DE4107164C2 - Heizwalzenfixiereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizwalzenfixiereinheit, die ein in einem elektrofotografischen Gerät auf einem End­ losdruckträger erzeugtes Tonerbild fixiert. Eine solche Heizwalzenfixiereinheit ist z. B. aus der DE 38 42 745 A1 bekannt.

Das Heizwalzenfixierverfahren wird z. B. in elektrofoto­ grafischen Druckern verwendet, in denen als Aufzeich­ nungsträger Endlospapier verwendet wird. Wenn ein Druck­ vorgang unterbrochen wird, wird das Endlospapier zwischen einer heizbaren Fixierwalze und einer Andruckwalze fest­ gehalten und kann durch die von der Fixierwalze erzeugte Wärme verbrannt oder ausgebeult werden. Bei der vorste­ hend genannten bekannten Heizwalzenfixiereinheit ist vor und hinter der Fixierwalze zwar eine Führungsplatte fest angeordnet, die für die Fixierwalze eine Durchtrittsöff­ nung bildet. Die Fixierwalze kann bei einer Unterbrechung des Druckvorgangs so in eine Bereitschaftsstellung ver­ schwenkt werden, daß sie sich aus der Durchtrittsöffnung zurückzieht, wobei das Endlospapier auf den Führungsplat­ ten liegenbleiben soll.

Mit dieser Konstruktion kann aber nicht zuverlässig ver­ hindert werden, daß der Endlosdruckträger der Fixierwalze bei deren Rückbewegung noch durch die Durchtrittsöffnung hindurch erfolgt. Dadurch besteht die Gefahr, daß das End­ lospapier auch in der Bereitschaftsstellung der Fixier­ walze einen zu geringen Abstand zu dieser hat, so daß es nach wie vor der Wärmeeinwirkung der Fixierwalze zu stark ausgesetzt ist.

Aus der JP 57-5073 (A) ist es bekannt, eine Abhebeein­ richtung beim Zurückschwenken einer Andruckrolle von einer heizbaren Fixierwalze zu verstellen und von deren Mantelfläche abzuheben. Dabei wird ein Endlosdruckträger mit der Abhebeeinrichtung aber nur in eine Lage gebracht, in der er nach wie vor an der Fixierwalze noch anhaften kann.

Die DE 27 34 314 A1 beschreibt einen Drucker für einen Endlosdruckträger, bei dem während einer Bereitschafts­ stellung eine Andruckwalze von einer heizbaren Fixierwal­ ze abgehoben und der Druckträger durch ein elektromagne­ tisch betätigbares Abhebeelement von der Fixierwalze ge­ löst ist. Diese Einrichtung kann aber nur dann zufrieden­ stellend arbeiten, wenn der Fixiereinheit noch weitere Transportrollen nachgeordnet sind, die den Endlosdruck­ träger gespannt halten, so daß er sich nicht durch Zu­ rückrutschen wölben und doch noch an die Fixierwalze an­ legen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Heizwalzenfixiereinheit anzugeben, bei der der Endlos­ druckträger sicher von der beheizten Fixierwalze abgeho­ ben wird, wenn diese von der Fixierstellung in eine Be­ reitschaftsstellung verstellt wird, und bei der ein Stau des Endlosträgers vermieden wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer Heizwalzenfixiereinheit nach der Erfindung sind Abhebeklauen vorgesehen, die beim Verschwenken der Fi­ xierwalze in ihre Bereitschaftsstellung eine Abhebe­ bewegung durchführen, durch die der Endlosdruckträger nicht nur von der Fixierwalze abgehoben, sondern zusätz­ lich an eine der Fixierwalze gegenüberliegende Druckträ­ gerführung angelegt wird. Dadurch wird einerseits ein si­ cheres Abheben des Endlosdruckträgers von der Fixierwalze gewährleistet, andererseits aber auch sichergestellt, daß der Endlosdruckträger den größtmöglichen Abstand von der Fixierwalze beibehält. Der Endlosdruckträger wird in der Bereitschaftsstellung der Fixierwalze zwischen den Abhe­ beklauen und der Druckträgerführung fest eingespannt und behält diesen Zustand bei, so daß er sich nicht etwa durch Zurückrutschen des bereits fixierten Teils wölben und der Fixierwalze dadurch zu nahe kommen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Eine Seitenansicht eines elektrofotografischen Druckers mit einer Heizwalzenfixiereinheit;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Anordnung einer fotoleitfähigen Trommel, einer Traktorein­ richtung und der Heizwalzenfixiereinheit in einem Drucker nach Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise eines Antriebsmechanismus für eine Papierstauverhütungsvorrichtung für die in Fig. 2 dargestellte Heizwal­ zenfixiereinheit;

Fig. 3A eine perspektivische Darstellung einer eine Torsionsfeder umfassenden Vorspanneinrichtung für einen Hebel, zur Verwendung in der Heizwalzenfi­ xiereinheit der Fig. 3;

Fig. 4 einen Längsschnitt der Heizwalzenfi­ xiereinheit entsprechend der Schnitt­ linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Stauverhü­ tungseinrichtung für die Heizwalzen­ fixiereinheit;

Fig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung der Heizwalzenfixiereinheit der Fig. 4;

Fig. 7 eine Seitenansicht der Heizwalzenfi­ xiereinheit in einem Außerbetriebszu­ stand.

Fig. 1 zeigt einen Laser-Drucker, welcher ein zick­ zack-gefaltetes Endlospapier als Druckträger verwendet und mit welchem von einem nicht dargestellten Computer oder dergleichen eingegebene Zeicheninformationen mit­ tels eines sogenannten elektrofotografischen Systems auf das Endlospapier 20 gedruckt werden.

Eine Einheit 2 zum Entfernen von Tonermaterial, eine Entladeeinheit 3, eine Ladeeinheit 4, ein optisches Scannersystem 5 zum Aufbringen eines Laserstrahls auf eine fotoleitfähige Trommel 1 entsprechend dem Pfeil "A", eine Entwicklungseinheit 6 und eine Bildübertra­ gungseinheit 7 (Transfereinheit) sind um den Umfang der fotoleitfähigen Trommel 1 in der durch den Pfeil "B" bezeichneten Drehrichtung herum hintereinander angeord­ net. Außerdem ist eine Fixiereinheit 10 stromabwärts der fotoleitfähigen Trommel 1 vorgesehen und eine Trak­ toreinheit 9, durch die das Endlospapier 20 der Fixier­ einheit 10 zugeführt wird, ist wie in Fig. 1 darge­ stellt, angeordnet. Die Traktoreinrichtung 9 umfaßt zwei Traktorriemen 91 jeweils mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 91A, die in eine Vielzahl von Transportlö­ cher 21 eingreifen, die an den beiden Seitenkanten des Endlospapiers 20 ausgebildet sind, wie Fig. 2 zeigt. Das über die fotoleitfähige Trommel 1 geführte Endlos­ papier 20 wird durch die Traktoreinrichtung 9 in der durch den Pfeil "C" bezeichneten Richtung transpor­ tiert.

Bei dem oben beschriebenen Laser-Drucker wird die Man­ telfläche der fotoleitfähigen Trommel 1 in der Ladeein­ heit 4 aufgeladen; während die fotoleitfähige Trommel 1 in Richtung "B" dreht, wird ihre Oberfläche durch den Laserstrahl des optischen Scannersystems 5 überstri­ chen, welcher entsprechend der Bildinformation des zu entwickelnden Bildes moduliert ist, so daß ein elektro­ statisches Latentbild gebildet wird. Auf das Latentbild wird in der Entwicklungseinheit 6 Tonermaterial aufge­ tragen, so daß ein dem Latentbild entsprechendes sicht­ bares Bild entsteht. Das Tonerbild wird in der Trans­ fereinheit 7 auf den Endlosdruckträger 20 übertragen und in der Fixiereinheit 10 fixiert.

Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt die Fixiereinheit 10 ein Wal­ zenpaar, wobei die Walzen jeweils auf nicht dargestell­ ten Wellen gelagert sind. Das Walzenpaar umfaßt eine Heizwalze 11, die mittels einer Heizeinrichtung 11A, beispielsweise einer in dem Zylinderkörper der Walze angeordneten Halogenlampe, auf eine vorgegebene Tempe­ ratur aufgeheizt wird, sowie eine Andruckwalze 12, wobei die Walzen in Kontakt miteinander bzw. außer Kon­ takt gebracht werden können. Die untere Andruckwalze 12 ist eine gummibeschichtete Walze, deren Mantelfläche mit Silikongummi oder dergleichen mit einer vorgegebe­ nen Härte und einer vorgegebenen Dicke beschichtet ist und die durch eine nicht dargestellte Feder gegen die Heizwalze 11 angedrückt wird. Die Heizwalze 11 ist durch einen nicht dargestellten Antrieb, beispielsweise einen Motor, in eine Richtung drehantreibbar, die durch den Pfeil "D" bezeichnet ist; die Andruckwalze 12 wird über die Heizwalze 11 mittels eines nicht dargestellten Übertragungsmechanismus drehangetrieben. Im Kontaktzu­ stand wird eine vorgegebene Andruckkraft zwischen dem Rollenpaar und dem Endlosdruckträger 20 erzeugt, wel­ cher in Richtung des Pfeiles "C" gefördert und durch das Walzenpaar gepreßt wird.

Mit Bezug auf die Fig. 3 bis 7 wird im folgenden eine Anordnung sowie der Betrieb der Heizwalzenfixier­ einheit gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Fig. 3 bzw. 3A zeigen perspektivisch und in schematischer Darstellung die Anordnung einer Heizwal­ zenfixiereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einen im Zusammenhang damit verwendeten Schwingantrieb für einen Hebel, und Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Heizwalzenfixiereinheit im Betriebszustand. Die Heiz­ walze 11 ist in einem Heizwalzenhalter 132 angeordnet, welcher von einem Hebel 13 gehalten wird, der in Abhän­ gigkeit von der Bewegung eines Nockenfolgers 13-1 eine auf- und abschwingende Bewegung ausführen kann. Der Nockenfolger 13-1 wird vertikal bewegt, wenn ein Nocken 13-2, der über eine Welle 13-3 mit einem nicht darge­ stellten Antrieb verbunden ist, drehangetrieben wird.

Der Hebel 13 ist über eine Welle 14 im wesentlichen im mittleren Bereich seiner Längsausdehnung schwingend in einem Chassis 131 gelagert; der Nockenfolger 13-1 ist an einer Seite ganz am Ende angeordnet. Der Hebel 13 wird durch ein Paar Torsionsfedern 14A über einen am Hebel 13 ausgebildeten Stützabschnitt 13B in Richtung nach unten vorgespannt, so daß der Nocken 13-2 und der Nockenfolger 13-1 ständig in gegenseitiger Anlage ge­ halten werden. Wie Fig. 4 zeigt, wird das Endlospapier 20 von der Seite des Nockenfolgers 13-1 her zur Seite der Fixierwalzen 11, 12 transportiert. Ein Betätigungs­ abschnitt 13A ist an der dem Nockenfolger 13-1 abge­ wandten Seite ausgebildet; er dient dazu, eine später zu beschreibende Welle 15 zu verdrehen. Zwei Federn 130 sind jeweils zwischen einem am Hebel 13 ausgebildeten Federauflageabschnitt 13C und einer am Heizwalzenhal­ ter 132 ausgebildeten Federauflage 132A angeordnet. Zwei Schwingungswinkel-Einstellschrauben 130A erstrek­ ken sich innerhalb der Federn 130, so daß der Winkel, den der Hebel 13 und der Heizwalzenhalter 132 zueinan­ der bilden können, auf einen Wert einstellbar ist, der kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Wenn der Nocken 13-2 gedreht wird, werden die Federn 130 zusammenge­ drückt und der Heizwalzenhalter 132 wird um die Welle 14 nach unten geschwenkt, bis die Walzen 11, 12 anein­ ander anliegen. Der Heizwalzenhalter 132 wird nicht mehr weiter verschwenkt, wenn die zwischen den Walzen auftretende Andruckkraft den vorgegebenen, durch die Federn 130 bestimmten Wert erreicht; der Hebel 13 wird nur um die Welle 14 verschwenkt, wobei ein am Betäti­ gungsabschnitt 13A anliegendes Zwischenstück 17A be­ tätigt wird. Das Zwischenstück 17A ist in einer durch einen Pfeil "E" bezeichneten Richtung um eine Welle 17B schwenkbar, wenn es durch den Betätigungsabschnitt 13A betätigt wird.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Heizwalze 11 so gesteuert, daß sie ihre in Fig. 6 dargestellte Be­ triebsstellung einnimmt, wenn gedruckt wird, und ihre in Fig. 7 dargestellten Außerbetriebsstellung entspre­ chend der Dreheinstellung des Nockens 13-2 einnimmt, wenn nicht gedruckt wird.

Die Welle 15 ist an der Blattausgabeseite der Heizwalze 11 parallel zu dieser Heizwalze 11 angeordnet; mit der Welle 15 sind Papierstauverhütungsklauen 16 verbunden.

Die Welle 15 wird von einer Blattausgabeabdeckung 17 gehalten, die am unteren Ende des Laserdrucker-Chassis befestigt ist und ist in Fig. 4 im Gegenuhrzeiger­ sinn so verschwenkbar, daß diese Welle 15 in einem vorgegebenen Bereich verdreht werden kann; sie ist durch eine um ein Ende derselben gewundene Feder 15B im Uhrzeigersinn vorgespannt. Ein Arm 15A ist mit der Welle 15 an der der Feder abgewandten Seite verbunden und steht im rechten Winkel von dieser ab.

Zwei Stauverhütungsklauen 16, deren eines Ende jeweils eine spitze Kante bildet, sind mit der Welle 15 so ver­ bunden, daß jede Stauverhütungsklaue 16 in einem vorge­ gebenen Bereich um die Welle 15 schwenkbar ist. Wie Fig. 5 zeigt, umfaßt eine Stauverhütungsklaue 16 einen zylindrischen Basisabschnitt 16A und einen davon ab­ stehenden Klauenabschnitt 16B. Die Welle 15 trägt einen Stift 15-1, welcher in eine an einer Innenseite des Basisabschnittes 16A ausgebildete Ausnehmung 16C eingreift. Der Stift 15-1 kann sich in der Ausnehmung 16C bezüglich der Welle 15 radial bewegen und das äu­ ßere Ende 16B der Stauverhütungsklaue 16, d. h., der Klauenabschnitt 16B wird durch die Rückstellkraft einer um die Welle 15 gewundenen Feder 18 in Richtung zur Heizwalze 11 hin gedrückt, d. h. in Fig. 4 im Ge­ genuhrzeigersinn.

Eine untere Blattausgabeführung 19 erstreckt sich ent­ lang der unteren Seite der Welle 15, d. h., auf der Pa­ pierausgabeseite der Andruckwalze 12.

Wenn bei der Fixiereinheit gemäß dem oben beschriebenen Aufbau der Hebel 13 durch den Nocken 13-2 verschwenkt wird, so nimmt die Heizwalze 11 beim Drucken eine Be­ triebsstellung ein und führt einen Fixiervorgang durch, während sie, wenn nicht gedruckt wird, nach oben um einen vorgegebenen Betrag abgehoben wird, wie oben be­ schrieben wurde.

In der Betriebsstellung wird die Andruckwalze 12 gegen die Heizwalze 11 mit einer vorgegebenen Andruckkraft angedrückt; die Heizwalze 11 wird drehangetrieben, so daß das zwischen den Walzen 11, 12 befindliche Endlos­ papier 20 einem Fixiervorgang unterzogen wird, indem es gepreßt und geheizt wird, während das Endlospapier 20 weiter transportiert wird.

Wenn die Heizwalze 11 ihre Betriebsstellung einnimmt, wird der Betätigungsabschnitt des Hebels 13 durch das schwenkbar auf der mit der Blattausgabeabdeckung 17 verbundenen Welle 17B gelagerte Zwischenstück 17A gegen den Arm 15A der Welle 15 angedrückt, so daß die Welle 15 gegen die Vorspannkraft der Feder 15B um einen vorgegebenen Winkel verdreht wird, wie Fig. 6 zeigt.

Diese Drehung der Welle bewirkt, daß die äußeren Enden der Stauverhütungsklauen 16 in Anlage an der Oberfläche der Heizwalze 11 gehalten bzw. daß die Stauverhü­ tungsklauen 16 im Gegenuhrzeigersinn relativ zur Welle 15 gegen die Rückstellkraft der Feder 15B verschwenkt wer­ den, so daß die Stauverhütungsklauen 16 gegen die Heiz­ walze 11 mit einer vorgegebenen Andruckkraft angedrückt werden, die durch die Vorspannkraft der Feder 18 erzeugt wird.

Infolgedessen kann auch dann, wenn das Endlospapier 20, das einem Fixiervorgang unterzogen wurde, durch die Haftkraft oder dergleichen des Tonermaterials an der Heizwalze haftet, das Endlospapier 20 durch die Stau­ verhütungsklauen 16 von dieser abgehoben und ausgegeben werden.

Wenn die Heizwalze 11 dann, wenn nicht gedruckt wird, aus der Betriebsstellung nach oben abgehoben wird, dann wird die vom Betätigungsabschnitt 13A des Hebels 11 über das Zwischenstück 17A auf den Arm 15A aufge­ brachte Andruckkraft gelöst und die Welle 15 durch die Vorspannkraft der Feder 15B im Uhrzeigersinn verdreht und in einen freien Zustand verstellt, wie Fig. 7 zeigt. Die Verdrehung der Welle 15 bewirkt, daß die Stauverhütungsklauen 16 im Uhrzeigersinn verdreht wer­ den, so daß das Endlospapier 20 zwischen der unteren Fläche der Stauverhütungsklauen 16 und der unteren Blattausgabeführung 19 festgehalten wird. Dabei sind die äußeren Enden der Stauverhütungsklauen 16 von der Oberfläche der Heizwalze 11 genügend weit abgehoben, so daß verhindert wird, daß das Endlospapier 20 beständig an der zurückgezogenen Heizwalze 11 anliegt, auch wenn sich das Endlospapier 20 nach oben wölbt.

So kann bei einer Heizwalzenfixiereinheit für einen Endlospapier verarbeitenden elektrofotografischen Druc­ ker gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert werden, daß sich das Papier außerhalb des Druckbetriebes gegen die Heizwalze anlegt, auch wenn sich das Endlospapier wölbt.

Da außerdem die äußeren Enden der Stauverhütungsklauen in Anlage an der Heizwalze gehalten werden, um ein Ab­ heben des Endlospapiers von der Heizwalze bei einem Fi­ xiervorgang zu beschleunigen, erfolgt das Abheben des Endlospapiers schneller um zu verhindern, daß es un­ vollkommen transportiert wird. Außerdem kann verhindert werden, daß das Endlospapier sich infolge der Wärme um die Heizwalze wickelt, wenn das Endlospapier neu in den elektrofotografischen Drucker eingeführt wird.

Claims (5)

1. Heizwalzenfixiereinheit, die ein in einem elektrofotogra­ fischen Gerät auf einem Endlosdruckträger (20) erzeugtes Tonerbild fixiert, mit

• a) einer drehbaren Andruckwalze (12),
• b) einer beheizten drehbaren Fixierwalze (11), die zwi­ schen einer Fixierstellung, in der sie an der An­ druckwalze (12) anliegt, und einer Bereitschaftsstel­ lung, in der sie von der Andruckwalze (12) abgehoben ist, verstellbar ist, und
• c) wenigstens einer Abhebeklaue (16), die
  • c₁) in Transportrichtung des Endlosdruckträgers (20) ge­ sehen hinter dem Fixierspalt der Walzen (11, 12) an­ geordnet ist und
  • c₂) von einer ersten während des Fixiervorgangs eingenom­ menen Betriebsstellung in eine zweite Betriebsstel­ lung verstellt wird, wenn die Fixierwalze (11) in ih­ re Bereitschaftsstellung verstellt wird, wobei die wenigstens eine Abhebeklaue (16)
    • 2a) in der ersten Betriebsstellung an der Fixierwalze (11) anliegt und
    • 2b) in der zweiten Betriebsstellung den Endlosdruckträger (20) von der Fixierwalze (11) abhebt und gegen eine Druckträgerführung (19) drückt, die gegenüber der we­ nigstens einen Abhebeklaue (16) und in der genannten Transportrichtung gesehen hinter der Andruckwalze (12) angeordnet ist.

2. Heizwalzenfixiereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Abhebeklauen (16) vorgesehen sind, die über eine Übertragungsanordnung (15A, 17A, 13A) mit einer Verstelleinrichtung (13, 13-1, 13-2) für die Verstellung der Fixierwalze (11) gekoppelt sind derart, daß sie bei der Fixierstellung der Fixierwalze (11) an diese ange­ drückt und bei der Bereitschaftsstellung von dieser abge­ hoben sind.

3. Heizwalzenfixiereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abhebeklauen (16) auf einer Drehwelle (15) angeordnet sind, die von einem einen Teil der Ver­ stelleinrichtung (13, 13-1, 13-2) bildenden Hebel (13) über einen Übertragungsnocken (17A) und einen an ihr ange­ ordneten Kurbelhebel (15A) gedreht werden kann.

4. Heizwalzenfixiereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abhebeklauen (16) auf der Drehwelle (15) um einen vorgegebenen Winkelbetrag verdrehbar gelagert und durch Federn (18) in Richtung auf die Fixierwalze (11) zu vorbelastet sind.

5. Heizwalzenfixiereinheit nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehwelle (15) über die ganze Breite des Endlosdruckträgers (20) erstreckt und daß die Abhebeklauen (16) in Richtung der Achse der Dreh­ welle (15) voneinander beabstandet sind.