DE2528107C2 - Schmelzvorrichtung zum Fixieren von Tonerbildern - Google Patents

Description

sehen in F i g. 3 von links, und

F i g. 6 eine Schnittansicht der in der Schmelzvorrichtung vorgesehehenen Einwegkupplung.

In F i g. 1 ist in einer Prinzipdarstellung ein Kopiergerät dargestellt, bei welchem die erfindungsgemäße Schmelzvorrichtung verwendet werden kann. Das Kopiergerät verwendet zum Aufzeichnen des Bildes eine Trommel 10, die auf ihrem äußeren Umfang mit einem geeigneten photoleitenden Material 11 überzogen ist Die Trommel iO ist in einem nicht gezeigten Maschinenrahmen mittels einer Welle 12 gelagert und dreht sich in der durch den Pfeil 13 angegebenen Richtung, um die bildtragende Fläche nacheinander durch mehrere Bearbeitungsstationen zu führen.

Die Trommel führt die photoleitende Fläche 11 durch eine Aufladestation A, wo die photoleitfähige Fläche 11 gleichmäßig elektrisch aufgeladen wird.

Danach dreht sich die Trommel 10 weiter zur Belichtungsstation B, wo ein latentes elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird. In der Station Cwird das latente Bild mit einem gebräuchlichen Entwicklergemisch sichtbar gemacht

Das entwickelte Bild wird dann auf ein Trägermaterial 14 in einer Übertragungsstation D übertragen. Das Trägermaterial wird aus einer Kassette 18 mit einem Blattstapel 19 und Zuführrollen geeignet über entsprechende Ausrichtrollen 21 an die Übertragungsstation gefördert Nachdem in der Übertragungsstation D das Bild von der Fläche 11 auf das Trägermaterial 14 übertragen worden ist, wird das Trägermaterial (im folgenden auch Blatt genannt) zur Schmelzvorrichtung 15 weitertransportiert, die das Pulverbild aufschmelzt Nach dem Schmelzprozeß wird das endgültige Bildträgermaierial 14 durch eine Reihe von Rollen 16 zu einem Kopierpapierbehälter 17 gefördert, aus dem es später von einem Maschinenwärter entnommen werden kann. Die sich weiterdrehende Trommel wird in der Station ff von haften gebliebenen Tonerteilchen befreit

Im folgenden wird die Schmelzvorrichtung nun detaillierter beschrieben.

Die Schmelzvorrichtung 15, die genauer in den F i g. 2 bis 4 dargestellt ist, weist eine geheizte Schmelzrolle 30 und eine Stützrolle 32 auf, die zusammen einen Spalt 33 zwischen sich bilden, durch den das mit Tonerbildern belegte Kopierpapier läuft, wobei die Tonerbilder mit der Schmelzrolle 30 in Kontakt kommen.

Zur Halterung der Schmelzvorrichtung 15 in der Kopiermaschine ist eine U-Schiene 34 (F i g. 3) vorgesehen Die Stützrolle 30 wird von zwei Stützen 36 getragen, die an der U-Schiene 34 mit Winkeleisen 38 befestigt sind, deren unterer Steg an der U-Schiene 34 angeschweißt oder sonstwie geeignet befestigt ist Zwei Kugellager 40 sind an den Stützen 36 vorgesehen und werden von Sicherungsringen 42 gehalten. Die Stützrolle kann von beliebiger geeigneter Konstruktion sein, beispielsweise ein Stahlzylinder; vorzugsweise besteht sie aus einem starren Stahlkern 46, auf dem eine elastomere Schicht 48 angebracht und fixiert ist. Zur Lagerung der Stützrolle 30 sind zwei Wellenstumpfenden 49 des Kerns 46 in den Lagern 40 aufgenommen. Eine geeignete Stützrolle hat ein Gesamtmaß von annähernd 40 mm einschließlich eines Überzuges aus einem geeigneten elastomeren Hochtemperaturmaterial, beispielsweise Fluorsilikon oder Silikongummi, von 2,5 mm Dicke. Die speziellen Abmessungen der Stützrolle werden von den Anforderungen der spezielles Kopiermaschine vorgeschrieben, in der die Schmelzvorrichtung 15 verwendet wird, und sind je nach der Prozeßgeschwindigkeit der Maschine größer oder kleinen fn dem gezeigten Beispiel beträgt die Länge der Rolle annähernd 40 cm, um für die verschiedenen Papiergrößen auszureichen.

Zwei Stützen 50 (F i g. 2) mit der allgemeinen Form eines E, ähnlich den Stützen 36, dienen zur Halterung der Schmelzrolle in der Schmelzvorrichtung 15. Zu diesem Zweck sind zwei Kugellager 52, eines in jeder Stütze 50, vorgesehen, die in den betreffenden Stützen mit Hilfe von Sicherungsringen 54 festgehalten werden.

Zwei Endkappen 55 sind auf einem Kern 56 in Form eines Hohlzylinders (F i g. 3 und 4) angebracht, der Teil der Schmelzrolle 30 ist und verschmälerte Teile 57 hat, die in den Lagern 52 zur Lagerung der Schmelzrolle aufgenommen sind. Ein Heizelement 58 ist im Inneren des Kerns 56 angebracht, um die Wärmeenergie zur Erhöhung der Temperatur des Kerns auf die Betriebstemperatur zu liefern. Das Heizelement kann irgendein geeigneter Heizer zur Erhöhung der Oberflächentemperatur des Zylinders auf die Betriebstemperaturen sein, die etwa bei 140 bis 143°C liegen. Der Heizer kann beispielsweise eine Quarzhülle haben, in der ein Wolframwiderstandselement angebracht ist Der Kern 56 ist aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt, das die Wärme gut zur Außenfläche des Kerns leitet Typisehe Materialien sind eloxiertes Aluminium und seine Verbindungen, Stahl, rostfreier Stahl, Nickel und seine Verbindungen, nickelplattiertes Kupfer, chromplattiertes Kupfer, Kupfer und seine Verbindungen. Die Konstruktion hat einen Außendurchmesser von etwa 38 mm und eine Länge, die gleich derjenigen eier Stützrolle ist.

Der Energiebedarf für eine solche Konstruktion beträgt etwa 420 Watt Spitzenlast bei einer durchschnittlichen Last von 320 Watt und bei 100 Watt im Ruhezustand.

Das Heizelement 58 ist im Inneren des Kerns 56 mit Hilfe zweier Federstützen 60 abgestützt, die mit Isolierblöcken 62 an den Stützen 50 befestigt sind. Die freien Enden der Federn, die das Heizelement tragen, sind zur Lagefixierung mit einer Kugel 64 versehen, während das andere Ende der Feder mit einem elektrischen Anschluß 66 in Kontakt ist, an den nicht gezeigte elektrische Leitungen zur Zuführung der elektrischen Energie zum Heizelement angeschlossen sind. Die Anschlußblöcke können an den Stützen auf eine beliebige Weise befestigt sein, etwa mit Hilfe von Schrauben. Die Federstützen und die Anschlüsse sind vorzugsweise am Anschlußblock festgenietet.

Die Achse der Stützrolle ist, wie aus der beschriebenen Stützröllenhalterung hervorgeht, relativ zur U-Schiene 34 fixiert Die Schmelzrolle ist jedoch derart

so gehaltert, daß ihr Andruck an der Stützrolle justierbar ist, um die Länge des zwischen den beiden Rollen geformten Spaltes 33 verändern zu können. Zu diesem Zweck sind die Stützen 30 für die Schmelzrolle an den Stützen 36 für die Stützrolle mit Hilfe zweier Biegeteile 112 befestigt, die an den Stützen 36 und 50 mittels Hc-lteplatten 114, Paßstiften 116 und Kopfschrauben 118 festgemacht sind. Die Biegeteile 112 sind vorzugsweise aus Federstahl; sie haben eine verhältnismäßig geringe Dikke, sind jedoch aufweichend kräfiig, um die Stützen der Schmelzrolle an den Stützen der Stützrolle schwenkbar zu haltern. Mittels Zylinderschrauben 120 mit Innensechskant und im Handel erhältlicher Druckfedern 122, die sich an den oberen Flanschen 51 der Stützen 50 für die Schmelzrolle abstützen, wird am Spalt eine Andruckkraft in der G ößenordnung von 68 kg vorgesehen. Die Schrauben 120 sind in Gewindelöcher unterer Flansche 126 eingeschraubt, die an den Stützen 36 der Stützrolle starr befestiet sind. Durch Verstellen der Zv-

linderschrauben 120 gegen die Kraft der Federn 122 läßt sich der Spaltdruck verändern, um den gewünschten Spalidruck herzustellen.

Das Kopiepapier 14, daß die aus Toner 124 gebildeten geschmolzenen Bilder trägt, wird durch eine untere 5 Führungsplatte 128 (Fig.4) und eine obere Führungsplatte 130 transportiert. Die untere Führungsplatte wird von Stützen 129 getragen, die an den Stützen 36 der Stützrolle angefügt sind, und die obere Führungsplatte 130 ist an der Ankerstange 106 befestigt. Hierzu ist an 10 der Platte 130 ein im wesentlichen U-förmiger Flansch 132 angeformt, der einen offenen Bereich hat und unter einem spitzen Winkel zur Platte angeordnet ist. Damit das Kopiepapier auf einer vorgeschriebenen Bahn entlangläuft, zu der der Raum zwischen der unteren und 15 oberen Führungsplatte gehört, sind mehrere im wesentlichen L-förmige Abstreiffinger 134 (Fig.4) vorgesehen, vorzugsweise zwei.

Um die Schmelzrolle und die Stützrolle in Drehung zu versetzten, ist der Hauptantrieb der Maschine mit der Schmelzrolle über ein Antriebskettenrad 160 gekuppelt, das mit einem angetriebenen Kettenrad 161 über eine Einwegkupplung 162, eine Buchse 164 und eine Stummelachse 166 verbunden ist (Fig.6). Das angetriebene Kettenrad 161 ist über eine Kette 172 mit einem weiteren Kettenrad 170 gekuppelt, das auf der Welle der Schmelzrolle 30 angebracht ist. Die Einwegkupplung 162 verbindet den Eingang von dem Hauptantrieb der Maschine mit der Schmelzrolle derart, daß sich die Schmelzrolle und die Stützrolle unabhängig von den für den Antrieb der Schmelzrolle vorgesehenen Kettenrädern drehen kann. Falls es im Betrieb der Maschine zu einer Blockierung kommt, kann ein Kopieblatt, das bereits durch den Spalt der Schmelzvorrichtung 15 eingelaufen ist. von Hand aus der Schmelzvorrichtung herausgezogen werden, wobei zugleich die Tonerbilder auf dem Kopieblatt fixiert werden. Im Gegensatz zu den bisher in dem xerographischen Verfahren verwendeten Konstruktionen der Schmelzeinrichtungen kann also eine Kopie, die bereits ihren Lauf durch die Schmelzeinrichtung begonnen hat, aber noch nicht vollständig fixiert ist, gerettet werden, weil sie auch bei einer Stokkung des Papierdurchgangs fertig fixiert wird.

Ein Deckel 174 schützt die Schmelzeinrichtung vor Verunreinigungen. Wie aus Fig.5 ersichtlich, hat der Deckel einen gegabelten Flanschteil 176, in dem ein an der Stütze 50 sitzender Stift 178 aufgenommen ist. Es sind rwei solche Flansche und Stifte vorgesehen, einer auf jeder Seite der Schmelzeinrichtung. Ein nach der Seite stehender Flansch 180 hat ein Loch, durch das eine Schraube 181 gesteckt ist, die in einem Gewindeloch eines Flansches 182 aufgenommen ist

Der Deckel wird also durch die mit den Stiften zusammenwirkenden gegabelten Flansche und die Schraube 181 festgehalten. Wie Fig.3 zeigt, hat der Deckel eine schräge Oberfläche 184 und an deren rechtem Ende eine Öffnung 186, durch die die Dämpfe aus der Schmelzvorrichtung austreten können. Zwei nach unten stehende Flansche 190 dienen zusammen mit an der Ankerstange 106 befestigten Stiften 192 zur weiteren Befestigung des Deckels.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

65

Claims (6)

1 2 welchem sich Tonerpartikel befinden. Durch den AnPatentansprüche: preßdruck und die Beheizung einer der beiden Rollen werden die Tonerpartikel auf dem Papier fixiert, so daß

1. Schmelzvorrichtung zum Fixieren von Toner- dann hinter der Schmelzvorrichtung die fertige Kopie bildern auf Kopieblättern, mit einer beheizten 5 erhalten wird.

SchmelzroUe und einer elastischen Stützrolle und Während die Achse der Schmelzrolle starr in einem

mit einem Antrieb zum Drehen der Rollen, da- Rahmen gelagert ist, ist die elastische Stützrolle in einer

durch gekennzeichnet, daß für die Rollen Halterung gelagert, die ein deutliches Abschwenken der

(30,32) eine Halterung (34,36,50) vorgesehen ist, die Stützrolle gegenüber der Schmelzrolle ermöglicht, wo-

diese (30, 32) ständig miteinader in Druckkontakt 10 durch der Spalt zwischen den beiden Rollen vergrößert

hält und daß eine Einwegkupplung (162) vorgesehen bzw. geöffnet wird.

ist, die eine Drehung beider Rollen (30,32) unabhän- Diese Stützrolle wird jedesmal dann von der

gig von dem Antrieb ermöglicht, so daß ein Kopie- SchmelzroUe wegbewegt, wenn die letzte Kopie in ei-

blatt von Hand zwischen den Rollen durchgescho- nem kontinuierlichen Kopiervorgang hergestellt wor-

ben werden kann, während zugleich die Tonerbilder i> den ist

auf dem Kopieblatt fixiert werden. Um dies zu ermöglichen, ist eine relativ komplizierte

2. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Aufhängung der Stützrolle erforderlich, weil deren Haigekennzeichnet, daß die Halterung eine Basis (34), terung es einerseits ermöglichen muß, daß sie weggedie einen im wesentlichen ebenen Teil hat und ein schwenkt werden kann, andererseits aber muß während erstes Paar von Stützen (36), die an der Basis (34) 20 des Kopiervorgangs auch ein ausreichend fester Anstarr befestigt sind, umfaßt, wobei die Stützrolle (32) druck gegen die SchmelzroUe durch die Halterung eran ihren beiden Enden von den beiden ersten Stüt- zeugt werden. Eine derartige Konstruktion ist daher zen (36) abgestützt ist sowie ein zweites Paar von nicht nur kompliziert, sondern auch in der Herstellung Stützen zur Lagerung der SchmelzroUe (30) auf- teuer.

weist, und daß das zweite Stützenpaar (50) an einer 25 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die

Seite des ersten Stützenpaares (36) angelenkt ist und bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß einerseits

daß Elemente (120,122) zur _;Erzeugung eines Kon- die Rollenandruckvorrichtung vereinfacht wird, ande-

taktdruckes zwischen den Rollen (30,32) vorgesehen rerseits aber auch eine einfache Papierstaubeseitigung

sind, die auf der anderen Seite der Rollen (32, 30) möglich ist

angebracht sind. 30 Erfindungsgemäß wird bei einer Schmelzvorrichtung

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- der eingangs genannten Art diese Aufgabe dadurch gezeichnet, dif die beiden Stützen des zweiten Stüt- löst, daß für die Rollen eine Halterung vorgesehen ist, zenpaares (50) über eine AnVerstange (106) mitein- die diese ständig miteinander in Druckkontakt hält und ander verbunden sind. daß eine Einwegkupplung vorgesehen ist, die eine Dre-

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch 35 hung beider Rollen unabhängig von dem Antrieb ergekennzeichnet, daß die Anlenxung des ersten und möglicht, so daß ein Kopieblatt von Hand zwischen den des zweiten StStzenpaares durch eine Blattfeder Rollen durchgeschober, werden kann, während zugleich (112) vorgenommen ist. die Tonerbilder auf dem Kopieblatt fixiert werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, Mit dieser Lösung werden einerseits SchmelzroUe dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des 40 und Stützrolle die geanze Ztit miteinander in Kontakt Kontaktdruckes zwei verstellbare Schrauben (120) gehalten, d. h., es ist nicht mehr vorgesehen, die Rollen und Federn (122) vorgesehen sind und daß die ver- gegeneinander zu öffnen oder zu schließen, wie das bisstellbaren Schrauben das erste Stützenpaar (36) mit her im Stand der Technik der Fall war. Eine derartige dem zweiten Stützenpaar (50) auf der der Anlen- Halterung kann in sehr einfacher Art und Weise konkung gegenüberliegenden Seite verbinden. 45 struiert werden und vereinfacht und verbilligt dement-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, sprechend die Herstellung der Schmelzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum Dre- Darüber hinaus sorgt die Einwegkupplung dafür, daß hen der Rollen ein erstes Kettenrad (170) aufweist, sich auch in dem Fall, daß sich Papier zwischen den das an einer der Rollen befestigt ist, sowie eine Welle Rollen festklemmt, eine Papierstaubeseitigung dann oh-(166), die zwei Kettenräder (160, 161) trägt, weiche 50 ne weiteres möglich ist, weil aufgrund der Einwegkupp^{über die} Einwegkupplung (162) miteinander gekup- lung das Papier dann herausgezogen werden kann. Dapelt sind, wobei das erste Kettenrad (170) mit einem bei ergibt sich außerdem noch der Vorteil der automati-(161) der beiden Kettenräder gekuppelt ist und das s^hen Fixierung.

andere (160) der beiden Kettenräder mit einem Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in

Hauptantriebsmotor gekuppelt werden kann. 55 den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den

Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeipiele weiter

erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines xerographi-

Die Erfindung betrifft eine Schmelzvorrichtung zum 60 sehen Kopiergerätes, das eine erfindungsgemäße Fixieren von Tonerbildern auf Kopieblättern, mit einer Schmelzvorrichtung enthält,

beheizten SchmelzroUe und einer elastischen Stützrolle Fig.2 eine Aufsicht der in Fig. 1 enthaltenen

und mit einem Antrieb zum Drehen der Rollen. Schmelzvorrichtung,

Eine derartige Schmelzvorrichtung ist aus der US-PS F i g. 3 eine rechte Seitenansicht der Schmelzvorrich-

94 417 bekannt. Diese Schmelzvorrichtung weist eine 65 tungvon Fig. 2,

beheizte Rolle auf, die oberhalb einer elastischen Stütz- F i g. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der

rolle achsparallel angeordnet ist. Die beiden Rollen defi- F i g. 3,
nieren einen Spalt, durch den Papier gefördert wird, auf F i g. 5 eine Seitenansicht der Schmelzvorrichtung ge-