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Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Fixiererreinigungsrollenmaterial zum Reinigen einer Oberfläche, etwa einer Fixiererwalze, und betrifft insbesondere die Aufbringung eines Reinigungsmittels auf die Oberfläche unter Anwendung des Fixiererreinigungsrollenmaterials und eines Dosierkanals mit Öffnungen.
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Elektrophotographische Bilderzeugungsgeräte werden verwendet, um Bilder auf Papier oder ein anderes Medium in Drucksystemen oder Kopiersystemen zu übertragen. Generell wird ein Photoleiter selektiv aufgeladen und wird optisch belichtet, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der Photoleiteroberfläche zu erzeugen. Es wird dann Tonermaterial auf die geladene photoleitende Oberfläche aufgebracht. Der Toner besitzt eine Ladung; somit haftet dieser an der photoleitenden Oberfläche in Bereichen, die dem elektrostatischen latenten Bild entsprechen. Das Tonerbild wird auf Papier oder ein anderes Medium übertragen. Das tonerbeaufschlagte Papier wird mittels diverser Verfahren erwärmt, wozu ein Fixiererwalzensystem gehört, und das Tonermaterial mit der bildartigen Konfiguration wird auf dem Papier verschweißt bzw. fixiert.
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Die in dem Fixiererwalzensystem verwendete Fixiererwalze wird allmählich mit Verschmutzung kontaminiert, wobei die Verschmutzung Toner oder Nebenprodukte aus Toner und Papier enthält. Diese Kontamination wird üblicherweise in Form einer Schicht erzeugt, die sich allmählich aufbaut und nachteilig die Ablöseeigenschaften und die gesamte Drucklebensdauer der Fixiererwalze beeinflusst.
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Es werden diverse Systeme verwendet, um ein Ablösemittel in flüssiger Form der Fixiererwalze zuzuführen, wozu solche gehören, die mit Öl getränkte Walzen und Dochtmaterialien mit und ohne Zulaufsumpfwannen sowie auch mit Öl imprägnierte Rollenmaterialien verwenden. Die mit Öl getränkten Rollenmaterialien und Dochtmaterialien weisen generell die Schwierigkeit auf, dass diese einen Ölsumpf erfordern, um das Rollenmaterial und das Dochtmaterial wieder aufzuwischen, wenn das Ablösemittel beim Übertragen auf die Fixiererwalze zunehmend verbraucht wird. Des weiteren weist ein Dochtmaterial die Schwierigkeit auf, dass dieses eine relativ kurze Lebensdauer auf Grund der Ansammlung und der chemischen Wechselwirkung besitzt. Die Rollenmaterialsysteme andererseits sind im Hinblick auf ihre Ölmenge begrenzt, die sie abgeben können, da die Rollenmaterialien Öl absondern, wenn sie zu stark gesättigt werden. Diese Ölleckage ist wenig wünschenswert und kann die Druckqualität beeinträchtigen, da daraus Ölflecken entstehen.
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Des weiteren kann überschüssiges Öl, das auf fixierten Substraten auftritt (beim Vorgang des Schichtaufteilens des Ablösemittels im Fixiererspalt), bei Nachbearbeitungsbehandlungen, etwa der Buchbindung, der Codierung für die magnetische Tintenzeichenerkennung (MICR) für das Laminieren und dergleichen nachteilig sein. In der Vergangenheit wurden diverse Behandlungen am Druckergebnis sowie Verwendung unterschiedlicher Fixiereröle zum Minimieren der Problematik verwendet.
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Aus den zuvor angegebenen Gründen und auch aus anderen Gründen, die nachfolgend mit angegeben sind, und die der Fachmann beim Studium und beim Verstehen der vorliegenden Anmeldung erkennt, besteht ein Bedarf für einen Fixiererölapplikator und Reiniger in einem Kassettensystem mit einzelnem Rollenmaterial. Ferner besteht ein Bedarf für ein verbessertes Reinigungsmittelabgabeelement in einem Kassettensystem mit einzelnem Rollenmaterial.
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Gemäß Aspekten der Ausführungsformen wird ein Kassettenreinigungsrollenmaterial mit einer Wirkstoffdosierröhre bereitgestellt, die Öl über eine Tropfleitung auf ein Rollenmaterial aufbringen kann, wenn dieses in einen Spalt in der Fixiereroberfläche eintritt. Das Aufbringen des Öls, wenn dieses in den Spalt eintritt, erhöht die Transport- und Haltekapazität des Rollenmaterials. Das Kassettenreinigungsrollenmaterial kann die Ölmenge auf der Kopie bzw. dem bedruckten Medium auf weniger als 3 mg/Kopie bzw. pro Medium und insbesondere auf weniger als 1 mg/Kopie verringern, wodurch geeignete Nachbearbeitungsanwendungen möglich sind, wobei dennoch ein Aminofunktionales Fixiereröl in dem Fixierersubsystem verwendet wird. Das Kassettenreinigungsrollenmaterial reduziert die Kontamination des Ölsumpfes, da gebrauchtes Rollenmaterial aufgewickelt wird und Öl oder Kontaminationsmaterialien, etwa Wachs, Toner in dem verbrauchten Kassettenrollenmaterial zurückgehalten werden. Diese Erfindung ermöglicht eine geringere Ölmenge auf der Kopie, vermeidet voluminöse und teuere Ablösemittelverwaltungssysteme und ermöglicht auch eine direkte Reinigung der Oberfläche der Fixiererwalze.
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Weitere Ausführungsformen sind den Unteransprüchen und auch der folgenden Beschreibung zu entnehmen.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Abbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
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2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Reinigungsrollenmaterials mit einem Dosierkanal mit mehreren Vorrichtungen zum Ausgeben eines Reinigungsmittels auf das Reinigungsrollenmaterial gemäß einer Ausführungsform;
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3 ist eine Ansicht der Rollenmaterialkassette und eine Tropfenausgabeeinrichtung bzw. eines Tröpfchendispensers gemäß einer Ausführungsform;
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4 ist eine Seitenansicht der Rollenmaterialkassette, wobei eine einmalige Ölbenetzungsstrategie gemäß einer Ausführungsform angewendet wird;
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5 ist eine Seitenansicht der Rollenmaterialkassette, wobei eine zweimalige Ölbenetzungsstrategie gemäß einer Ausführungsform verwendet wird; und
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6 zeigt die Ölmenge auf einer Kopie als Funktion der Öltröpfchengeschwindigkeiten gemäß einer Ausführungsform.
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Aspekte der offenbarten Ausführungsformen betreffen eine Fixierereinrichtung mit: einer Fixiererwalze; mindestens einer Rollenspaltwalze; einem Dosierkanal mit mehreren Öffnungen, wobei jede Öffnung ausgebildet ist, durch Tröpfchen ein Reinigungsmittel auf ein Fixiererrollenreinigungsmaterial auszugeben; und mit einem Fixiererreinigungsrollenmaterial, das zwischen der Fixiererwalze und der Rollenspaltwalze angeordnet ist, wobei das Fixiererrollenreinigungsmaterial die Fixiererwalze reinigt, während der Fixiererwalze das Reinigungsmittel zugeführt wird.
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Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ferner eine Fixierereinrichtung, wobei die mehreren Öffnungen in einer Ebene auf dem Dosierkanal ausgerichtet sind, die von dem Fixiererreinigungsrollenmaterial wegweist.
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In noch weiteren anschaulichen Ausführungsformen der Fixierereinrichtung sind die mehreren Öffnungen unter gleichmäßigem Abstand auf dem Dosierkanal angeordnet.
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Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ferner eine Fixierereinrichtung, wobei das Reinigungsmittel um die Außenseite des Dosierkanals herumströmt und von der Unterseite des Dosierkanals auf das Fixiererreinigungsrollenmaterial tropft.
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Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ferner eine Fixierereinrichtung, wobei das Reinigungsmittel aus Silikonölen und funktionalisierten Silikonölen ausgewählt ist.
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Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ferner eine Fixierereinrichtung, wobei das Silikonöl Polydimethylsiloxan (PDMS) ist.
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Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ferner eine Fixierereinrichtung, wobei die funktionalisierten Silikonöle aus amino-funktionalisierten PDMS-Ölen und mercaptofunktionalisierten PDMS-Ölen ausgewählt sind.
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In einer weiteren Ausführungsformen wird eine Druckereinrichtung bereitgestellt, in der ein Druckmedium ein elektrostatisches Bild empfängt, mit: einem elektrostatischen Applikator zum Aufbringen eines Bildes auf ein Druckmedium; einer Fixiererwalze, die ausgebildet ist, in der Druckereinrichtung zum Übertragen von Wärme auf das Druckmedium zu rotieren, so dass das elektrostatische Bild an dem Druckmedien anhaftet; und eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Reinigungsmittels auf die Fixiererwalze, wobei diese ferner umfasst: einen Antriebsmechanismus zum in Drehung versetzen einer Aufnahmespule mit Rollenmaterial in Bezug zu einer Fixiererwalze; einen Dosierkanal mit mehreren Öffnungen, wobei jede Öffnung ausgebildet ist, durch Tröpfchen ein Reinigungsmittel auf das Rollenmaterial zu verteilen, bevor diese über die Fixiererwalze geführt wird, eine Aufnahmespule, die angeordnet ist, das Rollenmaterial aufzunehmen, nachdem dieses über die Fixiererwalze zum gegenseitigen Kontaktieren gelaufen ist; mindestens eine Applikationswalze, die ausgebildet ist, zwischen der Zufuhrspule und der Aufnahmespule benachbart zu der Fixiererwalze in Drehung zu versetzt zu werden, wobei die Applikationswalze einen Spalt mit der Fixiererwalze bildet, durch welchem sich das Rollenmaterial erstreckt, wobei der Spalt das verteilte Reinigungsmittel während des Kontakts des Rollenmaterials mit der Fixiererwalze aufträgt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine Reinigungskassette bereitgestellt, die entfernbar montiert werden kann, um ein Reinigungsmittel auf eine Oberfläche einer Fixiererwalze einer Druckeinrichtung aufzubringen, wobei die Reinigungskassette umfasst: eine Reinigungsmitteldosienöhre mit einem Einlassstutzen und mehreren Auslassöffnungen, die entlang der Längserstreckung angeordnet sind, wobei jede Auslassöffnung ausgebildet ist, durch Tröpfchenbildung ein Reinigungsmittel auf ein Rollenmaterial aufzubringen, einen Antriebsmechanismus zum in Drehung versetzen einer Zufuhrspule mit Rollenmaterial in Richtung zu einer Fixiererwalze; eine Aufnahmespule, die angeordnet ist, das Rollenmaterial aufzunehmen, nachdem es sich über die Fixiererwalze zu deren Kontaktierung erstreckt; mindestens eine Applikationswalze, die montiert ist, um zwischen der Zufuhrspule und der Aufnahmespule benachbart zu der Fixiererwalze in Drehung versetzt zu werden, wobei die Applikationswalze einen Spalt mit der Fixiererwalze bildet, durch welchen sich das Rollenmaterial erstreckt, wobei der Spalt das ausgegebene Reinigungsmittel während des Kontakt des Rollenmaterials mit der Fixiererwalze aufbringt.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der Reinigungskassette strömt das Reinigungsmittel um die Außenseite der Reinigungsmitteldosierröhre und tropft von der Unterseite der Reinigungsmitteldosierröhre auf das Rollenmaterial.
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Der Begriff „Druckmedium bzw. Druckmaterial” oder Schicht oder Blatt bezeichnet generell ein für gewöhnlich flexibles manchmal aufgerolltes physikalisches Blatt aus Papier, Kunststoff oder ein anderes geeignetes physikalisches Druckmediumssubstrat für Bilder, das bereits zugeschnitten oder als Rollenmaterial zugeführt werden kann.
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Der Begriff „Drucksystem”, wie er hierin verwendet ist, bezeichnet einen digitalen Kopierer oder Drucker, eine xerographische Druckanlage, eine Druckvorrichtung, eine Buchdruckmaschine, ein Faxgerät, ein Multifunktionsgerät oder dergleichen und kann diverse Markier- bzw. Druckeinrichtungen aufweisen, sowie andere druckmedienverarbeitende Einheiten, etwa Papierzufuhreinrichtungen, Endbearbeitungseinrichtungen, und dergleichen. Der Begriff „Druckaufgabe” oder „Dokument” kann mehrere digitale Seiten oder elektronische Seiten beinhalten, die als eine oder mehrere Kopien auf einer Gruppe aus zugehörigen Blättern eines Druckmediums zu erzeugen sind, wobei jede Seite, wenn diese erzeugt wird, die Vorderseite oder die Rückseite eines Blattes bildet. Die Seiten einer Druckaufgabe können von einer gemeinsamen Quelle stammen und können bei der Erzeugung an einer gemeinsamen Ausgabestelle zusammengefügt werden.
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Insoweit als das Gebiet der elektrophotographischen Druckerzeugung gut bekannt ist, werden die diversen Verarbeitungsstationen, die in 1 mit der entsprechenden Druckanlage gezeigt sind, schematisch dargestellt und ihre Funktionsweise wird mit Bezug zu der Figur kurz beschrieben. Diverse andere Druckanlagen können ebenfalls verwendet werden, und dies ist lediglich ein Beispiel einer speziellen Druckeinrichtung, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet wird.
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1 ist eine schematische Teilansicht eines digitalen Abbildungssystems, etwa des digitalen Abbildungssystems der
US-Patentschrift 6,505,832 , die hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist. Das Abbildungssystem wird verwendet, um ein Bild, etwa ein Farbbild, zu erzeugen und in einem einzelnen Durchlauf eines Photorezeptors auszugeben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die offenbarte Ausführungsform zu beschränken. Es ist vielmehr beabsichtigt, alle Alternativen, Modifizierungen und Äquivalente abzudecken, die in der Grundidee und Schutzbereich der Erfindung enthalten sind, wie sie durch die angefügten Patentansprüche definiert ist, wozu Verarbeitungssysteme mit mehreren Durchläufen und Farbausgabe, Hochglanzfarbsysteme und Einzel- oder Mehrfachdurchlauf- und Schwarz-Weiß-Drucksysteme gehören.
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Gemäß 1 liefert ein Ausgabeverwaltungssystem 660 Druckaufgaben zu einer Druckersteuerung 630. Die Druckaufgaben können von dem Ausgabeverwaltungssystemklienten 650 an das Ausgabeverwaltungssystem 660 geliefert werden. In dem Ausgabeverwaltungssystem 660 ist ein Pixelzähler 670 integriert, um die Anzahl an Pixel zu zählen, die mit einem Tonermaterial auf jedes Blatt oder jede Seite der Druckaufgabe für jede Farbe abzubilden sind. Die Pixelanzahlinformation wird in dem Speicher des Ausgabeverwaltungssystems abgelegt. Das Ausgabeverwaltungssystem 660 gibt Steuerungsinformation für die Aufgabenbearbeitung, wozu die Pixelanzahldaten und der Druckauftrag gehören, an die Drucksteuerung 630 weiter. Die Druckauftragssteuerinformation, wozu die Pixelzahldaten gehören, und digitale Bilddaten werden von der Druckersteuerung 630 an die Steuerung 490 weitergegeben.
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Das Druckersystem verwendet vorzugsweise eine ladungszurückhaltende Oberfläche in Form eines Photorezeptorriemens mit aktiver Matrix (AMAT) 410, der für die Bewegung in Richtung des Pfeils 412 bewegbar angeordnet ist, um sequenziell die diversen xerographischen Prozessstationen zu durchlaufen. Der Riemen ist um eine Antriebswalze 414, eine Spannwalze 416 und eine Fixierwalze 418 geführt, und die Antriebswalze 414 ist funktionsmäßig mit einem Antriebsmotor 410 verbunden, um eine Bewegung des Riemens durch die xerographischen Stationen zu bewirken. Ein Teil des Photorezeptorriemens 410 durchläuft eine Aufladestation A, in welcher eine Korona-Erzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die generell durch das Bezugszeichen 422 gekennzeichnet ist, und die die photoleitende Oberfläche des Photorezeptorriemens 410 auf ein relativ hohes im Wesentlichen gleichmäßiges vorzugsweises negatives Potential auflädt.
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Als nächstes wird der geladene Bereich der photoleitenden Oberfläche durch eine Abbildungs/Belichtungsstation B geführt. In der Abbildungs/Belichtungsstation B empfängt eine Steuerung, die allgemein durch das Bezugszeichen 490 bezeichnet ist, die Bildsignale von der Druckersteuerung 630, die das gewünschte Ausgabebild repräsentieren, und bearbeitet diese Signale, um diese in Signale umzuwandeln, die einer lasergeschützten Ausgabeabtasteinrichtung zugeführt werden, die verursacht, dass die ladungshaftende Oberfläche gemäß der Ausgabe aus der Abtasteinrichtung entladen wird. Vorzugsweise ist die Abtasteinrichtung eine Laser-Rasterausgabeeinrichtung oder ein Scanner (ROS) 424. Alternativ kann die ROS 424 durch andere xerographische Belichtungseinrichtungen, etwa durch LED-Arrays ersetzt werden.
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Der Photorezeptorriemen 410, der anfänglich auf eine Spannung V0 aufgeladen ist, erfährt einen Ladungsabbau durch Dunkelheit auf einen Pegel von gleich oder ungefähr – 500 Volt. Wenn der Riemen in der Belichtungsstation B belichtet wird, wird dieser auf einen Pegel von ungefähr gleich – 50 Volt entladen. Somit enthält nach der Belichtung der Photorezeptorriemen 410 ein monopolares Spannungsprofil mit hohen und niedrigen Spannungen, wobei die hohen Spannungen geladenen Bereichen und die zuletzt genannten Spannungen den entladenen oder entwickelten Bereichen entsprechen.
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An einer ersten Entwicklungsstation C wird die Entwicklerstruktur, die generell durch das Bezugszeichen 432 bezeichnet ist und ein Hybridentwicklungssystem verwendet, die Entwicklerwalze, die besser als Donatorwalze bekannt ist, durch zwei Entwicklerfelder beaufschlagt (Potentiale über einen Luftspalt). Das erste Feld ist das Wechselspannungsfeld, das für die Tonerwolkenerzeugung verwendet wird. Das zweite Feld ist das Gleichspannungsentwicklerfeld, das zur Steuerung der Menge an entwickeltem Tonermaterial auf dem Photorezeptorriemen 410 verwendet wird. Die Tonerwolke verursacht, dass geladene Tonerteilchen von dem elektrostatischen latenten Bild angezogen werden. Eine geeignete Entwicklervorspannung wird mittels einer Spannungsversorgung erreicht. Diese Art eines Systems ist ein kontaktfreier Typ, in welchem lediglich Tonerteilchen (beispiesweise schwarze Teilchen) von dem latenten Bild angezogen werden, und es gibt keinen mechanischen Kontakt zwischen dem Photorezeptorriemen 410 und einer Tonerzufuhreinrichtung, die ein zuvor entwickeltes aber noch nicht fixiertes Bild stören könnte. Ein Tonerkonzentrationssensor 200 erfasst die Tonerkonzentration in der Entwicklerstruktur 432.
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Das entwickelte aber noch nicht fixierte Bild wird dann über eine zweite Ladestation 436 geführt, in der der Photorezeptorriemen 410 und die zuvor entwickelten Tonerbildbereiche auf einen vorbestimmten Pegel wieder aufgeladen werden.
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Es wird eine zweite Belichtung/Abbildung durch die Einrichtung 438 ausgeführt, die eine lasergestützte Ausgangsstruktur aufweist, die zum selektiven Entladen des Photorezeptorriemens 410 in tonerenthaltenden Bereichen und/oder leeren Bereichen verwendet wird, wobei dies entsprechend dem Bild geschieht, das mit dem zweiten Farbtoner zu entwickeln ist. Zu diesem Zeitpunkt enthält der Photorezeptorriemen 410 mit Toner versehene oder nicht mit Toner versehene Bereiche mit relativ hohen Spannungspegeln, und mit Toner versehene und nicht mit Toner versehene Bereiche mit relativ geringen Spannungspegeln. Diese Niederspannungsbereiche repräsentieren Bildbereiche, die unter Anwendung einer Entwicklung mit entladenem Bereich (DAD) entwickelt werden. Dazu wird ein negativ aufgeladenes Entwicklermaterial 440 mit einem Farbtoner verwendet. Der Toner, der beispielsweise gelb ist, ist in einer Entwicklergehäusestruktur 442 enthalten, die in einer zweiten Entwicklerstation D angeordnet ist und dieser Entwickler repräsentiert die latenten Bilder auf dem Photorezeptorriemen 410 mittels eines zweiten Entwicklersystems. Eine Spannungsversorgung (nicht gezeigt) dient dazu, die Entwicklerstruktur auf einen Pegel elektrisch vorzuspannen, um damit die entladenen Bildbereiche mit negativ geladenen gelben Tonerteilchen zu entwickeln. Ferner erfasst ein Tonerkonzentrationssensor 200 die Tonerkonzentration in der Entwicklergehäusestruktur 442.
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Der zuvor genannte Ablauf wird für ein drittes Bild für einen dritten geeigneten Farbtoner, etwa Rot (Station E) und für ein viertes Bild und einen geeigneten Farbtoner, etwa Blau (Station F) wiederholt. Das Belichtungssteuerungsschema, das nachfolgend beschrieben ist, kann für diese nachfolgenden Abbildungsschritte eingesetzt werden. Auf diese Weise wird ein zusammengefügtes Vollfarben-Tonerbild auf dem Photorezeptorriemen 410 entwickelt. Des weiteren misst ein Mengensensor 110 die pro Einheitsfläche entwickelte Materialmenge. Obwohl lediglich ein Mengensensor 110 in 1 gezeigt ist, kann mehr als ein Mengensensor 110 vorhanden sein.
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Für den Fall, dass eine gewisse Tonerladung vollständig neutralisiert wurde, oder dass die Polarität umgekehrt wurde, wodurch hervorgerufen wird, dass das zusammengefügte Bild, das auf dem Photorezeptorriemen 410 entwickelt wurde, sowohl aus positiven als auch auf negativen Toner besteht, wird ein negatives Vorübertragungs-Dicorotron-Element 450 vorgesehen, um den Toner für ein effektives Übertragen auf ein Substrat unter Anwendung einer positiven Korona-Übertragung aufzubereiten.
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Nach der Bildentwicklung wird ein Blatt eines Substratmaterials 452 in Kontakt mit den Tonerbitdern an einer Übertragungsstation G gebracht. Das Blatt aus Substratmaterial 452 wird zur Übertragungsstation G mittels einer Blattzufuhrvorrichtung 500 transportiert, die nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Das Blatt aus Substratmaterial 452 wird dann mit der photoleitenden Oberfläche des Photorezeptorriemens 410 in zeitlicher Abfolge so in Kontakt gebracht, dass das Tonerpulverbild, das darauf entwickelt ist, mit dem sich voranbewegenden Blatt aus Substratmaterial 452 in der Übertragungsstation bzw. Transferstation G in Kontakt gebracht wird.
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Die Transferstation G enthält ein Transfer-Dicorotron 454, das positive Ionen auf die Rückseite des Blattes 452 aufsprüht. Dies bewirkt eine Anziehung der negativ geladenen Tonerpulverbilder von dem Photorezeptorriemen 410 in Richtung zu dem Blatt 452. Ein Ablösedicorotron 456 ist vorgesehen, um das Abstreifen der Blätter von dem Photorezeptorriemen 410 zu ermöglichen.
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Nach dem Transfer bewegt sich das Blatt aus Substratmaterial 452 weiter in Richtung des Pfeils 458 in einer Transporteinrichtung 600, die das Blatt zur Fixiererstation H weiterbefördert. Die Fixiererstation H enthält eine Fixiereranordnung, die generell mit dem Bezugszeichen 460 bezeichnet ist, und die das übertragende Pulverbild auf dem Blatt 452 fixiert. Vorzugsweise umfasst die Fixiereranordnung 460 eine erhitzte Fixiererwalze 462 und eine Andrück- oder Druckwalze 464. Das Blatt 462 läuft zwischen der Fixiererwalze 462 und der Druckwalze 464 durch, wobei das Tonerpulverbild mit der Fixiererwalze 462 in Kontakt kommt. Auf diese Weise werden die Tonerpulverbilder permanent auf dem Blatt 452 fixiert. Nach dem Fixieren führt ein Schacht, nicht gezeigt, das sich bewegende Blatt 452 zu einem Auffangbehälter, Stapler, Endbearbeiter oder einer Ausgabeeinrichtung (nicht gezeigt) für das nachfolgende Entfernen aus der Druckeinrichtung durch einen Bediener. Die Fixiereranordnung 460 kann in einer Kassette enthalten sein und kann zusätzliche Elemente aufweisen, die in dieser Figur nicht gezeigt sind, etwa einen Fixiererendlosriemen oder eine Fixiererendlosrolle (nicht das Fixiererreinigungsrollenmaterial), die um die Fixiererwalze 462 herum angeordnet sind. In typischen Druckeinrichtungen wird dieser Riemen oder dieses Rollenmaterial relativ kurz gehalten, um die Größe der Fixiereranordnung oder der Kassette zu minimieren.
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Die Steuerung 490 steuert die diversen Druckerfunktionen. Die Steuerung 490 ist vorzugsweise eine programmierbare Steuerung, die Druckerfunktionen steuert, wie sie zuvor beschrieben sind. Die Steuerung 490 kann eine Vergleichsanzahl der Druckblätter, die Anzahl an Dokumenten, die gerade im Umlauf ist, die Anzahl an Druckblättern, die für den Bediener bestimmt sind, Zeitverzögerungen, Staukorrekturen und dergleichen bereitstellen. Die Steuerung aller beispielhafter Systeme, die zuvor beschrieben sind, kann erreicht werden durch konventionelle Eingabeaktivitäten von Steuerungsschaltern von einer Druckanlagenkonsole, die von einem Bediener ausgewählt werden. Konventionelle Blattsensoren oder Schalter können verwendet werden, um die Lage des Dokuments und der kopierten Blätter zu überwachen.
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Die vorhergehende Beschreibung zeigt die allgemeine Funktionsweise einer elektrophotographischen Druckanlage, in der die Fixiereinrichtung der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Es sind nicht alle in Verbindung mit 1 erläuterten Elemente erforderlich, um die Erfindung zu praktizieren. Vielmehr sind diese Elemente als eine Vorrichtung beschrieben, in der Ausführungsformen der Erfindung verwendbar sind.
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2 zeigt die Fixiereranordnung 460 in detaillierterer Form. Die Fixiererwalze 462, die mit der Oberfläche des Blattes, das das Tonerbild enthält, in Kontakt kommt, ist intern mit einer Heizung (H) versehen, um die für das Verschmelzen des Tonerpulvers und dessen Fixierung auf dem Druckblatt erforderliche thermische Energie bereitzustellen. Eine Druckwalze 225, die bewegbar zwischen einer Fixierposition, in der sie in Druckkontakt mit der Fixiererwalze 462 ist, und einer nicht-Fixierposition angeordnet ist, in der diese von der Fixiererwalze 462 beabstandet ist, ist ebenfalls vorgesehen. Die Fixiererwalze 462, die in Richtung des Pfeiles 207 angetrieben ist, und die Aufnahmewalze 215 über die Welle 220 werden mittels eines Motors (nicht gezeigt) unter Einwirkung der Steuerung 490 bewegt. Ein Rollenmaterial 210, das aus einem wärmebeständigen Schichtmaterial, etwa einem Vlies-Material aufgebaut ist, ist auf einer Zufuhrspule aufgewickelt und wird mit der Fixiererwalze 462 mittels einer Druckwalze 225 während des Transports zu der Aufnahmewalze 215 in Kontakt gehalten. Das Rollenmaterial absorbiert gelförmiges Öl, Wachs, Toner, Papierfasern und andere Verschmutzungen auf der Fixiererwalze 462. Die Kontaminationsstoffe werden auf dem Rollenmaterial gesammelt und werden aus dem System herausgeführt, wenn die Aufnahmewalze 215 ersetzt wird. Die Idee des Hinzufügens von Öl zu einem Rollenmaterial, wenn dieses in den Spalt mit der fixierenden Oberfläche eintritt, verringert die Menge an Verschmutzung und erhöht die wirksame Ölaufbringung. Somit kann mehr Öl durch das Rollenmaterial transportiert werden, als typischerweise ein vorgesättigtes Rollenmaterial aufnehmen kann. Die Rollenmaterialkonfiguration kann ein Einzelspalt oder Doppelspalt sein und es können mehrere Positionen für das Hinzugeben von Öl in einem Doppelspaltaufbau vorgesehen werden, wie dies in den 4 und 5 gezeigt ist. Die Vorteile bestehen darin, dass sich das Rollenmaterial selbst reinigt, wenn Öl in Gelform, Wachs, Toner, Papierfasern und andere Materialien sich auf dem Rollenmaterial ansammeln, und diese Materialien werden aus dem System zusammen mit dem verbrauchten Rollenmaterial herausgeführt.
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Ein Dosierkanal, d. h. eine Reinigungsmitteldosierröhre 230, fügt ein Reinigungsmittel, etwa Öl, dem Rollenmaterial 210 hinzu, wenn es in den Spalt eindringt oder unmittelbar vor dem Kontakt mit dem Spalt, der durch die Fixieroberfläche gebildet ist. Der Dosierkanal 230 besitzt einen Eingangsanschluss zum Aufnehmen eines Reinigungsmittels 240 aus einer Pumpe 235 unter Einwirkung der Steuerung 490. Der Dosierkanal besitzt mehrere Öffnung 245, 247, die in einer Ebene auf dem Dosierkanal ausgerichtet sind, die von dem Rollenmaterial 210 wegweist. Die Tröpfchenrate ist eine Funktion der Geschwindigkeit des Reinigungsmittels, das in den Eingangsanschluss strömt und den Abmessungen und der Anzahl der Öffnungen des Dosierkanals. 6 zeigt die Abhängigkeit der Menge des Öls auf einem Ausdruck für unterschiedliche Tröpfchenraten. Das Reinigungsmittel 240 umströmt die Außenseite des Dosierkanals 230 und tropft von der Unterseite des Dosierkanals 230 auf das Rollenmaterial 210.
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Das Reinigungsmittel
240 wird ausgewählt aus Silikonölen, etwa Polydimenthylsiloxan (PDMS) und funktionalisierten Silikonölen, etwa amino-funktionalisierten PDMS-Ölen und mercapto-funktionalisierten PDMS-Ölen. Das Reinigungsmittel
240 kann jedoch auch Alkohol, Butoxyethanol, 1-Ter-Butooxypropanol, Propylenglykolether, Propylenglykol-Co-Polymere, Ethylenoxidkondensate (Mehrpol-Kerosene), Hexan, Heptan, Isolbutylmethylketon, Methylethylketon und/oder Wasserstoffperoxid, Zitronensäure, Essigsäure, lineare Siloxane (Hexamethyldisiloxan, Oktamethyltrisiloxan oder dergleichen) und zyklische Siloxane (Oktamethyltetrazyklosiloxan, Dekamethylpentazyklosiloxan oder dergleichen), amino-funktionale Oligosiloxane, Poly-(Oxi-1,2-Ethaediyl), Alpha-(undezyl-)-Omega-Hydroxy aufweisen auf dem Bereich des Dokuments zusammen mit Wasser, einem Oberflächenmittel, etwa Natriumdodezylsulfat, Dioxtylsulfosuccinate, Genzen-schweflige Säure, Polydimenthyldisiloxan (PDMS) auf der Grundlage eines Oberflächemittels oder eines Fluorsurfaktant. Die Mittel mit Freisetzung funktionaler Gruppen umfassen eines oder mehrere der folgenden Mittel: Polydimethylsiloxan (PDMS), Alpha-APS-funktionales PDMS und andere funktionale Fixiermittel, wie dies beispielsweise in dem
US-Patent 6,743,561 beschrieben ist.
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Rollenparameter 265, etwa die Öltröpfchengeschwindigkeit, die Geschwindigkeit des Rollenmaterials 210 und andere Parameter, etwa Attribute der Druckmedien und des Rollenmaterials können in die Steuerung 490 für eine optimale Steuerung des Verteilungs/Reinigungsprozesses eingespeist werden.
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3 ist eine Darstellung der Rollenkassette und des Tröpfchenverteilers gemäß einer Ausführungsform. Ein Rollenmaterial 210 wird gegen die Fixiererwalze 462 so gedrückt, dass PDMS-Fixiereröl auf das Rollenmaterial durch den Dosierkanal 230 in Tröpfchenform aufgebracht wird. Der gezeigte Dosierkanal 230 kann aus einer bestehenden hohlen Kupferröhre (einer DC8000-Fixiererkomponente) mit gleichmäßig verteilten Öffnungen oder Löchern hergestellt werden. Das PDMS wird verwendet mit einer Nadelpumpe, um das Öl in den Dosierkanal 230, der über dem Rollenmaterial 210 angeordnet ist, zu transportieren. Die Löcher in der Röhre sind auf der Oberseite des Dosierkanals 230 und das austretende Öl strömt um die Außenseite des Kanals herum und tropft von der Unterseite des Kanals. Das Reinigungsmittel tropft nicht direkt aus den Löchern, sondern es verteilt sich auf der unteren Oberfläche des Kanals. In der dargestellten Figur tropft das Öl auf den Spannungsstab 232 eines Spannungsstabmechanismus, um das Fixiereröl besser gleichmäßig zu verteilen, obwohl der Spannungsstab 232 in vielen anderen Stellen näher oder weiter weg von dem Spalt angeordnet sein könnte.
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4 ist eine Seitenansicht der Rollenkassette, wobei eine Einmal-Reinigungsmittelstrategie 300 gemäß einer Ausführungsform angewendet ist. Die Rollenkassette bzw. Rollenmaterialkassette 310 enthält eine Zufuhrwalze 230, die das ursprüngliche Rollenmaterial 210 hält, das in Richtung der Aufnahmewalze durch die Druckwalze 322 und die Druckwalze 320 bewegt wird, bis es um die Aufnahmewalze 335 aufgewickelt ist. Ein Motor (nicht gezeigt) treibt die Aufnahmewalze 335 an, wodurch bewirkt wird, dass die Fixiererreinigungsrolle oder das Rollenmaterial 210 sich von der Zufuhrwalze 330 in Richtung des Pfeils 365 bewegt, so dass es mit der Fixiererwalze 362 in Kontakt kommt und sich anschließend in Richtung des Pfeils auf die Aufnahmewalze 335 zubewegt. Eine Reihe von Andruckwalzen, etwa Andruckwalze 235 stellen sicher, dass ein kontrolliertes Umschlingen zwischen dem Rollenmaterial 210 und der Druckwalze 322 vorliegt, wobei diese Druckwalze in einigen Fällen mit einer Lagegeberscheibe auf deren Achse versehen ist, um eine Messung auszuführen und um eine Rückkopplungsschleife für ein Steuersystem zu implementieren, um die Geschwindigkeit des Rollenmaterials 2110 zu steuern.
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4 zeigt eine Einmal-Reinigungsmittelstrategie, wobei das Mittel durch den Dosierkanal 350 auf das Rollenmaterial 210 aufgebracht oder aufgetröpfelt 360 wird, wenn das Rollematerial sich an der Druckwalze 320 befindet und der Kontakt mit der Fixiererwalze 462 unmittelbar bevorsteht.
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5 ist eine Seitenansicht der Rollenkassette, wobei eine Zweimal-Reinigungsmittelstrategie 400 gemäß einer Ausführungsform angewendet wird. Die Rollenkassette 310 enthält eine Zufuhrwalze 330, das das ursprüngliche Rollenmaterial 210 hält, das in Richtung der Aufnahmewalze über die Druckwalze 322 und die Druckwalze 320 bewegt wird, bis es auf der Aufnahmewalze 335 aufgewickelt ist. Ein Motor (nicht gezeigt) treibt die Aufnahmewalze 335 an, wodurch bewirkt wird, dass die Fixiererreinigungsrolle oder das Rollenmaterial 210 sich von der Zufuhrwalze 330 in Richtung des Pfeils 365 bewegt, um mit der Fixiererwalze 462 in Kontakt zu kommen und sich anschließend in Richtung des Pfeils auf die Aufnahmewalze 335 zuzubewegen. Mehrere Andruckwalzen, etwa die Andruckwalze 325 stellen sicher, dass definiertes Umschlingen zwischen dem Rollenmaterial 210 und der Druckwalze 332 vorliegt und die Andruckwalze kann in einigen Fällen mit einer Lagegeberscheibe auf der Achse versehen sein, um Messungen auszuführen und um eine Rückkopplungsschleife für ein Steuersystem zu implementieren, um die Geschwindigkeit des Rollenmaterials 210 zu steuern.
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In der Zweimal-Reinigungsmittelstrategie wird das Mittel durch den Dosierkanal 450 auf das Rollenmaterial 210 verteilt oder aufgetröpfelt 460, bevor die Druckwalze 322 erreicht wird und unmittelbar vor dem Kontakt mit der Fixierwalze 462. In dieser Situation unterliegt die Fixierwalze 462 der Einwirkung des Reinigungsmittels an zwei Punkten im Gegensatz zu einem einzigen Punkt bei der Einmal-Strategie, die zuvor mit Bezug zu 4 erläutert ist.
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6 zeigt die Ölmenge auf dem Druckmaterial als Funktion der Öltröpfchengeschwindigkeit gemäß einer Ausführungsform. Druckdurchläufe bis zu 100 aufeinanderfolgender bzw. taufender Blätter mit einer Rollenmaterialgeschwindigkeit von 1,4 mm/Minute unter Anwendung einer Öltröpfchenrate von 0,8 mL/Minute und 1,5 mL/Minute wurden für die Ölmenge auf der Kopie gemessen. Die Maßzahl für die Ölmenge auf dem Ausdruck gibt die Menge an Öl an, die auf und in dem Substrat nach dem Fixieren vorliegt. Obwohl es eine gewisse Variabilität gibt, ist zu beachten, dass der Großteil der Proben bei 0,8 mL/Minute an Geschwindigkeit im Durchschnitt weniger als 2 mg/Kopie aufwiesen und dass, wenn die Öltröpfchenrate erhöht wurde, die Menge an Öl auf dem schließlich erhaltenen Substrat ebenfalls anstiegt, wobei mehrheitlich der Durchschnitt im Bereich von 1 bis 3 mg/Kopie lag. Das Maß für 0,8 mL/Minute ist durch die Kurve 610 und das Maß 1,5 mL/Minute ist durch die Kurve 620 dargestellt.
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Der Fixiererölapplikator bietet Vorteile gegenüber konventionellen vorgesättigten Rollenmaterialien, da das Vermeiden eines komplizierten und teueren Druckmittelentfernungsverwaltungs-(RAM)System möglich ist durch das Vorsehen eines Dosierkanaldispensers, der das Mittel direkt auf die Fixiererwalze aufbringt. Ferner führt der Fixiererölapplikator zu geringeren Mengen an Öl, die von der Fixiererwalze auf die Substratoberfläche (ungefähr 0,5–3 mg/Kopie) übertragen werden, so dass Nachbearbeitungsprobleme, etwa überschüssiges Fixiereröl, das auf der Druckoberfläche vorhanden ist, vermieden werden. Da eine Ölwideraufbereitung nicht erforderlich ist, gibt es keine Sumpfpumpe und demzufolge keine Kontamination, und da die Rollenmaterialien aufgewickelt werden und Öl oder andere Kontaminationsmaterialien, etwa Wachs und Toner, in der verbrauchten Rollenkassette zurückgehalten werden, wird ein Mechanismus bereitgestellt, um in einfacher Weise diese Materialien zu entfernen, so dass kein Bedarf für eine komplizierte Anlage besteht. Es wurden keine Ölstreifen auf Druckoberflächen mit einem Ölanteil pro Druckblatt von 0,5–3,0 mg/8,5 × 11 (Buchstabengröße) in Druckmaterialien beobachtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6505832 [0028]
- US 6743561 [0045]
