DE102011003202A1

DE102011003202A1 - Vorrichtung mit einer vibrierenden Abstreifeinrichtung zum Abstreifen von Druckmedien von einem Riemen und Verfahren zum Abstreifen von Druckmedien von Riemen

Info

Publication number: DE102011003202A1
Application number: DE102011003202A
Authority: DE
Inventors: Brian J. McNamee; David B. Montfort; Brendan H. Williamson
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-12-15
Also published as: JP5727803B2; US20110188903A1; JP2011158904A; US8073372B2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Aufdrucken auf Medien und Verfahren zum Abstreifen von Druckmedien von Riemen sind hierin offenbart. Eine anschauliche Vorrichtung, die zum Bedrucken von Medien geeignet ist, umfasst ein erstes Element mit einer ersten Oberfläche, ein zweites Element, einen Fixierriemen, der auf dem zweiten Element aufliegt und eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche aufweist, wobei die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche einen Walzenspalt bilden, an dem die Medien empfangen werden. Die Vorrichtung umfasst ferner eine vibrierende Abstreifeinrichtung, die zwischen dem zweiten Element und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist. Die vibrierende Abstreifeinrichtung umfasst ein Abstreifelement mit einer Abstreifoberfläche und einen Antriebsmechanismus. Der Antriebsmechanismus erzeugt eine Vibration der Abstreifoberflächen und des Fixierriemens, wobei die Vibration des Fixierriemens hilft, eine Trennung der Medien, die den Walzenspalt durchlaufen haben, von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der Abstreifoberfläche und des Abstreifelements zu erreichen.

Description

Einige Druckvorrichtungen besitzen einen Riemen und eine Walze, die einen Walzenspalt bilden. In derartigen Vorrichtungen werden Medien dem Walzenspalt zugeführt und mit dem Riemen in Kontakt gebracht, um die Markierungssubstanz bzw. Drucksubstanz auf den Medien zu fixieren. Die Medien werden von dem Riemen getrennt, nachdem diese den Walzenspalt durchlaufen haben.
Es ist wünschenswert, Vorrichtungen bereitzustellen, die für das Bedrucken von Medien geeignet sind, und zugehörige Verfahren bereitzustellen, die anwendbar sind, um unterschiedliche Arten von Medien von Riemen effektiver abzulösen.
Es sind hierin Vorrichtungen offenbart, die für die Verwendung zum Bedrucken von Medien und Verfahren zum Abstreifen von Druckmedien von Riemen geeignet sind. Eine anschauliche Ausführungsform der Vorrichtung, die für das Drucken auf Medien geeignet ist, umfasst ein erstes Element mit einer ersten Oberfläche, ein zweites Element, einen Fixierriemen, der auf dem zweiten Element aufliegt, wobei der Fixierriemen eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche aufweist, wobei die erste Oberfläche und die äußere Oberfläche einen Walzenspalt bilden, an dem die Medien empfangen werden; die Vorrichtung umfasst ferner eine vibrierende oder schwingende Abstreifeinrichtung, die zwischen dem zweiten Element und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist. Die vibrierende Abstreifeinrichtung umfasst ein Abstreifelement mit einer abstreifenden Oberfläche und einen Antriebsmechanismus. Der Antriebsmechanismus erzeugt eine Vibration oder Schwingung der abstreifenden Oberfläche und des Fixierriemens, und die Schwingung bzw. Vibration des Fixierriemens unterstützt die Trennung von Medien, die den Walzenspalt durchlaufen, von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der abstreifenden Oberfläche des Abstreifelements.
In einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Verwendung von Bedrucken von Medien bereitgestellt, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine erste Walze mit einer ersten Oberfläche;
eine zweite Walze mit einer zweiten Oberfläche;
einen erwärmten Fixierriemen mit einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche;
einem ersten Walzenspalt, der durch Kontakt der inneren Oberfläche des Fixierriemens und der zweiten Oberfläche und durch Kontakt der äußeren Oberfläche des Fixierriemens und der ersten Oberfläche gebildet ist, wobei der erste Walzenspalt ein erstes Einlassende und ein erstes Auslassende aufweist, an dem sich der Fixierriemen von der zweiten Oberfläche trennt;
einem zweiten Walzenspalt, der durch Kontakt der äußeren Oberfläche des Fixierriemens und der ersten Oberfläche erzeugt ist, wobei der zweite Walzenspalt sich von dem ersten Auslassende zu einem zweiten Auslassende erstreckt, an welchem sich der Fixierriemen von der ersten Oberfläche trennt; und
eine vibrierende Abstreifeinrichtung, die zwischen der zweiten Oberfläche und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist und ein Abstreifelement mit einer Abstreifoberfläche und einem Antriebsmechanismus aufweist, wobei der Antriebsmechanismus eine Vibration der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens hervorruft und wobei die Vibration des Fixierriemens hilft, eine Ablösung von durch den ersten Walzenspalt und den zweiten Walzenspalt laufenden Medien von der ersten Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der Abstreifoberfläche des Abstreifelements hervorzurufen.
In einer werteren Ausführungsform umfasst der Antriebsmechanismus mindestes ein piezoelektrisches Element in Kontakt mit dem Abstreifelement und mindestens eine Ansteuerschaltung, die mit dem mindestens einen piezoelektrischen Element zum Zuführen von elektrischen Strom zu dem mindestens einen elektrischen Element in Verbindung steht, wobei, wenn die mindestens eine Ansteuerschaltung Strom in mindestens einem piezoelektrischen Element zuleitet, das mindestens eine piezoelektrische Element die Schwingung der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Ansteuerschaltung geeignet, eine Vibration der Abstreifoberfläche mit einer Frequenz von ungefähr 5 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz hervorzurufen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die vibrierende Abstreifeinrichtung ein Halteelement, das starr an einem Teil der Vorrichtung angebracht ist, wobei mehrere der piezoelektrischen Elemente zwischen dem Halteelement und dem Abstreifelement angeordnet und an diesen angebracht sind und wobei die mindestens eine Ansteuerschaltung eine elektrische Leistungsansteuerschaltung umfasst, die die vibrierende Abstreifeinrichtung veranlasst, mit einer Resonanzfrequenz zu schwingen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die vibrierende Abstreifeinrichtung: mehrere erste piezoelektrische Elemente, die in einer Reihe entlang einer ersten Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung angeordnet sind;
mehrere zweite piezoelektrische Elemente, die in einer zweiten Reihe entlang der Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung angeordnet sind;
eine erste Ansteuerschaltung, die mit den ersten piezoelektrischen Elementen zum Einprägen eines Stromes in den ersten piezoelektrischen Elementen verbunden ist; und
eine zweite Ansteuerschaltung, die mit den zweiten piezoelektrischen Elementen zum Einprägen eines Stromes in den zweiten piezoelektrischen Elementen verbunden ist;
wobei die erste und die zweite Ansteuerschaltung geeignet ausgebildet sind, so dass (i) die ersten piezoelektrischen Elemente veranlasst werden sie in einer ersten Richtung in Richtung zu den Fixierriemen auszudehnen, während die zweiten piezoelektrischen Elemente gleichzeitig veranlasst werden, sich in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung zusammenzuziehen und (ii) das die ersten piezoelektrischen Elemente veranlasst werden, sich in der ersten Richtung zusammenzuziehen, während die zweite piezoelektrischen Elemente gleichzeitig in der zweiten Richtung ausdehnen, so dass die Schwingung der Abstreifoberfläche und der Fixierriemen erzeugt wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die vibrierende Abstreifeinrichtung ein Halteelement, das starr an einem Teil der Vorrichtung angebracht ist, wobei die ersten piezoelektrischen Elemente und die zweiten piezoelektrischen Elemente zwischen dem Halteelement und dem Abstreifelement angeordnet und an diesen angebracht sind und wobei die erste Ansteuerschaltung eine erste elektrische Leistungsansteuerschaltung und die zweite Ansteuerschaltung eine zweite elektrische Leistungsansteuerschaltung umfassen, die die vibrierende Abstreifeinrichtung zum Schwingen mit ihrer Resonanzfrequenz veranlassen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Abstreifelement einen Abstreifschuh und die Abstreifoberfläche besitzt eine Krümmung, die durch einen Radius von ungefähr 0,5 mm bis 5 mm festgelegt ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Abstreifelement einen Wellenleiter mit einer Spitze, die die Abstreifoberfläche aufweist, wobei die Abstreifoberfläche eine Krümmung besitzt, die durch einen Radius von ungefähr 0,5 mm bis 5 mm festgelegt ist.
Gemäß einem werteren Aspekt wird ein Verfahren zum Abstreifen von Medien von einer Oberfläche in einer Vorrichtung, die zum Drucken auf Medien geeignet ist, bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst die Merkmale des Anspruches 1. Ferner umfasst das Verfahren das Aktivieren des Antriebsmechanismus zum Erzeugen einer Vibration der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens, das Zuführen eines Mediums, das eine Markierungssubstanz aufweist, zu dem Walzenspalt, wobei die Markiersubstanz mit der äußeren Oberfläche des Fixierriemens in Kontakt ist, und das Abstreifen des Mediums von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens nachdem das Medium den Walzenspalt durchlaufen hat, wobei die Vibration des Fixierriemens beim Abtrennen des Mediums von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der Abstreifoberfläche des Abstreifelements unterstützt.
1 zeigt eine anschauliche Ausführungsform einer Druckvorrichtung.
2 zeigt eine anschauliche Ausführungsform einer Fixiereinrichtung mit einem Fixierriemen und einer vibrierenden Abstreifeinrichtung.
3 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines Bereichs der Fixiereinrichtung aus 2.
4 zeigt einen Teil einer anschaulichen Ausführungsform einer vibrierenden abstreifenden Abstreifeinrichtung in einer Fixiereinrichtung.
5 zeigt eine weitere anschauliche Ausführungsform einer vibrierenden Abstreifeinrichtung in einer Fixiereinrichtung.
6 zeigt ein weiteres anschauliches Ausführungsbeispiel einer Fixiereinrichtung, die einen Fixierriemen und eine vibrierende Abstreifeinrichtung enthält.
Die offenbarten Ausführungsformen umfassen Vorrichtungen, die für das Aufdrucken auf Medien geeignet sind. Eine anschauliche Ausführungsform der Vorrichtung umfasst ein erstes Element mit einer ersten Oberfläche, ein zweites Element, einen Fixierriemen, der auf dem zweiten Element aufliegt bzw. davon gehalten wird, wobei der Fixierriemen eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche besitzt, wobei die erste Oberfläche und die äußere Oberfläche einen Walzenspalt bilden, an dem Medien aufgenommen werden; die Vorrichtung umfasst ferner eine vibrierende Abstreifeinrichtung, die zwischen dem zweiten Element und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist. Die vibrierende Abstreifeinrichtung umfasst einen Abstreifelement bzw. ein abstreifendes Element mit einer Abstreifeinrichtung und ein Antriebsmechanismus. Der Antriebsmechanismus ruft eine Vibration der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens hervor, und die Vibration des Fixierriemens dient unterstützend für die Trennung von Medien, die den Walzenspalt durchlaufen haben, von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der abstreifenden Oberfläche des Abstreifelements.
Eine weitere anschauliche Ausführungsform der Vorrichtung, die für das Drucken auf Medien geeignet ist, umfasst eine erste Walze mit einer ersten Oberfläche; eine zweite Walze mit einer zweiten Oberfläche; einen erwärmten Fixierriemen mit einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche; einem ersten Walzenspalt, der durch Kontakt zwischen der inneren Oberfläche des Fixierriemens und der zweiten Oberfläche und durch Kontakt zwischen der äußeren Oberfläche des Fixierriemens und der ersten Oberfläche erzeugt ist, wobei der erste Walzenspalt ein erstes Einlassende und ein erstes Auslassende aufweist, an welchem der Fixierriemen sich von der zweiten Oberfläche trennt; einen zweiten Walzenspalt, der durch Kontakt zwischen der äußeren Oberfläche des Fixierriemens und der ersten Oberfläche gebildet ist, wobei sich der zweite Walzenspalt von dem ersten Auslassende zu einem zweiten Auslassende erstreckt, an welchem der Fixierriemen sich von der ersten Oberfläche trennt; und eine vibrierende Abstreifeinrichtung, die zwischen der zweiten Oberfläche und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist. Die vibrierende Abstreifeinrichtung umfasst ein Abstreifelement mit einer abstreifenden Oberfläche und einen Antriebsmechanismus. Der Antriebsmechanismus erzeugt eine Schwingung der abstreifenden Oberfläche und des Fixierriemens und die Schwingung des Fixierriemens unterstützt das Abtrennen von Medien, die durch den ersten Walzenspalt und den zweiten Walzenspalt gelaufen sind, von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der abstreifenden Oberfläche des Abstreifelements.
Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ferner Verfahren zum Abstreifen von Medien von Oberflächen in Vorrichtungen, die zum Drucken auf Medien geeignet sind. In einer anschaulichen Ausführungsform der Verfahren umfasst die Vorrichtung ein erstes Element mit einer ersten Oberfläche, ein zweites Element mit einer zweiten Oberfläche, einen Fixierriemen, der auf der zweiten Oberfläche aufliegt, wobei der Fixierriemen eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche aufweist, wobei die erste Oberfläche und die äußere Oberfläche einen Walzenspalt bilden, an welchem Medien aufgenommen werden, und die Vorrichtung umfasst ferner eine vibrierende Abstreifeinrichtung, die zwischen der zweiten Oberfläche und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist, wobei die vibrierende Abstreifeinrichtung ein Abstreifelement mit einer abstreifenden Oberfläche und einen Antriebsmechanismus aufweist. Das Verfahren umfasst: Aktivieren des Antriebsmechanismus zum Erzeugen einer Vibration der abstreifenden Oberfläche und des Fixierriemens; Zuführen eines Mediums, das eine Markierungssubstanz bzw. eine Drucksubstanz trägt, zu dem Walzenspalt, wobei die Markierungssubstanz die äußere Oberfläche des Fixierriemens kontaktiert; und Abstreifen des Mediums von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens nachdem das Medium den Walzenspalt durchlaufen hat, wobei die Vibration des Fixierriemens die Trennung des Mediums von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der abstreifenden Oberfläche des Abstreifelements unterstützt.
Im hierin verwendeten Sinne umfasst der Begriff „Druckvorrichtung” jegliche Vorrichtung, die eine Druckausgabefunktion für jeglichen Zweck ausführt. Derartige Vorrichtungen können beispielsweise Drucker, Kopierer, Faxgeräte, Buchdruckanlagen, Multifunktionsanlagen und dergleichen, umfassen.
In Fixiereinrichtungen, die einen Fixierriemen aufweisen, kann die Fähigkeit zum Abstreifen schwer handhabbarer Medien, etwa leichter Medien, von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens nachdem die Markiersubstanz bzw. Drucksubstanz auf den Medien durch Anwendung von Wärme fixiert wurde, verbessert werden, indem eine stationäre Abstreifeinrichtung in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Fixierriemens vorgesehen wird. Die Abstreifeinrichtung erzeugt eine Abstreifkraft, die das Abstreifen derartiger Medien von der äußeren Oberfläche des Riemens verbessert.
Es wurde jedoch erkannt, dass die Abstreifkraft, die durch derartige Abstreifeinrichtungen erzeugt wird, nicht ausreichend ist, um alle Medienarten in zufriedenstellender Weise von dem Fixierriemen abzustreifen. Wenn beispielsweise die untere Grenze eines Basisgewichts eines Mediums über einem gewissen Bereich liegt, ist es wünschenswert, weitere Verfahren zur Verbesserung des Abstreifstreifens anzuwenden, etwa in Form eines Druckluftmessers. Es wurde jedoch erkannt, dass die Anwendung von Druckluftabstreifeinrichtungen neue Probleme in der Vorrichtung hervorrufen kann. Beispielsweise kann die Anwendung von Druckluftabstreifvorrichtungen dazu führen, dass Bilder und dementsprechende Glanzfarben unterschiedlich abkühlen. Ferner kann die Verwendung von komprimierter Luft in derartigen Luftabstreifeinrichtungen Wärme von den Fixierriemen zu ungewünschten Stellen in den Druckvorrichtungen führen, etwa zu Transporteinrichtungen und Abschirmflächen, wodurch andere Arten von Bildqualitätsdefekten auftreten können. Es ist daher wünschenswert, Fixiereinrichtungen mit Fixierriemen bereitzustellen, die in effizienter Weise unterschiedliche Medienarten einschließlich solche mit geringem Gewicht von den Fixierriemen ohne Anwendung eines Luftdruckmessers abstreifen können.
Im Hinblick auf diese und andere Kriterien werden Vorrichtungen bereitgestellt, die für das Drucken auf Medien geeignet sind, und es werden Verfahren zum Abstreifen von Medien von Oberflächenbereichen bereitgestellt. Ausführungsformen der Vorrichtungen enthalten einen erwärmten Fixierriemen. In Ausführungsformen bilden der Fixierriemen und ein gegenüberliegendes Element einen Walzenspalt. Medien, auf die eine Drucksubstanz oder eine Markierungssubstanz vor der Fixiereinrichtung aufgebracht wurde, werden an dem Walzenspalt aufgenommen. An dem Walzenspalt werden Warme und Druck durch den Fixierriemen und durch andere Elemente angewendet, um die Markiersubstanz auf den Medien zu fixieren. Nach dem Durchlaufen des Walzenspalts werden die Medien abgestreift (mechanisch getrennt) von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens unter Anwendung einer vibrierenden Abstreifeinrichtung, die relativ hoch frequente Schwingungen bzw. Vibrationen in dem Fixierriemen hervorruft. Diese Vibration verbessert das Trennen der Medien/der Markiersubstanz von dem Fixierriemen, wodurch das Verhalten beim Abstreifen verbessert wird. Ausführungsformen der Fixiereinrichtungen enthalten kein Luftmesser zum Abstreifen von Medien.
1 zeigt eine anschauliche Druckvorrichtung 100, wie sie auch in der US-Patentoffenlegungsschrift 2008/0037069 offenbart ist. Die Druckvorrichtung 100 kann verwendet werden, um Druckprodukte mit unterschiedlichen Medienarten mit unterschiedlicher Größe und Gewichten zu erzeugen. Die Druckvorrichtung 100 enthält zwei Medienzufuhrmodule 102, die in Reihe angeordnet sind, ein Druckmodul 106 benachbart zu den Medienzufuhrmodulen 102, ein Wendemodul 114 benachbart zu dem Druckmodul 106 und zwei Stapelmodule 116, die in Reihe benachbart zu dem Wendemodul 114 angeordnet sind.
In dem Druckmodul 106 wird eine Markiersubstanz oder eine Drucksubstanz (Toner) von den Entwicklerstationen 110 zu einem aufgeladenen Photorezeptorriemen 108 übertragen, um auf dem Photorezeptorriemen Bilder zu erzeugen und um Ausdrucke herzustellen. Die Bilder werden auf eine Seite eines oder mehrerer Medien 104 übertragen, die den Papierweg durchlaufen. Die Medien werden mittels einer Fixiereinrichtung 200 weiter transportiert. Das Wendemodul 114 manipuliert die Medien, die das Druckmodul 106 verlassen, indem die Medien durch die Stapelmodule 116 geleitet werden, oder indem die Medien zu dem Druckmodul 106 zurückgeführt und umgedreht werden. In den Stapelmodulen 116 werden die bedruckten Medien auf Stapelwägen 118 aufgebracht, so dass Stapel 120 entstehen.
2 zeigt eine anschauliche Ausführungsform einer Fixiereinrichtung 200. Die Fixiereinrichtung 200 umfasst einen endlosen (zusammenhängenden) Fixierriemen 202, der auf einer Fixierbasis 208 aufliegt oder von dieser gehalten wird, und umfasst eine externe Walze 210 und interne Walzen 212, 214 und 216. Andere Ausführungsformen der Fixiereinrichtung 100 können unterschiedliche Konfigurationen besitzen, etwa eine andere Anzahl an Walzen, die den Fixierriemen 202 tragen, und eine andere Anzahl an externen Walzen, etwa Heizwalzen.
Der Fixierriemen 202 besitzt eine innere Oberfläche 204 und eine äußere Oberfläche 206. Die Fixierwalze 208, die externe Walze 210 und die interne Walzen 212, 214 besitzen äußere Oberflächen 218, 222 bzw. 224, die den Fixierriemen 202 kontaktieren. In der dargestellten Ausführungsform wird der Fixierriemen 202 aktiv aufgeheizt. Wie gezeigt, werden die Fixierwalze, die externe Fixierwalze 208, die externe Walze 210 und die internen Walzen 212, 214 intern mittels Heizelementen 226, 228, 230 bzw. 232 erwärmt. Die Heizelemente 226, 228, 230 und 232 umfassen eine oder mehrere sich axial erstreckende Lampen. Die Heizelemente 226, 228, 230 und 232 werden durch eine Stromversorgung 234, die mit einer Steuerung 236 zur Steuerung der Erwärmung des Fixierrahmens 202 verbunden ist, gespeist.
Die Fixiereinrichtung 200 umfasst ferner eine externe Druckwalze 240 mit einer äußeren Oberfläche 242. Ein Walzenspalt 244 ist durch den Fixierriemen 202 und die Druckwalze 240 gebildet. In Ausführungsformen kann die äußere Oberfläche 242 der Druckwalze 240 ein elastisch deformierbares Material, etwa Silikongummi, ein Perfluoralkoyl-(PFA)Copolymerharz, oder dergleichen aufweisen.
Ausführungsformen des Fixierriemens 202 können einen Mehrschichtaufbau enthalten, mit beispielsweise einer Basisschicht, einer Zwischenschicht auf der Basisschicht und einer äußeren Schicht auf der Zwischenschicht. In derartigen Ausführungsformen bildet die Basisschicht die innere Oberfläche 204 und die äußere Schicht bildet die äußere Oberfläche 206 des Fixierriemens 202. In einer anschaulichen Ausführungsform des Fixierriemens 202 kann die Basisschicht aus einem Polymermaterial, etwa Polyimid oder dergleichen aufgebaut sein. Die Zwischenschicht kann aus Silikon aufgebaut sein und dergleichen; und die äußere Schicht kann aus einem Polymermaterial aufgebaut sein, etwa Fluoroelastomer, das unter dem Handelsnamen Viton von DuPont Performance Elastomers L.L.C. erworben werden kann, oder etwa Polytetrafluorethylen (Teflon) oder dergleichen.
In Ausführungsformen besitzt der Fixierriemen 202 eine Dicke von weniger als ungefähr 2 mm und wird als ein dünner Riemen” bezeichnet. Der Fixierriemen 202 kann typischerweise eine Breite von mindestens ungefähr 200 mm besitzen und eine Länge beträgt mindestens ungefähr 200 mm.
2 zeigt ein Medium 250, das in der Prozessrichtung A transportiert wird und an dem Walzenspalt 244 empfangen wird. Das Medium 250 enthält eine Markiersubstanz bzw. Drucksubstanz 252 (beispielsweise einen Toner) auf einer Oberfläche. Die Markiersubstanz 252 ist mit der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202 an dem Walzenspalt 244 in Kontakt. Die Fixierwalze 208 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn und die Druckwalze 240 dreht sich in Uhrzeigersinn, um das Medium 250 durch den Walzenspalt 244 in der Prozessrichtung A zu transportieren und den Fixierriemen 202 in Gegenuhrzeigersinn in Drehung zu versetzen.
Das Medium 250 kann ein Papierblatt, eine Folie oder ein Verpackungsmaterial sein, um nur ein Beispiel zu nennen. Papier wird typischerweise durch sein Gewicht in der folgenden Weise klassifiziert:
geringes Gewicht: ≤ ungefähr 75 gsm, mittleres Gewicht: ungefähr 75 gsm bis ungefähr 160 gsm und hohes Gewicht: ≥ 160 gsm.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Fixiereinrichtung 200 ferner eine vibrierende Abstreifeinrichtung 260 zur Verbesserung des Abstreifens von Medien von der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202, nachdem die Medien den Walzenspalt 244 beim Transport in der Prozessrichtung A durchlaufen haben.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil der Fixiereinrichtung 200, die in 2 gezeigt ist, darstellt. Wie gezeigt, ist die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 zwischen dem Fixierriemen 202 und der Fixierwalze 208 angeordnet. Der Walzenspalt 244 umfasst sowohl einen ersten Spalt N₁ als auch einen zweiten Spalt N₂. Der erste Walzenspalt N₁ erstreckt sich in der Prozessrichtung zwischen einem Einlassende OE₁, an welchem Medien in den ersten Walzenspalt N₁ eintreten, und zwischen einem Auslassende OE₁, an dem das Medium aus dem Walzenspalt N₁ austritt. An dem ersten Walzenspalt N₁ ist der Fixierriemen 202 mit der äußeren Oberfläche 218 der Fixierwalze 208 und der äußeren Oberfläche 242 der Druckwalze 240 in Kontakt. Der Fixierriemen 202 und die Druckwalze 240 üben ausreichend thermische Energie und Druck auf die Medien aus, die dem ersten Walzenspalt N₁ zugeführt werden, um die Markiersubstanz auf den Medien zu fixieren.
Wie in 3 gezeigt ist, trennt sich der Fixierriemen 202 von der äußeren Oberfläche 218 der Fixierwalze 208 an dem Auslassende OE₁ des ersten Walzenspalts N₁. Die äußere Oberfläche 206 des Fixierriemens 202 und die äußere Oberfläche 242 der Druckwalze 240 bilden den zweiten Walzenspalt N₂ benachbart zu dem Auslassende OE₁ des ersten Walzenspalts N₁. Der zweite Walzenspalt N₂ erstreckt sich von dem Auslassende OE₁ zu einem Auslassende OE₂. Der zweite Walzenspalt N₂ erleichtert das Abstreifen von Medien von der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202. An dem zweiten Walzenspalt N₂ übt die äußere Oberfläche 206 des Fixierriemens 202 einem geringen Druck auf die äußere Oberfläche 242 der Druckwalze 240 aus.
In Ausführungsformen kann die vibnerende Abstreifeinrichtung 260 in Kontakt mit der inneren Oberfläche 204 des Fixierriemens 202 in Funktionsrichtung hinter dem Auslassende OE₂ des zweiten Walzenspalts N₂ angeordnet werden. Wie gezeigt, enthält die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 eine Kante mit einer Abstreifoberfläche 276. An der Abstreifoberfläche 276 biegt sich der Fixierriemen 202 unter einem Abstreifwinkel α.
Die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 enthält ein Abstreifelement 262 und einen Antriebsmechanismus zur Erzeugung einer Vibration des Abstreifelements 262 mit einer gewünschten Frequenz. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Antriebsmechanismus ein oder mehrere piezoelektrische Elemente 264 (in 2 ist ein einzelnes piezoelektrisches Element 264 gezeigt). Das Abstreifelement 262 und die piezoelektrischen Elemente 264 bilden einen akustischen Wandler. Die piezoelektrischen Elemente 264 sind zwischen dem Abstreifelement 262 und einem Halteelement 266 angeordnet. In Ausführungsformen sind die piezoelektrischen Elemente 264 in Reihe entlang der Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 angeordnet.
Das Halteelement 266 kann starr an einem Bereich der Vorrichtung angebracht sein, etwa einem Untergestell, in welchem die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 vorgesehen ist. In der in 1 gezeigten Druckvorrichtung 100 kann das Halteelement 266 fest (nicht bewegbar) an einem Untergestellbereich des Druckermoduls 106 befestigt sein.
Das Abstreifelement 262 ist aus einem beliebigen geeigneten Material, etwa Metall oder Polymer, aufgebaut. Die Oberfläche des Abstreifelements 262, die der inneren Oberfläche 204 des Fixierriemens 202 zugewandt ist, kann aus einem Material aufgebaut sein, das die Reibung zwischen dem Abstreifelement 262 und der inneren Oberfläche 204 verringert. Das Abstreifelement 262 kann eine im Wesentlichen rechteckige Struktur besitzen, wie dies gezeigt ist, und kann auch als ein Abstreifschuh bezeichnet werden. Die Abstreifoberfläche 276 ist so gezeigt, dass sie mit der inneren Oberfläche 204 des Fixierriemens 202 in Kontakt ist. Die Abstreifoberfläche 276 kann eine gekrümmte Form (nach außen konvex) aufweisen, um damit den Reibungsverschleiß der inneren Oberfläche 204 zu verringern. Die Abstreifoberfläche 276 kann mit einem Radius von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 5 mm beispielsweise festgelegt sein. Ein größerer Radius der Abstreifoberfläche 276 kann die mechanische Belastung auf den Fixierriemen 202 verringern. Das Abstreifelement 262 besitzt eine ausreichende Länge ungefähr entlang der axialen Richtung der Fixierwalze 208, um den Fixierriemen 202 in der gesamten Breite zu kontaktieren. In der Fixiereinrichtung 200 kann der Fixierriemen 202 mittels eines Zugmechanismus gegen das Abstreifelement 262 vorgespannt werden.
In Ausführungsformen sind die piezoelektrschen Elemente 264 mit dem Abstreifelement 262 und dem Halteelement 266 etwa mittels einer Klebung und dergleichen verbunden. Wie gezeigt, können die piezoelektrischen Elemente 264 eine Plattenkonfiguration besitzen. Die Größe der piezoelektrschen Elemente 264 kann auf der Grundlage von Faktoren ausgewählt sein, wozu die Zusammensetzung, und die Trägheit und die Last der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 gehören, um somit eine optimale Übertragung der Abstreifenergie durch den Fixierriemen 202 bei einer Resonanzfrequenz der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 zu ermöglichen.
Die piezoelektrischen Elemente 264 können ein geeignetes Material aufweisen, das den umgekehrten piezoelektrischen Effekt zeigt; d. h. das Erzeugen von Verformung in dem Material, wenn ein elektrischer Strom in dem Material hervorgerufen wird, führt dazu, dass gewünschte Abstreifkraft auf den Fixierriemen 202 übertragen wird. Die Verformung in den piezoelektrischen Elementen 264, die durch den eingeprägten elektrischen Strom hervorgerufen wird, führt zu einer Änderung der Form und/oder des Volumens. Die Größe und die Frequenz der Form und/oder Volumenänderung in den piezoelektrischen Elementen 264 ist ausreichend, um die gewünschte Bewegung in dem Abstreifelement 262 relativ zu dem Fixierriemen 202 hervorzurufen, so dass die Haftung von Medien/Markiersubstanzen, die auf der äußeren Oberfläche 206 aufgebracht sind, ausreichend verringert wird, um das Medium/die Markiersubstanz von dem Fixierriemen 202 zu trennen.
In Ausführungsformen versorgt der Antriebsmechanismus die piezoelektrischen Elemente 264 mit Strom. Wie in 4 gezeigt ist, können, wenn Strom den piezoelektrischen Elementen 264 eingeprägt wird, diese eine Volumenänderung in umgekehrten Richtungen B in Richtung und weg von den Fixierriemen 202 erfahren. Die Richtungen B können senkrecht zu der inneren Oberfläche 204 des Fixierriemens 202 orientiert sein. Wenn die piezoelektrischen Elemente 264 sich ausdehnen, bewegt sich das Abstreifelement 262 in der Richtung A in Richtung auf den Fixierriemen 262 zu, während wenn die piezoelektrischen Elemente 264 sich zusammenziehen, das Abstreifelement 262 sich in der Richtung A weg von dem Fixierriemen 202 bewegt. Die Richtungen A können senkrecht zur inneren Oberfläche 204 des Fixierriemens 202 orientiert sein. Diese Hin- und Herbewegung ruft eine Vibration der abstreifenden Oberfläche 276 hervor, an der der Fixierriemen 202 mit dem Abstreifelement 262 in Kontakt ist und benachbart zu welcher, Medien von der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202 getrennt werden.
Die piezoelektrischen Elemente 264 können beispielsweise einen Kristall umfassen, etwa Quartz, Galliumorthophosphat (GaPO₄), Langasit (La₃Ga₅SiO₁₄) und dergleichen; ein keramisches Material, etwa Bariumtitanat (BaTiO₃), Bleititanat (PbTiO₃), Bleizirkonattitanat (Pb[Zr_xTi_1-x]O₃, 0 < x < 1) (PZT), Kaliziumniobat (KNbO₃), Lithiumniobat (LiNbO₃), Natriumwolframoxid (Na₂WO₃), Natriumkaliumniobat (NaKNb), Wismutferrit (BiFeO₃), Natriumniobat (NaNbO₃) oder dergleichen; oder ein Polymer, etwa Polyvinylidenfluorid (PVDF), oder dergleichen.
In Ausführungsformen können gewisse Elemente der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260, etwa temperaturempfindliche piezoelektrische Elemente, in der Fixiereinrichtung 200 gekühlt werden.
Die piezoelektrischen Elemente 240 der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 werden elektrisch mit einer Ansteuerung 280 des Ansteuermechanismus angesteuert. Der Treiber 280 liefert elektrischen Strom zu den piezoelektrischen Elementen 264 derart, dass die piezoelektrischen Elemente 264 veranlasst werden, ihre Form und/oder das Volumen zu verändern, um damit eine relativ hoch frequente Vibration in den Fixierelementen 202 hervorzurufen. Diese Vibration verbessert das Abtrennen von Medien/Markiersubstanzen von der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202, um somit den gesamten Abstreifvorgang zu verbessern. Wenn der Fixierriemen 202 mit dem Abstreifelement 262 gekoppelt ist, kann der Fixierriemen 202 der Bewegung der abstreifenden Oberfläche 276 folgen, die durch die hoch frequente Form- und/oder Volumenänderung der piezoelektrschen Elemente 264 hervorgerufen wird, und es wird dadurch eine starke Beschleunigung in Richtungen hervorgerufen, die im Wesentlichen senkrecht zur Prozessrichtung des Fixierriemens 202 orientiert sind. Die Hochfrequenzvibrationsschwingung, die sich an der abstreifenden Oberfläche 276 konzentriert, liefert eine ausreichende Trägheitsablöseenergie, um die Abstreiffunktion entsprechend der Kontur (beispielsweise einer Krümmung mit kleinem Wegeradius) der Abstreifoberfläche 276 zu unterstützen. Die kombinierte Trägheitsablöseenergie und die Oberflächenverformung wirken den Haftungskräften von Medien/Markiersubstanzen an der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202 entgegen, wodurch ein robuster Abstreifvorgang an der abstreifenden Oberfläche 276 stattfindet. Die Oberflächenverformung und die Trägheitsablösekraft, die an der Grenzfläche zwischen der äußeren Oberfläche 206 des Fixierriemens 202 und den Medien/Markiersubstanzen hervorgerufen werden, sind ausreichend, das mechanische Abstreifen diverser Arten von Medien zu verbessern, wozu schwieriger handhabbare Medien mit geringem Gewicht gehören.
Die Beschleunigung der abstreifenden Oberfläche 276 kann mit der Ansteuerung 280 so gesteuert werden, dass die Abstreifkraft eingestellt wird. Für eine vorgegebene Amplitude der Bewegung der abstreifenden Oberfläche 276 wird bei Erhöhung der Frequenz die Beschleunigung der abstreifenden Oberfläche 276 erhöht, wodurch wiederum die Abstreifkraft ansteigt. Eine höhere Abstreifkraft ist wünschenswert für das Abstreifen von Medien mit geringem Gewicht, während eine geringere Abstreifkraft typischerweise ausreichend ist, um schwerere Medien abzustreifen, die im Wesentlichen „selbstabstreifend” sein können.
Die Ansteuerung 280 umfasst beispielsweise eine elektrische Leistungsansteuerschaltung. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 mit dem Abstreifelement 262, den piezoelektrischen Elementen 264 und dem Halteelement 266 (wenn das Halteelement 266 starr mit den piezoelektrischen Elementen 264 verbunden ist) kann mit einer relativ hohen Frequenz mittels des Treibers 280 angesteuert werden.
Beispielsweise kann der Treiber 280 mit einer Frequenz f von ungefähr 5 KHz bis ungefähr 200 KHz, etwa ungefähr 5 KHz bis ungefähr 50 KHz, ungefähr 50 KHz bis ungefähr 100 KHz oder ungefähr 100 KHz bis ungefähr 200 KHz angesteuert werden. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 besitzt eine natürliche Resonanzfrequenz, die eine Funktion der Massen, Lastkräfte und der Geometrie aller Komponenten der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 ist. Wenn der Fixierriemen 202 mit der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 gekoppelt ist, besitzt das System mit der Abstreifeinrichtung 260 und dem Fixierriemen 202 eine natürliche Resonanzfrequenz. Die Resonanz der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 oder des Systems ändert sich bei einer Schwankung der Temperatur und/oder Belastung. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 260 oder das System kann mittels der Ansteuerung 280 so angesteuert werden, dass diese bei unterschiedlichen Temperatur- und Belastungsbedingungen mit der Resonanzfrequenz schwingen. Ausführungsformen der Ansteuerung 280 enthalten eine Phasenregelleistungsversorgung, wie dies in der Schrift von Richmond et. al. beschrieben ist, um Schwankungen der Resonanzfrequenz der vibrierenden Abstreifeinrichtung 260 oder des Systems zu erkennen und sich darauf einzustellen.
Die von dem Treiber 280 an die piezoelektrischen Elemente 264 zugeführte Spannung ist ein Synonym für die Vibrationsenergie bzw. Schwingungsenergie. Die Spannung kann auf der Grundlage der Art von Medien, die in der Fixiereinrichtung verwendet werden, eingestellt werden. Beispielsweise kann die Spannung auf der Grundlage des Substratbasisgewichts eingestellt werden, wobei eine höhere oder eine tiefere Spannung für das Abstreifen unterschiedlicher Mediengewichte bereitgestellt wird. Diese Spannungseinstellung kann beispielsweise über Softwaresteuerung in einer beliebigen geeigneten Steuerung, die mit der Ansteuerung 280 verbunden ist, bereitgestellt werden.
5 zeigt einen Teil einer Fixiereinrichtung mit einer vibrierenden Abstreifeinrichtung 560 gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 560 kann in der Fixiereinrichtung 200, wie sie in 1 gezeigt ist, verwendet werden. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 560 enthält ein Abstreifelement 562 und einen Ansteuermechanismus zum Vibrieren des Abstreifelements 562 mit einer gewünschten Frequenz. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Ansteuer- bzw. Antriebsmechanismus ein oder mehrere piezoelektrische Elemente 564 und ein oder mehrere piezoelektrische Elemente 565 (in 4 sind ein einzelnes piezoelektrisches Element 564 und ein einzelnes piezoelektrisches Element 656 gezeigt). Das Abstreifelement 562 und die piezoelektrischen Elemente 564, 565 bilden einen akustischen Wandler. Die piezoelektrischen Elemente 564, 565 sind zwischen dem Abstreifelement 562 und einem Halteelement 566 angeordnet. In Ausführungsformen sind die piezoelektrischen Elemente 564 in einer ersten Reihe und die piezoelektrischen Elemente 565 in einer zweiten Reihe entlang der Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung 560 angeordnet. Die erste und die zweite Reihe der piezoelektrischen Elemente 564 und 565 erstrecken sich parallel zueinander, wobei die piezoelektrischen Elemente 564 und 565 als Paare angeordnet sind.
Das Halteelement 566 kann starr mit einem Teil der Vorrichtung, etwa einem Untergestellt, verbunden sein, in welchem die vibrierende Abstreifeinrichtung 560 vorgesehen ist.
Das Abstreifelement 562 kann beispielsweise den gleichen Aufbau wie das Abstreifelement 262.
Die piezoelektrischen Elemente 564, 565 können den gleichen Aufbau und die gleiche Zusammensetzung besitzen. Die piezoelektrischen Elemente 564, 565 können aus den gleichen Materialien wie beispielsweise die piezoelektrischen Elemente 264 aufgebaut sein.
In der vibrierenden Abstreifeinrichtung 560 liefert der Antriebsmechanismus bzw. Ansteuermechanismus elektrischen Strom für die piezoelektrischen Elemente 564, 565. Wie in 5 gezeigt ist, können sich, wenn ein elektrischer Strom in den piezoelektrischen Elementen 564 und in den piezoelektrischen Elementen 565 hervorgerufen wird, die piezoelektrischen Elemente 564 in der Richtung D in Richtung auf den Fixierriemen 502 hin ausdehnen, während sich die piezoelektrischen Elemente 565 gleichzeitig in der umgekehrten Richtung E weg von dem Fixierriemen 502 zusammenziehen. Die Richtungen D und E können senkrecht zur inneren Oberfläche 504 des Fixierriemens 502 sein. Danach ziehen sich die piezoelektrischen Elemente 564 in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung D weg von dem Fixierriemen 502 zusammen, während die piezoelektrischen Elemente 565 gleichzeitig sich in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung E in Richtung des Fixierriemens 502 ausdehnen. Diese synchronisierte Ausdehnung und Kontraktion der piezoelektrischen Elemente 564, 565 bewirkt, dass sich das Abstreifelement 562 in die jeweils umgekehrten Richtungen C in Richtung zu und weg von den Fixierriemen 502 bewegen. Die Richtungen C können senkrecht zur inneren Oberfläche 504 des Fixierriemens 502 orientiert sein. Diese Bewegung ruft eine Vibrationsbewegung der abstreifenden Oberfläche 567 des Abstreifelements 562 hervor, an der der Fixierriemen 502 das Abstreifelement 562 kontaktiert und benachbart zu welcher die Medien von der äußeren Oberfläche 506 des Fixierriemens 502 abgetrennt werden.
In der vibrierenden Abstreifeinrichtung 560 wird Strom mittels einer Ansteuerung 580 des Antriebsmechanismus in dem piezoelektrischen Elementen 564 hervorgerufen, und es wird ein Strom in die piezoelektrischen Elemente 565 mittels einer Treiberschaltung 582 des Antriebsmechanismus eingeprägt, so dass die piezoelektrischen Elemente 564, 565 zu einer Form- und/oder Volumenänderung angeregt werden, um damit eine Hochfrequenzschwingung in dem Fixierriemen 502 hervorzurufen. Wenn der Fixierriemen 502 mit dem Abstreifelement 562 gekoppelt ist, kann der Fixierriemen 502 der Bewegung der abstreifenden Oberfläche 576 folgen, die durch die hoch frequenten Form- und/oder Volumenänderungen der piezoelektrischen Elemente 564, 565 hervorgerufen wird, und kann eine ausreichend hohe Beschleunigung im Wesentlichen senkrecht zur Prozessrichtung des Fixierriemens 502 ausführen. Die hoch frequente Vibrationsbewegung, die an der Abstreifoberfläche 576 konzentriert auftritt, wirkt der Haftungskraft von Medien/Markiersubstanzen in Bezug auf die bessere Oberfläche 506 des Fixierriemens 502 entgegen, wodurch ein robustes Abstreifen von diversen Arten von Medien an der Abstreifoberfläche 576 ermöglicht wird. Die Beschleunigung der abstreifenden Oberfläche 576 kann zum Einstellen der Abstreifkraft für unterschiedliche Gewichte der Medien eingestellt werden.
Die Treiber bzw. Ansteuerungen 580, 582 können jeweils eine elektrische Leistungsansteuerschaltung aufweisen, wie sie in der Schrift von Richmond et al. beschrieben ist. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 560 mit dem Abstreifelement 562, den piezoelektrischen Elementen 564, 565 und dem Halteelement 566 (wenn dieses in starrer Weise mit den piezoelektrischen Elementen 564, 565 verbunden ist) kann mit einer relativ hohen Frequenz durch die Ansteuerschaltungen 580, 582 angesteuert werden. Beispielsweise können die Treiber 580, 582 bei einer Frequenz F von ungefähr 5 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz, etwa 5 Kilohertz bis ungefähr 50 Kilohertz, ungefähr 50 Kilohertz bis ungefähr 100 Kilohertz, oder ungefähr 100 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz betrieben werden.
Die vibrierende Abstreifeinrichtung 560 oder das System, das ferner den Fixierriemen 502 enthält, kann mittels der Treiber bzw. Ansteuerschaltungen 580, 582 so angesteuert werden, dass es mit seiner Resonanzfrequenz unter verschiedenen Temperatur- und Leistungsbedingungen schwingt. Ausführungsformen von Treiberschaltungen 580, 582 umfassen eine Phasenregelleistungsversorgung, wie sie in der Schrift von Richmond et al. beschrieben ist, um Schwankungen in der Resonanzfrequenz der vibrierenden Abstreifeinrichtung oder des Systems 560 zu erkennen und sich darauf einzustellen.
6 zeigt einen Teil einer Fixiereinrichtung mit einer Abstreifeinrichtung 660 gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform. Wie gezeigt, erstreckt sich ein Fixierriemen 602 über eine Fixierwalze 608, die ein Heizelement 626 enthält. Die Fixiereinrichtung kann den gleichen Aufbau besitzen wie beispielsweise die in 2 gezeigte Fixiereinrichtung 200. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 660 enthält ein Halteelement 670 mit einer Oberfläche 673, die mit der inneren Oberfläche 604 des Fixierriemens 602 in Kontakt tritt. Das Halteelement 670 kann eine beliebige geeignete Gestalt besitzen. Ein oder mehrere piezoelektrische Elemente 672 (in 6 ist ein einzelnes piezoelektrisches Element 672 gezeigt) eines Antriebsmechanismus sind zwischen dem Halteelement 670 und einem Abstreifelement, das als ein Wellenleiter 674 ausgebildet ist, angeordnet. Die piezoelektrischen Elemente 672 sind in einem Antriebsmechanismus oder Ansteuermechanismus zum in Schwingung Versetzen des Wellenleiters 674 enthalten. Die piezoelektrischen Elemente 672 und der Wellenleiter 674 bilden einen hornförmigen Wandler. Der Wellenleiter 674 ist so ausgebildet, dass eine Bewegung der piezoelektrischen Elemente 672 verstärkt wird. Der Wellenleiter 674 kann eine Reihe aus Wellenleitersegmenten aufweisen, die entlang der Längsrichtung der vibrierenden Abstreifeinrichtung 660 angeordnet sind. Die piezoelektrischen Elemente 672 können ebenfalls in einer Reihe entlang der Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung 660 angeordnet sein.
Das Halteelement 670 kann starr mit einem Teil der Vorrichtung, etwa einem Untergestell verbunden sein, in welchem die vibrierende Abstreifeinrichtung 660 vorgesehen ist.
Die piezoelektrischen Elemente 672 können die gleichen Materialien wie beispielsweise die piezoelektrischen Elemente 264 enthalten.
Der Antriebsmechanismus bzw. Ansteuermechanismus der vibrierenden Abstreifeinrichtung 660 liefert elektrischen Strom zu den piezoelektrischen Elementen 672. Wenn elektrischer Strom in die piezoelektrischen Elementen 672 eingeprägt wird, dehnen sich diese in der Richtung F in Richtung des Fixierriemens 602 aus, und ziehen sich dann in der umgekehrten Richtung weg von den Fixierriemen 602 zusammen. Diese Richtungen können senkrecht zu der inneren Oberfläche 604 des Fixierriemens 602 angeordnet sein. Diese Schwingbewegung ruft eine Vibration an der Spitze des Wellenleiters 674, der eine abstreifende Oberfläche 676 enthält, hervor, an der der Fixierriemen 602 mit dem Wellenleiter 674 in Kontakt ist und benachbart zu Medien zu einer Oberfläche 606 des Fixierriemens 602 abgetrennt wird. Die Abstreifoberfläche 606 ist gekrümmt und kann eine Krümmung aufweisen, die durch einen Radius von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 5 mm festgelegt ist, um hierzu ein Beispiel zu nennen.
In der vibrierenden Abstreifeinrichtung 660 wird elektrischer Strom den piezoelektrischen Elementen 672 mittels einer Ansteuerung 680 zugeführt, um die piezoelektrischen Elemente 672 zu einer Form- und/oder Volumenänderung zu veranlassen, so dass eine Hochfrequenzvibration in den Fixierriemen 602 hervorgerufen wird. Wenn der Fixierriemen 602 mit dem Wellenleiter 674 gekoppelt ist, kann der Fixierriemen 602 der Bewegung der abstreifenden Oberfläche 676 folgen, die durch die Frequenzform- und/oder Volumenänderungen der piezoelektrischen Elemente 672 hervorgerufen werden, und der Riemen unterliegt einer ausreichend hohen Beschleunigung im Wesentlichen senkrecht zur Prozessrichtung des Fixierriemens 602. Die hoch frequente Vibrationsbewegung, die konzentriert an der abstreifenden Oberfläche 676 vorliegt, wirkt der Haftkraft von Medien/Markiersubstanzen an der äußeren Oberfläche 606 des Fixierriemens 602 entgegen, wodurch ein robustes Abstreifen von diversen Arten von Medien an der Abstreifoberfläche 676 möglich ist. Die Beschleunigung der abstreifenden Oberfläche 676 kann so gesteuert werden, dass damit die Abstreifkrqaft für Medien mit unterschiedlichen Gewicht eingestellt wird.
Die Ansteuerung 680 kann beispielsweise eine elektrische Ansteuerschaltung aufweisen, wie sie in der Schrift von Richmond et al. beschrieben ist. Die vibrierende Abstreifeinrichtung 660 mit dem Wellenleiter 674, den piezoelektrischen Elementen 672 und dem Halteelement 670 (wenn dieses starr mit den piezoelektrischen Elementen 672 verbunden ist) kann mittels einer relativ hohen Frequenz durch die Ansteuerung 680 angesteuert werden. Beispielsweise kann die Ansteuerung 680 bei einer Frequenz F von ungefähr 5 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz, etwa ungefähr 5 Kilohertz bis ungefähr 50 Kilohertz, ungefähr 50 Kilohertz bis ungefähr 100 Kilohertz oder ungefähr 100 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz betrieben werden.
Die vibrierende Abstreifeinrichtung 660 oder das System mit dem Fixierriemen 602 kann mittels der Ansteuerung 680 so angesteuert werden, dass es unter unterschiedlichen Temperatur- und Lastbedingungen mit Resonanzfrequenz schwingt. Ausführungsformen der Ansteuerung 680 enthalten eine Phasenregelschleifenleistungsversorgung, wie sie in der Schrift von Richmond et al. beschrieben ist, um Änderungen in der Resonanzfrequenz der vibrierenden Abstreifeinrichtung 660 des Systems zu erfassen und sich darauf einzustellen.
Ausführungsformen der Fixiereinrichtungen, die eine vibrierende Abstreifeinrichtung 260, 560 oder 660 aufweisen, können die folgenden Vorteile bieten. Die Fähigkeit, Abstreifenergie gleichmäßig über Medien zu verteilen; eine geringere thermische Ungleichmäßigkeit, geringere konvektive Energieverluste, ein geringerer Wärmeübertrag auf benachbarte Transporteinrichtungen, und ein geringeres unterschiedliches Abkühlen über Bilder hinweg, im Vergleich zur Verwendung mit Luftabstreifeinrichtungen zum Abstreifen von Medien; und eine geringere Reibung an der Grenzfläche zwischen Abstreifeinrichtung/Fixierriemen, wodurch eine Riemenabnutzung und die Anforderungen für das Antriebselement in Fixiereinrichtungen reduziert werden.
Ausführungsformen der Fixiereinrichtung mit einer vibrierenden Abstreifeinrichtung 260, 560 oder 660 können ebenfalls zu einem verbesserten Fixieren von Markiersubstanzen auf Medien als Folge der Energie, die den Medien/Markiersubstanzen zugeführt wird, durch die Vibrationsbewegung führen.
Ausführungsformen der vibrierenden Abstreifeinrichtungen können Antriebsmechanismen oder Ansteuermechanismen aufweisen, die keine piezoelektrischen Elemente und zugehörige Ansteuerschaltungen enthalten, die aber die gewünschte Vibration für ein Abstreifelement bereitstellen, das einen Fixierriemen kontaktiert mit beispielsweise einer Schwingungsfrequenz von ungefähr 5 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz. Beispielsweise kann in anderen Ausführungsformen der vibrierenden Abstreifeinrichtungen Vibration bzw. Schwingung der Abstreifelemente durch Antriebsmechanismen oder anderen Mechanismen hervorgerufen werden, die einen oder mehrere Motoren, Elektromagnete, Mikroaktuatoren, Kombinationen dieser Geräte, oder andere geeignete Einrichtungen enthalten, die die notwendigen Ansteuerschaltungen enthalten, die eine Schwingung des Abstreifelements mit der gewünschten Frequenz in Reaktion auf das Zuführen von Energie oder ein Signal hervorrufen.
Zu beachten ist, dass die Lehren und die Ansprüche hierin auf eine beliebige Behandlung von Markiersubstanzen auf unterschiedlichen Medienarten anwendbar sind. Beispielsweise kann die Markiersubstanz oder Drucksubstanz einen Toner, eine Flüssigtinte oder eine Gel-förmige Tinte und/oder wärme- und strahlungsaushärtbare Tinte umfassen; und/oder das Medium kann gewisse Prozessbedingungen nutzen, etwa Temperatur und Druck, um effizient zu drucken. Die Prozessbedingungen, die für die Behandlung unterschiedlicher Arten von Markiersubstanzen auf unterschiedlichen Medienarten geeignet sind, können in den diversen Ausführungsformen der Fixiereinrichtungen variieren.
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

US 2008/0037069 [0026]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Richmond et. al. [0050]
Richmond et al. [0058]
Richmond et al. [0059]
Richmond et al. [0065]
Richmond et al. [0066]

Claims

Vorrichtung, die zum Drucken auf Medien geeignet ist, mit: einem ersten Element mit einer ersten Oberfläche; einem zweiten Element; einem Fixierriemen, der auf dem zweiten Element aufliegt und eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche aufweist, wobei die erste Oberfläche und die äußere Oberfläche einen Walzenspalt bilden, an welchem die Medien empfangen werden; und einer vibrierenden Abstreifeinrichtung, die zwischen dem zweiten Element und der inneren Oberfläche des Fixierriemens angeordnet ist, wobei die vibrierende Abstreifeinrichtung ein Abstreifelement mit einer Abstreifoberfläche und einen Antriebsmechanismus aufweist, der eine Vibration der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens hervorruft, wobei die Vibration des Fixierriemens eine Trennung der durch den Walzenspalt laufenden Medien von der äußeren Oberfläche des Fixierriemens benachbart zu der Abstreifoberfläche des Abstreifelements zu unterstützen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Antriebsmechanismus umfasst: mindestens ein piezoelektrisches Element, das mit dem Abstreifelement in Kontakt ist, und mindestens eine Ansteuerung, die mit dem mindestens einen piezoelektrischen Element in Verbindung steht, so dass elektrischer Strom durch das mindestens eine piezoelektrische Element getrieben wird, wenn die mindestens eine Ansteuerschaltung Strom zu dem mindestens einen piezoelektrischen Element liefert, wobei das mindestens eine piezoelektrische Element die Vibration der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens hervorruft.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Ansteuerschaltung geeignet ausgebildet ist, die Abstreifoberfläche zum Schwingen mit einer Frequenz von ungefähr 5 Kilohertz bis ungefähr 200 Kilohertz anzuregen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die vibrierende Abstreifeinrichtung ein Abstreifelement umfasst, das an einem Teil der Vorrichtung angebracht ist; mehrere der piezoelektrischen Elemente zwischen und an dem Halteelement und dem Abstreifelement angebracht sind; und die mindestens eine Ansteuerschaltung eine elektrische Leistungsansteuerschaltung umfasst, die die vibrierende Abstreifeinrichtung veranlasst, mit ihrer Resonanzfrequenz zu schwingen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die vibrierende Abstreifeinrichtung umfasst: mehrere erste piezoelektrische Elemente, die in einer ersten Reihe entlang einer Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung angeordnet sind; mehrere zweite piezoelektrische Elemente, die in einer zweiten Reihe entlang der Längsabmessung der vibrierenden Abstreifeinrichtung angeordnet sind; einer ersten Ansteuerschaltung, die mit den ersten piezoelektrischen Elementen zum Zuführen eines Stromes zu den ersten piezoelektrischen Elementen verbunden ist; und eine zweite Ansteuerschaltung, die mit den zweiten piezoelektrischen Elementen zum Zuführen eines elektrischen Stromes zu dem zweiten piezoelektrischen Elementen verbunden ist; wobei die erste Ansteuerschaltung und die zweite Ansteuerschaltung geeignet ausgebildet sind, so dass (i) die ersten piezoelektrischen Elemente veranlasst werden, sich in einer ersten Richtung auszudehnen, während die zweiten piezoelektrischen Elemente gleichzeitig sich in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung zusammenziehen, und (ii) die ersten piezoelektrischen Elemente veranlasst werden, sich in der ersten Richtung zusammenzuziehen, während die zweiten piezoelektrischen Elemente gleichzeitig sich in der zweiten Richtung ausdehnen, um die Vibration der Abstreifoberfläche und des Fixierriemens zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei: die vibrierende Abstreifeinrichtung ein Halteelement aufweist, das fest an einem Teil an einem Teil der Vorrichtung angebracht ist; die ersten piezoelektrischen Elemente und die zweiten piezoelektrischen Elemente zwischen dem Halteelement und dem Abstreifelement angeordnet und daran befestigt sind; und die erste Ansteuerschaltung eine erste elektrische Leistungsansteuerschaltung und die zweite Ansteuerschaltung eine zweite elektrische Leistungsansteuerschaltung aufweisen, die die vibrierende Abstreifeinrichtung veranlassen, mit ihrer Resonanzfrequenz zu schwingen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abstreifoberfläche eine Krümmung aufweist, die einen Radius von ungefähr 0,5 mm bis 5 mm festgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Fixierriemen aktiv erwärmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstreifelement einen Abstreifschuh umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstreifelement einen Wellenleiter mit einer Spitze aufweist, die die Abstreifoberfläche enthält.