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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Drucker-/Scannereinheit.
Insbesondere befaßt
sie sich mit kombinierten einer Drucker-/Scannereinheit, bei der
ein Scanner auf einen Drucker gestapelt ist.
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Während sich
die Verwendung von Personal-Computern und ihrer Peripherieausstattung
immer mehr verbreitet, wird der verfügbare Platz auf Schreibtischoberflächen von
Benutzern zunehmend vollgestellt und daher immer wertvoller. Der
Begriff „Aufstellfläche" ergibt sich zum
Teil aus Überlegungen
bezüglich
eines Einsparens von Schreibtischfläche. Hersteller von Computern
und von Peripheriegeräten
bedienten sich bisher verschiedener Ansätze beim Anpacken des Problems
des Vollstellens von Schreibtischfläche. Diese Lösungsansätze beinhalten
Stapelsysteme (beispielsweise ein Stapeln eines Bildschirms oder
Druckers auf das Chassis eines Computers), Kombinieren einer Maus
und einer Tastatur in einer einstückigen Einheit, und die Tatsache,
daß Computer
und Peripheriegeräte
einfach schmäler
und höher
hergestellt werden.
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Hersteller
von Scannern haben auch große
Schritte beim Verringern der Aufstellflächen ihrer Produkte gemacht.
Ein bisheriger Lösungsansatz
besteht darin, einen Drucker und einen Scanner in einer gestapelten Beziehung
zu kombinieren, um eine kombinierte Drucker-/Scannereinheit zu schaffen.
Aufgrund ihrer Größe, ihres
Gewichts und ihrer relativen Nutzungshäufigkeit dient die Druckerkomponente
einer kombinierten Drucker-/Scannereinheit üblicherweise als deren Basis.
Das heißt,
daß der
Scanner normalerweise auf den Drucker gestapelt ist. Diese gestapelte
Beziehung stellt im Fall derjenigen Drucker, die Fixierereinheiten
verwenden (z.B. elektrophotographische Drucker) mindestens ein Problem
dar. Diese Fixierereinheiten können
einen Wärmefluß erzeugen,
der groß genug
ist, um einen optimalen Betrieb eines gestapelten Scanners zu beeinträchtigen.
Das heißt,
daß ein
gestapeltes Ausgabemedium, das durch einen Fixierer erwärmt wurde,
einen großen
Beitrag zu dem Wärmefluß, der in
einen gestapelten Scanner eintritt, leisten kann.
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Da
elektrophotographische Drucker das häufigste Beispiel von Druckern
sind, die solche Fixierereinheiten aufweisen, wird ein elektrophotographischer
Drucker verwendet, um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen.
Allgemein gesagt verwenden elektrophotographische Drucker einen
Laserstrahl, um ein elektrisches latentes Bild auf einer geladenen
Photoleitertrommel zu bilden. Das latente Bild wird daraufhin mit einem
Toner entwickelt. Das sich ergebende Tonerbild wird daraufhin an
ein Druckmediensubstrat wie beispielsweise ein Blatt Papier transferiert.
Elektrophotographische Drucker sind ferner besonders durch die Tatsache
gekennzeichnet, daß sie
Heiz-/Druckvorrichtungen (üblicherweise
als „Fixierereinheiten" oder „Fixierer" bezeichnet) verwenden.
Solche Fixierereinheiten weisen normalerweise zwei sich gegenüberliegende
Rollen auf, die in einer mit Druck beaufschlagten, einen Rollkontakt
erzeugenden Beziehung übereinanderrollen.
Mindestens eine der beiden sich gegenüberliegenden Rollen enthält in der
Regel eine Heizvorrichtung wie beispielsweise ein mit elektrischer
Leistung versorgtes induktives Heizelement oder eine mit elektrischer
Leistung versorgte Halogenleitung.
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Die
durch eine solche Fixierereinheit erzeugte Wärme beeinträchtigt den Betrieb einer Scannereinheit, die
von einem einen Fixierer verwendenden Drucker separat, getrennt
und lateral positioniert ist, nicht beträchtlich. Es ist jedoch hinreichend
bekannt, daß die
Qualität
von elektrophotographischen Scanprozessen leiden kann, wenn relativ
hohe Temperaturen von einem Fixierer eines Druckers zu dem Scanhohlraum
eines Scanners transferiert werden, der auf einen elektrophotographischen
Drucker gestapelt ist. Wenn also ein Scanner auf einen elektrophotographischen
Drucker gestapelt ist, um eine Aufstellfläche sparende Drucker-/Scannereinheit zu
schaffen, muß die
durch den Fixierer des Druckers erzeugte Wärme abgeleitet werden, bevor
sie den Scanhohlraum erreicht, wo dem der eigentliche Scanvorgang
durchgeführt
wird. Bisher wurden derartige Fixiererwärmeableitungsvorgänge durch
eine Verwendung von Kühlgebläsen bewerkstelligt,
die in der Nähe
des Fixierers in dem Drucker plaziert sind. Diese Gebläse verdrängen tatsächlich Wärme aus
dem Innenhohlraum eines Druckers, nachdem diese Wärme dazu
diente, den Toner weichzumachen, bevor sie jedoch eine Gelegenheit
hat (durch natürliche
Konvektion) aufzusteigen und auf die Unterseite einer Scannereinheit
aufzutreffen, die auf die Druckereinheit gestapelt ist.
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Dieses
Verfahren zum Verhindern, daß eine
durch einen Fixierer erzeugte Wärme
einen gestapelten Scanner erreicht, weist mehrere Nachteile auf.
Beispielsweise ist das bzw. sind die Gebläse, das bzw. die verwendet
wird bzw. werden, um den Druckerhohlraum abzukühlen, teuer im Erwerb und aufwendig
zu installieren und zu betreiben. Ferner nehmen sie wertvollen Druckerhohlraumplatz
ein. Überdies
setzen sie sich nicht ausreichend mit einer anderen Wärmequelle
auseinander, die eine Scannereinheit erreicht, die auf einen mit
einem Fixierer ausgestatteten Drucker gestapelt ist – nämlich Wärme von
dem Druckmedium selbst. Das heißt, daß ein Stapel
von kürzlich
mit Fixierer behandelten Blättern
eines Druckmediums (z.B. ein Stapel Papier) selbst eine bedeutende
Wärmequelle
darstellt. Ein solcher Stapel eines erwärmten Druckmediums befinden sich
allgemein außerhalb
des Druckerhohlraums (und daher jenseits der Kühlwirkung des Gebläses des
Druckers), jedoch weitgehend direkt unter dem Scanner. Somit steigt
Wärme von
einem Stapel eines vor kurzem mit Fixierer behandelten Druckmediums
auf und wird durch die Unterseite der Scannereinheit in den Scannerhohlraum
aufgenommen. Wiederum dient das Vorliegen relativ hoher Temperaturen
(über 66°C (150°F)) in der Scanhohlraumre gion
eines Scanners dazu, die Leistungsfähigkeit eines solchen Scanners
bezüglich
der Druckqualität
zu verringern.
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Die
EP 0 632 339 A2 beschreibt
eine elektrophotographische Druckvorrichtung, die gemäß einem
Beispiel zusätzlich
eine Fax-Einheit aufweist, die oberhalb der Druckeinheit angeordnet
ist. Um zu vermeiden, daß die
Fax-Einheit durch während
des Druckens entstehende Gase und durch während des Druckens entstehende
Wärme negativ
beeinflusst wird, ist eine Zwischenwand zwischen der Fax-Einheit
und der Druck-Einheit vorgesehen.
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Die
US 3,865,482 zeigt eine
elektrophotographische Kopiervorrichtung, die eine Fixierungseinheit
aufweist, die nahe zu dem optischen Weg angeordnet ist, über den
das auf der Auflagenplatte aufgebrachte Original auf die Phototrommel übertragen
wird. Oberhalb der Fixieranordnung ist ein Wärmeschild angeordnet, um die
Menge an abgestrahlter Wärme
oder Konfektionswärme
zu reduzieren, die von der Fixiereinheit zu dem optischen System
gelangt.
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Die
US 5,933,251 A und
die
US 5,532,826 A beschreiben
jeweils Scanner mit einer Abtasteinheit und einer Druckeinheit,
wobei jedoch keine zusätzlichen
Wärmeabschirmungen
vorgesehen sind.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten Drucker/Scanner
zu schaffen, bei dem ein Transfer von Wärme, die durch das Bedrucken
von Blättern
in dem Drucker erzeugt wird, zu dem Scanner vermieden wird.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Drucker/Scanner gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine gestapelte Drucker-/Scannereinheit mit
einer verbesserten Scanleistung, geringeren Herstellungskosten und
geringeren Raum- und Energieerfordernissen im Vergleich zu denjenigen
gestapelten Drucker-/Scannereinheiten, die Gebläse verwenden, um ihren Druckerhohlraum
zu kühlen.
Diese Attribute werden dadurch erreicht, daß die Anmelderin eine oder
mehrere passive Wärmeabschirmungen
verwendet. Diese Abschirmungen dienen dazu, Scannerhohlraum-Betriebstemperaturen
zu erzeugen, die Scanvorgänge
von relativ hoher Qualität
erzeugen. Vorzugsweise ist der Scannerhohlraum einer Scannerkomponente
einer gestapelten Drucker-/Scannereinheit der Anmelderin mit Betriebstemperaturen
von weniger als ca. 66°C
(150°F)
versehen. Scannerhohlraum-Betriebstemperaturen von weniger als 38°C (100°F) sind sogar
noch stärker
bevorzugt – und
durch die Praxis der vorliegenden Erfindung erreichbar. Bei den
stärker
bevorzugten Ausführungsbeispielen
dieser Erfindung werden diese Scannerhohlraum-Betriebstemperaturen
ohne die Hilfe eines Gebläses
in dem Druckerhohlraum, in dem sich der Fixierer befindet, oder
in dem Scannerhohlraum selbst erzeugt. Falls solche Gebläse jedoch
bei Drucker-/Scannereinheiten
der Anmelderin verwendet werden, können sie relativ kleiner sein
als diejenigen, die bei Druckern verwendet werden, die nicht den
Lehren der vorliegenden Erfindung folgen.
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Diese
bevorzugten Scannerhohlraum-Betriebstemperaturen werden durch ein
Verhindern eines Eintrittes eines durch einen Fixierer erzeugten
Wärmeflusses
in den Scannerhohlraum eines gestapelten Scanners geliefert. Diese
Wärmeflußverhinderungswirkung
wird dadurch erreicht, daß die
Anmelderin mindestens eine strategisch positionierte passive Wärmeabschirmung
verwendet. Eine derartige passive Wärmeabschirmung ist zwischen
der Fixierereinheit des Druckers und einem Scanhohlraum eines Scanners
angeordnet, der auf den Drucker gestapelt ist, um eine kombinierte
Drucker-/Scannereinheit
zu bilden. Für
die Zwecke dieser Patentoffenbarung kann der Begriff „passive
Wärmeabschirmung" in der Bedeutung
einer Wärmeabschirmung verstanden
werden, die kein Erfordernis einer Eingabe einer elektrischen Leistung
aufweist. Man sollte ferner beachten, daß der Begriff „passive
Wärmeabschirmung" für die Zwecke
dieser Patentoffenbarung nicht so verstanden werden sollte, daß er eine
Gehäusekomponente
des Druckers oder eine Gehäusekomponente
des Scanners bezeichnet. Daher sollte eine Gehäuseunterseite (und insbesondere
eine metallische Gehäuseunterseite)
einer Scannereinheit oder eine Gehäuseoberseite (und insbesondere
eine metallische Gehäuseoberseite)
einer Druckereinheit im Rahmen der Lehre dieser Patentoffenbarung
nicht als eine „passive
Wärmeabschirmung" angesehen werden.
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(Eine)
Wärmeabschirmung(en)
der Anmelderin kann bzw. können
eine einzelne Schicht eines wärmeisolierenden
Materials umfassen. Bei der Praxis dieser Erfindung kann ferner
eine zweite, dritte usw. passive Wärmeabschirmung verwendet werden.
Diese passiven Wärmeabschirmungen
können
auch beliebige zwei oder mehrere getrennte Schichten eines wärmeisolierenden
Materials umfassen. Überdies
können
zwei oder mehrere dieser Schichten eines wärmeisolierenden Materials ferner
zwischen diesen Schichten mit einem gashaltigen Hohlraum versehen
sein. Bei manchen der stärker
bevorzugten Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung bildet bzw. bilden die Wärmeabschirmung(en) eine Wärmebarriere,
die wärmeführende Luftströme davon
abhält
oder daran hindert, direkt von dem Fixierer zu der Unterseite des
Scannerhohlraums aufzusteigen. Das heißt, daß die passive(n) Wärmeabschirmung(en)
der Anmelderin dazu dienen kann bzw. können, einen abgedichteten Unterhohlraum
in dem Druckerhohlraum und/oder einen abgedichteten Unterhohlraum
in der Scannereinheit zu bilden. Daher kann der Begriff „abgedichtete
Untereinheit" in
der Bedeutung verstanden werden, daß der Unterhohlraum es Luftströmen nicht
ermöglicht,
auf ungehinderte Weise zu einer gestapelten Scannereinheit zu strömen.
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Zum
Herstellen einer passiver Wärmeabschirmung
bzw. passiver Wärmeabschirmungen
sind Lagen aus polymeren Materialien besonders bevorzugt. Diese
Lagen weisen vorzugsweise Dicken im Bereich von ca. 0,102 cm bis
ca. 0,318 cm (ca. 0,040 bis ca. 0,125 Zoll) auf. Solche Lagen werden
vorzugsweise derart eingesetzt, daß sie einen Unterhohlraum in
dem Druckerhohlraum und/oder einen Unterhohlraum in dem Scanner
erzeugen, der erwärmte
Luftströme
daran hindert, direkt von dem Fixierer aufzusteigen und ungestört zu der
Unterseite der Scannereinheit zu strömen. Die durch die meisten üblicherweise
verwendeten Fixierereinheiten erzeugten Temperaturen von 66 bis
177°C (150
bis 350°F)
tendieren allgemein dazu, die Luft, die mit der Wärmeabschirmung
in Kontakt kommt, auf Temperaturen von ca. 68 bis 71°C (155 bis
160°F) zu
erwärmen.
Somit ist eine der wichtigeren thermischen Eigenschaften der bei
der Praxis dieser Erfindung als passive Wärmeabschirmungen verwendeten
Materialien ihre Schmelztemperaturen. Aus Blech (Stahl) oder polymeren
Materialien hergestellte Wärmeabschirmungen
mit Schmelztemperaturen von oberhalb ca. 149°C (300°F) sind bevorzugt. Lediglich
als Beispiel sind die folgenden polymeren Materialien aufgrund ihrer
in der Tabelle I gezeigten relativ hohen Schmelztemperaturen (d.h.
höher als
149°C (300°F)) besonders
bevorzugt.
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Somit
weisen die Drucker-/Scannereinheiten dieser Patentoffenbarung in
ihrem breitesten Sinne folgende Merkmale auf: (1) einen Drucker,
der eine Fixierereinheit aufweist, (2) eine passive Wärmeabschirmung,
die über
der Fixierereinheit und unter dem Scanner angeordnet ist, und (3)
einen Scanner. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ist die Scannereinheit ferner mit einer automatischen
Blattzuführvorrichtung
versehen. Bei einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung ist zwischen der Druckerkomponente und der Scannerkomponente
der kombinierten Drucker-/Scannereinheit der Anmelderin eine Mittelkomponente
vorgesehen. Diese Mittelkomponente enthält normalerweise ein Druckmedienausgabefach,
das eine Serie von kürzlich
mit Fixierer versehenen Blättern
eines Druckmediums wie beispielsweise Papier sammelt und stapelt.
Die Mittelkomponente kann ferner eine oder mehrere passive Wärmeabschirmung(en)
enthalten.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
im Aufriß gezeigte
Seitenansicht einer kombinierten Drucker-/Scannereinheit des Standes der
Technik;
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2 eine
im Aufriß gezeigte
Vorderansicht des in 1 gezeigten kombinierten Druckers/Scanners des
Standes der Technik;
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3 eine
im Aufriß gezeigte
Seitenansicht einer gemäß den Lehren
dieser Erfindung hergestellten kombinierten Drucker-/Scannereinheit;
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4 eine
im Aufriß gezeigte
Vorderansicht der kombinierten Drucker-/Scannereinheit der 3.
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1 zeigt
eine im Aufriß gezeigte
Seitenansicht einer kombinierten Drucker-/Scannereinheit 10 des Standes
der Technik. Sie besteht allgemein aus einer Druckerkomponente 12 und
einer Scannerkomponente 14. Eine solche Drucker-/Scannereinheit 10 kann
ferner eine automatische Zuführvorrichtungskomponente 16 aufweisen.
Die Druckerkomponente 12 der Drucker-/Scannereinheit 10 befindet
sich in einem Druckerhohlraum, dessen Umriß in 1 allgemein
durch die Punkte 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 18 definiert
ist. Die Scannerkomponente 14 dieser Drucker-/Scannereinheit 10 des
Standes der Technik befindet sich in einem Scannerhohlraum, dessen
Umriß durch
die Punkte 18, 32, 30, 28, 36, 38, 40 und 18 definiert
ist. Eine automatische Blattzuführvorrichtung 16 für die Scannerkomponente 14 der
kombinierten Drucker-/Scannereinheit 10 befindet sich in
einem automatischen Blattzuführhohlraum,
dessen Umriß durch
die Punkte 36, 38, 44, 46 und 36 definiert
ist. Die automatische Blattzuführvorrichtung 16 umfaßt ein Fach 45,
auf dem Blätter
von gedrucktem Material gestapelt sind.
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Die
Druckerkomponente 12 ist mit einer Druckvorrichtung 47 versehen
gezeigt. Diese Druckvorrichtung 47 ist vorzugsweise eine
elektrophotographische Druckvorrichtung. Sie enthält eine
Photoleitertrommel 48, auf der durch ein beliebiges von
mehreren Verfahren, die in der elektrophotographischen Drucktechnik
hinreichend bekannt sind, ein latentes elektrostatisches Bild plaziert
(und danach entfernt) wird.
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Lediglich
als Beispiel kann eine Laderolle 50 verwendet werden, um
die Oberfläche
der Photoleitertrommel 48 auf eine vorbestimmte Spannung
zu laden. Ein Laserscanner 52 emittiert einen Laserstrahl 54,
der ein- und ausgepulst wird, während
er über
die Oberfläche
der Photoleitertrommel 48 geschwenkt wird, wodurch ausgewählte Abschnitte
der Trommeloberfläche
gemäß einem
Computerprogramm entladen werden. Die selektiv entladenen Abschnitte
der Oberfläche
der Trommel 48 stellen ein latentes elektrostatisches Bild dar.
Die Photoleitertrommel 48 dreht sich (beispielsweise im
durch Pfeil 56 angegebenen Uhrzeigersinn), derart, daß sie in
Kontakt mit einer Entwicklerrolle 58 kommt.
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Die
Entwicklerrolle 58 wird verwendet, um das latente elektrostatische
Bild an jenen Stellen zu entwickeln, wo die Oberfläche der
Photoleitertrommel 48 durch den Laserstrahl 54 selektiv
entladen wurde. Geladene magnetische Tonerpartikel 60 (die
in einem Tonerbehälter 62 einer
elektrophotographischen Druckkassette 64 gespeichert sind)
werden von dem Tonerbehälter 62 entfernt
und auf der Entwicklerrolle 58 plaziert. Ein (nicht gezeigter)
Magnet, der in der Entwicklerrolle 58 angeordnet ist, zieht
die Tonerpartikel 60 magnetisch zu der Oberfläche der
Entwicklerrolle 58 an. Während sich die Entwicklerrolle 58 weiterhin
dreht (z.B. in der in 1 gezeigten, gegen den Uhrzeigersinn
verlaufenden Richtung 66), kommt sie bei einer ersten Tonertransferzone 67 an.
Hier werden die Tonerpartikel 60 auf der Oberfläche der
Entwicklerrolle 58 elektrostatisch über einen Spalt zwischen der
Oberfläche
der Photoleitertrommel 48 und der Oberfläche der
Entwicklerrolle 58 gezogen – wodurch das latente elektrostatische
Bild in denjenigen Bereichen der Trommel 48, die nicht
durch den Laserstrahl 52 entladen wurden, entwickelt wird.
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Dieses
entwickelte elektrostatische Bild ist daraufhin bereit, von der
Photoleitertrommel 48 zu einem Blatt eines Druckmediums,
beispielsweise einem Blatt Papier, transferiert zu werden. Zu diesem
Zweck ist die Druckerkomponente 12 mit einem Stapel 68 eines
Druckmediums, wie beispielsweise einem Stapel von Blättern Papier,
versehen gezeigt. Einzelne Blätter 70 des
Stapels des Druckmediums können
einzeln von der Oberseite des Stapels 68 abgeladen werden.
Zu diesem Zweck ist der Stapel 68 auf geeignete Weise auf
einem Druckmedienhaltefach 72 positioniert. Eine Aufnahmerolle 74,
die über
der oberen Vorderkante eines gegebenen oberen Blatts 70 des
Stapels 68 angeordnet ist; entfernt aufeinanderfolgende
obere Blätter
von dem Stapel. Ein solches Blatt eines Druckmediums 70 folgt
daraufhin einem Medientransportweg 76, der durch ein Array
aus Medienhandhabungsvorrichtungen, beispielsweise Rollen, Riemen,
Seitenplattenführungen
und dergleichen, in dem elektrophotographischen Drucker 12 definiert
ist. 1 zeigt ferner, daß ein solches Blatt eines Druckmediums 70 letztendlich
an ein Blattstapelungs-Ausgabefach 78 geliefert wird. Dieses
Ausgabefach 78 liegt außerhalb des Druckerhohlraums.
Das heißt,
daß das
Ausgabefach 78 über
der oberen Oberfläche
(18, 32, 30 und 28) der Druckerkomponente 12 liegt.
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Der
Medientransportweg 76 kann jedoch ein wenig variieren.
Beispielsweise kann sich ein gegebenes Blatt eines Druckmediums 70,
nachdem es in eine solche Druckerkomponente 12 eingebracht
wurde, durch Antriebsrollen 80/82 auf eine Weise
bewegen, die derart ausgelegt und angeordnet ist, daß eine Ankunft
der Vorderkante eines gegebenen Blattes eines Druckmediums 70 an
einer zweiten Tonertransferzone 84 mit einer Drehung der
Photoleitertrommel 48 synchronisiert ist. Somit kann eine
Region auf der Oberfläche
der Trommel 48, die ein latentes elektrostatisches Bild
trägt,
einer spezifischen Region auf dem Blatt des Druckmediums 70 zugeordnet
sein. Während
sich die Photoleitertrommel 48 weiterdreht (z.B. im Uhrzeigersinn 56),
werden diejenigen Abschnitte der Photoleitertrommel 48,
welche Tonerpartikel 60 aufweisen, die an den entladenen
Bereichen der Oberfläche
der Trommel anhaften, zu ausgewählten
Regionen des Druckmediums 70 transferiert und definieren
dadurch ein Bild auf dem Blatt des Druckmediums.
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Um
diesen Tonertransfer zu bewerkstelligen, wird das Blatt des Druckmediums 70 über eine
Tonertransferrolle 86 und unter der Photoleitertrommel 48 geleitet.
Somit kann der Raum zwischen der Unterseite der Trommel 48 und
der Oberseite der Transferrolle 86 als eine zweite Tonertransferzone 84 der
Druckvorrichtung 47 angesehen werden. In dieser zweiten
Transferzone 84 zieht die Transferrolle 86 elektrostatisch
Tonerpartikel 60 von der Oberfläche der Photoleitertrommel 48 weg
an und zu der oberen Oberfläche
des Druckmediums 70. Somit wird das Blatt zu einem „bedruckten" Blatt. Dieser Transfer
von Tonerpartikeln 60 von der Oberfläche der Photoleitertrommel 48 zu
der oberen Oberfläche
des Druckmediums 70 findet jedoch nicht mit einer Effizienz
von einhundert Prozent statt. Das heißt, daß manche der Tonerpartikel
auf der Oberfläche
der Photoleitertrommel 48 verbleiben können. Während sich die Photoleitertrommel 48 weiterdreht,
werden diejenigen nichttransferierten Tonerpartikel, die weiterhin
an der Oberfläche
der Trommel 48 haften, durch eine Reinigungsklinge 88 entfernt
und in einem Tonerabfallbehälter 90 deponiert.
Nachdem diese nichttransferierten Tonerpartikel von ihrer Oberfläche gewischt
wurden, ist die Photoleitertrommel 48 wieder bereit, durch
die Laderolle 50 geladen zu werden und dadurch den Drehzyklus
der Photoleitertrommel 48 abzuschließen.
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Während sich
unterdessen das Druckmedium 70 entlang dem Medienweg 76 (d.h.
an der Photoleitertrommel 48 und der Transferrolle 86 vorbei)
weiterbewegt, liefert eine Reihe von Rollen, z.B. 92/94, 96/98 und 100/102 (und/oder
andere Blatthandhabungsvorrichtungen) das bildtragende Blatt des
Druckmediums an einen Fixierer oder eine Heizrollen-/Druckrollenvorrichtung 104/106.
Hier läuft
das Druckmedium 70 zwischen einem Fixierer oder einer Heizrolle 104 und
einer Druckrolle 106 sowohl unter Wärme- als auch unter Druckbedingungen
durch. Vorzugsweise stellt die Druckrollenkomponente (Druckrolle 106)
dieser Vorrichtung 104/106 eine mit Leistung versorgte
und mit Druck beaufschlagte Rollgrenzfläche zwischen den beiden sich drehenden
Rollenoberflächen
bereit. Sie stellt ferner eine Triebkraft bereit, die das Druckmedium 70 durch
die Fixiererrollen-/Druckrollengrenzfläche zieht.
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Fachleute
auf dem Gebiet der elektrophotographischen Drucktechnik werden erkennen,
daß eine
derartige Fixierer-/Druckoperation
für im
wesentlichen alle elektrophotographischen Druckprozesse von essentieller
Bedeutung ist. Bei derselben wird das Tonermaterial, das Bild für Bild von
der Photoleitertrommel 48 auf das Druckmedium 70 transferiert
wurde, (durch eine Kombination aus Wärme und Druck) fixiert, um
auf dem Druckmedium ein dauerhaftes Bild zu ergeben. Die Heizvorrichtungs-
oder Fixiererkomponente 104 der Fixierer-/Druckvorrichtung 104/106 dient
dazu, die Tonerpartikel weichzumachen, so daß ein Fixieren des Tonermaterials
auf dem Blatt eines Druckmediums (z.B. Papier) bei relativ niedrigen
Drücken
stattfinden kann. In der Tat zwingen die durch die Fixierer-/Druckvorrichtung 104/106 erzeugten
kombinierten Wärme-
und Druckbedingungen das Tonermaterial in das Gewebe eines Blattes
eines Papierdruckmediums.
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Die
bei solchen Fixierer-/Druckvorrichtungen (z.B. bei der Fixierer-/Druckvorrichtung 104/106)
vorliegenden Temperatur- und Druckbedingungen können beträchtlich variieren. Vorzugsweise
wird eine solche Variation durch eine Software an einem Computer
durchgeführt,
die daraufhin Wärme-
und Druckänderungen
bewerkstelligt. Allgemein gesagt ist die Temperatur der Oberfläche der
Heizrolle 104 einer solchen Fixierereinheit ausgelegt,
um Partikel des Tonermaterials weichzumachen (aber nicht zu schmelzen).
Die hierfür
benötigten Temperaturen
variieren allgemein zwischen ca. 66°C und ca. 177°C (zwischen
ca. 150°F
und ca. 350°F).
In denjenigen Fällen,
bei denen polymerbasierte Tonerpartikel verwendet werden, sind jedoch
Temperaturen zwischen ca. 121°C
und 177°C
(zwischen ca. 250°F
und 350°F)
leicht bevorzugt.
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Ungünstigerweise
sind die zum Weichmachen der Tonerpartikel benötigten Temperaturen von 66°C bis 177°C (150 bis
350°F) beträchtlich
höher als
die Temperaturen, bei denen vorzugsweise Scanvorgänge durchgeführt werden.
Scannerhohlraumtemperaturen von weniger als 38°C (100°F) sind bevorzugt. Diejenigen
zwischen 21 und 29°C
(70 und 85°F)
sind besonders bevorzugt. Um diese stärker bevorzugten Scannerhohlraumtemperaturen
zu erhalten, ist der Hohlraum eines elektrophotographischen Druckers
einer solchen Drucker-/Scannereinheit 10 des Standes der
Technik mit einem elektrischen Gebläse 108 ausgestattet.
In der Tat verdrängt
ein solches Gebläse 108 einen
Wärmefluß aus dem
Druckerhohlraum (durch eine Wärmelüftungsöffnung 110)
in einer Seite (z.B. Seite 26 bis 28) des Druckergehäuses. Diese
Wärmeverdrängung ist
allgemein durch Pfeile 105 und 107 dargestellt.
Das heißt,
daß der
Wärmefluß von der
Fixiererrolle 104 durch die Lüftungsöffnung 110 verdrängt wird,
bevor der Wärmefluß aufsteigen
kann (z.B. durch natürliche
Konvektion, wie sie beispielsweise durch Pfeile 109 und 111 dargestellt
ist) und dadurch die Temperatur der Unterseite des Scanners (und
schließlich
des Scannerhohlraums) erhöhen
kann. Allgemein gesagt ist ein solches Gebläse 108 derart positioniert,
daß es
nicht direkt auf die Heizrolle 104 bläst (und somit dem Tonererwärmungszweck der
Heizrolle 104 teilweise entgegenwirkt), sondern vielmehr
Wärme aus
der Nähe
der Fixiererrolle 104 entfernt, nachdem diese Wärme dazu
diente, den Toner weichzumachen. Wiederum ist in 1 lediglich
die elementarste Architektur einer solchen Heizrolle 104 gezeigt.
Ihre Wärmequelle 112,
beispielsweise ein Induktionsheizelement oder eine Halogenlampe,
ist vorzugsweise in einem hohlen mittleren Schaft einer solchen Heizrolle 104 angebracht.
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Die
Druckbedingungen, denen ein Blatt eines Druckmediums, und insbesondere
ein Blatt Papier, unterliegt, liegen allgemein im Bereich zwischen
ca. 50 und ca. 500 psi. Die Variation von Drücken an der Grenzfläche zwischen
der Heizrolle 104/der Druckrolle 106 kann durch
Vorrichtungen gesteuert werden, die dazu dienen, einen Zapfen zu
bewegen, in dem eine Achse der Druckrolle (und/oder Heizrolle) arbeitet.
Drücke
im Bereich zwischen ca. 400 und ca. 480 psi sind bevorzugt, insbesondere
wenn das Druckmedium Papier ist und die Fixierertemperatur zwischen
ca. 149 und ca. 177°C
(zwischen ca. 300 und ca. 350°F)
beträgt.
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Die
Verweilzeit eines Blattes eines Druckmediums in einer solchen Druck-/Heizvorrichtung 104/106 wird
zum Großteil
durch die Winkelgeschwindigkeit einer mit Leistung versorgten Druckrolle 106 bestimmt.
Typische Verweilzeiten für
ein Blatt Papier der Größe 216 mm × 279 mm
(8 1/2 × 11
Zoll) betragen ca. 2 bis ca. 8 Sekunden. Verweilzeiten von ca. 3
bis ca. 6 Sekunden sind leicht bevorzugt. Diese Verweilzeiten entsprechen
allgemein Verarbeitungszeiten von ca. 16 bis ca. 32 Blättern einer
Größe von 216 × 279 mm
pro Minute. Allgemein gesagt werden mit einem Anstieg der Betriebstemperatur
kürzere
Verweilzeiten verwendet. Beispielsweise ist das untere Ende des
Verweilzeitbereichs (z.B. 2 bis 3 Sekunden) allgemein bevorzugt,
während die
Temperatur bis zu den oberen Regionen ihres Bereichs (z.B. bis ca.
121 bis 177°C
(250 bis 350°F))
erhöht wird.
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Somit
dient eine Kombination aus Wärme
von der Fixiererrolle 104, Druck von der Druckrolle 106 und eine
Regulierung der Verweilzeit in der Heiz-/Druckvorrichtung 104/106 dazu,
den Toner zu fixieren und dadurch ein dauerhaftes Bild auf einem
Blatt eines Druckmediums 70 zu bilden. Nachdem der Fixiervorgang
abgeschlossen ist, befördert
ein Ausgaberollensystem (z.B. Rollensysteme 114/116 und 118/120)
das fixierte Druckmedium 70 weiter entlang des Druckmedientransportwegs 76 und
deponiert ein solches Blatt 70 schließlich in dem Blattstapelungsmedienausgabefach 78,
das zuvor erwähnt
wurde. Vorzugsweise liegt dieses Fach 78 zum Zweck eines
leichten manuellen Zugriffs auf das fertige Druckprodukt vollständig außerhalb
des Gehäuses
des Druckers 12. Dieses Ausgabefach 78 sammelt
eine Serie von kürzlich
fixierten Blättern
eines Druckmediums in einem Stapel 122 eines solchen Druckmediums.
Der Wärmefluß, der sich
aus einem Stapel 122 kürzlich
fixierter Blätter
ergibt, wird allgemein durch Pfeile 123, 125 usw.
angegeben. Dieser Stapel 122 befindet sich allgemein außerhalb
der Kühlwirkung,
die durch das Gebläse 108 in
dem Druckerhohlraum erzeugt wird. Das heißt, daß der Stapel 122 durch
das Gebläse 108 nicht
in hohem Maße
gekühlt
wird, da sich das Ausgabefach 78 außerhalb des Druckerhohlraums
befindet. Daher steigt der Wärmefluß 123, 125 usw., der
sich aus den kürzlich
fixierten Blättern
in dem Stapel 122 ergibt, durch eine natürliche Konvektion
auf und trifft dadurch auf der Unterseite der Scannerkomponente 14 auf.
Dieser Umstand dient dazu, die Unterseite des Scanners – und schließlich den
Scannerhohlraum selbst – zu
erwärmen.
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2 ist
eine teilweise im Aufriß gezeigte
Vorderansicht des in 1 gezeigten Druckers/Scanners 10 des
Standes der Technik. Abgesehen von den bezüglich der Seitenansicht der 1 erörterten
Elemente zeigt die in 2 gezeigte Vorderansicht die
durch die automatische Blattzuführvorrichtung 16 durchgeführten Blatthandhabungsoperationen.
Diese Vorrichtung 16 umfaßt ein Fach 45, das
sich nach unten neigt, so daß ein
Stapel eines Druckmediums 124 (z.B. ein Stapel Papier),
der in dem Fach 45 plaziert ist, (unter dem Einfluß der Schwerkraft)
zu einer Empfangsöffnung 125 auf
der rechten Seite der Zuführvorrichtung 16 gedrückt wird. Ein
beliebiges gegebenes oberes Blatt 126 des Stapels kann
man sich auch so vorstellen, daß es
eine Oberseite 126T und eine Unterseite 126B aufweist.
Normalerweise enthält
die Oberseite 126T einen Druck, der durch die Scannereinheit 16 zu
scannen ist. Ein Blatterlangungsmechanismus (z.B. Aufnahmerolle 128)
ist bezüglich
der Empfangsöffnung 125 derart
positioniert, daß die
Aufnahmerolle 128 aufeinanderfolgende obere Blätter eines
gedruckten Materials von dem Stapel des Druckmediums ziehen und
sie dadurch nacheinander von der Oberseite des Stapels 124 entfernen
kann. Ein solches Blatt Papier könnte
jedoch genausogut durch andere Blatterlangungsvorrichtungen, die
in dieser Technik bekannt sind, von der Unterseite des Stapels 124 entfernt
werden.
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In
beiden Fällen
wird zunächst
ein gegebenes oberes Blatt Papier 126 durch Blatttransportvorrichtungen
(beispielsweise Blatttransportrollen 132/134)
in der durch Pfeil 130L angegebenen Rechtsrichtung zu der Außenoberfläche einer
mit Leistung versorgten zylindrischen Rolle 136 befördert. Eine
derartige mit Leistung versorgte Rolle dreht ein gegebenes Blatt 126 um,
so daß Informationen,
die auf dessen Oberseite 126T enthalten sind, durch Scanstrahlen 138,
die durch eine Scannervorrichtung 140 an das Blatt geliefert
werden, gescannt werden können.
Somit werden in einer Weise, die in der Druckscantechnik hinreichend
bekannt ist, ein Bild auf der Oberseite 126T des Blattes 126 gescannt
und Daten, die aus einem derartigen Scannen gewonnen werden, verarbeitet
(z.B. in einem Computer gespeichert, an einem Computermonitor angezeigt
oder gesendet). Das gescannte Blatt wird daraufhin in die allgemein
durch Pfeil 130R angegebene Rechtsrichtung gesandt. Schließlich wird
das Blatt 126 an eine Blattsammlungsvorrichtung 142 geliefert.
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3 zeigt
eine im Aufriß gezeigte
Seitenansicht eines gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung hergestellten kombinierten Druckers/Scanners 10A.
Der Veranschaulichung und/oder des Vergleichs halber ist der kombinierte
Drucker/Scanner 10A als ähnlich dem in 1 gezeigten
Drucker/Scanner 10 dargestellt. Der Drucker/Scanner 10A ist
jedoch durch seinen Besitz mindestens einer passiven Wärmeabschirmung 144 gekennzeichnet,
die zwischen der Fixierereinheit 104 des Druckers und dessen
Scannerkomponente (deren Umriß allgemein
durch die Punkte 18, 32, 30, 28, 36, 38, 40 und 18 angegeben
ist) angeordnet ist. Wie zuvor erwähnt wurde, sollte der Begriff „passive
Wärmeabschirmung" nicht so verstanden
werden, daß sie
eine Gehäusekomponente
des Druckers bezeichnet, noch eine Gehäusekomponente des Scanners.
Die Druckerkomponente 12 umfaßt eine obere Gehäuseoberfläche (z.B.
eine Gehäuseoberfläche, die
allgemein entlang der durch die Punkte 28, 30, 32 und 18 definierten
Linien verläuft),
wobei die passive Wärmeabschirmung
der Anmelderin nicht diese obere Gehäuseoberfläche ist. Mit anderen Worten
erfüllt
die passive Wärmeabschirmung 144 der
Anmelderin hauptsächlich
eine Wärmeabschirmfunktion,
und nicht eine Gehäusefunktion.
In 3 ist die passive Wärmeabschirmung 144 als
einen linken Abschnitt aufweisend gezeigt, der sich allgemein entlang der
Länge der
Linie zwischen den Punkten 28 und 30 erstreckt. 3 zeigt
ferner einen zweiten oder rechten Abschnitt der passiven Wärmeabschirmung 144,
der sich allgemein entlang der Länge
der Linie zwischen den Punkten 32 und 18 erstreckt.
Offensichtlich sollte die passive Wärmeabschirmung 144 den
Medienweg 76, der von der Heiz-/Druckvorrichtung 104/106 zu
dem Sammelfach 78 führt,
nicht blockieren.
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3 veranschaulicht
ferner das Vorliegen einer weiteren passiven Wärmeabschirmung 146.
Sie ist ebenfalls über
dem Fixierer 104 angeordnet. Genauer gesagt ist sie in
der Scannereinheit 14 in einer horizontalen Ebene angeordnet,
die oberhalb der oberen Oberfläche
des Druckers 12 (wiederum durch die Punkte 28, 30, 32 und 18 definiert)
und unterhalb einer Scannereinheit 140 (siehe 4)
liegt, die in der Scannerkomponente 14 enthalten ist. Diese
zweite passive Wärmeabschirmung 146 kann
statt der ersten passiven Wärmeabschirmung 144 verwendet
werden oder sie kann zusätzlich
zu der passiven Wärmeabschirmfunktion,
die durch die erste passive Wärmeabschirmung 144 erfüllt wird,
eine passive Wärmeabschirmfunktion
erfüllen.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung bildet die zusätzliche
passive Wärmeabschirmung 146 (in
Verbindung mit einer unteren Oberfläche des Scanners, z.B. durch
Verbindungspunkte 34 und 40 definiert) einen Unterhohlraum
in dem Scanner. Beispielsweise zeigt 3 die zusätzliche passive
Wärmeabschirmung 146,
die eine längliche
U-förmige
Konfiguration aufweist, die einen Lufthohlraum 148 zwischen
einer unteren Oberfläche
(z.B. zwischen Punkten 34 und 40) des Scanners
und der zusätzlichen passiven
Wärmeabschirmung 146 bildet.
Die zusammen gerollten oder eine U-Form bildenden Enden der zusätzlichen
passiven Wärmeabschirmung 146 sind
an die Unterseite der Scanneroberfläche, die allgemein entlang
der durch die Punkte 34 und 40 definierten Linie
verläuft,
anstoßend
gezeigt. Diese Anordnung schafft einen Leerraum 148 zwischen
der zweiten passiven Wärmeabschirmung 146 und
einer zwischen den Punkten 34 und 40 definierten
Scanneroberfläche.
Dieser Leerraum 148 enthält vorzugsweise ein Gas, wie
beispielsweise Luft, das auch als Wärmeisolator dient.
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Bei
einem anderen besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung
ist der Scannerhohlraum (der allgemein durch die Punkte 18, 32, 30, 28, 36, 38, 40 und 18 definiert
ist) in einen Mittelabschnitt (allgemein durch die Punkte 28, 30, 32, 18, 40, 34 und 28 definiert)
und einen oberen Abschnitt des Scanners unterteilt, welcher einen
Scannerhohlraum aufweist, der innerhalb der durch die Verbindungspunkte 40, 34, 36, 38 und 40 definierten
Oberflächen
liegt. Das heißt,
daß ein
bevorzugter Drucker/Scanner 10A aus folgendem besteht:
(1) einem Scanner (der allgemein innerhalb der durch die Verbindungspunkte 40, 34, 38 und 40 definierten
Oberflächen
liegt), der auf einen Mittelabschnitt gestapelt ist, (2) einem Mittelabschnitt
(der allgemein in den durch die Punkte 28, 30, 32, 18, 40, 34 und 28 definierten
Oberflächen
liegt), der auf einen Drucker gestapelt ist, und (3) einem Drucker
(der allgemein in den durch die Verbindungspunkte 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 und 18 definierten
Oberflächen
liegt), der als eine Basis für
die Drucker-/Scannereinheit 10A dient. Wie zuvor bemerkt
wurde, ist der Scanner vorzugsweise ferner mit einer automatischen
Blattzuführvorrichtung 16 versehen
(siehe 4).
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4 ist
eine teilweise im Aufriß gezeigte
Vorderansicht des in 3 gezeigten Druckers/Scanners 10A.
Neben den bezüglich
der 3 erörterten
Elementen zeigt die in 4 gezeigte Vorderansicht bestimmte
andere bevorzugte Ausführungsbeispiele
der passiven Wärmeabschirmungen 144 und 146.
Beispielsweise zeigt 4, wie diese Komponenter durch
eine mehrerer Arten von Halte-, Anlenk- oder Verriegelungsvorrichtungen,
die Fachleuten bekannt sind, mechanisch aneinander befestigt werden
können.
Lediglich beispielhaft zeigt 4 stabartige
Anlenkvorrichtungen 150A und 150B, die dazu dienen,
den Scanner mit dem Mittelabschnitt bzw. den Mittelabschnitt mit
dem Drucker mechanisch zu verbinden.
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4 zeigt
ferner einen Pfeil 152, der allgemein der linken Seite
des Stapels 122 eines Druckmediums entspringt. Dieser Pfeil 152 stellt
allgemein einen Heißluftstrom
dar, der allgemein von dem Stapel 122 nach oben strömt. Er verläuft durch
einen Spalt 154 zwischen dem linken Ende 156 der
passiven Wärmeabschirmung 144 und
der linken Seite des Scanners. Der allgemeine Fluß des Pfeils 152 von
der Oberseite des Stapels 122 eines Druckmediums hin zu
der Unterseite der Scannereinheit 140 kann als ein ungehinderter
Luftstrom angesehen werden. Das heißt, daß der Fluß von Heißluftströmen (wie beispielsweise des
durch den Pfeil 152 nahegelegten) von dem Stapel 122 in
der Region, in der sich der Spalt 154 befindet, nicht auf
die passive Wärmeabschirmung 146 auftrifft.
Dieser Umstand wird zum Zwecke der Veranschaulichung des Begriffs
der Anmelderin „ungehinderter" Luftstrom herausgestellt.
Er ist kein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung.
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Dieses
Muster eines ungehinderten Luftstroms soll dem Weg gegenübergestellt
werden, den ein weiterer Heißluftstrom 158 verfolgt,
der von der rechten Seite des Stapels 122 entspringend
gezeigt ist. Dieser andere Heißluftstrom 158 ist
auf die Unterseite der passiven Wärmeabschirmung 146 auftreffend
gezeigt. Das heißt,
daß der
Heißluftstrom 158 nicht
auf eine „ungehinderte" Weise nach oben
strömt,
da sich die rechte Seite der passiven Wärmeabschirmung 146 zu
der rechten Seitenwand 160 des Scanners erstreckt (und
fest an dieser anstößt). Bei
den stärker
bevorzugten Ausführungsbeispielen
dieser Erfindung erstreckt sich wiederum die linke Seite der passiven
Wärmeabschirmung 146 auf
dieselbe Weise zu der linken Seite des Scanners, wie sich die rechte
Seite der passiven Wärmeabschirmung 146 zu
der rechten Seite 160 des Scanners erstreckt. Bei einer
derartigen Anordnung erzeugt die passive Wärmeabschirmung 146 einen
Unterhohlraum in dem Drucker/Scanner 10A, der dazu dient,
zu verhindern, daß sich
der Wärmefluß von dem
Fixierer 104 über
die horizontale Ebene der passiven Wärmeabschirmung 146 erhebt
und auf ungehinderte Weise auf die Unterseite der Scannereinheit 140 auftrifft.