DE2652753A1

DE2652753A1 - Fixierer fuer elektrostatische kopiervorrichtungen

Info

Publication number: DE2652753A1
Application number: DE19762652753
Authority: DE
Inventors: Karl Gustav Zeuthen
Original assignee: REX ROTARY INTERNATIONAL AS
Current assignee: REX ROTARY INTERNATIONAL AS
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331822A1; JPS5292527A; AU497645B2; DD128283A5; ES453350A1; AU1969776A; NL7612697A; IT1075986B; YU279976A; GB1512970A; DK514576A; CA1070750A; JPS5850349B2; US4088868A; FR2331822B1

Description

PATENTANWALT

MANFRED MIEHE .

~. , _, . M Tetefom (QMf 8 3t 1?Ηί

Diplom-Uiermker « Telegramme= fNDUSPROP BERLIN Telex: CtSSiC

GB/O3/2293 Ä 26 678

REX-ROTARY INTERNATIONAL A.S. '8 Esplanaden, P.O. Box 33, DK 1002 Kopenhagen, Dänemark

Fixierer für elektrostatische Kopiervorrichtungen

Die Erfindung bfetrifft Verbesserungen an elektrostatischen Kopiervorrichtungen und insbesondere ein neuartiges Fixiersystem mit automatischer Temperatursteuerung.

Es ist z.B. anhand.der DT-PS 1 957 515 bekannt, einen Fixierer für eine elektrostatische Kopiervorrichtung vorzusehen, bei der Wärme von oben nach unten auf ein Kopierblatt gestrahlt wird, das ein nicht fixiertes Tonerbild trägt, während gleichzeitig eine zusätzliche Wärmequelle im Inneren des Fixiererbettes Hintergrundwärme auf die Hinterseite des Papiers beaufschlagt, um so sicherzustellen, daß das Papier unabhängig von der Wärmeabsorption durch den Fixierer aufgewärmt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß nicht nur das Tonerbild als solches an der oberen Oberfläche fixiert wird, sondern daß diese fixierte Abbildung auch gut an das Papiersubstrat gebunden wird. Eine derartige zusätzliche Erhitzungsvorrichtung erfordert weiterhin eine thermostatische Steueranordnung, um ein überhitzen des Hintergrunderhitzers zu verhindern. Um weiterhin ein Verbrennen des Papierblattes zu vermeiden, wird die abgegebene Leistung des zusätzlichen Erhitzers in dem Fixierbett niedrig gehalten, und somit ist die Aufwärmgeschwindigkeit dieses zusätzlichen Erhitzers sehr gering.

709820/0833

- r -S

Die allgemeine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Wärme auf die Unterseite des-über das Fixierbett geführten Papierblattes in einem mit Strahlungswärme arbeitendem Fixierer zu beaufschlagen und das Erfordernis für eine getrennt arbeitende"Wärmequelle in dem Fixierbett zu vermeiden, sowie gleichzeitig sicherzustellen, daß ein schnelles Aufwärmen des Fixierbettes erfolgt.

Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Photokopiervorrichtung zu schaffen, bei der die Verläßlichkeit des Fixierers dadurch verbessert wird, daß unabhängige elektrische Steuersysteme vermieden werden, wobei man stattdessen auf ein rein mechanisches Steuersystem für die Fixierertemperatur zurückgreift, sowie ein Hintergrunderhitzer vorliegt, der keine getrennte elektrische Erregung erforderlich macht, sondern seine Wärme durch den von oben strahlenden Erhitzer erhält.

Erfindungsgemäß wird, ein Fixierer für eixae elektrostatische Kopiervorrichtung geschaffen, die ein Fixierbett aufweist, über das ein eine nicht fixierte Abbildung tragendes Blatt geführt wird, sowie eine Wärmestrahlungsquelle und ein Reflektor über dem Fixierbett vorliegt und so angeordnet ist, daß die Strahlung von der Wärmequelle aus in Richtung auf das Fixierbett gerichtet wird zv/ecks Fixieren einer empfindlichen Tonerabbildung auf einem Blatt Kopierpapier, das über das Fixierbett des Fixierers geführt wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß wärmeabsorbierende und wärmestrahlende Elemente in dem Fixierbett unter dem Laufweg eines Kopierblattes durch den Fixierer angeordnet, eine Anordnung für das Zuführen von Luft zu dem Fixierbett unter den wärmestrahlenden und wärmeabsorbierenden Betten vorliegt, ein Auslaßkanal aus dem Fixierbett eine Kühlluftöffnung unmittelbar unter dem wärmeabsorbierenden und wärmestrahlenden Elementen mit einem Auslaß aus dem Fixierbett verbindet, eine Anordnung für das Verbinden einer Saugquelle mit dem Auslaß aus dem Fixierbett vorliegt zwecks Ausbilden eines Luftflusses durch das Fixierbett direkt unter und in Berührung

709820/0833

mit den/: wärmeabsorbierenden und wärme strahlenden Elementen vermittels der Anordnung für die Zuführung der Luft, der Kühlluftöffnung und dem Auslaß, und eine thermostatische Steueranordnung für das Drosseln des Kühlluftflusses durch die öffnung aufgrund der Temperatur der wärmeabsorbierenden und wärmestrahlenden Elemente vorliegt.

Vorzugsweise kann die Wärmeleistung der Strahlungsenergiequelle in der Abdeckung des Fixierers so hoch sein, daß ein kontinuierliches Kühlen erforderlich ist, um die normale Leistung der Strahlungsquelle auszugleichen, so daß bei dem Ingangsetzen der Kopiervorrichtung unter gedrosseltem Luftfluß die Aüfwärmgeschwindigkeit extrem schnell ist.

Zweckmäßigerweise wird der Kühlluftfluß in dem Fixierbett anhand des Saugsystems erhalten, das für eine andere Funktion der elektrostatischen Kopiervorrichtung erforderlich ist, und die Fließgeschwindigkeit- durch den Fixierer wird in einem Ausmaß gedrosselt, das in Beziehung zu der Temperatur des Fixierbettes steht. Insbesondere ist es zweckmäßig, daß das den Kühlluftfluß antreibende Saugsystem die Ansaughauptleistung für eine die Papierblätter zuführende Saugquelle darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist inden Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt längs einer senkrechten Ebene parallel zu der Bewegungsrichtung der Kopierblätter durch den Fixiererj

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fixierer nach der Figur 1;

Fig. 3a bis 3d einen schematischen Schnitt entsprechend der Fig. 1, wobei die Kopiervorrichtung zu vier verschiedenen Zeitpunkten während des Fixiervorgangs gezeigt ist;

Fig. 4 einen Schnitt durch eina wahlweise Ausführungsform.des erfindungsgemäßen Fixierers.

709820/0833

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Fixierer weist ein Bett A und eine Abdeckung B a uf, zwischen denen ein Blatt C Kopierpapier für das Fixieren einer empfindlichen Pulverabbildung auf dem Blatt C geführt wird. Die Wärmequelle für den Fixierer weist eine strahlende Erhitzungslampe 1 auf, die qnter und im Brennpunkt des REflektors 2 angeordnet ist. Der letztere ist so ausgelegt, daß die von der Lampe 1 kommende Infrarotstrahlung über die gesamte Länge des Fixierbettes A geführt wird, d.h. von dem Fixiereinlaß an dem rechten Ende des in der Figur 1 gezeigten Abschnittes bis zu dem Fixiererauslaß an dem linken Ende. Der Reflektor 2, der in den Abdeckungskörper 4 eingesetzt und auf Vorsprüngen 3, die im Inneren des Abdeckungskörpers 4 ausgebildet sind, getragen wird, erstreckt sich über die gesamte Länge des Fixierers, d.h. in und aus der Papierebene nach der Figur 1 dergestalt, daß die von der Lampe kommende Strahlung gleichmäßig über das Kopierpapier C verteilt wird, das den zu fixierenden Toner trägt. Die Abdeckung B weist einen Abdeckungskörper 4 auf, der an dem Rahmen der Kopiervorrichtung befestigt ist.

Der Abdeckungskörper 4 ist durch ein wärmedurchlässiges Gitter verschlossen, das aus Drähten besteht, die sich in der Bewegungsrichtung des Blattes und längs der öffnung der Abdeckung 4 erstrecken, um so ein Durchbiegen des Blattes nach oben während des Hindurchführens durch den Fixierer zu verhindern, wodurch das Blatt zu nah an die Lampe kommen könnte und eine Feuergefahr gegeben wäre.

Der Hindurchtritt der Papierblätter C durch den Fixierer wird durch eine Transportvorrichtung gesteuert, die aus zwei parallelen, waagerecht im Abstand vorliegenden Rollen 9 und 10 besteht, die unmittelbar über einer Saugeinlaßöffnung 11 vorliegen, die sichlängs des Spaltes zwischen den Rollen 9 und 10 erstreckt. Die Rollen 9 und 10 tragen ein endloses Band 30 ,das mit öffnungen versehen ist, so daß die in der Einlaßöffnung 11 vorliegende Saugkraft durch das Band 30 hindurch auf die Blä.ter beaufschlagt wird, wodurch dieselben nach unten auf dem waage-

709820/0833

rechten oberen Trum des Bandes gehaltenwerden. Die öffnung 11 steht mit einem Saugkanal 20 in Verbindung.

An dem Stromabende des Fixierers drückt eine obere sekundäre Rolle 8 nach unten auf das Blatt, das nunmehr die fixierte Abbildung trägt, wodurch das Blatt C nach· unten in Berührung mit der unteren sekundären Rolle 14 gehalten wird.

Der Antrieb für die primäre und sekundäre Blattvorschubanordnungen ist vermittels eines Zahnrades 35, siehe die Figur 2, angeschlossen, das von oben her durch ein ähnliches Zahnrad 35a siehe Figur 1, angetrieben wird, das auf einer ortsfesten Achse in der Kopiervorrichtung umläuft, so daß bei Anheben des Fixierbettes A in eine Lage unter der Photoleitertrommel vermittels Schwenken um den Schwenkstift 18a die Zahnräder 35, 35a miteinander kämmen.

Der von der Rolle 9 der primären Vorschubeinheit ausgehende Antrieb für.-, die Rolle 10 der primären Vorschubeinheit wird automatisch vermittels des Transportbandes 30 übertragen, und in ähnlicher Weise wird der Antrieb von der Rolle 9 der Primär-Vorschubeinheit auf die untere sekundäre Vorschubrolle 14 vermittels Kettenζahnrädern 36 und 37 übertragen, die durch eine Antriebskette 38, siehe die Figur 2, miteinander verbunden sind.

Während des Kindurchtrittes durch den Fixierer wird das Blatt C zwischen dem oberen Gitter 6 und dem Fixierbett A vermittels eines weiteren Drahtgitters 15, das ähnlich dem Gitter 6 ist, der Abdeckung B geführt und befindet sich an stromab bzw. stromauf Kanten 16 bzw. 17 des Fixierbettkörpers 18.

Unter Bezugnahme auf die Figur 1 ist an der rechten Seite der Fixierbettkörper 18 an den Kopiererrahmen bei 18a angelenkt, so daß derselbe, soweit erforderlich, z.B. zur Herausnahme eines im Fixierer verklemmten Papierblattes, oder aus Wartungsgründen von der Abdeckung B heruntergenommen werden kann.

Das untere Teil des Fixierbettkörpers 18 weist eine Plenumkamraer 19 für ein Saugkühlungssystem auf, das an einem Saug rohr 19a der Kopiervorrichtung angeschlossen ist. Ein ähnliches

709820/0833

Saugrohr 20a beaufschlagt ebenfalls eine Saugkraft auf die Einlaßöffnung 11 zwischen den Rollen 9 und 10 der primären !rapportvorrichtung vermittels des Kanals 20.

Die Pienumkaminer 19 erstreckt sich über die gesarate Breite des Fixierbettes A und weist über die gesamte obere Seite einen Saugeinlaßschlitz 21 auf, der normalerweise durch eine Reihe Verschlußplattenstreifen 22 verschlossen ist, die auf entsprechenden Bimetallstreifen 23 ruhen, welche an einer gemeinsamen, drehbaren, einen quadratischen Quersc biitt aufweisenden Tragstange 24 an der linken Seite, d.h. stromab, des Fixierbettkörpers 18 befestigt sind. Jeder Verschlußplattenstreifen besteht aus federndem Material und ist an dem rechten Ende, siehe die Figur 1, vermittels Einspannbolzen (nicht gezeigt) befestigt.

Die Einlaßschlitze 25 und 26 über dem Fixierbettkörper 18 dienen als Einlaßöffnungen für die Kühl-Luft, die, soweit erforderlich, eingesaugt wird.

Sowohl die Bimetallstreifen 23 als auch die Verschlußplattenstreifen 22 sind wenigstens an ihren oberen Oberflächen geschwärzt unter Absorbieren der von der Lampe 1 kommenden Infrarotstrahlung und strahlen die Wärme zurück auf die Unterseite des durch den Fixierer hindurchgehenden Blattes C.

Wie in der Figur 2 gezeigt, sind die Plenumkammern 19 und der Saugkanal 20 getrennt mit einer äußeren Saugquelle oder gegebenenfalls mit zwei entsprechenden Saugquellen vermittels eines Saugrohrs 19a für die Plenumkammer 19.und einer weiteren, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Saugrohr 20a für' den Saugkanal 20 verbunden. Die Anordnung nach der Figur 2 ist dergestalt getroffen, daß beim Absenken des Fixierbettes A -aus der Lage nach der Figur 1, z.B. um Zugang zu erhalten zwecks Entfernen eines Papierblattes oder aus Gründen der Wartung, die Seitenplatte 31. des Fixierbettes A von der benachbarten Stirnplatte der Saugrohre 19a und 20a zurückgezogen wird (d.h. bei Betrachten der Figur 2 nach unten), und zwar über eine kleine Entfernung, so daß eine freie Schwenkbewegung des Fixierbettes A aus der Richtung mit den Saugrohren 19a und 20a ermöglicht wird, ohne daß eine Beschädigung der Lippen entweder einer Dichtung

709820/0833 - 7 -

an der Stirnplatte 34 um das Saugrohr 20a herum oder eine Dichtung 33 beschädigt wird, die durch die Seitenplatte 31 um das Ende der Plenumkammer 19 herum getragen wird. Die Dichtungen 32 und 33 weisen Quex-schnitte auf, die diejenigen der Saugrohre 20a und 19a entsprechen, so daß bei einem Anheben des Fixierbettes Λ in die Lage nach der Figur 1 und ein seitliches Gleiten in die Lage nach der Figur 2, wo ein Festspannen vermittels hier nicht gezeigter Mittel erfolgen kann, die Dichtungen 32 und 33 automatisch zwischen denselben eine das Ansaugen unterstützende Abdichtung bedingen, und zwar einerseits bezüglich der Plermmkamrner 19 und dem zugeordneten Saugrohr 19a und andererseits bezüglich des Saugkanals 20 und des Saugrohrs 20a *

Die Figuren 3a, 3b, 3c und 3d zeigen das Fixierbett während verschiedener Arbeitsstufen, und diese Darstellungen liegen in Form von .Schnittansichten vor, die derjenigen nach der Figur 1 entsprechen.

Wenn man von dom Zustand des "kalten Fixierers" nach der Figur 3a ausgeht, erwärmt die Strahlungswärme der Lampe 1 jeden Bimetallstreifen 23, und der Bimetallstreifen wird in Richtung auf die Lage nach der Figur 3b gebogen. Hierbei hebt derselbe zunächst den Vorsprung 29 in Berührung mit der Schraube 28, siehe die Figur 3b. Sodann wird das Ende des Streifens 23 in Berührung mit dem Verschlußplattenstreifen 22 angehoben, siehe die Figur 3c. Sodann hebt der Streifen 23 den Verschlußplattenstreifen. 22 aus dem Saugeinlaßschlitz 21 der Plenumkammer 19, wodurch ein ■ . Kühlluftfluß durch den Fixierer inganggesetzt wird, siehe die Figur 3d. Während der Papierblatt-Zuführung neigt das Fixierbett dazu in die Lage nach der Figur 3c zurückzukehren, da die Wärmestrahlung zu den Streifen 22, 23 durch die vorbeitretenden Papierblätter unterbrochen wird.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des in den Zeichnungen wiedergegebenen Fixiersystems erläutert:

— 8 —

709820/0833

Zunächst wird die Fixie.rlampe 1 zu Beginn eines Kopiervorganges des elektrostatischen Kopierers angeschaltet. Die Leistung der Lampe 1 kann dergetalt sein, daß das Fixier-bett innerhalb von 30 Sekunden seine Arbeitstemperatur erreicht hat/ und sodann werden die verschiedenen Bimetallstreifen 23 beginnen sich .zu biegen unter Anheben aller Verschlußplattenstreifen 22 heraus aus dem Schlitz 21, so daß ein Kühlluft-Fluß beginnt sich einheitlich an allen Stellen über dem Fixierbettkörper 18 zu verlaufen. Sobald die Temperatur in dem Fixierbett A einen Wert erreicht, der dem Maximum der vorgesehenen Arbeitstemperatur des Fixierers entspricht, wird die von der Lampe 1 ausgesandte Strahlungswärme alle Bimetallstreifen 23 und Verschlußplattenstreifen 22 in einem derartigen Jmsmaß erhitzt haben, daß jeder Bimetallstreifen 23 sich in die Lage nach der Figur 3d gebogen hat, wodurch eine zugeordnete der Verschlußplatten 22 in die entsprechende Lage angehoben worden ist. Hierdurch wird die Saugeinlaßöffnung 21 einheitlich über das Fixierbett A freigelegt, so daß ein Luftfluß durch die Einlaßschlitze 25 und 26 verlaufen kann, wodurch sich ein Kühlluftfluß durch das Fixierbett A erstreckt. Hierbei wird die Temperatur der massiven Teile dos Fixierbettes bei einer angestrebten Gleichgewichtstemperatur gehalten, die dafür sorgt, daß kurzzeitig bei dem Vorbeitritt eines Kopierblattes C über das Fixierbett die Hintergrundtemperatur des Papiermaterials aufgrund der Strahlung erhöht wird, die Temperaturerhöhung erfolgt jedoch größtenteils durch Leitung und Konvektion der Wärme von den heißen Teilen des Fixierbettes, d.h. von den Bimetallstreifen 23 und den Verschlußplattenstreifen 22.

Sodann wird die Temperatur einen stabilisierten Wert erreichen, bei dem, siehe die Figur 3d, die Krümmung jedes Bimetalistreifens 23 dergestalt ist, daß der Fluß der Kühlluft durch diesen Teil des Saugschlitzes 21 ausgerichtet hierzu zu einem Ausgleich der durch den Streifen 23 und den hierdurch getragenen Verschlußplattenstreifen 22 absorbierten Wärme führt. Wenn auch aus irgendeinem Grund die Temperatur des Bimetallstreifens abfällt,

709820/0833

beginnt sich der Streifen 23 geradezurichten, wodurch ein weiteres Drosseln der angesaugten Kühlluft erfolgt, die durch dieses Teil der öffnung 21 eintritt, woduch ein weiteres schnelles Abkühlen verhindert wird. Somit hat der STreifen 23 und der darauf getragene Verschlußplattenstreifen 22 die Möglichkeit mehr Strahlungswärme von der Lampe 1 zu absorbieren unter der Voraussetzung, daß zu diesem Zeitpunkt kein Blatt C vorbeitritt. Wenn aus irgendeinem Grund die Temperatur über den angestrebten stabilen Wert an irgendeinem Streifen 23 ansteigt, nimmt die Krümmung des Streifens 23 zu, wodurch die Drosselung des Luftflusses durch diesen Teil des Schlitzes 21 verringertwird und sich somit eine Erhöhung der Kühlwirkung ergibt.

Man sieht, daß erfindungsgemäß die örtliche Temperatur über dem Fixierer automatisch gesteuert wird unter Verhindern eines Überhitzens, da eine automatische und auf die Temperatur ansprechende Erhöhung des angesaugten Kühlluftflusses erfolgt.

Wie in der Draufsicht nach der Figur 2 gezeigt, liegen mehrere Bimetallstreifen 23 vor, die unabhängig an einer einzigen Tragwelle 24 getragen werden. Die Drehung der Tragwelle 24 ermöglicht eine Einstellung des Temperaturwertes, bei dem der Streifen 23 beginnt die Verschlußplattenanordnung 22 anzuheben.

Das Vorsehen vrschiedener unabhängiger Bimetallstreifen 23 bedingt zwei Hauptvorteile, und zwar (a) wenn eine kleine Anzahl der Streifen 23 sich von der Welle 24 löst, wird die temperaturkompensierende Wirkung des Fixierers A nicht beeinflußt (b) das Temperaturansprechen jeder der vrschiedenen schmalen Streifen ist einheitlicher aus weiter unten erläuterten Gründen und (c) die Temperatur kann sich örtlich über den Fixierer verändern z.B. wenn ein durch den Fixierer hindurchgehendes Papierblatt schmaler als die Gesamtbreite des Fixierbettes ist und deshalb die die Strahlungswärme aussendende Lampe 1 gegenüber den wärmeabsorbierenden und Strahlungsabsorbierenden Elementen 22 und in der mittleren Zone des Fixierbettes abdeckt, wobei die Elemente 22 und 23 benachbart zu den Kanten des Fixierbettes A weiterhin der Strahlung ausgesetzt bleiben - jedoch ermöglicht

709820/0833

es das Anwenden der verschiedenen unabhängigen Streifen 23, daß wieder eine einheitliche Temperaturverteilung aufgebaut wird, wie weiter unten im Einzelnen erläutert.

Unter (b) wurde weiter oben angegeben, daß das Temperaturansprechen einheitlicher dann ist, wenn als das Bimetallelement ein schmaler länglicher Streifen 23 angewandt wird. Der Grund hierfür besteht darin, daß dann, wenn das Bimetallelement praktisch eine quadratische Form aufweist, die differentielle Ausdehnung gleichzeitig in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen in der Ebene der Bimetallplatte erfolgt, und somit würde jede der zwei senkrechten Achsen dazu neigen, sich zu kräuseln, wodurch die Bimetallplatte eine "kugelförmige" und nicht so sehr eine "zylinderförmige" Konfiguration annimmt. Wenn auch zugestandenermaßen in dem Fall, wo ein Streifen 23 längs einer Kante an der Stange 24 mit quadratischem Querschnitt verankert ist, eine derartige Neigung zu einer "kugelförmigen" Deformation verringert ist, muß doch berücksichtigt werden, daß eine "kugelförmige" Deformation sowohl dazu führt, daß eine mechanische Belastung an der Verbindungsstelle zwischen der Bimetallplatte 23 und der Stange 24 auftritt unter Schwächen der Verbindungsstelle,-als auch eine Diskontinuität in dem Temperaturansprechen resultiert.

Dort wo eine längs einer Kante befestigte Bimetallplatte sich "kugelförmig" deformiert, wird dieser Deformation durch die Befestigung ein Widerstand entgegengesetzt bis plötzlich das Bimetall in eine erhöhte Konfiguration springt, wodurch sich ein nicht einheitliches Temperaturansprechen ergibt. Gemäß der Darstellung nach der Figur 2 weist jeder Streifen ein Längen- zu Breitenverhältnis von etwa 2:1 auf und ist mit einer der kürzeren Seiten an der Stange 24 befestigt, so daß hier eine "zylinderförmige" und nicht eine "kugelförmige" Deformation erfolgt. Hierdurch ergibt sich ein einheitlicheres Temperaturansprechen dahingehend, daß, siehe die Figur 1, die rechte Kante sich anhebt, wobei nur ein geringfügiges oder kein Kräuseln der kleinen Achse jedes Streifens 23 eintritt und ein plötzliches "nach oben Schnellen" nicht eintritt.

- 11 -

. 709820/0833

Bezüglich der Unterteilung des Verschlußplattenteils 22 unter Ausbilden getrennter Streifen zeigt die Figur 2 einen von zwei Schlitzen 22a in einer speziellen Unterteilungsform dieser Art. Die Schlitze 22a in dem Verschlußplattenteil unterteilen dasselbe in drei einzelne Verschlußplattenstreifen 22, und ist es somit möglich einen Abschnitt der Verschlußplatte 22 unabhängig von der Lageanordnung des benachbarten Streifens oder Teils der Platte 22 anzuheben.

Ohne derartige Schlitze 22a würde ein differentielles Anheben der verschiedenen Bimetallstreifen 23 über die Breite des Fixierbettes A - z.B. bei dem Durchtritt eines schmalen Papierblattes durch den Fixierer - dazu führen, daß die Platte 22 durchgebogen wird. Ein ähnlicher "Durchbiegeeffekt" würde dann eintreten, wenn aus irgendeinem Grund über die Länge der Lampe nicht eine einheitliche Verteilung der Strahlungswärme vorliegt.

An den Enden der Lampe 1, d.h. benachbart zu den seitlichen äußeren Enden des Fixierbettes A neigt die Intensität der Wärmestrahlung abzufallen, und somit neigt die Temperatur der Wärmaabsorbierenden Elemente 22 und 23 an den Kanten des Fixierer daztji niedriger als bei den Elementen 22, 23 enger benachbart üu der Mitte des Fixierers zu sein. In einem gewissen Ausmaß kann dies dadurch kompensiert werden, daß eine geeignet modifzierte Wärmeverteilungs-Charakteristik der Lampe 1 ausgewählt wird - die Charakteristik wird aufgezeichnet ausgedrückt als Wärmeintensität über die Länge der Lampe - aber auch unter diesen Umständen ist es vorteilhaft, die Teile der Verschlußplatte 22 benachbart zu den Enden der Lampe von den Teilen benachbart zu der Mitte des Fixierbettes A zu trennen. Dies wird dadurch erreicht, daß die zwei getrennten Schlitze 22a, siehe die Figur 2, vorgesehen werden.

Es können auch andere Schlitzkonfigurationen vorgesehen werden, und es ist nicht einmal bezüglich aller Schlitze erforderlich, daß dieselben die gleihe Länge aufweisen. Es können z.B. zwei Schlitze vorhanden sein, die eine Länge ähnlich des Schlitzes 22a nach der Figur 2 auf v/eisen, und zwischen denselben können ge-

- 12 -

. 709820/0833

trennte Schlitze vorliegen, deren jeder eine kürzere Länge als der Schlitz 22a nach der Figur 2 aufweist.

Unter dem Schlitz 22a, siehe die Figur 2, liegt eine lokale Abdeckung der Kühlluft-Öffnung 21 vor, so daß bei Vorliegen einer Temperatur der verschiedenen Wärme absorbierenden und wärmestrahlungabsorbierenden Elemente 22 und 23 unter der Schweilentemperatur für das Einsetzen, des Kühlluftflusses keinerlei Neigung besteht, daß die Luft durch den Schlitz 22a hindurch und in die Öffnung 21 eintritt.

Die Temperatursteuerung über das Fixierbett A wird nun unter Bezugnahme auf die Figur 2 erläutert. Wenn es sich bei dem Kopierblatt C um ein solches handelt, das sich über die gesamte Breite des Fixierbettes erstreckt, wie gezeigt, wird die Temperatur an allen Stationen über das Fixierbett A beginnen gleichzeitig abzufallen _f sobald die vordere Kante des Blattes C erstens über die Teile oder Streifen 22 der Verschlußplatte und zweitens die Bimetallstreifen 23 bei dem Weg längs des Fixierbettes A tritt, wodurch alle die verschiedenen Streifen 22 und 23 gegenüber der Strahlungsquelle, d.h. der Lampe 1 abgedeckt werden. Dort, v/o die Bimetallstreifen 23 so angeordnet sind, daß während normaler Arbeitsbedingungen dieselben ausreichend nach oben gebogen sind unter Aufrechterhalten eines beständigen Kühlluftstroms -und nicht so angeordnet sind, daß die Verschlußplattenstreifen 22 lediglich dann angehoben werden, wenn ein örtliches überhitzen in dem Fixierbett eintritt - wird der Kühlluftstrom nach Verdecken der Verschlußplattenstreifen 22 gegenüber der Lampe 1 dazu führen, daß sich unter dem Blatt C eine Temperaturverringerung ergibt« Sobald dieser Trend bezüglich einer Temperaturverringerung des Fixierbettes die Bimetallstreifen 23 erreicht, soweit dieselben durch die vordere Kante des Blattes verdeckt werden, werden die Streifen 23 dazu neigen sich gerade zu richten, wodurch der Kühlluftfluß gedrosselt und somit ein weiterer Temperaturabfall verhindert wird.

- 13 -

709820/0833

Für das richtige Fixieren der Abbildung auf dem Papierblatt muß die auf die Hinterseite des Papiers beaufschlagte Wärme bezüglich der Papierblatt-Temperatur eng vorgeschriebenen Toleranzen entsprechen. Es ist somit wichtig, daß sobald das Kopierblatt C die geschwärzten Wärme und Strahlung absorbierenden Elemente 22, 23 des Fixierbettes gegenüber der.Lampe 1 verdeckt, das Steuersystem in dem Fixierbett A sicherstellt, daß über dem Fixierer die Temperatur praktisch konstant ist, so daß bei Abfallen der Wärmeübertragungsrate von der Lampe 1 zu den Verschlußplattenstreifen 22 und den Bimetallstreifen 23 bedingt durch ein Verdecken der Streifen 23 und 22 gegenüber der Lampe 1 die Abkühlgeschwindigkeit ebenfalls abfällt, so daß sichergestellt wird, daß die Temperatur der Streifen 22 und 23 immer noch innerhalb der Toleranzen liegt, nachdem das gesamte Papierblatt über diesen speziellen Teil des Fixierbettes A hinweggetreten ist.

Während des Einführens eines Plattes C, das schmaler als die Breite des Bettes A ist, wird die richtige Temperaturder Fixierereiemeiite 22 und 23 selbst an denjenigen Teilen des Fixierbettes A aufrechterhalten, die jenseits der Randgebiete des Blattes C liegen, wo die Wärmeübertragungsrate von der Lampe aus auf die Streifen 22 und 23 hoch bleibt, bedingt durch die fortgesetzte Belichtung durch die Lampe, wodurch sich eine Sicherheit gegen jedwede örtliche überhitzung längs der Kante desPapierblattes ergibt. An all denjenigen Stellen über dem Fixierbett A, die durch das Papierblatt abgedeckt sind, wird somit die Abdeckung gegenüber der Lampe 1 schließlich zu einer Drosselung oder vollständigen Unterbrechung des Kühlluftflusses führen. Andererseits wird an allen Stellen jenseits der seitlichen Kanten des Blattes C die' Wärmeübertragungsrate und die Kühlluft-Fließgeschwindigkeit unverändert bleiben und somit wird eine Gleichgewichtstemperatur aufrechterhalten.

709820/0833

Da der SaugfTuß in den Schlitz 21 direkt unter den Versclußplattenstreifen 22 verläuft, ergibt sich an der Unterseite der Stirnplatte 22 ein verringerter statischer Luftdruck im Vergleich zu dem statischen Luftdruck, der über der Platte 22 herrscht und der sich ergebende Druckunterschied neigt dazu, die federnde Eigenschaft des aus Federstahl bestehenden Verschlußplattenstreifens 22 dahingehend zu unterstützen, daß sich ein nach unten gerichteter Druck auf das freie Ende des Verschlußplattenstreifens 22 ergibt. Hierdurch wird der zugeordnete kreisbogenförmige Bimetallstreifen 23 unter Biegebelastung dergestalt gehalten, daß sich eine Neigung ergibt den Streifen 23 geradezurichten. Somit wird der Streifen 23 stets unter der Einwirkung einer Kraft stehen, die denselben geradezurichten versucht, und diese Kraft verändert sich in Übereinstimmung mit der Saugkraft und der Belastung bedingt durch die unterschiedliche Ausdehnung der Schichten,aus denen der Birnetalistreifen besteht. Hierdurch wird eine thermische Verzögerung bei jedem Temperatursteuersystem vermieden, das einen STreifen 22 und zugeordnete Streifen 23 aufweist, und das Ansprechen des Streifens 23 auf die Temperaturveränderungen erfolgt praktisch sofort.

Bei dem Gleichgewichtszustand kann es sich um einen solchen handeln, bei dem ein kontinuierlicher Luftfluß in Übereinstimmung mit der festgestellten Temperatur verändert wird, oder die Luft kann normalerweise abgeschaltet sein, wobei jedoch ein Luftfluß dann inganggesetzt wird, wenn sich ein Überhitzen ergibt.

Das in den Figuren 1 und 2 wiedergegebene System ist rein mechanisch, so daß kein Erfordernis für eine verwickelte elektronische Steueranordnung vorliegt. Dieses System besitzt weiterhin den Vorteil, daß eine preiswerte und verläßliche Anordnung für die örtliche Temperatursteuerung an allen Stationen über das Fixierbett A gegebnn ist. Somit ergibt sich für den Betrieb eine-sehr gute Verläßlichkeit, und dort wo die Temperatursteuerung von der gesteuerten Drosselung eines kontinuierlich arbeitenden angesaugten Kühlluftflusses abhängt, kann eine Lampe 1 mit relativ hoher Leistung angewndt werden, wodurch ein schnelles Aufwärmen sichergestellt wird.

— 15 —

709820/0833

2 6 5 2 7 b J

Um die Fixierung einer Tonerabbildung auf einem Blatt zu erreichen, wird das Blatt C zunächst durch die primären Vorschubrollen 9 und 10 nach vorne in den Fixierspalt geführt, wobei die Fixierlampe 1 bereits brennt, so daß die Intensität der auf die Streifen 22 und 23 des Fixierbettes A auftfeffenden Strahlungswärme das Fixierbett bereits auf die entsprechende Temperatur gebracht hat.

Während des Hindurchtritts durch den Fixierer wird die obere Oberfläche des Blattes C der Strahlung der Lampe 1 ausgesetzt, wodurch die Abbildung auf dem Papier fixiert wirdl Der auf dem Papier C vorliegende schv;arze Toner absorbiert die Strahlungswärme leichter als das Papier, so daß die obere Oberfläche des Toners fixiert wird, bevor die dem Papier von oben vermittelte Wärme ausreichend ist, um eine Verbindung des fixierten Bildes mit dem Papier zu bewirken. Aus diesem Grund wird eine zusätzliche Wärmequelle ixnter dem Papier für ein schnelles Erhitzen desselben durch Wärmeleitung und Konvektion erforderlich.

Sobald die vordere Kante des Blattes, das das fixierte Bild trägt, ausgerichtet zu dem oberen und unteren sekundären Vorschubrollen ü und 14 vorliegt, erfolgt die v/eitere Vorwärtsbewegung des Papiers durch die sekundären Rollen 8 und 14, die das Papierblatt weiter in die Aufnalimeschale an dem /ibgabeende der Kopiervorrichtung bewegen,"

Die Fixierlampe 1 wird nach Abschluß des Kopiervorganges oder im Falle von Hehrfachkopien nach Durchführen derselben abgeschaltet.

Das Einstellen der Teraperaturbereiche innerhalb derer der Bimetallthermostat wirksam ist, kann vermittels einer Einstellschraube 28 bewerkstelligt werden, die in einem Gewindeeingriff mit dem Fixiergehäuse steht und so angeordnet ist, daß dieselbe an einen starren Vorsprung 29 anliegt, der sich nach unten hin erstreckt und an der drehbaren Stange 24 mit quadratischem Querschnitt befestigt ist, die ja alle Bimetallstreifen 23 trägt.

- 16 -

. 709820/0833

43 2652763

Bei Drehen der Schraube 28 unter Drücken des Bodens des Vorsprungs 29 nach rechts, siehe die Figur 1, wird die Stange 24 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht unter Anheben des rechten Endes jedes Bimetallstreifens 23 und hierdurch wird das freie Ende des Verschlußplattenstreifens 22nach oben gedrückt, d.h. in einer Richtung, die den Kühlluftschlitz 21 öffnet. Somit führt das Drehen der Schraube 21 indieser Richtung zu einer Verringerung des oberen Grenzwertes des Temperaturbereiches innerhalb dessen der Kühllxiftfluß arbeitet.

Wenn die Schraube in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wirkt die federnde Eigenschaft der Verschlußjblattenstreifen 22 und der an don Streifen 22 und 23 vorliegenden Druckunterschiede dergestalt, daß die Stange 24 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, so daß der Vorsprung 29 der zurückgedrehten Schraube 28 folgt und somit der Temperaturbereich erhöht wird.

Herkömmliche Fixiereinheiten für elektrostatische Kopiervorrichtungen weisen bereits einen zusätzlichen Erhitzer hinter dem Papier auf, um so sicherzustellen, daß auf das Papier Wärme getrennt von der auf die die Abbildung ergebenden Tonerteilchen beaufschlagte Infrarotstrahlung beaufschlagt wird, jedoch besteht der erfindungsgemäß erzielte Vorteil darin, daß der in herkömmlicher Weise getrennt in Funktion gesetzte zusätzliche elektrische Erhitzer durch eine Anordnung aus Bimetallstreifen und Verschlußplattenstreifen aus Federstahl ersetzt werden kann, die gemeinsam dergestalt wirken, daß sie eine zusätzliche Erhitzungsquelle und thermostatische STeueranordnung für dieselbe darstellen. Weiterhin ist diese Steueranordnung wirksam dergestalt, daß über das gesamte Fixierbett A eine konstante Temperatur aufrechterhalten und die Möglichkeit irgendeiner örtlichen überhitzung vermieden wird.

Eine wahlweise Ausführungsform des Fixierers ist in der Figur 4 wiedergegeben, die einen Schnitt in Seitenansicht entsprechend der Figur 1 darstellt.

- 17 -

709820/0833

3ο

In diesem Fall weisen alle diejenigen Bauelemente des Fixierers/ der analog den Bauelementen nach den Figuren 1 und 2 sind, die gleichen Bezugszeichen auf.

Die Unterschiedlichkeiten zwischen der Ausführungsform nach der Figur 1 und derjenigen nach der Figur 4 sind folgende. Nach der Figur 4 soll der Fixierer weg von der Photoleitertrommel angeordnet werden, und somit erfolgt ein öffnen des Fixierers für Wartungsarbeiten oder für das Entfernen eines Papierblattes vermittels eines Scharniers (nicht gezeigt), längs der rechten Kante der Abdeckung B des Fixierers, siehe die Figur 4, um so Zugang zu dem Fixierbett A zu erhalten. Sodann kann die Abdeckung B wieder in die Lage nach der Figur 4 gebracht werden, wo Verlängerungen an dem linken Ende des Gitters 6 der Abdeckung B des Fixierers auf der Antriebswelle der oberen sekundären Vorschubrolle 8 ruhen.

Die Saugöffnung für den Kühlluftfluß durch die Abdeckung B, d.h. zwischen dem Abdeckkörpers 4 des Fixierers und dem Reflektor 2 ist in der Figur 4 durch das Bezugszeichen 5 wiedergegeben.

Weiterhin besteht nach der Figur 4 die primäre Vorschubeinheit aus zwei im Abstandsverhältnis vorliegenden Vorschubrollen 9 und 10, die nicht mit einem durchlässigen Transportband 30 nach der Figur 1 versehen sind.

Nach der Figur 4 ist die Plenumkammer 19 mit dem Saugkanal 20 verbunden, so daß eine gemeinsame Saugquelle sowohl für das Kühlen der Streifen 22 und 23 als auch für die Unterstützung der primären Vorschubrollen 9 und 10 ausreichend ist.

Damit die Abdeckung B des Fixierers nach der Figur 4 auch für ein Arbeiten bei hoher Temperatur geeignet ist, wird der Reflektor 2 einfach gegen die Rippe 3 des Abdeckkörpers 4 des Fixierers zum Einrasten gebracht und hierdurch kann das Ende des Reflektors 2 an der hinteren Kante, d.h. das rechte Ende bei Betrachten der Zeichnung bei einem Ausdehnen eine Ablenkung erfahren, ohne daß

- 18 -

709820/0833

- tfr -

es zu einer enrsthaften Verzerrung der parabolischen Umrißform des Reflcktorteils unmittelbar über der Lampe 1 kommt. Es ist ebenfalls ein Saugauslaß (nicht gezeigt) in dem Abdeckkörper 4 angeordnet, durch den Kühlluft über den Abdeckkörper 4 zwischen der oberen Wand des Abdeckkörpers 4 und dem Reflektor 2 gesogen wird.

Bezüglich der Figuren 1 und 2, die eine spätere Entwicklung des Fixierers zeigen, sind die Querschnittsformen des Fixierbettkörpers 18 und der Plenurakammer 19 so gewählt worden, daß sich für die eintretende Kühlluft ausgehend von dem öffnungen 25 und 26 ein glatterer Weg ergibt. Um weiterhin die Kühlwirkung zu erhöhen ohne eine Erhöhung des Saugunterdrucks in der Kopiervorrichtung durchführen zu müssen, erfolgt nach den Figuren. 1 und 2 eine Evakuierung der Plenumkammer 19 durch ein Saugrohr 19a mit großem Querschnitt und nicht vermittels eines kleineren Saugkanals 20 und des Verbindungsröhrs 27 nach der Figur 4.

709820/0833

Claims

Patentansprüche

1.' Mittels angesaugter Kühlluft gekühlter Fixierer für eine elektrostatische Kopiervorrichtung, die ein Fixierbett aufweist, über das ein eine nicht fixierte Abbildung tragendes Blatt geführt wird, sowie eine Wärmestrahlungsquelle und ein Reflektor über dem Fixierbett vorliegt und so angeordnet ist, daß die Strahlung von der wärmequelle aus in Richtung auf das Fixierbett gerichtet wird zwecks Fixieren einer empfindlichen Tonerabbildung auf einem B latt Kopierpapier, das über das Fixierbett de'S "-Fixier er s geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß v?ärmeabsorbierende und wärmestrahlende Elemente (22,23) in dem. Fixierbett (A) unter dem Laufweg eines Kopierblattes (C) durch den Fixicrer angeordnet, eine Anordnung (25, 26) für das Zuführen von Luft zu dem Fixierbett (A) unter den wärmestrahlenden und wärmeabsorbierenden Elementen (22,23) vorliegt, ein Auslaßkanal (19,19a) aus dem Fixierbett eine Kühlluftöffnung (21) unmittelbar unter den wärmeabsorbierenden und wärmestrahlenden Elementen (22,23) mit einem Auslaß aus dem Fixierbett verbindet, eine Anordnung für dar» Verbinden einer Saugquclle mit dem Auslaß axis dem Fixierbett vorliegt zwecks Ausbilden eines Luftflusses durch das Fixierbett direktunter und in Berührung mit den wärmeabsorbierenden und wärmestrahlenden Elementen (22,23) und eine thermostatische Steueranordnung (22) für das Drosseln des Kühlluftflusses durch die öffnung (21) aufgrund der Temperatur der wärmeabsoxbierenden und wärmestrahlenden Elemente (22,23) vorliegt.

2. Fixierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärme- und strahlungabsorbierenden Elemente ein erstes Streif cnelement (23) aus Bimetall auf v/eisen, das; längs einer Kante gehalten wird und aufgrund der Temperatur des ersten Streifonelernontes (23) bedingt durch die differentielle Ausdehnung gebogen wird und ein zweites Streifenelement (22) mit einer Kante vorliegt, die über einer Kante des ersten Streifeneleiiientes (23) liegt und darauf ruht zwecks Anheben

~ 20 -

709820/0833

ORIGINAL INSPECTED

und Absenken aufgrund der Deformation des aus Bimetall bestehenden ersten Streifenelerasntes (23), wobei das zweite Streifenelement (22) so angeordnet ist, daß dasselbe über der Kühlluftöffnung (21) liegt unter Öffnen und Schließen dieser öffnung für eine veränderliche Drosselung des Kühlluftflusses aufgrund der auf die Wärmeseinwirkung ansprechenden Deformation des ersten Streifenelementes (23).

3. Fixierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,daß eine Anordnung aus den ersten Streifenelementen (23) sich über das Fixierbett (A) in einer Richtung querseitig zu dem Laufweg des Papierblattes durch den Fixierer erstreckt, wobei sich jedes erste Streifenelentent (23) der Anordnung längs der Bewegungsrichtuncj des Papierblattes erstreckt? und eine Anordnung der zweiten Streifenelemente (22) dergestalt angeordnet ist, daß jedes zweite Streifenelemsnt (22) mit seiner Endkante über der freien Endkante eines entsprechenden der ersten Streifenelemente (23) überliegt_r wobei die durch Wärmeeinwirkung bedingte Durchbiegung jedes ersten S treif enelaiaentes (23) und das Anheben und Absenken jedes der zweiten Streifenelemente (22) unabhängig erfolgt von deiu nächstbenachbarten ersten oder zweiten Streifeneler.ient (22 oder 23) .

4. Fixierer nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß C-.ine Anordnung (20,29) für das Verändern der Lage das oder jedes ersten Streifenelomentes (23) für das Einstellen des Temperaturbereiches der ersten und zweiten Streifeneleiaente (23) vorliegt, über denen sich die Kühlluft-Öffnung (21) öffnet.

5. Fixierer nach den vorangehenden Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärme-absorbierenden und wärmestrc>hlf-nc!en StreifGnelcir.ente (22,23) geschwärzte obere überfläche besitzen, um so deren Fähigkeit zur Wärinaabsorption und zur Strahlungsabsorption zu erhöhen.

- 21 -

703826/0833

6. Fixierer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn, ze.ichnet , daß ein das Papierblatt vorwärts bewegendes Transportband (30) an dem Einlaßende des Fixierbettes (A) angeordnet ist und sich über einer Saugöffnung (11) befindet, die mit einem Luftauslaßkanal (20) für das Beaufschlagen einer Saugkraft von einer Saugquelle (20a) auf ein Kopierblatt (C) auf dem Band (30) verbunden ist, um so das Kopierblatt nach unten in Berührung mit dem Band zu halten,

7. Fixierer nach einem der vorangehenden Ansprüche _f dadurch gekennzeichnet , daß der Reflektor und die Lampe durch eine Abdeckung (B) für den Fixierer getragen werden, die die folgenden Bauelemente aufvzeisen: einen Abdeckkörper (4) , der über und im Abstandsverhältnis zu dem Reflektor (2) angeordnet ist, sowie eine Anordnung (5) für das Führen eines durch Saugkraft induzierten Kühlluftflusses durch den Spalt, zwischen dem Körper (18) und dem Reflektor (2) zwecks Kühlen des Abdeckkörpers (4) und des Reflektors (2).

8« Fixierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (2) parabolförmig ist und in den Abdeckkörper (18) des Fixierers eingerastet ist, so daß derselbe in der Lage ist ohne Verzerrung des Teils des Reflektors unmittelbar über der Lampe (1) eine Aiisdehnung zu erfahren.

9. Fixierer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Abdeckkörper (18) des Fixierers nach unten Rippen (3) geführt sind, die die angestrebte Krümmung des Teils des Reflektors (2) unmittelbar über der Lampe (1) begrenzen.