EP0551288A1

EP0551288A1 - Thermo-fixierstation mit bandtransport.

Info

Publication number: EP0551288A1
Application number: EP91915451A
Authority: EP
Inventors: Klaus Kuemmel; Helmut Naeser
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-07-21
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: EP0551288B1; DE59102290D1; WO1992006417A1

Description

Thermo-Fixierstation mit Ba ndtransp or t

Die Erfindung betrifft eine Thermo-Fixierstation mit Bandtransport sowie ein Druck- oder Kopiergerät mit darin angeordneter Thermo-Fixierstation. Nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitende Druck- oder Kopiergeräte sind allgemein bekannt. Bei diesen Geräten wird auf einem Zwischenträger ein Ladungsbild erzeugt, in einer Entwicklerstation mit Toner entwickelt und in einer Umdruckstation das Tonerbild auf einen Aufzeichnungsträger 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-PS

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 den Aufzeichnungsträger eingeschmolzen.

Werden derartige Fixierstationen zum Fixieren von Tonerbildern auf Einzelblättern verwendet, so besteht die Gefahr, daß beim Zuführen des Einzelblattes zu den Fixierwalzen zunächst das Einzelblatt an den Fixierwalzen anstößt, sich aufwölbt und erst dann von den Fixierwalzen erfaßt und weitertransportiert wird. Dabei erleidet das Einzelblatt einen Rückstoß, was zu einer Verwerfung des Papieres führen kann.

Um diesen Rückstoß zu vermeiden, ist es bei den bekannten

Druckgeräten notwendig, das Einzelblatt erst dann der Fixierstation zuzuführen, wenn es die Umdruckstation vollständig verlassen hat. Es ist deshalb notwendig, zwischen der Fixierstation und der Umdruckstation einen Papiertransportbereich vorzusehen, der größer ist als die Blattlänge des zu verarbeitenden Einzelblattes (Blattlänge + Δn). Zur Überprüfung und Steuerung des Weges wird üblicherweise ein Saugtisch oder eine Papierbremse verwendet. Eine Papierbremse, wie sie z. E. in der DE-PS 27 07 170 beschrieben ist.

Die Anordnung von derartigen Papiersteuereinrichtungen vergrößert das Druckgerät, vermindert die mögliche Druckgeschwindigkeit und ist außerdem aufwendig. Die erzielbare Druckgeschwindigkeit wird außerdem eingeschränkt durch den Aufbau der Fixierstation selbst. In der Fixierstation muß der Toner und das Papier auf die Fixiertemperatur von 120 bis 200º erhitzt werden. Erst dann ist der Toner genügend teigig, daß er unter Anwendung von Druck mit dem Papier verbunden werden kann. Bei der bekannten Fixierstation wird deswegen der Aufzeichnungsträger vorgewärmt und erst dann den Fixierwalzen zugeführt.

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 cas Tonerbild verwischt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb eine Thermo-Fixierstation für ein Druck- oder Kopiergerät bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist, zum Fixieren von Einzelblättern im Simplex- und Duplexbetrieb geeignet ist und eine kompakte Konstruktion des Gesamtgerätes ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Thermo-Fixierstation so auszugestalten, daß der erforderliche Fixierdruck im Fixierwalzenbereich reduziert werden kann. Die Thermo-Fixier- Station soll insbesondere zur Verwendung in Druck- oder Kopiergeräten mit Einzelblattbetrieb in Duplexbetrieb mit hoher Geschwindigkeit geeignet sein. Diese Aufgabe wird mit einer Thermo-Fixierstation mit Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Verwendung einer derartigen Thermo-Fixierstation in einem Druck- oder Kopiergerät ist durch die Merkmale des Patentanspruches 12 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die erfindungsgemäße Thermo-Fixierstation ist zum Fixieren von Tonerbildern auf blattförmigen Aufzeichnungsträgern in Druckoder Kopiergeräten geeignet. Sie besteht im wesentlichen aus beidseitig eines Zuführungskanales angeordneten beheizten Fixierbändern, die die Fixierwalzen umschlingen und um eine zusätzliche eingangsseitige Umlenkstelle geführt sind. Durch die Führung der Fixierbänder ergibt sich je ein keilförmiger Querschnitt des Zuführungskanals, der sich von einem eingangsseitigen Zuführbereich bis zu einem Kontaktbereich der Fixierwalzen in einem vorgebbaren Zuführwinkel verengt. In diesem Zuführkanal wird der Toner und der Aufzeichnungsträger auf Fixiertemperatur erhitzt und in der Kontaktzone der Fixierstationen im teigigen Zustand auf den Aufzeichnungsträger aufgedrückt.

Da vor der Zuführung der Einzelblätter zu den Fixierwalzer, der Aufzeichnungsträger bereits über die Fixierbänder auf Fixiertemperatur gebracht wird, ergibt sich gegenüber herkömmlichen Fixierstationen mit einer ausschließlichen Linien- bzw. Punktfixierung eine längere Kontaktdauer zwischen Fixiermittel und 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, da der Toner bereits vor Einlaufen in den Kontaktbereich der Fixierwalzen teigig ist. Daraus resultiert eine schonendere Papierbehandlung mit geringerer Neigung zur Papierwelligkeit. Der durch die Fixierbänder gebildete konisch zulaufende Fixierbereich ermöglicht ein weiches Einphasen der Einzelblätter in die Fixierstation und einen Transport der Einzelblätter mit der gleichen Prozeßgeschwindigkeit wie im Umdruckbereich. Das Einzelblatt erleidet keinen Rückstoß an den Fixierwalzen. Die stark verringerte Stoßbeiastung erhöht außerdem die Lebensdauer der Fixierwalzen und deren Mechanik.

Zusätzliche Steuerungsmittel zwischen Umdruckstation und Fixierstation sind nicht notwendig.

Die Bandfixierstation 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 zwischen Umdruckstation und Fixierstation und in der Fixierstation selbst reduziert außerdem Papierlaufstörungen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in Papiertransportrichtung ausgangsseitig zu den Fixierwalzen zusätzliche Umlenkelemente vorgesehen, über die die Fixierbänder geführt sind. Stripping-Fehler durch Auslenken des Aufzeichnungsträgers aus der Kanal- bzw. Transportrichtung bei austretendem Papier aus den Fixierwalzen werden dadurch vermieden.

Einzelblätter werden insgesamt wesentlich schonender behandelt, was zusätzliche Glättungseinrichtungen im Gerät überflüssig macht und ein nachfolgendes Abstapeln erleichtert. Die Thermo-Fixierstation läßt sich für sämtliche Betriebsarter, sei es nun Duplex- oder Simplexbetrieb verwenden.

Zum Heizen der Fixierbänder sind zwischen den Bändern Infrarotelemente angeordnet, die sich besonders leicht regeln lassen. Es ist jedoch auch möglich die Fixierbänder selbst elektrisch zu beheizen. Dabei können die Fixierbänder Heizgewebe enthalten oder sie können durch Induktionsheizung beheizt werden. Die gesamte Fixierstation ist einfach im Aufbau, leicht herstellbar und wartungsarm.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines elektrofotografischen Druckgerätes mit einer Thermofixierstation mit Bandtransport,

Figur 2 eine schematische Darstellung des Papierlaufes des Gerätes im Einzelblattbetrieb, Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Thermofixierstation mit Bandtransport,

Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung einer Thermofixierstation mit Bandtransport und zugehöriger integrierter AbStreifeinrichtung für die Einzelblätter und

Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung des Aufbaues der Fixierbänder.

Ein in der Figur 1 schematisch dargestelltes elektrofotografi- sches Druckgerät enthält einen bandförmigen Zwischenträger 10 in Form eines Fotoleiters, der über Führungsrollen 11 elektromotorisch angetrieben geführt ist. Um den Zwischenträger 10 gruppiert sind die verschiedenen Aggregate für den elektrofotografischen Prozeß. Diese sind im wesentlichen: Eine Ladeeinrichtung LE in Form eines Ladekorotrons zum Aufladen des Zwischenträgers; ein Zeichengenerator ZG mit einem Leuchtdiodenkamm zum zeichenabhängigen Belichten des Zwischenträgers; Entwicklerstationen EY, EM, EC und EB zum Einfärben des zeichenabhängig entladenen Ladungsbildes auf dem Zwischenträger 10 mit Hilfe von farbigem Toner. Dabei enthält die Entwicklerstation EY gelben Toner, die Entwicklerstation EM Toner mit der Farbe Magenta, die Entwicklerstation EC Toner der Farbe Cyan und die Entwicklerstation EB schwarzen Toner. Zum Entfernen des Resttoners nach der Entwicklung und dem Umdruck ist eine Reinigungsstation RS vorgesehen mit darin integrierter Reinigungsbürste 13. Die Entwicklerstationen EY, EM, EC und EB sind auswechselbar ausgestaltet und können z. B. über Gleitführungen aus dem Gerät herausgezogen und in das Gerät hereingeführt werden. Sie sind in üblicher Weise aufgebaut und enthalten Entwicklerwalzen 14 zum Einfärben des Ladungsbildes sowie an-und abschwenkbare Führungsrollen 11/1 bis 11/4 zum An- und Abschwenken des Zwischenträgers 10 an die Entwicklerwalzen 14 über elektromacnetisehe Schwenkeinrichtungen 15. Die Schwenkeinrichtungen 15 können dabei z. B. als Tauchankermagnete oder z. B. als Schwenkmagnete ausgebildet sein. Sie dienen dazu, die Entwicklerstationen EY, EM, EC und EB gesteuert von einer Steuerung des Gerätes einzeln mit dem Zwischenträger 10 zu koppeln.

Im Abstand entlang von dem Zwischenträger sind zwei Umdruckstationen U1 und U2 angeordnet, die dazu dienen, ein auf dem Zwischenträger 10 erzeugtes Tonerbild auf einen Aufzeichnungsträger zu übertragen. Die Umdruckstationen U1 und U2 enthalten jeweils ein bandförmiges Transferelement 16, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Fotoleiterband ausgebildet ist. Die Transferelemente 16 werden elektromotorisch angetrie ben und sind auf Fuhrungsrollen 11 gelagert. Die Umdruckstationen weisen einen Transferbereich T auf, der dazu dient, Tonerbilder auf dem Zwischenträger 10 auf die Transferelemente 16 zu übertragen. Zu diesem Zwecke sind verschwenkbare Führungsrollen 11/5 und 11/6 vorgesehen, über die der Zwischenträger 10 in den Transferbereichen T an die Transferelemente 16 an- und abgeschwenkt werden kann. Zur Übertragung eines Tonerbildes von dem Zwischenträger 10 auf die Transferelemente 16 befindet sich im Transferbereich T gegenüber den Führungsrollen 11/5 und 11/6 ein Umdruckkorotron 17. Zum An- und Abschwenken der Führungsrollen 11/5 und 11/6 sind wie bei den Entwicklerstationen elektromotorische Schwenkeinrichtungen 15 vorgesehen. Zum Übertragen des Tonerbildes vom Zwischenträger 10 auf das Transferelement 16 wird der Zwischenträger 10 in Kontakt mit dem Transferelement 16 gebracht und über das Umdruckkorotron 17 mit Hilfe von Ladungskräften auf das Traηsferelement 16 übertragen. Bei dieser Übertragung wird das Transferelement 16 im Bereich der Transferbereiche T in Gleichlauf mit dem Zwischenträger 10 mitbewegt.

Es ist auch denkbar, anstelle der schwenkbaren Führungsrollen 11/5 und 11/6 ortsfeste Führungsrollen anzuordnen und dafür die Führungsrollen 15 des Transferbereiches T für die Transferelemente 16 an- und abschwenkbar auszugestalten.

Dem Transferbereich T in Bewegungsrichtung bei der Übertragung des Transferelementes nachgeordnet ist ein Zusatzkcrotron 19. Es dient zur Festigung des auf dem Transferelement 16 befindlichen Tonerbildes. Die Anordnung eines derartigen Zusatzkorotrons 19 kann günstig sein, wenn mit der Druckeinrichtung in Vierfarbendruck gedruckt wird, bei dem mehrere Einzelbilder verschiedener Farben übereinander gedruckt werden, folglich ein Tonerbild viermal den Transferbereich T durchläuft. Zur Übertragung der auf den Transferelementen 16 befindlichen Tonerbilder auf einen Aufzeichnungsträger weisen die Umdruckstationen U1 und U2 Umdruckbereiche ÜB auf. Diese bestehen je weils aus einer Führungsrolle 15 mit einem gegenüber der Führungsrolle 15 angeordneten Umdruckkorotron 17. Der Umdruckbereich UB1 der ersten Umdruckstation ist zum Bedrucken einer Frontseite des Aufzeichnungsträgers auf der einen Seite eines Transportkanales K angeordnet und der Umdruckbereich UB2 der zweiten Umdruckstation zum Bedrucken einer Rückseite eines Aufzeichnungsträgers auf der anderen Seite des Transportkanales K. Der Transportkanal K dient dabei zur Zuführung des Aufzeichnungstragers zu den Umdruckbereichen UB1 und UB2.

Zur Reinigung der Transferelemente 16 nach dem Umdruck sind Reinigungsstationen RS vorgesehen. Diese sind entsprechend der Reinigungsstation RS des Zwischenträgers 10 ausgebildet. Sie enthalten ebenfalls eine Reinigungsbürste 13 sowie Reinigungskorotrons 20 zum Lockern des Toners vor der Reinigung bzw. zum Entladen des. Transferelementes 16 oder des Zwischenträgers 10 vor der Reinigung.

Angetrieben werden die Transferelemente 16 und der Zwischenträ- ger 10 über am Boden des Gerätes angeordnete Elektromotoren M1 bis MN, die über Riemenantriebe 21 mit den Führungsrollen 11 gekoppelt sind. Das Transferelement 16 der unteren Umdruckstation U1 wird dabei nur in einer Richtung (Pfeilrichtung) bewegt. Die Bewegungsrichtung entspricht dabei der Bewegung des Transferelementes 16 bei der Übertragung eines Tonerbildes. Das Transferelement 16 der oberen Umdruckstation U2 ist jedoch in beiden Richtungen bewegbar. Bei dem Transfer eines Einzeltonerbildes von dem Zwischenträger 10 auf das Transferelement 16 wird das Transferelement 16 der oberen Umdruckstation U2 mit dem Zwischenträger 10 in Pfeilrichtung mitbewegt. Nach der

Übertragung der Tonerbilder auf das Transferelement 16 der oberen Umdruckstation U2 wird der Kontakt des Transferelementes 16 mit dem Zwischenträger 10 gelöst und zum Umdruck des Tonerbildes auf den Aufzeichnungsträger die Bewegung des Transferelementes 16 der Umdruckstation U2 umgekehrt (Pfeilrichtung).

Die schwenkbaren Führungsrollen 11/5 und 11/6 dienen deswegen zur alternativen Erzeugung einer Transferstellung, bei der Tonerbilder von dem Zwischenträger 10 auf das Transferelement 16 übertragen werden und einer Bereitschaftstellung, bei der Zwischenträger 10 und Transferelement 16 zueinander üerart beabstandet sind, daß keine Übertragung von Tonerbildern erfolgt.

Den Umdruckbereichen UB1 und UB2 zugeführt wird, entsprechend der Darstellung der Figur 2, ein blattförmiger Aufzeichnungs- trager 22 über den Transportkanal K. Der Transportkanal K besteht dabei aus dem eigentlichen Druckkanal KD und einem Zuführkanal KZ. Ausgehend von einem seitlich am Druckgerät anord- baren Vorratsbereich VB werden die Einzelblätter 22 hintereinander über den Zuführkanal KZ dem Druckkanal KD zugeführt. Der Mündungsbereich ist dabei in einem durch Umdruckstationen U1 und U2 und dem Zwischenträger 10 begrenzten Gerätebereich angeordnet.

In diesem Mündungsbereich ist eine Richtungs-Umlenkeinrichtung für den Aufzeichnungsträger angeordnet. Diese besteht bei der Ausbildung des Druckgerates als Einzelblattdrucker aus festen Anschlägen 23 und beweglichen Anschlägen 24 sowie einer Papiertransporteinrichtung PT. Die festen Anschläge 23 sind am hinteren Ende des Zuführkanals KZ im Mündungsbereich zwischen Zuführkanal und Druckkanal fest angeordnet. Sie begrenzen den hinteren Anschlag eines über den Zuführkanal KZ zugeführten Einzelblattes 22. Mittig zum Druckkanal KD im Mündungsbereich befinden sich die beweglich ein- und ausschwenkbaren Anschläge 24. Das Ein- und Ausschwenken erfolgt dabei über Elektromotoren oder Magnete MO.

Der Druckkanal KD ist zum parallelen Transport von mindestens zwei nebeneinander angeordneten Einzelblättern 22/1 und 22/2 eines ersten Formates, in diesem Fall A4 ausgelegt und zum Transport von Einzelblättern eines zweiten Formates, in diesem Fall A3. Zum parallelen Transport von zwei Einzelblättern im A4 Format werden die Einzelblätter über den Vorratsbereich VB einzeln hintereinander zugeführt. Dabei stößt ein erstes zugeführ tes Blatt 22/1 mit seinen seitlichen Rändern an den festen Anschlag 23. Danach werden die beweglichen Anschläge 24 mittig in den Mündungsbereich zwischen Druckkanal KD und Zuführkanal KZ eingefahren, so daß das zweite Einzelblatt 22/2 mit seinen seitlichen Rändern zur Anlage an die beweglichen Anschläge 24 kommt. Die beiden Einzelblätter 21/1 und 21/2 können nunmehr mit Hilfe der Papiertransporteinrichtung PT parallel den Umdruckbereichen UB1 und UB2 der Umdruckstationen U1 und U2 zugeführt werden. Wie in der Figur 1 und 2 dargestellt, besteht die Papiertransporteinrichtung aus motorisch angetriebenen Papiertransportrollen 26, die Einzelblätter im Druckkanal KD transportieren sowie aus Papiertransportbändern 25, die auf Rollen gelagert sind und die sich bis in den Zuführkanal KZ erstrek- ken: Papiertransportränder 25 und Papiertransportrollen 26 sind senkrecht zueinander angeordnet. Die Papiertransportbänder 25 erfassen die Einzelblätter 22 im Zuführkanal KZ und legen sie an den Anschlägen 23 und 24 ab. Danach werden die parallel nebeneinander angeordneten Einzelblätter über die Papiertransportrollen 26 weitertransportiert.

Werden anstelle von zwei Einzelblättern im A4 Format Einzelblätter im A3 Format verwendet, so werden die beweglichen Anschläge 24 a us dem Tr ansportberei ch der Papiertransportkanäl e herausgefahren. Damit kommt ein zugeführtes A3 Blatt mit seiner oberen Kante in Anschlag mit den festen Anschlägen 23. Danach wird es im Querformat weitertransportiert und im Querformat bedruckt. Die Orientierung des aufgebrachten Druckbildes auf den Einzelblättern kann mit Hilfe einer elektronischen Seitendreheinrichtung erfolgen, die in üblicher Weise ausgebildet ist. Damit ist es möglich quer im Querformat angegebene Blätter so zu beschreiben, daß ein hochformatig beschriebenes Einzelblatt entsteht. Derartige Seitendreheinrichtungen sind allgemein bekannt. Soll die Druckeinrichtung mit Endlospapier betrieben werden, so ist es notwendig, das über den Vorratsbereich VB zugeführte Endlospapier im Bereich der Richtungs-Umlenkeinrichtung umzu lenken. In diesem Fall kann im Mündungsbereich von Zuführkanal KZ und Druckkanal KD z. B. ein Umlenkbalken 27 (Figur 2) angeordnet sein. Dieser Umlenkbalken 27 kann aus einer gegenüber der Papierzuführungsrichtung um 45º gedrehten Papierführungsrolle bestehen, die das Endlospapier um 90º umlenkt und den Umdruckbereichen zuführt. Zum Transport des Endlospapieres können in Bewegungsrichtung des Papieres vor und hinter dem Umlenkbalken 27 Papiertransportrollen angeordnet sein. Bei der Verwendung von Umdruckstation U1 und U2 mit einem in seiner Bewe- gungsrichtung umkehrbar antreibbaren Transferelement 16 ist es notwendig, den Endlos-Aufzeichnungsträger im Start-Stop-Betrieb zu betreiben. Dies kann durch entsprechenden Antrieb der den Papiertransport bewerkstelligenden Antriebsrollen geschehen. Zum Fixieren der Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsträger 22 ist eine Thermodruckfixierstation FX angeordnet. Diese kann z. B. entsprechend den Ausführungsformen der Figuren 3 oder 4 ausgebildet sein. Sie 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 den Aufzeichnungsträger angeordnet, sie haben beispielsweise einen Durchmesser von 60 mm oder bevorzugt 80 mm. Der Zuführungskanal 32 verläuft in gerader Verlängerung zu dem Transportkanal K. Gebildet wird der Zuführungskanal 32 durch wärme- beständige untere und obere Fixierbänder 31/1 und 31/2, die jeweils die Fixierwalze 28 bzw. die Andruckwalze 30 und eine eingangsseitige Umlenkstelle 34 umschlingen. Diese eingangsseitige Umlenkstelle 34 enthält Walzen, die z. B. in Form von Spannrollen ausgebildet sind mit einem Durchmesser von etwa 30 mm und die z. B. über Federn 39 die Fixierbänder 33 straffen. Die Umlenkstelle 34 führt in Verbindung mit den Fixierwalzen 28 bzw. den Andruckwalzen 30 die Fixierbänder 33 derart, daß sich ein konisch verlaufender Zuführkanal 32 ergibt, der ausgehend von einem Zuführbereich 35 bis zu der Kontaktzone zwischen den Walzen in einem vorgebbaren Zuführwinkel α abnimmt. Der Zuführbereich 35 hat dabei eine lichte Weite, die etwas stärker ist als die Stärke des Aufzeichnungsträgers (z. B. 1,5 mm).

In dem Zwischenraum zwischen den vor- und zurücklaufenden Fixierbändern 33 befinden sich Heizelemente 36, in Form von elektrisch beheizten Infrarotelementen. Um eine gleichmäßige Aufheizung des Fixierbandes 33 zu ermöglichen, können die Wendel der Heizelemente zueinander versetzt angeordnet sein. Die Heizelemente 36 dienen zur Erwärmung der Fixierbänder auf eine Fixiertemperatur von etwa 120 bis 200º. Bei dem in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen sie entsprechend der Figur 5 aus einem mehrschichtig aufgebauten elastischem hitzebeständigen Band mit einer Metallschicht aus Gewebe oder Laminat aus Nickel 37 mit z. B. einer Stärke von etwa 0,1 - 0,5 mm und einer Beschichtung 38 aus tonerabweisendem Material, z. B. PTFE/Silikon mit z.B. einer Stärke von etwa 1,5 - 2 mm. Ein der- artig elastisch ausgebildetes Fixierband ist zum Fixieren von Zweikomponententoner geeignet. Zum Fixieren von Einkomponententoner bedarf es der Erzeugung eines erhöhten Druckes zwischen Fixierwalze 28 und Andruckwalze 30 in der Kontaktzone. Deswegen ist es in diesem Falle günstig, anstelle der Stützschicht der Figur 5 (Gewebe) eine Stützschicht aus Stahl zu verwenden und diese zu beschichten. Das Fixierband selbst ist dabei als Endlosband ausgebildet. Dadurch verringert sich die Bruchgefahr, z. B. an der Schweißstelle und die Gefahr einer Wulstbildung wird vermindert. Ein derartiges Endlosband kann dabei in ein- facher Weise dadurch erzeugt werden, daß man ein endloses Stahlband oder z. B. ein endloses Gewebeband walzenartig aufspannt und mit einer Schicht aus PTFE beschichtet. Es ist auch denkbar, auf einer Fertigungswalze selbst durch Auftragen, eine Stützschicht aus Gewebe oder Laminat zu erzeugen, zu beschichten und dann von der Fertigungswalze das fertige Endlosband abzuziehen. Anstelle der Beheizung mit Infrarotelementen 36 ist es auch möglich auf diese Heizelemente zu verzichten und das Fixierband 33 selbst elektrisch zu beheizen. Das Fixierband kann dabei bezüglich seiner Stützschicht 37 als ein mit Widerstandselementen durchsetztes Laminat oder Gewebe sein, das z. B. entsprechend einer elastischen Heizdecke ausgebildet ist. Die Stromversorgung einer derartigen Stützschicht kann dann über Schleifkontakte 40 erfolgen, die die Fixierbänder 33 von innen kontaktieren. Es ist jedoch auch möglich das Metallgewebe mit Hilfe einer Induktionsheizung zu beheizen.

Um ein Anhaften von Toner auf den Fixierwalzen 28 bzw. 30 zu verhindern, werden die Fixierwalzen in üblicherweise mit Trennöl eingeölt. Zu diesem Zwecke sind Beölungsstationen 41 vorgesehen. Diese können entsprechend der Ausführungsform der Figur 4 in der Umgebung der Fixierwalzen 28 angeordnet sein oder bei einer Ausführungsform entsprechend der Figur 3 im Bereich der Fixierbänder 33. In den Beölungsstationen 41 wird mit Hilfe eines Dochtes 42 oder eines Vlieses Trennöl auf die beschichtete Seite der Fixierbänder 33 aufgetragen.

Zur Verminderung des Wärmeverlustes und zur Unterstützung der gleichmäßigen Erhitzung der Fixierbänder 33 auf die Fixiertemperatur ist die Fixierstation über ein isolierendes Gehäuse 43 abgedeckt. Es erstreckt sich beidseitig der Fixerstation über die gesamte Breite der Fixierbänder 33. Durch die Wärmeisolierung wird ein Aufheizen der Umgebung verhindert und kurze Aufheizzeiten beim Einschalten der Fixierstation ermöglicht. Weiterhin verringert ein derartiges Gehäuse den Wärmeverlust während des Standby-Betriebes.

Ein Problem bei Thermodruckfixierstationen ist das sogenannte "Stripping" der Einzelblätter beim Fixieren. Darunter versteht man das Auslenken des Einzelblattes aus der Kanalrichtung durch Adhäsionskräfte der Walze. Ein derartiges Auslenken kann auch auftreten, wenn wie bei der vorliegenden Fixierstation im Duplexbetrieb auf beiden Seiten ein Tonerbild angeordnet ist. Das Tonerbild hat abhängig vom erzeugten Druckbild unterschiedliche Größe und damit kann das Einzelblatt stärker an der einen oder anderen Fixierwalze anhaften und dadurch ausgelenkt werden. Die Verwendung von mechanischen Abstreifelementen im Ausgangsbereich der Kontaktzone ist nicht zu empfehlen, weil nach Verlassen der Kontaktzone der Toner auf dem Einzelblatt noch weich ist. Die Abstreifelemente können dann das noch weiche Tonerbild verwischen. Zur Vermeidung eines derartigen Strippingfehlers sind bei einer bevorzugten Ausführungsform in Verlängerung des Zuführkanales 32 in einem Ausgabekanal 44 ausgangsseitige Umlenkstellen 45 in der Bandkonstruktion integriert. Um diese Umlenkstellen 45 sind die Fixierbänder 33 zusätzlich geführt. Sie weisen einen Durchmesser auf, der geringer ist als der Durchmesser der Fixierwalzen 28, z. B. 30 mm bei einem Durchmesser der Fixierwalzen von 60 mm oder bevorzugt 80 mm, der Durchmesser der Umlenkstellen 45 ist dabei so bemessen, daß die Einzelblätter sich unmittelbar von der Umlenkstelle bei der Durchführung ablösen. Durch die gleichzeitige geradlinige Führung in dem Ausgabekanal 44 über die beiden Fixierbänder 33 können sich die Einzelblätter nicht verformen und auch nicht einseitig abgelenkt werden.

Werden als Fixierbänder 33 elastische Bänder verwendet, so ist, wie bereits beschrieben, die Verwendung von Straffungsmittel in Form von Spannrollen anzuraten. In diesem Falle ist es günstig, die Umlenkstellen 45 der sogenannten "Anti-Stripping-Einrich- tung" als Spannrollen auszubilden. Jede Verschiebung der eingangsseitigen Walzen 34 verändert evtl. die Länge der Fixierbänder, was zu unterschiedlich .langen Fixierbändern in der oberen und unteren Fixierstation führt. Das Resultat wären unterschiedliche Bandgeschwindigkeiten mit ungenügendem Transport der Einzelblätter 22 zwischen den Fixierbändern. Eine derartige Längung der Fixierbänder wird vermieden, wenn die Umlenkstellen 45 des Ausgabekanales 44 als Spannrollen ausgebildet sind, weil sich eine derartige Längung auf den Transport der Einzelblätter im eigentlichen Fixierbereich 32 nicht mehr auswirkt. Um die lichte Weite des Zuführbereiches 35 in Abhängigkeit von der Stärke des verwendeten Aufzeichnungsträgers verändern zu können und damit eine Einstellung des Zuführwinkels αzu ermöglichen, können die Umlenkstellen 34 in einstellbaren Lagerele- menten 46 befestigt sein. Diese einstellbaren Lagerelemente 46 können dabei mit Stellmotoren ausgerüstet sein. Durch Betätigung der Stellmotore können die Umlenkstellen mit den darin angeordneten Walzen senkrecht zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers verschoben werden. Dabei ist es denkbar, diese Einstellung z. B. mit Hilfe der Steuereinrichtung des Druckgerätes vorzunehmen, wobei die Eingabe des Kanalwinkels et über ein Bedienteil D mit Display auf dem Gerät erfolgen kann.

Die Thermo-Fixierstation funktioniert dabei wie folgt:

Ein in der Umdruckstation ÜB mit einem Tonerbild versehenes Einzelblatt wird über den Zuführbereich 35 dem Fixierbereich der Thermo-Fixierstation zugeführt (Position 1, Figur 3). Die beiden Fixierbänder 33/1 und 33/2 erfassen weich die Vorderkante des Einzelblattes 22 und zwar unabhängig von der Stärke des Einzelblattes (Position 2). Dies ist insbesondere dann der

Fall, wenn als Fixierbänder 33 elastische Bänder verwendet werden. Es ist also möglich, prinzipiell auf die Lagerelemente 46 zu verzichten. Sie sind jedoch günstig zur Einstellung der Position, bei der das Einzelblatt erstmalig in Berührung mit den Fixierbändern 33 kommt und damit günstig zur Justierung und Abstimmung der Fixierstation mit den Transportelementen des eigentlichen Transportkanales der Druckeinrichtung.

Der konisch zulaufende Fixierkanal 32 ermöglicht also ein weiches Einphasen der Einzelblätter in den eigentlichen Fixierbereich. Danach wird der Aufzeichnungsträger mit gleicher Prozeßgeschwindigkeit VP wie in den Umdruckbereichen UB weitergeführt. Durch das weiche Einphasen erleidet der Aufzeichnungsträger an seiner Vorderkante keinen Rückstoß beim Einlaufen in die Fixierstation. Damit kann sich das Papier nicht aufwölben. Das gleiche gilt für die Zuführung des Einzelblattes zur Kontaktzone zwischen den Fixierwalzen. Auch hier erfolgt eine rückstoßfreie Zuführung mit Prozeßgeschwindigkeit VP. Dies verringert die Stoßbelastung an der Aufzeichnungsträgerkante und die Stoßbelastung der Fixierwalzen, weil der Aufzeichnungsträger keilförmig zugeführt wird. Als Ergebnis verlängert sich die Lebensdauer der Walzen und der Mechanik.

Durch die Zwangsführung in der gesamten Fixierstation und insbesondere im Zuführkanal 32 des Aufzeichnungsträgers kann auf die Verwendung von Saugtischen oder ähnlichen Steuerelementen für den Aufzeichnungsträger verzichtet werden. Die Fixierstation kann unmittelbar angrenzend an den Umdruckbereich bzw. die Umdruckstation UB angeordnet sein.

Nach Einphasung des Einzelblattes 22 in den Fixierbereich der Fixierstation leger, sich die Fixierbänder 33 gleichmäßig über die Vorder- und Rückseite des Einzelblattes. Damit kommt es zu einer langsamen konstanten Aufheizung von Toner und Papier im Fixierbereich während des Transportes des Einzelblattes durch den Fixierbereich 32. Der Toner wird auf Fixiertemperatur gebracht. Beim Einlaufen in den eigentlichen Kontaktbereich zwischen den Fixierwalzen 28, 30 ist der Toner bereits teigig.

Damit ist es möglich, den Fixierdruck, d. h. den Druck der Andruckwalze gegen die Fixierwalze, gering zu halten. Im Ergebnis ergibt sich eine schonendere Papierbehandlung und die Gefahr von Papierwelligkeit wird minimiert.

Die beschriebene Thermo-Fixierstation läßt sich bevorzugt in Druck- oder Kopiergeräten mit einem Umdruckprinzip verwenden, wie es in Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurde. Es ist jedoch auch möglich eine derartige Fixierstation bei üblichen Druck- oder Kopiergeräten zu verwenden, bei denen im Duplexbetrieb ein zweimaliger Durchlauf durch die Fixierstation erfolgt und bei dem die Fixierstation mit einer Wendeeinrichtung gekoppelt ist. In diesem Fall müssen die Fixierbänder 33 nur auf der Fixierseite mit Heizelementen 36 ausgerüstet sein. Die Heizelemente, z. B. der oberen Fixierbänder 33/2 können damit entfallen. Es ist auch denkbar die Heizelemente 36 der Fixierbänder mit der Steuerung zu koppeln und in Abhängigkeit vor, der Betriebsart zu steuern. Beim Beschreiben eines Einzelblattes im, Duplexbetrieb ist es dann notwendig, beide Fixierbänder zu beheizen. Wird im Simplexbetrieb nur eine Seite des Einzelblattes beschrieben, ist die Aktivierung der Heizelemente von nur einem Fixierband notwendig. Die Heizelemente können also bedarfsweise zuschaltbar ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

10 Zwischenträger

11 Führungsrollen

11/1, 11/2, an- und abschwenkbare Führungsrollen

11/3, 11/4

11/5, 11/6 Führungsrollen an- und abschwenkbar im Transferbereich

LE Ladeeinrichtung

ZG Zeichengenerator

EY Entwicklerstation Farbe Yellow (Gelb)

EM Entwicklerstation Farbe Magenta (Blau)

EC Entwicklerstation Farbe Cyan (Rot)

EB Entwicklerstation Farbe Black (Schwarz)

RS Reinigungsstation

13 Reinigungsbürste

14 Entwicklerwalze

15 elektromotorische Schwenkeinrichtung

U1 Umdruckstation unten

U2 Umdruckstation oben

UB1 Umdruckbereich unten

UB2 Umdruckbereich oben

16 Transferelement

T Transferbereich

17 Umdruckkorotron

19 Zusatzkorotron

K Transportkanal

20 Reinigungskorotron

M1...M4 Elektromotor

21 Riemenantrieb

22 Aufzeichnungsträger

22/1, 22/2 Einzelblätter

KD Druckkanal

KZ Zuführkanal

VB Vorratsbereich

23 fester Anschlag

24 beweglicher Anschlag PT Papiertransporteinrichtung

25 Papiertransportbänder

26 Papiertransportrollen

27 Umlenkbalken

28 Fixierwalze

29 Feder

30 Andruckwalze

31 Strahlerheizung

32 Zuführkanal (Fixierbereich)

33/1, 33/2 untere und obere Fixierbänder

34 Umlenkstellen

35 Zuführbereich

α Zuführwinkel

36 Heizelemente

37 Gewebe, Laminat

38 Beschichtung

39 Federnspannrollen

40 Schleifkontakt

41 Beölungsstation

42 Docht, Vlies

43 isolierendes Gehäuse

44 Ausgabekanal

45 ausgangsseitige Umlenkstellen

46 einstellbare Lagerelemente

VP Prozeßgeschwindigkeit

Claims

Patentansprüche

1. Thermo-Fixierstation für ein Druck- oder Kopiergerät zum Fixieren von Tonerbildern auf blattförmigen Aufzeichnungsträgern (22) mit

- einem Fixierwalzenpaar mit einer unteren (28) und einer

oberen (30) Fixierwalze, von denen mindestens eine Walze (28, 30) elektromotorisch antreibbar ist zum Erzeugen eines Fixierdruckes auf einem Aufzeichnungsträger,

- einem Zuführungskanal (32) zur Zuführung des Aufzeichnungsträgers (22) zu dem Fixierwalzenpaar,

- einem unteren und oberen Fixierband (33/1, 33/2), das jeweils um eine Fixierwalze (28) und mindestens eine weitere eingangsseitige Umlenkstelle (34) geführt ist, derart, daß sich die Fixierbänder (33/1, 33/2) beidseitig längs des Zuführungskanales (32) erstrecken und so einen Fixierbereich bilden, der sich in Aufzeichnungsträgertransportrichtung ausgehend von einem eingangsseitigen Zuführbereich (35) bis zu den Fixierwalzen (28, 30) in einem vorgebbaren Zuführwinkel ( α) verengt und

- einer den Fixierbändern (33/1, 33/2) und/oder den Fixierwalzen (28, 30) zugeordneten Heizeinrichtung (31, 36).

2. Thermo-Fixierstation nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch

- einen dem Fixierwalzenpaar in Verlängerung des Zuführkanales (32) nachgeordneten Ausgabekanal (44) mit beidseitig des Ausgabekanales (44) angeordneten, ausgangsseitigen Umlenkstellen (45), um die die Fixierbänder (33/1, 33/2) zusätzlieh geführt sind, derart, daß sich im Bereich der Umlenkstellen (45) der Aufzeichnungsträger (22) von den Fixierbändern (33) abschält.

3. Thermo-Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einem

Fixierband (33) zugeordnete Heizeinrichtung (36) auf der dem Zuführkanal (32) abgewandten Seite der Fixierbänder (33) angeordnet ist.

4. Thermo-Fixierstation nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fixierbänder (33) selbst elektrisch beheizbar ausgestaltet sind.

5. Thermo-Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einer Fixierwalze (28) zugeordnete Heizeinrichtung als Strahlerheizung (31) und die einem Fixierband (33) zugeordnete Heizeinrichtung (36) als Infrarotheizung ausgebildet ist.

6. Thermo-Fixierstation g e k e n n z e i c h n e t durch ein sich über die Fixierstation erstreckendes thermoisolieren- des Gehäuse (43).

7. Thermo-Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t durch elastisch ausgebildete Fixierbänder (33) mit im Bereich der ausgangsseitigen Umlenkstellen (35) angeordneter Spanneinrichtung.

8. Thermo-Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, g e k e n n z e i c h n e t durch ein mehrschichtig aufgebautes Fixierband (33) mit einer Trägerschicht (37) und einer darauf angeordneten Schicht (38) aus Toner abweisendem Material.

9. Thermo-Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fixierbänder (33) als Endlosbänder ausgebildet sind.

10. Thermo-Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Fixierbänder mit einer Geschwindigkeit (VP) entsprechend der Prozeßgeschwindigkeit (VP) bewegt werden.

11. Thermo-Fixierstation nach Anspruch 1, g e k e n n - z e i c h n e t durch

Mittel zum Einstellen des Zuführwinkels ( α).

12. Druck- oder Kopiergerät mit

- einem Zwischenträger (10) mit zugeordneter Aufzeichnungsund Entwicklerstation (ZG, EY, EM, EC, EB) zur Erzeugung von Tonerbildern auf dem Zwischenträger (10),

- einer ersten und einer zweiten Umdruckstation (U1, U2) mit je einem Transferelement (16) zur Übernahme eines Tonerbildes von dem Zwischenträger (10) in einem Transferbereich (r) und zur Übertragung des Tonerbildes von dem Transferelement (16) auf einen Aufzeichnungsträger (22) in einem Umdruckbereich (ÜB), wobei die Transferbereiche (T) der Umdruckstationen (U1, U2) entlang von dem Zwischenträger (10) im Abstand angeordnet sind,

- einem Transportkanal (K) zum Transport des Aufzeichnungsträgers (22) aus einem Vorratsbereich (VB) zu dem Umdruckbereich (UB) der Umdruckstationen (U1, U2), wobei der Umdruckbereich (UB1) der ersten Umdruckstation (U1) zum Bedrucken einer Frontseite des Aufzeichnungsträgers (22) auf der einen Seite des Transportkanales (K) und der Umdruckbereich (UB2) der zweiten Umdruckstation (U2) zum Bedrucken einer Rückseite des Aufzeichnungsträgers (22) auf der anderen Seite des Transportkanales (K) angeordnet ist und

- einer Fixierstation (FX) mit

- einem Fixierwalzenpaar mit einer unteren (28) und einer oberen (30) Fixierwalze, von denen mindestens eine Walze (28, 30) elektromotorisch antreibbar ist zum Erzeugen eines

Fixierdruckes auf einem Aufzeichnungsträger,

- einem unteren und oberen Fixierband (33/1, 33/2) das jeweils um eine Fixierwalze (28) und mindestens eine weitere eingangsseitige Umlenkstelle (34) geführt ist, derart, daß sich die Fixierbänder (33/1, 33/2) beidseitig längs des Zuführungskanales (32) erstrecken und so einen Fixierbereich bilden, der sich in Aufzeichnungsträgertransportrichtung ausgehend von einem eingangsseitigen Zuführbereich (35) bis zu den Fixierwalzen (28, 30) in einem vorgebbaren Zuführwinkel (α) verengt und - einer den Fixierbändern (33/1, 33/2) und/oder den Fixierwalzen (28, 30) zugeordneten Heizeinrichtung (31, 36).