DE2457088B2

DE2457088B2 - Vorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Bildempfangsmaterial

Info

Publication number: DE2457088B2
Application number: DE2457088A
Authority: DE
Inventors: Thomas Fairport N.Y. Lynch (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1974-12-03
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2457088A1; BR7409313A; JPS5090341A; GB1470107A; US3849907A; NL7414375A; CA1045672A; FR2253234B1; JPS5817951B2; FR2253234A1; DE2457088C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Bildempfangsmaterial, mit einem im wesentlichen geschlossenen Fixiergehäuse, in welchem wenigstens ein Heizstrahler sowie eine eine Saugeinrichtung aufweisende Vakuumhalteeinrichtung angeordnet sind, und mit einem hinter dem Ausgangsspalt des Fixiergehäuses angeordneten Transportwalzenpaar.

In derartigen Vorrichtungen wird das Bildempfangsmaterial beim Fixieren relativ hoch erhitzt, um das Tonermaterial zu schmelzen. Bei dieser Erwärmung wird ein Teil der im Bildempfangsmaterial, beispielsweise einem Papierbogen, enthaltenen Feuchtigkeit ausgetrieben. Je nach Menge der ausgetriebenen Feuchtigkeit kommt es zu Schrumpfvorgängen bezüglich der Längen- oder Breitenabmessung des Blattes; auch ein Einrollen des Blattes wird häufig beobachtet. Dadurch, daß sich ein Bildempfangsmaterial wirft und aufrollt, werden jedoch Störungen im Betrieb der Kopiermaschinen herbeigeführt Kopiermaschinen, die auf Vorder- und Rückseite des Bildempfangsmaterials Kopien aufbringen, verlangen insbesondere ein Bildempfangsmaterial mit konstanten Abmessungen und ohne Verwerfungen und Aufrollerscheinungea

In den US-PS 28 07 703 sowie 3807 704 rind Fixiervorrichtungen beschrieben, bei welchen das Tonerbild auf dem Bildempfangsmaterial selektiv auf seinen Schmelzpunkt erwärmt wird, während das Bildempfangsmaterial als solches auf einer Temperatur gehalten wird, die weit unterhalb des Schmelzpunkts der Tonerteilchen ist Dabei wird die Temperatur des Bildempfangsmaterials unterhalb der Siedetemperatur von Wasser gehalten, so daß kein nennenswerter Feuchtigkeitsverlust aus den einzelnen Blättern des Bildempfangsmaterials auftritt In den genannten Patentschriften sind Mittel zur erhöhter Konvektion, wie Ventilatoren und Gebläse sowie Kühleinrichtungen und dergleichen beschrieben, um die Temperatur so gering wie möglich zu halten. Zum Erwärmen der Tonerteilchen über ihre Schmelztemperatur sind Fokussiereinrichtungen vorgesehen, die die Strahlungsenergie auf die gewünschten Stellen des Bildempfangsmaterials bündeln.

Die bekannten Vorrichtungen sind für das Kopieren von Karteikarten bestimmt, wo in der Regel nur relativ geringe Tonermengen auftreten, verglichen mit Kopien für andere Zwecke. Dichtere Tonerbilder fordern jedoch größere Mengen an Tuner^ilchers, was wiederum eine größere Wärmemenge zum Schmelzen der Tonerteilchen erforderlich macht.

Aus der US-PS 38 49 905 ist eine Fixiervorrichtung bekannt, bei welcher in der Nähe der Fi^ierzone eine Abdichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die

« Luftströmung in dieser Zone so herabgesetzt wird, daß sich das Bildempfangsmaterial nur noch wenig oder gar nicht aufrollt. Die Abdichtungen bestehen aus streifenartigen Teilen aus einem polymeren Kunststoff. Aufgrund der auftretenden hohen Temperaturen haben

■to diese Kunststoffteilchen jedoch eine nur geringe Lebensdauer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fixiervorrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Fixiergehäuse und wenigstens einer Walze des Transportwalzenpaares eine die durch die Saugeinrichtung in dem Fixiergehäuse erzeugte Luftströmung herabsetzende Bürstendichtung angeordnet ist.

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß zusätzlich zwischen der anderen Walze des Transportwalzenpaares und dem Fixiergehäuse eine weitere Bürstendichtung angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann die Fixiervorrichtung eine vor dem Eintrittsspalt des Fixiergehäuses angeordnete Vakuumtransporteinrichtung aufweisen und kann zwischen dem Fixiergehäuse und der Vakuumtransporteinrichtung eine die Luftströmung durch den Eintrittsspah herabsetzende Dichtungseinrichtung vorgesehen sein. Außerdem hat

fao es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß in Anpassung an dem Fixiergehäuse benachbarte Geräteteile einer Kopiervorrichtung vor dem Eingangsspalt des Fixiergehäuses ein der. Eingangsspalt gegenüber einem durch die Saugeinrichtungen erzeugten Luftstrom abschir-

b> mendes Leitelement angeordnet ist, welches den Luftstrom auf das für die Saugeinrichtung der Vakuumtransporteinrichtung erforderliche Volumen begrenzt und von dem F.ingangsspalt des Fixiergehäu-

2»

2^r>

ses in Richtung auf die Saugeinrichtung der Vakuumtransporteinrichtung lenkt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer mit der erfindungsgemäßen Pudereinrichtung versehenen Kopiermaschine,

Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines DiIdempfangsmaterials im aufgerollten Zustand, ι ο

F i g. 3 eisen Schnitt durch die Fixiervorrichtung und

Fig.4 eine perspektivische Darstellung einer Bürstendichtung.

F i g. 1 zeigt eine Fixiervorrichtung 1 zum Fixieren eines Tonerbildes auf ein Blatt 2 eines Bildempfangsma- ι ■> terials. Die Fixiervorrichtung 1 weist eine Heizvorrichtung 3 auf, die eine Strahlungswärmequelle 4 hat, die auf das Blatt einwirkt Die Heizvorrichtung 3 bildet eine Schmelzzone 5, in der die Wärmequelle 4 wirksam ist, um das Bild auf dem Blatt 2 zu fixieren. In der Schmelzzone 5 ist eine Luftströmung vorhanden, die durch Einflüsse innerhalb und/oder außerhalb der Heizvorrichtung 3 hervorgerufen sein kann. Erfindungswesentlich sind die Vorrichtungsteile, die im Zusammenwirken mit der Heizvorrichtung 3 das Einrollen des Blattes 2 während des Fixierens reduzieren. Diese Anordnung 6 umfaßt vorzugsweise wenigstens eine Abdichtung in der Form eines bürstenartigen Elemente· nächst der Schmelzzone 5, die die Luftströmung durch die Zone auf ein Volumen beschränkt, bei dem das «> Einrollen des Blattes wesentlich reduziert wird.

Vermutlich beruht das Rollen des aus Papier bestehenden Bildempfangsmaterials nach dem Fixieren auf einer plastischen Deformation des Papierblattes.

Die Rollung ist wahrscheinlich das Resultat von r> Spannungen, die dem Blatt im Zusammenhang mit dem Feuchtigkeitsgradienten über die Blattdicke aufgeprägt werden. Die Erfindung ist nicht darauf gerichtet, eine Rollung zu vermeiden, die durch mechanische Deformation induziert wird, wie sie in der Kopiermaschine -to vorkommen kann; eine solche Deformation kann zu einem Einrollen in jeder Richtung je nach der Richtung der Deformation führen. Ein Beispiel dafür ist eine Rollung, die durch eine mit einer Schmelzrolle arbeitende Fixiervorrichtung induziert wird.

Die Hauptursache für die Spannungen ist der Feuchtigkeitsgradient, der die Oberseite des Blattes stärker schrumpfen läßt als die Blattunte.seite. Der Feuchtigkeitsgradient wird durch den Temperaturgradienten, den anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt und den w Feuchtigkeitsentzug bestimmt. In vielen Fällen ist der Feuchtigkeitsentzug beträchtlich. Durch eine Vakuumtransporteinrichtung kann die Rollung noch verstärkt werden, indem die Entfeuchtungsgeschwindigkeit durch die stärkere Luftströmung in der Schmelzzone gestei- v-, gert wird. Die Entfeuchtungsgeschwindigkeit ist in der Oberfläche des Blattes wesentlich größer, wodurch ein größerer Feuchtigkeitsgradient zustande kommt, der zu stärkeren Spannungen und einer stärkeren Deformation des Blattes führt. Weitere Aspekte des Mechanismus, wi der die Rollung der Blätter verursacht, sind in der US-PS 28 07 703 beschrieben.

In Fig. 2 ist ein Blatt 2 des Bildempfangsmaterials nach dem Fixieren mittels einer herkömmlichen Vorrichtung dargestellt. Das Blatt 2 hat an seinem f> hinteren Randteil 8 eine merkliche Krümmung von etwa 37 mm. Diese Art von Krümmung 7 eines Blattes 2 wird von einer Vorrichtung 10 erzeugt, wie sie genauer anhand der F i g. 1 beschrieben wird, wenn keine das Rollen verhindernde Maßnahmen getroffen sind. In anderen Vorrichtungen kann die Krümmung 7 mehr oder weniger ausgeprägt sein. Es kann eine Krümmung 7 am Hinterrand 8 und/oder am Vorderrand 9 des Blattes 2 geben. Nach der Lehre der Erfindung ist es auf jeden Fall möglich, eine beim Fixieren im Blatt 2 hervorgerufene Krümmung oder Rolltendenz weitgehend oder ganz zu beseitigen, wenn diese Rolltendenz andere Ursachen hat als eine mechanische Deformation.

In Fig. 1 ist eine automatische Kopiermaschine 10 gezeigt, die eine erfindungsgemäß verbesserte Fixiervorrichtung 1 enthält Die Kopiermaschine 10 der F i g. 1 veranschaulicht die verschiedenen Komponenten, die zur Herstellung von Kopien eines Originals dienen. Die erfindungsgemäße Fixiervorrichtung 1 ist zwar in besonderem Maße zur Verwendung in einer automatischen Kopiermaschine geeignet, wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, läßt sie sich aber auch ebensogut in einer Vielfalt von Maschinen verwenden, in denen ein Tonerbild auf einem Blatt fixiert wird, und ist daher nicht auf das spezielle, hier gezeigte Beispiel beschränkt.

Die Kopiermaschine 10 der Fig. 1 verwendet zur Bildaufzeichnung eine Trommel 11, deren Umfang mit einem geeigneten photoleitfähigen Material 12 überzogen ist. Ein Beispiel für ein geeignetes photoleitfähiges Material ist in der US-PS 29 70 906 beschrieben. Die Trommel 11 ist mittels einer Welle 13 in dem nicht gezeigten Maschinenrahmen drehbar gelagert und dreht sich in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung. Dabei führt sie ihre Bildträgerfläche durch mehrere Bearbeitungsstationen. Zum Antrieb und zur Bewegungskoordination der verschiedenen zusammenwirkenden Maschinenkomponenten ist eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung vorgesehen. Auf diese Weise wird eine getreue Reproduktion der Eingabeinformation des Originals auf ein Blatt 2 eines Bildempfangsm?terials aufgezeichnet.

Die verschiedenen Bearbeitungsstationen zur Herstellung einer Kopie eines Originals sind in Fig. I als Blöcke A bis üfdargestellt. In der Aufladestation A wird gleichmäßig auf die photoleitfähige Fläche 12 der Trommel U eine elektrostatische Ladung aufgebracht. Dann dreht sich die Trommel 11 zu einer Belichturigsstation B weiter, wo die aufgeladene photoleitfähige Fläche 12 mit der Eingabeinformation des Originals belichtet wird.

Nach der Belichtung dreht die Trommel 11 das auf der photoleitfähigen Fläche 12 aufgezeichnete latente elektrostatische Bild zu einer Entwicklungsstation C weiter, in der auf die photoleitfähige Fläche 12 ein gebräuchliches Entwicklergemisch aufgebracht wird, das das latente Bild sichtbar macht.

Das entwickelte Bild auf der photoleitfähigen Fläche 12 wird dann mit einem Blatt 2 eines Bildempfangsmaterials in einer Übertragungsstation D in Kontakt gebracht und das Tonerbild wird von der photoleitfähigen Fläche 12 auf die in Kontakt stehende Seite des Blattes 2 übertragen. Das Bildempfangsmaterial kann Papier, Kunststoff usw. sein. Nachdem das Tonerbild auf das Blatt Bildempfangsmaterial 2 übertragen ist, wird das Blatt mit dem darauf befindlichen Tonerbild zu einer Heizeinrichtung 3 weitertransportiert, die das überträgene Tonerbild auf dem Blatt fixiert. Nach dem Fixieren wird das Blatt 2 von Rollen 14 vorgeschoben und dann von Rollen 15 zu einem Ausgabetrog 16 befördert, aus dein es von dem Maschinenwärter weggenommen

werden kann.

Die erfindungsgemäße Kopiermaschine kann auch derart gebaut sein, daß sie Bildempfangsmaterialblätter 2 von unterschiedlicher Länge aufnehmen und verarbeiten kann. Die Länge des Blattes 2 wird natürlich von der Größe der Eingabeinformation des Originals, wie sie auf der photoleitfähigen Fläche 12 aufgezeichnet ist, bestimmt. Zu diesem Zweck ist eine Papierkassette 17 zweckmäßigerweise verstellbar konstruiert, so daß Blätter unterschiedlicher Länge und Breite aufgenommen werden können. Für den Betrieb wird die Papierkassette 17 mit einem Stapel von Blättern 2 bestimmter Größe gefüllt und in die Maschine eingeschoben, wobei sie auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) entlanggleitet, die die Kassette in die richtige Lage zu zwei Zuführroüen i8 bringt, wenn die Kassette die richtige Lage zu den Zuführrollen einnimmt, wird das oberste Blatt des Stapels mit Hilfe zweier Ausrichtrollen 19 vom Stapel abgesondert und in die Übertragungsstation Dvorgeschoben.

Die vorstehende Beschreibung genügt, um die allgemeine Funktion der automatischen Kopiermaschine 1 zu verdeutlichen, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt werden kann.

In F i g. 3 ist derjenige Teil der Kopiermaschine 10 von F i g. 1, der die erfindungsgemäße Fixiervorrichtung

1 enthält, genauer dargestellt. F i g. 3 gibt eine Seitenansicht wieder, wobei ohne weiteres klar ist, daß sich die Fixiervorrichtung über das ganze Blatt senkrecht zur Papierebene der F i g. 3 erstreckt. Das Blatt 2 fällt, nachdem es die Übertragungsstation D der F i g. 1 passiert hat und sich von der photoleitfähigen Fläche 12 gelöst hat, auf eine Vakuumtransporteinrichtung 20 in Form eines Vakuumbandes herab, das das Blatt direkt zur Fixiervorrichtung 1 befördert.

Die Fixiervorrichtung 1 weist in dem dargestellten Beispiel einen Heizstrahler 3 auf. Der Strahler 3 hat einen geheizten Tisch 30, der an einer solchen Stelle angebracht ist, daß er mit der bildfreien Seite des Blattes

2 in Koniakt kommt und das Blatt über den Tisch gleitet, während es durch die Fixierzone transportiert wird. Der geheizte Tisch 30 ist derart konstruiert, daß zwischen dem Tisch und dem Blatt 2 ein ausreichender Wärmefluß zustande kommt, um die Temperatur des Blattes rasch auf eine Höhe etwas unter der Schmortemperatur des Blattes ansteigen zu lassen. Dadurch, daß man die Temperatur des Blattes in dieser Weise steuert, wird die Möglichkeit, daß das Blatt während des Fixierens als Kühlkörper wirkt, minimal gehalten. Die Strahlungswärmequelle zum Schmelzen liefert eine IR-Quarzlampe 31, die in einem Reflektor 32 gegenüber dem geheizten Tisch derart angeordnet ist, daß sie mit der Bildseite des Blattes 2 thermisch zusammenwirkt. Der Spektralbereich der Lampe 31 liegt vorzugsweise in einem Bereich, wo der Toner stark absorbiert und das Bildempfangsmaterial 2, das Papier sein kann, verhältnismäßig gering absorbierend ist Demzufolge erwärmt sich der Toner sehr rasch auf die gewünschte Schmelztemperatur, während das das Tonerbild tragende Blatt 2 auf einer verhältnismäßig w niedrigen Temperatur bleibt Auf der Rückseite des Reflektors 32 ist eine Kühlkammer 33 mit Zwangsluftströmung vorgesehen, um den Strahler 3 im Betrieb zu kühlen.

In dem Tisch 30 ist ein Heizelement 34 untergebracht, um den Tisch während der Wartezeiten auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Wenn die Quarzlampe 31 eingeschaltet wird, wird das Vorwärm-Heizelement abgeschaltet und der Tisch 30 empfängt seine Wärme unmittelbar von der Quarzlampe.

Der Vorderrand des bildtragenden Blattes 2 wird durch einen Einlaß 35 in die Schmelzzone 5 geschober und gleitet über den Tisch 30 und durch einen Auslaß 36 zwischen zwei zusammenwirkenden Transportrollen 40 und 41, die eine Flammenlöschvorrichtung darstellen Die untere Löschrolle 41 hat eine solche Lage, daß ihr Umfang tiefer liegt als die Ebene des Tisches 30, so ciaD die Löschrollen 40 und 41 das Blatt 2 in Gleitkontakt mit dem Tisch 30 halten. Außerdem wird das Blatt noch durch Saugwirkung am Tisch 30 gehalten, die über eine Saugkammer 37 und Saugöffnungen 38 im Tisch zustande kommt.

Die Löschrollen 40 und 41 schieben das Blatt entlang einer Leitplatte 42 vorwärts in den Spalt zweier Vorschubrollen 43, die das Blatt in den Ausgabetrog 16 ablegen. Der Ausgabetrog 16 weist einen nach ober geneigten Boden 44 und einen nach oben gebogener Randanschlag 45 auf.

Die Vorschubrollen 43 haben die Aufgabe, das Blatt ΐ in den Ausgabetrog 16 zu befördern. Zudem weisen die Vorschubrollen 43 einen kompakten Vortriebsmechanismus 46 auf, der das Blatt 2 rasch und wirksam geger den Anschlag 45 zur Anlage bringt. Der Vortriebmecha nismus ist in der deutschen Patentanmeldung P 23 632 248 genauer beschrieben.

In dem Beispiel der F i g. 3 ist eine Vakuumtransporteinrichtung 20 mit einer Saugeinrichtung 21 vorgesehen die Luft in, durch oder zwischen die Transportbänder 2i saugt und die an irgendeine gebräuchliche Unterdruckquelle (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Die Saugeinrichtung 21 wirkt mit den Bändern 22 zusammen, um eir Blatt 2 in festem Kontakt mit diesen zu hallen. Die Saugeinrichtung 21 stellt jedoch nur einen von vieler möglichen äußeren Einflüssen in der Maschine 10 dar die eine Luftströmung durch die Schmelzzone i verursachen können. Die Saugeinrichtung 21 saugt Lufi durch eine nicht gezeigte öffnung ein. Die Luft fließi durch verschiedene Kanäle, die von den Bestandteiler und Stationen der Maschine gebildet werden. Di« Transportbahn stellt einen der Kanäle für die Luftströmung zur Saugeinrichtung 21 dar. Beim Fehlen dei erfindungsgemäßen Anordnung 6 wird Luft durch der Strahler 3 gesaugt, um den Bedarf der Saugeinrichtung 21 zu befriedigen, wie dies durch die Pfeile 5( angedeutet ist. Diese Luftströmung hat zwar einerseit; die günstige Auswirkung, das Blatt 2 vor seinei Aufnahme in den Löschrollen 40 und 41 zu kühlen andererseits jedoch einen schädlichen Effekt, weil sie eine starke Rollung des Blattes während des Schmelzens verursacht.

In dem Heizstrahler 3 ist auch noch eine interne Ursache für eine Luftströmung durch die Schmelzzone ί vorhanden. Diese besteht aus einer Reihe vor öffnungen 38 in dem Tisch 30, die mit einei Saugeinrichtung, zu der eine Kammer 37 gehört, ir Verbindung stehen. Zweck dieser öffnungen 38 ist es ein durch Saugkraft wirkendes Festhaltemittel zu bieten, um das Blatt 2 während seines Durchgangs durch die Fixiervorrichtung in Kontakt mit dem Tisch 30 zu halten. Wenn das Blatt diese Öffnungen nicht abdeckt entsteht ein merklicher Luftstrom. Die Richtung diesel Luftströmung ändert sich, je nachdem ob das Blatt das Fixiergehäuse betritt oder verläßt Eine weitere interne Ursache für eine Luftströmung stellen die dei Heizvorrichtung selbst zugehörigen Konvektions-Luftströme dar.

Wie man sieht, kommt also durch äußere und innere Einflüsse eine Luftströmung durch die Schmelzzone zustande. Vermutlich genügt jedoch bereits einer dieser Einflüsse, um eine Luftströmung zu verursachen.

Die Temperatur- und Feuchtigkeitsgradienten in dem aufgeheizten Teil des Blattes 2 treten nur während einer äußerst kurzen Zeitspanne auf, etwa Bruchteile einer Sekunde lang. Wenn also das Blatt während dieser Zeitspanne in ausreichendem Maß gehalten werden kann oder wenn die Geschwindigkeit, mit der Feuchtigkeit während dieser Zeitspanne abgedampft wird, reduziert werden kann, kann die Rollung 7 vermindert werden.

In der dargestellten Vorrichtung 1 kommt es ohne die Anordnung 6 zu einem beträchtlichen Rollen des Hinterrandes 7 der Blätter, wie in Fig. 2 gezeigt. Am Vorderrand 9 tritt keine ausgeprägte Rolltendenz ein aufgrund der Wechselwirkung der Vakuumtransporteinrichtung 20 mit dem Blatt 2. Vermutlich verhindert die Vakuumtransporteinrichtung 20 eine unter dem Einfluß der Feuchtigkeitsgradienten auftretende Deformierung des Blattes 2. Wenn jedoch das Blatt 2 die Vakuumtransporteinrichtung 20 verläßt, ist der Hinterrand 8 des Blattes nicht mehr ausreichend festgehalten und rollt sich ziemlich stark, wie dies beispielsweise in F i g. 2 gezeigt ist.

Wenn der Vorderrand 9 des Blattes 2 in die Schmelzzone 5 eintritt, verschließt das übrige Blatt einige der Saugöffnungen (nicht gezeigt) in der Oberseite der Vakuumtransporteinrichtung 20, wodurch die Luftströmung durch die Schmelzzone 5 reduziert wird. Während das Blatt 2 durch die Schmelzzone 5 weiterwandert, werden mehr und mehr Saugöffnungen von dem Blatt 2 freigegeben, speziell diejenigen nächst dem Heizstrahler 3, wodurch die Luftströmung durch die Schmelzzone verstärkt wird. Dies ist wohl ein Hauptgrund für die ausgeprägte Rollung des Hinterrandes 8 und der unmerklichen Rollung des Vorderrandes 9 bei Verwendung der dargestellten speziellen Vorrichtung.

Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung 6 zur Verhinderung des Rollens vorgesehen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Dichtungen 61, 62, 63 und 64 nächst der Schmelzzone umfaßt, welche geeignet sind, die Luftströmung in der Schmelzzone auf ein Ausmaß zu beschränken, bei dem die Rolltendenz des Blattes wesentlich reduziert oder ganz unterbunden ist. In der Vorrichtung 1, in deren Schmelzzone 5 der Einfluß der Vakuumtransporteinrichtung 20 vorhanden ist, bewirkt die Anbringung der Dichtung 61 zwischen dem Fixiergehäuse 65 und der oberen Transportrolle 40 an der Auslaßseite eine wesentliche Verminderung des Rollens im Vergleich zu der gleichen Vorrichtung ohne die Dichtung 61. Experimentell hat sich herausgestellt, daß die Verminderung der Rollung durch diese Dichtung 61 etwa 60% oder mehr ist Weitere Verminderungen der Rolltendenz können durch zusätzliche Dichtungen 62,63 und 64 erzielt werden; so ergibt beispielsweise die untere Dichtung 62 zwischen dem unteren Gehäuseteil 66 und der unteren Transportrolle 41 eine weitere Verminderung der Rollung um 5 bis 10% oder mehr. Es hat sich wegen des Einflusses der Vakuumtransporteinrichtung 20 auf die Schmelzzone als günstig erwiesen, stromaufwärts vom Strahler 3 in der Dichtung 63 zwischen der Heizvorrichtung und der Reinigungsstation E Schlitze oder Löcher 67 vorzusehen. Dies ermöglicht die Luftströmung, aus dem Kanal 68 in Richtung des Pfeiles 69 zu der Saugeinrichtung 21 zu fließen, wodurch sich der Luftdurchsatz durch die Schmelzzone reduziert. Die Anbringung der Löcher 67 in dieser speziellen Dichtung 63, die auch zur Führung des Blattes dient, liefert eine Verminderung der Rollung um weitere 15%. Schließlich liefert eine Dichtung 64 zwischen der Vakuumtransporteinrichtung 20 und dem unteren Teil 66 des Schmelzers 3 noch eine gewisse, jedoch nicht bedeutende Verbesserung von weniger als 5%.

ίο Es ist klar, daß die in Fig. 3 gezeigte Fixiervorrichtung Abdichtungen zwischen dem stromabwärts liegenden Blatttransport 40 und 41 und dem Strahler 3 braucht, um die Rollung 7 herabzusetzen oder zu unterbinden. Wenn die Vakuumtransporteinrichtung 20 oder eine andere äußere Quelle für eine merkliche Luftströmung durch die Schmelzzone nicht stromaufwärts sondern stromabwärts vom Heizstrahler angeordnet wäre, wären natürlich die wirksamen Abdichtungen zur Reduzierung der Luftströmung nicht die stromabwärtigen Dichtungen 61 und 62, sondern die stromaufwärts gelegenen Dichtungen 63 und 64. In diesem Fall müßte die Dichtung 63 zwischen dem oberen Teil des Gehäuses 65 und dem angrenzenden Gehäuse Eundurchlässig sein, wogegen die Dichtungen 61 und 62 auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers nach Wunsch durchlässig sein könnten.

In dem gezeigten Beispiel übt die interne Saugeinrichtung 37 und 38 keinen Einfluß auf das Ausmaß der entstehenden Rollung aus. Eine Regulierung der Saugkraft dieser Einrichtung kann im Zusammenwirken mit den Dichtungen 61 —64 dazu beitragen, die Luftströmung durch die Schmelzzone 5 zu reduzieren. Eine Verstärkung der Saugkraft würde die von dem Feuchtigkeitsgradienten verursachte Deformation hem-

i^r> men, sie würde jedoch auch die am Blatt 2 wirkenden Verzögerungskräfte verstärken, so daß sich das Blatt in der Schmelzzone festsetzen könnte, was unerwünscht ist.

Die Lage der Dichtungen 61—64 muß je nach den

4« Luftströmungsverhältnissen in der Vorrichtung, in der der Strahler 3 verwendet wird, bestimmt werden und Dichtungen 61—64 können an einer oder an allen gezeigten Stellen angebracht werden, um die Luftströmung durch die Schmelzzone zu reduzieren. Die wichtigsten Dichtungen sind diejenigen an der bildtragenden Seite des Blattes 2 bei einer Vorrichtung 10, in der das Blatt über einen Tisch 30 geleitet wird, da an dieser Seite des Blattes die stärkste Luftströmung auftritt.

5(i Erfindungswesentlich ist, daß wenigstens eine der Dichtungen 61—64 aus einem länglichen Element mit bürstenartiger Konfiguration besteht. Die Dichtungen 61 —64 erstrecken sich wenigstens mit der S-chmelzzone in Querrichtung gemeinsam (d. i. in senkrechter Richtung zur Papierebene der F i g. 3). In F i g. 4 ist eine solche Dichtung 100 gezeigt Die Dichtung 100 weist eine Rückleiste 101 auf, aus der mehrere längliche Borsten 102 bürstenartig vorstehen. Die Borsten 102 können einzelne Fasern oder Faserbüschel aus bei-

w spielsweise Garnflor sein. Die Dichte der Borsten muß so gwählt sein, daß sie praktisch eine Abdichtung für den Luftstrom bilden. Vorzugsweise sollen sie eine Luftströmung durch den abgedichteten Kanal verhindern.
Die Rückleiste 101 besteht vorzugsweise aus einer Kombination eines Metallteils 103 und eines Kunststoffteils 104 an den Borsten 102. Die Borsten 102 sind in das Kunststoffteil 104 eingewoben und der Metallteil 103 ist über den Befestigungsteil 104 gekröpft, um die

ίο

mechanische Festigkeit zu erhöhen.

In der Vorrichtung der Fig.3 ist die obere Rolle 40 eine frei mitlaufende Rolle. Wenn die Dichtung 100 zwischen einer freilaufenden Rolle 40 und dem Heizstrahler 3 angebracht wird, muß eine zu dichte Bürste vermieden werden, da sonst die freilaufende Rolle eine Hemmung erfährt, die eine gleichmäßige Rotation verhindert.

Durch die Bürstenkonfiguration anstelle eines streifenartigen Teils kann die Lebensdauer der Dichtungen 61 —64 wesentlich verlängert werden. Die bürstenartige Dichtung 100 erfordert für die Borsten 102 nicht das gleiche Ausmaß an Elastizität wie für das Material von Dichtungsstreifen notwendig ist. Die Elastizität der einzelnen Borsten 102 wird durch die zusätzliche Abstützung durch benachbarte Borsten erhalten.

In der gezeigten Vorrichtung sind an der oberen Rolle 40 mehrere auf dem Umfang beabstandete Rippen 47 vorgesehen, um Flammen wirksam auszulöschen und dabei eine Ablagerung von Toner an der oberen Rolle zu vermeiden. Eine streifenartige Dichtung läßt einen Spalt von weniger als 0,76 mm zwischen der Dichtung 61 und der Nabe der Rolle 40 frei, der eine leichte Luftströmung durch den gedichteten Luftkanal erlaubt. Diese Luftströmung hat sich als sehr leicht erwiesen und nicht stark genug, um eine merkliche Rollung zu verursachen. Es ist jedoch erwünscht, den Kanal zwischen der Rolle 40 und dem Strahler 3 vollständig abzudichten. Eine bürstenartige Dichtung 100 leistet eine vollständige Abdichtung dieses Kanals, da die Borsten 102 sich der Kontur der Rollenoberfläche anpassen und daher die Einsenkungen zwischen den Rippen 47 füllen, so daß der Luftkanal praktisch vollständig verschlossen ist.

In der Vorrichtung 1 sind bürstenartige Dichtungen 100 zwischen der oberen und unteren Transportrolle 40 und 41 auf der stromabwärtigen Seite des Strahlers 3 verwendet, wogegen eine streifenartige Dichtung 64 auf der stromaufwärtigen Seite des Schmelzers zwischen dem unteren Teil 66 des Schmelzers und der Vakuumtransporteinrichtung 20 vorgesehen ist. Man kann also nach der Lehre der Erfindung nach Wunsch sowohl eine bürstenartige Dichtung 100 als auch eine Streifendichtung 63 verwenden.

Die streifenartige Dichtung 63 besteht aus einem länglichen streifenartigen Teil aus einem elastischen Material, das einseitig in Richtung gegen die Transportelemente 40, 41 oder 20 belastet ist und sich über den betreffenden Spalt zwischen dem Transport und dem Schmelzer erstreckt. Wie die bürstenartige Dichtung 100 können auch die streifenartigen Dichtungen an dem Schmelzer auf beliebige Weise befestigt sein. Vorzugsweise sind die Dichtungsstreifen aus einem polymeren Material, wie Polytetrafluoräthylen und Polyethylenterephthalat.

Eine praktische Ausführung für eine bürstenartige Dichtung 100 bestand aus hitzebeständigem Kunststoff mit einer Florgarnstärke von 2/10; die rückwärtige Halterung war eine Leinwandbindung; die Fadenzahl für die Florzieche betrug 6,25 ± 0,25 pro 25 mm und für die Florenden 24 ± 1 pro 25 mm; die Anzahl der Garnbüschel betrug 150 ± 8% pro 6,5 cm² und die Bürste hatte ein Tigergewebe. Eine derartige Bürste hat sich als effektiv erwiesen, wie aus dem folgenden Beispiel hervorgeht.

Bei einem Heizstrahler 3 mit einem Spalt zwischen dem Tisch 30 und dem Reflektor 32 von etwa 3,2 mm und einer Länge senkrecht zur Papierebene der F i g. 3 von etwa 38 cm kommt es zu einer Luftströmung von weniger als etwa 5,7 dmVmin, bei der die Rollung wesentlich reduziert oder ganz unterbunden ist. Wenn die Dichtungen 61 —63 entfernt werden, beträgt die Luftströmung durch den gezeigten Schmelzer etwa 141 dm³/min.

Für die meisten Heizstrahler sollte die Luftströmung unter etwa 28,3 dmVmin und vorzugsweise unter etwa 5,7 dmVmin gehalten werden, um die Rollung zu reduzieren oder zu beseitigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Bildempfangsmaterial, mit einem im wesentlichen geschlossenen Fixiergehäuse, in welchem wenigstens ein Heizstrahler sowie eine eine Saugeinrichtung aufweisende Vakuumhalteeinrichtung angeordnet sind, und mit einem hinter dem Ausgangsspalt des Fixiergehäuses angeordneten Transportwalzenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fixiergehäuse (65) und wenigstens einer Walze (40) des Tiansportwalzenpaares (40, 4!) eine die durch die Saugeinrichtung (37) in dem Fixiergehäuse erzeugte Luftströmung herabsetzende Bürstendichtung (61) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen der anderen Walze (41) des Transportwalzenpaares (40, 41) und dem Fixiergehäuse (65, 66) eine Bürstendichtung (62) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vor dem Eintrittsspah des Fixiergehäuses (65) angeordnete Vakuumtransporteinrichtung (20) aufweist und daß zwischen dem Fixiergehäuse und der Vakuumtranspoi (einrichtung eine die Luftströmung durch den Eintrittsspalt herabsetzende Dichtungseinrichtung (64) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Anpassung an dem Fixiergehäuse (65) benachbarte Geräteteile einer Kopiervorrichtung vor dem Eingangsspalt des Fixiergehäuses ein den Eingangsspalt gegenüber einem durch die Saugeinrichtungen erzeugten Luftstrom abschirmendes Leitelement (63) angeordnet ist, das den Luftstrom auf das für die Saugeinrichtung der Vakuumtransporteinrichtung (20) erforderliche Volumen begrenzt und von dtrn Eingangsspalt des Fixiergehäuses in Richtung auf die Saugeinrichtung der Vakuumtransporteinrichtung lenkt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstendichtung (61, 62) mit Borsten (102) aus einem Kunststoff versehen sind.