DE2717260C2

DE2717260C2 - Wärmeschmelzfixiereinrichtung für auf einem Aufzeichnungsträger befindliche Tonerbilder

Info

Publication number: DE2717260C2
Application number: DE19772717260
Authority: DE
Inventors: Helmut 8000 München Naeser; Helmut 8080 Fürstenfeldbruck Reichl; Josef 8031 Puchheim Windele
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-04-19
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE2717260A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeschmelzfixiereinrichlung für auf einem Aufzeichnungsträger befindliche Tonerbilder mit einem einen Fixierspalt bildenden Walzenpaar, von dem mindestens die mit Toner in Berührung kommende Fixierwalze erwärmt ist, und mit einer Führungseinrichtung zum Zuführen des Aufzeichnungsträgers zu dem Fixierspalt.

Nichtmechanische Druckgeräte bzw. Kopiergeräte lind aus der Literatur bekannt (z. B. US-PS 38 61 863). Bei diesen Geräten werden auf einen Aufzeichnungsträger, z. B. einer Papierbahn, Tonerbilder zu druckender Zeichen oder wiederzugebender Bilder erzeugt. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß auf einem fotoleitfäliige.i b/w. dielektrischen Aufzeichnungsmaterial, zum Beispiel einer Trommel, elektrofotografisch bzw. elektrofotografische Ladungsbilder der Zeichen oder Bilder erzeugt werden. Diese Ladungsbilder werden in einer Entwicklerstation mit Hilfe von Toner entwickelt. Die Tönerbilder Werden dann in einer Überlragungssta* lion auf ein Bildempfangsmaterial als endgültigen Aufzeichnungsträger übertragen. Um die Tönerbilder verwischfrei zu machen, müssen sie anschließend in einer Fixierstation in den Aufzeichnungsträger einge* schmolzen werden. Selbstverständlich können die Tonerbilder auch direkt auf dem endgültigen Aufzeichnungsträger erzeugt werden.

Fixierstationen, durch die die Tonerbilder in den Aufzeichnungsträger eingeschmolzen werden, sind bereits bekannt (US-PS 38 61863 oder US-PS 33 24 701). Bei diesen bekannten Fixiereinrichtungen läuft der Aufzeichnungsträger zwischen zwei Walzen hindurch, von denen zumindest eine beheizt ist

Durch Wärme und Druck werden dann die Tonerteilchen in den Aufzeichnungsträger eingeschmolzen.

ίο Für hohe Drucklaufgeschwindigkeiten von z. 3.0,7 m pro Sekunde reicht das Fixieren mit zwei Walzen allein nicht mehr aus, um eine gute Fixierqualität zu erreichen. In der US-PS 38 61 863 und DE-OS 24 59 178 ist darum vorgeschlagen worden, vor dem Paar von Walzen eine

is Vorheizeinrichtung anzuordnen. Diese Vorheizeinrichtung besteht aus einem Sattel, über den der Aufzeichnungsträger mit seiner nicht betonerten Seite hinwegläuft Unterhalb des Sattels sind Heizelemente in regelmäßigen Abständen angeordnet, deren Heizstrahlung auf die Unterseite des Sattels gerichtet ist. Dadurch wird der Sattel erwärmt und es kann Wärme von dem Sattel auf den über den Sattel hinweglaufenden Aufzeichnungsträger übertragen werden. Bevor somit der Aufzeichnungsträger zu den Walzen gelangt, ist er

bereits auf eine festlegbare Temperatur vorgeheizt worden. Damit wird die von den Walzen auf den Aufzeichnungsträger zu übertragende Wärmemenge zum Fixieren gering« r.

Wird zur Entwicklung der Ladungsbilder ein Toner

Μ mit hohem Schmelzpunkt verarbeitet, so sind für eine zufriedenstellende Fixierqualität hohe Temperaturen sowohl bei der Vorheizeinrichtung als auch bei dem Walzenpaar erforderlich. Bei dem Sattel der Vorheizeinrichtung ist die Arbeitstemperatur dann so hoch, daß bei

J5 plötzlichem Anhalten des Fixiervorganges der Aufzeichnungsträger, die Papierbahn, gebräunt wird. Bei dem Walzenpaar wird die Matenalgrenztemperatur erreicht.

Aus der DE-AS 1101 148 ist weiterhin eine Einbrennvorrichtung zur Fixierung eines Pulverbildes auf einem Aufzeichnungsträger bekannt. Bei dieser Fixiert'inrichtung ist eine einzige Wulze <. orgesehen, die in ihrem Inneren eine Heizeinrichtung enthält. Der Aufzeichnungsträger wird mit der nichtbetonerten Seite über die Walze hinweggeführt. Zum Andrücken des Aufzeichnungsträgers an die Walze dienen Andrückrollen, die am Rand des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind. Dabei ist es möglich, den Umschlingungswinkel um die Walze zu ändern. Mit dieser Fixiereinrichtung ist ein Fixieren mit hohen Geschwindigkeiten nicht möglich, da die betonerte Seite des Aufzeichnungsträgers nicht in Kontakt mit der beheizten Walze ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Fixiereinrichtung anzugeben, durch die auch Toner mit hohem Schmelzpunkt bei hoher Fixiergeschwindigkeit verarbeitet werden kann, ohne daß unzulässig hohe Temperaturen bei dem Walzenpaar und der Vorheueinrichtung erforderlich sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Führung so ausgebildet ist.

daß sie den Aufzeichnungsträger vor dem Fixierspalt mit seiner Tonerbildseite mit der beheizten Fixierwalze in Berührung bringt.

Die Vergrößerung des Umschlingungswinkels kann mit Hilfe einer bekannt ausgeführten Vorheizeinriclv tung erreicht werden. Die Führungseinrichtung besteht dann aus dem an sich bekannten, als VörheizeinfichlUng ausgebildeten Sattel, über den der Aufzeichnungsträger nriit seiner Rückseite geführt ist und der Sattel reicht mit

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seinem dem Walzenpaar zugewandten Ende bis an die beheizte, mit dem Tonerbild zu kontaktierende Fixier walze heran und ist an seinem anderen Ende zur Einstellung des Umschlingiingswinkels um eine Achse in Richtung der Fixierwalze fest verschwenkbar gelagert, ϊ

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung besteht darin, daß der Aufzeichnungsträger mit seiner betonerten Seite an die Fixierwalze, die beheizt ist, w angelegt wird, bevor er zwischen den Walzen hindurchläuft Dadurch wird der Toner zusätzlich direkt von der Fixierwalze vorgewärmt. Die Folge ist, daß sowohl für die Vorheizeinrichtung als auch für die Walzen zum Einschmelzen des Toners in den Aufzeichnungsträger geringere Temperaturen nötig sind.

Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Figur dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Dabei ist die Figur nur prinzipiell ausgeführt, um das Wesentliche der Erfindung darzustellen. Der Aufbau der 1» Vorheizeinrichtung und der Walzen ist z. B. aus den oben angegebenen Literaturstellen bekannt.

Die Fixiereinrichtung besteht aus einer Fi\ierwal/e FWl, einer Walze FW2 und aus der Vorheizeinrichlung VH. Von den Walzen ist zumindest die Fixierwalze >-, FWl beheizt. Dazu sind im Inneren der Fixierwalze FWl Heizqueilen HQ angeordnet. Die Walze FW2 muß nicht beheizt sein, ihre Funktion besteht gewöhnlich darin, einen Aufzeichnungsträger AT, /.B. eine Papierbahn, an die Fixierwalze TWl anzudrücken. Sie m kann bekanntere eise so gelagert sein, daß sie von der Fixierwalze FWl abgeschwenkt bzw. an diese angeichwenki werden kann.

Die Vorheizeinnchtung VA besteht aus einem Sattel SA, z. B. einer konvex ausgeführten Metallplatte, η unterhalb des Sattels SA angeordneten Heizquellen HQ und einem evtl. hinter den Heizqueilen HQ angeordneten Reflektor RF. Der genauere Aufbau der Vurheizein richtung VH ist /um Verständnis der Erfindung nicht erforderlich.

Der Aufzeichnungsträger A T läuft mit seiner nicht betonerten Seite über die Vorhei/.einrichtung VH und gelangt anschließend zwischen die beiden Walzen FW1 und FWl. Dabei liegt der Aufzeichnungsträger AT zunächst im Kontaktbereich WK der beiden Walzen FWl und FW2 an der beheizten Fixierwalze FW I an Der Aufzeichnungsträger AT umschlingt also die Fixierwalze FWl mit einem Umschlingungswinkel. Durch die von der Fixierwalze FWl auf den Aufzeichnungsträger AT übertragene Wärme und durch Druck wird der T">ner in den Aufzeichnungsträger A Feingeschmolzen.

Der Umschlingungswinkel, in der Figur mit χ bezeichnet, wird nun bei der Fixiereinrichtung vergrößert. Dies erfolgt mit Hilfe der Vorheizeinrichtung VH. Durch die Vergrößerung des Umschlingungswinkels <\ liegt der Aufzeichnungsträger mit seiner betonerten Seite länger an der Fixierwalze FWl an. Er wird also durch die Fixierwalze FWl ebenfalls vorgeheizt, bevor er in den Kontaktbereich WK zwischen den beiden Walzen gelangt und dort durch Druck und Wärme endgültig in den Aufzeichnungsträger /^eingeschmolzen wird. Zu der Vorerwärmung des Aufzeichnungsträgers durch die Vorheizeinrichtung VH tritt also eine weitere Vorerwärmung durch die Fixierwalze Wl ein.

Die Vergrößerung des Umschlingungswinkels \ mit Hilfe der Vorheizeinrichtung VH wird dadurch erreicht, daß der Sattel SA der Vorheizeinrichtung mit seinem einen Ende bis an die Fixierwalze FVKl heranreiche Der Sattel 54 ist an seinem anderen Ende in einer Achse S gelagert Durch Drehung um die Achse B kann der Sattel SA an die Fixierwalze FVKl angenähert oder von dieser entfernt werden. Wird der Sattel SA der Fixierwalze FWl angenähert, dann wird der Umschlingungswinkel et vergrößert wird dagegen der Sattel SA von der Fixierwalze FWl entfernt, dann verringert sich auch der Umschlingungswinkel cc und wird evtl. zu Null; der Aufzeichnungsträger löst sich von der Fixierwalze FWl.

Die ürciiung des Sattels SA. die im Ausführungsbeispiel zu einer Drehung der gesam._t:i Vorheizeinrichtung VH führt, kann mit der Schwenkjewegung der Walze FW2 gekoppelt werden. Während der Zvrit. während der nicht fixiert werden soll, wird naml'ch die Walze von der Fixierwalze FWl abgeschwenkt. Dies kann -^ geschehen, daß die Walze FW2 in einer Schwinge SCl gelagert ist. die um eine Achse A drehbar ist. Die Schwinge SCl liegt an einer Kurvenscheibe KV an, /.B. unter Einwirkung einer Feder FE Durch Drehung der Kurvenscheibe K l'dreht sich auch die Schwinge SCl um ihre Achse A. Damit kann die Walze FW2 von der Fixierwalze FW1 entfernt oder dieser genähert werden.

Die Schwinge SCl kann nun mit einer /vvciten Schwinge SC2 gekoppelt sein, die mit der Vorheizeinrichtung VH und zwar mit dem Sattel SA verbunden ist. Damit wird die Bewegung der Schwinge SCl auch auf die Schwinge SC2 gleichsinnig übertragen. Wird die Walze FW2 von der Fixierwalze FWl abgeschwenkt. so wird auch gleichzeitig der Sattel SA von der Fixierwalze FWl entfernt. In der Figur ist die Aroeitsstellung von Walze FW2 und Sattel SA ausgezogen, die abgeschwenkte Stellung dagegen gestrichelt dargestellt.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung bestehen darin, daß der Toner von der Fixierwalze direkt vorgewärmt wird und damit der Aufzeichnungsträger nicht so stark durch die Vorheizeinrichtung vorgewärmt werden muß. Das bedeutet Energieersparnis. Zudem ermöglicht die Fixiereinrichtung bei kleiner Baugröße einen Fuierbetrieb mit hochschmelzendem Toner. Durch die direkte Vorwärmung des Toners ¹St ein Fixierbetrieb bis zu einem Papiergewicht von 160 Craiiim pro qm möglich, ohne daß die Heizleistung verstärkt werden müßte. Durch die Vorheizeinrichtung und den verhältnismäßig großen Umschlingungswinkel wird ein stabiler und faltenfreier Aufzeichnungsträgerverlauf durch die Fixiereinrichtung gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ι. Wärmeschmelzfixiereinrichtung für auf einem Aufzeichnungsträger befindliche Tonerbilder mit einem einen Fixierspalt bildenden Walzenpaar, von dem mindestens die mit dem Toner in Berührung kommende Fixierwalze erwärmt ist, und mit einer Führungseinrichtung zum Zuführen des Aufzeichnungsträgers zu dem Fixierspalt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung so ausgebildet ist, daß sie den Aufzeichnungsträger (A T) vor dem Fixierspalt mit seiner Tonerbildseite mit der beheizten Fixierwalze (FW 1) in Berührung bringt
2. Fixiereinrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung aus einem an sich bekannten, als Vorheizeinrichtung ausgebildeten Sattel (SA) besteht, über den der Aufzeichnungsträger (AT) mit seiner Rückseite geführt ist, und daß der Sattel (SA) mit seinem dem Walzenpaar (FWi, FW2) zugewandten Ende b's an die beheizt·? mit dem Tonerbild zu kontaktierende Fixierwalze (FWl) heranreicht und an seinem anderen Ende zur Einstellung des Umschlingungswinkels um eine Achse (B) in Richtung der Fixierwalze (FW 1) verschwenkbar gelagert ist.
3. Fixiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Sattels (FA) um die Achse (ti) mit Hilfe einer ersten mit dem Sattel (SA) verbundenen Schwinge (SC2) erreichbar ist.
4. Fixiereinrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die die tonerlreie Rückseite des Aufzeichnungsträgers (AT) kontaktierende Walze (FW2) in einer zweiter. Schwinge (SCl) gelagert ist. die an einer Kurvenscheibe (K V)anliegt, und daß die erste Schwinge (SC2) mit der zweiten Schwinge (SCl) gekoppelt ist, so daß diese Walze (FW2) und der Sattel (SA)gleichsinnige Bewegungen durchführen.