DE3232369C1

DE3232369C1 - Fixiereinrchtung zum Fixieren von Tonerbildern in einer mit Fixiermitteldampf angereicherten Atmosphaere

Info

Publication number: DE3232369C1
Application number: DE3232369A
Authority: DE
Inventors: Hans 8031 Seefeld Manzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1982-08-31
Publication date: 1984-03-01
Also published as: GB8322973D0; JPS5964866A; GB2125736A; GB2125736B; US4503625A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Fixiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

In Kopiergeräten und nichtmechanischen Schnelldruckern kann das auf einen Aufzeichnungsträger, ζ. B. auf eine Papierbahn, umgedruckte Tonerpulver mit Hilfe von Lösungsmitteldampf fixiert werden. Bei diesem als Kaltfixierung bekannten Verfahren wird das mit schwarzem Kunststoffpulver bedeckte Endlospapier durch eine Kammer geführt, in welche eine mit Lösungsmittel angereicherte Atmosphäre ein Anlösen der Kunststoffteilchen und somit eine vernetzende Verklebung mit dem Papier bewirkt. Zur Versorgung der Fixierstation mit Lösungsmitteln wurde bereits vorgeschlagen (DE-OS 31 17 071), ein Tanksystem zu verwenden. Bei diesem Tanksystem ist der Fixierstation selbst vorgelagert ein Einspritztank, über den flüssiges Fixiermittel auf eine heiße Platte in der Fixierstation aufgespritzt wird und dadurch verdampft wird. Die Einspritzung erfolgt in Abhängigkeit von einem Niveaupegelsensor, der den Niveaupegel des Fixiermittels auf einen Sollwert regelt. Die Fixierstation selbst enthält eine Kältefalle, an der sich das verbrauchte Fixiermittel niederschlägt und dabei mit Wasser vermischt. Eine zusätzliche Fixiermittelrückgewinnungsanlage mit einem darin enthaltenen Wasserabschalter ermöglicht die Rückgewinnung des Fixiermittels durch Abscheiden des Wassers, wobei dann über ein Pumpsystem das Lösungsmittel wieder dem Einspritztank der Fixierstation nach entsprechender Filterung zugeführt wird. Darin wird es mit dem aus auswechselbaren Flaschen zugeführten neuem Fixiermittel vermischt.

Ein wesentlichens Problem beim Transport des Lösungsmittels, das einen ausgesprochenen niederen Siedepunkt aufweist, entsteht beim Einsatz von herkömmlichen Flüssigkeitspumpen darin, daß der saugseitige Unterdruck dieser Pumpen evtl. auch in Verbindung mit einer erhöhten Temperatur eine Entspannung und Verdampfung bewirken kann, womit die Förderleistung der Pumpen sich wesentlich reduziert und es durch Gasbildung zu Störungen kommen kann.

Bedingt durch dieses Verhalten des Lösungsmittels ist es außerdem notwendig, das gesamte Tanksystem gegenüber der Umgebung hermetisch abzuschließen, so daß ein unerwünschtes Austreten des Lösungsmittels verhindert wird. Kritische Bereiche von derartigen Tanksystemen sind einerseits die Fixierstation im Bereich der Kältefalle und der Koppelungsbereich zwischen den als Flaschen ausgebildeten Vorratsbehältern für das Lösungsmittel und dem Tanksystem selbst.

Um den kontinuierlichen Betrieb, insbesondere bei nichtmechanischen Schnelldruckern, zu gewährleisten, ist es notwendig, den auswechselbaren Vorratsbehälter so auszugestalten, daß ein schnelles und problemloses Austauschen möglich ist. Die Versorgung der Fixierstation mit Lösungsmittel darf während des Austauschvorganges nicht unterbrochen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fixiereinrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine sichere und leichte Handhabung des sich in auswechselbaren Vorratsbehältern befindlichen Fixiermittels mit funktionsgerechtem und umweltfreundlichem Nachfördern des Fixiermittels gewährleistet ist und dadurch einen störungsfreien Transport des Fixiermittels ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Fixiereinrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung ist es möglich, das Lösungsmittel störungsfrei zu transportieren, ohne daß es zur Gasbildung innerhalb des Systems kommt. Beim Auswechseln der als Flaschen ausgebildeten Vorratsbehälter kann es zu keinem Austritt des Lösungsmittels in die Umgebungsluft kommen, weil der Druckbetrieb während des Austrittsvorganges nicht unterbrochen werden muß. Da der auswechselbare Vorratsbehälter selbst als Zwischentank für das zurückgewonnene Lösungsmittel dient, wird die Zahl der Puffertanks im System auf ein Minimum reduziert. Durch den hermetischen Abschluß des gesamten Systems ergibt sich eine umweltfreundliche Ausgestaltung und eine funktionssichere Betriebsweise. Da keine mechanischen Pumpen zum Transport des Lösungsmittels verwendet werden, kann es zu keinen Störungen durch Verschleißerscheinungen kommen, zumal die Verwendung von Druckluft zum Transport des Lösungsmittels eines Selbstreinigungseffekt im Tank bewirkt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben.

Es zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Fixiereinrichtung.

Die in der Figur dargestellte Fixiereinrichtung für Kaltfixierungen von nichtmechanischen Schnelldrukkern enthält eine Fixierstation 1, in der hier nicht dargestellt ein mit schwarzem Kunststoffpulver bedecktes Endlospapier durch eine Kammer geführt wird, in welcher eine mit Lösungsmittel angereicherte Atmosphäre ein Anlösen der Kunststoffteilchen und somit eine vernetzende Verklebung mit dem Papier bewirkt. Die Fixierstation enthält einen Einspritztank 2 mit einem als Niveauregler dienenden Schwimmer 3. Der Einspritztank 2 steht in Verbindung mit einem Magnetventil 4, das auf eine Einspritzleitung 5 einwirkt. In der Fixierstation 1 befindet sich in bekannter Weise eine Kältefalle, die dazu dient, das Lösungsmittel im Bereich der Austrittsstelle des Endlospapieres zu kondensieren und das mit Wasser angereicherte

Lösungsmittel über einen Kondensatablauf 6 mit zugehörigem Filter 7 einem nachgeschalteten Wasserabscheider 8 zuzuführen. Dieser Wasserabscheider dient dazu, das im Lösungsmittel enthaltene Wasser aus dem Lösungsmittel zu entfernen, wobei dann das entwässerte Lösungsmittel über eine Versorgungsleitung 9 einem Puffertank 10 zugeführt wird. Zur Entlüftung des Systems steht die Versorgungsleitung 9 über einen Zweig 11 ebenfalls mit der Fixierstation 1 in Verbindung. Eine weitere Leitung 12 dient zur Ableitung des Wassers aus dem Wasserabscheider 8. Der Puffertank 10 steht über eine Leitung 13 und einem dazwischengeschalteten Magnetventil 14 bzw. eine Entlüftungsleitung 15 mit zugehörigem Magnetventil 16 mit einem Drucktank 17 in Verbindung. Die Versorgung des Drucktanks 17 mit Druckluft erfolgt über eine Luftpumpe 18 mit vorgeschaltetem Rückschlagventil 19. Ausgangsseitig steht der Drucktank 17 über ein Magnetventil 20 und einem Filter 21 über einen Adapter 22 mit einem auswechselbar angeordneten Vorratsbehälter 23 in Verbindung. Eine über ein Magnetventil 24 verschließbare Fülleitung 25 verbindet den Einspritztank 2 einerseits mit dem Drucktank 17 und andererseits mit der Aerosoldose 23 (Vorratsbehälter).

Die eigentliche Funktion der Fixiereinrichtung ist wie folgt. Zur Fixierung des schwarzen Tonerpulvers auf dem Endlospapier muß in der Fixierstation 1 eine konstante Lösungsmitteldampfkonzentration erzeugt werden, um eine gleichmäßige Fixierung zu gewährleisten. Da durch diese Fixierstation 1 Druckpapier mit hoher Geschwindigkeit läuft, ergibt sich aufgrund von Strömungen sowie Kondensationen beim Papier ein gewisser Dampfaustrag. Dieser Dampfaustrag, welcher durch entsprechende Dichtmaßnahmen zwar sehr' gering und toxiologisch sowie arbeitsplatzrechtlich absolut unbedenklich gehalten weiden kann, muß trotzdem zur Erhaltung der Fixierqualität ausgeglichen werden. Dasselbe gilt für den Verlust an Lösungsmittel durch Kondensation des Lösungsmitteldampfes in der hier nicht dargestellten Kältefalle und seiner Ableitung in den Wasserabscheider 8. Zu diesem Zwecke gibt ein Sensor 25, welcher die Lösungsmittelkonzentration überwacht, Ansteuersignale für das Magnetventil 4. Dieses Magnetventil 4 läßt nach einem Ansteuersignal den Ablauf einer gewissen Menge Lösungsmittel aus dem Einspritztank 2 über die Einspritzleitung 5 in die Fixierstation 1 zu. Der beheizte Boden der Fixierstation bewirkt ein schnelles Verdampfen des Lösungsmittels und so eine Anreicherung der Lösungsmitteldampfkonzentration.

Das Lösungsmittel insgesamt wird der Fixiereinrichtung über eine Aerosoldose 23 zugeführt. Diese Aerosoldose 23 ist in diesem speziellen Anwendungsfall nur zu ca. 90% ihres Volumens mit Lösungsmittel gefüllt. Die verbleibenden 10% des Dosenvolumens werden von normaler Luft ausgefüllt. In der Aerosoldose sind also keine Treibgaszusätze enthalten. Die Aerosoldose 23 selbst kann mittels eines Schnellverschlusses in einer Aufnahmevorrichtung eingesetzt werden, wobei ein spezielles Kupplungsstück, im weiteren als Adapter 22 bezeichnet, eine weitere Abdichtung nach außen sicherstellt und gleichzeitig das auf der Dose aufgesetzt Aerosolventil öffnet.

Im Einspritztank 2 befindet sich eine Füllstandsniveauregulierung in Form eines Schwimmers 3, welcher das Lösungsmittelniveau überwacht. Sinkt dieses Niveau bis zu einem bestimmten Wert ab, so gibt ein mit dem Schwimmer 3 verkoppelter Füllstandssensor 26 das Startsignal zum im folgenden beschriebenen Nachfüllablauf, während über das Magnetventil 4 weiterhin unabhängig von anderen Vorgängen bei Bedarf Lösungsmittel aus der Restmenge im Einspritztank an die Fixierstation 1 geliefert wird. Mit Ansprechen des Füllstandssensors 26 werden gleichzeitig die Magnetventile 14 und 16 geschlossen, dann das Magnetventil 20 geöffnet und die Luftpumpe 18 eingeschaltet. Damit kann die Luftpumpe 18 über den Drucktank 17 und das Magnetventil 20 in der Aerosoldose 23 ein Luftdruckpolster, in diesem Falle von ca. 2 bar, aufbauen. Durch Öffnen von dem Magnetventil 24 kann nun das Luftdruckpolster Lösungsmittel aus der Aerosoldose in den Einspritztank 2 drücken. Meldet der Füllstandssensor 26 ein ausreichendes Niveau, so wird durch Schließen des Magnetventiles 24 der Nachfüllvorgang wieder unterbrochen. Meldet der Füllstandssensor 26 nach einer definierten vorgegebenen Zeit noch kein ausreichendes Niveau, wird dieses fehlende Signal als Hinweis auf eine leere Aerosoldose interpretiert und über eine Warneinrichtung 27 (Leuchtanzeige) angezeigt. Die Aerosoldose 23 kann dann gegen eine volle Dose ausgetauscht werden. Der Einspritztank 2 enthält eine ausreichende Reservemenge Lösungsmittel, um die Leererkennung und die Dosenwechselphase und/oder die Laufzeit eines ganzen Druckzyklus überbrücken zu können.

Während des Betriebs des Gerätes bzw. bei der Aufrechterhaltung der gewünschten Lösungsmitteldampfkonzentration wird in der Fixierstation ständig in einem mehr oder weniger starkem Maße Kondensat erzeugt. Dieses Kondensat wird aus wirtschaftlichen Gründen wieder dem Befüllsystem zugeführt. Da, wie schon erwähnt, Wasser im Kondensat enthalten ist, muß dieses erst abgeschieden werden, um Störungen im Betriebsablauf zu vermeiden, wobei die eine Wasseransammlung im Einspritztank 2 zu einer Beeinträchtigung des Regelverhaltens des gesamten Systems führen kann. Da sich die spezifischen Gewichte von Lösungsmitteln und Wasser deutlich unterscheiden, können diese Stoffe mit Hilfe eines Wasserabscheiders 8, der ein einfaches Kammersystem enthält, leicht getrennt werden.

Während das abgeschiedene Wasser über die Leitung 12 einem Verdampfersystem 28 zugeführt wird, fließt das reine Lösungsmittelkondensat in den als Puffertank 10 bezeichneten Behälter. Von diesem Puffertank 10 kann das Lösungsmittel dann durch das zwischen den Pumpphasen offene Magnetventil 14 in den Drucktank 17 gelangen. Gleichzeitig mit dem Magnetventil 14 ist auch das Magnetventil 16 geöffnet, um beim Überströmvorgang die Entlüftung des Drucktankes sicherzustellen. Meldet nun der Füllstandssensor 26 Lösungsmittelbedarf im Einspritztank 2, so werden wie bereits beschrieben die Magnetventile 14 und 16 geschlossen, das Magnetventil 20 geöffnet und die Luftpumpe 18 eingeschaltet.

Bei diesem Aufpumpvorgang wird der Lösungsmittelinhalt des Drucktankes 17 in die Aerosoldose gedrückt und somit dem Befüllsystem wieder zugeführt.

Nach Ende des Aufpumpvorganges wird das Ventil 20 geschlossen und die Pumpe 18 abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt herrscht im Drucktank 17 ein entsprechender Innendruck, welcher beim Öffnen der Magnetventile 14 und 16 zu einem kräftigen Durchblasen dieser beiden Ventile führt und somit zu deren Reinigung ausgenutzt werden kann. Der Druck baut sich daraufhin in dem wesentlich größeren Puffertank 10 erheblich ab und setzt sich schließlich bis in den Wasserabscheider 8 ab.

Auch dort kann das kurzzeitige Zurückdrehen ausgenutzt werden, um die Steigleitungen für den Lösungsmittelablauf, welches sehr weit bis zum Boden des Wasserabscheiders reicht, von etwaigen Schmutzablagerungen freizuhalten. Der Druck baut sich schließlich über die Belüftungsleitung 11 in die Fixierstation ab.

1	Fixierstation
2	Einspritztank
3	Schwimmer
4	Magnetventil
5	Einspritzleitung
6	Kondensatableitung
7	Filter
8	Wasserabscheider
9	Versorgungsleitung
10	Puffertank
11	Zuleitungszweig
12	Wasserableitungszweig
13	Verbindungsleitung
14	erstes Magnetventil
15	Entlüftungsleitung
16	zweites Magnetventil
17	Drucktank
18	Luftpumpe
19	Rückschlagventil
20	drittes Magnetventil
21	Filter

22 Adapter

23 Aerosoldose (Vorratsbehälter)

24 viertes Magnetventil

25 Sensor

26 Füllstandssensor

27 Warneinrichtung (Leuchte)

28 Verdampfereinrichtung

31 oberes Rohr

32 unteres Rohr

ίο 33 Zuleitungsöffnung

34 zentrale Aufnahmeöffnung

35 Flaschenventil

36 Aufnahmeplatte

37 Feder

38 Gehäuse

39 Schrauben

40 Dichtungswulst

41 Ringdichtung

42 Dichtungswulst 43 Feder

44 Kernstößel

45 Leitung

46 Anschlag

47 O-Ringe

50 Flaschenführung

51 Schwenkhebel

52 Rastansatz

53 Schließgewicht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentanspruch:

Fixiereinrichtung zum Fixieren von Tonerbildern in einer mit Fixiermitteldampf angereicherten Atmosphäre mit einer einseitig offenen Fixierkammer, in der durch Zufuhr von flüssigem Fixiermittel durch Verdampfung mittels Wärme eine Fixiermitteldampfatmosphäre erzeugbar ist, womit einem aus einem Vorratsbehälter für das flüssige Fixiermittel beschickten Einspritztank für die Zuführung des flüssigen Fixiermittels zur Fixierkammer und mit einem Wasserabscheider zur Rückgewinnung des flüssigen Fixiermittels aus dem Fixiermitteldampfkondensat, gekennzeichnet durch einen das rückgewonnene Fixiermittel aufnehmenden Puffertank (10), einen mit dem Puffertank über Ventil gekoppelten Drucktank (17) mit zugehöriger Druckpumpe (18), die in Abhängigkeit vom Fixiermittelfüllstand im Einspritztank (2) durch Zuführung von Druckluft das im Drucktank angesammelte Fixiermittel in den Vorratsbehälter (23) und/oder den Einspritztank (2) rückführt.