DE102011000814A1

DE102011000814A1 - Heizeinheit für einen Aufzeichnungsträger bei einem elektrografischen Druckgerät

Info

Publication number: DE102011000814A1
Application number: DE201110000814
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Peter (FH) Rumpel; Dipl.-Ing. Thomas (FH) Schwarz-Kock
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-08-23

Abstract

Zur Erwärmung eines Aufzeichnungsträgers (9) ist benachbart dem Aufzeichnungsträger (9) eine Heizeinheit (HE) mit mindestens einem als Hohlkörper ausgeführtes Heizelement (1) vorgesehen, das ein Zuführrohr (3) für die Zufuhr eines beheizten unter Druck stehenden Gases und ein Abführrohr (4) zum Abführen feuchter Luft aufweist. Das Heizelement (1) weist dem Aufzeichnungsträger (9) zugewandt einen mikroporös ausgeführten Bereich (5) auf, der derart ausgeführt ist, dass das beheizte Gas durch die Poren dieses Bereiches hindurch blasbar ist, um auf den Aufzeichnungsträger (9) ein Gaspolster zu bilden und um diesen zu beheizen.

Description

Elektrografische Druck- oder Kopiergeräte sind bekannt, siehe z. B. WO 98/39691 A1 ( US 6,246,856 B1 ) oder WO 2005/013013 A2 ( US 2006/0150836 A1 ). Bei einem solchen Druck- oder Kopiergerät werden auf einem Ladungsbildträger, z. B. einem Fotoleiterband oder einer Fotoleitertrommel, durch einen Zeichengenerator Ladungsbilder der zu druckenden Bilder erzeugt. Anschließend wird der Ladungsbildträger an Entwicklerstationen, jeweils eine pro Farbe, vorbeibewegt. Diese transportieren z. B. aus Toner und Träger bestehenden Entwickler zum Ladungsbildträger. Entsprechend den Ladungsbildern auf dem Ladungsbildträger geht der Toner auf den Ladungsbildträger über und färbt diese zu Tonerbildern ein. Die Tonerbilder werden im nächsten Schritt auf einen Aufzeichnungsträger umgedruckt und auf diesem fixiert.
Zur Fixierung der Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsträger kann eine Thermofixierung verwendet werden. Dazu werden z. B. Fixierwalzen, von denen zumindest eine beheizt ist, eingesetzt oder es werden Infrarotstrahler als Wärmequelle herangezogen. Z. B. beschreibt DE 298 18 591 U1 eine Fixiereinrichtung, die einen Strahler zum Bestrahlen des Tonerbildes vorsieht. Der Strahler weist mehrere nebeneinander angeordnete Strahlungselemente auf, die einzeln oder jeweils zu Einheiten zusammengefasst zum Erzeugen von Wärmestrahlen angesteuert werden können. Oder aus DE 24 29 020 A1 ist eine Kontakt-Fixiereinrichtung bekannt, die eine Walze aufweist, in der ein Infrarotstrahler angeordnet sein kann. Ebenso kann eine elektrische Heizfolie auf der Innenseite des zylindrischen Rohres der Walze angeordnet werden.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Heizeinheit für einen Aufzeichnungsträger bei einem elektrografischen Druckgerät anzugeben, bei der die Einbringung der Wärmeenergie auf den Aufzeichnungsträger effizienter ist im Vergleich zu den oben beschriebenen Methoden.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Zur Beheizung des Aufzeichnungsträgers wird eine Heizeinheit mit mindestens einem Heizelement eingesetzt, das einen Hohlkörper, z. B. eine Kammer mit eckigem oder kreisförmigen Querschnitt, vorsieht, die auf der dem Aufzeichnungsträger zugewandten Seite einen mikroporös ausgeführten Bereich aufweist, durch den ein unter Druck stehendes Gas, z. B. Druckluft, geblasen werden kann (in der folgenden Erläuterung wird als Beispiel eines Gases Luft herangezogen, ohne dass die Erfindung auf Luft beschränkt werden soll). Dieser Bereich kann z. B. als mikroporöse Platte ausgeführt werden, wenn der Hohlkörper als Kammer mit eckigem Querschnitt realisiert ist. Die Druckluft wird je nach Einsatzfall aufgeheizt bevor sie durch den mikroporösen Bereich geblasen wird. Zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem mikroporösen Bereich bildet sich ein beheiztes Luftkissen, auf dem der Aufzeichnungsträger gleiten kann, wobei der Aufzeichnungsträger von der beheizten Luft umströmt wird und auf die gewünschte Zieltemperatur erwärmt wird.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteilhaft ist, wenn die Heizeinheit auf beiden Seiten des Aufzeichnungsträgers ein derartiges Heizelement aufweist, dann kann der Aufzeichnungsträger zudem als Leitelement für den Aufzeichnungsträger eingesetzt werden, wobei eine schnelle Aufheizung des Aufzeichnungsträgers auf die Zieltemperatur möglich ist.
Die Heizeinheit kann z. B. als Vorwärmzone für den Aufzeichnungsträger eingesetzt werden, z. B. vor einer Umdruckstelle angeordnet werden, an der Tonerbilder auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt werden. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Heizeinheit im Bereich der Vorerwärmung des Aufzeichnungsträgers ist sehr effizient, weil der Aufzeichnungsträger direkt von heißer Luft umströmt ist.
Die Heizeinheit kann auch zur Fixierung von Tonerbildern auf dem Aufzeichnungsträger verwendet werden, wobei die beheizte Luft direkt und unter Druck auf den Aufzeichnungsträger mit den Tonerbildern einwirken kann. Hier wird ein verstärkter Trocknungseffekt erreicht, da die heiße Luft nicht nur mit Druck direkt auf die Tonerbilder einwirkt, sondern der Aufzeichnungsträger auch von beiden Seiten von beheizter Luft umströmt werden kann. Der Luftdurchsatz ist dabei wegen der mikroporösen Bereichen der Heizelemente extrem gering. Damit ist auch der Energieverbrauch der erforderlichen Luftaufbereitung deutlich geringer als dies bei den bekannten Fixierverfahren der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass im Fehlerfall die heiße Luft schnell ausgetauscht werden kann, wodurch eine hohen Absicherung gegen eine mögliche Entzündung des Aufzeichnungsträgers oder gegen einen zu braunen Aufzeichnungsträger erreicht wird. Generell kann die erforderliche Temperatur durch die hohe Effizienz niedrig (max. 160°C) gehalten werden.
An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:
1 ein perspektivische Ansicht einer Heizeinheit;
2 einen Ausschnitt eines elektrografischen Druckgeräts, bei dem Heizeinheiten nach 1 zum Vorwärmen des Aufzeichnungsträgers und zur Fixierung von Tonerbildern auf dem Aufzeichnungsträger verwendet werden.
Aus 1 ist der Aufbau einer Heizeinheit HE nach der Erfindung zu entnehmen. Die Heizeinheit HE weist zumindest ein Heizelement 1 auf, das einen Hohlkörper, in 1 eine Kammer 2 mit eckigem Querschnitt, vorsieht, der beheizte Luft unter Druck über ein Zuführrohr 3 zugeführt werden kann und aus der heißer Wasserdampf über ein Abführrohr 4 abgesaugt werden kann. Die Kammer 2 weist einen mikroporösen Bereich 5 auf, dessen Poren derart gestaltet sind, dass die beheizte Luft durch die Poren hindurch gedrückt werden kann, so dass diese z. B. auf einen Aufzeichnungsträger auftreffen und diesen beheizen kann. In 1 ist der mikroporöse Bereich als Platte 5 ausgeführt, dieser kann jedoch auch eine andere Form aufweisen, d. h. der Hohlkörper und damit dessen mikroporöser Bereich kann an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Ebenso kann die Temperatur der beheizten Luft und der Druck, unter dem die Luft der Kammer 2 zugeführt wird, leicht an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. In 1 ist die Kammer 2 geöffnet dargestellt, die mikroporöse Platte 5 ist von der Kammer 2 abgenommen. Zur Vervollsändigung der Kammer 2 wird die Platte 5 auf das Kammerteil 2.1 aufgelegt und mit diesem versiegelt. Die Druckluft kann über ein Rohr 3.1 einem Drucklufterhitzer 6 zugeführt werden, der die Druckluft auf die gewünschte Temperatur erwärmt und dann die erwärmte Luft über das Zuführrohr 3 der Kammer 2 zuleitet.
Die 2 zeigt einen Teil eines Druckgeräts DS, bei dem die Heizeinheit HE nach 1 eingesetzt werden kann. Von den Komponenten eines Druckgeräts DS sind nur die für die Erläuterung der Erfindung erforderlichen Komponenten dargestellt. Der Aufbau und die Funktion eines Druckgeräts DS sind bekannt und können z. B. WO 2005/013013 A2 oder WO 98/39691 A1 entnommen werden, darauf wird verwiesen. Entlang einem rotierenden Ladungsträger 7, in 1 einer Fotoleitertrommel 7, ist neben den nicht dargestellten Komponenten Regenerationsbelichtung, Aufladestation, Zeichengenerator, Entwicklerstation, eine Transfereinheit 8 zum Umdruck der zu Tonerbildern entwickelten Ladungsbilder auf einen Aufzeichnungsträger 9, eine Einheit 10 zur Vorerwärmung des Aufzeichnungsträgers 9 und eine Fixierstation 11 dargestellt. Die Transfereinheit 8 weist auf bekannte Weise eine Transferwalze 8.1 und eine Andruckwalze 8.2 auf. Die Transferwalze 8.1 übernimmt die Tonerbilder 12 von der Fotoleitertrommel 7 und transportiert diese zum Aufzeichnungsträger 9. An der Umdruckstelle 13 zwischen der Transferwalze 8.1 und der Andruckwalze 8.2 werden die Tonerbilder auf bekannte Weise auf den Aufzeichnungsträger 9 umgedruckt.
Um den Umdruck der Tonerbilder auf den Aufzeichnungsträger 9 zu fördern bzw. um die Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsträger 9 zu fixieren wird Wärme eingesetzt.
In einem ersten Anwendungsfall der Erfindung kann, um den Umdruck der Tonerbilder 12 zu fördern, vor der Umdruckstelle 13 in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 9 gesehen die Einheit 10 zur Vorerwärmung des Aufzeichnungsträgers 9 vorgesehen werden, dazu wird eine Heizeinheit HE1 am Aufzeichnungsträger 9 angeordnet. Die Heizeinheit HE1 weist zwei Heizelemente 1.1 und 1.2 auf, zwischen denen der Aufzeichnungsträger 9 hindurchgeführt ist. Dabei sind die mikroporösen Platten 5 der Kammer 2 dem Aufzeichnungsträger 9 zugewandt. Der Aufzeichnungsträger 9 läuft entlang dieser mikroporösen Platten 5 und wird dann beidseitig mit heißer Druckluft beaufschlagt. Dadurch kann der Aufzeichnungsträger 9 auf eine für den Umdruck günstige Temperatur vorgewärmt werden. Der in den Kammern 2 entstehende Dampf (Feuchtigkeit des Aufzeichnungsträgers wird teilweise verdampft) kann über die jeweiligen Abführrohre 4 abgesaugt werden.
In einem zweiten Anwendungsfall der Erfindung kann hinter der Undruckstelle 13 in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 9 gesehen eine Fixierstation 11 angeordnet werden, die eine Heizeinheit HE2 vorsieht, die zwei Heizelemente 1.3 und 1.4 aufweist. Jedes Heizelement 1 weist eine zum Aufzeichnungsträger 9 ausgerichtete mikroporöse Platte 5 auf, zwischen denen der Aufzeichnungsträger 9 hindurchgeführt ist. Hier wirkt die heiße Druckluft über das Heizelement 1.3 direkt auf die auf den Aufzeichnungsträger 9 umgedruckten Tonerbilder von oben ein, die Rückseite des Aufzeichnungsträgers 9 wird dagegen durch das Heizelement 1.4 nur angewärmt, um den Fixiervorgang zu unterstützen.
Bei beiden Anwendungsfällen bildet sich zwischen Aufzeichnungsträger 9 und mikroporöser Platte 5 ein Luftpolster, auf dem der Aufzeichnungsträger 9 geführt werden kann. Die mikroporöse Platte 5 verteilt somit die Luft auf den Aufzeichnungsträger 9 und sorgt dafür, dass der Aufzeichnungsträger 9 ohne zusätzliche Führungsmittel korrekt durch die Vorwärmzone 10 und die Fixierstation 11 transportiert wird. Die Porengrößen der mikroporösen Platten 5 können z. B. kleiner 500 μm gewählt werden. Die beheizte Luft kann kleiner 160°C eingestellt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen sind bei den Heizelementen 1 Kammern 2 mit eckigem Querschnitt verwendet worden, die als mikroporösen Bereiche Platten 5 aufweisen. Je nach Anwendungsfall können bei den Heizelementen rohrförmige Kammern eingesetzt werden oder Kammern anderer Form, die zumindest teilweise mikroporöse Bereiche aufweisen, durch die die beheizte Luft zum Aufzeichnungsträger transportiert werden kann.
Bezugszeichenliste

DS: Druckgerät
HE: Heizeinheit
HE1: Heizeinheit
HE2: Heizeinheit
1: Heizelement
2: Kammer
3: Zuführrohr
4: Abführrohr
5: Mikroporöse Platte
6: Drucklufterhitzer
7: Fotoleitertrommel
8: Transfereinheit
9: Aufzeichnungsträger
10: Vorwärmeinheit
11: Fixierstation
12: Tonerbild
13: Umdruckstelle
1.1: Heizelement
1.2: Heizelement
1.3: Heizelement
1.4: Heizelement
2.1: Kammerteil
3.1: Rohr
8.1: Transferwalze
8.2: Andruckwalze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 98/39691 A1 [0001, 0015]
US 6246856 B1 [0001]
WO 2005/013013 A2 [0001, 0015]
US 2006/0150836 A1 [0001]
DE 29818591 U1 [0002]
DE 2429020 A1 [0002]

Claims

Heizeinheit für einen Aufzeichnungsträger bei einem elektrografischen Druckgerät, bei der benachbart dem Aufzeichnungsträger (9) mindestens ein als Hohlkörper ausgeführtes Heizelement (1) vorgesehen ist, das ein Zuführrohr (3) für die Zufuhr eines beheizten unter Druck stehenden Gases und ein Abführrohr (4), um Gas abzuführen, das Feuchtigkeit aufgenommen hat, aufweist, bei der das Heizelement (1) zugewandt zu einer Seite des Aufzeichnungsträgers (9) einen mikroporös ausgeführten Bereich (5) vorsieht, der derartige Poren aufweist, dass das beheizte Gas durch die Poren des mikroporösen Bereiches (5) hindurch blasbar ist, um auf dem Aufzeichnungsträger (9) ein Gaspolster zu bilden und um diesen zu erwärmen.
Heizeinheit nach Anspruch 1, bei der das Heizelement (1) zudem als Führungselement für den Aufzeichnungsträger (9) vorgesehen ist.
Heizeinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der das beheizte Gas Luft ist.
Heizeinheit nach Anspruch 3, bei der das Heizelement (1) eine Kammer (2) mit dem Zuführrohr (3) für beheizte Luft und dem Abführrohr (4), um Luft abzuführen, die Feuchtigkeit aufgenommen hat, vorsieht, wobei der dem Aufzeichnungsträger (9) zugewandte mikroporöse Bereich durch eine mikroporöse Platte (5) realisiert ist.
Elektrografisches Druckgerät, bei dem auf einem Ladungsbildträger (7) Ladungsbilder von zu druckenden Bildern erzeugt werden, die mit einer Entwicklerstation zu Tonerbildern (12) entwickelt werden, die durch eine Transfereinheit (8) vom Ladungsbildträger (7) zu einer Umdruckstelle (13) transportiert werden, um an der Umdruckstelle (13) auf den Aufzeichnungsträger (9) umgedruckt zu werden, bei dem vor der Umdruckstelle (13) in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (9) gesehen eine Heizeinheit (HE1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 angeordnet ist, die mindestens auf einer Seite des Aufzeichnungsträgers (9) ein Heizelement (1.1) vorsieht, um den Aufzeichnungsträger (9) vor der Umdruckstelle (13) auf eine für den Umdruck der Tonerbilder (12) auf den Aufzeichnungsträger (9) vorgesehene Temperatur vorzuwärmen.
Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 5, bei dem die Heizeinheit (HE1) auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers (9) ebenfalls ein Heizelement (1.2) vorsieht.
Elektrografisches Druckgerät bei dem auf einem Ladungsbildträger (7) Ladungsbilder von zu druckenden Bildern erzeugt werden, die mit einer Entwicklerstation zu Tonerbildern entwickelt werden und durch eine Transfereinheit (8) vom Ladungsbildträger (7) zu einer Umdruckstelle (13) transportiert werden, um an der Umdruckstelle (13) auf den Aufzeichnungsträger (9) umgedruckt zu werden, bei dem nach der Umdruckstelle (13) in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (9) gesehen eine Heizeinheit (HE2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 angeordnet ist, die ein Heizelement (1.3) auf der mit Tonerbildern bedruckten Seite des Aufzeichnungsträgers (9) vorsieht, das die Tonerbilder auf Fixiertemperatur erwärmt.
Elektrografisches Druckgerät nach Anspruch 7, bei dem die Heizeinheit (HE2) auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers (9) ebenfalls ein Heizelement (1.4) vorsieht.