DE10019217A1 - Bilderzeugungsapparat und Fixiereinrichtung der Bandbauart für diese - Google Patents

Abstract

Eine bandartige Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein endloses Band, eine Förderwalze, welche das Band so trägt, dass das Band umlaufen kann, eine erste Heizquelle zum Heizen des Bandes, eine Andruckwalze zum Andrücken eines Aufzeichnungsmediums gegen das Band, eine Hohlwalze, welche die Außenoberfläche des Bandes kontaktiert, und eine zweite Heizquelle, welche in der oder benachbart zu der Hohlwalze angeordnet ist. Die Fixiereinrichtung ist in der Lage, eine Aufwärmzeit zu reduzieren und zu verhindern, dass das Band an der Hohlrolle durch Toner anhaftet und beschädigt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laserstrahldrucker, einen Digitalkopierer, ei­ nen Faxapparat, die Normalpapier verwenden, oder ähnliche Bilderzeugungsapparate und insbesondere eine Fixiereinrichtung der Bandbauart, welche in einem Bilderzeu­ gungsapparat enthalten ist.

Ein Bilderzeugungsapparat enthält eine Fixiereinrichtung zum Fixieren eines auf einem Papier oder einem ähnlichen Aufzeichnungsmedium gebildeten Tonerbilds. Während die Fixiereinrichtung herkömmlicherweise durch eine Heizwalze realisiert wurde, sind heut­ zutage eine Fixiereinrichtung von der Filmheizbauart, eine Fixiereinrichtung der Band­ bauart und andere Fixiereinrichtungen einschließlich einer Fixiereinrichtung der elekt­ romagnetischen Induktionsbauart und eine Fixiereinrichtung von der Widerstandsheiz­ bauart erhältlich.

Die Fixiereinrichtung von der Art mit einer Heizwalze ist für ein auf einem Papier ge­ bildetes Vollfarbbild durch viel Toner ausführbar und erfordert eine glänzende bzw. hochglänzende Oberfläche des Papiers. Die Heizwalze ist aus einem hohlen Metallkern bzw. metallischen Kern, einem den Kern umhüllenden elastischen Teil und einer das elastische Teil umhüllenden und hohe Trenn- bzw. Ablöseeigenschaften aufweisenden elastischen Schicht gebildet. Eine Wärmequelle ist in dem Kern angeordnet und durch eine Halogenheizeinrichtung realisiert. Es ist jedoch eine erhebliche Aufwärmzeit für die Oberfläche der Heizwalze erforderlich, um von der ursprünglichen Umgebungstempe­ ratur auf die erwartete Heiztemperatur aufgeheizt zu werden. Dies kommt daher, dass der Kern eine große thermische Kapazität bzw. Wärmekapazität besitzt und weil eine erhebliche Zeitdauer erforderlich ist, damit die Wärme die Oberflächenschicht über das elastische Teil erreicht. Der Fixiereinrichtung gebricht es an einer raschen Startfähigkeit.

Andererseits wird eine Fixiereinrichtung von der Bandbauart gewöhnlich bei einem Laser­ strahldrucker, einem Digitalkopierer, einem Faxapparat, die Normalpapier verwenden, oder einem ähnlichen Bilderzeugungsapparat verwendet. Diese Art einer Fixiereinrichtung ist auch auf andere Apparate, wie eine Einrichtung zur Aufheizung eines Papiers während sei­ ner Förderung, anwendbar. Zum Beispiel ist aus der japanischen offengelegten Patentpubli­ kation Nr. 9-212031 eine Fixiereinrichtung bekannt, welche ein endloses, über eine Mehr­ zahl von Förderrollen geführtes Band aufweist sowie eine Rolle aufweist, die die Außenflä­ che des Bandes zur Aufbringung einer Spannung auf das Band oder zur Reinigung des Ban­ des aufweist. Das Band hat eine geringere thermische Kapazität bzw. Wärmekapazität als die Heizwalze und dadurch verringert sich die Aufwärmzeit der Fixiereinrichtung. Es be­ steht jedoch ein Bedürfnis nach einer noch kürzeren Aufwärmzeit.

Es soll angenommen werden, dass eine Rolle in Kontakt mit der Außenfläche des Bandes gehalten wird, um eine Spannung auf das Band aufzubringen oder das Band zu reinigen, wie dies weiter oben ausgeführt wurde. Das Problem liegt bei dieser Konfiguration darin, dass sich Offsettoner auf dem Band ablagert und an dem Band und der Rolle anhaftet. Dieser Toner wird bei einer Temperatur, die geringer als sein Erweichungspunkt ist, betrieben, weil eine Wärmequelle von der Rolle entfernt ist, und verkratzt das Band oder beschädigt es auf andere Weise.

Technologien in Bezug auf die vorliegende Erfindung sind ebenfalls z. B. aus den japani­ schen offengelegten Patentpublikationen Nrn. 9-138597 und 10-78725 ersichtlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, welche in der Lage ist, die Aufwärmzeit herabzusetzen und zu verhin­ dern, dass ein darin enthaltenes Band durch Toner an einer Rolle anhaftet und dadurch be­ schädigt wird.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, welche in der Lage ist, Offsettoner, Papierstaub und andere Verunreini­ gungen von der Oberflächenschicht eines darin enthaltenen Bandes zu entfernen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, welche in der Lage ist, sicher und wirksam ein darin enthaltenes Band zu reinigen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, welche eine Hohlwalze mit einer Oberflächenschicht aufweist, deren Reibungskoeffizient klein genug ist, um ein in der Einrichtung enthaltenes Band vor Be­ schädigung zu schützen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, welche in der Lage ist, die Leistungsfähigkeit zu steigern und die Kosten zu verringern.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, dass eine Fixiereinrichtung von der Bandbauart geschaffen wird, die eine Hohlwalze aufweist, deren Oberflächentemperatur genau gesteuert bzw. geregelt werden kann.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, die in der Lage ist, die Einschaltfrequenz einer zweiten darin enthalte­ nen Wärmequelle zu senken, um dadurch Energie zu sparen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fixiereinrichtung von der Band­ bauart zu schaffen, welche in der Lage ist, die Aufwärmzeit zu reduzieren und fehlerhafte Abbildungen, die durch Beschädigungen des darin enthaltenen Bandes verursacht werden, zu vermeiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Fixiereinrichtung von der Bandbauart folgen­ des auf: ein endloses Band, eine Förderrolle, welche das Band so trägt, dass das Band um­ laufen kann bzw. drehbar ist, eine erste Heizquelle zum Aufheizen des Bandes, eine An­ druckrolle, um ein Aufzeichnungsmedium gegen das Band anzudrücken, eine Hohlwalze, welche die Außenfläche des Bandes kontaktiert, und eine zweite Heizquelle, welche in der oder angrenzend an die hohle Walze angeordnet ist. Die Hohlwalze ist in der gleichen Richtung wie das Band drehbar, und zwar an einer Position gesehen, wo die erstere das letztere kontaktiert, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit, welche gleich oder höher als die Umfangsgeschwindigkeit des Bandes ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Fixiereinrichtung von der Bandbauart auch ein endloses Band, eine Förderrolle, welche das Band derart trägt, dass das Band umlaufen kann bzw. drehbar ist, eine erste Heizquelle zum Beheizen des Bandes, eine Andruckwalze zum Andrücken eines Aufzeichnungsmediums gegen das Band, eine Hohlwalze, welche die Außenfläche des Bandes kontaktiert, eine zweite Heizquelle, welche in der oder angrenzend an die Hohlwalze angeordnet ist und einen Temperatursensor zum Fühlen der Temperatur der Oberflächenschicht der Hohlwalze, auf. Die zweite Heizquelle wird auf der Grundlage der durch den Temperatursensor gefühlten Temperatur gesteuert bzw. geregelt.

Weiterhin weist gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Bilderzeugungsapparat mit einer Fixiereinrichtung von der Bandbauart die Fixiereinrichtung von der Bandbauart ein endloses Band, eine Förderrolle, welche das Band derart trägt, dass das Band umlaufen kann bzw. drehbar ist, eine erste Heizquelle zum Beheizen des Bandes, eine Andruckwalze zum Andrücken eines Aufzeichnungsmediums gegen das Band, eine Hohlwalze, welche die Außenfläche des Bandes kontaktiert, und eine zweite Heizquelle, welche in der oder an­ grenzend an die Hohlwalze angeordnet ist, auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeich­ nungen deutlicher. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Eine Schnittansicht einer herkömmlichen Fixiereinrichtung der Heizwalzen­ bauart,

Fig. 2 eine Schnittansicht, welche eine Fixiereinrichtung von der Bandbauart gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches schematisch eine elektrische Anordnung in der beispielsweisen Ausführungsform zeigt,

Fig. 4 ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der beispielsweisen Ausführungs­ form zeigt,

Fig. 5 ein Flussdiagramm, welches eine Hystereseregulierung bzw. -regelung im Betrieb von Fig. 4 im Einzelnen zeigt, und

Fig. 6 eine Ansicht, welche eine spezielle Konfiguration eines Bilderzeugungsappa­ rates zeigt, auf welchen die beispielsweise Ausführungsform angewendet ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird kurz Bezug auf eine herkömm­ liche Fixiereinrichtung der Heizwalzenbauart gemäß Fig. 1 genommen. Wie gezeigt, weist die Fixiereinrichtung eine Heizwalze 5 und eine Andruckwalze 6 auf. Die Heizwalze 5 ist aus einem hohlen Metallkern 2, einem den Kern 2 umgebenden elastischen Teil 3 und einer das elastische Teil 3 umgebenden und hohe Trenn- bzw. Ablöseeigenschaft aufweisenden Oberflächenschicht 4 hergestellt. In dem Kern 2 ist eine Heizquelle 1 vorgesehen und durch eine Halogenheizeinrichtung realisiert. Die Andruckwalze 6 ist, ebenso wie die Heizwalze 5, aus einem hohlen Metallkern 8, einem den Kern 8 umgebenden elastischen Teil 9 und einer das elastische Teil 9 umgebenden und hohe Trenn- bzw. Ablösefähigkeit aufweisenden Oberflächenschicht 10 hergestellt. Eine Heizquelle oder eine Halogenheizeinrichtung 7 ist in dem Kern 8 vorgesehen, obwohl dies nicht wesentlich ist.

Ein Papier oder ein ähnliches Aufzeichnungsmedium 12, welches ein Tonerbild 11 darauf trägt, wird zu einem Walzenspalt bzw. einer Klemmstelle zwischen der Heizwalze 5 und der Andruckwalze 6 gefördert. Die Heizwalze 5 und die Andruckwalze 6 fixieren das To­ nerbild 11 auf dem Papier mittels Hitze und Druck, während das Papier durch den vorge­ nannten Walzenspalt bzw. diese Klemmstelle gefördert wird. Eine Reinigungswalze 13 und eine Ölauftragswalze 14 werden in Kontakt mit der Heizwalze 5 gehalten. Die Reinigungs­ walze 12 reinigt die Oberfläche der Heizwalze 5, während die Ölauftragswalze 14 Öl auf die gereinigte Oberfläche der Heizwalze 5 aufträgt.

Es soll angenommen werden, dass die obige Fixiereinrichtung auf einen Apparat zur Erzeu­ gung von Farbbildern angewendet wird, der in der Lage ist, Vollfarbbilder in der Form eines Laminats oder einer Schichtung von höchstens vier Farbschichten zu erzeugen. Dann muss die Fixiereinrichtung die Toner von verschiedenen Farben durch deren Schmelzen mittels Wärme ausreichend mischen. Zu diesem Zweck ist der Kern 2 der Heizwalze 5 (2) aus Metall mit großer thermischer bzw. Wärmekapazität gebildet. Ebenso ist das den Kern 2 umgebende elastische Teil 3 aus einem Material gebildet, durch welches ermöglicht wird, dass das Tonerbild 11 gleichmäßig geschmolzen wird. Das Tonerbild 11 wird auf dem Pa­ pier 12 mittels des elastischen Teils 3 und der Oberflächenschicht 4 fixiert.

Es ist jedoch eine erhebliche Aufwärmzeit notwendig, um die Oberfläche der Heizwalze 5 von der anfänglichen Umgebungstemperatur auf die erforderliche Heiztemperatur aufzuhei­ zen. Dies ist dadurch begründet, dass der Kern 2 der Heizwalze 5 eine große thermische bzw. Wärmekapazität aufweist und weil eine erhebliche Zeitdauer notwendig ist, damit die Wärme die Oberflächenschicht 4 über das elastische Teil 3 erreicht. Die Fixiereinrichtung ist deshalb nicht rasch zu arbeiten beginnen.

Weiterhin muss, um zu verhindern, dass sich die Aufwärmzeit verlängert, die Dicke des elastischen Teils 3 in vielen Fällen auf einen Bereich von etwa 1 mm bis etwa 3 mm be­ grenzt werden. Dies begrenzt wiederum die Walzenspaltbreite bzw. Klemmstellenbreite, welche vorteilhafterweise, vom Standpunkt der Fixierfähigkeit (Trenn- bzw. Ablöseeigen­ schaft) her gesehen, breit sein soll und begrenzt die abwärtige Walzenspalt- bzw. Klemm­ stellenkonfiguration, welche ebenfalls vom Standpunkt der Fixierfähigkeit erwünscht ist.

Um die Fixierfähigkeit oder Trenn- bzw. Ablöseeigenschaft zu garantieren, muss die Öl­ auftragswalze 14 oder eine ähnliche Ölauftragseinrichtung viel Öl oder Trennmittel bzw. Ablösemittel auf die Heizwalze 5 auftragen. Demzufolge erfordert die Fixiereinrichtung häufige Ersetzung der Ölauftragseinrichtung und ist daher nicht für die Benutzerwartung geeignet. Der vorstehend gebrauchte Ausdruck "abwärtige Walzenspalt- bzw. Klemmestel­ lenkonfiguration" bezieht sich auf einen bezüglich der Bildoberfläche auf dem Papier 12 konvexen Walzenspalt, der durch das weiche elastische Teil 3 der Heizwalze 5 und die harte Andruckwalze 6 gebildet ist.

Andererseits besteht das Problem einer Fixiereinrichtung Fig. 1 Eine Schnittansicht einer herkömmlichen Fixiereinrichtung der Heizwalzenbauart, darin, dass sich Offsettoner auf dem Band ablagert und an dem Band und einer in Kontakt mit ihm stehenden Walze anhaf­ tet, wie dies weiter oben angegeben wurde. Dieser Toner wird bei einer Temperatur betrie­ ben, die geringer als sein Erweichungspunkt ist, weil die Heizquelle von der Walze entfernt ist, und verkratzt das Fixierband oder beschädigt es auf andere Weise. Die vorliegende Er­ findung bildet eine Lösung dieses Problems und wird nachfolgend unter Bezug auf die zu­ gehörigen Zeichnungen beschrieben.

Zunächst wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Wo eine Fixiereinrichtung von der Bandbauart gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist und sie weist ein Band 17, eine Fixierwalze 18 und eine Andruckwalze 19 auf. Die Fixierwalze 18 und die Andruckwalze 19 fixieren ein von einem Papier oder einem ähnlichen Aufzeichnungsmedium 16 getragenes Tonerbild 15 mittels Hitze und Druck, während das Papier 16 mittels des Bandes 17 gefördert wird.

Das Band 17 sollte vorzugsweise ein dünnes endloses Band sein, das z. B. aus Nickel, Po­ lyimid oder einem ähnlichen wärmebeständigen Harz, Kohlenstoffstahl bzw. unlegierter Stahl oder rostfreiem Stahl gebildet ist. Die Oberfläche des Bandes 17 ist mit einer wärme­ beständigen Trenn- bzw. Ablöseschicht versehen, die z. B. durch Fluorkohlenstoffharze oder Silikongummi mit hoher Trenn- bzw. Ablösefähigkeit gebildet ist. Die Fixierwalze 18 ist aus einem Metallkern 18a und einem wärmeisolierenden elastischen Teil 18b, welches den Kern 18a umgibt, gebildet. Das elastische Teil 18b ist aus Silikongummischaum oder einem ähnlichen weichen, wärmebeständigen Material gebildet, um den Walzenspalt bzw. die Klemmstelle zwischen der Fixierwalze 18 und der Andruckwalze 19 mit ausreichender Breite zu schaffen. Das elastische Teil 18b hat eine ausreichende Dicke. In der beispielswei­ sen Ausführungsform beträgt die Dicke des elastischen Teils 18b etwa 15% bis 20% des Durchmessers der Fixierwalze 18.

Die Andruckwalze 19 ist aus einem Metallkern 19a hergestellt, welcher aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl oder einem ähnlichen Metall ge­ bildet ist, und eine Oberflächenschicht 19b umgibt den Kern 19a. Der Kern 19a kann hohl sein und eine Halogenheizeinrichtung oder eine ähnliche Heizeinrichtung darin aufnehmen, falls dies erwünscht ist. Die Oberflächenschicht 19b hat eine hohe Trenn- bzw. Ablösefä­ higkeit und ist aus Fluorkohlenstoffharz oder Silikongummi mit hoher Trenn- bzw. Ablöse­ fähigkeit ausgebildet, um dafür ein Beispiel zu geben. Die beispielsweise Ausführungsform bildet eine abwärtige Walzenspaltkonfiguration aus, um die Freigabe des Papiers 16 von dem Band 17 zu fördern bzw. zu erleichtern. Das heißt, die Andruckwalze 19 hat hohe Härte. Genauer gesagt, hat die Oberflächenschicht 19b der Andruckwalze 19 eine Dicke von weniger als 7% des Durchmessers der Andruckwalze 19, während die Oberflächen­ schicht 19b eine Härte größer als 40 Hs, gemessen nach dem JIS (Japanese Industrial Stan­ dards; japanische Industrienorm) A-Scaler-Maßstab.

Das Band 17 läuft über die Fixierwalze oder Förderwalze 18 zum Fördern bzw. Antreiben des Bandes 17 und eine Heizwalze 20. Eine nicht gezeigte Antriebsquelle lässt das Band 17 umlaufen. Die Heizwalze 20 ist durch einen Hohlzylinder mit einer dünnen Wand realisiert, welcher Hohlzylinder aus Aluminium, Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl, rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Metall gebildet ist. Eine Halogenheizeinrichtung oder eine ähn­ liche Heizquelle 21 ist in der Heizwalze 20 angeordnet und heizt das Band 17 über die Heizwalze 20. Eine Auftragswalze oder Auftragseinrichtung 22 ist in Kontakt mit der Au­ ßenfläche des Bandes 17 drehbar, um Silikonöl oder ein ähnliches Trenn- bzw. Ablösemittel auf das Band 17 aufzutragen.

Eine Walze 23 ist ebenso drehbar in Kontakt mit der Außenfläche des Bandes 17 und sie ist als ein Hohlzylinder mit einer dünnen Wand realisiert. Die Walze 23 ist aus Aluminium, Kohlenstoffstahl bzw. unlegiertem Stahl, rostfreiem Stahl oder ähnlichem Metall gebildet.

Eine Halogenheizeinrichtung oder eine ähnliche Heizquelle 24 ist in der Walze 23 so ange­ ordnet, dass sie die Walze 23 beheizt. Die Heizquelle 24 kann alternativ auch in der Nähe der Walze 23 zu ihrer Beheizung angeordnet sein, falls dies erwünscht ist. Ferner kann die Walze 23 aus solchem Metall gebildet sein, welches infolge elektromagnetischer Induktion Wärme erzeugt, in welchem Fall die Heizquelle 24 als Magnetfelderzeugungseinrichtung zur Beheizung der Walze 23 realisiert ist. Darüber hinaus kann die Heizquelle 24, die durch eine Halogenheizeinrichtung realisiert ist, in der Nähe der Walze 23 angeordnet sein, um sie indirekt über einen Reflektor zu beheizen.

Bei der obigen Konstruktion beheizt die Heizquelle 21, über welche das Band 17 geführt ist, das Band 17 über die Heizwalze 20 auf. Zusätzlich heizt die Heizquelle 24, welche außer­ halb des Bandes 17 angeordnet ist, das Band 17 über die Hohlwalze 23. Dadurch wird sehr erfolgreich die Aufheizdauer bzw. -zeit reduziert. Weiterhin wird, weil die Heizquelle 24 die Walze 23 beheizt, auf der Walze 23 abgelagerter Offsettoner auf eine Temperatur höher als sein Erweichungspunkt aufgeheizt. Dadurch wird verhindert, dass Offsettoner an dem Band 17 und der Walze 23 anhaftet und das Band 17 beschädigt.

Die Walze 23 entfernt Offsettoner, Papierstaub und andere Verunreinigungen von der Ober­ fläche des Bandes 17 und spielt in diesem Sinne die Rolle einer Reinigungswalze. Ein Ab­ streifer bzw. Schaber 25 ist in Kontakt mit der Walze 23 gehalten, um die vorgenannten Verunreinigungen, welche von der Walze 23 gesammelt werden, abzustreifen bzw. abzu­ schaben.

Eine nicht gezeigte Antriebslinie bzw. -leitung lässt die Walze 23 in der gleichen Richtung wie das Band 17 drehen, und zwar gesehen an einer Position, in welcher die erstere das letztere kontaktiert. Die Walze 23 dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, welche gleich oder geringfügig höher als die Umfangsgeschwindigkeit des Bandes 17 ist. Die Walze 23 übt deshalb eine Antriebskraft aus und bewegt sich mit einer linearen Geschwindigkeit, welche unterschiedlich von der linearen Geschwindigkeit des Bandes 17 ist, so dass die Rei­ nigungsfähigkeit der Walze 23 verbessert ist.

Die Oberfläche der Walze 23 ist mit einer hitzebeständigen Trenn- bzw. Ablöseschicht ver­ sehen. Diese Trenn- bzw. Ablöseschicht vermindert den Reibungskoeffizienten der Oberflä­ che der Walze 23 und schützt dadurch das Band 17 vor Beschädigungen, die dem gleitenden Kontakt des Bandes 17 mit der Walze 23 zuschreibbar sind. Ferner ist die Trenn- bzw. Ab­ löseschicht aus Fluorkohlenstoffharz gebildet, um die Kosten zu reduzieren. Zusätzlich ist Fluorkohlenstoffharz leicht und mit geringen Kosten unter industriellen Bedingungen erhält­ lich und besitzt hohe Leistungsfähigkeit.

Ein Thermistor (temperaturabhängiger Widerstand) oder eine ähnliche Temperaturfühlein­ richtung 26 spricht auf die Temperatur der Oberfläche der Oberflächenschicht oder der O­ berfläche der Walze 23 an. Eine Regulier- bzw. Regeleinrichtung, welche später beschrie­ ben wird, schaltet die Heizquelle 24 selektiv an oder ab, und zwar abhängig davon, ob der Ausgang des Thermistors einer Temperatur höher als eine zweite vorgewählte Temperatur entspricht oder nicht. Das heißt, die Regulier- bzw. Regeleinrichtung reguliert bzw. regelt die Heizquelle 24 so, dass die von dem Thermistor 26 gefühlte Temperatur auf der zweiten Temperatur aufrechterhalten wird. Dadurch kann die Temperatur der Oberflächenschicht der Walze 23 erfolgreich und genau reguliert bzw. geregelt werden.

Ein Thermistor oder eine ähnliche Temperaturfühleinrichtung 27 spricht auf die Temperatur der Oberfläche der Oberflächenschicht oder der Oberfläche des Bandes 27 an. Die Regulier- bzw. Regeleinrichtung schaltet selektiv die Heizquelle 21 an oder ab, und zwar in Abhän­ gigkeit davon, ob der Ausgang des Thermistors 27 einer Temperatur höher als eine erste vorgewählte Temperatur entspricht oder nicht. Das heißt, die Regulier- bzw. Regeleinrich­ tung reguliert bzw. regelt die Heizquelle 21 so, dass die durch den Thermistor 27 gefühlte Temperatur auf der ersten Temperatur aufrechterhalten wird. Die erste Temperatur ist hö­ her als oder gleich wie die zweite Temperatur. Die Oberflächenschicht der Walze 23 besitzt deshalb eine geringere Temperatur als die Oberflächenschicht des Bandes 17. Dadurch wird die Anschaltfrequenz der Heizquelle 24 im Wiederholungsdruckmodus reduziert und da­ durch wird Energie gespart.

Die zweite Temperatur wird so gewählt, dass sie höher ist als der Erweichungspunkt des Toners. Die Regulier- bzw. Regeleinrichtung reguliert bzw. regelt die Heizquelle 24 so, dass die durch den Thermistor gefühlte Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts des Toners bleibt. In diesem Zustand wird auf der Walze 23 abgelagerter Offsettoner auf eine Temperatur aufgeheizt, die höher als sein Erweichungspunkt ist. Demzufolge wird verhin­ dert, dass das Band 17 an der Rolle 23 durch Offsettoner anhaftet und beschädigt wird.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung einer elektrischen Schaltung, welche in der beispielhaften Aus­ führungsform enthalten ist. Wie gezeigt, sind die beiden Heizquellen 21 und 24 mit einer kommerziell erhältlichen Stromversorgung über Schalter (SWs) 28 bzw. 29 verbunden. Treibereinrichtungen 31 und 30 steuern die Schalter 28 bzw. 29 an. Eine Regulier- oder Regeleinrichtung 32 reguliert bzw. regelt die Treibereinrichtungen 30 und 31 entsprechend den Ausgängen der Thermistoren 26 bzw. 27, wodurch die Schalter 28 und 29 an- und aus­ geschaltet werden.

Fig. 4 zeigt einen spezifischen Betrieb der Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32. Wie ge­ zeigt, steuert die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32 in Abhängigkeit von einem Treiberbe­ fehl zum Antreiben der Fixiereinrichtung die Fixiereinrichtung nicht sofort an, sondern führt zunächst einen Wartevorgang bzw. -schritt aus. Genauer gesagt, wenn die beispiel­ hafte Ausführungsform auf einen Bilderzeugungsapparat angewendet wird, verhindert der Wartevorgang bzw. -schritt, dass das Papier 16 mit dem Tonerbild 15 in die Fixiereinrich­ tung geführt wird.

Danach führt die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32 eine Hystereseregelung durch. Fig. 5 zeigt die Hystereseregelung im Einzelnen. Wie gezeigt, schaltet die Regulier- bzw. Re­ geleinrichtung 32 selektiv die Heizquelle 21 so an oder ab, dass die Oberflächentemperatur des Bandes auf die erste Temperatur ansteigt und dort verharrt. Ebenso schaltet die Regu­ lier- bzw. Regeleinrichtung 32 die Heizquelle 24 selektiv so an oder ab, dass die Oberflä­ chentemperatur der Heizwalze 23 auf die zweite Temperatur ansteigt und dort verharrt. Ge­ nauer gesagt, bestimmt die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32, ob die Oberflächentempe­ ratur des Bandes 17, welche durch den Thermistor 27 gefühlt wird, höher als die erste Temperatur ist und reguliert bzw. regelt die Treibereinrichtungen 31 auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Entscheidung, so dass die Heizquelle 21 angeschaltet oder abgeschaltet wird. Demzufolge wird die Oberflächentemperatur des Bandes 17 auf die erste Temperatur angehoben und dort gehalten.

Weiterhin bestimmt die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32, ob die Oberflächentemperatur der Walze 23, die durch den Thermistor 26 gefühlt wird, höher als die zweite Temperatur ist und reguliert bzw. regelt die Treibereinrichtung 30 auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Entscheidung, so dass die Heizquelle 24 angeschaltet oder abgeschaltet wird. Die Oberflächentemperatur der Walze 23 wird deshalb auf die zweite Temperatur angehoben und dort gehalten.

Wenn die Oberflächentemperatur der Walze 23 niedriger als die zweite Temperatur ist, wiederholt die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32 den Wartevorgang und die Hysteresere­ gulierung bzw. -regelung. Sobald die Oberflächentemperatur der Walze 23 über die zweite Temperatur ansteigt, beginnt die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 32 den Antrieb bzw. die Ansteuerung der Fixiereinrichtung, das heißt der Antriebslinien bzw. -leitungen, welche dem Band 17 und der Walze 23 zugeordnet sind. Die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 23 wiederholt dann die Hystereseregulierung bzw. -regelung, um das Band 17 und die Walze auf der ersten Temperatur bzw. der zweiten Temperatur zu halten.

Mit dem obigen Vorgehen beginnt die Regulier- bzw. Regeleinrichtung 23 nicht, die Fixier­ einrichtung anzutreiben bzw. zu betreiben, bis die Oberflächentemperatur der Walze 23 über die zweite Temperatur ansteigt, das heißt bis der auf der Walze 23 abgelagerte Toner seinen Erweichungspunkt erreicht. Dadurch wird sicher verhindert, dass das Band 17 an der Walze 23 durch den vorgenannten Toner anhaftet und beschädigt wird.

Nachfolgend wird auf Fig. 6 Bezug genommen. In dieser wird eine spezifische Konfigurati­ on eines Farbbilderzeugungsapparates, auf welche die obige Ausführungsform angewendet ist, gezeigt. Wie gezeigt, weist der Apparat Bilderzeugungsabschnitte 41Y (Yellow; gelb), 41M (Magenta; magentarot), 41C (Cyan; cyanblau) und 41K (schwarz) für die jeweilige Ausbildung eines Y-, eines M-, eines C- und eines K-Tonerbilds auf den fotoleitenden Ele­ menten 40Y, 40M, 40C und 40K auf. Die fotoleitenden Elemente 40Y bis 40K sind z. B. als Trommeln ausgebildet. Ein endloses Förderband 42 fördert Papier oder ein ähnliches Auf­ zeichnungsmedium. Ein Papierzuführabschnitt weist eine mit einem Stapel Papierblättern beladene Kassette 43 und eine Abnehmer- bzw. Pickuprolle 44 auf. Die Abnehmer- bzw. Pickuprolle 44 zieht Papier aus der Kassette 43 zu einem Register- bzw. Ausrichtrollenpaar 45. Transferladeeinrichtungen oder Transfereinrichtungen, die nicht gezeigt sind, sind je­ weils einer der Bilderzeugungsabschnitte 41Y bis 41K zugeordnet. Die Transferladeein­ richtungen übertragen Tonerbilder verschiedener Farben nacheinander von den Trommeln 40Y bis 40K auf das obige Papier eines nach dem anderen. Eine Fixiereinrichtung 46 der beispielsweisen Ausführungsform fixiert das sich ergebende Kompositfarbbild auf dem Pa­ pier.

Das Förderband 42 wird über eine Mehrzahl von Walzen 47 und 48 geführt und wird durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle veranlasst, umzulaufen. Die Trommeln 40Y bis 40K werden durch einen Trommelantriebsabschnitt gedreht, welcher nicht gezeigt ist. Ladeein­ richtungen 49Y, 49M, 49C und 49K laden die Oberflächen der Trommeln 40Y, 40M, 40C bzw. 40K gleichmäßig auf. Schreibeinheiten oder Laseroptiken 50Y, 50M, 50C bzw. 50K belichten die aufgeladenen Oberflächen der Trommeln 40Y, 40M, 40C und 40K und bilden dadurch latente Bilder auf ihnen. Entwicklungseinrichtungen 41Y, 41M, 41C bzw. 41K entwickeln die auf den Trommeln 40Y, 40M, 40C und 40K gebildeten latenten Bilder mit Y-, M-, C- und K-Toner und erzeugen dadurch ein Y-, ein M-, ein C- und ein K-Tonerbild.

Das Register- bzw. Ausrichtrollenpaar 45 beginnt die Förderung des von der Kassette 43 zugeführten Papiers mit einer solchen Zeitsteuerung, dass die voreilende Kante des Papiers aufeinander folgend die voreilenden Kanten der auf den Trommeln 40Y bis 40K gebildeten Bilder trifft. Das Förderband 42 fördert das von dem Register- bzw. Ausrichtrollenpaar 45 zugeführte Papier zu den Trommeln 40Y bis 40K. Die vorgenannten Transferladeeinrich­ tungen übertragen die Tonerbilder eines nach dem anderen von den Trommeln 40Y bis 40K auf das Papier, wobei ein Voll-Farbbild auf dem Papier komplettiert wird. Die Fixierein­ richtung 46 fixiert das Voll-Farbbild auf dem Papier. Danach wird das Papier mit dem fi­ xierten Bild, das heißt ein Print, aus der Einrichtung ausgetragen.

Nach der Bildübertragung entfernen Reinigungseinrichtungen 52Y, 52M, 52C und 52K den auf den Trommeln 40Y, 40M, 40C bzw. 40K verbliebenen Toner.

Weil die Aufwärmzeit der Fixiereinrichtung 46 kurz ist, wird die Anlaufzeit der gesamten Einrichtung verkürzt und es werden fehlerhafte Abbildungen vermieden, die einer Beschä­ digung des Bandes 17 zugeschrieben werden können.

Zusammenfassend ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine Fixiereinrichtung der Bandbauart schafft, die verschiedene außerordentliche Vorteile besitzt, wie sie unten aufge­ zählt werden.

• 1. Die Fixiereinrichtung reduziert die Aufwärmzeit und verhindert, dass ein darin ent­ haltenes Band an einer Walze durch Toner anhaftet und beschädigt wird.
• 2. Die Fixiereinrichtung ist in der Lage, Offsettoner, Papierstaub und andere Verunrei­ nigungen von der Oberflächenschicht eines darin enthaltenen Bandes zu entfernen.
• 3. Die Fixiereinrichtung ist in der Lage, sicher und wirksam das Band zu reinigen.
• 4. Die Walze hat eine Oberflächenschicht, deren Reibungskoeffizient klein genug ist, um das Band vor Beschädigung zu schützen.
• 5. Die Fixiereinrichtung erhöht die Leistung und reduziert die Kosten.
• 6. Die Oberflächentemperatur der Walze kann genau reguliert bzw. geregelt werden.
• 7. Die Anschaltfrequenz einer zweiten Heizquelle wird abgesenkt, um dadurch Energie zu sparen.
• 8. Die kurze Aufwärmzeit vermeidet fehlerhafte Bilder, welche der Beschädigung des Bandes zugeschrieben werden können.

Verschiedene Abwandlungen sind für jene, die auf diesem Gebiet Fachleute sind, möglich, nachdem sie die Lehren der vorliegenden Offenbarung erhalten haben, ohne dass von deren Umfang abgewichen wird.

Eine bandartige Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein end­ loses Band, eine Förderwalze, welche das Band so trägt, dass das Band umlaufen kann, eine erste Heizquelle zum Heizen des Bandes, eine Andruckwalze zum Andrücken eines Aufzeichnungsmediums gegen das Band, eine Hohlwalze, welche die Außenoberfläche des Bandes kontaktiert, und eine zweite Heizquelle, welche in der oder benachbart zu der Hohlwalze angeordnet ist. Die Fixiereinrichtung ist in der Lage, eine Aufwärmzeit zu reduzieren und zu verhindern, dass das Band an der Hohlrolle durch Toner anhaftet und beschädigt wird.

Claims (11)

1. Fixiereinrichtung der Bandbauart, mit:
einem endlosen Band;
einer Förderrolle, welche das Band so trägt, dass das Band umlaufen kann bzw. drehbar ist;
einer ersten Heizquelle zum Beheizen des Bandes;
einer Andruckrolle zum Anpressen eines Aufzeichnungsmediums gegen das Band;
einer Hohlwalze, welche eine Außenoberfläche des Bandes kontaktiert; und
einer zweiten Heizquelle, welche in oder angrenzend an bzw. benachbart zu der Hohlwalze angeordnet ist;
wobei die Hohlwalze in der gleichen Richtung wie das Band drehbar ist, und zwar an einer Position gesehen, wo die Hohlwalze und das Band einander kontaktieren, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit gleich oder größer als die Umfangsge­ schwindigkeit des Bandes.

2. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hohlwalze eine Oberflächenschicht aufweist, die als wärme- bzw. hitzebeständige Trenn- bzw. Ablöseschicht ausgebildet ist.

3. Fixiereinrichtung nach Anspruch 2, wobei die wärme- bzw. hitzebeständige Trenn- bzw. Ablöseschicht ein Fluorkohlenstoffharz aufweist.

4. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fixiereinrichtung und die Hohlwalze solange nicht angetrieben sind, bis eine Oberflächenschicht in der Hohlwalze wenigstens eine Temperatur höher als ein Erweichungspunkt des Toners erreicht.

5. Fixiereinrichtung der Bandbauart, mit:
einem endlosen Band;
einer Förderwalze, welche das Band so trägt, dass das Band umlaufen kann bzw. drehbar ist;
einer ersten Heizquelle zum Beheizen des Bandes;
einer Andruckwalze zum Andrücken eines Aufzeichnungsmediums gegen das Band;
einer Hohlwalze, welche eine Außenoberfläche des Bandes kontaktiert;
einer zweiten Heizquelle, welche angrenzend an die bzw. benachbart zu der Hohlwalze angeordnet ist; und
ersten Temperaturfühleinrichtungen zum Fühlen einer Temperatur einer Oberflä­ chenschicht in der Hohlwalze;
wobei die zweite Wärmequelle auf der Grundlage der durch die erste Temperatur­ fühleinrichtung gefühlten Temperatur reguliert bzw. geregelt wird.

6. Fixiereinrichtung nach Anspruch 5, welche weiterhin eine zweite Temperaturfühl­ einrichtung zum Fühlen einer Temperatur einer Oberflächenschicht des Bandes fühlt, wobei die erste Heizquelle so reguliert bzw. geregelt wird, dass sie die durch die zweite Temperaturfühleinrichtung gefühlte Temperatur mit einer ersten vorgewählten bzw. vor­ bestimmten Temperatur übereinstimmen lässt, während die zweite Heizquelle so regu­ liert bzw. geregelt ist, dass sie die durch die erste Temperaturfühleinrichtung gefühlte Temperatur mit einer zweiten vorgewählten bzw. vorbestimmten Temperatur geringer als die bzw. gleich der ersten vorgewählten bzw. vorbestimmten Temperatur überein­ stimmen lässt.

7. Fixiereinrichtung, wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die zweite Heizquelle so reguliert bzw. geregelt ist, dass die durch die erste Temperaturfühleinrichtung gefühlte Temperatur höher als ein Erweichungspunkt des Toners ist.

8. Fixiereinrichtung, wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die besagte Fixierein­ richtung und die besagte Hohlwalze nicht angetrieben bzw. betrieben werden, bis eine Oberflächenschicht, welche in der Hohlwalze enthalten ist, wenigstens eine Temperatur höher als der Erweichungspunkt des Toners erreicht.

9. In einer Bilderzeugungseinrichtung, welche eine Fixiereinrichtung der Bandbauart aufweist, wobei die Fixiereinrichtung der Bandbauart aufweist:
ein endloses Band;
eine Förderwalze, welche das Band so trägt, dass das Band umlaufen kann bzw. drehbar ist;
eine erste Heizquelle zum Beheizen des besagten Bandes; eine Andruckwalze zum Andrücken eines Aufzeichnungsmediums gegen das be­ sagte Band;
eine Hohlwalze, welche eine Außenoberfläche des Bandes kontaktiert; und
eine zweite Heizquelle, welche in der oder angrenzend an die bzw. benachbart zu der Hohlwalze angeordnet ist.

10. Bilderzeugungseinrichtung, wie in Anspruch 9 beansprucht, wobei die besagte Hohlwalze in der gleichen Richtung wie das Band drehbar ist, und zwar gesehen an ei­ ner Position, wo die Hohlwalze und das Band miteinander in Kontakt stehen, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit gleich oder höher als eine Umfangsgeschwindigkeit des Bandes.

11. Bilderzeugungseinrichtung, wie in Anspruch 9 beansprucht, wobei sie ferner eine erste Temperaturfühleinrichtung zum Fühlen einer Temperatur einer Oberflächenschicht, die in der Hohlwalze enthalten ist, aufweist, wobei die besagte zweite Heizquelle auf der Grundlage der durch die erste Temperaturfühleinrichtung gefühlten Temperatur kontrol­ liert bzw. geregelt wird.