 van siliconenrubber met een hardheid van 47° Shore A. De beeldregistratie-elementen 8 worden in de 20 beeldvormingsstations 4, 5, 6 en 7 met een kracht van 400 N per strekkende meter tegen het tussenmedium 1 gedrukt. Tussen de beeldvormingsstation 4 en 5, alsmede 5 en 6 is een halogeenstraler 40 opgesteld op een afstand van ongeveer 50 mm (langs de omtrek van tussenmedium 1 gemeten) van de kontaktzone tussen het tussenmedium 1 en het, in aandrijfrichting gezien, eerstvolgende 25 beeldregistratie-element 8. De gebruikte gekleurde tonerpoeders werden vervaardigd door een thermoplastische hars in de vorm van een polyesterhars van het type Atlac van de firma Imperial Chemical Industries te smelten, magnetisch aantrekbaar materiaal in de vorm van carbonylijzer met een deeltjesgrootte van 1-3 pm, en daarnaast fijne, vaste deeltjes koolstof en kleurstofdeeltjes homogeen in de smelt te 30 verdelen.

De smelt werd daarna tot een vaste massa afgekoeld en tot tonerpoederdeeltjes met een deeltjesgrootte tussen 5 en 40 pm verwerkt.

Het tussenmedium 1 werd met een, niet nader aangegeven, inwendige verwarmingsinrichting en een daarmee samenwerkende temperatuurregeling op een 35 insteltemperatuur van 95°C (aan de buitenomtrek van het tussenmedium 1) geregeld.

Daarbij bleek dat aan elke halogeenstraler 40 een vermogen van 280 Watt moest 1004024 7 worden toegevoerd om een zodanige verweking van het, uit één of meer kleurdeelbeelden bestaande poederbeeld op het tussenmedium 1 te realiseren dat het volgende kleurdeelbeeld ook zo goed mogelijk volledig op het reeds aanwezige poederbeeld werd overgedragen.

5 Als alternatief voor de warmtebron 40 voor het realiseren van de gewenste vervorming van het poederbeeld kan echter ook een drukorgaan worden gebruikt, bijvoorbeeld in de vorm van een drukrol 41.

Daarnaast kan de vervorming van het poederbeeld ook worden bereikt door middel van een combinatie van een warmtebron 40 en een drukrol 41, of door flitsen met 10 bijvoorbeeld een halogeenlamp.

Dit geeft de vakman de mogelijkheid om het benodigde vervormingsvermogen ook bij hoge processnelheden van de beeldvormingsinrichting te realiseren zonder exceptionele drukken of warmte-energievermogens te moeten toepassen.

Op de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm voor het uitvoeren van de 15 werkwijze volgens de uitvinding zijn varianten mogelijk.

Afhankelijk van de aan de beeldvormingsinrichting te stellen eisen qua kleurenpalet -een volledig dan wel een beperkt palet- kunnen andere kleuren tonerpoeders worden toegepast in de verschillende beeldvormingsstations of kan een combinatie worden gekozen van enkele kleurdeelbeelden gevormd met transparante 20 tonerpoeders en enkele kleurdeelbeelden gevormd met opake (niet-transparante) tonerpoeders.

De hiervoor geïllustreerde uitvoeringsvorm van de beeldvormingsstations kan ook worden vervangen door één of meer andere, uit de stand der techniek bekende beeldvormingsinrichtingen, bijvoorbeeld berustend op een magnetografisch, 25 elektrografisch of elektrofotografisch procédé, waarbij een latent magnetisch of elektrostatisch beeldpuntpatroon op een beeldregistratiemedium wordt gevormd en dit beeld met gekleurd tonerpoeder wordt ontwikkeld, of waarbij (gekleurd) en eventueel geleidend tonerpoeder, door het selectief bekrachtigen van beeldvormingselectroden, volgens een beeldpuntpatroon naar diêlectricum wordt 30 getrokken vanaf een toneraanvoerorgaan dat met het diëlectrum in kontakt is of op korte afstand daarvan is geplaatst.

Het tussenmedium kan ook uitgevoerd zijn als een eindloze band. Op bijvoorbeeld een polyesterweefselband van bijvoorbeeld Nomex™ wordt een 1,5 mm dikke laag peroxidegeharde siliconenrubber of EPDM rubber aangebracht. Op deze laag wordt 35 een circa 400 pm dikke laag warmte-isolerende rubber aangebracht. Voor de warmte-isolerende laag kunnen alle voor dat doel geschikte materialen worden gekozen, zoals geschuimde rubbers en kunststoffen, gasgevulde kunststof bolletjes 1004024 8 en glasbolletjes met een diameter van circa 20 pm in een rubber zoals siliconenruber, EPDM-rubber. Door de glasbolletjes te primeren wordt een betere verbinding met de rubber verkregen, waardoor de stevigheid van het lagenpakket bewaard blijft bij belastingen. Op de tussenlaag wordt een voor toepassing als 5 tussenlaag gebruikelijke toplaag van bijvoorbeeld siliconenrubber aangebracht.

1004024

Claims (7)

1. Werkwijze voor het vormen van een meerkleurenbeeld, waarbij kleurdeelbeelden in een eerste, tweede en eventueel volgende kleur worden 5 gegenereerd, welke kleurdeelbeelden onder toepassing van gekleurd tonerpoeder worden gevormd, de kleurdeelbeelden in opeenvolgende beeldoverdrachtstappen onder invloed van druk naar een elastisch deformeerbaar, adhesief tussenmedium voorzien van een toplaag worden overgedragen en daarop worden verzameld tot een meerkleurenbeeld, waarna het meerkleurenpoederbeeld wordt verweekt en 10 onder invloed van druk wordt overgedragen op een ontvangstdrager, waarbij tussen twee opeenvolgende beeldoverdrachtstappen het uit één of meer kleurdeelbeelden bestaande poederbeeld op het tussenmedium, onder invloed van warmte en/of druk zodanig wordt vervormd dat het poederbeeld adhesief wordt voor tonerpoeder, zodat een volgend kleurdeelbeeld niet alleen op het tussenmedium maar ook op het reeds 15 aanwezige poederbeeld kan worden overgedragen, met het kenmerk dat het tussenmedium een warmte-isolerende laag omvat waarvan het produkt van de warmtegeleidingscoëfficiënt λ in J/m sK, de dichtheid p in kg/m3 en de soortelijke warmte Cp in J/kg K een waarde heeft die kleiner is dan 2.105.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het het kenmerk dat het produkt van 20 de warmtegeleidingscoëfficiënt λ in J/m sK, de dichtheid p in kg/m3 en de soortelijke warmte Cp in J/kg K een waarde heeft lager dan 1,5.10s

3. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 -2, met het kenmerk dat de warmte-isolerende laag direct onder de toplaag aangebracht wordt, in de vorm van een tussenlaag tussen de toplaag en de basislaag.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk dat in de isolerende laag gasgevulde vulstoffen worden gebruikt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat in de isolerende laag gasgevulde glasbolletjes worden gebruikt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de glasbolletjes 30 voorzien zijn van een primer laag.

7. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze van een der voorgaande conclusies 1-6. 1004024