DE10332950A1

DE10332950A1 - Abstreifmechanismus für Fixierwalzen in einem Vervielfältigungsgerät

Info

Publication number: DE10332950A1
Application number: DE10332950A
Authority: DE
Inventors: Muhammed Aslam; Tsutomo Miura; Francis Wu
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2004-02-26
Also published as: US6678496B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abstreifmechanismus für eine Fixierstation, wobei die Fixierstation ein in Walzenpaar (12, 14) umfasst, welches einen Spalt bildet, durch den ein Aufnahmeelement (R) geführt wird, und wobei der Abstreifmechanismus zum Abstreifen eines an einer Fixierstationswalze haftenden Aufnahmeelements (R) von der Walze (12, 14) dient. Der Abstreifmechanismus umfasst an einem Rahmen angeordnete Vielzahl von Abstreifanordnungen, die jeweils einen Abstreiffinger (40) umfassen. Die Abstreiffinger (40) sind als längliche, dünne, biegsame Elemente ausgebildet, durch die im Wesentlichen Schäden an der zugeordneten Fixierstationswalze (12, 14) verhindert werden. Weiterhin ist eine Luftkammer (52) vorgesehen, die in Wirkverbindung mit der anderen Walze (12, 14) des Fixierstationswalzenpaars (12, 14) steht. Die Luftkammer (52) umfasst eine Düsenanordnung (54), die in einem Winkel auf die der Luftkammer zugeordnete Fixierstationswalze (12, 14) gerichtet ist, um einen positiven Luftstrom zu schaffen, der im Wesentlichen gewährleistet, dass ein an der Fixierstationswalze (12, 14) haftendes Aufnahmeelement (R) von der Walze (12, 14) abgestreift wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Abstreifmechanismus zum Abstreifen von Aufnahmeelementen von Walzen in einer Fixierstation eines Vervielfältigungsgeräts und insbesondere einen Abstreifmechanismus mit einer Kontaktabstreifanordnung und einem Luftabstreifer für Walzen in einer Fixierstation, die eine Beschädigung der Walzen und des auf den von den Walzen abgestreiften Aufnahmeelementen fixierten Bilds im Wesentlichen vermeiden.

In herkömmlichen Vervielfältigungsgeräten (elektrostatografischen Kopierern, Druckern o.ä.) wird auf einem gleichmäßig geladenen dielektrischen Element ein latentes Ladungsbildmuster erzeugt, das pigmentierte Markierungspartikel anzieht und auf diese Weise auf dem dielektrischen Element entwickelt wird. Zur Übertragung des mit Hilfe der Markierungspartikel entwickelten Bilds vom dielektrischen Element auf das Aufnahmeelement wird ein z.B. durch eine Koronaladestation oder eine elektrisch vorgespannte Walze erzeugtes elektrisches Feld angelegt. Nach der Übertragung wird das das übertragene Bild tragende Aufnahmeelement vom dielektrischen Element getrennt und einer nachgeordneten Fixierstation zugeführt, in der das Bild durch von der Fixierstation ausgehende Hitze und/oder durch Druck auf dem Aufnahmeelement fixiert wird, so dass auf dem Aufnahmeelement eine dauerhafte Abbildung entsteht.

Eine in einem typischen Vervielfältigungsgerät verwendete Art von Fixierstation umfasst mindestens eine beheizte Walze und mindestens eine Andruckwalze, die mit der beheizten Walze einen Walzenspalt bildet. Die Walzen der Fixierstation werden gedreht und transportieren so ein ein Bild aus Markierungspartikeln tragendes Aufnahmeelement durch den Spalt zwischen den Walzen. Die pigmentierten Markierungspartikel des übertragenen Bilds auf der Oberfläche des Aufnahmeelements werden in der Hitze weich und klebrig.

Unter dem Druck haften die weichen, klebrigen Markierungspartikel aneinander und ziehen teilweise in die Poren zwischen den Fasern an der Oberfläche des Aufnahmeelements ein.

Nach dem Abkühlen ist das Bild aus Markierungspartikeln daher permanent auf dem Aufnahmeelement fixiert. Es kommt vor, dass die Markierungspartikel und damit das Aufnahmeelement an der Umfangsoberfläche der beheizten Walze haften oder dass die Markierungspartikel an der beheizten Walze haften, von dort auf die Umfangsoberfläche der Andruckwalze übertragen werden und dort bewirken, dass ein Aufnahmeelement an der Andruckwalze haftet.

Zur Behebung dieses Problems der an den Walzen haftenden Aufnahmeelemente wird ein z.B. mechanische Abstreiffinger oder eine Abstandselement umfassender Abstreifmechanismus eingesetzt, welcher jeweils die Umfangsoberfläche der Walzen der Fixierstation kontaktiert, um ein anhaftendes Aufnahmeelement von den Walzen abzustreifen und so Aufnahmeelementstaus in der Fixierstation im Wesentlichen zu verhindern. Ein Abstreifmechanismus für eine Fixierstation umfasst in der Regel eine Vielzahl von Abstreiffingern, die meist als längliche Elemente mit jeweils einer an die Walze der Fixierstation angedrückten relativ scharfen Vorderkante ausgebildet sind. Die Abstreiffinger können z.B. aus dünnem, relativ elastischem Metall hergestellt sein. Die jeweilige Vorderkante der Abstreiffinger ist gegen die Drehrichtung der Walze der Fixierstation gerichtet, dem der Abstreiffinger zugeordnet ist, und wirkt daher als eine Art Meißel, der jedes an der Walze anhaftende Aufnahmeelement von der Umfangsoberfläche der Walze abstreift.

Wenn jedoch das Bild aus Markierungspartikeln eine besonders hohe Dichte aufweist, kann der Fall eintreten, dass das Aufnahmeelement so stark an einer Walze der Fixierstation haftet, dass es durch den Einsatz der Abstreiffinger nicht vollständig von der Walze abgestreift wird. Wenn ein durch die Fixierstation transportiertes Aufnahmeelement nur von einigen der Abstreiffinger von einer Walze abgestreift wird (und von anderen nicht), so verursacht das Aufnahmeelement einen Stau in der Fixierstation. Dabei wird die auf dem Aufnahmeelement gebildete Abbildung beschädigt, und das Vervielfältigungsgerät fällt aus, bis das Aufnahmeelement aus der Fixierstation entfernt ist. Außerdem bewegt sich das Aufnahmeelement mit der Walze der Fixierstation, an der es haftet, während die abgestreiften Abschnitte des Aufnahmeelements von den nicht abgestreiften Abschnitten des Aufnahmeelements gegen die den abgestreiften Abschnitten zugeordneten Abstreiffinger gedrückt wird. Die durch das Aufnahmeelement auf die Abstreiffinger ausgeübte Andruckkraft kann so stark sein, dass die Abstreiffinger umgebogen werden und unter einem wesentlich größeren Angriffswinkel in Kontakt mit der zugeordneten Umfangsoberfläche der Walze der Fixierstation geraten. Dieser vergrößerte Angriffswinkel kann zu Schäden an der Walze oder am Abstreiffinger selbst führen, da sich dieser in die Umfangsoberfläche der Walze drücken kann. Möglich ist auch, dass das Aufnahmeelement bei seinem Transport durch die Fixierstation beim ersten Kontakt mit den Abstreiffingern eine derartige Kraft auf diese ausübt, dass sich diese in die Richtung aufwölben, die zu einem Umbiegen der Abstreiffinger führt, so dass die Abstreiffinger unter einem vergrößerten Angriffswinkel in Kontakt mit der Walze der Fixierstation geraten. Auch hier kann dieser vergrößerte Angriffswinkel zu Schäden an der Walze oder am Abstreiffinger selbst führen.

In den US-Patenten US 5,532,810 , US 5,589,925 und US 6,029,036 wurde gezeigt, dass ein unerwünschtes Umbiegen von der Abstreiffinger mit Hilfe von in besonders gestalteten Stützkörpern montierten länglichen Abstreiffingern begrenzter Biegsamkeit im Wesentlichen verhindert werden kann. In diesen bekannten Abstreifmechanismen tragen die Stützkörper einen Hauptteil der Abstreiffinger und sind in eine Anstellung an die Fixierwalze verschwenkbar, um das Umbiegen der Abstreiffinger zu begrenzen, wenn diese ein von einer Fixierwalze abzustreifendes Aufnahmeelement kontaktieren. Darüber hinaus werden die Abstreiffinger als einziehbar beschrieben, um Schäden durch gestaute Aufnahmeelemente zu vermeiden.

Ein weiterer Abstreifmechanismus, durch den von mechanischen Abstreiffingern hervorgerufene Probleme beseitigt werden können, sieht auf die Walzen gerichtete Luftströme vor, die ein anhaftendes Aufnahmeelement von den Walzen abstreifen (s. z.B.

US 4,420,152 ). Durch die Entlüftungsventile einer Luftkammer strömt mit hoher Geschwindigkeit Luft aus, um Aufnahmeelemente von den Fixierwalzen zu lösen. Eine solche Anordnung schafft jedoch einen Hochdruckbereich in der Nähe des Fixierspalts und einen Tiefdruckbereich in der Nähe des Luftabstreifers. Daher wird ein gerade von einer Fixierwalze abgestreiftes Aufnahmeelement in die Abstreiferstruktur gezogen. Da sich die Abstreiferstruktur in der Nähe der Fixierwalze befindet, ist die Temperatur der Abstreiferstruktur erhöht. Die heiße Abstreiferstruktur kann also Kratzer auf dem Bild auf des Aufnahmeelements verursachen oder das Aufnahmeelement selbst beschädigen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abstreifmechanismus bereitzustellen, der die Probleme aus dem Stand der Technik nicht aufweist. Diese Aufgabe wird mit dem Abstreifmechanismus gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Hinblick auf die erläuterten Aspekte bezieht sich die Erfindung auf eine Fixierstation mit einem Rollenpaar, das einen Walzenspalt bildet, durch den ein Aufnahmeelement zur permanenten Fixierung eines Markierungspartikelbilds auf dem Aufnahmeelement hindurch geführt wird, und einem Abstreifmechanismus zum Abstreifen eines an einer Walze der Fixierstation anhaftenden Aufnahmeelements von der Walze der Fixierstation. Am Rahmen ist eine Vielzahl von Abstreifanordnungen angeordnet, die jeweils einen Abstreiffinger und einen Stützkörper zum Stützen des mit einer der Walzen in Wirkverbindung stehenden Abstreiffingers umfassen. Die Abstreiffinger sind als längliche, dünne, biegsame Elemente ausgebildet, um Schäden an der zugeordneten Walze der Fixierstation zu vermeiden. Mit der anderen Walze des Walzenpaars der Fixierstation steht eine Luftkammer in Wirkverbindung. Die Luftkammer umfasst eine Düsenanordnung, die in einem Winkel auf die der Luftkammer zugeordnete Walze der Fixierstation gerichtet ist und einen positiven Luftstrom erzeugt, um im Wesentlichen sicher zu stellen, dass ein an der Walze der Fixierstation anhaftendes Aufnahmeelement von dieser abgestreift wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Fixierstation in einem Vervielfältigungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Abstreifanordnung zum Abstreifen von Aufnahmeelementen, wobei einige Elemente zur besseren Darstellung nicht gezeigt sind;
2 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Abstreifanordnung zum Abstreifen von Aufnahmeelementen, wobei einige Elemente zur besseren Darstellung nicht gezeigt sind;
3 eine vergrößerte Draufsicht eines in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Abstreiffingers zum Abstreifen von Aufnahmeelementen;
4, 5 und 7 jeweils eine Seitenansicht einer ähnlich wie die Anordnung in 1 ausgebildeten Abstreifanordnung zum Abstreifen von Aufnahmeelementen in verschiedenen Betriebsarten bei der Entfernung von gestauten Bogen;
8 eine vergrößerte Seitenansicht einer ähnlich wie die Anordnung in 1 ausgebildeten Abstreifanordnung zum Abstreifen von Aufnahmeelementen mit dem von der Anordnung erzeugten Luftstrom;
9 eine vergrößerte Seitenansicht einer ähnlich wie die Anordnung in 8 ausgebildeten Abstreifanordnung, bei der ein Aufnahmeelementstau im Fixierspalt entfernt wird;
10 eine vergrößerte Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abstreifanordnung zum Abstreifen von Aufnahmeelementen mit verbesserter Luftstromführung durch die Anordnung;
11 eine vergrößerte Seitenansicht einer ähnlich wie die Anordnung in 10 ausgebildeten alternativen Abstreifanordnung, bei der ein Aufnahmeelement von einer Fixierwalze abgestreift wird;
12 eine vergrößerte Vorderansicht einer ähnlich wie die Anordnung in 10 ausgebildeten alternativen Abstreifanordnung, bei der ein Aufnahmeelement von einer Fixierwalze abgestreift wird;
13 eine vergrößerte Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abstreifanordnung mit einer Gleitstütze;
14 eine vergrößerte Seitenansicht einer wie die Ausführungsform in 13 ausgebildeten erfindungsgemäßen Abstreifanordnung mit Fingeranschlägen;
15 eine vergrößerte Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abstreifanordnung zum Abstreifen von Aufnahmeelementen; und
16-18 jeweils eine vergrößerte Seitenansicht der in 15 gezeigten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
1 zeigt eine typische Fixierstation 10 für ein herkömmliches elektrofotografisches Vervielfältigungsgerät. Die Fixierstation 10 umfasst eine Fixierwalze 12, die mit einer Andruckwalze 14 einen Walzenspalt bildet. Bei Drehung der Fixierwalzen mit Hilfe eines (nicht gezeigten) beliebigen geeigneten Antriebsmechanismus wird ein ein Markierungspartikelbild I tragendes Aufnahmeelement R durch den Walzenspalt bewegt, in dem es mit Wärme und Druck beaufschlagt wird. Das Aufnahmeelement kann z.B. als ein gewöhnlicher Papierbogen oder als eine Folie ausgebildet sein. Die Markierungspartikel werden durch die Wärme weich und werden durch den Druck in direkten Kontakt miteinander und mit der Oberfläche des Aufnahmematerials gebracht, so dass sie zumindest teilweise in die Aufnahmematerialfasern einziehen. Nach dem Abkühlen sind die Markierungspartikel daher bildweise permanent auf dem Aufnahmeelement fixiert.
Die Fixierwalze 12 umfasst einen Kern 16, der einen zylindrischen Fixieraufzug 18 trägt. Der Fixieraufzug 18 besteht in der Regel aus einem Gummimaterial, das entweder wärmeleitfähig oder wärmeisolierend ist, je nachdem, ob die Fixierwärmequelle sich innerhalb des Kerns 16 oder angrenzend an den Umfang des Aufzugs befindet. In der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmequelle als eine im Innern angeordnete Heizlampe 20 ausgebildet. Auf den Fixieraufzug 18 kann eine (nicht gezeigte) bekannte geeignete Oberflächenbeschichtung aufgebracht sein, welche ein Abschmieren des Markierungspartikelbilds auf der Fixierwalze 12 verhindert.
Die Andruckwalze 14 weist einen harten Mantel 22 auf, der normalerweise aus Metall, z.B. Aluminium oder Stahl, besteht. Auf den Mantel kann ebenfalls eine (nicht gezeigte) bekannte geeignete Oberflächenbeschichtung aufgebracht sein, welche ein Abschmieren des Markierungspartikelbilds auf der Andruckwalze 14 verhindert. Weiterhin kann eine (nicht gezeigte) Reinigungsanordnung vorgesehen sein, welche zurückbleibende Markierungspartikel, Papierfasern und Staub von den Walzen der Fixierstation entfernt.
Wie bereits erläutert, kann es unter bestimmten Umständen vorkommen, dass ein Aufnahmeelement an einer der beiden Walzen der Fixierstation (d.h. der Fixierwalze 12 oder der Andruckwalze 14) anhaftet, z.B. wenn schwere Markierungspartikelbilder fixiert werden. Daher ist ein erfindungsgemäßer Abstreifmechanismus 30 vorgesehen. Der in
1 in Wirkbeziehung zur Fixierwalze 12 dargestellte Abstreifmechanismus 30 umfasst einen an einer Schwenkstange 34 befestigten Rahmen 32. Die Längsachse der Schwenkstange 34 verläuft parallel zur Längsachse der Fixierwalze 12 und hat im Wesentlichen die gleiche Länge wie die Fixierwalze 12. Im Rahmen 32 ist eine Vielzahl von Öffnungen 36 für eine Vielzahl von Abstreiffingeranordnungen 38 vorgesehen (s.
2). Ein elastisches Element 44 (s. 1), z.B. eine Spiralfeder, drängt den Rahmen 32 in eine vorgegebene Richtung um die Schwenkstange 34, so dass die Abstreifanordnungen des Abstreifmechanismus in Wirkverbindung zur Fixierwalze bleiben.
Jede Abstreiffingeranordnung 38 umfasst einen Abstreiffinger 40 und eine Abstreiffingerhalterung 42. Der Abstreiffinger 40 ist als ein längliches, im Wesentlichen flaches, relativ biegsames Element mit einer (z.B. aus einem dünnen Metallblech gebildeten) scharfen, meißelartigen Vorderkante ausgebildet. Die Abstreiffingerhalterung 42 ist als ein Hauptkörper mit Mitteln zum Erfassen und Halten eines Abstreiffingers ausgebildet. Der Körper der Abstreiffingerhalterung 42 umfasst einen Schlitz 42a und eine Vorderkante 42b. Der Schlitz 42a wird an der Schwenkstange 34 aufgenommen, um jede Abstreiffingerhalterung 42 in der Weise angrenzend an eine jeweilige Öffnung 36 zu positionieren, dass die Abstreiffinger 40 durch die Öffnungen auf die Fixierwalze 12 zu verlaufen. Wenn die Abstreiffingerhalterung 42 auf der Schwenkstange 34 montiert ist, bewirkt das elastische Element 44, dass die Vorderkante des Abstreiffingers 40 an der Fixierwalze 12 anliegt, während die Vorderkante 42b normalerweise von der Fixierwalze 12 beabstandet ist. Tritt jedoch, wie bereits erläutert, ein Stau auf, so wird die Abstreiffingerhalterung 42 um die Stange 34 geschwenkt, bis die Vorderkante 42b der Halterung an der Fixierwalze 12 anliegt. Durch diese Begrenzung der Abstreiffingerwirkung werden Schäden an der Fixierwalze 12 oder an den Abstreiffingern 40 selbst im Wesentlichen vermieden.
Wie am besten in 1, 2 und 3 zu sehen ist, sind die Abstreiffinger 40 auf besondere bevorzugte Weise ausgebildet, die am besten für die Anstellung der Finger an die weichere der beiden spaltbildenden Walzen der Fixierstation 10 geeignet ist. Da der Spalt also um die härtere Walze herum gekrümmt ist, wird das Aufnahmeelement beim Austritt aus dem Spalt von der weicheren Walze weg gedrängt, an welche die Abstreiffinger angestellt sind. Die dünnen, biegsamen Finger können unter sehr geringer Belastung der Spitze (2-10 g) sehr dicht an dem Spalt angeordnet sein (vorzugsweise in einem Abstand von 2-5 mm). Die Abstreiffinger sind vorzugsweise lang (mit einer freien Spanne von 25-40 mm) und dünn (0,1-0,13 mm dick). Dadurch, dass die Abstreiffinger 40 sehr dünn sind, ist es möglich, sie sehr dicht am Fixierwalzenspalt zu positionieren. Wenn die Abstreiffinger zudem mit der weicheren Walze zusammenwirken, können sie statt als Abstreifer vielmehr als Führungen für die Aufnahmeelemente dienen. In diesem Fall ist eine hohe Belastung der Spitze nicht nötig, so dass eine Beschädigung der Walzenoberfläche vermieden wird.
Eine derartige Abstreiffingeranordnung funktioniert am besten, wenn die härtere Walze der beiden Fixierspaltwalzen ein Luftmesser 50 (s. 1) zum Ablösen von Aufnahmeelementen von ihrer Oberfläche aufweist.
Das Luftmesser 50 (s. 1) umfasst eine Luftkammer 52 mit einer Düsenanordnung 54. Das Luftmesser 50 ist in einer bestimmten Beziehung zu den Abstreiffingeranordnungen 38 angeordnet, so dass das Luftmesser in Wirkverbindung mit dem Walzenspalt der Fixierstation 10 steht. Die Luftkammer 52 steht in Strömungsverbindung mit einer Druckluftquelle P. Die Düsenanordnung 54 umfasst eine Vielzahl von Düsenöffnungen 56 (von denen in den Zeichnungen nur eine gezeigt ist), die parallel zu einem Element der Andruckwalze 14 angeordnet sind. Die Öffnungen 56 sind in einem Winkel auf die Andruckwalze 14 gerichtet, so dass sie einen positiven Luftstrom auf diese richten, um ein an der Andruckwalze haftendes Aufnahmeelement von der Walze zu lösen.
In 4, 5, 6 und 7 sind verschiedene mögliche Aufnahmeelementstauszenarien dargestellt. In 4 ist ein Ziehharmonika-ähnlicher Stau dargestellt; 5 zeigt einen Unterstau, 6 einen Aufwärtswölbungsstau und 7 einen Abwärtswölbungsstau. Diese möglichen Aufnahmeelementstauszenarien wurden alle getestet, und es wurden weder an den Fixierstationswalzen noch an den Abstreiffingern Oberflächenschäden festgestellt. Durch die äußert biegsamen, dünnen, langen Abstreiffinger 40 wird also das Problem des Fixierstationswalzenverschleißes und -verkratzens beseitigt, da sich die erfindungsgemäßen Abstreiffinger tendenziell unter einer deutlich geringeren Kraft aufwölben als der Kraft, die zu Oberflächenschäden an den Fixierstationswalzen führen würde.
In 8 und 9 ist die Wirkung des vom Luftmesser 50 ausgehenden Luftstroms gezeigt. Das Luftmesser 50 dient dazu, Abstreiferabdrücke auf den Abbildungen im Wesentlichen zu vermeiden. 8 zeigt den Wirbelstrom abgelenkter Luft unter Hochdruck zwischen dem Luftmesser und den Abstreiffingern 40, die zusammen mit dem Halterungskörper 42 eine Führungsplatte für die Aufnahmeelemente bilden. Die Wirkung dieses abgelenkten Wirbelstroms auf ein Aufnahmeelement ist in 9 gezeigt. Das Aufnahmeelement wird nach dem Ablösen von der Walze 14 durch den Luftstrom aus der Druckluftdüse 56 abwärts in Richtung der Walze 12 gelenkt und mittels der Abstreiffinger 40 und der Führungsplatte, welche die Abstreiffinger 40 mit dem Halterungskörper 42 bilden, von der Fixierstation 10 weg nach außen abgelenkt. Wenn das Aufnahmeelement unter Druck gegen die gebildete Führungsplatte gedrückt wird, werden der Bewegung des Aufnahmeelements entgegen gerichtete starke Reibungskräfte erzeugt, die im Aufnahmeelement, insbesondere in dünnem (leichtem) Papier, Wellen erzeugen. Starke Reibungskräfte und Wirbelströme haben tendenziell negative Auswirkungen auf den Transport des Aufnahmeelements nach dem Fixiervorgang.
10-12 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Luftmessers 50', durch welches die bereits erläuterten, durch hohe Reibungskräfte und Wirbelströme verursachten Probleme beseitigt werden. Die Halterungselemente 42' für die mit diesen eine Führungsplatte für Aufnahmeelemente bildenden Abstreiffinger 40' sind derart ausgebildet, dass sie als ein verlängerter Strömungsweg für abgelenkte Luft dienen. Daher ist der Luftstrom von dem Fixierstationswalzenspalt weg stromlinienförmiger (s. 10). Außerdem umfasst das Halterungselement 42' beiderseits des jeweiligen Abstreiffingers eine Vielzahl von reibungsreduzierenden Rippen 58, über die das Aufnahmeelement R' (11 und 12) nach dem Austritt aus dem Fixierstationswalzenspalt geführt wird und die nicht nur die gegen die Aufnahmeelementbewegung gerichteten Reibungskräfte reduzieren, sondern das Aufnahmeelement zusätzlich quer zur Bewegungsrichtung wellen. Dieser Welleffekt dient dazu, dem Aufnahmeelement eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen, wodurch der Transport des Aufnahmeelements sehr gleichmäßig abläuft, während das Aufnahmeelement über die reibungsreduzierenden Rippen gleitet (Falten- und Runzelbildung im Aufnahmeelement werden im Wesentlichen vermieden).
Wie bereits erläutert, werden die Abstreiffinger 40 mittels Federkraft (z.B. durch die Feder 44 in 4) gegen die Fixierstationswalzen gehalten. Bei einem Aufnahmeelementstau werden die Abstreiffinger tendenziell nach unten in die Walzenoberfläche gedrückt, wo sie möglicherweise Schäden an der Walze verursachen. 13 und 14 zeigen eine alternative Ausführungsform der Abstreifanordnung 30'', die außerdem im Wesentlichen verhindert, dass die Abstreiffinger die Fixierstationswalzen verkratzen. Jede der Abstreifanordnungen 30" umfasst einen Gleitmechanismus 60 mit einer Befestigungswelle 62, die an einem an einem Stift 64 um die Stiftachse drehbar befestigten Ende einen Bügel 62a aufweist. Der Stift 64 ist an einem mit dem Rahmen 32" der Abstreifanordnung 30" verbundenen Steg 66 befestigt.
An der Befestigungswelle 62 ist in geeigneten Linearlagern 70 eine Linearführung 68 auf der Befestigungswelle 62 linear bewegbar gelagert. Die Linearführung 48 wird beispielsweise von einer Spiralfeder 72 an den Bügel 62a angestellt, so dass die Linearführung unter normalen Betriebsbedingungen korrekt positioniert ist. An der Linearführung 68 sind mit Hilfe eines Stifts 74 ein jeweiliger Abstreiffinger 40'' und ein Halterungskörper 42'' befestigt. Wenn ein Abstreiffinger 40" von einem Aufnahmeelement kontaktiert wird und ein Stau auftritt, so ist die Linearführung daher auf der Befestigungswelle 62 gegen die Kraft der Feder linear verschiebbar und um den Stift 64 schwenkbar.
Bei der beschriebenen alternativen Ausführungsform einer Abstreifanordnung 30'' gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkt die vom Aufnahmeelement auf die Abstreiffinger 40'' ausgeübte Kraft bei einem Aufnahmeelementstau, dass die Linearführung 8 des Gleitmechanismus 60 verschoben und gedreht wird (d.h. der Neigungswinkel zum Stift 64 wird verändert), wenn die Linearführung zurückgezogen oder verschoben wird, um auf diese Weise die Abstreiffinger von der zugeordneten Fixierstationswalze fern zu halten. Die Bewegung der Abstreiffinger aufgrund der Drehung der Linearführung 68 um den Stift 64 wird von einem Anschlagstift 76 und einer Anschlagsplatte 78 (s. 14) begrenzt. Wenn der Aufnahmeelementstau unterhalb der Abstreiffinger 40'' auftritt, so wird die Bewegung der Abstreiffinger von der Anschlagsplatte 78 begrenzt. Die Anschlagsplatte 78 verhindert, dass die Abstreiffinger (in den Zeichnungen im Uhrzeigersinn) so weit verschwenkt werden, dass sie die obere Walze berühren, während die gestauten Aufnahmeelemente ausreichend Kraft erzeugen, um die Linearführung 68 von den Walzen weg zu drücken. Tritt der Aufnahmeelementstau dagegen oberhalb der Abstreiffinger 40'' auf, so wird die Bewegung der Abstreiffinger vom Anschlagstift 76 begrenzt. Dieser verhindert, dass die Abstreiffinger (in den Zeichnungen gegen den Uhrzeigersinn) so weit verschwenkt werden, dass sie die untere Walze verkratzen, während die gestauten Aufnahmeelemente ausreichend Kraft erzeugen, um die Linearführung 68 von den Walzen weg zu drücken. Darüber hinaus ist der Gleitmechanismus 60 in einer geneigten Ebene (Einstellwinkel) angeordnet, so dass das gestaute Aufnahmeelement entlang der Längsachse der Befestigungswelle 62 genügend Kraft erzeugt, um den Gleitmechanismus (und damit den jeweiligen Abstreiffinger) bei einem Aufnahmeelementstau von den Fixierstationswalzen weg zu bewegen, unabhängig davon, ob der Stau über oder unter den Abstreiffingern auftritt. Die Parameter der Abstreifanordnung, d.h. der Angriffswinkel, der Einstellwinkel und der Neigungswinkel sind im Hinblick auf die Fixierstationswalzengröße und die Geometrie des Spalts optimiert.
In 15-18 sind schematische Darstellungen kritischer Parameter sowie eines Verfahrens zur Bestimmung der bevorzugten Ausgestaltung einer weiteren Ausführungsform der Abstreiffinger 40''' gezeigt. In der in 15 dargestellten normalen Einstellung wird die auf die Abstreiffingerspitzen wirkende Kraft (P) von der Auslenkung des Fingers bestimmt, wenn dieser sich in die Elastomerbeschichtung der Fixierstationswalze 12 drückt. Aufgrund des Widerstands zwischen dem Abstreiffinger und der Walze bei Drehung der Walze in die der Fingerspitze entgegen gesetzte Richtung erzeugt die auf die Abstreiffingerspitzen wirkende Kraft (P) eine Reibungskraft (F). Die Reibungskraft berechnet sich nach der folgenden Gleichung: F = μP, wobei μ der Reibungskoeffizient zwischen dem Abstreiffinger 40''' und der Elastomerbeschichtung ist. Unter normalen Einstellungsbedingungen der Abstreiffinger bezüglich der Walze zum Abstreifen des Aufnahmeelements von der Walze sollte die Fingerstärke (S) größer sein als die Reibungskraft (F) (16). Wenn ein Aufnahmeelementstau auftritt oder ein Aufnahmeelement an der Oberseite des Fingers anhaftet (nicht normale Bedingungen), würde eine zusätzliche Kraft erzeugt, welche die Reibungskraft erhöht, so dass diese die Abstreiffingerstärke übersteigt. Ohne die erfindungsgemäßen Vorkehrungen würde dies dazu führen, dass sich die Abstreiffinger verbiegen oder in die Fixierstationswalzenfläche drücken. Dies hätte selbstverständlich negative Folgen, d.h. entweder die Abstreiffinger oder die Walzenoberfläche würden beschädigt.
Diese (bereits oben definierten) Szenarien nicht normaler Bedingungen sind in 4-7 gezeigt und sind definiert durch die Gleichung S < F = μP + ΔF, wobei ΔF die zusätzliche Kraft ist.
Diese Gleichung zeigt, dass unter diesen nicht normalen Bedingungen ein Verbiegen der Abstreiffinger oder ein Eindrücken in die Walzenoberfläche vermieden werden kann, wenn die Abstreiffingerspitzenkraft reduziert würde. Die vorliegende Erfindung verwendet das Konzept der statisch unbestimmten Struktur: Die Abstreiffingerspitzenkraft wird immer dann reduziert, wenn der Abstreiffinger bei Aufnahmeelementstaus oder an den Abstreiffingern haftenden Aufnahmeelementen aufgrund einer erhöhten Belastung (Reibungskraft) zurück gedrückt wird. Die Reduzierung der Abstreiffingerspitzenkraft erfolgt, da die freie Länge der Abstreiffinger von L auf L1 erhöht wird (wie in 15 gezeigt ist; L1 > L). Mit anderen Worten wird die normale freie Länge L des Abstreiffingers in der Regel von der Spitze des Abstreiffingers zum von einem Querstift 84 definierten mittleren Abstützpunkt gemessen. Während eines Staus bewegt sich der Abstreiffinger jedoch in der Weise, dass er sich vom Querstift 84 trennt. Daher wird die freie Länge L für die Berechnung von der Spitze des Abstreiffingers bis zur Schraubverbindung 86 inklusive des Halterungskörpers 42''' gemessen. Außerdem ist für den Finger eine Bodenstütze 82 vorgesehen, die übermäßiges Verbiegen oder Wölben des Fingers vermeidet und so die Gefahr der Beschädigung des Abstreiffingers oder des Eindrückens der Walzenoberfläche reduziert.
In der normalen Einstellung wird der Abstreiffinger 40''' gegen die Fixierstationswalze 12 und den Querstift 84 gedrückt, um eine vorgegebene Spitzenkraft P (s. 15) zu erzeugen. Die Abstreiffingerspitzenkraft kann (im Wesentlichen näherungsweise) durch die einfache Strahlablenkungsgleichung P = δ3EI/L³ bestimmt werden, wobei E: Elastizitätsmodul; I: Trägheitsmoment; P: Spitzenkraft; L: Strahllänge; 6: Ablenkung bezeichnet.
Wie bereits erläutert, würden die Abstreiffinger rückwärts gedrückt, um sie stärker zu biegen, wenn die Reibungskräfte durch einen Aufnahmeelementstau oder ein an dem Abstreiffinger haftendes Aufnahmeelement reduziert würde. (Dies wäre auch zutreffend für einen Ölmangel an der Walze.) Wenn sich der Finger mehr als in der Ursprungseinstellung (15) biegt, trennt sich der Abstreiffinger 40''' vom Querstift 84. Die freie Spanne des Abstreiffingers wird (wie bereits erläutert) von L auf L1 erhöht (L1 > L), so dass die anhand der obigen Gleichung berechnete Abstreiffingerspitzenkraft die Reibungskräfte reduziert. Folglich wird der Finger versuchen, in seine ursprüngliche Einstellung zurückzukehren (17). Im Falle eines Aufnahmeelementstaus oder bei einem an dem Abstreiffinger haftenden Aufnahmeelement (oder bei fortgesetztem Ölmangel) werden die Reibungskräfte jedoch nicht reduziert, und der Abstreiffinger biegt sich weiter. Bei jeder weiteren Verbiegung wird der Abstreiffinger 40''' schließlich an der Bodenstütze 82 (s. 18) anliegen, die ein Wölben des Abstreiffingers und damit Schäden an den Abstreiffingern oder an der Walze verhindert.

10: Fixierstation
12: Fixierwalze
14: Andruckwalze
16: Fixierwalzenkern
18: Fixieraufzug
20: Heizlampe
22: Andrückwalzenmantel
30: Abstreifmechanismus
30'': Abstreifanordnung
32: Rahmen
32'': Rahmen
34: Schwenkstange
36: Öffnung
38: Abstreiffingeranordnung
40: Abstreiffinger
40': Abstreiffinger
40'': Abstreiffinger
40''': Abstreiffinger
42: Abstreiffingerhalterung
42': Halterungselement
42'': Halterungselement
42''': Halterungselement
42a: Schlitz
42b: Vorderkante
44: elastisches Element
50: Luftmesser
50': Luftmesser
52: Luftkammer
52': Luftkammer
54: Düsenanordnung
56: Düsenöffnung
56': Düsenöffnung
58: Rippen
60: Gleitmechanismus
62: Befestigungswelle
62a: Bügel
64: Stift
66: Steg
68: Linearführung
70: Linearlager
72: Spiralfeder
74: Stift
76: Anschlagsstift
78: Anschlagsplatte
82: Bodenstütze
84: Querstift
86: Schraubverbindung
I: Markierungspartikelbild
L: freie Abstreiffingerlänge
L1: verlängerte Abstreiffingerlänge
P: Druckluftquelle
R: Aufnahmeelement
S: Abstreiffingerdicke

Claims

Abstreifmechanismus für eine Fixierstation (10), wobei die Fixierstation (10) ein Walzenpaar (12, 14), das einen Walzenspalt bildet, durch den ein Aufnahmeelement (R) zur permanenten Fixierung eines Markierungspartikelbilds (I) auf dem Aufnahmeelement (R) hindurch führbar ist aufweist und wobei der Abstreifmechanismus (30) zum Abstreifen eines an einer der beiden Fixierstationswalzen (12, 14) haftenden Aufnahmeelements (R) von der Walze (12, 14) dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifmechanismus einen zu einer Walze (12, 14) des Fixierstationswalzenpaars (12, 14) beabstandet angeordneten Rahmen (32, 32'') aufweist, an dem eine Vielzahl von Abstreifanordnungen (38) angeordnet ist, die jeweils einen Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') und einen Halterungskörper (42, 42'', 42''') umfassen, welcher den Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') in Wirkbeziehung zu. der einen der beiden Walzen (12, 14) hält, wobei der Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') als ein längliches, dünnes, biegsames Element ausgebildet ist, durch das bei einem Aufnahmeelementstau in der Fixierstation (10) eine Beschädigung der zugeordneten Fixierstationswalze (12, 14) im Wesentlichen verhindert wird, und eine mit der anderen Walze (12, 14) des Fixierstationswalzenpaars (12, 14) in Wirkbeziehung stehende Luftkammer (52) mit einer Düsenanordnung (54), die in einem Winkel auf die der Luftkammer (52) zugeordnete Fixierstationswalze (12, 14) gerichtet ist, um einen positiven Luftstrom zu erzeugen, der im Wesentlichen gewährleistet, dass ein an der Fixierstationswalze (12, 14) anhaftendes Aufnahmeelement (R) von dieser abgestreift wird.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') ungefähr zwischen 25 mm und 40 mm lang sind und ungefähr zwischen 0,1 mm und 0,13 mm dick sind.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') ungefähr in einem Abstand zwischen 2 mm und 5 mm zum Fixierstationswalzenspalt angeordnet sind und ihre Spitzenlast auf die ihnen zugeordnete Fixierstationswalze (12, 14) ungefähr zwischen 2 g und 10 g beträgt.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Halterungskörper (42, 42', 42'', 42''') an einem Schwenkpunkt angeordnet ist und in eine vorgegebene Richtung um den Schwenkpunkt gedrängt ist, um die jeweiligen Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') in Anstellung an die ihnen zugeordnete Fixierstationswalze (12, 14) zu positionieren.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (42, 42', 42'', 42''') für die Abstreiffinger (40, 40', 40", 40''') derart ausgebildet sind, dass sie einen verlängerten Strömungspfad für abgelenkte Luft bilden, durch den ein vom Fixierstationswalzenspalt weg gerichteter Luftstrom stromlinienförmig geführt wird.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Halterungskörper (42, 42', 42'', 42''') der Abstreifanordnungen beiderseits der Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') eine Vielzahl von reibungsreduzierenden Rippen (58) aufweisen, über welche ein den Fixierstationswalzenspalt verlassendes Aufnahmeelement (R) zur Reduzierung der gegen die Aufnahmeelementbewegung gerichteten Reibungskräfte und zur Bildung von quer zur Bewegungsrichtung verlaufenden Wellen im Aufnahmeelement (R) geführt wird, um diesem eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen, so dass beim Transport des Aufnahmeelements (R) eine Falten- und Runzelbildung vermieden wird.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Abstreifanordnungen (30, 30'', 38) einen Gleitmechanismus (60) umfassen, der eine Linearführung (68) aufweist, welche linear verschiebbar und drehbar ist, um die Abstreiffinger (40''') im Falle eines Staus von der zugeordneten Fixierstationswalze (12, 14) fern zu halten.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitmechanismus (60) eine Befestigungswelle (62) umfasst, die an einem Ende einen an einem ersten Stift (64) um die Längsachse des ersten Stifts (64) drehbar montierten Bügel (62a) aufweist, wobei der Stift (64) in einem mit dem Rahmen (32) der Abstreifanordnung (30, 30'', 38) verbundenen Steg (66) befestigt ist.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung (68) in Linearlagern (70) auf der Befestigungswelle (62) gelagert ist, so dass die Linearführung (68) auf der Befestigungswelle (62) linear bewegbar ist, wobei weiterhin eine Spiralfeder (72) vorgesehen ist, welche die Linearführung (46) in Anstellung an den Bügel (62a) drängt, um die Linearführung (68) unter normalen Betriebsbedingungen korrekt zu positionieren, und ein jeweiliger Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') und ein Halterungskörper (42, 42', 42'', 42''') mittels eines zweiten Stifts (74) an der Linearführung (68) befestigt sind, und wobei sich die Linearführung (68) gegen die Kraft der Feder (72) linear auf der Befestigungswelle (62) bewegt und um den ersten Stift (64) schwenkt, wenn ein Abstreiffinger (40, 40', 40''', 40''') bei Eintreten eines Staus von einem Aufnahmeelement (R) kontaktiert wird.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreiffingerbewegung aufgrund der Drehung der Linearführung (68) in eine vorgegebene Richtung um den zweiten Stift (74) von einer Anschlagsplatte (78) begrenzt ist, so dass bei Eintreten eines Aufnahmeelementstaus unter den Abstreiffingern (40, 40', 40'', 40''') die Bewegung des Abstreiffingers (40, 40', 40'', 40''') durch die Anschlagsplatte (78) begrenzt ist, um zu verhindern, dass die Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') so weit um den zweiten Stift (74) schwenken, dass sie die obere der Fixierstationswalzen (12, 14) berühren, während das gestaute Aufnahmeelement (R) genug Kraft erzeugt, um die Linearführung (68) von den Fixierstationswalzen (12, 14) weg zu drücken.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreiffingerbewegung aufgrund der Drehung der Linearführung (68) in eine vorgegebene Richtung um den zweiten Stift (74) von einem Anschlagsstift (76) begrenzt ist, so dass bei Eintreten eines Aufnahmeelementstaus oberhalb der Abstreiffinger (40, 40', 40', 40''') die Abstreiffingerbewegung durch den Anschlagsstift (76) begrenzt ist, um zu verhindern, dass die Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') so weit um den zweiten Stift (74) schwenken, dass sie die untere der Fixierstationswalzen (12, 14) verkratzen, während das gestaute Aufnahmeelement (R) genug Kraft erzeugt, um die Linearführung (68) von den Fixierstationswalzen (12, 14) weg zu drücken.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Abstreiffingerhalterungen (42) ein Verbindungsstück, durch welches ein Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') angrenzend an ein Ende des Abstreiffingers (40, 40', 40'', 40''') am Halterungskörper (42, 42', 42'', 42''') befestigt ist, und einen einen mittleren Abstützpunkt für den Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') bildenden Querstift (84) umfasst, wobei sich der Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40'') von dem Querstift (84) weg bewegt, wenn ein Aufnahmeelementstau auftritt oder ein Aufnahmeelement (R) an den Abstreiffingern (40, 40', 40", 40"') anhaftet, so dass eine Reduzierung der Abstreiffingerspitzenkraft eintritt, da sich die freie Länge (L) des Abstreiffingers (40, 40', 40'', 40''') von der Länge (L) gemessen von der Abstreiffingerspitze bis zum vom Querstift (84) gebildeten mittleren Abstützpunkt auf die Länge (L1) gemessen von der Abstreiffingerspitze bis zur Verbindung mit dem Halterungskörper (42, 42', 42'', 42''') erhöht.
Abstreifmechanismus für eine Fixierstation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Abstreiffingerhalterungen (42) weiterhin eine Bodenstütze (82) für den Abstreiffinger (40, 40', 40'', 40''') umfasst, um ein übermäßiges Verbiegen oder Wölben des Abstreiffingers (40, 40', 40'', 40''') zu verhindern, wobei hierdurch die Gefahr der Beschädigung des Abstreiffingers (40, 40', 40'', 40''') und des Verkratzens der Walzenoberfläche reduziert wird.
Fixierstation für ein Vervielfältigungsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstation eine beheizte Fixierwalze (12), eine mit der beheizten Fixierwalze (12) einen Spalt bildende Andruckwalze (14), und einen Abstreifmechanismus mit einem zu einer Walze (12, 14) des Fixierstationswalzenpaars (12, 14) umfasst, wobei es sich bei dem Abstreifmechanismus um einen Abstreifmechanismus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 handelt.