Fixiervorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung (1) mit einer gebogenen Heizplatte (4), die von einer temperaturgesteurten elektrischen Hauptheizung (5) und einer elektrischen Zusatzheizung (2), die als stand-by-Heizung betrieben wird, geheizt wird. Die Hauptheizung besteht aus zwei in die Unterseite der Heizplatte eingelassenen Heizstäben (5), zwischen denen die plattenförmige Zusatzheizung (2) angeordnet ist und an der Unterseite der Heizplatte anliegt bzw. in diese integriert ist.
Die Hauptheizung (5) wird über eine Steuerschaltung (11) mit Strom versorgt, während die Zusatzheizung davon getrent über eine Relaisschaltung (8) mit dem Netz verbunden ist und mit Strom beaufschlagt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes mittels Wärme in einem Kopiergerät, mit einer gebogenen Heizplatte, entlang der das Kopierblatt mit dem flüssigentwickelten Tonerbild durch eine Führungsrolle innerhalb der Fixiervorrichtung geleitet wird, und mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Heizplatte.

[0002] Die thermische Fixierstation wird in elektrofotografischen Kopiergeräten eingesetzt, in denen auf einer Fotoleiterschicht ein Ladungsbild erzeugt wird, das mit Entwicklerflüssigkeit durch abgeschiedene Tonerpigmente zu einem Tonerbild entwickelt wird. Das Tonerbild wird auf einen Kopienträger wie Papier übertragen. Der entwicklerfeuchte Kopienträger mit dem Tonerbild wird zur Fixierung in die thermische Fixiervorrichtung eingeführt, in der das Tonerbild durch Wärmeeinwirkung wischfest auf dem Papier fixiert werden soll.

[0003] Aus der DE-OS 25 39 642 ist eine Einrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes mittels Wärme in einem mit Flüssigentwickler arbeitenden elektrofotografischen Kopiergerät bekannt. In dieser Fixiereinrichtung ist eine Heizeinrichtung angeordnet, entlang der das flüssigentwickelte Kopierblatt mit dem Tonerbild auf seiner Oberseite bewegt wird. Die Heizeinrichtung weist eine gebogene Heizfläche auf, an welcher das Kopierblatt mit seiner Rückseite anliegt und entlanggleitet, um das Tonerbild mittels Wärme zu fixieren. Die Heizfläche ist in einem Teilbereich gebogen. In geringem Abstand zu der Heizfläche befindet sich eine Führungsrolle, die mit der das Tonerbild tragenden Fläche des Blattes in Anlage gebracht wird, um es zu dem gebogenen Oberflächenbereich der Heizfläche hinzuleiten und einzuführen. Die Umfangsfläche der Führungsrolle ist gerändelt und in einem Abstand von dem gebogenen bzw. gekrümmten Oberflächenbereich der Heizfläche angeordnet, der größer als die Blattdicke ist.

[0004] Die Flüssigtoner bestehen im allgemeinen aus dielektrischen Flüssigkeiten wie Isopar G, einem isoparaffinischen Kohlenwasserstoff, der bei etwa 164 °C siedet, in denen aufgeladene Pigmente, vorzugsweise aus Ruß, dispergiert sind. Außerdem enthalten die Flüssigtoner Zusätze zur Steuerung der Aufladung der Pigmente, Bindemittel und ggf. leicht schmelzende Wachse mit Schmelztemperaturen von etwa 80 °C. Bei der übertragung des Tönerbildes auf den Kopienträger wie Papier oder Folie wird der Kopienträger auch mit Dispergierflüssigkeit befeuchtet. Diese übertragene Dispergierflüssigkeit wird in der Fixiervorrichtung durch Wärmeeinwirkung verdampft und bei wachshaltigen Tonern wird ein Aufschmelzen der abgeschiedenen Wachsteilchen angestrebt. Dazu wird der betonerte Kopienträger in bekannter Weise (DE-OS 25 39 642) über eine Heizplatte geführt, die in der Praxis eine Temperatur von 180 °C bis 210 °C aufweist. Der höhere Temperaturbereich wird vorzugsweise für wachshaltige Toner eingestellt. Höhere Fixiertemperaturen als die angegebenen Werte werden nicht angewandt, da bei unvorhersehbaren Staus des Kopiermaterials Papier vergilben oder sogar verzundern bzw. Folien schmelzen würden.

[0005] Beim Einschalten des Kopiergerätes wird die bekannte Heizplatte in einer längeren Vorlaufphase aufgeheizt und in kopierfreien Zwischenzeiten kühlt sie sich wieder ab. Beim erneuten Einschalten nach längerer Standzeit des Kopiergeräts sind die Kopien entweder nicht richtig fixiert, oder es muß relativ lange, wie in der Vorlaufphase bis zu einigen Minuten, bis zum Erreichen der optimalen Endtemperatur und wischfest fixierter Kopien gewartet werden.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fixiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art in einem Kopiergerät so zu verbessern, daß auch nach längerem Stillstand des Kopiergeräts die mit Flüssigtoner entwickelten Kopien, bei verkürzter Aufheizzeit auf die volle Betriebstemperatur der Fixiervorrichtung, wischfest und mit verbesserter Volltondichte bei Verwendung wachshaltiger Toner ausgegeben werden.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine temperaturgesteuerte elektrische Hauptheizung, die zu Beginn des Kopiervorgangs eingeschaltet wird, und eine elektrische Zusatzheizung, die eine zeitlich konstante Temperatur während des Stillstandes des Kopiergeräts liefert, in Kontakt mit der Heizplatte stehen und diese erwärmen.

[0008] In Ausgestaltung der Erfindung besteht die Hauptheizung aus zwei in die Unterseite der Heizplatte eingelassenen Heizstäben, zwischen denen die Zusatzheizung angeordnet ist und an der Unterseite der Heizplatte anliegt. Dabei liegt die Zusatzheizung vorzugsweise mittig zum Lot durch den Mittelpunkt der Führungsrolle.

[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zusatzheizung in die Heizplatte zwischen den Heizstäben eingelassen.

[0010] Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 5 bis 9.

[0011] Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß die gefundene Lösung zum nachträglichen Einbau in Kopiergeräten geeignet ist. Denn bei der Modernisierung von bereits vorhandenen Kopiergeräten wäre es ein technisch und preislich nicht vertretbarer Aufwand, größere Eingriffe in der elektrischen Schaltung der Fixiervorrichtung vorzunehmen. Es ist daher eine praxisgerechte Lösung, daß die Maßnahmen zur Verkürzung der Aufheizzeit in die vorhandenen Ablaufsteuerungen der Kopiergeräte nicht eingreifen und dadurch aufwendige Schaltungsänderungen, insbesondere der Temperaturregelschaltung, durch die separat geschaltete Zusatzheizung vermieden werden.

[0012] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Fixiervorrichtung mit der erfindungsgemäßen Zusatzheizung, die an der Unterseite einer Heizplatte der Fixiervorrichtung anliegt,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Fixiervorrichtung mit in die Heizplatte integrierter Zusatzheizung,

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der Haupt-und Zusatzheizung der Fixiervorrichtung, und

Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild der Steuerung der Zusatzheizung der Fixiervorrichtung.

[0014] Ein Beispiel für den mechanischen Aufbau einer Fixiervorrichtung 1 zeigt Fig. l. Eine Heizplatte 4 aus beispielsweise Aluminiumguß enthält als Hauptheizung zwei Heizstäbe 5,5, die in die Unterseite der Heizplatte 4 eingelassen sind. Zwischen diesen Heizstäben ist die Zusatzheizung 2 angeordnet und liegt an der Unterseite der Heizplatte 4 an. In einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Zusatzheizung 2 gleichfalls in die Heizplatte 4 eingebettet. Die Zusatzheizung 2 kann Platten-, Zylinder- oder eine sonstige geeignete Form aufweisen.

[0015] Heizplatten der in Fig. 1 gezeigten Form werden u.a. in den Infotec-Kopiergeräten der KALLE Niederlassung der Hoechst AG eingesetzt. Ähnliche Anordnungen ergeben sich für abgewandelte Formen solcher Heizplatten.

[0016] Durch die geschwungene bzw. gebogene Form der Heizplatte 4 der Fig. 1 in Verbindung mit einer oberflächlich strukturierten Führungsrolle bzw. Andruckwalze 6, die beispielsweise gerändelt ist, wird ein inniger Kontakt zwischen der Heizplatte 4 und dem durchlaufenden Kopienblatt 9 erreicht. Ein Fixierspalt 10 zwischen der Andruckwalze 6 und der Heizplatte 4 beträgt im Stand der Technik etwa 2 mm. Die Wirkungsweise der Schnellheizung zur sicheren wischfesten Fixierung und guten Aufschmelzung der Tonerbilder auch nach kurzer Einschaltzeit wird verstärkt durch einen engeren Fixierspalt 10 im Vergleich zu bekannten Fixiervorrichtungen. überraschenderweise kann der Fixierspalt 10 bis auf etwa 0,3 mm verengt werden, ohne daß der Durchlauf der Kopienblätter aus Papier oder Folien beeinträchtigt wird und ohne daß die Tonerbilder auf den Kopienblättern verwischt werden. Als Breite des Fixierspaltes 10 über der Heizplatte 4 mit der Zusatzheizung 2 zur Hauptheizung 5,5 und der Andruckwalze 6 sind 0,3 bis 0,5 mm vorgesehen, vorzugsweise 0,4 mm.

[0017] Ein Blockschaltbild der Haupt- und Zusatzheizung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Heizplatte 4 enthält die Hauptheizung 5,5, die in der Praxis eine elektrische Heizleistung von 700 W bis 800 W aufweist. Mit der Hauptheizung wird die Heizplatte in 1 1/2 bis 2 Minuten auf etwa 210 °C aufgeheizt. Die Hauptheizung 5,5 wird über einen Thermofühler 3 und eine Steuerschaltung 11 geregelt. Die Temperaturschwankungen dieser Regelung betragen typischerweise etwa + 10 °C.

[0018] An der Heizplatte 4 liegt die Zusatzheizung 2 an bzw. ist in die Heizplatte integriert und wird getrennt von der Hauptheizung geschaltet. Die Zusatzheizung hat eine relativ geringe Leistung, beispielsweise von nur 60 bis 80 W. Mit dieser geringen Leistung wird die Heizplatte 4, unabhängig von einem eventuellen Kopiervorgang, auf einer Temperatur von 150 °C bis 160 °C gehalten. Diese Temperatur der Heizplatte in Warteposition liegt niedriger als der ausgesteuerte Temperaturbereich der Hauptheizung, der einen Bereich von 180 °C bis 210 °C umfaßt, mit einer Schwankung von + 10 °C. Andererseits ist die Temperatur in der Warteposition hoch genug, um beim zwischenzeitlichen Kopieren beim Hinzuschalten der Hauptheizung in kurzer Zeit, beispielsweise während der aus Reinigungsgründen vorgeschalteten Vorlaufzeit von etwa 20 bis 30 Sekunden, die optimale Betriebstemperatur für eine wischfeste Fixierung der Kopien zu erreichen. Die Kopien werden daher sofort wischfest und bei wachshaltigen Tonern mit großer Volltondichte ausgegeben. Die Temperatur in der Warteposition soll nicht tiefer als etwa 50 °C unter der unteren Regeltemperatur der Hauptheizung sein, damit das Aufheizen auf Betriebstemperatur noch in der Vorlaufphase des Kopiergeräts erfolgt, d.h. innerhalb von 20 bis 30 Sekunden.

[0019] Die schaltungstechnischen Einzelheiten der Zusatzheizung 2 sind in Fig. 4 dargestellt. Der Hauptschalter 7 liegt mit seinen zwei Kontakten SW1-1 und SWl-2 in den Leitungen für die Versorgung mit Netzspannung und weist drei Schaltstellungen auf, nämlich eine Ausschaltstellung, in der beide Kontakte SW1-1 und SW1-2 geöffnet sind, eine Schaltstellung, in welcher der Kontakt SW1-2 schließt und der Kontakt SW1-1 geöffnet ist und eine Taststellung, in der SW1-2 geschlossen ist und SW1-1 schließt. Diese drei Schaltstellungen mit den zugehörigen Kontaktstellungen sind tabellarisch nachfolgend zusammengestellt.

[0020] Von der einen Netzleitung, in der eine Netzsicherung liegt, führen Leitungen rt und ws zu einem Arbeitskontakt 33/34 und zu einem Ruhekontakt 41/42 in der Relaisschaltung 8, die ein zweipoliges Relais 13/14 und 23/24 mit einem Kleinschütz SKS enthält. Das Schütz SKS ist über einen Anschlußpunkt bl mit der nicht gesicherten Netzleitung in Verbindung und über den Verbindungspunkt b an die Kontaktpunkte 34,42 angeschlossen.

[0021] Der verbindungspunkt a des Schütz SKS ist mit dem Kontaktpunkt 23 verbunden.

[0022] Die abgesicherte Netzleitung ist direkt mit dem Kontakt 13/14 verbunden. Über die Kontaktpunkte 14,24 ist eine Glimmlampe geschaltet, die den Betrieb der Zusatzheizung 2 anzeigt. Der Ruhekontakt 41/42 der Relaisschaltung 8 ist bis zum Anziehen des Schütz SKS geschlossen, um dann zu öffnen, während gleichzeitig der Arbeitskontakt 33/34 schließt.

[0023] An die Zusatzheizung 2 wird über die Relaisschaltung 8 und den Hauptschalter 7 die Versorgungsspannung zugeführt. Einzelheiten wie Thermosicherungen und Schaltungsmaßnahmen, wie sie zur Spannungsumstellung von 120 V auf 220 V erforderlich sind, wurden zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen.

[0024] Bei Betätigung des Schalters 7 schließt zuerst der Kontakt SWl-2. Er bleibt geschlossen, bis der Schalter wieder auf "aus" gestellt wird. Dann schließt kürzzeitig durch Tasten des Schalters 7 der Kontakt SW1-1 und an das Kleinschütz SKS wird über die Sicherung SW1-1, den Kontakt 41/42, b, SKS, a, SWl-2, Spannung angelegt. Das Schütz SKS betätigt seine Kontakte, hält sich über den Kontakt 33/34 selbst und schaltet über die Kontakte 23/24 und 13/14 die Glimmlampe und die Zusatzheizung an.

[0025] Da die Zusatzheizung 2 nur mit halber Leistung betrieben werden soll, wird sie über die Diode (1N4007) an Spannung gelegt, die eine Halbwellengleichrichtung vornimmt.

Ansprüche

1. Fixiervorrichtung zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes mittels Wärme in einem Kopiergerät, mit einer gebogenen Heizplatte, entlang der das Kopierblatt mit dem flüssigentwickelten Tonerbild durch eine Führungsrolle innerhalb der Fixiervorrichtung geleitet wird, und mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Heizplatte, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperaturgesteuerte elektrische Hauptheizung (5,5), die zu Beginn des Kopiervorgangs eingeschaltet wird und eine elektrische Zusatzheizung (2), die eine zeitlich konstante Temperatur während des Stillstandes des Kopiergeräts liefert, in Kontakt mit der Heizplatte (4) stehen und diese erwärmen.

2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptheizung aus zwei in die Unterseite der Heizplatte (4) eingelassenen Heizstäben (5,5) besteht, zwischen denen die Zusatzheizung (2) angeordnet ist und an der Unterseite der Heizplatte (4) anliegt.

3. Fixiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung (2) mittig zum Lot durch den Mittelpunkt der Führungsrolle (6) liegt.

4. Fixiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung (2) in die Heizplatte (4) zwischen den Heizstäben (5,5) eingelassen ist.

5. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleistung der Zusatzheizung (2) bis zu zehn Prozent der elektrischen Heizleistung der Hauptheizung (5,5) beträgt.

6. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heizplatte (4) durch die Zusatzheizung (2) in den kopierfreien Stillstandzeiten des Kopiergeräts bis zu 50 °C niedriger als während des Kopierbetriebs und nicht höher als die niedrigste Temperatur des Regelbereichs der Hauptheizung (5,5) gehalten ist.

7. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fixierspalt (10) zwischen der gebogenen Heizplatte (4) und der Zuführrolle (6) 0,3 bis 0,5 mm beträgt.

8. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung (2) über eine Relaisschaltung (8) mit der Versorgungsspannung verbunden ist und daß die Relaisschaltung (8) mittels eines Hauptschalters (7) des Kopiergeräts einschaltbar ist.

9. Fixiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaisschaltung (8)_. ein zweipoliges Relais (SKS, 13/14, 23/24) zum Anschalten der Zusatzheizung (2) an die Versorgungsspannung enthält und daß das zweipolige Relais einen Kleinschütz (SKS) mit einem Selbsthaltekontakt (33/34) als Arbeitskontakt und mit einem Ruhekontakt (41/42) enthält, der bis zum Anziehen des Kleinschütz geschlossen ist und dann öffnet.

Zeichnung