DE3929101A1 - Laserdrucker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Laserdrucker mit einer Vorrichtung zum thermischen Fixieren, die aus einer Heizwalze, einem Ölbeschichter, und dergleichen besteht.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 soll im folgenden ein konventioneller Laserdrucker beschrieben werden.

Beim konventionellen Drucker mit einer thermischen Fixiervorrichtung wird auf einer Trommel 1 ein elektrostatisches Latenzbild erzeugt. Das elektrostatische Latenzbild wird von einem Entwickler 2 entwickelt, so daß ein Tonerbild entsteht, und das Tonerbild wird durch eine Transfervorrichtung 3 auf das Papier 4 übertragen. Dann wird das übertragene Tonerbild zusammen mit dem Papier 4 durch eine Vorwärmer 5 vorgewärmt und mit Hilfe einer Heizwalze 6 und einer Druckwalze 7 angepreßt und thermisch fixiert.

Der aus einem thermoplastischen Harz bestehende Toner wird zur Fixierung durch die auf etwa 250°C erhitzte Heizwalze 6 geschmolzen. Um dabei das Auftreten einer sogenannten Versetzung zu vermeiden, bei der der Toner teilweise an der Heizwalze 6 anhaftet, wird die Oberfläche der Heizwalze 6 am Punkt A mit Fixieröl beschichtet, wie in der US-Patentschrift 41 82 263 offenbart ist. Das Öl wird in einem Tank gespeichert (nicht dargestellt), und mit einer Pumpe in eine Düse 9 eines Ölbeschichters 8 gefördert. Eine Gewebebahn 10 aus Filz mit einer Dicke von etwa 1 mm kann mit dem Öl getränkt werden. Der Ölbeschichter 8 wird durch Federn 11 angedrückt und preßt die Gewebebahn 10 im Punkt A an die Heizwalze 6, so daß das Öl von der Oberfläche B des Ölbeschichters 8 durch die Gewebebahn 10 auf die Heizwalze 6 aufgebracht wird. Die Heizwalze 6 dreht sich mit einer festgesetzten Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles C in Fig. 2, so daß die gesamte Oberfläche der Heizwalze 6 mit Öl beschichtet wird. Die Gewebebahn 10 wird in Punkt E des Ölbeschichters 8 gegen die Heizwalze 6 gedrückt, so daß beim Auftreten einer Tonerversetzung etwas Offsettoner von der Oberfläche der Heizwalze entfernt wird. Infolge seiner kanalartigen Ausbildung steht der Beschichter 8 mit der Gewebebahn 10 auch im Punkt F in Kontakt. Die Gewebebahn bewegt sich relativ langsam von der Speiserolle 12 zur Aufnehmerrolle 13, wobei wegen der zwischen der Heizwalze 6 und der Gewebebahn 10 bestehenden Reibungskraft stets eine Spannung T auf die Gewebebahn 10 einwirkt. An Punkt E wird eine relativ starke Kraft benötigt, um den Offsettoner zu entfernen, während in Punkt A nur eine schwache Kraft ausreicht, die lediglich das Auftreten eines Spaltes zwischen dem Ölbeschichter 8, der Gewebebahn 10 und der Heizwalze 6 vermeiden kann.

Bei der vorliegenden Konfiguration können die beiden Kräfte jedoch nicht gesteuert und die angestrebten Funktionen nicht erreicht werden, und zwar aus den folgenden beiden Gründen.

Der erste Grund besteht darin, daß es sehr schwierig ist, den Ölbeschichter 8 an den genannten drei Punkten durch die Gewebebahn 10 mit der zylindrischen Heizwalze 6 in Berührung zu bringen. An den drei Berührungspunkten variieren nämlich die Anpreßkräfte in Abhängigkeit von verschiedenen Maßgrößen, wie beispielsweise den Maßen 1₁ und 1₂ des Ölbeschichters 8, das stellungsmäßige Verhältnismaß zwischen der Heizwalze 6 und dem Ölbeschichter 8 in der Senkrechten, und dergleichen.

Der zweite Grund besteht darin, daß die Spannung T wie oben beschrieben, auf die Gewebebahn 10 einwirkt, während die horizontale Komponente der Spannung 10 an den Punkten E und F auf den Ölbeschichter 8 einwirkt, so daß der Ölbeschichter 8 nach links unten gedrückt wird. Bewegt sich der Ölbeschichter 8 nach links unten, wird der Punkt A von der Gewebebahn abgelöst, so daß in Punkt A das Öl nicht ordnungsgemäß auf die Heizwalze 6 aufgebracht wird, was ein Problem verursacht. Die Spannung T wird durch die Reibungskraft verursacht, die zwischen der Heizwalze 6, welche sich in Richtung des Pfeiles C dreht und der Gewebebahn 10, welche sich langsam in Richtung des Pfeiles D in Fig. 2 bewegt, erzeugt wird. Die Spannung T fluktuiert entsprechend den Oberflächenbedingungen der Gewebebahn 10 und der Heizwalze 6, der Ölhaftungskondition auf der Heizwalze 6 und dergleichen, und es ist schwierig, die Anpreßkraft des Beschichters 8 im voraus mit Hilfe der Federn 11 entsprechend der Spannung T zu korrigieren. Werden die Kräfte der Federn 11 zu stark eingestellt, wird die Belastung des Motors (nicht dargestellt) zum Antreiben der Heizwalze 6 zu groß und verursacht ein neues Problem.

Weiter gibt es im Falle, daß zwischen dem Ölbeschichter 8 und der Gewebebahn 10 ein Spalt erzeugt wird, so daß das Öl heruntertropft, ohne im Punkt A auf die Heizwalze 6 gelangt zu sein, kaum eine Möglichkeit, daß das Öl in Punkt E von der Oberfläche der Gewebebahn 10 auf die Oberfläche der Heizwalze 6 ausreichend und gleichförmig aufgebracht wird, weil die Gewebebahn 10 in Punkt E Offsettoner auf die Oberfläche der Walze aufbringt.

Es gibt ein weiteres konventionelles Beispiel, bei welchem zur Lösung des genannten problems der nicht ausreichenden Beschichtung der Heizwalze mit Öl infolge der genannten Störungen die Ölversorgungsmenge übermäßig erhöht und das überflüssige Öl dann wieder rückgewonnen wird. Bei diesem konventionellen Drucker hat sich jedoch als Nachteil herausgestellt, daß das System zur Rückgewinnung des überschüssigen Öls kompliziert ist.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Laserdrucker zu schaffen, dessen Zuverlässigkeit verbessert ist.

Die vorliegende Erfindung ist durch Verbesserung der Anordnungsweise, Struktur, und dergleichen, des Ölbeschichters, der Gewebebahn, der Heizwalze, der Anpreßglieder, und dergleichen aufgrund der Tatsache zu Stande gekommen, daß sich die für die Beschichtung mit Öl erforderliche Druckbelastung dem Grad nach wesentlich von der Belastung unterscheidet, die notwendig ist, um die Übertragung des Toners zu verhindern; und um die Druckbelastungen jeweils auf die vorherbestimmten Werte einzuregeln ist es erforderlich, die Struktur so zu gestalten, daß der Ölbeschichter und die Anpreßorgane getrennt voneinander gegen die Gewebebahn angedrückt werden, so daß die Kraft zum Anpressen des Ölbeschichters gegen die Gewebebahn nicht durch deren Spannung beeinflußt wird, weil die Spannung der Gewebebahn durch ein ein anderes Glied als den Ölbeschichter aufgenommen wird; und daß die Druckbelastung an jedem Berührungspunkt leicht eingeregelt werden kann, wenn der Ölbeschichter so ausgebildet ist, daß er die Heizwalze nur an einem Punkt oder an zwei Punkten berührt, weil die Heizwalze zylindrisch ist und es daher schwierig ist, einen Dreipunktkontakt zwischen dem Ölbeschichter und der Heizwalze herzustellen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 stellt schematisch einen konventionellen Laserdrucker dar;

Fig. 2 stellt eine schematische Ansicht des thermischen Fixierungsabschnittes des konventionellen Laserdruckers dar;

Fig. 3 stellt den Ölbeschichter nach Fig. 2 schaubildlich vergrößert dar;

Fig. 4 stellt eine schematische Ansicht des thermischen Fixierungsabschnittes des Laserdruckers gemäß der vorliegenden Erfindung dar; und

Fig. 5 stellt den Ölbeschichter der Fig. 4 schaubildlich vergrößert dar.

Im folgenden wird eine spezifische Ausführungsform des Laserdruckers gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Paar von Anpreßorganen 15 zum Entfernen des Offsettoners getrennt vom Ölbeschichter 8 zur Beschichtung der Heizwalze 6 mit Fixieröl durch die Gewebebahn 10 angebracht. Das von einer Speiserolle 12 zugeführte Gewebeband wird von einer Aufnehmerrolle 13 aufgewickelt und von den Anpreßorganen 15 derart geführt, daß es um die Heizwalze 6 herumläuft. Die beiden Anpreßorgane 15 sind oberhalb und unterhalb des Ölbeschichters 8 angeordnet und drücken die Gewebebahn 10 in den Punkten J und H an die Heizwalze 6 an. Andererseits drückt der Ölbeschichter 8 in Punkt A die Gewebebahn 10 gegen die Heizwalze 6. Wegen seiner L-förmigen Gestalt berührt der Ölbeschichter 8 die Gewebebahn 10 an zwei Punkten A und E.

Es ist dafür gesorgt, daß der Ölbeschichter 8 durch die Federn 11 im wesentlichen genau von hinten gegen die Heizwalze und auf die Punkte A und E gedrückt wird, so daß der Ölbeschichter 8 die Gewebebahn 10 mit Sicherheit in den Punkten A und E berührt, selbst wenn das L-Maß des Ölbeschichters 8 in der Herstellung um 1 bis 2 mm streut. Die Anpreßkraft jeder der Federn 11 ist relativ schwach auf 100 g bis 200 g eingestellt, so daß die Ölspritzdüse 9 des Ölbeschichters 8 sanft an die Gewebebahn 10 angedrückt wird. Es ist weiter dafür gesorgt, daß die Federkonstante jeder der Federn 11 auf einen genügend kleinen Wert von etwa 10 g/mm eingestellt ist, so daß sich die Anpreßkraft des Ölbeschichters 8 nicht spürbar als Reaktion auf die Streuung des L-Maßes oder dergleichen verändert. Die Anpreßorgane 15 haben die Aufgabe, die Gewebebahn 10 relativ stark gegen die Heizwalze 6 anzudrücken, um Offsettoner von der Heizwalze 6 zu entfernen, und sie haben die weitere Aufgabe, als Führung bei der Übernahme der Gewebebahn von der Speiserolle 12 und der Übernahme durch die Aufnehmerrolle 13 zu dienen. Diese beiden Funktionen werden nachfolgend beschrieben.

Offsettoner wird hauptsächlich mit Hilfe des Anpreßorgans 15 am Punkt H entfernt. Falls Offsettoner auf der Bahn verbleibt, ohne an Punkt H entfernt zu werden, wird der verbleibende Offsettoner mit Hilfe des anderen Anpreßorgans 15 in Punkt J entfernt. Jedes der Anpreßorgane 15 besteht aus einer Eisenwelle 16 und Walzschaumgummi, das am Umfang der Eisenwelle 16 befestigt ist, wobei die Anpreßorgane drehbar von einem Gehäuse 17 gehaltert werden. Im Betrieb dreht sich die Heizwalze 6 mit etwa 60 Umdrehungen/Minute in Richtung des Pfeiles C in Fig. 4, während sich die Gewebebahn 10 leicht in Richtung des Pfeiles D in der Zeichnung bewegt. Die Anpreßorgane 15 werden entsprechend der Bewegung der Gewebebahn 10 in Drehung versetzt und drücken die Gewebebahn 10 in Punkt H mit einer Kraft von ungefähr 500 g gegen die Heizwalze 6. Der an diesem Punkt entfernte Offsettoner wird von der Aufnehmerrolle 13 an der Stelle übernommen, an der sich der Toner auf der Gewebebahn angeheftet hat. Auch wenn die relative Stellung zwischen der Heizwalze 6 und den Anpreßorganen leicht verändert wird, wird der Druck zum Anpressen der Gewebebahn 10 an die Heizwalze 6 in Punkt H nicht spürbar verändert, weil jedes der Anpreßorgane 15 aus einer Schaumgummiwalze besteht. Die Belastung der Heizwalze wird natürlich überhaupt nicht von den Anpreßkräften der Federn 11 auf den Ölbeschichter 8 beeinflußt. Da die Anpreßorgane 15 drehbar im Rahmen 17 gehaltert sind, wird die Belastung des Motors (nicht dargestellt) zum Antreiben der Aufnehmerrolle 13 nicht vergrößert. Zwischen der Heizwalze 6 und der Gewebebahn wird eine Reibungskraft aufgrund des Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen diesen beiden Komponenten erzeugt, so daß eine Spannung T, wie in Fig. 4 gezeigt, auf die Gewebebahn 10 in der gleichen Weise, wie beim konventionellen Beispiel, einwirkt. Die waagerechte Komponente der Spannung T wird jedoch von den oberhalb und unterhalb des Ölbeschichters 8 angeordneten Anpreßorganen 15 aufgenommen, wobei sie als Führungselemente wirken, so daß der Ölbeschichter 8 kaum durch die Spannung T beeinflußt wird. Infolgedessen kann der Ölbeschichter 8 die Gewebebahn 10 in Punkt A stabil andrücken, unabhängig von der Spannung T in der Gewebebahn 10.

Obgleich der Ölbeschichter 8 eine L-förmige Gestalt besitzt und in der vorstehenden speziellen Ausführungsform die Gewebebahn an zwei Punkten andrückt, ist die vorliegende Erfindung auf diese Ausführungsform nicht beschränkt. Der Ölbeschichter 8 kann auch so geformt sein, daß er eine flache Oberfläche zum Anpressen der Gewebebahn 10 in einem einzigen Punkte besitzt. Weiter ist die vorliegende Erfindung, obwohl die Anpreßorgane 15 oberhalb und unterhalb des Ölbeschichters angeordnet sind, nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, so daß auch ein einziges Anpreßorgan 15 genügend und auch nur unterhalb des Ölbeschichters 8 angeordnet zu sein braucht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind der Ölbeschichter und mindestens ein Anpreßorgan getrennt voneinander angeordnet, so daß der Ölbeschichter und das Anpreßorgan entsprechend getrennt an die Heizwalze angedrückt werden. Dabei ist der Ölbeschichter so ausgebildet, daß er gegen die Heizwalze mit Sicherheit an mindestens einem Punkte andrückt, während die Anpreßorgane derart ausgebildet sind, daß sie auch als Führungen für die Übernahme der Gewebebahn dienen. Somit ist es möglich, die Kraft zum Andrücken des Ölbeschichters und der Anpreßorgane, über die Gewebebahn, an die Heizwalze auf einen vorherbestimmten Wert einzustellen, so daß die Beschichtung der Heizwalze mit Öl und die Entfernung des Offsettoners mit Sicherheit durchgeführt werden kann. Die Ölversorgungsmenge kann auf das notwendige Minimum reduziert werden, und es gibt kein Abtropfen mehr von Öl unter den Ölbeschichter.

Claims (8)

1. Laserdrucker mit einer thermischen Fixiereinheit, gekennzeichnet durch folgende Komponenten:

• - ein Paar von Heiz- und Druckwalzen zum Anpressen einer Papierbahn mit einem entwickelten Tonerbild zwecks Fixierung des Tonerbildes auf der Papierbahn;
• - eine mit Öl tränkbare Gewebebahn;
• - einen Ölbeschichter zur Versorgung der Gewebebahn mit Öl und zum Andrücken der Gewebebahn gegen die Heizwalze an mindestens einem Punkte, um die Gewebebahn mit der Heizwalze in Berührung zu bringen, so daß das Öl vom Ölbeschichter durch die Gewebebahn auf die Oberfläche der Heizwalze aufgebracht wird und damit das Auftreten einer Versetzung des Tonerbildes verhindert; und
• - mindestens ein Anpreßmittel, das getrennt vom Ölbeschichter zum örtlichen Andrücken der Gewebebahn gegen die Heizwalze angebracht ist, wobei das Anpreßmittel an mindestens einer Position vor und hinter dem Ölbeschichter angeordnet ist.

2. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter eine Speiserolle zum Zuführen der Gewebebahn und einer Aufnehmerrolle zum Aufwickeln der Gewebebahn aufweist, nachdem die von der Speiserolle zugeführte Gewebebahn durch den Ölbeschichter in Kontakt mit der Heizwalze gebracht wurde.

3. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens einmal vorhandene Anpreßorgan ein Paar zylindrischer elastischer Rollen aufweist, die in jeder der Position jeweils vor und hinter dem Ölbeschichter angeordnet sind, wobei die Anpreßorgane auch als Führungselemente zum Führen der Gewebebahn auf eine Bahn zum Aufwickeln der Gewebebahn dienen.

4. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbeschichter gegen die Gewebebahn und die Heizwalze mit einer relativ schwachen Kraft andrückt, während die Anpreßmittel mit einer relativ starken Kraft gegen die Gewebebahn und die Heizwalze andrücken.

5. Laserdrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbeschichter gegen die Gewebebahn und die Heizwalze mit einer relativ schwachen Kraft andrückt, während die Anpreßmittel mit einer relativ starken Kraft gegen die Gewebeahn und die Heizwalze andrücken.

6. Laserdrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbeschichter eine L-förmige Gestalt besitzt.

7. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbeschichter die Gewebebahn in einem einzigen Punkt gegen die Heizwalze andrückt.

8. Laserdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbeschichter die Gewebebahn an zwei Punkten gegen die Heizwalze andrückt.