Vorrichtung zur Fixierung von auf einem Aufzeichnungsträger aufgebrachten Bildern aus pulverförmigem Toner mit Hilfe von Lösungsmitteldampf

Abstract

 Vorrichtung zur Fixierung von auf einem Aufzeichnungsträger aufgebrachten Bildern aus pulverförmigen Toner mit Hilfe von Lösungsmitteldampf.
Zur Fixierung von auf einem Aufzeichnungsträger, z.B. einer Papierbahn, aufgebrachten Tonerpulver bei elektrostatischen Kopier-oder Druckgeräten wird der Aufzeichnungsträger durch eine Fixierstation transportiert, in der der Toner mit dem Aufzeichnungsträger fest verbunden wird. Die Fixierstation enthält einen Behälter (BH) durch den der Aufzeichnungsträger (AT) schlaufenförmig hindurchgeführt ist. An der Unterseite des Behälters wird Lösungsmitteldampf erzeugt. In dem mit Lösungsmitteldampf angereicherten Bereich des Behälters (Fixierbereich US) ist eine Umlenkeinrichtung (UE) angeordnet, um die der Aufzeichnungsträger herumgeführt wird. Dabei wird die betonerte Seite des Aufzeichnungsträgers dem Lösungsmitteldampf ausgesetzt. Der Aufzeichnungsträger verläßt nach der Fixierung den Fixierbereich (US) und wird über eine Umlenkwalze (UR) aus dem Behälter (BH) wieder herausgeführt. Der Fixierbereich (US) wird dadurch begrenzt, daß im oberen Bereich des Behälters in der Behälterwandung Kühlschlangen (KL) angeordnet sind. Dadurch entsteht in dem Behälter ein abgekühlter Bereich, in den aus dem Fixierbereich (US) austretende Lösungsmitteldampf kondensiert. Zum Einlegen des Aufzeichnungsträgers (AT) kann die Umlenkeinrichtung UE aus dem Behälter (BH) herausgenommen werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fixieru von auf einem Aufzeichnungsträger aufgebrachte Bilder aus pulverförmigen Toner mit Hilfe von Lösungsmitteldampf, bei der vermittels einer Aufzeichnungsträgerführeinrichtung der Aufzeichnungsträger durch ein Gehäuse geführt ist, in dem der Lösungsmitteldampf auf die Tonerbilder des Aufzeichnungsträgers einwirkt.

[0002] Nichtmechanische Druck- bzw. Kopiergeräte, die nach dem elektrostatischen Prinzip arbeiten, sind aus der Literatur bekannt (s. z. B. US-PS 3 861 863). Bei diesen Geräten werden auf einem Aufzeichnungsträger, z. B. einer Papierbahn, Tonerbilder der zu druckenden Zeichen erzeugt. Dies kann z. B dadurch geschehen, daß auf einem fotoelektrischen bzw dielektrischen Zwischenträger, z. B. einer Trommel, elektro. fotografisch bzw. elektrografisch Ladungsbilder der zu druckenden Zeichen erzeugt werden. Diese Ladungsbilder werden in einer Entwicklerstation mit Hilfe von Toner ent- wickelt. Die Tonerbilder werden dann in einer Umdruckstation auf den Aufzeichnungsträger übertragen. Um die Tonerbilder verwischfrei zu machen, müssen sie anschließend in einer Fixierstation mit dem Aufzeichnungsträger verbunden werden:

Fixierstationen, durch die die Tonerbilder in den Aufzeichnungsträger eingeschmolzen werden, sind bereits bekannt. Bei diesen bekannten Fixierstationen läuft der Aufzeichnungsträger nach Verlassen der Umdruckstation zwischen zwei Fixierwalzen hindurch, von denen zumindest eine beheizt ist. Durch Wärme und durch Druck werden die Tonerteilchen in den Aufzeichnungsträger eingschmolzen. Derartig aufgebaute Fixierstationen haben z. B. den Nachteil, daß die Schriftqualität auf dem Aufzeichnungsträger dadurch ungünstig beeinfluft wird, daß der angeschmolzene Toner an den Fixierwalzen haften bleiben kann und dadurch einzelne Typen verstümmelt werden können. Weitere Nachteile liegen darin, daß der Energieaufwand für die Papiererwärmung relativ hoch ist, und eine meiste umfangreiche Mechanik erforderlich ist.

[0003] Es ist weiterhin bekannt, das Einschmelzen des Toners in den Aufzeichnungsträger mit Hilfe von Lösungsmitteldampf durchzuführen (z. B. US-PS 3 049 810). Dazu wird ein Lösungsmitteldampf erzeugt, der geeignet ist, den Toner auf dem Aufzeichnungsträger zu schmelzen, so daß dieser in den Aufzeichnungsträger eindringen kann. Der Lösungsmitteldampf wird durch eine geeignete Vorrichtung dem mit den Tonerbildern versehenen Aufzeichnungsträger zugeführt. Dabei besteht die Fixierstation aus einem Behälter, dem der Lösungsmitteldampf zugeführt wird, oder in dem eine Verdampfungsstelle für Lösungsmittel angeordnet ist und aus einer Aufzeichnungsträgerführeinrichtung, durch die der Aufzeichnungsträger durch den Behälter hindurchgeführt wird. Die Fixiervorrichtung muß so ausgeführt sein, daß die Lösungsmitteldämpfe aus ihr nicht entweichen können. 78 P 2 C 5 9 EUR

[0004] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Fixiervorrichtung unter Verwendung von Lösungsmitteldampf anzugeben, deren Herstellkosten sehr niedrig sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Behälter zur Einführung des Aufzeichnungsträgers an seiner Oberseite offen ist, daß an seiner Unterseite eine Lösungsmittelzufuhreinrichtung vorgesehen ist, daß die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung eine Umlenkeinrichtung enthält, die zumindest während des Fixiervorganges im unteren Bereich des Behälters (Fixierbereich) angeordnet ist, um die der Aufzeichnungsträger von der Oberseite des Behälters kommend und zu ihr zurückkehrend mit seiner betonerten Seite von der Umlenkeinrichtung abgewandt herumgeführt ist.

[0005] Um ein Entweichen von Lösungsmitteldampf aus dem Behälter auf jeden Fall zu vermeiden, ist es zweckmäßig, in dem Teil der Gehäusewandung des Behälters, der oberhalb des Fixierbereiches, der mit Lösungsmitteldampf gesättigt ist, liegt, Kühlschlangen anzuordnen.

[0006] Die Umlenkeinrichtung kann auf einfache Weise aus einer Walze aufgebaut sein.

[0007] Die Lösungsmittelzufü-hreinrichtung kann z. B. als Verdampfungsstelle für Lösungsmittel realisiert sein. Dann wird im unteren Bereich (Fixierbereich) des Behälters Lösungsmittel zugeführt, das erhitzt wird und dann verdampft.

[0008] Die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung im Behälter kann eine sattelförmige obere Aufzeichnungsträgerführung haben, die bena-chbart zu der einen Längsseite des Behälters an der offenen Oberseite angeordnet ist. Über diesen Sattel wird der Aufzeichnungsträger in den Behälter hineingeführt. Es ist zweckmäßig, benachbart zu der anderen Längsseite des Behälters an dessen offener Oberseite eine Umlenkwalze anzuordnen, um die der Aufzeichnungsträger von der Umlenkeinrichtung kommend umgelenkt wird und aus dem Behälter herausgeführt wird.

[0009] JDie Aufzeichnungsträgerführeinrichtung im Behälter kann zweckmäßigerweise weiterhin so ausgeführt sein, daß die Umlenkeinrichtung aus der Fixierposition, in dem sie im Bereich des Lösungsmitteldampfens angeordnet ist, zur offenen Oberseite des Behälters bis zu einem in der oberen Aufzeichnungsträgerführung angeordneten Aufnahmeteil bewegbar ist. Anschließend kann die obere Aufzeichnungsträgerführung mit der Umlenkeinrichtung aus dieser ersten Position, in der sie über der offenen Oberseite des Behälters angeordnet ist, zu einer zweiten Position außerhalb des Behälters bewegt werden. In dieser zweiten Position kann dann der Aufzeichnungsträger sehr leicht eingelegt werden.

[0010] Zweckmäßig ist es, die eine Längsseite des Behälters höher auszuführen als die andere Längsseite. An der anderen Längsseite ist dann die Umlenkwalze angeordnet. Dann kann die obere Aufzeichnungsträgerführung einen mit einer Dichtung versehenen Steg haben, der bei der ersten Position der Aufzeichnungsträgerführung an der Umlenkwalze anliegt. Auf diese Weise wird der Behälter oberhalb der Umlenkwalze abgedichtet.

[0011] Oberhalb der Fixierposition der Umlenkeinrichtung im Bereich, in dem in der Behälterwandung Kühlschlangen angeordnet sind, kann eine Warteposition für die Umlenkeinrichtung vorgesehen werden. Diese Position kann die Umlenkeinrichtung dann annehmen, wenn im Druckbetrieb längere Pausen eintreten. Auf diese Weise wird eine unnötige Anfeuchtung des Aufzeichnungsträgers durch den Lösungsmitteldampf vermieden.

[0012] Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die folgenden Vorteile : Der Behälter kann sehr tief ausgeführt sein und ist nur oben offen. Damit ist es möglich, daß der Aufzeichnungsträger nach Verlassen des Fixierbereiches getrocknet wird, bevor er den Behälter verläßt. Die Aufzeichnungsträgerführung ist so gestaltet, daß die bedruckte Seite des Aufzeichnungsträgers vor dem Fixieren und Antrocknen mit keinen Führungsblechen oder Umlenkwalzen in Berührung kommt. Erst nach der Austrocknung beim Verlassen des Behälters muß erstmals über die Druckbildseite umgelenkt werden. Aufgrund der tiefgezoge nen Form des Behälters und den zusätzlichen Kälteschlangen in der Behälterwandung, durch die eine Kondensierung des Lösungsmitteldampfes erreicht wird, werden die Leckverluste an Lösungsmitteldampf auf einem Minimum gehalten. Die Herstellkosten für die Fixiervorrichtung sind sehr.niedrig. Außerdem ist die Bedienung der Vorrichtung und das Einlegen des Aufzeichnungsträgers auf einfache Weise möglich.

[0013] Anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Behälter und die Aufzeichnungsträgerführungeinrichtung, wenn die Umlenkeinrichtung in Fixier_- position ist,

Fig. 2 den Behälter und die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung, wenn die Umlenkeinrichtung zur oberen Aufzeichnungsträgerführung bewegt worden ist,

Fig. 3 den Behälter und die Aufzeichnvngsträgerführeinrichtung, wenn die Umlenkeinrichtung aus dem Behälter herausgefahren ist.

[0014] In Fig. 1 ist ein Behälter BH gezeigt, in dem die Fixierung einen Aufzeichnungsträger AT, z. B. einer Papierbahn, mit Hilfe von Lösungsmitteldampf erfolgen soll. Es ist dabei ein Schnitt durch den Behälter dargestellt.

[0015] Der Behälter BH ist tief ausgeführt und ist nur an seiner Oberseite OS offen. In seinem unteren Bereich US erfolgt die Fixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger AT. Das heißt, in diesem Bereich US hat der Lösungsmitteldampf eine derartige Konzentration, daß das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger AT angeschmolzen wird und in den Aufzeichnungsträger eindringen kann. Dieser Bereich wird Fixierbereich genannt.

[0016] Dem Fixierbereich US wird der Lösungsmitteldampf zugeführt. Dieserfolgt im Ausführungsbeispiel dadurch, daß in den Behälter. BH Lösungsmittel durch ein Rohr RO zugeleitet wird. An der Unterseite SS Des Behälters BH kann dann eine Heizeinrichtung HE, z. B. eine Heizspirale, angeordnet sein, durch die das Lösungsmittel erwärmt wird und in Dampfform übergeführt wird. Zur Messung der Dampfkonzentration im Fixierbereich US kann ein Dampfsensor DS vorgesehen.sein, der auf bekannte Weise aufgebaut sein kann.

[0017] Um die Fixierung des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger AT zu ermöglichen, muß dieser mit den Tonerbildern durch den Fixierbereich US hindurchgeführt werden Dazu ist im Fixierbereich des Behälters BH eine Umlenkeinrichtung UE, im Ausführungsbeispiel eine Walze, vorgesehen. Um diese Umlenkeinrichtung UE wird der Aufzeichnungsträger AT so herumgeführt, daß seine betonerte Seite von der Umlenkeinrichtung abgewandt ist. Der Aufzeichnungsträger AT wird dabei schlaufenförmig durch den Behälter geführt. Er kommt von der offenen Oberseite OS des Behälters BH, gelangt zur Umlenkeinrichtung UE und wird wieder zur Oberseite des Behälters zurückgeführt.

[0018] Um ein Entweichen des Lösungsmitteldampfes aus dem Fixierbereich US zu verhindern, ist es vorteilhaft, oberhalb des Fixierbereiches US in der Behälterwandung Kühlschlangen KL anzuordnen. Der Lösungsmitteldampf, der aus dem Fixierbereich US austritt, kommt in eine abgekühlte Zone, in dem der kondensiert. Zur Unterstützung dieses Vorganges . ist es zweckmäßig, ein Lösungsmittel zu verwenden, das in Dampfform spezifisch schwerer ist als Luft. Es wird darauf hingewiesen, daß die Dampfkonzentration beim Übergang vom Fixierbereich US zum abgekühlten Bereich nicht schlagartig abnimmt, sondern nur allmählich. Jedoch ist die Dampfkonzentration nur im Fixierbereich US so groß, daß ein Fixieren des Toners auf dem Aufzeichnungsträger AT möglich ist.

[0019] Die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung hat zusätzlich zur Umlenkeinrichtung UE eine obere sattelförmige Aufzeichnungs. trägerführung PF und eine Umlenkwalze UR. Die obere Aufzeichnungsträgerführung PF ist benachbart zu einer Längsseite LA1 des Behälters angeordnet. Über sie wird der Aufzeichnungsträger AT geführt, wenn er in den Behälter BH an seiner Oberseite eintritt. Die Umlenkwalze ist benachbart zur anderen Längsseite LA2 des Behälters BH angeordnet; um sie wird der Aufzeichnungsträger beim Verlassen des Behälters herumgelenkt. Es ist zweckmäßig, die eine Längsseite LA1 des Behälters BH höher zu wählen als die andere Längsseite LA2. Dann kann die obere Aufzeichnungsträgerführung PF mit einem Steg ST versehen sein, an dem eine Dichtung DI1 angeordnet ist, die an der Umlenkwalze UR anliegt. Mit Hilfe dieser Dichtung DI1 kann verhindert werden, daß an dem Aufzeichnungsträger AT nach der Fixierung haftendes Lösungsmittel aus dem Behälter herausgelangt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Aufzeichnungsträger AT nach der Fixierung noch eine verhältnismäßig lange Strecke im Behälter BH verläuft, auf der er austrocknen kann. Diese Trockenstrecke beginnt etwas oberhalb des Fixierbereiches US. Wenn der Aufzeichnungsträger dann zu der Umlenkwalze UF gelangt, auf der er mit seiner Druckbildseite aufliegt, isi ein Verwischen der Druckbildes nicht mehr möglich.

[0020] Zwischen Umlenkwalze UR und Behälterwandung LA2 kann eine weitere Dichtung DI2 vorgesehen werden. Der Aufzeichnungsträger ATkann z. B. durch außerhalb des Behälters BH angebrachte Zugrollen ZG durch den Behälter gezogen werden.

[0021] In Fig. 1 ist die Umlenkeinrichtung UE im Fixierbereich US des Behälters BH angeordnet. Sie ist also in Fixierposition I. Um das Einlegen des Aufzeichnungsträgers AT zu erleichtern, kann die Umlenkeinrichtung UE aus dem Behälter BH herausgeführt werden. Sie kann aus der Fixierposition I in eine erste Position II gebracht werden, bei der sie in einer Aufnahme AN, die in der oberen Aufzeichnungsträgerführung PF angeordnet ist, eingerastet ist. Zur Bewegung der Umlenkeinrichtung UE aus der Fixierposition zu ersten Position II kann z. B. eine Führungskette FK verwendet werden, die prinzipiell in Fig. 1 eingezeichnet ist. Die Führungskette FK wird um eine an der Umlenkeinrichtung UE angebrachte Rolle RL1, um Umlenkrollen RL2 und RL3 und um eine Antriebsrolle RL4 geführt. Die Rolle RL2 liegt benachbart zu der Aufnahme AN der oberen Aufzeichnungsträgerführung PF und zwar so, daß die Führungskette FK von der Umlenkeinrichtung UE zur Aufnahme AN führt.

[0022] Soll die Umlenkeinrichtung UE aus der Fixierposition I in die erste Position II gebracht werden, dann wird die Führungskette FK durch die Antriebsrolle RL4 bewegt. Die Umlenkeinrichtung wandert nach oben, bis sie in die Aufnahme AN gelangt, wo sie arretiert wird. Dies ist in Fig. 2 dargestellt.

[0023] Um das Einlegen des Aufzeichnungsträgers AT weiterhin zu erleichtern, kann zusätzlich die gesamte obere Aufzeichnungs_- trägerführung PF von der Oberseite des Behälters BH entfernt werden. Dazu wird die Führungskette FK durch die Antriebsrolle RL4 weiterbewegt. Da die Umlenkeinrichtung PF gehaltert ist, wird die gesamte obere Aufzeichnungsträgerführeinrichtung mit der Umlenkeinrichtung UE in Richtung der Antriebsrolle RL4 transportiert. Die Endstellung ist in Fig. 3 dargestellt. Sie wird als Position III angegeben.

[0024] Nunmehr kann der Aufzeichnungsträger AT auf sehr einfache Weise, wie Fig. 3 zeigt, eingelegt werden.

[0025] Soll die Umlenkeinrichtung UE wieder in Fixierposition (I) gebracht werden, dann wird die Führungskette FK durc: die Antriebsrolle RL4 in entgegengesetzter Richtung bewegt. Die Umlenkeinrichtung UE wird zunächst mit der oberen Aufzeichnungsträgerführung PF zur Position II transportiert, anschließend löst sich die Umlenkeinrichtung UE von der oberen Auzeichnungsträgerführung PF und wandert wieder in die Fixierposition I.

[0026] Bei längeren Druckpausen ist es ungünstig, wenn der Aufzeichnungsträger.AT im Fixierbereich US verbleibt. Er wäre dann nämlich ständig dem Lösungsmitteldampf in diesem Bereich ausgesetzt. Um dies zu vermeiden, kann die Umlenkeinrichtung UE während der Druckpausen aus dem Fixierbereich herausgefahren werden in eine Position IV, die oberhalb des Fixierbereiches US angeordnet ist. Diese Position ist ebenfalls in Fig. 2 dargestellt.

Bezugszeichenliste:

[0027] 

AT Aufzeichnungsträger

BH Behälter

OS Oberseite des Behälters

SS Unterseite des Behälters

KL Kühlschlangen

UE Umlenkeinrichtung

LA1 erste Längsseite des Behälters

LA2 zweite Längsseite des Behälters

UR Umlenkwalze

PF obere Aufzeichnungsträgerführung

DS Dampfsensor

ZG Zugrollen

RO Rohr

HE Heizung

US Fixierbereich.

AN Aufnahmeteil

_ST Steg

DI1, DI2 Dichtungen

FK Führungskette

RL1 bis RL3 Umlenkrollen

RL4 Antriebsrolle

I Fixierposition der Umlenkeinrichtung

II Normallage der oberen Aufzeichnungsträgerführung bei Aufnahme der Umlenkeinrichtung

III obere Aufzeichnungsträgerführung bei Entfernung von Behälter

IV Warteposition der Umlenkeinrichtung.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Fixierung von auf auf einem Aufzeichnungsträger aufgebrachten Bildern aus pulverförmigen Toner mit Hilfe von Lösungsmitteldampf, bei der vermittels einer Aufzeichnungsträgerführeinrichtung der Aufzeichnungsträger durch ein Gehäuse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (BH) zur Einführung des Aufzeichnungsträgers (AT) an seiner Oberseite (OS) offen ist, daß an seiner Unterseite (SS) eine Lösungsmitteldampfzufuhreinrichtung angeordnet ist, daß die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung eine Umlenkeinrichtung (UE) enthält, die zumindest während des Fixiervorganges im unteren Bereich des Behälters (Fixierbereich US) angeordnet ist und um die der Aufzeichnungsträger von der Oberseite (OS) des Behälters kommend und zu ihr zurückkehrend mit seiner betonerten Seite von der Umlenkeinrichtung herumgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Teil der Behälterwandung des Behälters, die oberhalb des Fixierbereiches (US) liegt, Kühlschlangen (KL) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Umlenkeinrichtung (UE) eine Walze vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung eine sattelförmige obere Aufzeichnungsträgerführung (PF) hat, die an der offenen Oberseite (OS) des Behälters (BH) benachbart zu dessen einer Längsseite (LA1) angeordnet ist, und über die der Aufzeichnungsträger in den Behälter geführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsträgerführeinrichtung weiterhin eine Umlenkwalze (UR) enthält, die benachbart zu der anderen Längsseite (LA2) des Behälters (BH) an dessen offener Oberseite (OS) angeordnet ist, um die der von der Umlenkeinrichtung (UE) kommende Aufzeichnungsträger (AT) umlenkbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung (UE) aus der Fixierposition (I) zur offenen Oberseite (OS) des Behälters (BH) bis zu einem in der oberen Aufzeichnungsträgerführung (PF) angeordneten Aufnahmeteil (AN) bewegbar ist (Pos. II).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Aufzeichnungsträgerführung (PF) aus einer Position (II), in der sie über der offenen Oberseite (OS) des Behälters (BH) angeordnet ist, zusammen mit der Umlenkeinrichtung (UE) zu einer weiteren Position (III) außerhalb des Behälters bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Längsseite (LA1) des Behälters (BH) höher ist als die andere Längsseite (LA2), daß an der oberen Aufzeichnungsträgerführung (PF) ein mit einer Dichtung (DI1) versehener Steg (ST) angeordnet ist, der bei der einen Position (II) der oberen Aufzeichnungsträgerführung (PF) an der Umlenkwalze (UR) anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Fixierposition (I) der Umlenkeinrichtung (UE) im Bereich, in dem in der Behälterwandung Kühlschlangen (K^L) angeordnet sind, eine Warteposition (IV) für die Umleneinrichtung vorgesehen ist.

Zeichnung