EP0486723B1 - Wärmestation zum Erwärmen eines Aufzeichnungsträgers in einem Druck- oder Kopiergerät - Google Patents

Wärmestation zum Erwärmen eines Aufzeichnungsträgers in einem Druck- oder Kopiergerät Download PDF

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EP0486723B1
EP0486723B1 EP90122332A EP90122332A EP0486723B1 EP 0486723 B1 EP0486723 B1 EP 0486723B1 EP 90122332 A EP90122332 A EP 90122332A EP 90122332 A EP90122332 A EP 90122332A EP 0486723 B1 EP0486723 B1 EP 0486723B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
recording medium
station
channel
fixing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90122332A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0486723A1 (de
Inventor
Helmut Dipl.-Ing. Naeser (Fh)
Klaus Dipl.-Ing. Kümmel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
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Publication date
Application filed by Wincor Nixdorf International GmbH filed Critical Wincor Nixdorf International GmbH
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Priority to DE59006076T priority patent/DE59006076D1/de
Publication of EP0486723A1 publication Critical patent/EP0486723A1/de
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Publication of EP0486723B1 publication Critical patent/EP0486723B1/de
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    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
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    • G03G15/1605Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support
    • G03G15/161Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support with means for handling the intermediate support, e.g. heating, cleaning, coating with a transfer agent
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    • G03G2215/1695Simultaneous toner image transfer and fixing at the second or higher order transfer point
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    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/207Type of toner image to be fixed 
    • G03G2215/2083Type of toner image to be fixed  duplex

Definitions

  • the invention relates to a device for heating a record carrier in a printing or copying device according to the features of claim 1.
  • Printing or copying devices operating on the principle of electrophotography are generally known.
  • a charge image is generated on a recording medium in the form of a photoconductor, developed with toner in a developer station and the toner image is transferred to a recording medium in the form of a paper tape or in the form of single sheets in a transfer printing station.
  • the toner images are fixed in a fixing station downstream of the transfer printing station by pressure and heat.
  • the fusing stations used, such as z. B. are described in US-A-4 147 922, contain a preheater in the form of a heating saddle and the actual fixing device consisting of two fixing rollers, at least one of which is heated. The toner particles are melted into the paper by heat and pressure.
  • EP-B-0 212 685 discloses a contact fixing device for an electrophotographic copier, in which a toner image is taken up by a photoconductor drum with the aid of a transfer belt, heated in a heating station and then transferred to paper under the action of pressure.
  • the transfer ribbon is made of silicone and a flat heating element is used as the heating station, over which the transfer ribbon slides.
  • heating the transfer ribbon alone from the rear requires a high amount of energy and targeted measures to prevent the transfer ribbon from overheating.
  • Contactless heating with the aid of a heater from the toner image side would prevent the toner images from being smeared, but when using heater heaters, a high level of regulation and monitoring is necessary in order to prevent partial overheating of the transfer belts due to the high temperatures of the heater.
  • a thermal printing fixing device for fixing single sheets printed on one side which has two heated fixing tapes and a fixing zone with a plurality of pressure rollers arranged side by side.
  • the pressure rollers exert a linear pressure on the recording medium in the fixing zone.
  • a fusing station with two endless belts which also serves for fusing single sheets carrying a toner image on both sides.
  • the endless belts are arranged offset from one another and form a fixing zone in their contact area, the fixing zone being heated via heating elements arranged on both sides of the contact zone.
  • the single sheets are fed between the endless belts and heated up very quickly there. There is therefore a risk that the toner image will be blurred and stressed by the rapid heating of the recording media.
  • EP-A-0 256 770 describes a heating roller for a fixing device with heating elements arranged thereon, which can be adapted to the size of the copy sheets to be fixed with regard to its active heating zone.
  • the aim of the invention is to provide a device for heating a record carrier in a printing or copying machine, which enables targeted heating of the record carrier without blurring the toner image with the greatest possible efficiency while protecting the record carrier material as much as possible.
  • the device should also be suitable for heating recording media which carry a toner image on both the front and the back.
  • Another object of the invention is to design the device so that it can be used as a thermal fuser.
  • the device is for heating any type of recording medium with toner images arranged thereon suitable.
  • These can e.g. B. transfer ribbons, photoconductor ribbons, continuous paper or single sheets.
  • the recording media can carry toner images both on the front and on the back.
  • the heating station can be used within a heat setting station or can itself be designed as a heat setting station. It is particularly suitable for fixing toner images on sheet-like recording media in duplex mode.
  • toner and recording medium enables a lower fixing pressure. This results in a gentler paper treatment with less tendency to paper curl.
  • the conically tapered inlet area to the fusing station enables the individual sheets to be smoothly phaseed in and the individual sheets to be transported at the same process speed as in the transfer printing area. Additional control means between the transfer printing station and the fixing station are therefore not necessary.
  • the fusing station can connect directly to the transfer station without any clearance. This significantly reduces the overall structure of the device and reduces the risk of blurring the toner images.
  • the positive guidance of the record carrier within the fusing station reduces paper flow disturbances.
  • At least one endless belt is designed to be pivotable. So that's a easy access to the transport channel possible when servicing.
  • a paper heating saddle is arranged in a special embodiment of the invention, over which the endless belt is guided.
  • the paper heating saddle contains infrared heating elements in the form of so-called heating cartridges. This makes it particularly easy to regulate the supply of heat to the endless belts and thus to the recording medium.
  • the large heat transfer enables the use of several heating elements with lower output and lower operating temperature. This significantly reduces the heat losses in the device and achieves high efficiency.
  • the contact between the recording medium and the heat saddle ensures optical heat transfer. This ensures constant heating of the recording medium immediately after starting the device. Waiting times before putting the device into operation are significantly reduced.
  • the relatively strong deflection of the endless belts in the exit area of the heating station prevents stripping errors when operating with single sheets by deflecting the single sheets from the channel or transport direction when exiting the heating station.
  • the entire heating station whether it is designed as a preheating device or as a fixing station, is simple in construction, easy to manufacture and requires little maintenance.
  • the heating of the recording medium on both sides prevents the recording medium from being deformed or distorted. This is especially important when processing single sheets.
  • the heating station also enables a short design of the printing or copying machine.
  • a thermal printing fixing station shown in FIG. 1 for a printing or copying machine which is operated in duplex mode essentially consists of a heating station W and a fixing area FX.
  • the fixing area FX contains a pair of fixing rollers with a fixed fixing roller 28 and a z. B. under the force of a spring 29 pressing against the fixing roller 28 pressure roller 30.
  • Both pressure roller 30 and fixing roller 28 consist of an aluminum hollow roller with radiator heater 31 arranged therein in the form of a halogen heater.
  • the fixing rollers 28, 30 are arranged with respect to their linear contact zone, the actual printing area of the fixing rollers, at the end of a feed channel 32 for a recording medium 33.
  • the record carriers 33 consist of individual sheets which are fed next to one another to the heat station W and which are printed with toner images on the front and back with an upstream transfer station, not shown here.
  • the fixing rollers 28 and 30 are also assigned an oiling device 34, which is usually constructed, for supplying separating oil.
  • the heat station W is directly upstream of the fixing rollers FX in the direction of movement of the recording media. It contains a first electromotively driven endless belt 35/1 assigned to a front side of the recording medium 33 and a second electromotive driven endless belt 35/2 assigned to a rear side of the recording medium 33.
  • the endless belts are arranged opposite one another in such a way that a heating channel 36 is formed for the recording medium, which extends in an input area 37 to an exit area 38. It is part of the feed channel 32.
  • the endless belts 35 are elastic, heat-resistant belts made of toner-repellent material, for. B. PTFE silicone tapes.
  • the guide rollers e.g. B. on the output side 40 can be designed as tensioning rollers.
  • the endless belts 35 are guided in such a way that a wedge-shaped entrance area results, which enables the individual sheets 33 to be smoothly phased into the heating station W.
  • the heating saddle 41 contains a plurality of heating cartridges serving as heating elements in the form of infrared heating elements which are individually exchangeably mounted in the heating saddle 41.
  • the heating saddle 41 consists of a slightly spherical aluminum block.
  • a spacer 43 in the form of a metal element extending across the width of the heating channel 32 is located between the input area 37 and the exit area 38.
  • the spacer 43 is resiliently mounted via springs 44 and presses flatly on the inside of the endless belts in the area of the feed channel or the heating channel 36.
  • a spacer 43 of this type is assigned to each of the endless belts.
  • the spacers 43 ensure an exact guidance of the record carriers 33 in the heating channel 36.
  • a cleaning station 45 is therefore assigned to each endless belt. B. clean the endless belts with the help of a brush or a fleece.
  • the heating station W has an insulating housing 46 (FIG. 2). It extends on both sides of the heating station W over the entire width of the endless belts 35.
  • the heat insulation prevents the surroundings from heating up and enables short heating times when the heating station is switched on. Furthermore, such a housing reduces heat loss during standby operation.
  • the thermal fusing station shown in FIG. 1 functions as follows:
  • the single sheets 33 provided with toner images in a transfer printing area (not shown here) of the electrophotographic printing or copying device are fed via the feed channel 32 to the input area 37 of the heating station.
  • the two endless belts 35/1 and 35/2 gently grasp the leading edges of the single sheets 33, regardless of the thickness of the single sheets. This is particularly the case if 35 elastic belts are used as endless belts.
  • the endless belts are operated in opposite directions absolutely synchronously, which can be achieved by a drive coupling.
  • the single sheets 33 are fed to the heating channel 36 and heated there.
  • the temperature in the heating channel 36 is controlled via the heating saddle 41 so that there is a slow, constant heating of toner and paper in the heating channel 36 is coming.
  • the toner is brought to the fixing temperature. After leaving the heating station via the exit area 38, the toner on the individual sheets 33 already has a pasty consistency.
  • the individual sheets 33 are now gripped by the fixing rollers 28 and 30 and thus passed through the actual fixing area FX. Since the toner is already doughy when entering the actual fixing area between the fixing rollers 28 and 30, it is possible to keep the fixing pressure, ie the pressure of the pressure roller 30 against the fixing roller 28, low.
  • the drive of the fixing rollers is synchronized with the drive of the endless belts in the heating station. The required low pressure in the fusing area between the fusing rollers results in gentle paper handling and the risk of paper curl is minimal.
  • the fixing rollers 28 and 30 can be dispensed with. It is thus possible, in accordance with the illustration in FIG. 2, to design the heating station W itself as a fixing station.
  • the function of such a heating station corresponds to the heat-setting station of FIG. 1, with the toner being heat-fixed on the individual sheets 33 within the heating channel 36.
  • the function of the fixing rollers is taken over by the spring-loaded spacers 43.
  • the upper endless belt 35/1 is designed to be pivotable from the lower endless belt 35/2 with the aid of a pivoting device. So that z. B. possible to easily fix paper flow problems in the heating channel or in the feed channel 32.
  • the guide rollers for the endless belts are supported on one side in upper and lower bearing elements 48/1, 48/2.
  • the bearing elements 48 are coupled to one another via a hinge 49 with an axis of rotation 50.
  • the drives of the endless belts and thus the bearing elements 48/1 and 48/2 are connected via a coupling area 51, for. B. in the form of a gear, engaged and disengaged from each other.
  • the bearing elements 48 are connected to an electric motor 52 for driving the endless belts.
  • a handle 47 is assigned in the upper endless belt 35/1 to facilitate pivoting in and out.
  • the described heating station is to be used in a printing or copying machine in simplex operation, it is possible to do without heating an endless belt. It is also conceivable for the heating of the heating saddles to be alternately switchable depending on the operating mode.
  • the heating station W described with reference to FIGS. 1 and 2 can also be used according to an exemplary embodiment corresponding to FIG. 4 as a heating station for preheating a transfer belt in a contact fixing device, as is described in more detail in EP-B1-0 212 685.
  • a toner image developed on a photoconductor 54 is transferred to a transfer belt 55.
  • the toner image located on the transfer belt 55 is then brought to the fixing temperature in the heating station W and then transferred to the recording medium 33 between two transfer rollers 56. After the transfer, the transfer belt 55 is cleaned of adhering toner between cleaning rollers 57.
  • the heating station it is also advantageously possible to use a recording medium without a toner image, e.g. B. to heat a paper web or a single sheet and then to print the heated recording medium in a subsequent transfer station with a toner image.
  • This transfer printing station can then be designed analogously to the exemplary embodiment in FIG. 4.
  • the transfer printing station it would then also be possible with the aid of pressure rollers to fix the toner image on the recording medium.
  • the heating of the transfer ribbon or the transferring photoconductor ribbon could thus be omitted.
  • the heating device is designed for processing recording media of different widths or formats.
  • Such adaptation is z. B. possible by the arrangement of switchable side by side arranged heating elements (heating cartridges), this connection can be coupled to the device control and is done automatically.
  • this adjustment it is also conceivable, for. B. to achieve this adjustment by sliding panels or by immersing the heating elements in the heating caliper or z. B. to arrange several endless belts next to each other with assigned heating.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Aufzeichnungsträgers in einem Druck- oder Kopiergerät gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitende Druck- oder Kopiergeräte sind allgemein bekannt. Bei diesen Geräten wird auf einem Aufzeichnungsträger in Form eines Fotoleiters ein Ladungsbild erzeugt, in einer Entwicklerstation mit Toner entwickelt und in einer Umdruckstation das Tonerbild auf einen Aufzeichnungsträger in Form eines Papierbandes oder in Form von Einzelblättern übertragen. In einer der Umdruckstation nachgeordneten Fixierstation erfolgt eine Fixierung der Tonerbilder durch Druck und Wärme. Die dabei verwendeten Fixierstationen, wie sie z. B. in der US-A-4 147 922 beschrieben sind, enthalten eine Vorheizeinrichtung in Form eines Heizsattels und die eigentliche Fixiereinrichtung bestehend aus zwei Fixierwalzen, von denen zumindest eine beheizt ist. Durch Wärme und Druck werden die Tonerteilchen in das Papier eingeschmolzen.
  • Eine derartige Vorwärmung mit Hilfe eines Heizsattels ist jedoch schwierig, wenn eine Druckeinrichtung im Duplexbetrieb betrieben wird, bei dem auf jeder Seite des Einzelblattes ein unfixiertes Druckbild angeordnet ist. Wird ein derartiger Aufzeichnungsträger über einen Vorheizsattel geführt, besteht die Gefahr, daß das Tonerbild verwischt wird.
  • Es ist weiterhin aus der EP-B-0 212 685 eine Kontaktfixiervorrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät bekannt, bei dem von einer Fotoleitertrommel mit Hilfe eines Transferbandes ein Tonerbild aufgenommen wird, in einer Wärmestation erwärmt und dann unter Einwirkung von Druck auf Papier übertragen wird.
  • Das Transferband besteht dabei aus Silikon und als Wärmestation wird ein flaches Heizelement verwendet, über das das Transferband gleitet.
  • Eine alleinige Erwärmung des Transferbandes von der Rückseite her erfordert jedoch einen hohen Energieaufwand und gezielte Maßnahmen um eine Überhitzung des Transferbandes zu verhindern. Eine berührungslose Erwärmung mit Hilfe von einer Strahlerheizung von der Tonerbildseite her würde zwar ein Verwischenn der Tonerbilder verhindern, bei der Verwendung von Strahlerheizungen ist jedoch ein hoher Regelungs- und Überwachungsaufwand notwendig, um wegen der hohen Temperaturen der Strahler eine partielle Überhitzung der Transferbänder zu verhindern.
  • Aus der WO 92/06417, die einen Stand der Technik im Sinne des Artikels 54(3) EPÜ repräsentiert, ist eine Thermofixierstation mit zwei beheizten Endlosbändern bekannt, die zum weichen Einphasen in einen Fixierbereich einen im Querschnitt keilförmigen Zuführungskanal aufweist. Die eigentliche Fixierung erfolgt zwischen zwei die Endlosbänder in einem Fixierspalt zusammenpressenden Walzen.
  • Es ist weiterhin aus der US-A-4 242 566 eine Thermodruckfixiereinrichtung zum Fixieren von einseitig bedruckten Einzelblättern bekannt, die zwei beheizte Fixierbänder und eine Fixierzone mit mehreren nebeneinander angeordneten Andruckwalzen aufweist. Die Andruckwalzen üben in der Fixierzone einen linienförmigen Druck auf den Aufzeichnungsträger aus. Zwischen den parallel angeordneten Fixierwalzen besteht im Bereich der Fixierbänder die Gefahr des Verwischens des Druckbildes.
  • Aus der US-A-3 810 735 ist eine Fixierstation mit zwei Endlosbändern bekannt, die auch zum Fixieren von beidseitig ein Tonerbild tragenden Einzelblättern dient. Die Endlosbänder sind versetzt zueinander angeordnet und bilden in ihrem Kontaktbereich eine Fixierzone, wobei die Fixierzone über beidseitig der Kontaktzone angeordnete Heizelemente beheizt wird. Die Einzelblätter werden allein zwischen den Endlosbändern geführt und dort sehr schnell aufgeheizt. Damit besteht die Gefahr, daß das Tonerbild verwischt und durch die schnelle Aufheizung der Aufzeichnungsträger gestreßt wird.
  • Es wird weiterhin in der EP-A-0 256 770 eine Heizwalze für eine Fixiereinrichtung mit darauf angeordneten Heizelementen beschrieben, die bezüglich ihrer aktiven Heizzone der Größe der zu fixierenden Kopierblätter anpaßbar ist.
  • Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Aufzeichnungsträgers in einem Druck- oder Kopiergerät bereitzustellen, die eine gezielte Erwärmung des Aufzeichnungsträgers ohne Verwischen des Tonerbildes mit größtmöglichem Wirkungsgrad unter weitestgehender Schonung des Aufzeichnungsträgermaterials ermöglicht. Die Vorrichtung soll dabei auch zum Erwärmen von Aufzeichnungsträgern geeignet sein, die sowohl auf der Front- als auch auf der Rückseite ein Tonerbild tragen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Vorrichtung so auszugestalten, daß sie als Thermo-Fixierstation verwendet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
  • Durch die Anordnung von elektromotorisch angetriebenen, beheizten Endlosbändern an der Front- und Rückseite des Aufzeichnungsträgers kann dieser gleichmäßig und verlustarm erwärmt werden. Die Vorrichtung ist dabei zur Erwärmung von jeder Art von Aufzeichnungsträgern mit darauf angeordneten Tonerbildern geeignet. Diese können z. B. Transferbänder, Fotoleiterbänder, Endlospapier oder Einzelblätter sein. Die Aufzeichnungsträger können dabei sowohl auf der Front als auch auf der Rückseite Tonerbilder tragen.
  • Die Wärmestation kann innerhalb einer Thermofixierstation angewendet werden oder selbst als Thermofixierstation ausgebildet sein. Sie ist dabei insbesondere zum Fixieren von Tonerbildern auf blattförmigen Aufzeichnungsträgern im Duplexbetrieb geeignet.
  • Gegenüber herkömmlichen Fixierstationen mit einer ausschließlichen Linien- bzw. Punktfixierung durch ein Fixierwalzenpaar ergibt sich eine längere Kontaktdauer zwischen dem als Fixiermittel dienenden Endlosband und der Tonerschicht bei gleicher Verarbeitungsgeschwindigkeit. Damit ist gegenüber diesen herkömmlichen Fixierstationen eine höhere Druckgeschwindigkeit möglich.
  • Die langsame und konstante Aufheizung von Toner und Aufzeichnungsträger ermöglicht einen geringeren Fixierdruck. Daraus resultiert eine schonendere Papierbehandlung mit geringerer Neigung zur Papierwelligkeit.
  • Der konisch zulaufende Einlaufbereich zur Fixierstation ermöglicht ein weiches Einphasen der Einzelblätter und einen Transport der Einzelblätter mit der gleichen Prozeßgeschwindigkeit wie im Umdruckbereich. Zusätzliche Steuerungsmittel zwischen Umdruckstation und Fixierstation sind deswegen nicht notwendig. Die Fixierstation kann sich ohne Abstand unmittelbar an die Umdruckstation anschließen. Damit wird der Gesamtaufbau des Gerätes wesentlich reduziert und die Gefahr des Verwischens der Tonerbilder vermindert. Die Zwangsführung des Aufzeichnungsträgers innerhalb der Fixierstation reduziert Papierlaufstörungen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Endlosband abschwenkbar ausgestaltet. Damit ist ein leichter Zugang zum Transportkanal im Servicefalle möglich.
  • Einzelblätter werden schonend behandelt, was zusätzliche Glättungseinrichtungen im Gerät überflüssig macht und ein nachfolgendes Abstapeln erleichtert.
  • Zum Heizen der Endlosbänder ist bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ein Papierheizsattel angeordnet, über den das Endlosband geführt ist. Der Papierheizsattel enthält Infrarotheizelemente in Form von sogenannten Heizpatronen. Damit läßt sich die Wärmezufuhr zu den Endlosbändern und damit zu dem Aufzeichnungsträger besonders leicht regeln. Der großflächige Wärmeübergang ermöglicht den Einsatz mehrerer Heizelemente mit geringerer Leistung und niederer Betriebstemperatur. Damit werden die Wärmeverluste in der Vorrichtung wesentlich reduziert und ein hoher Wirkungsgrad erreicht. Durch den Kontakt zwischen Aufzeichnungsträger und Wärmesattel ist ein optischer Wärmeübergang gewährleistet. Damit ist auch unmittelbar nach dem Start des Gerätes eine konstante Erwärmung des Aufzeichnungsträgers sichergestellt. Wartezeiten vor der Inbetriebnahme des Gerätes werden damit wesentlich verkürzt.
  • Die relativ starke Umlenkung der Endlosbänder im Austrittsbereich der Wärmestation verhindert im Betrieb mit Einzelblättern Strippingfehler durch Auslenken der Einzelblätter aus der Kanal- bzw. Transportrichtung beim Austreten aus der Wärmestation.
  • Die gesamte Wärmestation, sei sie nun als Vorwärmeinrichtung ausgebildet oder als Fixierstation, ist einfach im Aufbau, leicht herstellbar und wartungsarm.
  • Die beidseitige Erwärmung des Aufzeichnungsträgers verhindert eine Verformung oder ein Verspannen des Aufzeichnungsträgers. Dies ist besonders wichtig, wenn Einzelblätter verarbeitet werden. Die Wärmestation ermöglicht außerdem eine kurze Bauform des Druck- oder Kopiergerätes.
  • Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
    • Figur 1 eine schematische Darstellung einer Thermofixierstation für ein elektrofotografisches Druckgerät im Duplexbetrieb mit Fixierwalzen und einer Wärmestation,
    • Figur 2 eine schematische Darstellung einer als Thermofixierstation ausgebildeten Wärmestation,
    • Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Wärmestation mit abschwenkbarem oberen Endlosband und
    • Figur 4 eine schematische Darstellung einer Thermofixierstation mit Transferband mit darin angeordneter Wärmestation zum Erwärmen des Transferbandes.
  • Eine in der Figur 1 dargestellte Thermodruckfixierstation für ein Druck- oder Kopiergerät das im Duplexbetrieb betrieben wird, besteht im wesentlichen aus einer Wärmestation W und einem Fixierbereich FX. Der Fixierbereich FX enthält ein Fixierwalzenpaar mit einer ortsfesten Fixierwalze 28 und einer z. B. unter der Kraft einer Feder 29 gegen die Fixierwalze 28 drückende Andruckwalze 30. Sowohl Andruckwalze 30 als auch Fixierwalze 28 bestehen aus einer Aluminiumhohlwalze mit darin angeordneter Strahlerheizung 31 in Form einer Halogenheizung. Die Fixierwalzen 28, 30 sind bezüglich ihrer linienförmigen Kontaktzone, dem eigentlichen Druckbereich der Fixierwalzen am Ende eines Zuführungskanales 32 für einen Aufzeichnungsträger 33 angeordnet. Die Aufzeichnungsträger 33 bestehen aus Einzelblättern, die nebeneinander der Wärmestation W zugeführt werden und die mit einer hier nicht dargestellten vorgelagerten Umdruckstation auf der Front- und Rückseite mit Tonerbildern bedruckt werden. Den Fixierwalzen 28 und 30 ist weiterhin eine in üblicherweise aufgebaute Beölungseinrichtung 34 zur Zuführung von Trennöl zugeordnet.
  • In Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsträger den Fixierwalzen FX unmittelbar vorgelagert ist die Wärmestation W. Sie enthält ein erstes einer Frontseite des Aufzeichnungsträgers 33 zugeordnetes elektromotorisch angetriebenes Endlosband 35/1 sowie ein zweites einer Rückseite des Aufzeichnungsträgers 33 zugeordnetes elektromotorisch angetriebenes Endlosband 35/2. Die Endlosbänder sind einander gegenüberliegend derart angeordnet, daß ein Erwärmungskanal 36 für den Aufzeichnungsträger gebildet wird, der sich in einem Eingangsbereich 37 bis zu einem Austrittsbereich 38 erstreckt. Er ist Teil des Zuführkanales 32. Bei den Endlosbändern 35 handelt es sich um elastische hitzebeständige Bänder aus Toner abweisendem Material, z. B. um PTFE-Silikonbänder. Sie werden über eingangsseitige 39 und ausgangsseitige 40 elektromotorisch angetriebene Führungsrollen geführt und erstrecken sich über die gesamte Breite des Erwärmungskanales 36 bzw. des Zuführungskanales 32. Zur straffen Führung der Endlosbänder können die Führungsrollen, z. B. ausgangsseitig 40 als Spannrollen ausgebildet sein. Durch die eingangsseitigen Führungsrollen oder Walzen 39 werden die Endlosbänder 35 derart geführt, daß sich ein keilförmig zulaufender Eingangsbereich ergibt, der ein weiches Einphasen der Einzelblätter 33 in die Wärmestation W ermöglicht.
  • Zum Erwärmen der Endlosbänder werden die Endlosbänder 35 jeweils über einen Wärmesattel 41 geführt. Der Wärmesattel 41 enthält mehrere als Heizelemente dienende Wärmepatronen in Form von Infrarotheizelementen, die einzeln austauschbar im Wärmesattel 41 gelagert sind. Der Wärmesattel 41 besteht dabei aus einem leicht ballig ausgeformten Aluminiumblock.
  • Zwischen dem Eingangsbereich 37 und dem Austrittsbereich 38 befindet sich ein Abstandshalter 43 in Form eines sich über die Breite des Erwärmungskanales 32 erstreckenden Metallelementes. Der Abstandshalter 43 ist über Federn 44 federnd gelagert und drückt flächig auf die Innenseite der Endlosbänder im Bereich des Zuführungskanales bzw. des Erwärmungskanales 36. Jedem der Endlosbänder ist ein derartiger Abstandshalter 43 zugeordnet.
  • Die Abstandshalter 43 sorgen für eine exakte Führung der Aufzeichnungsträger 33 in dem Erwärmungskanal 36.
  • Beim Durchlaufen der Aufzeichnungsträger 33 durch die Wärmestation kann es vorkommen, daß Tonerpartikeln an den Endlosbändern 35 haften bleiben und diese verschmutzen. Zum Entfernen dieser Partikeln ist deshalb jedem Endlosband eine Reinigungsstation 45 zugeordnet, die z. B. mit Hilfe einer Bürste oder einem Vlies die Endlosbänder reinigen.
  • Weiterhin weist zur Verminderung des Wärmeverlustes und zur Unterstützung der gleichmäßigen Erhitzung der Endlosbänder 35 auf die Fixiertemperatur die Wärmestation W ein isolierendes Gehäuse 46 auf (Fig. 2). Es erstreckt sich beidseitig der Wärmestation W über die gesamte Breite der Endlosbänder 35. Durch die Wärmeisolierung wird ein Aufheizen der Umgebung verhindert und kurze Aufheizzeiten beim Einschalten der Wärmestation ermöglicht. Weiterhin verringert ein derartiges Gehäuse den Wärmeverlust während des Standby-Betriebes.
  • Die in der Figur 1 dargestellte Thermo-Fixierstation funktioniert dabei wie folgt:
    Die in einem hier nicht dargestellten Umdruckbereich des elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerätes mit Tonerbilder versehenen Einzelblätter 33 werden über den Zuführungskanal 32 dem Eingangsbereich 37 der Wärmestation zugeführt. Die beiden Endlosbänder 35/1 und 35/2 erfassen weich die Vorderkanten der Einzelblätter 33 und zwar unabhängig von der Stärke der Einzelblätter. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn als Endlosbänder 35 elastische Bänder verwendet werden. Die Endlosbänder werden gegenläufig absolut synchron betrieben, was durch eine antriebsmäßige Kupplung erreicht werden kann. Danach werden die Einzelblätter 33 dem Erwärmungskanal 36 zugeführt und dort erwärmt. Über den Wärmesattel 41 wird die Temperatur im Erwärmungskanal 36 so gesteuert, daß es zu einer langsamen konstanten Aufheizung von Toner und Papier im Erwärmungskanal 36 kommt. Der Toner wird damit auf Fixiertemperatur gebracht. Nach Verlassen der Wärmestation über den Austrittsbereich 38 hat der Toner auf den Einzelblättern 33 bereits eine teigige Konsistenz. Die Einzelblätter 33 werden nunmehr von den Fixierwalzen 28 und 30 erfaßt und so durch den eigentlichen Fixierbereich FX hindurchgeführt. Da der Toner beim Einlaufen in den eigentlichen Fixierbereich zwischen den Fixierwalzen 28 und 30 bereits teigig ist, ist es möglich den Fixierdruck, d. h. den Druck der Andruckwalze 30 gegen die Fixierwalze 28 gering zu halten. Um ein Verwischen der Tonerbilder auf den Einzelblättern 33 zu verhindern, ist der Antrieb der Fixierwalzen mit dem Antrieb der Endlosbänder in der Wärmestation synchronisiert. Durch den erforderlichen geringen Druck im Fixierbereich zwischen den Fixierwalzen ergibt sich eine schonende Papierbehandlung und die Gefahr von Papierwelligkeit wird minimal.
  • Es hat sich nun herausgestellt, daß bei einer entsprechenden Erhöhung der Andruckkraft im Erwärmungskanal 36 über die Federn 44 und die Abstandshalter 43 und bei entsprechender erhöhter Wärmezufuhr über die Wärmesättel 41 auf die Fixierwalzen 28 und 30 verzichtet werden kann. Damit ist es möglich, entsprechend der Darstellung der Figur 2, die Wärmestation W selbst als Fixierstation auszubilden. Die Funktion einer derartigen Wärmestation entspricht der Thermofixierstation der Figur 1, wobei innerhalb des Erwärmungskanales 36 eine Wärme-Druckfixierung des Toners auf den Einzelblättern 33 erfolgt. Die Funktion der Fixierwalzen wird dabei durch die federnd gelagerten Abstandshalter 43 übernommen.
  • Da keine Fixierwalzen verwendet werden, kann auch das bei Thermodruckfixierstationen sonst auftretende Problem des "Strippings" der Einzelblätter beim Fixieren nicht auftreten. Unter "Stripping" versteht man das Auslenken der Einzelblätter aus der Kanalrichtung durch die Adhäsionskräfte der Walze. Die starke Umlenkung der Endlosbänder im Austrittsbereich 38 führt zu einem sofortigen Abheben der Einzelblätter 33 von den Endlosbändern.
  • Bei einer in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Wärmestation ist das obere Endlosband 35/1 mit Hilfe einer Schwenkeinrichtung von dem unteren Endlosband 35/2 abschwenkbar ausgestaltet. Damit ist z. B. möglich, Papierlaufstörungen im Erwärmungskanal bzw. im Zuführungskanal 32 leicht zu beheben. Um dieses Abschwenken zu ermöglichen, sind die Führungsrollen für die Endlosbänder einseitig in oberen und unteren Lagerelementen 48/1, 48/2 gelagert. Die Lagerelemente 48 sind über ein Scharnier 49 mit einer Drehachse 50 miteinander gekoppelt. Beim Ein- und Abschwenken werden die Antriebe der Endlosbänder und damit die Lagerelemente 48/1 und 48/2 über einen Kopplungsbereich 51, z. B. in Form eines Getriebes, miteinander in Eingriff und außer Eingriff gebracht. Die Lagerelemente 48 stehen mit einem Elektromotor 52 zum Antrieb der Endlosbänder in Verbindung. Zum Erleichtern des An- und Abschwenkens ist im oberen Endlosband 35/1 ein Griffstück 47 zugeordnet.
  • Es ist jedoch auch möglich beide Endlosbänder 35/1 und 35/2 an- und abschwenkbar auszugestalten.
  • Soll die beschriebene Wärmestation in einem Druck- oder Kopiergerät im Simplex-Betrieb verwendet werden, so ist es möglich, gegebenenfalls auf die Beheizung eines Endlosbandes zu verzichten. Es ist auch denkbar, die Beheizung der Wärmesättel wechselseitig umschaltbar in Abhängigkeit von der Betriebsart auszugestalten.
  • Die anhand der Figuren 1 und 2 beschriebene Wärmestation W läßt sich gemäß einem Ausführungsbeispiel entsprechend der Figur 4 auch als Wärmestation zum Vorwärmen eines Transferbandes in einer Kontaktfixiervorrichtung, wie sie detaillierter in der EP-B1-0 212 685 beschrieben ist, verwenden. Bei derartigen Kontaktfixiervorrichtungen wird ein auf einem Fotoleiter 54 entwickeltes Tonerbild auf ein Transferband 55 übertragen. Das auf dem Transferband 55 befindliche Tonerbild wird dann in der Wärmestation W auf Fixiertemperatur gebracht und dann zwischen zwei Transferwalzen 56 auf den Aufzeichnungsträger 33 übertragen. Nach dem Transfer wird das Transferband 55 von anhaftendem Toner zwischen Reinigungswalzen 57 gereinigt.
  • Mit der Wärmestation ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, einen Aufzeichnungsträger ohne Tonerbild, z. B. eine Papierbahn oder ein Einzelblatt zu erwärmen und den erwärmten Aufzeichnungsträger dann in einer nachfolgenden Umdruckstation mit einem Tonerbild zu bedrucken. Diese Umdruckstation kann dann analog dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 ausgebildet sein. In der Umdruckstation wäre es mit Hilfe von Andruckwalzen dann auch möglich, das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger zu fixieren. Die Erwärmung des Transferbandes oder aber des übertragenden Fotoleiterbandes könnte damit entfallen.
  • Ist das Druck- oder Kopiergerät zum Verarbeiten von Aufzeichnungsträgern unterschiedlicher Breite bzw. Formats ausgelegt, ist es günstig, die Heizeinrichtung an die Breite des Aufzeichnungsträgers anpaßbar auszugestalten. Eine derartige Anpaßung wird z. B. durch die Anordnung von bedarfsweise zuschaltbaren nebeneinander angeordneten Heizelementen (Heizpatronen) möglich, wobei diese Zuschaltung mit der Gerätesteuerung gekoppelt sein kann und automatisch erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, z. B. durch verschiebbare Blenden oder durch verschieden tiefes Eintauchen der Heizelemente in den Heizsattel diese Anpassung zu erreichen oder aber z. B. mehrere Endlosbänder mit zugeordneter Heizung nebeneinander anzuordnen.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Erwärmen eines Aufzeichnungsträgers (33) in einem Druck- oder Kopiergerät mit
    - einem ersten einer Frontseite des Aufzeichnungsträgers (33) zugeordneten, elektromotorisch angetriebenen Endlosband(35/1)
    - einem zweiten, einer Rückseite des Aufzeichnungsträgers (33) zugeordneten elektromotorisch angetriebenen Endlosband (35/2), wobei die Endlosbänder (35/1, 35/2) einander gegenüberliegend derart angeordnet sind, daß ein Führungs- und Erwärmungskanal für den Aufzeichnungsträger (33) gebildet wird, der sich von einem Eingangsbereich (37) bis zu einem Austrittsbereich erstreckt, wobei sich der Führungskanal (36, 32) im Eingangsbereich (37) in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (33) in einem vorgegebenen Zuführwinkel verengt und so ein weiches Einphasen des mit Tonerbildern versehenen Aufzeichnungsträgers (33) ermöglicht
    - beidseitig des Führungs- und Erwärmungskanales (36,32) angeordneten sich flächig über die Endlosbänder (35/1, 35/2) erstreckenden und auf diese eine gleichmäßige Andruckkraft ausübenden Abstandshaltern (43) für die Endlosbänder (35/1, 35/2) und
    - einer die Endlosbänder (35/1, 35/2) außerhalb des Führungs- und Erwärmungskanales (36,32) gleichmäßig erwärmenden Heizeinrichtung (41).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Federmitteln (44) zum federnden Apeinanderdrücken der Abstandshalter (43) im Bereich des Erwärmungs- und Führungskanales (36).
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Heizeinrichtung einen Heizsattel (41) mit darin angeordneten Heizelementen (42) aufweist, über den das Endlosband (35/1, 35/2) geführt wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Heizelemente (42) aus Infrarotheizelementen bestehen, die austauschbar in dem Wärmesattel (41) angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Mittel (49, 53) vorgesehen sind, die es ermöglichen, die Endlosbänder (35/1, 35/2) voneinander abzuschwenken.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein sich über die Endlosbänder (35/1, 35/2) erstreckendes thermoisolierendes Gehäuse (46) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Heizeinrichtung an die Breite des Aufzeichnungsträgers (33) anpaßbar ausgestaltet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Heizeinrichtung entsprechend der Breite des Aufzeichnungsträgers (33) bedarfsweise zuschaltbare Heizelemente aufweist.
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