DE69816697T2

DE69816697T2 - Temperatur fühlende Anordnung

Info

Publication number: DE69816697T2
Application number: DE69816697T
Authority: DE
Inventors: Reginald Keith Bethel; Robert Leonard Burdick; Charles Jerome Cheek; Larry Steven Foster; Paul Douglas Horrall; Krikor Yosmali
Original assignee: Lexmark International Inc
Current assignee: Lexmark International Inc
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: TW410528B; KR19980086904A; JPH1172391A; EP0877303A2; US5786571A; EP0877303B1; KR100537106B1; DE69816697D1; EP0877303A3; CN1213077A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Aufbauten um einen Thermistor derart zu positionieren, dass er die Temperatur einer Walze oder eines anderen Elementes, das eine gekrümmte Oberfläche aufweist, erfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In einem typischen elektrofotografischen Druckverfahren wird Toner auf das Papier oder andere Medien, welche das Endbild aufnehmen, aufgebrannt. In Desktop-Druckern wird dieses Aufbrennen normalerweise ausgeführt durch Durchleiten des mit Toner versehenen Mediums durch den Walzenspalt einer geheizten Walze, welche die mit Toner versehene Seite auf dem Medium berührt, und einer weichen Rückseitenwalze. Die geheizte Walze ist typischerweise eine Aluminiumtrommel mit einer äußeren Schicht aus fluoriertem Polymer. Die kombinierte Aktion von Hitze, Druck und Verweilzeit in dem Walzenspalt verursacht, dass der Toner, welcher thermoplastisch ist, aufweicht und zwischen die Papierfasern fließt oder dass er mit der Oberfläche einer Folie zusammenwächst. Nach dem Abkühlen verfestigt sich der Toner und ist an dem Medium befestigt.
Ein kritischer Teil eines solchen Befestigens ist das Aufrechterhalten der Regelung der Oberflächentemperatur der geheizten Walze. Ein herkömmlicher Temperatursensoraufbau besteht aus einem Thermistor und einem geschäumten oder einem Gummikeil, um den Thermistorkörper am Platz gegen eine Metalloberfläche zu halten, welche an einen Polyimidfilm oder -streifen gebunden ist. Das Polyimid ist der Werkstoff, welcher die geheizte Walze berührt. Dieser Aufbau ist auf einem frei tragenden Arm montiert, welcher eine mittlere Druckfeder mit einem Aufbau aus dem Schaum oder Gummi, dem Thermistor, der Metallschicht und der Polyimidschicht, bewegbar durch die Feder in einen Kontakt mit der geheizten Walze, aufweist.
Dieses Verfahren des Belastens führt zu einer relativ großen Normalkraft auf der geheizten Walze, was den Verschleiß der Oberfläche aus fluoriertem Polymer der geheizten Walze erhöht. Das Schaum- oder Gummistück weist eine Steifigkeit auf, die dazu neigt, Bereiche mit großer Berühtungsspannung zu verursachen, durch Herstellen eines Linien- oder Punktkontaktes mit der einbrennenden Walze. Zudem muss der gesamte Thermistoraufbau,umfassend das langsam reagierende Schaum- oder Gummielement, auf die Betriebstemperatur aufgeheizt werden, bevor eine geeignete Temperaturerfassung erfolgen kann.
US-Patent 4,672,177, welches Headrick erteilt wurde, offenbart einen Temperatursensor, welcher mittels seiner elektrischen Führungen gegen eine Walze gehalten wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Aufbau mit den Merkmalen des Anspruches 1 zur Verfügung gestellt, um die Oberflächentemperatur eines Elementes, zum Beispiel einer geheizten Walze, zu erfassen.
Die Ansprüche 2 bis 5 zeigen bevorzugte Ausführungen.
Der Streifen berührt dabei eine wesentliche Fläche der Walze, um eine Temperatur zu erreichen, welche repräsentativer für die Walzentemperatur ist als ein kleinerer Kontakt. Der Aufbau erreicht virtuell die Betriebstemperatur ohne Verzögerung, weil der Streifen in einem direkten Kontakt mit der Walze steht und aus einem dünnen Feststoff besteht, der sich schnell aufheizt. Die Normalkraft des Streifens ist gering, was den Oberflächenverschleiß gegenüber dem von herkömmlichen Thermistoraufbauten reduziert.
Selbstverständlich kann der Temperatursensor jede Form aufweisen, welche einen soliden Erfassungskörper aufweist, beispielsweise kann er ein Thermoelement sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Einzelheiten der Erfindung werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen die 1 eine perspektivische Ansicht ist, welche den Temperaturerfassungsaufbau zeigt, mittels einer geschnittenen Ansicht unmittelbar vor dem Aufbau, und die 2 eine Seitenansicht des Aufbaus ist.
DIE BESTE ART, DIE ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
Bezugnehmend auf die 1 ist eine geheizte Walze 1 in der Nähe eines stationären Rahmens 3 montiert. Der Rahmen 3 ist Teil einer Bilderzeugungseinrichtung, wie zum Beispiel ein Laserdrucker (nicht gezeigt), und die Walze 1 ist eine herkömmliche Fixierwalze in dem Laserdrucker, welche sich über den Bilderzeugungsbereich des Druckers erstreckt.
Eine Polyimidlage oder -streifen 5 ist mit ihrem/seinem oberen Ende an dem Rahmen 3 fest montiert, wie zum Beispiel mittels eines Stiftes (nicht gezeigt), durch eine passende Bohrung in der Lage 5 oder mittels einer Klammer oder eines anderen Halters. Das untere Ende der Lage 5 wird nachgebend durch die Bohrung 7 in der Lage 5 gehalten.
Die Bohrung 7 nimmt einen Arm 9a in einem Element 9 auf, welches drehbar ist auf einer Welle 11 in dem Element 9. Die Welle 11 wird gehalten durch und dreht sich in Rahmenvorsprüngen 3a und 3b. Eine Spulenfeder 13, die auf der Welle 11 aufgewickelt ist, weist einen Mitnehmer 13a auf, welcher gegen Abwickeln durch den Rahmen 3 gehalten wird, und einen Mitnehmer 13b, welcher in das Element 9 eingreift.
Die Feder 13 ist derart aufgewunden, dass sie eine Kraft auf dem Element 9 in Uhrzeigerrichtung aufbringt, wie in den Zeichnungen gezeigt ist. Dies bringt den Arm 9a gegen die Bohrung 7, um den Streifen 5 festzuziehen, was den Streifen 5 gegen einen gekrümmten Sektor der Oberfläche der Walze 1 wickelt.
Der Streifen 5 weist Kupferspuren 15a und 15b auf entgegengesetzten Seiten auf. Diese nehmen elektrische Leistung von den Kabeln 17a und 17b mittels eines direkten Kontakts auf, wie es gewöhnlich ist. Ein Thermistor weist einen soliden, temperaturerfassenden Körper 19 und zwei Metallkabel 21a und 21b auf. Das Kabel 21a ist an die Spur 15a mittels der Lötstelle 23a angeschlossen, und das Kabel 21b ist an der Spur 15b mittels der Lötstelle 23b angeschlossen. (Weil die Spuren 15a, 15b fest an dem Streifen 5 angeschlossen sind, sind die Kabel 21a, 21b dadurch fest an den Streifen 5 angeschlossen.) Ein dünnes Metallrechteck 25 ist an dem Streifen 5 angeschlossen, zentriert unter der Position des Erfassungskörpers 19. Das Metall 25 ist viel größer als die Größe des Erfassungskörpers 19 und daher effektiv dabei, die Temperatur, welche durch den Körper 19 erfasst wurde, über einen Bereich zu integrieren, der im wesentlichen zusammenfällt mit wenigstens dem Bereich unter dem Metall 25.
Die Kabel 21a und 21b sind gebogen, so dass sie den Erfassungskörper 19 in einem Druckkontaktbereich 25 positionieren, weil die Kabel 21a, 21b aus einem elastischen Metall hergestellt sind.
Der Betrieb ist inhärent und er erfolgt ohne eine wesentliche Bewegung des Aufbaus aus Streifen 5, Metallrechteck 25, Erfassungskörper 19 und Kabel 21a, 21b. Die Walze 1 dreht sich in Kontakt mit dem Streifen 5, was unterschiedliche Bereiche ihrer Oberfläche unter den Erfassungskörper 19 bringt.
Wegen des langen und breiten Bereichs des Kontakts zwischen dem Streifen 5 und der Walze 1 werden übermäßige Kräfte reduziert. Zudem ist die Belastung, welche auf die Lage 5 durch das Element 9 aufgebracht wird, nahezu senkrecht zu der Normalkraft auf der geheizten Walze 1. Dies führt zu einer Normalkraft, welche viel kleiner ist, als die aufgebrachte Kraft entlang des Streifens 5. Der Verschleiß wird erheblich reduziert und der Betrieb verläuft gleichmäßig.

Claims

Ein Aufbau, um die Oberflächentemperatur eines Elementes zu erfassen, welches eine ausgedehnte, gekrümmte Oberfläche aufweist, umfassend einen flexiblen, wärmebeständigen Streifen (5), der ein erstes Ende an einem Ende des gesagten Streifens und ein zweites Ende an dem entgegengesetzten Ende des gesagten Streifens aufweist, wobei der gesagte Streifen an seinem gesagten ersten Ende und an seinem gesagten zweiten Ende derart montiert ist, dass er wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche umwickelt und berührt, wobei wenigstens eines des gesagten ersten Endes und des gesagten zweiten Endes unter einem nachgiebigen Druck montiert ist, und einen Temperatursensor, umfassend einen soliden, temperaturerfassenden Körper (19) und wenigstens ein elastisches Kabel (21a, 21b), das sich von dem gesagten temperaturerfassenden Körper (19) aus erstreckt und einen gebogenen Bereich aufweist, wobei das gesagte wenigstens eine elastische Kabel (21a, 21b) auf dem gesagten Streifen (5) derart montiert ist, dass es den gesagten wärmeerfassenden Körper (19) in einen Kontakt mit dem gesagten Streifen (5) bringt, wobei der gesagte gebogene Bereich einen Druck auf den gesagten wärmeerfassenden Körper (19) in Richtung des gesagten Streifens aufbringt.
Der Aufbau gemäß Anspruch 1, in welchem der gesagte Streifen (5) ein Poyimidstreifen ist, der eine Bohrung (7) nahe wenigstens einem des gesagten ersten Endes und des gesagten zweiten Endes aufweist, und ebenso umfassend ein drehbares Element (9) mit einem Arm (9a), der sich durch die gesagte Bohrung (7) erstreckt, und einer Feder, die das gesagte drehbare Element (9) derart belastet, dass der gesagte Streifen (5) gegen die gesagte gekrümmte Oberfläche des gesagten Elementes gezogen wird.
Der Aufbau gemäß Anspruch 1, in welchem das gesagte wenigstens eine elastische Kabel (21a, 21b) elektrische Führungen umfasst, um eine elektrische Verbindung für die Funktion des gesagten temperaturerfassenden Körpers (19) zur Verfügung zu stellen, um die Temperatur zu erfassen.
Der Aufbau gemäß Anspruch 3, in welchem der gesagte Streifen (5) ein Polyimidstreifen ist, der eine Bohrung (7) nahe wenigstens einem des gesagten ersten Endes und des gesagten zweiten Endes aufweist, und ebenso umfassend ein drehbares Element (9) mit einem Arm (9a), der sich durch die gesagte Bohrung (7) erstreckt, und eine Feder, die das gesagte drehbare Element (9) derart belastet, dass es den gesagten Streifen (5) gegen die gesagte gekrümmte Oberfläche des gesagten Elementes zieht.
Der Aufbau gemäß Anspruch 4, in welchem der gesagte Streifen (5) leitende Schichten aufweist, mit denen er bedeckt ist, und wobei die gesagten elektrischen Führungen an verschiedene der gesagten leitenden Schichten angelötet sind.