DD202950B1

DD202950B1 - HEAT-pressure fixing

Info

Publication number: DD202950B1
Application number: DD23493381A
Authority: DD
Inventors: Guenther Bogs; Manfred Haertel; Dietmar Zander; Hans-Werner Stottmeister
Original assignee: Secura Werke Mikroelektronik
Priority date: 1981-11-18
Filing date: 1981-11-18
Publication date: 1986-02-26
Also published as: DD202950A1; HU188522B; DE3231905A1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Wärme-Druck-Fixiervorrichtung zum Fixieren von Tonerbildern auf einen Kopieträger in einem elektrofotografischen Kopiergerät.The invention relates to a heat-pressure fixing device for fixing toner images on a copy carrier in an electrophotographic copying machine.

Characteristic of the known technical solutions

Bei bekannten Wärme-Druckfixierungen durchläuft der Kopieträger mit dem Tonerbild ein Fixierwalzenpaar, bestehend aus einer erwärmten starren Fixierwalze und einer weichen Andruckwalze, wobei der harzhaltige Toner erwärmt und auf den Kopienträger gepreßt wird. Nach Verlassen des Einwirkbereiches der Fixierwalze erstarrt der Toner auf dem Kopieträger.In known heat-pressure fusing the copy medium with the toner image passes through a fixing roller, consisting of a heated rigid fixing roller and a soft pressure roller, wherein the resin-containing toner is heated and pressed onto the copy substrate. After leaving the area of influence of the fixing roller, the toner solidifies on the copy carrier.

Es gibt Ausführungsformen, beispielsweise Xerox 2350, bei denen die Andruckwalzen unter ständigem Druck an der Fixierwalze gehalten werden, was zu unerwünschten Veränderungen der Oberfläche der Walzen führen kann, wenn längere Zeit keine Benutzung erfolgt. Bei unbeabsichtigter Unterbrechung des Funktionsablaufes des Kopiergerätes wird der Kopieträger einer Erhitzung ausgesetzt, die zur Entzündung bzw. Verkohlung mit Folgeschäden führen kann. Die Entfernung eines zwischen den Walzen befindlichen Kopienträgers ist schwierig. Trotz Trennmittelauftragsvorrichtung für die Fixierwalze gelangt Toner auf die Andruckwalze und wird im Bereitschaftsbetrieb bei stillstehenden Walzen angeschmolzen, was bei dem nächstfolgenden Kopieträger zu einer Verschmutzung der Rückseite führen kann.There are embodiments, such as Xerox 2350, in which the nip rollers are kept under constant pressure on the fuser roller, which can lead to undesirable changes in the surface of the rollers when no longer use. In the event of unintentional interruption of the operation of the copying machine, the copy carrier is exposed to heating, which can lead to inflammation or charring with consequential damage. The removal of a copy carrier between the rollers is difficult. Despite release agent application device for the fuser roller reaches the pressure roller and is melted in standby mode with stationary rollers, which can lead to contamination of the back of the next copy carrier.

In der DE-OS 2758245 wird eine Einrichtung beschrieben, wo diese Nachteile dadurch verringert werden, daß in der Bereitschaftsphase nur ein geringer Andruck zwischen den Walzen besteht und beide in Drehung gehalten werden.In DE-OS 2758245 a device is described, where these disadvantages are reduced by the fact that in the standby phase, there is only a small pressure between the rollers and both are kept in rotation.

Nachteilig ist, daß hier ein hoher Aufwand an zusätzlichen Mitteln und Energie zur zusätzlichen Drehung und deren Ansteuerung erforderlich ist.The disadvantage is that a high cost of additional resources and energy for additional rotation and their control is required here.

Bei anderen Einrichtungen, wie in DE-AS 1772686 wird der Andruck pneumatisch erzeugt, wodurch eine Trennung der Walzen in der Ruhe- sowie der Bereitschaftsphase erreicht wird.In other devices, such as in DE-AS 1772686 the pressure is generated pneumatically, whereby a separation of the rollers in the idle and the standby phase is achieved.

Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß dazu ein Kompressor benötigt wird.The disadvantage of this design is that a compressor is needed.

Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, die vorhandenen Nachteile bekannter Wärme-Druck-Fixiervorrichtungen bezüglich der bei der Funktionssicherheit auftretenden Mängel mit möglichst geringem Aufwand an konstruktiven Mitteln zu beseitigen, um eine hohe Funktionssicherheit des Kopiergerätes über eine lange Betriebszeit zu erreichen.The aim of the invention is to eliminate the existing disadvantages of known heat-pressure fixing devices with respect to the defects occurring in the functional safety with the least possible amount of structural means to achieve high reliability of the copying machine over a long period of operation.

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärme-Druck-Fixiervorrichtung zu schaffen, bei der zur Erhöhung der Funktionssicherheit ein wahlweises An- und Abschwenken der Andruckwalze an die Fixierwalze erreicht wird, um bei Funktionsstörungen durch übermäßige Erhitzung eintretende Schäden in der Fixiervorrichtung zu vermeiden.The object of the invention is to provide a heat-pressure fixing device in which an optional pivoting of the pressure roller to the fixing roller is achieved to increase the reliability, to avoid malfunction occurring due to excessive heating damage in the fixing device.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Andruckwalze und ebenfalls die Trennmittelauftragsvorrichtung für die Fixierwalze mit der Antriebsenergie des Antriebsmotors des Kopiergerätes bei Beginn des Kopiervorganges in Andruckstellung zur Fixierwalze gebracht und nach Beendigung des Kopiervorganges bzw. bei unbeabsichtigter Unterbrechung unabhängig vom Antriebsmotor in eine abgeschwenkte Stellung gebracht werden. Dazu ist zum Abschwenken der Andruckwalze und derTrennmittelauftragsvorrichtung von der Fixierwalze nach erfolgter Lösung einer Arretierung durch einen Magneten innerhalb eines Andruckmechanismus ein Hebel mit Zugfeder an einer Schaltachse mit Kurvenscheiben angeordnet.According to the invention the object is achieved in that the pressure roller and also the release agent application device for the fuser with the drive power of the drive motor of the copying machine at the beginning of the copying brought in Andruckstellung to the fixing and after completion of the copying process or unintentional interruption regardless of the drive motor in a pivoted position to be brought. For this purpose, a lever with tension spring on a switching axis with cams is arranged for pivoting the pressure roller and the release agent application device of the fixing roller after the solution of a lock by a magnet within a pressure mechanism.

Dabei ist der Magnet der Sperre zugeordnet, wobei eine Nase der Sperre mit einem Vorsprung der Sperrklinke und eine Kurvenbahn der Sperre mit einer Rolle der Sperrklinke in Wirkverbindung steht und eine Sperrkante der Sperrklinke mit einem Mitnehmer auf der Schaltachse aus- und einkuppelbar angeordnet ist, auf welcher sich die Kurvenscheiben befinden, die an Rollen der Andruckhebel für die Andruckwalze anliegen. Zur Regulierung des Andrucks ist die Achse der Andruckwalze in zusätzlichen Hebeln sowie in einer Aussparung der Andruckhebel angeordnet, und zwischen diesen Hebeln und Verlängerungen an den Andruckhebeln ist jeweils eine weitere Zugfeder einstellbar befestigt.In this case, the magnet of the lock is associated with a nose of the lock with a projection of the pawl and a curved path of the lock is operatively connected to a roller of the pawl and a locking edge of the pawl with a driver on the shift axis off and is arranged einkuppelbar which are the cams, which rest on rollers of the pressure lever for the pressure roller. To regulate the pressure, the axis of the pressure roller is arranged in additional levers and in a recess of the pressure levers, and between these levers and extensions on the pressure levers each a further tension spring is adjustably attached.

Während der Funktion des Kopiergerätes laufen in der Wärme-Druck-Fixiervorrichtung folgende Vorgänge ab:During the operation of the copying machine, the following operations take place in the heat-pressure fixing device:

Mit einer Antriebsvorrichtung werden die Fixierwalze und Filzwalze angetrieben. Im angedrückten Zustand wii „ oie Andruckwalze infolge der durch den Andruck entstehenden Reibwirkung mitgedreht.With a drive device, the fixing roller and felt roller are driven. In the pressed state wii "oie pressure roller rotated as a result of the frictional effect caused by the pressure.

Gleichzeitig erfolgt der Andruck des Kopieträgers an die Fixierwalze durch die Andruckvorrichtung, bestehend aus zwei Andruckhebeln, die die Andruckwalze aufnehmen, und einer Schaltachse mit Kurvenscheiben, die die Andruckhebel in Andruckstellung bzw. Abschwenkstellung bringen.At the same time, the pressure of the copy carrier to the fixing roller by the pressure device, consisting of two pressure levers which receive the pressure roller, and a switching axis with cams, which bring the pressure lever in Andruckstellung or Abschwenkstellung.

Auf der Schaltachse befindet sich ein Zahnrichtgesperre, das von einem Zugmagneten über eine Sperre angesteuert wird und die Antriebsbewegung zum Anschwenken der Andruckwalze nutzt. Eine an einem Ende der Schaltachse mit den Kurvenscheiben umlaufende Zugfeder verhindert in der Andruckstellung ein Zurückdrehen der Schaltachse ι nd bringt die Andruckvorrichtung bei Stromabschaltung selbsttätig in die abgeschwenkte Stellung, wodurch der Kopieträger und die Andruckwalze bei Stromausfall bzw. Transportunterbrechung nicht der aufgeheizten Fixierwalze ausgesetzt sind. Für die Ansteuerung der Andruckvorrichtung ist lediglich ein Magnet mit geringem Stromverbrauch erforderlich.On the switching axis is a Zahnrichtgesperre which is controlled by a pull magnet via a lock and uses the drive movement for pivoting the pressure roller. A circumferential at an end of the shift axis with the cams tension spring prevented in the Andruckstellung turning back the shift axis ι nd brings the pressure device automatically at power off in the pivoted position, whereby the copy carrier and the pressure roller are not exposed to the heated fixing roller in case of power failure or transport interruption. For the control of the pressure device only a magnet with low power consumption is required.

Zum Anschwenken der Andruckwalze und der Trennmittelauftragsvorrichtung wird dem Magneten Strom zugeführt, wodurch die Sperrklinke des Zahnrichtgesperres einfällt und über einen angetriebenen Mitnehmer die Schaltachse gedreht wird, bis die Kurvenscheiben die Andruckhebel in die höchste Stellung gebracht haben. Dann wird die Sperrklinke durch die Sperre ausgerastet, und diese Stellung wird beibehalten, solange der Magnet angezogen ist. Wird der Magnet stromlos, geht die Sperre durch Federkraft zurück, und die umlaufende Zugfeder bringt die Schaltachse und damit die Andruckwalze und die Trennmittelauftragsvorrichtung in die abgeschwenkte Stellung.For pivoting the pressure roller and the release agent applicator power is supplied to the magnet, whereby the pawl of the Zahnrichtgesperres incident and a driven driver, the shift axis is rotated until the cams have brought the pressure levers in the highest position. Then, the pawl is disengaged by the lock, and this position is maintained as long as the magnet is tightened. If the magnet de-energized, the lock returns by spring force, and the circumferential tension spring brings the indexing axis and thus the pressure roller and the release agent application device in the pivoted position.

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Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt: Fig. 1: Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wärme-Druck-Fixiervorrichtung, Fig. 2: Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnrichtgesperres und Fig.3: Darstellung der Sperre mit Magnet.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows: FIG. 1: cross-section through a heat-pressure-fixing device according to the invention, FIG. 2: side view of a Zahnrichtgesperres invention and Figure 3: representation of the lock with magnet.

In Fig. 1 ist die Wärme-Druck-Fixiervorrichtung in ihrer Gesamtheit dargestellt und setzt sich zusammen aus der Fixierwalze 1 mit einer Trennmittelauftragsvorrichtung und der Andruckwalze 5 mit dem erfindungsgemäßen Andruckmechanismus. Zur Trennmittelauftragsvorrichtung gehören der Trennmittelbehälter 13 mit dem Trennmittel 14 sowie der Filzdocht 12 mit der Zugfeder 37, wobei die Übertragung des Trennmittels 14 vom Filzdocht 12 auf die Stahlwalze 11, von dort auf die aus Hartpapierrohr 9 und Filz 10 bestehende Filzwalze 8 und anschließend auf die Fixierwalze 1 erfolgt. Die Filzwalze 8 ist mit ihrer Achse in nicht dargestellten Blechteilen so geführt, daß sie federnd an der Fixierwalze 1 anliegt, wenn die Andruckwalze 5 angedrückt ist. Die Fixierwalze 1 besteht aus einem Metallrohr 35, auf das eine dünne Antihaft-Beschichtung 3 aufgebracht ist. Mit Hilfe der Isolierungen 42 an den Enden 47 der Fixierwalze 1 und der Wälzlager 43 ist das Metallrohr 35 im Rahmen der Baugruppe befestigt. Zur Erwärmung ist in der Mitte der Fixierwalze 1 ein Infrarot-Halogenstrahler 2 angeordnet und die Innenfläche 46 der Fixierwalze 1 aufgerauht und geschwärzt. Des weiteren ist die Fixierwalze 1 mit einem Reflektor 44 versehen, der eine Wärmeisolation 45 aufweist sowie an der Innenfläche 48 und der Außenfläche 49 wärmereflektierend ist. Zur Temperaturkonstanthaltung ist im Kontakt mit der Antihaftbeschichtung 3 der Fixierwalze 1 ein Temperaturfühler 4 angebracht.In Fig. 1, the heat-pressure fixing device is shown in its entirety and is composed of the fixing roller 1 with a release agent application device and the pressure roller 5 with the pressure mechanism according to the invention. To the release agent application device include the release agent container 13 with the release agent 14 and the felt wick 12 with the tension spring 37, wherein the transfer of the release agent 14 from the felt wick 12 on the steel roller 11, from there to the consisting of hard paper tube 9 and felt felt felt 8 and then on the Fixing roller 1 takes place. The felt roller 8 is guided with its axis in sheet metal parts not shown so that it rests resiliently on the fixing roller 1 when the pressure roller 5 is pressed. The fixing roller 1 consists of a metal tube 35, on which a thin non-stick coating 3 is applied. With the help of the insulation 42 at the ends 47 of the fixing roller 1 and the rolling bearing 43, the metal tube 35 is attached as part of the assembly. For heating, an infrared halogen lamp 2 is arranged in the center of the fixing roller 1 and the inner surface 46 of the fixing roller 1 is roughened and blackened. Furthermore, the fixing roller 1 is provided with a reflector 44, which has a heat insulation 45 and on the inner surface 48 and the outer surface 49 is heat-reflecting. For temperature maintenance, a temperature sensor 4 is attached in contact with the non-stick coating 3 of the fixing roller 1.

Bei der Wärme-Druck-Fixierung wird der Kopieträger 34 zwischen der Fixierwalze 1 und der Andruckwalze 5 hindurchgeführt. Die Andruckwalze 5 besteht dabei aus einem Rohr 6 mit aufvulkanisiertem Silikonelastomer 7 mit einer Schichtdicke von ca. 6mm. Das Rohr 6 ist auf einer Achse 36 drehbar gelagert. Die Enden der Achse 36 sind in die Aussparung 41 der Andruckhebel 26 und 27 eingesetzt. Die Kombination der antihaftbeschichteten Fixierwalze 1 mit der elastischen Andruckwalze 5 gestattet die Verwendung von unterschiedlichen Kopieträgern 34, z. B. Papier mit Flächengewicht ab 60g/m², Offsetfolien, Overheadfolien, Transparentpapier und andere.In the heat-pressure fixing, the copy carrier 34 is passed between the fixing roller 1 and the pressure roller 5. The pressure roller 5 consists of a tube 6 with vulcanized silicone elastomer 7 with a layer thickness of about 6mm. The tube 6 is rotatably mounted on an axle 36. The ends of the axle 36 are inserted into the recess 41 of the pressure levers 26 and 27. The combination of the non-stick fixing roller 1 with the elastic pressure roller 5 allows the use of different copy media 34, z. B. paper with basis weight from 60g / m ² , offset films, overhead transparencies, tracing paper and others.

Im Andruckmechanismus zieht der Magnet 15 (Fig.3) an, und die Kurvenbahn 17 der Sperre 16 wird unter der Rolle 20 (Fig. 2) der Sperrklinke 19 weggeschwenkt. Die Sperrklinke 19 wird durch die Zugfeder 21 eingerückt und mit der Sperrkante 39 vom Mitnehmer 22 erfaßt. Die Schaltachse 23 wird in Drehung versetzt. Die Kurvenscheiben 24 und 25 heben die Andruckhebel 26,27 an und die Andruckwalze 5 wird gegen die Fixierwalze 1 gepreßt. Die Zugfeder 28 der Andruckhebel 26,27 zwischen Verlängerung 29 und Hebel 30 sorgt für einen definierten Andruck. Die Nase 18 der Sperre 16 rückt über den Vorsprung 38 die Sperrklinke 19 aus, und die Schaltachse 23 wird von der umlaufenden Zugfeder 31 über den Hebel 32 in dieser Stellung gehalten, bis der Magnet 15 stromlos wird. Bei stromlosem Magneten 15 wird die Sperre 16 von der Zugfeder 33 zurückgezogen. Die Zugfeder 31 dreht die Schaltachse 23 weiter, bis Zugfeder 31 und Hebel 32 eine Linie bilden. Beim Zurückziehen der Sperre ist deren Kurvenbahn 17 in den Bereich der Rolle 20 der Sperrklinke 19 geschwenkt worden. Die Rolle 20 läuft auf die Kurvenbahn 17 auf, und die Sperrklinke 19 wird in ausgeklinkter Stellung gehalten. Die Andruckhebel 26,27 haben mit den Rollen 40 auf den Kurvenscheiben 24,25 die tiefste Stellung erreicht, und die Andruckwalze 5 ist von der Fixierwalze 1 abgeschwenkt.In the pressing mechanism, the magnet 15 (FIG. 3) attracts, and the cam track 17 of the lock 16 is pivoted away under the roller 20 (FIG. 2) of the pawl 19. The pawl 19 is engaged by the tension spring 21 and detected by the catch 22 with the locking edge 39. The switching axis 23 is rotated. The cams 24 and 25 lift the pressure levers 26,27 and the pressure roller 5 is pressed against the fixing roller 1. The tension spring 28 of the pressure lever 26,27 between extension 29 and lever 30 provides a defined pressure. The nose 18 of the lock 16 advances over the projection 38, the pawl 19, and the switching axis 23 is held by the rotating tension spring 31 via the lever 32 in this position until the magnet 15 is de-energized. When de-energized magnet 15, the lock 16 is withdrawn from the tension spring 33. The tension spring 31 continues to rotate the indexing shaft 23 until tension spring 31 and lever 32 form a line. When retracting the lock whose cam track 17 has been pivoted in the region of the roller 20 of the pawl 19. The roller 20 runs on the cam track 17, and the pawl 19 is held in the unlatched position. The pressure levers 26, 27 have reached the lowest position with the rollers 40 on the cams 24, 25, and the pressure roller 5 is pivoted away from the fixing roller 1.

Claims

-1- 349 33 claim for invention:

1. heat-pressure fixing device for fixing Tonecbildem on a copy carrier in an electrophotographic copying machine, consisting of a provided with an elastic layer pressure roller, which is pivoted by means of locking mechanism, cam mechanism and pressure lever, characterized in that the locking ( 16; 19) is connected to the cams (24; 25) by a switching axis (23) and that the switching axis (23) via a lever (32) and

a circumferential tension spring (31) with the pressure levers (26, 27) is in communication.

For this

2 pages drawings