CH685178A5 - Dispositif de fixation thermique de toner dans un appareil xérographique. - Google Patents
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Description
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CH 685 178 A5
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Description
La présente invention concerne un dispositif de fixation thermique de toner dans un appareil xérographique, comportant un rouleau chauffeur et un rouleau presseur qui sont pressés l'un contre l'autre pendant leur rotation, le dispositif étant agencé pour fixer une image en toner sur une feuille de papier par passage de la feuille entre ces rouleaux.
Dans la plupart des appareils xérographiques, la surface d'un tambour photosensible porteur de charges électrostatiques est exposée à de la lumière qui crée une image latente sur cette surface, du toner en poudre est appliqué par l'attraction électrostatique sur l'image latente afin de la développer, puis l'image en toner est transférée et fixée sur une feuille de papier. Dans ce procédé, l'opération de fixation du toner s'effectue habituellement au moyen d'un dispositif de fixation thermique d'un type bien connu, illustré schématiquement par la fig. 3 qui est une vue en élévation dans la direction du déplacement de la feuille de papier. Ce dispositif comporte un rouleau chauffeur 2 monté de manière rotative sur un arbre 1 et chauffé par une source de chaleur appropriée, jusqu'à une température d'environ 180°C, et un rouleau presseur 5 en caoutchouc au silicone, supporté par un arbre 4. La surface 3 du rouleau chauffeur 2 et la surface 6 du rouleau presseur 5 sont appliquées l'une contre l'autre avec une pression déterminée. Quand une feuille de papier 7 portant une image en toner est insérée entre les rouleaux 2 et 5, ces deux rouleaux tournant pour faire passer la feuille entre eux, la chaleur dégagée par le rouleau chauffeur 2 fait fondre le toner et le fixe sur le papier. Si la feuille de papier 7 est plus étroite (dans la direction axiale des rouleaux) que le rouleau chauffeur 2, le rouleau presseur 5 absorbe plus de chaleur là où il n'y a pas de papier que là où il y en a. De ce fait, la température superficielle du rouleau presseur 5 monte à environ 180°C dans les zones où il est en contact direct avec le rouleau chauffeur 2, alors qu'elle n'est que d'environ 50°C dans les zones où le contact avec le rouleau chauffeur est interrompu par le papier. Il en résulte que le diamètre du rouleau presseur 5 augmente notablement par dilatation thermique dans les zones situées de part et d'autre de la feuille de papier 7. En conséquence, le rouleau chauffeur 2 est repoussé vers le haut et laisse un flanc incliné 8 sur la surface du rouleau presseur 5, de chaque côté de la feuille de papier 7, et un intervalle 9 entre la surface 3 du rouleau chauffeur et la surface 6 du rouleau presseur dans la zone où se trouve la feuille. Ceci peut donner lieu à un glissement entre la feuille 7 et les rouleaux, risquant d'aboutir à un transport défectueux du papier et à un bourrage.
La présente invention a pour objet un dispositif de fixation thermique de toner destiné à un appareil xérographique et capable d'éviter les inconvénients exposés ci-dessus, en uniformisant les déformations thermiques du rouleau presseur et de ce fait permettre le transport de manière sûre et rapide des feuilles de différentes largeurs à travers le dispositif.
Dans ce but, l'invention concerne un dispositif du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de dissipation de chaleur qui dissipe de la chaleur accumulée dans le rouleau presseur, pour uniformiser les déformations thermiques de ce rouleau. La dissipation de chaleur ainsi obtenue a un double effet: d'une part elle empêche une déformation thermique importante du rouleau presseur, et d'autre part elle conduit à une répartition relativement uniforme de la température sur toute la surface du rouleau presseur, donc à une réduction des déformations différentielles d'un point à un autre du rouleau. Ainsi, toute la surface du rouleau presseur est appliquée contre la surface du rouleau chauffeur avec la pression voulue, c'est-à-dire que les feuilles de papier peuvent être transportées d'une manière précise et rapide par la rotation des deux rouleaux, sans risque de glissement ou de bourrage du papier.
De préférence, le mécanisme de dissipation de chaleur comporte un tambour rotatif en matière thermiquement conductrice, roulant contre le rouleau presseur, mais un homme du métier pourra concevoir d'autres moyens ayant un effet équivalent de dissipation de la chaleur accumulée dans le rouleau presseur.
On décrira ci-dessous à titre d'exemple une forme de réalisation préférée de l'invention, en référence aux fig. 1 et 2 des dessins annexés, dans lesquels:
la fig. 1 est une vue schématique en élévation frontale d'un dispositif de fixation thermique de toner selon l'invention,
la fig. 2 est une vue schématique en élévation latérale du dispositif de la fig. 1, et la fig. 3 est une vue schématique en élévation frontale d'un dispositif représentant l'état de la technique décrit plus haut.
Dans le dispositif illustré par les fig. 1 et 2, les éléments 1 à 7 peuvent être semblables aux éléments correspondants du dispositif connu illustré par la fig. 3 et on se référera donc à la description faite plus haut. Le numéro de référence 10 désigne un tambour de dissipation de chaleur, formé par un élément creux en aluminium qui est monté de manière rotative sur un arbre 11 supporté par le bâti (non représenté) de l'appareil xérographique. Le tambour 10 comporte une enveloppe cylindrique 12 dont la partie supérieure, dans la disposition représentée ici, est appliquée avec une pression déterminée contre la surface 6 du rouleau presseur 5. Ainsi, le tambour 10 absorbe par conduction de la chaleur provenant du rouleau presseur 5 et il est entraîné en rotation par ce rouleau quand les rouleaux 2 et 5 tournent comme indiqué par les flèches dans la fig. 2. Le tambour 10 est ouvert à ses deux extrémités latérales 13 et 14. L'enveloppe 12 entoure une cavité intérieure 15 du tambour 10 et est solidaire d'une série d'ailettes de dissipation de chaleur 16 qui s'étendent radialement dans la cavité 15 entre la surface intérieure de l'enveloppe et l'arbre 11. Ainsi, la chaleur prélevée par le tambour 10 sur le rouleau presseur 5 est dissipée dans la
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cavité intérieure 15 à la fois par les parties de l'enveloppe 12 qui sont et ne sont pas en contact avec le rouleau presseur et par les ailettes 16.
Dans cet exemple, un conduit 17, raccordé à l'extrémité 13 du tambour 10, renferme un ventilateur 18 dont la roue est entraînée par un moteur non représenté. Un courant d'air produit par le ventilateur 18 traverse axialement la cavité 15 du tambour, de l'extrémité 13 à l'autre extrémité 14, et emporte l'air échauffé par la chaleur dissipée par l'enveloppe 12 et les ailettes 16.
Le fonctionnement de ce dispositif de fixation thermique de toner est le suivant. Quand une feuille ou bande de papier 7 de largeur inférieure à celle du rouleau presseur 5 passe entre ie rouleau presseur 5 et le rouleau chauffeur 2, de la chaleur passe directement par conduction du rouleau 2 aux parties du rouleau 5 situées de part et d'autre du papier 7, tandis qu'une certaine quantité de chaleur passe aussi du rouleau 2 à la zone médiane du rouleau 5 en traversant le papier 7. La chaleur ainsi absorbée par le rouleau 5 se transmet ensuite par conduction du rouleau 5 au tambour 10 roulant contre celui-ci et elle est dissipée dans l'air à la fois par l'enveloppe 12 et par les ailettes 16 dans la cavité intérieure du tambour. L'air chauffé dans cette cavité est ensuite chassé par l'extrémité ouverte 14 du tambour sous l'effet du ventilateur 18. De la sorte, la cavité 15 du tambour est refroidie, ce qui favorise la dissipation de chaleur par les ailettes 16 et, par conséquent, l'absorption de chaleur par le tambour 10 sur le rouleau 5. Un premier effet du tambour est donc d'empêcher que les zones d'extrémité du rouleau 5 atteignent une température élevée et subissent de ce fait une expansion thermique excessive.
De plus, le déplacement de l'air chaud dans la cavité intérieure 15 du tambour et la conductibilité thermique de l'enveloppe 12 ont pour effet d'échauffer la zone centrale du tambour 12, dans la mesure où celle-ci est à une température inférieure à celle des zones proches des extrémités 13 et 14 du tambour. Ainsi, la zone centrale du tambour réchauffe par contact la zone centrale du rouleau presseur 5 et lui impose donc une certaine dilatation thermique.
Cet effet de répartition de la chaleur par le tambour 10 a pour effet une distribution relativement uniforme de la température sur toute la largeur du rouleau presseur 5, donc aussi une valeur uniforme de la dilatation thermique en direction radiale, si bien que la surface 6 du rouleau presseur 5 et la surface 3 du rouleau chauffeur 2 sont appliquées l'une contre l'autre partout avec la même pression, si bien que le papier 7 est traité et transporté comme il convient.
Quand une large feuille de papier 7 passe entre les rouleaux, la surface 3 du rouleau 2 et la surface 6 du rouleau presseur 5 ne sont mutuellement en contact que par l'intermédiaire du papier. Comme l'effet de ce contact est évident au vu de ce qui précède, il n'y a pas lieu de le décrire ici. Il s'avère que la présente invention fournit un mécanisme capable de dissiper la chaleur qui s'est accumulée dans le rouleau presseur 5 par contact avec le rouleau chauffeur, de telle façon que la déformation thermique du rouleau presseur reste uniforme sur sa largeur même quand une feuille de papier plus étroite que le rouleau chauffeur passe entre les deux rouleaux. En conséquence, le rouleau presseur et le rouleau chauffeur ne peuvent pas se séparer dans certaines zones, mais au contraire ils sont appliqués l'un contre l'autre avec la pression voulue, en particulier dans la zone où ils entraînent le papier, de sorte que celui-ci peut être transporté de la manière appropriée.
L'invention est applicable à tous les types usuels de dispositifs de fixation thermique de toner dans un appareil xérographique, notamment dans des photocopieuses ou des imprimantes.
Claims (7)
1. Dispositif de fixation thermique de toner dans un appareil xérographique, comportant un rouleau chauffeur (2) et un rouleau presseur (5) qui sont pressés l'un contre l'autre pendant leur rotation, le dispositif étant agencé pour fixer une image en toner sur une feuille de papier (7) par passage de la feuille entre ces rouleaux, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de dissipation de chaleur (10-16) qui dissipe de la chaleur accumulée dans le rouleau presseur (5), pour uniformiser les déformations thermiques de ce rouleau.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de dissipation de chaleur comporte un tambour rotatif (10) en matière thermi-quement conductrice, roulant contre le rouleau presseur (5).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contact entre le tambour (10) et le rouleau presseur (5) s'étend sensiblement sur toute la longueur de la surface extérieure de ce dernier.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tambour comporte une enveloppe extérieure cylindrique (12) faite d'une seule pièce métallique.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le tambour (10) contient une cavité intérieure (15) ouverte aux extrémités du tambour, pour le passage d'une circulation d'air.
6. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que des ailettes (16) en matière thermiquement conductrice s'étendent dans ladite cavité intérieure (15) à partir de l'enveloppe extérieure (12) du tambour.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un ventilateur (18) est raccordé à une extrémité de la cavité intérieure (15) du tambour.
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| Date | Code | Title | Description |
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| PFA | Name/firm changed |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA SATO Free format text: KABUSHIKI KAISHA SATO#15-5, 1-CHOME, SHIBUYA#SHIBUYA-KU/TOKYO (JP) -TRANSFER TO- KABUSHIKI KAISHA SATO#9-10, EBISU 4-CHOME#SHIBUYA-KU, TOKYO 150-0013 (JP) |
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| NV | New agent |
Representative=s name: CABINET ROLAND NITHARDT, CONSEILS EN PROPRIETE IND |
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Free format text: CABINET ROLAND NITHARDT CONSEILS EN PROPRIETE INDUSTRIELLE S.A.;Y-PARC RUE GALILEE;1400 YVERDON-LES-BAINS (CH) |
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| PL | Patent ceased |