DE69304824T2

DE69304824T2 - Schmelzfixiervorrichtung und ihre schmelzfixierrollenbox

Info

Publication number: DE69304824T2
Application number: DE69304824T
Authority: DE
Inventors: Linn Hoover; Ralph Williams
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2013-01-20
Also published as: WO1993015446A1; EP0578813B1; EP0578813A1; DE69304824D1; JPH06507029A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Schmelzfixiereinrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, in der eine Schmelzfixierwalze regelmäßig ausgetauscht werden muß.
Die Schmelzfixierwalze ist eine häufig auszuwechselnde, teure Komponente in herkömmlichen elektrostatografischen Vorrichtungen. Dieses kostspielige Bauteil unterliegt einem schnellen Verschleiß. Es wird normalerweise durch einen Wartungstechniker ausgetauscht, der die Walze mit einem geeigneten Antrieb verbinden, entsprechende Temperaturfühler plazieren und einen Fixierölspender in genau vorgegebenen Positionen in Nähe oder in Kontakt mit der Walze anordnen muß. Gegebenenfalls muß die Heizlampe mit der Fixierwalze hierbei oder in einem separaten Arbeitsgang ebenfalls ausgetauscht werden.
JP-A-63-107319 (1988) zeigt eine Fixiereinrichtung, in der ein großer Teil der gesamten Fixiereinrichtung als eine Einheit austauschbar ist. Dieser Ansatz hat den Nachteil, daß die länger haltbare Andruckwalze zusammen mit der Fixierwalze ausgetauscht wird. Beim Austauschen der Fixiereinrichtung muß eine kraftschlüssige Verbindung zu einer oder beiden Walzen hergestellt werden. Der größte Teil der Fixierölspendereinrichtung ist hierbei dauerhaft und muß mit der Fixierwalze beim Austauschen der Einrichtung verbunden werden.
US-A-4,429,990 beschreibt einen Dochtöler, bei dem Öl unter Druck aus einem Behälter in ein dauerhaftes internes Zuführungsrohr befördert wird, das sich innerhalb eines austauschbaren, porösen Auftragedochts befindet. Zumindest die Außenseite des Dochts ist durch die geölte Walze drehbar. Weitere Beispiele für drehbare Dochte finden sich in US-A-4,908,670, 5043,768 und 3,964,431.
US-A-4,839,694 zeigt eine Fixierwalze, in der die Einrichtung auf einem Rahmen lagert und von einem Wartungstechniker eingesetzt wird, der die Walze mit einer Schraube an der Fixiereinrichtung befestigt.
US-A-4,899,197 zeigt eine elektrofotografische Vorrichtung, in der ein farbiges Tonerbild auf einem Empfangsblatt erzeugt wird. Das Empfangsblatt wird einer herkömmlichen Walzenfixiereinrichtung zugeführt, die eine beheizte Fixierwalze aufweist, und bei der eine unbeheizte Andruckwalze durch Federkraft gegen die Fixierwalze gedrückt wird. Der Spalt zwischen den Walzen ist für Wartungszwecke und zum Entfernen von Papierstaus zugänglich, indem die obere Walze von der unteren Walze zusammen mit einem oberen Teil der Bilderzeugungsvorrichtung weggeschwenkt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fixiereinrichtung für eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Fixierwalze in der Fixiereinrichtung problemlos ausgetauscht werden kann.
Diese und andere Aufgaben werden durch eine Bilderzeugungsvorrichtung erfüllt, in der die auszutauschende Fixierwalze in einem Magazin ausgetauscht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Fixiereinrichtung eine Andruckwalze und Mittel zum Drehen der Andruckwalze, ein in der Fixiereinrichtung befindliches Magazin mit einem eine Zugangsöffnung aufweisenden Gehäuse, sowie eine Fixierwalze, die in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, und die durch Kraftschluß mit der Andruckwalze durch die Zugangsöffnung antreibbar ist.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Magazin sowohl eine Fixierwalze sowie Mittel zum Auftragen von Fixieröl auf die Fixierwalze. Die Mittel zum Auftragen des Fixieröls sind zwischen dem Ölauftragszustand und einem Zustand, in dem weniger oder kein Öl aufgetragen wird, einstellbar. In dem Magazin ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Öiaufspendemittel zwischen diesen Zuständen einzustellen, wobei die Einrichtung von außerhalb des Magazins zugänglich ist. In der Fixieraufnahme ist eine Einrichtung vorgesehen, um das Magazin so zu betätigen, daß das Ölen der Fixierwalze eingestellt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Magazin einen Flüssigkeitsanschluß, der mit den Ölspendemitteln verbunden ist, um diesen Öl zuzuführen. Der Flüssigkeitsanschluß befindet sich an dem Ende des Magazins, das sich vorne befindet, wenn das Magazin in die Vorrichtung eingeführt wird. Er ist so angeordnet, daß er automatisch mit einem Ölzuführer in der Fixieraufnahme in Wirkzusammenhang steht, der wiederum mit einer Ölquelle verbunden ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Magazin ein Gehäuse, eine Fixierwalze, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, sowie eine Sicherung. Bei der Sicherung handelt es sich um eine Thermosicherung, die irreversibel verändert wird, wenn die Fixiertemperatur einen vorgegebenen Wert erreicht. Ein elektrisches Verbindungsmittel in dem Magazin ist mit einer Aufnahme verbindbar, um die Fixiereinrichtung an einen elektrischen Schaltkreis anzuschließen, der vorzugsweise Teil der Steuerung und Schaltung der Aufnahme ist. Wenn das Magazin in die Aufnahme eingesetzt wird, befindet sich die Sicherung in einem ersten Zustand, der von der Vorrichtung erkannt wird. Wenn die Aufnahme mit dem neuen Magazin betrieben wird, wird die wärmeempfindliche Sicherung durch die Fixierwalze erhitzt und ändert ihren zweiten Zustand irreversibel. Der zweite Zustand wird ebenfalls von der Vorrichtung erkannt. Die Vorrichtung kann daher melden, ob es sich um ein ganz neues Fixierwalzenmagazin handelt oder nicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Magazin ein Gehäuse mit einer Zugangsöffnung, durch die eine Fixierwalze den Kraftschluß mit einer Andruckwalze herstellen kann. Die Zugangsöffnung wird teilweise durch einen Abstreifer begrenzt, der den Trennvorgang eines Empfangsblattes von der Fixierwalze unterstützt. Der Abstreifer ist vorzugsweise als integriertes Teil des Gehäuses ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Magazin ein Gehäuse mit einer Zugangsöffnung. Die Fixerwalze ist drehbar in dem Gehäuse gelagert und durch die Zugangsöffnung zugänglich. Eine Abdeckung ist zwischen einer die Zugangsöffnung abdeckenden und die Rolle schützenden Position bewegbar. Vorzugsweise ist die Abdeckung normalerweise geschlossen und wird geöffnet, wenn das Magazin eingesetzt wird. Die Abdeckung schließt sich dann automatisch bei der Entnahme des Magazins, bevor die Fixierwalze vom Bediener berührt werden kann. Dadurch wird verhindert, daß sich der Bediener beim Austauschen des Magazins die Finger verbrennt, falls die Fixierwalze heiß ist. Vorzugsweise verhindert ein Hitzeschild im Magazin, daß das Magazin fast so heiß wird wie die Fixierwalze.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Fixierwalzenmagazin mit einem oder mehreren der zuvor genannten Merkmale bereitzustellen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung mit den wesentlichen Stationen ohne Gehäuse und sonstige Trägerelemente.
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Fixiereinrichtung einer Bilderzeugungsvorrichtung.
Fig. 3, 4 und 13 perspektivische Vorder-, Rück- und Seitenansichten eines Fixierwalzenmagazins.
Fig. 5 einen Teil des in Fig. 3 und 4 gezeigten Fixierwalzenmagazins.
Fig. 6 und 7 Vorder- und perspektivische Ansichten zur Darstellung der Beziehungen einer Andruckwalze und deren Halterung mit dem in Fig. 3-5 gezeigten Fixierwalzenmagazin.
Fig. 8, 9 und 10 jeweils eine schematische Draufsicht zur Darstellung alternativer Ausführungsformen einer Abdeckung für das in Fig. 3 - 5 dargestellte Magazin.
Fig. 11 und 12 schematische Ansichten, die den Betrieb einer Andruckwalzenhalterung veranschaulichen, wobei viele Teile zur besseren Übersicht ausgelassen wurden.
Nach Fig. 1 umfaßt eine Bilderzeugungsvorrichtung, beispielsweise ein Farbdrucker 1, eine Fotoleittrommel 2 und eine Übertragungstrommel 10. Die Übertragungstrommel 10 wird durch geeignete, nicht gezeigte Mittel gedreht und treibt die Fotoleittrommel 2 in Kraftschluß mit dieser an. Dieser Aspekt des Druckers 1 wird detaillierter in US-A-5,087,939 erläutert. Die Fotoleittrommel 2 läuft mit ihrem Umfang an einer Ladestation 4 sowie an einer Entwicklungsstation, etwa an einem Laser 5, vorbei, um eine Reihe elektrostatischer Bilder auf dem Umfang der Trommel anhand herkömmlicher elektrofotografischer Techniken zu erzeugen. Jedes der elektrostatischen Bilder wird durch eine der Tonerstationen in einer Entwicklungseinheit 6 getonert. Die Entwicklungseinheit 6 umfaßt vier Stationen, von denen jede einen anderen Farbtoner enthält. Sie wird in Wirkzusammenhang mit der Fotoleittrommel 2 indiziert, um verschiedene Farbtoner auf jedes der Bilder in der Reihe der elektrostatischen Bilder aufzubringen. Die so gebildeten Tonerbilder werden paßgenau auf den Umfang der Übertragungstrommel 10 und unter Einfluß eines elektrischen Feldes übertragen, das zwischen den beiden Trommeln anliegt, um ein mehrfarbiges Bild auf der Übertragungstrommel 10 zu erzeugen. Die Fotoleittrommel 2 wird fortlaufend durch eine Reinigungseinrichtung 12 gereinigt. Die Übertragungstrommel 10 wird periodisch durch eine Reinigungseinrichtung 30 gereinigt.
Die Empfangsblätter werden aus einem Empfangsblattfach 45 einem zwischen einer Übertragungswalze 21 und einer Übertragungstrommel 10 gebildeten Spalt zugeführt. Ein zwischen der Übertragungstrommel 10 und der Übertragungswalze 21 anliegendes elektrostatisches Feld überträgt das mehrfarbige Bild auf das Empfangsblatt. Das Empfangsblatt wird beispielsweise durch Übertragungstrommel 10 und Übertragungswalze 21 zu einer Fixiereinrichtung 23 transportiert, wo das mehrfarbige Bild darauffixiert und dann zu einem Ausgabefach 44 transportiert wird.
Zur Erleichterung des Austausches können sich die Fotoleittrommel 2, die Ladestation 4 und die Reinigungsstation 12 in einem Magazin befinden, das vom Bediener leicht ausgetauscht werden kann. Mit Ausnahme dieser Elemente ist typischerweise eine Fixierwalze in einer Fixiereinrichtung 23 das wesentliche "dauerhafte" Element, das am häufigsten ausgetauscht werden muß. Der Austausch erfolgt herkömmlicherweise durch einen geschulten Wartungstechniker, der sorgfältig darauf zu achten hat, daß die Temperaturfühler, die Dochteinrichtungen, die Antriebe und die Heizlampe oder sonstige Elemente richtig angeordnet sind. Wie in Fig. 2-13 gezeigt, wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Fixierwalze in einem Magazin geliefert und ausgetauscht wird, das einfach mit dem Aufnahmemittel verbunden wird.
Nach Fig. 2 ist ein Fixierwalzenmagazin 50 durch bedienerseitiges, seitliches Hineinschieben in eine Fixiereinrichtung 23 einsetzbar und wird Teil dieser Einrichtung. Dieser Vorgang wird nachfolgend detailliert erläutert.
Nach Fig. 3, 4 und 5 umfaßt das Fixierwalzenmagazin 50 eine Fixierwalze 52, die innerhalb des Fixierwalzenmagazins 50 um eine Drehachse 117 völlig drehbar gelagert ist. Die Fixierwalze 52 wird in bezug zu Lagerblöcken 99 gedreht, die wiederum auf geeigneten Strukturen auf dem Boden des Magazins aufliegen. Eine Fixierlampe 94 befindet sich in einem Kunststofflampengehäuse 98, das sich mit der Fixierwalze 52 und in bezug zum Magazin dreht. Die gesamte Einheit aus Fixierwalze 52, Fixierlampe 94, Kunststofflampengehäuse 98 und Lagerblöcken 99 kann leicht als Einheit gefertigt und in einem Schritt im Fixierwalzenmagazin 50 montiert werden.
Ein Kunststoffgehäuse 54 umgibt im wesentlichen die Fixierwalze mit Ausnahme der Zugangsöffnung 56. Das Gehäuse besteht aus zwei Teilen, einem oberen Teil 156 und einem unteren Teil 158, die durch in den Ecken angeordnete Schrauben zusammengehalten werden. Die Zugangsöffnung 56 wird durch eine Abdeckung 82 abgedeckt, die in Fig. 5 in ihrer geschlossenen Stellung gezeigt wird, und die anhand von nachfolgend näher beschriebenen Mitteln in eine nicht geschlossene Stellung bewegbar ist. Eine im unteren Teil 158 befestigte Wärmeabschirmung 60 umgibt das Unterteil und die Seiten der Fixierwalze 52 und besteht aus metallischen oder sonstigen wärmesperrenden Materialien, damit sich das Kunststoffgehäuse 50 nicht so weit erhitzt, daß man es nicht anfassen kann. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist diese Abschirmung durch einen kleinen Wärmeisolationsluftraum zum Gehäuse 50 beabstandet.
Der drehbare Docht 64 ist am besten in Fig. 3 und 5 zu erkennen. Der Docht 64 ist mit den drehbaren Dochten vergleichbar, die derzeit in der Industrie benutzt werden, um Fixieröl auf die Fixierwalze 52 aufzutragen. Er befindet sich allerdings vollständig im Magazin. Er wird durch Kraftschluß mit der Fixierwalze 52 gedreht und kann um einen Dochtdrehpunkt 66 durch Druck aus einem Dochtkolben 68 gelegt werden. Der Dochtkolben 68 ist mit einem Dochtstellglied 70 verbunden, das wiederum mit einem Stellgliedstift 72 an einem Bügel 74 (Fig. 13) verbunden ist. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, erfolgt die Ölzufuhr zu Docht 64 durch ein Flüssigkeitstransportrohr 76, das von einer axialen Zuführposition am Ende eines Verteilungsrohrs 79 in Docht 64 zu einem Magazin-Ölverbindungsventil 78 verläuft, das gegenüber dem Magazin 50 austritt. Das Rohr 76 transportiert Öl aus Ventil 78 zum Verteilungsrohr 79. Der Docht 64 enthält einen porösen Keramikkern 177, der mit einem herkömmlichen Dochtmaterial 178 umwickelt ist. Üblicherweise erfolgt eine einzelne Wicklung, es können jedoch mehrere Wicklungen durchgeführt werden.
Der Ölauftrag auf Fixierwalze 52 wird durch das wechselweise Betätigen eines (in Fig. 2 gezeigten) Dochtstellmagnetschalters 180 in der Aufnahme gesteuert. Magnetschalter 180 drückt auf den Dochtkolben 68, um Docht 64 in Rollkraftschluß mit der Fixierwalze 52 zu bringen, d.h. Docht 64 wird im Uhrzeigersinn um den Dochtdrehpunkt 66 in eine in Fig. 5 gezeigte erste Position bewegt. Der Docht wird durch Federkraft in eine zur Fixierwalze 52 beabstandete zweite Position gedrückt, wenn der Dochtstellmagnetschalter 180 nicht betätigt und der Dochtkolben 68 nicht gedrückt wird. Wie in Fig. 13 gezeigt, bewirkt die nach unten gerichtete Bewegung des rechten Endes des Stellglieds 70 (Fig. 3), daß das linke Ende nach oben schwenkt. Stift 72 ist zwischen dem linken Ende des Stellglieds 70 und dem Schlitten 74 gekoppelt, um den Schlitten 74 im Uhrzeigersinn (Fig. 5) um den Dochtdrehpunkt 66 zu bewegen. Ein typischer Dochtalgorithmus würde den Dochtstellmagnetschalter 180 nach einer bestimmten Anzahl von Kopien deaktivieren, um eine Überölung der Fixierwalze 52 zu verhindern. Der Algorithmus kann je nach Art des Empfangsblatts und der Art des Bildes variieren. Derartige Algorithmen sind nach dem Stand der Technik bekannt und können durch eine Steuerschaltung 140 (Fig. 2) implementiert werden.
Je mehr Kraft zwischen dem Docht und der Fixierwalze angewandt wird, um so stärker ist die Ölung. Bei einer alternativen Konstruktion könnte der Docht zwischen den verschiedenen Positionen bewegt werden, so daß mehr oder weniger Öl aufgetragen wird. In der gezeigten Ausführungsform wird entweder Öl aufgetragen oder nicht.
Da sich Docht 64 und dessen Halterung einschließlich Schlitten 74, Stellgliedstift 72 und Dochtstellglied 70 im Magazin befinden, braucht durch den Bediener keine weitere Verbindung oder Ausrichtung hinsichtlich der Fixierwalzenöleinrichtung durchgeführt zu werden, wenn die Fixierwalze ausgetauscht wird. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, erfolgt der Anschluß des Ventils 78 und die Ausrichtung des Dochtkolbens 68 mit dem Dochtstellmagnetschalter 180 automatisch beim vollständigen Einschieben des Magazins.
An der Oberseite des Kunststoffgehäuses 54 (siehe Fig. 5) befestigt oder vorzugsweise darin integriert ist ein Papierabstreifer 80, der so angeordnet und ausgebildet ist, daß sich ein Empfangsblatt nicht noch einmal an die Andruckwalze anlegen kann, und der das Empfangsblatt auf seinem weiteren Weg führt. Die Steuerschaltung 140 weist den Laser 5 und den Blatt-Transportbereich von Drucker 1 an, die ersten 0,25 cm des Empfangsblattes nicht zu bedrucken. Dieser vordere Bereich neigt daher nicht dazu, an der Fixierwalze festzuhaften und wird von dem Abstreifer abgehoben. Vorzugsweise ist der Papierabstreifer 80 in das Gehäuse 54 gegossen und muß nicht eigens montiert werden. Er ist mit einer abgeflachten Kante (oder Kanten) versehen, die dicht zum Umfang der Fixierwalze 52 angeordnet ist (sind). Die Kante bildet einen Teil der Zugangsöffnung 56. Die abgeflachte Kante kann gerade sein, wie in Fig. 5 gezeigt, oder gekrümmt (wie in Fig. 3 gezeigt), und zwar in jeder Richtung, abhängig von der Wellneigung des Papiers beim Austreten aus dem Fixierschlitz. Der obere Teil 156 des Kunststoffgehäuses 54 ist somit eine in einem Stück gegossene Einheit, die sowohl den Abstreifer als auch die Zugangsöffnung begrenzt.
Eine Abdeckung 82 wird durch eine Feder 84 in eine geschlossene Stellung gedrückt, die die Zugangsöffnung 56 abdeckt, wie in Fig. 5 gezeigt. Abdeckung 82 schützt Fixierwalze 52 vor einer Beschädigung, wenn die Fixierwalze sich außerhalb der bilderzeugenden Vorrichtung befindet. Zudem wird verhindert, daß der Wartungstechniker beim Ausbau des Magazins die heiße Fixierwalze berührt. Abdeckung 82 bewegt sich in gekrümmten Nuten 194 in den Abschlußteilen 199 des Magazins.
Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsform der Abdeckung 82. Nach Fig. 5 ist eine Abdeckung 82 durch den Daumen des Bedieners auf einem Ansatz 192 gegen die Kraft einer Feder 82 in eine offene Stellung bewegbar, in der eine lösbare Rastklinke 195 auf Abdeckung 82 in einer Verriegelung mit dem Gehäuse 54 einrastet. (Verriegelung 196 kann auch als oberer Teil 156 des Gehäuses 54 ausgebildet sein.) Das Magazin wird im offenen, verriegelten Zustand eingesetzt, benutzt und ausgebaut. Nach dem Ausbau kann die Abdeckung vom Bediener geschlossen werden, wobei die Verriegelung 196 überwunden werden muß.
Fig. 8 und 9 zeigen zweite und dritte Ausführungsformen der Abdeckung 82. Nach Fig. 8 weist die Abdeckung 82 eine Nockenfläche 188 auf, die als linke vertikale Fläche einer verlängerten Rippe 86 ausgebildet ist, die zur Drehachse 117 der Fixierwalze 52 geneigt ist. Die Rippe 86 bildet mit der Abdeckung 82 eine Einheit. Wenn das Magazin parallel zur Drehachse 117 (in Richtung des Pfeils A in Fig. 8) eingesetzt wird, läuft die Nockenfläche 188 rechts neben einem (in Fig. 6 gezeigten) Vorsprung 87 auf der Aufnahme. Der Vorsprung 87 drückt die Abdeckung 82 in Pfeilrichtung B und legt somit die Zugangsöffnung 56 gegen die Feder 84 frei.
Wie in der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform zu sehen ist, kann die Abdeckung von dem Wartungstechniker vor dem Einsetzen geöffnet werden. Eine Rastklinkenfläche 189 auf einer Rippe 89 läuft auf dem Vorsprung 87 und hält die Abdeckung in der offenen Position verriegelt. In den Ausführungsformen nach Fig. 8 oder Fig. 9 würde die Abdeckung von der Feder 84 geschlossen werden, wenn das Magazin entnommen ist. In beiden Ausführungsformen muß der Vorsprung 87 tief genug in die Vorrichtung eindringen, um den Kontakt mit der entsprechenden Nockenfläche 188 oder 189 der Abdeckung 82 zu halten, wenn das Magazin vollständig eingesetzt ist.
Sowohl bei der Ausführungsform in Fig. 5 als auch bei der in Fig. 9 schließt sich die Abdeckung erst, wenn das Magazin vollständig entnommen wurde. In allen drei Ausführungsformen, insbesondere bei den in Fig. 5 und 9 gezeigten, besteht die Möglichkeit, daß der Bediener den nicht abgedeckten oder teilweise abgedeckten Teil der Fixierwalze berührt, während er das Magazin entnimmt. Wenn das Magazin sofort nach Benutzung herausgenommen wird, ist die Fixierwalze sehr heiß.
Dieses Problem wird mit einer bevorzugten Form der Abdeckung und der Aufnahme gelöst, die in Fig. 10 gezeigt wird. Nach Fig. 10 umfaßt die Abdeckung 82 vordere und hintere, nach oben vorstehende Vorsprünge 287 und 288. Die Aufnahmevorrichtung umfaßt nach unten gerichtete, vorstehende Rippen 297 und 298. Die Vorsprünge sind seitlich so versetzt, daß beim Einsetzen des Magazins Vorsprung 287 rechts an Rippe 298 vorbeiläuft Vorsprung 288 kann ebenfalls links von Abdeckung 82 hervorstehen, wie in Fig. 10 gezeigt.
Wenn Magazin 50 in die Aufnahme der Fixiereinrichtung 23 durch Bewegung in Pfeilrichtung A eingesetzt wird, läuft der Vorsprung 287 rechts von der Rippe 289 vorbei. Die Abdeckung öffnet sich erst, wenn Vorsprung 287 in Rippe 297 und gleichzeitig Vorsprung 288 in Rippe 298 eingreift. Die beiden Wirkzusammenhänge arbeiten derart zusammen, daß die Abdeckung 82 geöffnet wird, wenn oder nachdem die Zugangsöffnung 56 unter der Außenfläche hindurchtritt. Diese bildet gleichzeitig die durch Linie 300 in Fig. 10 gezeigte Empfangsöffnung. Die die Empfangsöffnung bildende Außenfläche 300 verhindert ein versehentliches Berühren der Fixierwalze, wenn die Zugriffsöffnung geöffnet wird. Statt seitlich versetzt zu sein, könnten die Vorsprünge und Rippen alternativ auch seitlich ausgerichtet und vertikal versetzt sein, d.h. Vorsprung 287 und Rippe 297 könnten sich unterhalb von Vorsprung 288 bzw. Rippe 298 befinden, anstatt, wie gezeigt, seitlich versetzt zu sein.
Die gleiche Wirkung könnte hinsichtlich des Öffnungszeitpunkts der Abdeckung mit einem einzelnen Vorsprung und einer einzelnen Rippe in Mitte der Vorrichtung erzielt werden, obwohl dann darauf zu achten ist, daß die Rippe nicht in Konflikt mit dem Papierweg kommt. Indem mehr als ein Satz aus Vorsprung und Rippe benutzt wird, wird allerdings die Öffnungskraft über die Abdeckung verteilt und verhindert eine Fehlausrichtung aufgrund lokaler Verspannungen der Abdeckung.
Die Abdeckung kann nach dem Einsetzen des Magazins motorisch oder manuell geöffnet werden. Beispielsweise könnte eine (nachfolgend zu beschreibende) Andruckwalze ein Rad antreiben, das in die Abdeckung eingreift und diese öffnet, oder das Bewegen der Andruckwalze in Eingriff mit der Fixierwalze könnte eine Einrichtung zum Öffnen der Abdeckung betätigen.
Das Magazin 50 umfaßt zudem die zur Fixierwalze 52 gehörenden notwendigen elektrischen Komponenten. Ein Temperaturfühler 90 unterbricht ein elektrisches Signal, sobald die Temperatur der Fixierwalze über einer kritischen Temperatur liegt, so daß die Versorgungsspannung der Fixierlampe abgeschaltet wird. Ein Thermistor-Temperaturfühler 92 mißt die an einer Kante der Außenseite der Fixierwalze 52 auftretende Temperatur. Er wird nach einem Temperatursteuerungsalgorithmus eingesetzt, um die Energie zu steuern, mit der eine Fixierlampe 94 beaufschlagt wird, die in der Achse der Fixierwalze 52 angeordnet ist. Ebenso wie die Ölspendereinrichtung sind auch die Temperaturfühler und die Heizlampe Bestandteil des Magazins. Die Fixierwalze braucht daher nicht mit den anderen Bauteilen beim Einbau durch einen Bediener oder Wartungstechniker ausgerichtet zu werden. Die Lage des Thermistor-Temperaturfühlers 92 zur Fixierwalze ist für den Betrieb der Fixiereinrichtung wichtig. Für den durch einen Bediener möglichen Austausch der Fixierwalze ist es wichtig, daß deren Positionierung entfällt.
Fig. 5 zeigt eine Thermosicherung 205 zwischen der Fixierwalze 52 und der Wärmeabschirmung 60. Diese Sicherung wird derzeit in einigen Branchen zur Erkennung hoher Temperaturen verwendet. Wenn die Temperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, brennt die Sicherung irreversibel durch, so daß der von der Sicherung abgesicherte Schaltkreis unterbrochen wird. Die Thermosicherung 205 ist derart angeordnet und ausgelegt, daß sie durchbrennt, wenn die Wärme der Fixierwalze die Fixiertemperatur auf einen Wert ansteigen läßt, der über der höchsten Umgebungs-, Lagerungs- und Versand- Temperatur liegt, jedoch unterhalb der Fixierbetriebstemperatur. Sie brennt daher während der ersten Inbetriebnahme der Fixiereinrichtung nach Einsetzen des neuen Magazins durch.
Wenn das Magazin in den Drucker 1 eingesetzt wird, wird die Sicherung in einem stromführenden Schaltkreis mit der Steuerschaltung 140 durch einen unten näher erläuterten elektrischen Steckverbinder 498 verbunden. Die Steuerschaltung 140 erkennt, daß der schematisch in Fig. 5 dargestellte Schaltkreis geschlossen ist und setzt die Vorrichtung für ein neues Fixierwalzenmagazin zurück. Beispielsweise wird durch die Steuerschaltung 140 ein elektronischer Zähler 206 auf Null zurückgesetzt. Der elektronische Zähler 206 kann entweder die Anzahl der Bilder oder Empfangsblätter oder beides zählen, die seit dem Einsetzen des Magazins angefertigt wurden. Eine Anzeige 208, die entweder einen oder beide dieser Werte zeigt, ist für den Bediener zugänglich. Anzeige 208 kann in Ansprechen auf beide Werte dem Bediener signalisieren, daß die übliche Lebensdauer der Fixierwalze überschritten ist. Beispielsweise kann in Ansprechen auf eine Diagnoseeingabe, bei der der Bediener eingibt, daß die Bildqualität schlecht ist, die Steuerschaltung 140 mit dem Hinweis auf eine mögliche Überschreitung der Fixierwalzenlebensdauer reagieren. Dies kann allein oder als Teil einer Wahrscheinlichkeitsliste möglicher Ursachen angezeigt werden. Durch entsprechende, Fachleuten bekannte Programmierungstechniken würde die Wahrscheinlichkeitsliste und deren Anordnung nach Fixierwalzennutzungsdauer und Nutzungsdauer der übrigen Komponenten in Drucker 1 bereitgestellt werden.
Wenn das Magazin entnommen wird, würde durch das Einsetzen eines neuen Magazins der elektronische Zähler 206 zupickgesetzt werden. Durch erneutes Einsetzen eines alten Magazins würde der Zähler nicht zurückgesetzt werden, da die Thermosicherung 205 von der Steuerschaltung 140 als durchgebrannt erkannt wird (oder nicht als nicht durchgebrannt erkannt wird). Durch Herausnehmen des Magazins zu Wartungszwecken, die kein Austauschen des Magazins vorsehen, würde der Zähler also nicht zurückgesetzt werden. Die Thermosicherung 205 kann eine thermisch ansprechende Einrichtung sein, die einen elektrischen Schaltkreis irreversibel von einem ersten in einen zweiten Zustand in Ansprechen darauf ändert, daß die Einrichtung eine vorgegebene Temperatur erreicht.
Bezugnehmend auf Fig. 2 und 4 sind sowohl das Magazin-Ölanschlußventil 78 als auch der elektrische Steckverbinder 498 an dem Ende des Magazins angeordnet, das während des Einsetzens nach vorne weist. Mit Unterstützung entsprechender Führungsstifte 99 wird durch kräftiges Einschieben durch den Bediener sowohl das Ventil 78 als auch der Steckverbinder 498 mit entsprechenden Anschlüssen in der Aufnahme als Teil des Einsetzvorgangs verbunden. Insbesondere nimmt ein elektrischer Steckverbinder 152 beide Stifte 99 und den Steckverbinder 498 auf. Ein in der Aufnahme befindliches Flüssigkeitsanschlußmittel, beispielsweise ein Absperrventil 154, greift in das Magazinventil 78 ein, wodurch sich das Absperrventil 154 öffnet, damit Öl aus einer geeigneten Quelle fließen kann, beispielsweise wenn es aus einem Behälter 144 durch eine Pumpe 142 gepumpt wird. Sowohl Behälter als auch Pumpe befinden sich in der Aufnahme und sind herkömmlicher Bauart. Steckverbinder 152 und Absperrventil 154 sind vorzugsweise getrennt angeordnet, um durch die Spitzen der Stifte 99 und die kegelförmige Öffnung des Ventils 78 um einen geringen Betrag bewegbar zu sein, damit eine gewisse vertikale und horizontale Toleranz beim Einsetzvorgang gewährleistet ist.
Fig. 5 und 6 zeigen die Lage des Magazins 50, wenn dieses in die Fixiereinrichtung 23 eingesetzt wird und Teil dieser ist. Das Fixierwalzenmagazin 50 (ebenfalls wie in Fig. 2 gezeigt) wird derart in eine Öffnung 51 eingesetzt, daß die elektrischen Steckverbinder und die Ölanschlüsse miteinander verbunden werden. Nach den Ausführungen in Fig. 8 und 10 öffnet sich die Abdeckung 82 bei diesem Prozeß wie zuvor beschrieben.
Öffnung 51 befindet sich in einem unteren Rahmen 100 des Druckers 1. Nach Herstellung der elektrischen Verbindung und des Ölanschlusses stoppt das Fixierwalzenmagazin 50 und wird durch die Aufnahmemittel 102 (Fig. 5) gehalten. Die Aufnahmemittel 102 bilden eine horizontale Führungsfläche 108 und eine vertikale Führungsfläche 107, auf der das Magazin während des Einsetzens läuft und auf der es schließlich aufliegt. Vier Sitze 103 an den vier Ecken der unteren Fläche des Magazins befinden sich auf der Fläche 108. Sie sind in ausreichend enger Toleranz ausgebildet, um die richtige Höhe für die Fixierwalze 52 sowie für den Steckverbinder 498, das Ventil 78 und den Dochtkolben 68 sicherzustellen. Ähnliche (nicht gezeigte) Sitze können an der linken Seitenwandung 111 des Magazins angeordnet werden, die durch Fläche 107 geführt wird, um die richtige seitliche Lage der Fixierwalze und des Steckverbinders 498, des Ventils 78 und des Dochtkolbens 68 sicherzustellen.
Eine Blattfeder 109 kann dazu eingesetzt werden, das Magazin nach links zu drücken, um den Kontakt der vertikalen Wand 111 des Magazins mit der Fläche 107 zu erhalten. Diese Feder kann jedoch wegfallen, wenn das Aufnahmemittel 102 und/oder die Öffnung 51 entgegen dem Uhrzeigersinn um beispielsweise 250 geneigt wird, wie in Fig. 2 und 6 gezeigt. Mit dieser Ausrichtung werden beide Sitze 103 durch die Schwerkraft gegen die Fläche 108 gedrückt und die Seitenwand 111 gegen die Fläche 107, so daß die Blatifeder 109 nicht erforderlich ist. Die notwendige Neigung hängt von dem Gewicht des Magazins und den Reibungskoeffizienten der Sitze 103 und der Fläche 108 ab.
In einem oberen Rahmen 101 (Fig. 6) befindet sich eine Andruckwalze 110. Der obere Rahmen 101 ist mit dem unteren Rahmen 100 verbunden und im Gegenuhrzeigersinn um einen Punkt 104 schwenkbar, um den oberen Rahmen 101 zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung zu bewegen (siehe Fig. 6). In der geschlossenen Stellung paßt ein Stiftpaar 106 im oberen Rahmen in die Schlitze 108 des unteren Rahmens (nur ein Stift und ein Schlitz werden in Fig. 6 gezeigt). Die Position wird während des Betriebs der Fixiereinrichtung durch eine Halteklinke genau eingehalten. Die Andruckwalze 110 ist im oberen Rahmen aufgehängt und bewegt sich in Wirkbeziehung mit der Fixierwalze 52, wenn der obere Rahmen geschlossen ist.
Nach Fig. 6 und 7 stützt sich die Andruckwalze 110 an einem Paar Walzenhalterungen 112 und 114 ab, die über einen Federarm 120 miteinander verbunden sind. Die Andruckwalze 110 wird während des Fixierens durch einen Schrittmotor 116 über einen Radsatz 118 gedreht. Der Schrittmotor 116 ist am oberen Rahmen 101 befestigt. Ein Federpaar 122 und 124, das ebenfalls am oberen Rahmen 101 befestigt ist, ist mit dem Federarm 120 verbunden und drückt die Arme 112 und 114 im Gegenuhrzeigersinn um einen Zapfen 126, der in bezug zum oberen Rahmen 101 starr ist.
Wenn die Federn 122 und 124 komprimiert werden, drehen sich die Arme 112 und 114 mit im wesentlichen konstanter Kraft durch ihren Wirkbereich. Diese Kraft übt einen erwünschten Druck zwischen der Andruckwalze 110 und der Fixierwalze 52 aus, wenn sich der obere Rahmen 101 in seiner abgesenkten und damit betriebsbereiten Position befindet. Im Betrieb wird die Fixierwalze 52 durch Reibkraftschluß zwischen der Walze und der Andruckwalze 110 gedreht.
Der Schrittmotor 116 treibt daher sowohl die Fixierwalze als auch die Andruckwalze 110 an. Aufgrund dieser vorteilhaften Konstruktion kann das Magazin 50 auf eigene Verbindungen zum Antreiben der Fixierwalze 52 verzichten. Die Magazinbaugruppe kann dadurch einfacher aufgebaut sein, auch dadurch, daß die Fixierlampe und die Lager eine Einheit bilden, die in dem Magazin befestigt ist, ohne daß eine Antriebsverbindung innerhalb des Magazins erforderlich ist.
Um während der Betriebsbereitschaft oder des Abschaltens einen Wärmestau zu vermeiden, ist es wünschenswert, die Walzen zu trennen oder die Andrückkraft zu reduzieren. Hierzu wird die Drehachse der Andruckwalze 110 hinsichtlich der Arme 112 und 114 angehoben. Mit Bezug auf Fig. 11 ist die Andruckwalze 110 in den Armen 112 und 114 durch eine Welle 232 drehbar gelagert. Welle 232 ist an zwei zylindrischen Exzentern 132 exzentrisch befestigt, die sich an den gegenüberliegenden Enden der Andruckwalze 110 befinden. (Alternativ hierzu könnte ein einzelner Exzenter über die Länge der Andruckwalze 110 benutzt werden.) Die äußeren zylindrischen Flächen des Exzenters 132 bilden die Innenlagerflächen für die Lager 235, auf denen sich die Andruckwalze 110 um eine primäre Achse 239 dreht, wenn die Fixiereinrichtung in Betrieb ist. Die Exzenter 132 sind somit die Lagerträger für die Lager 235.
In Fig. 11 wird die Andruckwalze 110 mit der Welle in ihrer zur Andruckwalze 110 abgesenkten Position gezeigt, wodurch die Achse 239 in eine obere Position gedrückt wird. In dieser Position begrenzen die Stifte 175 die Bewegung der Federn 122 und 124 und verhindern, daß diese sich über eine vorgegebene Position ausdehnen können. Dadurch wird die Andruckwalze 110 etwas von der Fixierwalze 52 getrennt. Im Betrieb dreht der Motor 130 die Welle 232 durch herkömmliche, nicht gezeigte Räder um eine zweite Drehachse im Mittelpunkt der Welle 232, um somit den Exzenter 132 in die in Fig. 12 gezeigte Position zu drehen. In dieser Position ist die Drehachse 239 hinsichtlich der Arme 112 und 114 durch eine 180º-Drehung des Exzenters 132 und der Welle 232 abgesenkt. Andruckwalze 110 legt sich kraftschlüssig an die Fixierwalze 52 an, wodurch die Arme 112 und 114 nach oben gedrückt werden, wobei die Federn 122 und 124 zusammengedrückt werden und dadurch die notwendige Kraft aufbauen, um den gewünschten Druck zwischen den Walzen zu erzeugen.
Dieser Mechanismus erzeugt einen konstanten Druck trotz einer gewissen Ungenauigkeit der Lage der Fixierwalze 52. Welle 232 und Exzenter 132 bilden einen zuverlässigen, kompakten Mechanismus, der nicht die typischen Nocken zum Entladen der Fixierwalzen aufweist, die verschleißen können und dann ausgewechselt werden müßten. Die mit herkömmlichen Nocken verbundenen Reibungsprobleme werden durch die Tatsache beseitigt, daß die Exzenter 132 während der Lade- und Entladedrehung durch Motor 130 auf Lagern 235 laufen.
Das (zuvor beschriebene) Einsetzen des Magazins erfolgt, wenn der obere Rahmen 101 geöffnet ist, d.h. wenn er um Zapfen 106 von Öffnung 108 in eine angehobene Position geschwenkt wurde. In dieser Position können auch Papierstaus in der Fixiereinrichtung behoben werden. Indem der obere Rahmen 101 abgesenkt wird, bis der Zapfen 106 in Öffnung 108 eingreift, werden die Andruckwalze 110 und die Fixierwalze 52 betriebsbereit positioniert. Der Radsatz 118 umfaßt Elemente, die die Bewegung der Andruckwalze zum Motor 116 vorsehen.
Die zahlreichen Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich, wobei die anhängenden Ansprüche alle diese Merkmale und Vorteile der Erfindung abdecken, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen. Obwohl einige erfindungsgemäße Ausführungsformen aufgezeigt und beschrieben wurden, ist die Erfindung natürlich nicht auf diese beschränkt, sondern kann zahlreichen, Fachleuten bekannten Änderungen und Abwandlungen unterzogen werden, so daß die hier gezeigten und beschriebenen Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen sind, sondern so, daß alle einem einschlägigen Fachmann offenkundigen Änderungen und Abwandlungen der Erfindung abgedeckt werden.

Claims

1. Schmelzfixiereinrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Empfangsblatt, wobei die Einrichtung eine Andruckwalze (110) und eine Schmelzfixierwalze (52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwalze in einem Magazin (50) angeordnet ist, welches ein Gehäuse (54) mit einer Zugangsöffnung (56) aufweist, durch die die Fixierwalze mit der Andruckwalze (110) in Wirkzusammenhang steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwalze (52) im Gehäuse (54) drehbar angeordnet ist und durch die Zugangsöffnung über die Andruckwalze (110) durch Kraftschluß antreibbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abstreifer (80), der mindestens einen Teilbereich einer Kante der Zugangsöffnung bildet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (50) eine Abdeckung (82) aufweist, die zwischen einer die Zugangsöffnung (56) -bedeckenden und einer die Zugangsöffnung freigebenden Stellung bewegbar ist und somit den Zugang zur Fixierwalze ermöglicht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zur Aufnahme des Magazins in der Fixiereinrichtung mit Mitteln (87, 297, 298) zum Öffnen der Abdeckung in Abhängigkeit von der Bewegung des Magazins in die Magazinaufnahme.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin Mittel (84) zum Schließen der Abdeckung (82) in Abhängigkeit von der Bewegung des Magazins (50) aus der Magazinaufnahme aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmemittel Mittel zum Führen des Magazins bei dessen Einführung und Entnahme parallel zur Drehachse der Fixierwalze aufweisen und daß die Mittel (297, 298) zum Öffnen der Abdeckung so angeordnet sind, daß sie die schließung der Abdeckung während des ersten Teils der Entnahmebewegung ermöglichen, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, daß ein Benutzer die Fixierwalze beim Heräusnehmen des Magazins berührt.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (50) eine lösbare Rastklinke (195, 196) zum Verriegeln der Abdeckung (82) in ihrer Freigabestellung aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin eine Sicherung (205) aufweist, die folgende Komponenten umfaßt:

- Mittel zum irreversiblen Verändern einer elektrischen Schaltung von einem ersten in einen zweiten Zustand in Abhängigkeit davon, daß die Sicherung eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat,

- Mittel (94) zum Erwärmen der Fixierwalze (52) bei Normalbetrieb bis deutlich über die vorbestimmte Temperatur, um die elektrische Schaltung von ihrem ersten in ihren zweiten Zustand zu überführen, und

- Magazinverbindungsmittel (498) zum Verbinden der Sicherung mit einer elektrischen Schaltung,

- und wobei die Fixiereinrichtung zusätzlich Mittel zur Aufnahme des Magazins (50) und zum Verbinden der Sicherung (205) mit einer Schaltung umfaßt, die Logikund Steuermittel (140) zum Unterscheiden zwischen einem neuen oder gebrauchten Magazin in Abhängigkeit vom Abtasten des ersten oder zweiten Zustands aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin Mittel zum Zuführen von Fixieröl zur Fixierwalze aufweist, wobei die Mittel mit einer Fixierölguelle verbindbar sind, und daß die Fixiereinrichtung zusätzlich eine Fixierölquelle und Mittel zur Aufnahme des Magazins in einer Position aufweist, in der die Fixierwalze durch die Zugangsöffnung hindurch mit der Andruckwalze in Wirkzusammenhang steht und die Fixierölquelle mit den Zufuhrmitteln verbunden ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrmittel zwischen einem ersten Zustand, in dem eine erste Menge an Fixieröl zugeführt wird, und einem zweiten Zustand, in dem weniger oder kein Fixieröl zugeführt wird, verstellbar sind, daß das Magazin von außerhalb betätigbare Mittel zum Verstellen der Zufuhrmittel zwischen ihrem ersten und zweiten Zustand aufweist und daß die Fixiereinrichtung zusätzlich Mittel zum Betätigen der betätigbaren Mittel in einem aufgenommenen Magazin sowie Mittel aufweist zum Aufnehmen des Magazins in einer Position, in der die Fixierwalze durch die Zugangsöffnung mit der Andruckwalze in Wirkzusammenhang steht und die betätigbaren Mittel mit den Betätigungsmitteln in Wirkverbindung stehen.

12. Fixierwalze zur Verwendung in einer Schmelzfixiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11.