Beschreibung
Trennmittelauftragsvorrichtung zum Auftragen von Trennmittel auf die Oberfläche einer Fixierwalze eines elektrografischen Druck- oder Kopiergerätes
Die Erfindung betrifft eine Trennmittelauftragsvorrichtung. Die Trennmittelauftragsvorrichtung trägt auf die Oberfläche einer Fixierwalze eines nach dem Umdruckprinzip arbeitenden elektrografischen Druck- oder Kopiergerätes Trennflüssigkeit auf.
Bei elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten werden La¬ dungsbilder auf einem Zwischenträger, z.B. einer Fotoleiter- trommel erzeugt, die dann auf Grund elektrostatischer oder magnetischer Kräfte mit einem Entwicklergemisch einer Ent- wicklerstation eingefärbt werden. Die eingefärbten Ladungs¬ bilder werden in einer Umdruckstation auf einen Aufzeich¬ nungsträger in Form von Einzelblättern oder Endlospapier um- gedruckt und anschließend thermisch fixiert. Zur thermischen Fixierung ist aus US-A-33 24 791 bekannt, eine Fixierstation mit zwei Walzen zu verwenden, zwischen denen der Träger des Tonerbildes hindurchbewegt wird. Die eine dem Tonerbild zuge¬ wandte Fixierwalze wird erhitzt, die andere drückt den Träger mit dem Tonerbild gegen die Fixierwalze. Durch Wärme und Druck wird dann der Toner eingeschmolzen.
Um zu verhindern, daß Toner an der Oberfläche der Fixierwalze hängenbleibt, wird deren Oberfläche mit Trennflüssigkeit, z.B. Silikonöl benetzt. Zum Aufbringen dieser Trennflüssig¬ keit auf die Fixierwalze ist aus DE-C-39 42 147 eine Trenn¬ mittelauftragsvorrichtung bekannt, bei der ein aus Filz be¬ stehendes Antragselement von einem sich längs der Fixierwalze erstreckenden Andruckkörper gegen die Fixierwalze gedrückt wird. Auf der von der Fixierwalze abgewandten Seite des An¬ tragselements ist ein Dosierrohr vorgesehen, das in seiner
Längserstreckung AustrittsÖffnungen enthält. In das Dosier¬ rohr gepumptes Trennmittel tritt aus den Öffnungen aus und gelangt so auf das Antragselement.
Das Antragselement nimmt das Trennmittel auf und übergibt eε zur Oberfläche der Fixierwalze. Die Aufnahmefähigkeit wird durch das Material, durch die Materialdicke und den Material- Verschmutzungsgrad bestimmt. Es werden als Antragselemente dicke Vliese verwendet. Diese können eine bestimmte Menge Schmutz aufnehmen. Mit zunehmender Verunreinigung wird das
Vlies jedoch immer weniger Trennmittel zur Fixierwalze durch¬ lassen, so daß es im Extremfall die Zufuhr von Trennmittel zur Fixierwalze verhindert. Aus diesem Grund wird das Vlies kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen erneuert. Dazu ist bei DE 38 42 147 eine Vorratsrolle vorgesehen, auf der das Vlies aufgewickelt ist. Eine Aufnahmerolle wickelt ver¬ schmutztes Vlies wieder auf.
Die Transportgeschwindigkeit des Vlieses ist durch die kon- stante Rotationsgeschwindigkeit der Aufnahmerolle bestimmt. Die Transportgeschwindigkeit des Vlieses erhöht sich deshalb mit zunehmendem Durchmesser der Aufnahmerolle. Die Reini¬ gungswirkung des Vlieses erhöht sich mit der Transportge¬ schwindigkeit des Vlieses. Die Transportgeschwindigkeit des Vlieses ist deshalb so ausgelegt, daß die geringere Geschwin¬ digkeit am Anfang des Vlieses gerade noch ausreichend ist, um eine ausreichende Reinigungswirkung zu Erzielen. Obwohl die Länge des Vlieses aufgrund seiner Dicke und den damit verbun¬ denen räumlichen Einschränkungen relativ gering ist, kommt es gegen Ende des Vliesvorrateε zu einer so hohen Transportge¬ schwindigkeit des Vlieses, die zum Erzielen einer befrieden¬ den Reinigungswirkung zu hoch ist. Dies bedingt einen häufi¬ gen Ersatz des Vlieses und damit kurze Wartungsintervalle.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrun¬ de, eine Trennmittelauftragsvorrichtung zum Auftragen von
Trennmittel auf die Oberfläche einer Fixierwalze eines elek¬ trografischen Druck- oder Kopiergerätes so auszugestalten, daß bei konstanter und zuverlässiger Reinigungswirkung eine Verlängerung der Wartungsintervalle erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er¬ findung sind in Unteransprüchen angegeben.
Das Antragselement ist auf einer Vorratsrolle aufgewickelt. An die Vorratsrolle iεt ein Sensor gekoppelt, der die Rotati¬ onsgeschwindigkeit beispielεweiεe in Form von Impulsen er¬ faßt. Diese Impulse gibt er an eine Steuereinheit aus, die ihrerseits die Geschwindigkeit eines Motors, der die Aufnah- merolle antreibt, steuert. Der Steuereinheit sind somit die Rotationsgeschwindigkeiten beider Rollen bekannt. Darüber hinaus ist die Gesamtlänge des Antragselements bekannt. Auε diesen Größen errechnet die Steuereinheit die tatsächliche Geschwindigkeit des Antragεelements und vergleicht diese mit einer Soll-Geschwindigkeit. Die Steuereinheit verlangsamt oder beschleunigt die Motor-Drehzahl entsprechend des Ver¬ gleichsergebnisses, so daß im Ergebnis eine konstante Trans¬ portgeschwindigkeit des Antragselements, die der Soll- Geschwindigkeit entspricht, erreicht wird.
Gemäß einer Weiterbildung und Ausgestaltung der Erfindung er¬ mittelt die Steuereinheit auch das Ende des Antragselements. Bei bisherigen Lösungen war das Ende des Antragselements εo ausgestaltet, daß es einen Abschalter betätigte, sobald es von der Vorratsrolle abgezogen wurde. Dabei kam es zu Ausfäl¬ len des zu betätigenden Schalters, so daß das Ende des An¬ tragselements mit der Oberfläche der Fixierwalze in Kontakt kam. Diese konnte bei entsprechender Ausgestaltung des Endes, beispielsweise war dort eine Leiste angebracht, zur Zerstδ- rung der Fixierwalze führen. Durch die erfindungsgemäße Lö¬ sung erkennt die Steuereinheit das Ende Antragselements auf-
grund des Stillstandes oder der Verlangsamung der Vorratsrol¬ le und schaltet daraufhin den Motor ab. Zusätzlich kann eine entsprechende Meldung an die Zentralsteuerung des elektrogra¬ fischen Druck- oder Kopiergerätes ausgegeben werden.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung und Ausgestaltung der Er¬ findung dient als Antragselement ein Vlies mit einer Dicke zwischen 0,2 bis 0,3 mm. Dieses Vlies ist wesentlich dünner als herkömmliche Vliese. Vorzugsweise wird als Vliesmaterial Polyarmid, Polyemid und Teflon oder Kombinationen daraus ver¬ wendet. Mittels des dünnen Vlieses kann eine größere Länge des Vlieses auf kleinem Raum aufgewickelt werden. Bei unver¬ änderten Wartungsintervallen iεt durch die erhöhte Vlieslänge eine erhöhte Vliesgeεchwindigkeit realisierbar. Dadurch iεt eine höhere Qualität der Reinigung der Fixierwalze gewahrlei- εtet, weil eine Verεtopfung deε Vlieses durch Schmutz verhin¬ dert werden kann. Das dünne Vlies ermöglicht eine schnelle und direkte Fixierwalzenbeδlung. Ein besonderer Vorteil zeigt sich in der verbesserten Kapillarwirkung und Saugfähigkeit. Die Übertragung des Trennmittels zum Vlies mit Hilfe des
Dochtes gewährleistet eine optimale Benetzung des Vlieses un¬ abhängig von thermischen und geometrischen Toleranzen.
Im folgenden wird ein Beispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Trennmit¬ telauftragsvorrichtung mit Fixierwalze und
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Antragselements mit Vorratsrolle und Transportmitteln, und
Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer Sensoreinheit zur Er¬ fassung der Drehung der Vorratsrolle.
In einem hier nicht im einzelnen dargestellten elektrografi- sehen Druck- oder Kopiergerät ist in einer Thermofixierstati- on eine in Figur 1 dargestellte Trennmittelauftragsvorrich-
tung zum Auftragen von Trennmittel L auf die Oberfläche einer Fixierwalze F zugeordnet. Die Prinzipdarstellung zeigt die Fixierwalze F, die im Uhrzeigersinn umläuft. Nicht darge¬ stellt sind die Andruckwalze der Fixierstation und der zwi- sehen beiden Walzen geführte Aufzeichnungsträger. Dargestellt ist aber die Vorrichtung zum Auftragen von Trennmittel auf die Oberfläche der Fixierwalze F. Als Antragselement V dient ein Vlies, das eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm aufweist. Es be¬ steht aus Polyarmid, Polyemid oder Teflon. Das Antragselement V trägt Silikonöl oder ein anderes, geeignetes wärmebeständi¬ ges Trennmittel in flüssiger Form vorzugsweise auf die gesam¬ te Oberfläche der Fixierwalze F auf. Um dies zu gewährlei¬ sten, erstreckt sich das Antragselement V mit seiner gesamten Breite über die gesamte axiale Länge der Fixierwalze F. Das Antragselement V ist darüber hinaus in einem vorbestimmten Umfangsbereich an die Fixierwalze F angelegt.
Im Betriebszustand steht das Antragselement V andauernd mit der Oberfläche der Fixierwalze F in Kontakt. Dabei nimmt das Antragselement V Schmutzteilchen, wie z.B. Tonerparikel oder von dem Aufzeichnungsträger mitgeführten Staub auf. Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten, wird, wie unten im Zusammenhang mit Figur 2 näher erläutert, vorzugsweise der an der Fixierwalze F anliegende Bereich des Antragselements V entweder kontinuierlich langsam, gegebenenfalls aber auch in zeitlichen Abständen abschnittsweise erneuert. Dazu ist eine Vorratsrolle W, von der das Antragselement V abgezogen wird, sowie eine Aufnahmerolle AV vorgesehen, die das verbrauchte Antragselement V aufnimmt. Die Aufnahmerolle AV wird z.B. durch einen Motor MO angetrieben. Die vom Motor MO hervorge¬ rufene Transportrichtung des Antragselementε V läuft der Be¬ wegung der Fixierwalze F entgegen, so daß das verbrauchte An¬ tragselement V alle durch Abstreifen von der Oberfläche der Fixierwalze F aufgenommene Verunreinigungen mitführt und im- mer eine ausreichende Fläche relativ frischen Antragselements V zur Verfügung steht.
Der Umfangsbereich, an dem das Antragselement V mit der Ober¬ fläche der Fixierwalze F steht, wird durch den Abstand zweier sich parallel zueinander in axialer Richtung der Fixierwalze F erstreckender Führungselemente OB, ÜB definiert. Diese Füh¬ rungselemente ÜB, OB sind vertikal übereinander angeordnet, so daß von einem oberen Führungselement OB und einem unteren Führungselement ÜB gesprochen werden kann. Die beiden Füh¬ rungselemente OB, ÜB werden durch Federn Sl, S2, die im Be- reich der Stirnseiten der Führungselemente ÜB, OB angeordnet sind, zur Oberfläche der Fixierwalze F gedrückt.
Zusätzlich zu ihrer Führungsfunktion für das Antragεelement V erfüllen die Führungεelemente ÜB, OB eine weitere Aufgabe. Sie halten einen Docht D, dem von einem Trennmitteldosierohr R Trennmittel Lzugeführt wird. Der Docht D steht in Berüh- rungεkontakt mit dem Antragselement V, wodurch Trennmittel L vom Antragselement aufnehmbar ist. Dieses kann dann das Trennmittel L an die Fixierwalze F abgeben.
Gemäß Figur 2 wird das Antragselement V von einer Vorratsrol¬ le W im Uhrzeigersinn abgerollt, an der Fixierwalze F ent¬ lang geführt und von einer Aufnahme AV aufgewickelt. Die Auf- nahmerolle AV wird von einem Motor MO entgegen dem Uhrzeiger- sinn angetrieben. Die Drehgeschwindigkeit der Vorratsrolle W wird von einem Sensor H erfaßt. Die Drehzahl des Motors MO wird von einer Steuereinrichtung CON bestimmt. Diese Steuer¬ einrichtung CON ist mit dem Sensor H gekoppelt und wertet die von dem Sensor gelieferten Informationen aus.
Beim Einsetzen einer neuer Vorratsrolle W weist diese einen großen Außendurchmesεer auf. Der Durchmeεεer der Aufnahmerol¬ le AV ist entsprechend gering, da sich beispielsweise nur ei¬ ne Lage des Antragselements V auf dem Aufnahmerohr AVR der Aufnahmerolle AV befindet. Eine konstante Motordrehzahl würde eine konstante Drehgeschwindigkeit des Aufnahmerohres AVR zur
Folge haben. Mit zunehmendem Durchmeεser der Aufnahmerolle AV käme es dann zu einer Steigerung der Transportgeschwindigkeit des Antragselementε. In dem Maße, in dem der Durchmesser der Aufnahmerolle AV zunimmt, verringert sich der Durchmesser der Vorratsrolle W. Deren Drehgeschwindigkeit steigt demnach beim Abwickeln des Antragselements V, wenn man eine konstante Geschwindigkeit des Antragselements V voraussetzt.
Der Steuereinheit CON ist aufgrund der vom Sensor H vorlie- genden Information die Rotationsgeεchwindigkeit der Vorrats¬ rolle W bekannt. Die Rotationsgeschwindigkeit der Aufnah¬ merolle AV bestimmt die Steuereinheit CON selbst, weshalb auch diese Rotationsgeschwindigkeit bekannt ist. Die Steuer¬ einheit vergleicht die Motordrehzahl mit der Drehzahl der Vorratsrolle W und ermittelt daraus inwieweit das Antragse¬ lement V schon abgewickelt ist. Daraus errechnet sie den Durchmesser der Vorratsrolle W. Aus dem Durchmesser der Vor¬ ratsrolle W und deren Drehzahl ist die tatsächliche Ge¬ schwindigkeit des Antragselementε V berechenbar. Dieεe tat- εächliche Geschwindigkeit des Antragselements V wird mit ei¬ nem Sollwert verglichen. Weicht der Ist-Wert vom Soll-Wert ab, paßt die Steuereinheit CON die Drehzahl des Motors MO entsprechend an. Handelt es sich beim Motor MO um einen Schrittmotor, wird entsprechend die Ein-/Aussehaltdauer die- ses Schrittmotors MO verändert.
Zur Ermittlung der Drehgeschwindigkeit der Vorratsrolle W wird ein Hallsensor H eingesetzt. Der Hallεensor H iεt gemäß Figur 3 an der Stirnseite der Vorratsrolle W angeordnet. Auf einer kreisrunden Scheibe HS, die koaxial mit einem Stift HSS gekoppelt ist, sind in gleichmäßigen Abständen auf der von der Stirnεeite der Vorratsrolle W abgewandten Seite einzelne Magnete oder ein Magnetring angeordnet. Der Stift HSS dringt in die Achεe WA der Vorratεrolle W koaxial ein und ist so- mit dieser gekoppelt, daß der Stift HSS die Drehbewegung der Achse der Vorratsrolle W auf die Scheibe HS überträgt. Den
auf der Scheibe HS befindlichen Magneten HM ist ein Hallele¬ ment HL zugeordnet. Es befindet sich ortsfeεt in unmittelba¬ rer Nähe zu dem sich um den Stift HSS drehenden Magneten HM.
Eine sichere Funktion des Hallεenεors HL ist nur dann gewähr¬ leistet, wenn sowohl in radialer als auch in axialer Richtung sehr enge Toleranzen, beispielsweise +/- 0,2 Millimeter be¬ züglich des Abstandeε zu den Magneten HM eingehalten werden. Dieεe engen Toleranzen werden dadurch eingehalten, daß der Stift HSS aus der Oberfläche der Scheibe HS eine definierte Länge herausragt. Dieεer Teil deε Stifftes HSS befindet sich auf der gleichen Seite wie die Magnete HM. Der Stift HSS weist in diesem Bereich eine axiale Bohrung HB auf, in die ein mit dem Hallsensor HL in Verbindung stehender Stift HLS einführbar ist. An diesem Stift HLS ist eine Aufnahmeplatte HP befestigt, die parallel zur Oberfläche der die Magnete HM tragenden Scheibe HS steht. Auf der den Magneten HM zugewand¬ ten Seite der Platte HP ist der Hallsensor HL angeordnet. Die Platte HP stützt sich auf einem ortsfesten Winkel HW ab, so daß eine Rotationsbewegung des mit der Scheibe HS gekoppelten Stiftes HSS nicht auf den mit der Platte HP gekoppelten Stift HLS übertragen wird und damit eine ortsfeste Position des Hallεensors HL in radialer Richtung erreicht wird.
Zur Sicherstellung der ortsfeεten Position des Hallsensorε HL in axialer Richtung wird die Platte HP durch eine Feder HF axial auf die Stirnseite des mit der Scheibe HS gekoppelten Stiftes HSS gepreßt. Die Feder HF stützt sich dabei am orts¬ festen Winkel HW ab. Bei einer entsprechend genauen Fertigung der Elemente des Sensors H können die erforderlichen engen Toleranzen eingehalten werden, ohne eine zuεätzliche Ein¬ stellarbeit bei der Montage deε Sensors H zu bedingen.
Der Aufbau des Sensors H kann auch in umgekehrter Weise er- folgen. Auf der Platte HP kann ein Magnet HM angeordnet wer¬ den. Entsprechend müßten auf der Scheibe HS anstelle der Ma-
gneten HM eine Mehrzahl von Hallsensoren HL angeordnet wer¬ den. Als weitere Alternative kann auf der Scheibe HS ein ein¬ zelner Magnet angeordnet werden und die Platte HP so groß ausgeführt werden, daß darauf eine Mehrzahl von Hallsensoren HL ortsfeεt anordenbar sind. Der rotierende Magnet würde dann auf seinem Weg die Mehrzahl von Hallsensoren HL beeinflussen.
Der Sensor H erfaßt somit jegliche Bewegung der Vorratsrolle W. Abhängig von der Rotationεgeεchwindigkeit werden in be- stimmten Zeitabständen elektrische Impulse zur Steuereinheit CON übermittelt. Erhält die Steuereinheit CON in den ihr be¬ kannten Zeitintervallen keine Impulse vom Sensor H, obwohl der Motor MO die Aufnahmerolle AV antreibt, erkennt die Steu¬ ereinheit CON das Ende des Antragselementε V. Die Steuerein- heit CON gibt eine entεprechende Meldung an die Steuerung des Druck- oder Kopiergerätes ab, so daß eine neue Rolle mit An¬ tragselement V in das Gerät eingesetzt werden kann.