DE10148939A1 - Extern beheizte verformbare Tonerfixierwalze - Google Patents

Abstract

Eine verformbare Tonerfixierwalze (20) zur Verwendung in einer Fixierstation (100, 200) eines elektrostatografischen Apparats mit einem steifen zylindrischen Kernelement (11), dass eine elastisch verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle umfasst, wobei die Tonerfixierwalze (20) so angepasst ist, dass sie von einer Wärmequelle (40, 42), die außerhalb der Tonerfixierwalze (20) liegt, beheizt wird und dass die verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft Fixierstationen und -walzen, die bei der elektrostatischen Bebilderung benutzt werden, insbesondere eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur zum Kontrollieren von Laufabweichungen und zum Verbessern der Bildqualität.

Bei elektrostatografischen Bebilderungs- und Übertragungsprozessen wie z. B. der elektrostatografischen Wiedergabe wird ein latentes elektrostatisches Bild auf einem primären bilderzeugenden Element wie z. B. einer Fotoleiteroberfläche gebildet und anhand eines thermoplastischen Tonerpuders entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird anschließend auf ein Aufnahmeelement, z. B. einen Papierbogen übertragen und dann in einer Fixierstation anhand von Wärme oder Druck oder beidem auf dem Aufnahmeelement fixiert. Das Fixierelement kann eine Walze sein, ein Riemen oder eine andere Oberfläche mit einer geeigneten Form zum Fixieren des thermoplastischen Tonerpuders auf dem Aufnahmeelement. Der Schritt des Fixieren in einer Fixierstation mit einer Walze besteht üblicherweise darin, das Aufnahmeelement, auf das der Toner aufgebracht worden ist, zwischen einem angestellten Walzenpaar hindurchzuführen, um einen Kontaktbereich, der als Fixierspalt bekannt ist, zu schaffen. Um den Spalt zu bilden, weist mindestens eine der Walzen eine nachgiebige oder anpassungsfähige Schicht auf ihrer Oberfläche auf. Die Wärme wird von mindestens einer der Walzen auf den Toner in dem Fixierspalt übertragen, so dass der Toner teilweise schmilzt und sich auf dem Aufnahmeelement absetzt. Wenn das Fixierelement eine beheizte Walze ist, wird üblicherweise eine nachgiebige Schicht mit einer glatten Oberfläche verwendet, die entweder direkt oder indirekt mit dem Walzenkern verbunden ist. Ist das Fixierelement in Form eines Bands ausgebildet (wie hier beschrieben ist bezieht sich ein Band auf einen flexibles endloses Band, das die beheizte Walze umläuft), weist es üblicherweise eine glatte gehärtete äußere Oberfläche auf.

Die meisten Fixierelemente sind bekannt, wie z. B. Simplexfixierer, die Toner in einem Durchgang nur auf eine Seite des Aufnahmeelements aufbringen. In einem Simplexfixierer heißt die Walze, die den nicht fixierten Toner berührt, üblicherweise Tonerfixierwalze und ist normalerweise beheizt. Die Walze, die die andere Seite des Aufnahmeelements berührt, ist die Gegendruckwalze und ist üblicherweise nicht beheizt. Entweder eine Walze oder beide Walzen können eine nachgiebige Schicht auf der oder in der Nähe der Oberfläche aufweisen. In den meisten Fixierstationen, die eine Tonerfixierwalze und eine angestellte Gegendruckwalze verwenden, ist es üblich, dass nur eine der beiden Walzen drehbar von einer externen Quelle angetrieben wird. Die andere Walze wird dann durch Reibungskontakt mitgedreht.

Eine weitere weniger bekannte Ausführungsform einer Fixierstation mit Walzen, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist eine Duplexfixierstation, die zwei Tonerbilder umfasst, die gleichzeitig auf jede Seite eines Aufnahmeelements, das durch den Fixierspalt geführt wird, aufgebracht werden. In dieser Art Duplexfixierstation gibt es keine richtige Unterscheidung zwischen Tonerfixierwalze und Gegendruckwalze, da beide Walzen beim Anwenden von Wärme und Druck ähnliche Funktionen ausführen.

Zwei Grundarten von beheizten Simplexfixierstationen mit Walzen sind bekannt. Die erste Form verwendet eine verformbare Gegendruckwalze, um den Fixierspalt gegen eine harte Tonerfixierwalze zu bilden, wie z. B. die von Xerox® hergestellte Docutech 135. Der zweite Typ verwendet eine verformbare Tonerfixierwalze, um einen Spalt gegen eine harte oder relativ unverformbare Gegendnickwalze zu bilden, z. B. die von der Heidelberg Digital LLC® hergestellte Digimaster 9110. Eine verformbare Tonerfixierwalze wie sie hier beschrieben ist umfasst eine anpassungsfähige oder eine nachgiebige Schicht, die dicker als ca. 2 mm ist und in einigen Fällen mehr als 25 mm dick ist. Eine harte Tonerfixierwalze wie sie hier beschrieben ist umfasst üblicherweise einen starren Zylinder, der eine relativ dünne Polymer- oder anpassungsfähige Elastomerbeschichtung, die üblicherweise weniger als 1,25 mm dick ist, aufweist. Bei einer verformbaren Tonerfixierwalze, die in Verbindung mit einer harten Gegendruckwalze verwendet wird, lässt sich das Aufnahmeelement leichter von der beheizten Tonerfixierwalze ablösen, weil die verzerrte Form der verformbaren Oberfläche in dem Spalt das Aufnahmeelement in Richtung der relativ unverformbaren Gegendruckwalze und weg von der viel mehr verformbaren Tonerfixierwalze biegt.

Handelsübliche Tonerfixierwalzen umfassen üblicherweise ein zylindrisches Kernelement (das oft aus Metall, z. B. Aluminium ist), welches mit einer oder mehreren synthetischen Schichten (die üblicherweise polymerische Materialien aus Elastomeren umfassen) überzogen ist.

Die handelsüblichste Art von Tonerfixierwalze ist eine, in intern beheizt wird, was bedeutet, dass eine Wärmequelle in der Walze vorgesehen ist, um die Wärme zu erzeugen, die zum Fixieren nötig ist. Eine Tonerfixierwalze dieser Art umfasst normalerweise einen hohlen Kern, in dem sich eine Wärmequelle befindet, üblicherweise eine Lampe. Der Kern ist mit einer Elastomerschicht umgeben, durch die Wärme von dem Kern zur Oberfläche geleitet wird und die Elastomerschicht enthält üblicherweise Füllstoffe für eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit.

Eine weitere Art von Tonerfixierwalze ist als extern beheizte Tonerfixierwalze bekannt und wird durch Oberflächenkontakt zwischen der Tonerfixierwalze und einer oder mehreren Heizwalzen beheizt. Als Beispiel einer extern beheizten Tonerfixierwalze ist der Kopierer mit dem Namen Image Source 120 von Eastman Kodak Company zu nennen.

Extern beheizte Tonerfixierwalzen sind auch in der US 5,450,183 und der US 4,984,027 beschrieben.

Ein verformbare Tonerfixierwalze kann eine nachgiebige oder anpassungsfähige Schicht eines brauchbaren Materials umfassen, z. B. ein im Wesentlichen raumbeständiges Elastomer (solche, die eine Querdehnzahl von ungefähr 0,5 aufweisen). Als Alternative kann eine anpassungsfähige Schicht einen relativ kompressiblen Schaum mit einer Querdehnzahl, die viel niedriger als 0,5 ist, aufweisen. Eine anpassungsfähige polyimide Schaumschicht ist in der US 4,791,275 beschrieben. In der US 3,983,287 ist ein Lithografiedrucktuch beschrieben, das eine anpassungsfähige Schicht mit einer großen Anzahl von brechbaren, kleinen Blasen mit steifen Wänden enthält, die mechanisch zerbrochen werden können, um einen geschlossenzelligen Schaum zu schaffen, der eine glatte Oberfläche aufweist.

Aufnahmeelemente führen die meiste Wärme während des Fixiervorgangs ab. Da Aufnahmeelemente, die schmaler als die Tonerfixierwalze sind, die Wärme entlang der Tonerfixierwalze nur teilweise aufnehmen können, entstehen Bereiche mit höherer und niedriger Temperatur entlang der Oberfläche der Tonerfixierwalze parallel zu der Walzenachse. Höhere oder niedrigere Temperaturen können ein erhebliches Verschmieren des Toners in der Fixiervorrichtung mit Walzen hervorrufen.

Eine verbesserte Wärmeübertragung auf die Oberfläche einer extern beheizten Tonerfixierwalze von externen Heizwalzen reduziert die Temperatur der externen Heizwalzen sowie die der Hardware und der Lager, die mit den externen Heizwalzen verbunden sind.

In der US 6,016,409 ist ein Fixiermodul beschrieben, das einen elektronisch lesbaren Speicher umfasst, der ständig mit dem Fixiermodul verbunden ist. Dies ermöglicht es dem Steuerungssystem der Druckmaschine die Codes vom elektronisch lesbaren Speicher während der Installation zu lesen, um Parameter für den Betrieb des Moduls wie z. B. den maximalen Bahnverbrauch, die Spannung und Temgeraturerfordernisse und die Kalibrierungsparameter des Heißleiters/Thermistors zu erhalten.

Wenn eine verformbare Walze verzogen wird, um einen Spalt zu bilden, wird die Dicke des verformbaren Materials auf dem Kern in dem Spalt verringert. Wenn die verformbare Schicht im Wesentlichen inkompressibel ist, ist die Durchschnittsgeschwindigkeit des Teils der verformbaren Schicht in dem Fixierspalt von Natur aus größer als der von Teilen der verformbaren Schicht, die weiter von dem Spalt entfernt sind, da die Volumenfließrate des Elastomers um die Walze konstant ist. Dies führt dazu, dass die Oberflächengeschwindigkeit der verformbaren Walze in dem Spalt anders ist als weit vom Spalt entfernt. Die verformbare Walze ist z. B. eine Antriebswalze, die eine relativ normfeste Gegendruckwalze reibend antreibt, wobei die Gegendruckwalze sich schneller dreht als bei einer formfesten Tonerfixierwalze, ein Phänomen, das unter dem Namen "Overdrive" bekannt ist. Overdrive kann als quantitativ als Umfangsübersetzungsverhältnis, das als Verhältnis der Umfangsoberflächengeschwindigkeit an einer weit vom Spalt entfernten Stelle gemessen wird ausgedrückt werden. Ein gleiches Umfangsübersetzungsverhältnis entspricht der Bedingung von Null Overdrive.

Das Übersetzungsverhältnis in einem Spalt wird im Prinzip durch eine wirksame Querdehnzahl der Walzenmaterialien, der Module der Walzenmaterialien, der Anstellung der Walzen und die Widerstandskräfte des Drehmoments der Walzen bestimmt. Die Querdehnzahl von Polymeren mit einem hohen Molekulargewicht nähert sich 0,5 an, und nähert sich bei sehr weichen polymerischen Schaumstoffen 0 an. In theoretischen Modellrechnungen von K. D. Stack mit dem Titel: "Nichtlineares endliches Elementenmodell von Axialvariationen in Spalt mit Anwendung bei konischen Walzen", [Doktorarbeit an der Universität von Rochester, Rochester, N. Y. (1995)] wurde gezeigt, dass bei speziellen Fällen einer starren zylindrischen Walze, die mit einer Schicht aus verformbaren Material, die ein nicht verformbares sich bewegendes Flächenelement widerstandslos reibend antreibt, wobei das verformbare Material eine Querdehnzahl von ungefähr 0,3 aufweisen sollte, damit keine Overdrive vorliegt, die in Betracht gezogen werden muss, d. h. ein Übersetzungsverhältnis, das im Wesentlichen einheitlich ist. Für Querdehnzahlen, die größer als ungefähr 0,3 sind, ist die Oberfläche der Walze (die durch den Spalt verzogen wird) in dem Spaltbereich gespannt, wodurch ein Overdrive des Flächenelements mit Hinsicht auf die Walze entsteht. Für Querdehnzahlen, die schmaler als ungefähr 0,3 sind, ist die Oberfläche der Walze in dem Spaltbereich zusammengedrückt, wodurch eine dem Overdrive entgegengesetzte Laufabweichung, einem sogenannten "Underdrive" des Flächenelements mit Hinsicht auf die Walze entsteht, d. h. die Oberflächengeschwindigkeit ist an einer Stelle weit entfernt von dem Spalt kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Walze.

Ein Schaum oder Schwamm kann ein mit Filz versehenes Material umfassen, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Mit Filz versehene Schaumarten können z. B. hergestellt werden, indem ein elastomerer, bereits hergestellter Schaum unter Wärme üblicherweise einachsig zusammengedrückt wird, dann gekühlt zusammengedrückt wird und anschließend die Druckbelastung entfernt wird. Mit Filz versetzte Schaumarten haben anisotrope mechanische Eigenschaften, so dass das Elastizitätsmodul und die Querdehnzahl in verschiedenen Richtungen verschieden sein können. So sind z. B. sowohl das Elastizitätsmodul als auch die Querdehnzahl eines mit Filz versetzten Schaummaterials bei einachsigem Zusammendrücken entlang der Druckrichtung, die in einer Ebene rechtwinklig zu der Druckrichtung liegt, verschieden. Darüber hinaus kann die Querdehnzahl, die bei weichen Schaumarten eher niedrig ist, sogar negative Werte bei mit Filz versetzten Schaumarten oder Schwämmen annehmen.

Wenn eine verformbare Walze, die ein im Wesentliches raumbeständiges Elastomer umfasst, durch Verzerrung/Formänderung mit einer anderen Walze in einem Fixierspalt verschoben wird, führt dies dazu, dass die verformbare Schicht in der Nähe beider Seiten des Fixierspalts besonders dick wird, d. h. Vor-Spalt- und Nach-Spalt-Erhebungen aufweisen. Der höchste Druck in dem Spalt wird in der Nähe der Spaltmitte erreicht (an der Schnittstelle der verbundenen Oberflächen und einer vorgestellten Linie zwischen den Mittelpunkten der beiden Walzen). Da eine Walze die andere antreibt, sollte die Oberflächengeschwindigkeit der Walzen an dem Punkt des maximalen Drucks, in der Nähe des Mittelpunkts des Spalts fast gleich sein. Wie vorher bereits erläutert, sind die Geschwindigkeiten im dem Vor-Spalt- und dem Nach-Spalt-Erhebungen im allgemeinen verschieden. Angesichts dieser Tatsachen ist es verständlich, dass es im Kontaktbereich des Spalts Stellen gibt, an denen die Oberflächengeschwindigkeit verschieden ist, d. h. wo Schlupf auftritt. Dieser Schlupf, der im Wesentlichen etwas hinter und ein etwas vor dem Ausgang des Spalts auftreten kann, führt zur Abnutzung der Walze, was gleichzeitig eine kürzere Gebrauchsdauer der Walze bedeutet.

Ein möglicherweise schwerwiegendes Problem beim Fixieren unter Overdrive der Walzen ist der sogenannte "differentielle Overdrive", der z. B. mit Toleranzfehlern beim Anbringen der Walzen, die den Spalt bilden, oder mit der Unrundheit der Walzen, der durch die Abweichungen bei der Walzenkonzentrizität oder Exzentrizität verursacht werden, verbunden ist. Die Unrundheit kann verschiedene Ursachen haben, z. B. Abweichungen in der Dicke der Schichten entlang der Walze, Abweichungen in den Abmessungen des Kernelements, eine nicht mittige Walzenachse usw. Es ist offensichtlich, dass der differentielle Overdrive in örtlich verschiedenen Schlupfwerten entlang eines Fixierspalts resultieren kann, insofern als das lokal wirkende Übersetzungsverhältnis sonst zu Schwankungen oder mit der Zeit zu Veränderungen entlang des Spalts neigen würde, wodurch Teile der angetriebenen Walze sich langsamer und andere Teile sich schneller als mit der Durchschnittsantriebsgeschwindigkeit bewegen würden. Der differentielle Overdrive kann schwerwiegende Konsequenzen für das Fixieren, einschließlich der Bildung von erheblichen Fehlern im Bild und des Verknittern eines Aufnahmeelements haben.

Alle Walzen unterliegen der Abnutzung, insbesondere dort, wo die Kanten der Aufnahmeelemente die Walzen berühren. Da eine relative Bewegung aufgrund von Schlupf zwischen den Walzen die Abnutzung noch steigert, sind die Geschwindigkeitswechsel der Oberfläche der verformbaren Walze, während sie sich in, durch und aus einem Fixierspalt bewegt, den sie mit einer relativ inkompressiblen Walze bildet, erhöhen die Abnutzungsrate der verformbaren Walze noch, insbesondere wenn die verformbare Walze das erhitzte Fixierelement ist, wobei zu beachten ist, das eine Tonerfixierwalze üblicherweise im Spalt auf eine relativ raue und schmirgelartige Oberfläche trifft. Da das Material auf der verformbaren Walze jedes mal, wenn es durch den Fixierspalt geführt wird, gespannt und entspannt wird, kann dieses Spannen zu Ermüdungs- und Abnutzungserscheinungen führen, einschließlich eines Ausfalls der Walze aufgrund von Rissen in dem verformbaren Material oder zu einem Ablösen des Materials selbst.

Um eine hohe Bildqualität bei elektrofotografischen Kopierern/Druckern zu erhalten, müssen Bilddefekte minimiert werden. Eine Art von Fehlern wird durch Verschmieren der Bildpunkte oder anderer Bildmerkmale kleinen Maßstabs in dem Fixierspalt hervorgerufen. Relative Bewegungen, die mit dem Overdrive in Zusammenhang stehen und an manchen Stellen Schlupf zwischen den Walzen in einem Fixierspalt hervorrufen, können dazu führen, dass weich gemachte Tonerpartikel parallel zu der Bewegungsrichtung verschmieren, was die Bildpunkten verlängern kann.

Einige Tonerfixierwalzen sind so aufgebaut, dass die Filmschicht aus Öl von niedriger Viskosität verwendet wird, um das Ablösen des Toners und damit des Aufnahmeelements von der Tonerfixierwalze zu ermöglichen. Eine relative Bewegung in dem Fixierspalt kann den Ölfilm auf unvorteilhafte Weise unterbrechen.

Eine extern beheizte Tonerfixierwalze umfasst üblicherweise einen hohlen zylindrischen Kern, der oftmals aus Metall gebildet ist. Eine nachgiebige, anpassungsfähige Polsterschicht, die Füllerpartikel umfassen kann, um die mechanische Stärke und/oder Wärmeleitfähigkeit zu verbessern, wird üblicherweise auf der Oberfläche des Kerns gebildet, der vorzugsweise mit einem Primer überzogen sein kann, um die Haftung der nachgiebigen Schicht zu verbessern. Die Walzenpolsterschicht ist normalerweise aus Silikongummi oder Silikonpolymeren wie z. B. Poly(dimethylsiloxan) (PDMS) Polymeren von niedriger Oberflächenenergie, die die Haftung des Toners auf der Walze minimieren.

Oft werden Ablöseöle, z. B. Poly(dimethylsiloxan) auch auf die Oberfläche der Tonerfixierwalze aufgebracht, um zu verhindern, dass Toner auf der Walze hängen bleibt. Diese Ablöseöle (die üblicherweise als Fixieröle bezeichnet werden) können bei wiederholter Verwendung in der nachgiebigen Schicht mit dem PDMS zusammenwirken, was mit der Zeit zu einem Anschwellen, Weichwerden und Abnutzen der Walze führt. Eine dünne Sperrschicht, z. B. ein ausgehärtetes Polyfluorokarbon kann auf der Polsterschicht gebildet werden, um diese vom Ablöseöl verursachten negativen Auswirkungen zu verhindern.

Die Elektrofotografie kann dazu verwendet werden, eine hohe Qualität bei mehrfarbigen Tonerbildern zu schaffen, wenn die Tonerpartikel klein sind, d. h. einen Durchmesser von weniger als ungefähr 10 µm aufweisen und die Aufnahmeelemente, üblicherweise Papierblätter, glatt sind. Ein übliches Verfahren zum Erzeugen eines mehrfarbigen Tonerbilds beinhaltet die Dreifarbenmischung durch subtraktive Farbbildung. Bei einer Farbmischung dieser Art werden bildweise nacheinander elektrostatische Bilder auf einem Fotoleiterelement gebildet, wobei jedes eine andere Farbe wiedergibt, und jedes Bild wird mit einem Toner einer anderen Farbe entwickelt. Üblicherweise entsprechen die Farben jeweils einer der drei subtraktiven Primärfarben (Zyan, Magenta und Gelb) und wahlweise Schwan. Die bildweisen elektrostatischen Bilder für jede der Farben kann nacheinander auf dem Fotoleiterelement gebildet werden, indem Filter verwendet werden, um Farbauszüge entsprechend der Farben in dem Bild zu erzeugen. Nach der Entwicklung der Farbauszüge kann jedes entwickelte Farbauszugsbild von dem Fotoleitelement registerhaltig mit den anderen Farbtonerbildern auf ein Übergabeelement übertragen werden. Alle Farbtonerbilder können dann in einem Schritt von dem Übergabeelement auf ein Aufnahmeelement übertragen werden, wo sie fixiert oder eingeschmolzen werden, um ein permanentes Vielfarbenbild zu schaffen. Alternativ dazu kann ein elektrofotografischer Apparat mit einer Reihe von Tandemmodulen verwendet werden, wobei die Farbauszugsbilder in jedem der vier Farbmodule gebildet werden und registerhaltig auf ein Aufnahmeelement übertragen werden, während das Aufnahmeelement durch den Apparat bewegt wird und von einer Transportbahn gehalten wird.

Um mit der fotografischen Qualität, die anhand der Halogensilbertechnologie erzielt wird, mithalten zu können, ist es wünschenswert, dass diese Vielfarbentonerbilder einen hohen Glanz aufweisen. Daher ist es erstrebenswert, ein sehr glattes Fixierelement vorzusehen, das die Tonerpartikel in der Fixierstation kontaktiert.

Beim Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufnahmeelement, wenn es durch den Fixierspalt geführt wird, wird der Kontaktbereich einer verformbaren Tonerfixierwalze mit der tonertragenden Oberfläche eines Aufnahmebogens durch das Maß an Druck bestimmt, das von der Gegendruckwalze ausgeübt wird und durch die Eigenschaften des verformbaren Materials. Das Ausmaß des Kontaktbereichs hilft dabei, die Zeitspanne festzustellen, in der irgendein Teil des Tonerbildes die Tonerfixierwalze kontaktiert und von der Tonerfixierwalze erhitzt wird.

Füllpartikel können in einer Sperrschicht enthalten sein. In der US 5,464,698 ist ein Tonerfixierelement mit einer Silikongummipolsterschicht und einer darüber angeordneten gehärtetes Fluorcarbonpolymerschicht beschrieben, welche ein Füllmaterial mit einer Teilchenmischung, die Zinnoxid aufweist, umfasst.

In anderen Patentschriften früheren Datums ist eine verbesserte Tonerfixierwalze beschrieben, die drei konzentrische Schichten umfasst, von denen jede ein Teilchenfüllelement aufweist, d. h. ein Grundpolsterschicht mit einem kondensationsgehärtetem PDMS, einer Sperrschicht, die das Grundpolster bedeckt und ein gehärtetes Fluorkarbonpolymer und einer äußere Oberflächenschicht mit einem auf zusätzliche Weise gehärteten PDMS, wobei die Teilchenfüllelemente in jeder Schicht ein oder mehrere der folgenden Oxide aufweisen: Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Zinnoxid und Zinkoxid umfassen. Die Sperrschicht, die ein Viton™- Elastomer (erhältlich bei DuPont) oder ein Fluorel™-Elastomer (erhältlich bei Minnesota Mining and Manufacturing) umfassen kann, ist ein Material mit einem relativ niedrigen Spannungswert, welches üblicherweise ein Elastizitätsmodul von weniger als ungefähr 10 MPa aufweist und daher eine Wirkung auf die mechanischen Merkmale der Walze einschließlich der Laufabweichungen aufweist, die vernachlässigt werden kann.

Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zu Grunde, die Abnutzung einer extern beheizten Tonerfixierwalze zu verringern und so deren Nutzungszeitraum für die Verwendung in der Elektrostatografie zu verlängern, wobei es wichtig bleibt, die Laufabweichungen zu reduzieren, wenn die Tonerfixierwalze in einem Fixierspalt an eine Gegendruckwalze angestellt wird. Um die Bildqualität zu verbessern, bleibt der Bedarf an einer extern beheizten Tonerfixierwalze bestehen, welche keine großen oder kleinen Bilddefekte, die auf Laufabweichung zurückzuführen sind, in Verwendung mit einer Gegendruckwalze mehr produziert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die vorliegende Erfindung behandelt die oben angeführten Nachteile, die extern beheizte Tonerfixierwalzen nach dem Stand der Technik aufweisen und schafft eine extern beheizte Tonerfixierwalze, die eine verformbare Struktur mit einer Querdehnzahl innerhalb eines vorbestimmten Rahmens aufweist. Die Erfindung schafft eine extern beheizte verformbare Tonerfixierwalze mit vielen Schichten zum verbesserten Fixieren von Tonerbildern in einem elektrostatografischen Apparat. Die einzelnen Schichten einer bevorzugten Tonerfixierwalze weisen Querdehnzahlen und Elastizitätsmodule innerhalb eines vorbestimmten Rahmens auf, um differentiellen Overdrive in einer Fixierstation zu verringern. Aufgrund des reduzierten Overdrives, nutzt sich die erfindungsgemäße Walze nur langsam ab und weist daher eine lange Lebensdauer auf. Darüber hinaus wird die Bildqualität aufgrund des reduzierten differentiellen Overdrives verbessert, und das Papier verknittert weniger. Eine erfindungsgemäße extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer Ovedrivekontrolle kann in einer Simplex- und einer Duplexfixierstation verwendet werden.

Die Erfindung schafft eine verformbare Tonerfixierwalze zur Verwendung in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit einer verformbaren Tonerfixierwalze zur Verwendung in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit einem steifen zylindrischen Kernelement, einem austauschbaren, entfernbaren Hülsenelement, dass das Kernelement umgibt und in engem, aber nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement steht und wobei die Tonerfixierwalze so eingestellt ist, dass sie durch eine externe Wärmequelle beheizt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Die Zeichnungen geben die Elemente aus Gründen der Deutlichkeit nicht immer im Originalmaßstab wieder.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur, die ein steifes Kernelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umgibt,

Fig. 2(a) einen Querschnitt durch eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur, die ein steifes Kernelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umgibt,

Fig. 2(b) einen Querschnitt einer bevorzugten extern beheizten Tonerfixierwalze mit einem Hülsenelement, das eine verformbare Struktur aufweist, welche ein steifes Kernelement gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung umgibt,

Fig. 2(c) einen Querschnitt durch eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur mit einer Versteifungsschicht, wobei die verformbare Struktur, die ein steifes Kernelement gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst,

Fig. 2(d) einen Querschnitt einer bevorzugten extern beheizten Tonerfixierwalze mit einem Hülsenelement, das eine verformbare Struktur mit einem Versteifungselement aufweist, wobei das Hülsenelement ein steifes Kernelement gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung umgibt,

Fig. 3 eine Ansicht einer Simplex-Tonerfixierstation mit einer harten Gegendruckwalze, die in einem Fixierspalt an eine erfindungsgemäße bevorzugte extern beheizte Tonerfixierwalze angestellt ist,

Fig. 4 eine Ansicht einer Duplex-Tonerfixierstation mit einer bevorzugt extern beheizten ersten Tonerfixierwalze, die in einem Fixierspalt an eine erfindungsgemäße bevorzugte extern beheizte zweite Tonerfixierwalze angestellt ist, und

Fig. 5 eine Ansicht der Außenseite einer Tonerfixierwalze mit einer Markierung eines spezifischen Merkmals auf der äußeren Oberfläche in einem kleinen Bereich, der sich erfindungsgemäß nahe des einen Endes der Walze befindet.

Die Erfindung betrifft die elektrostatografische Wiedergabe unter Verwendung einer Fixierstation und darin angeordnete Fixierelemente zum thermischen Fixieren eines nicht fixierten Tonerbildes auf einem Aufnahmeelement, z. B. aus Papier einschließlich beschichteter Papierarten oder Plastik, wie z. B. Folien. Ein Fixierelement kann eine Walze, ein Band oder eine andere Oberfläche mit einer geeigneten Form zum Fixieren von thermoplastischem Tonerpuder auf dem Aufnahmeelement sein. Die Fixierstation umfasst vorzugsweise zwei Walzen, die angestellt sind und einen Fixierspalt bilden, in dem eine extern beheizte Tonerfixierwalze in direkten Kontakt mit dem nicht fixierten Tonerbild kommt, während das Aufnahmeelement reibschlüssig durch den Spalt bewegt wird. Die extern beheizte Walze wird von einer Wärmequelle beheizt, die vorzugsweise mit einer oder mehreren Heizwalzen in Kontakt steht. Alternativ dazu kann die Wärmequelle externe Strahlung sein, die von der Tonerfixierwalze aufgenommen wird, z. B. wie sie von einer oder mehreren Lampen erzeugt wird oder einer anderen geeigneten Wärmequelle, die sich außerhalb der Tonerfixierwalze befindet. Das Aufnahmeelement kann ein geschnittener Bogen sein oder eine fortlaufende Bahn sein. Das nicht fixierte Tonerbild kann einen einfarbigen Toner oder kann ein zusammengesetztes Bild aus zwei oder mehr einfarbigen Tonern umfassen, z. B. Schmuckfarbe oder ein Vielfarbenbild, das z. B. schwarze, zyanfarbene, magentafarbene und gelbe Toner aufweist. Der nicht fixierte Toner auf dem Aufnahmeelement wird zuvor z. B. elektrostatisch von einem tonerbildtragenden Element, wie z. B. einem primären bilderzeugenden Element oder einem Übergabeelement auf das Aufnahmeelement übertragen. Bei der elektrostatografischen Wiedergabe kann ein fotoleitendes elektrofotografisches primäres bilderzeugendes Element oder ein nicht­ fotoleitendes elektrografisches primäres bilderzeugendes Element verwendet werden. Trockene oder flüssige Toner mit Dispersionsteilchen können ebenfalls verwendet werden.

Ein erfindungsgemäßes Fixierelement ist eine externe beheizte verformbare Walze mit einer Overdrivekontrolle, einer verformbaren Struktur, die eine oder mehrere konzentrische Schichten, die ein Kernelement umgeben, umfassen kann. Verformbare Tonerfixierwalzen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen normalerweise eine unerwünschte Menge von Overdrive auf, was zu vorzeitiger Abnutzung und einer kürzeren Lebensdauer führt und auch differentiellen Overdrive mit sich bringt, die zu Bilddefekten führen. Um diesen Problemen zu begegnen, weist die die Overdrive kontrollierende Struktur einer erfindungsgemäßen Walze Querdehnzahlen und Elastizitätsmodule auf, die innerhalb eines vorbestimmten Rahmens liegen.

Eine erfindungsgemäße Simplex-Tonerfixierstation kann mehrere Ausführungsformen haben. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform einer Fixierstation, wird eine neue extern beheizte Tonerfixierwalze, die eine verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle aufweist, in einem Spalt an eine harte Gegendruckwalze angestellt. In dieser bevorzugten Ausführungsform hilft die verzogene Form der verformbaren Tonerfixierwalze in dem Spalt dabei, das Aufnahmeelement von der Tonerfixierwalze zu lösen und führt es weiter in Richtung der harten Gegendruckwalze, während das Aufnahmeelement auf dem Spalt heraustritt, und hilft somit, Papierstaus zu verhindern. Eine verformbare extern beheizte erfindungsgemäße Tonerfixierwalze kann auch in einem Fixierspalt an eine nachgiebige Gegendruckwalze angestellt werden, die eine verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle umfasst, aber im Allgemeinen ist die Lösung nicht so geeignet aufgrund der erhöhten Kosten. Eine erfindungsgemäße Simplexfixierwalze kann verwendet werden, um ein nicht fixiertes Tonerbild auf einer Seite eines Aufnahmeelements zu fixieren, die bereits eine zuvor fixiertes Tonerbild auf der Rückseite trägt.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Duplex-Fixierstation umfasst eine verformbare extern beheizte erste Tonerfixierwalze, die eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle aufweist, die in einem Fixierspalt an eine extern beheizte zweite Tonerfixierwalze angestellt wird, die eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle aufweist. Die Duplex-Fixierstation fixiert zwei nicht fixierte Tonerbilder gleichzeitig ein, eins auf der Vorderseite und eins auf der Rückseite des Aufnahmeelements.

Obwohl in den bevorzugten Ausführungsformen nicht genau dargestellt, ist es offensichtlich, dass eine wahlweise vorsehbare zusätzliche Wärmequelle, ob extern oder intern, für das Fixieren an einer Walze in einer erfindungsgemäßen Fixierstation vorgesehen sein kann.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze, die mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist, und ein steifes zylindrisches Kernelement 51 mit einer verformbaren Struktur 52 mit Overdrivekontrolle, die haftend auf dem Kern 51 aufgetragen ist.

Das Kernelement 51 ist vorzugsweise rohrförmig und umfasst vorzugsweise ein Metall, wie z. B. Aluminium oder ein anderes geeignetes Metall und kann interne Verstärkungselemente, wie z. B. Streben und andere Teile umfassen. Andere Materialien abgesehen von Metall oder Metallgemischen können ebenfalls verwendet werden.

Die elastische mit einer Overdrivekontrolle versehene Struktur 52 weist vorzugsweise eine Querdehnzahl von weniger als 0,35 auf, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,25 und 0,35 und besonders vorteilhaft zwischen 0,25 und 0,29 auf. Um solch niedrige Querdehnzahlen zu erhalten, ist mindestens eine Schicht der elastisch verformbaren Struktur 52 im Allgemeinen ein Schaum oder kann einzelne komprimierbare Elemente wie z. B. gasgefüllte Blasen umfassen, die in die elastische Masse eingebettet sind. Die Querdehnzahl eines Materials kann leicht an einem Stück von makroskopischer Größe gemessen werden, indem eine Druckspannung entlang einer Richtung des leistenförmigen Materialmusters aufgeschlagen wird, z. B. auf der z-Achse in einem kartesischen Koordinatensystem, die entsprechende Querbelastung parallel zur x-Achse (oder y-Achse) gemessen wird und die Belastung der x-Achse durch die Spannung der z-Achse geteilt wird. Bei einem isotropen Schaum oder schwammförmigen Material sind die Belastungen für beide Achsen gleich, aber für mit Filz versehene Schaumarten z. B. ist dies nicht der Fall. Darüber hinaus kann ein Wert der Querdehnzahl einer zusammengesetzten Walze mit verschiedenen Schichten, wovon eine ein Schaum ist, anhand dieser Technik leicht gemessen werden.

Die elastisch verformbare Struktur 52, die eine oder mehrere Schichten umfassen kann, ist vorzugsweise zwischen ungefähr 2 mm und 25 mm dick und insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 4 mm und 12 mm dick.

Wenn die elastisch verformbare Struktur 52 mehr als eine Schicht aufweist, ist die am wenigsten steife Schicht vorzugsweise eine Schaum- oder eine Schwammschicht, die einen offenzelligen oder geschlossenzelligen Schaumstoff einschließlich mit Filz versetzte Schaumstoffe umfasst. Die am wenigsten steife Schicht kann auch elastomere Partikel oder gemahlene Teile umfassen, die in eine poröse Masse eingeschmolzen oder gesintert worden sind. Das Elastizitätsmodul eines elastisch verformbaren Schaums ist üblicherweise viel niedriger als das der festen Phase. Ein typischer Schaum oder Schwamm kann ein Elastizitätsmodul aufweisen, das kleiner ist, als das der festen Phase. Das Elastizitätsmodul eines Schaums (oder das Elastizitätsmodul irgendeines Materials einschließlich Schichtpressstoffe oder schichtförmige Materialien) wird anhand eines Musterstücks von makroskopischer Größe mit einer Standardtechnik bestimmt, wie z. B. Messen der Belastung des Musterstücks entlang einer Richtung unter Spannungsaufwendung mit einem geeigneten handelsüblichen Gerät wie einem Instron Zugprüfgerät und Extrapolieren des Abfalls der Kurve auf Null aufgewendete Spannung. Es ist bevorzugt, dass das Elastizitätsmodul der verformbaren Struktur 52 üblicherweise in einem Rahmen zwischen ungefähr 0,05 bis 50 MPa liegt, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,1 bis 10 MPa liegt.

Die Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung der verformbaren Struktur 52 liegt bevorzugt bei weniger als ungefähr 2,84 kg.s^-3.K^-1 innerhalb des Spaltsbereichs.

Um die mechanischen Eigenschaften der elastisch verformbaren Struktur 52 anzupassen oder zu steuern, kann sie auch ein oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: ein Teilchenfüllstoff, ein zusammengesetztes Material oder ein mehrphasiges Material einschließlich eines Schaums.

Die Walze 50 kann auch ein ersetzbares abnehmbares Hülsenelement umfassen. Das Hülsenelement umfasst ein Stütz- oder Verstärkungsband (nicht dargestellt), das in nahem aber nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement 51 ist und dieses eng umgibt, wobei die anpassungsfähige Struktur mit Overdrivekontrolle einheitlich an dem Verstärkungsband haftet. Die Hülse kann anhand einer Presslufttechnik nach dem Stand der Technik an dem Kern 51 befestigt werden oder von ihm entfernt werden. Die Hülse kann auch befestigt oder entfernt werden, indem das Kernelement gekühlt wird und somit zum Schrumpfen gebracht wird (oder erhitzt wird, um die Hülse auszudehnen) und die Hülse dann der Länge nach über das Kernelement geschoben wird. Das Verstärkungsband kann steif sein, aber es ist vorzugsweise biegsam. Das Verstärkungsband weist vorzugsweise ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von ungefähr 100-300 GPa auf und die Dicke liegt vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 20-500 µm, insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 40-100 µm. Das Verstärkungsband, das aus einem Bogen hergestellt werden kann, z. B. durch Ultraschallschweißen oder durch eine Klebemasse, kann auch ein geeignetes Material wie z. B. Metall, ein Elastomer, Plastik oder ein verstärktes Material wie z. B. einen verstärkten Silikonriemen umfassen. Vorzugsweise ist das Verstärkungsband in Form einer nahtlosen Bahn oder Röhre ausgebildet, die Nickel oder Stahl aufweist.

Fig. 2(a) zeigt eine Querschnittsansicht, nicht im Originalmaßstab, einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze, die das Bezugszeichen 10 trägt. Die Walze 10 umfasst ein steifes zylindrischen Kernelement 11, das in allen Merkmalen dem Kernelement 51 der in Fig. 1 dargestellten Walze 50 ähnlich ist und eine elastische Struktur 15 mit einer Overdrivekontrolle, die den Kern umgibt. Die Struktur 15 umfasst eine elastisch anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12, die auf dem Kern 11 gebildet wird, und eine elastisch nachgiebige Tonerlöseschicht 14, die an der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht haftet. Eine wahlweise dünne biegsame Sperrschicht 13 kann zwischen den Schichten 12 und 14 eingefügt und an diese geklebt werden. In der zweiten Ausführungsform ist die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12 an dem Kern 11 angehaftet.

Das Kernelement 11 ist vorzugsweise in Form einer zylindrischen Röhre ausgebildet, die aus irgendeinem geeigneten Material besteht, z. B. Aluminium. Das Kernelement kann innere Stützelemente aufweisen, z. B. Streben, oder andere innere Verstärkungsstrukturen, die nicht dargestellt sind. Um die Haftung zwischen dem Kern 11 und der Grundpolsterschicht 12 zu fördern, kann eine dünne Primerschicht (in Fig. 1 nicht dargestellt) wie z. B. einer aus dem luftgetrockneten Grundmittel GE 4044 (erhältlich bei General Electric Company) verwendet werden. Die Tonerablöseschicht 14 und die Grundpolsterschicht 12 können aus denselben oder anderen Materialien bestehen.

Die Grundpolsterschicht 12 kann ein geeignetes temperaturstabiles elastomerisches Material umfassen und insbesondere mehr als eine Phase, z. B. ein zweiphasiges Material, wie z. B. eine Schaum- oder Schwammschicht, die einen offenzelligen oder geschlossenzelligen Schaum umfassen kann, einschließlich mit Filz versetzte Schaumarten. Die Grundpolsterschicht 12 kann auch elastomerische Teilchen oder gemahlene Teile umfassen, die in eine poröse Masse eingeschmolzen oder gesintert worden sind. Alternativ dazu könnte die Grundpolsterschicht 12 auch einzelne komprimierbare Elemente aufweisen, wie z. B. eine Vielzahl von gasgefüllten Kugeln oder Blasen mit einer festen Wand, die im einer elastischen Masse liegen. Vorzugsweise umfasst die Grundpolsterschicht 12 ein anpassungsfähiges Material, z. B. einen Schaum, der ein Elastizitätsmodul von weniger als ungefähr 0,35, insbesondere vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25 und 0,35 aufweist und im günstigsten Fall zwischen ungefähr 0,25 und 0,29. Vorzugsweise ist eine Grundpolsterschicht 12 mit einem Schaum relativ steif, d. h. weist ein Elastizitätsmodul vorzugsweise in einem Rahmen zwischen 0,05 MPa und 50 MPa auf und insbesondere vorzugsweise zwischen ungefähr 0,1 MPa und 10 MPa. Die feste Phase einer Grundpolsterschicht 12 mit einem Schaum umfasst vorzugsweise eine offenzellige oder geschlossenzellige Struktur mit einem Elastizitätsmodul in einem Rahmen von ungefähr 0,5 MPa bis 500 MPa und insbesondere vorzugsweise von ungefähr 1 MPa bis 100 MPa. Die solide Phase einer Grundpolsterschicht 12 mit einem Schaum kann ein Fluorelastomer, z. B. Viton (von DuPont) oder Fluorel (von Minnesota Mining und Manufacturing) sein. Alternativ dazu kann die Grundpolsterschicht 12 eine Gummiart enthalten, z. B. ein EPDM Gummi, das von Ethylen Propylen Dien Monomeren, die des Weiteren einen Metalloxiddispersionsteilchenfüllstoff umfassen können, wie z. B. Eisenoxid. Als eine weitere Alternative kann die Grundpolsterschicht 12 ein Poly(dimethylsiloxan) Elastomer umfassen, das einen Metalloxiddispersionsteilchenfüllstoff, z. B. Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid, Zinkoxid oder Mischungen aus diesen. Die Grundpolsterschicht 12 könnte auch einen polyimiden Schaum enthalten, der auch einen Füllstoff enthalten könnte. Ein Füllstoff, der in der festen Phase einer Grundpolsterschicht 12 eingebettet ist umfasst vorzugsweise Partikel mit einem mittleren Durchmesser zwischen ungefähr 0,1 µm und 100 µm und ungefähr 3 bis 30 Volumenprozent der festen Phase der Grundpolsterschicht 12 und insbesondere bevorzugt umfasst es einen mittleren Durchmesser zwischen ungefähr 0,5 µm und 40 µm und ungefähr 5 bis 20 Volumenprozent der soliden Phase der Grundpolsterschicht. Die Grundpolsterschicht 12 weist vorzugsweise eine Dicke zwischen ungefähr 0,5 mm und 25 mm auf und insbesondere bevorzugt zwischen 1,25 mm und 12,5 mm. Die Grundpolsterschicht 12 weist vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als ungefähr 2,27 kg.s^-3.K^-1 innerhalb der Spaltzone und noch bevorzugter in einem Rahmen zwischen ungefähr 0,57 bis 1,70 kg.s^-3.K^-1 radialer Richtung innerhalb der Spaltzone auf.

Die äußere nachgiebige Schicht oder nachgiebige Tonerablöseschicht 14 weist vorzugsweise eine sehr glatte äußere Oberfläche auf. Die Tonerablöseschicht 14 ist vorzugsweise gegen Abreibung sehr resistent und kann ein geeignetes elastomeres Material mit einer vorzugsweise niedrigen Oberflächenenergie umfassen, wie z. B. ein Silikongummi oder ein Fluorelastomer. Die Tonerablöseschicht 14 kann z. B. ein PDMS umfassen, vorzugsweise ein ausgehärtetes Poly(dimethylsiloxan)elastomer und Siliziumdioxid- und Titandioxidfüllstoffe. Eine Tonerablöseschicht 14, die die geeignete Glätte aufweist kann Silastic™ E RTV Silikongummi, bei Dow Corning Corporation erhältlich, umfassen. Die nachgiebige Tonerablöseschicht 14 weist vorzugsweise eine Dicke in einem Rahmen von ungefähr 0,25 mm bis 5 mm auf und insbesondere bevorzugt in einem Rahmen von ungefähr 1 mm bis 5 mm auf. Die Tonerablöseschicht weist vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit in einem Rahmen von ungefähr 1,14 bis 2,84 kg.s^-3.K^-1 und ein Elastizitätsmodul zwischen ungefähr 0,05 MPa und 50 MPa auf, insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 0,1 und 10 MPa auf. Die Querdehnzahl der Tonerablöseschicht liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 0,45 und 0,50. Vorzugsweise ist die Tonerablöseschicht im Wesentlich nicht komprimierbar, wobei die Querdehnzahl zwischen 0,48 und 0,50 liegen sollte (der obere Grenzwert beschreibt eine abgerundete Zahl). Die nachgiebige Tonerablöseschicht 14 umfasst des Weiteren einen Teilchenfüllstoff, der Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Kupferoxid, Titanoxid, Silikonoxid, Graphit und eine Mischung aus diesen sein kann und vorzugsweise Zinkoxid ist. Der Teilchenfüllstoff umfasst vorzugsweise ungefähr 5 bis 50 Volumenprozent der Tonerablöseschicht und insbesondere bevorzugt ungefähr 10 und 35 Volumenprozent. Vorzugsweise trägt der Füllstoff zu der guten Wärmeleitfähigkeit in der Tonerablöseschicht bei, die die Temperaturschwankungen nahe der Oberfläche der Walze verringert und somit die Einheitlichkeit beim Fixieren und die Bildqualität verbessert.

Vorzugsweise weist die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12 ein Elastizitätsmodul auf, das in derselben Größenordnung liegt wie das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht 14.

Die wahlweise dünne Sperrschicht 13 könnte dazu nötig sein, Fixieröl am Eindringen in die Grundpolsterschicht 12 zu hindern und damit das Zerstören der Grundpolsterschicht 12 zu vermeiden. Die Sperrschicht 13 umfasst vorzugsweise ein Fluorpolymer und ungefähr 20 bis 40 Volumenprozent des Dispersionsteilchenfüllstoffes. Das Fluorpolymer ist vorzugsweise ein zufälliges Kopolymer, das aus Mischungen von Monomereinheiten, die aus Vinylidifluorid, Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen gebildet werden. Der Füllstoff kann Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid und eine Mischung aus diesen sein. Vorzugsweise liegt die Dicke der wahlweise vorsehbaren Sperrschicht liegt in einem Rahmen von ungefähr 10 µm bis 50 µm.

Fig. 2(b) zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung, die mit dem Bezugszeichen 60 versehen ist. Die eingestrichenen Einheiten 11', 12', 13' und 14' entsprechen in jeder Hinsicht den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften der ungestrichenen Einheiten aus Fig. 2(a), nämlich Kernelement 11, Grundpolsterschicht 12, Sperrschicht 13 und Tonerablöseschicht 14. Die Walze 60 umfasst ein ersetzbares entfernbares Hülsenelement 17, das ein Verstärkungsband 16 und eine Grundpolsterschicht 12' aufweist, die auf dem Verstärkungsband gebildet wird, eine wahlweise vorsehbare Sperrschicht 13', die an der Grundpolsterschicht haftet, und eine Tonerablöseschicht 14', die auf der Sperrschicht haftet, umfasst. Das Hülsenelement 17 ist vorzugsweise ein röhrenförmiger Riemen und steht in engen nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement 11' und umgibt dieses eng, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12' einheitlich an dem Verstärkungsband 16 haftet. Das Verstärkungsband, das aus einem Bogen z. B. durch Ultraschallschweißen oder durch einen Kleber hergestellt sein kann, kann auch irgendein geeignetes Material umfassen, einschließlich Metall, Elastomere, Plastik oder ein verstärktes Material wie z. B. ein verstärkter Silikonriemen. Vorzugsweise ist das Verstärkungsband in Form einer nahtlosen Bahn oder Röhre ausgebildet, die Nickel oder Stahl umfasst, vorzugsweise ein durch Galvanoformung hergestellter Riemen aus Nickel, der bei Stork Screens America, Inc., erhältlich ist. Die Hülse kann anhand einer herkömmlichen Presslufttechnik auf den Kern 11' aufgebracht oder von ihm entfernt werden. Das Verstärkungsband einer nicht aufgebrachten Hülse weist vorzugsweise einen inneren Durchmesser auf, der etwas kleiner als der äußere Durchmesser des Kerns ist, üblicherweise um 300 µm kleiner, und eine Presspassung schafft. Zum Aufbringen der Hülse auf den Kern wird die Presslufttechnik verwendet, um die röhrenförmige Hülse elastisch etwas auszudehnen, so dass sie auf das Kernelement geschoben werden kann. Um dieses Aufschieben zu erleichtern, kann ein Gleitmittel entweder auf die Außenseite des Kerns oder auf die Innenseite des Verstärkungsbands aufgetragen werden. Die Gleitmittel umfassen Materialien, die eine Kontaktgleitfläche mit niedriger Oberflächenenergie erzeugen, wie z. B. submikrometergroße Siliziumdiopxid-, Zinkstearatteilchen oder andere geeignete Materialien. Nachdem die Hülse in der richtigen Position auf den Kern aufgebracht worden ist, und die Druckluft abgestellt wurde, gibt die gespannte Hülse nach und umgibt das Kernelement eng. Die Hülse könnte alternativ dazu aufgebracht oder entfernt werden, indem das Kernelement gekühlt wird und somit zum Schrumpfen gebracht wird (oder indem die Hülse erwärmt wird, um sie auszudehnen) und die Hülse über das Kernelement geschoben wird. Das Verstärkungsband 16 kann steif sein, ist jedoch vorzugsweise biegsam. Das Verstärkungsband weist vorzugsweise ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von ungefähr 100 GPa-300 GPa auf, eine Dicke vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 20 µm-500 µm, insbesondere bevorzugt ungefähr 40 µm-100 µm.

Fig. 2(c) zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten vierten Ausführungsform der Erfindung, die mit Bezugszeichen 70 versehen ist. Die zweigestrichenen Einheiten 11", 12" und 14" entsprechen in den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften den nicht mit Strichen versehenen Einheiten aus Fig. 2(a), nämlich jeweils Kernelement 11, Grundpolsterschicht 12 und Tonerablöseschicht 14. Die Walze 70 umfasst ein Kernelement 11" und eine elastisch verformbare Struktur 15' mit einer Overdrivekontrolle, die den Kern umgibt. Die elastisch verformbare Struktur 15' umfasst eine Grundpolsterschicht 12", die auf dem Kernelement 11" gebildet wird, eine Versteifungsschicht 18, die in engem Kontakt mit der Grundpolsterschicht steht und sie umgibt, und eine Tonerablöseschicht 14", die auf dem Versteifungselement gebildet ist. Die Versteifungsschicht 18 dient auch als Sperrschicht um zu verhindern, dass Fixieröl zur Grundpolsterschicht 12" durchdringt. Die Versteifungsschicht 18 ist vorzugsweise wärmeleitend, dünn und biegsam und hat die Form eines röhrenförmigen Riemens. Die Versteifungsschicht 18 ist vorzugsweise nahtlos. Die Schicht 18 kann ein geeignetes Material umfassen, einschließlich Polymere und Verstärkungselemente wie Fibern oder gewebte Materialien. Vorzugsweise ist die Schicht 18 ein dünnes Band aus Metall mit einem geeigneten starken Metall, das plattierte Metalle umfasst, so z. B. Nickel oder rostfreien Stahl. Die Schicht 18 weist eine Dicke von weniger als ungefähr 500 µm auf, vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 10-200 µm und ein Elastizitätsmodul, das größer ist als ungefähr 0,1 GPa, vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 50 bis 300 GPa. Das bevorzugte Material für die Schicht 18 ist Nickel in Form eines galvanogeformten Riemens, erhältlich z. B. bei Stork Screens America, Inc. Die Walze 70 kann hergestellt werden, indem die Grundpolsterschicht auf dem Kernelement gebildet wird, z. B. in einer Form und dann der Kern plus Grundpolsterschicht gekühlt wird, damit er zum Schrumpfen gebracht wird, z. B. durch die Verwendung von Trockeneis, dann durch Schieben der Versteifungsschicht, z. B. in Form eines nahtlosen metallischen Riemens, auf die Grundpolsterschicht. Nach dem Erwärmen, z. B. auf Raumtemperatur wird die Tonerablöseschicht auf dem Versteifungselement gebildet, z. B. durch Lösungsmittelbeschichtung und aushärten.

Fig. 2(d) zeigt eine Querschnittsansicht einer bevorzugten fünften Ausführungsform der Erfindung, die mit dem Bezugszeichen 80 versehen ist. Die dreigestrichenen Einheiten 11''', 12''' und 14''' entsprechen den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften den ungestrichenen Einheiten aus Fig. 2(a), nämlich Kernelement 11, Grundpolsterschicht 12 und Tonerablöseschicht 14. Die Walze 80 umfasst ein ersetzbares und entfernbares Hülsenelement 17', das ein Verstärkungsband 16' umfasst, eine Grundpolsterschicht 12''', die auf dem Verstärkungsband gebildet wird, eine Versteifungsschicht 18', die die Grundpolsterschicht 12''' umgibt und in engem Kontakt mit ihr ist, und eine Tonerablöseschicht 14''', die auf der Versteifungsschicht 18' gebildet ist. Das Hülsenelement 17' hat vorzugsweise die Form eines röhrenförmigen Riemens und ist in nicht haftendem Kontakt mit dem Kernelement 11''' und umgibt dieses eng, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12''' gleichmäßig auf dem Verstärkungsband 16' haftet. Die Versteifungsschicht 18' entspricht in allen Aspekten den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften der Schicht 18 aus Fig. 2(c), und das Versteifungsband 16' entspricht in allen Aspekten den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften dem Versteifungsband 16 aus Fig. 2(b). Die Walze 80 kann hergestellt werden, indem zuerst das Verstärkungsband auf dem Aufspanndorn befestigt wird, z. B. durch Anwendung der oben beschriebenen pressluftunterstützten Technik, Bilden der Grundpolsterschicht 12''' auf dem Verstärkungsband, z. B. in einer Form und dann Kühlen des zusammengesetzten Aufspanndorns mit dem Verstärkungsband 16' und der Grundpolsterschicht 12''', um die Anordnung zum Schrumpfen zu bringen, z. B. durch Verwendung von Trockeneis, und anschließendes Schieben der Versteifungsschicht 18', z. B. in Form eines nahtlosen metallischen Riemens, auf die Grundpolsterschicht 12'''. Nach dem Erwärmen, z. B. auf Raumtemperatur, wird die Tonerablöseschicht 14''' auf der Versteifungsschicht 18' gebildet, z. B. durch Beschichten mit Lösemittel und Aushärten, woraufhin das fertige Hülsenelement von dem Aufspanndorn entfernt werden kann, indem die pressluftunterstützen Technik angewandt wird, und das Hülsenelement nachfolgend auf dem Kernelement befestigt wird, z. B. durch Verwendung der pressluftunterstützen Technik oder der Kühltechnik, um eine fertige Tonerfixierwalze zu schaffen.

Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Schichten für die Walzen 10, 50, 60, 70 und 80 können dünne Unterschichten oder Haftschichten vorgesehen sein zwischen irgendeiner der Haft- oder benachbarter Schnittstellen, um die Beschichtung der Schichten, das Kleben zwischen den Schichten und die Scherspannung an den Schnittstellen zwischen den Schichten zu fördern.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Simplexfixierstation, die mit dem Bezugszeichen 100 versehen ist. Eine sich drehende Tonerfixierwalze 20, die sich in die von dem Pfeil angezeigte Richtung bewegt, umfasst einen zylindrischen Kern 21, eine anpassungsfähige Grundpolsterschicht 22, die den Kern umgibt, und eine nachgiebige Tonerablöseschicht oder äußere Schicht 23, die auf der Grundpolsterschicht haftet. Eine wahlweise vorgesehene Sperrschicht (nicht dargestellt) mit Abmessungen und Eigenschaften, die denen der Schichten 13 und 13' in den Fig. 2(a) und (b) ähnlich sind, kann zwischen den Schichten 22 und 23 eingefügt werden. Grundpolsterschicht 22 hat bevorzugte Abmessungen und Merkmale, die die gleichen sind, wie die der anpassungsfähigen Schicht 12 aus Fig. 2. In ähnlicher Weise weist die Tonerablöseschicht 23 bevorzugte Abmessungen und Merkmale auf, die die gleichen sind, wie die der nachgiebigen Tonerablöseschicht 14 aus Fig. 2. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Simplexfixierstation (nicht dargestellt) wird die Walze 20 durch eine Walze ersetzt, die eine Struktur und bevorzugte Abmessungen und Merkmale aufweist, die die gleichen sind, wie die der Walze 50 aus Fig. 1. Die Oberfläche der Walze 20 wird extern von einer Wärmequelle in Form von sich in Gegenrichtung, nämlich in die von den Pfeilen angezeigte Richtung, drehenden die Wärmequelle kontaktierenden Heizwalzen 40 und 42, die entsprechende innere Heizelemente 41 und 43 aufweisen, beheizt. Alternativ dazu könnte die Wärme der externen Wärmequelle von der Tonerfixierwalze in Form von Strahlung aufgenommen werden, wie sie z. B. von einer oder mehreren Strahlungsquellen zur Verfügung gestellt wird oder von irgendeiner anderen geeigneten externen Wärmequelle. Eine sich in Gegenrichtung, nämlich in die von einem Pfeil angezeigte Richtung, drehende harte Gegendruckwalze 30, bildet einen Fixierspalt 120 mit einer nachgiebigen Tonerfixierwalze 20. Ein Aufnahmebogen 110, der ein nicht fixiertes Tonerbild 111 trägt und der Tonerfixierwalze 20 gegenüberliegt, ist dargestellt, wie sie sich dem Spalt 120 nähert. Das Aufnahmebogen wird anhand der bekannten mechanischen Mittel (nicht dargestellt), wie z. B. einer Walzengruppe oder anderer Mittel, z. B. eine sich bewegende Bahn, in den Spalt eingeführt. Die Fixierstation hat vorzugsweise eine Antriebswalze, wobei die anderen Walzen durch den Reibungskontakt mit der Antriebswalze gedreht und angetrieben werden. Die Antriebswalze könnte z. B. die Tonerfixierwalze 20 sein, wobei die Walzen 30, 40 und 42 die angetriebenen Walzen sind. Eine geeignete Antriebsquelle 29, wie z. B. ein Motor und eine mechanische Kupplung sind mit der Walze 20 verbunden, um diese anzutreiben. Wenn der Aufnahmebogen den Fixierspalt verlässt, wird das Tonerbild auf dem Aufnahmebogen fixiert.

Obwohl zwei Heizwalzen 40 und 42 in der Fig. 3 dargestellt sind, können eine oder mehrere Walzen verwendet werden. Eine Heizwalze wird aus irgendeinem geeigneten wärmeleitenden steifen Material hergestellt, vorzugsweise Aluminium, und kann des weiteren eine vorzugsweise wärmestabile dünne Polymerbeschichtung auf ihrer Oberfläche mit niedriger Oberflächenenergie umfassen, z. B. ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi, das üblicherweise weniger als ungefähr 1,25 mm dick ist. Eine röhrenförmige Heizwalze ist bevorzugt. Ein Heizelement im Innern einer röhrenförmigen Heizwalze kann eine axial mittige röhrenförmige (weiß)glühende Heizlampe, z. B. Lampen 41 und 43, umfassen oder einen Widerstandsheizfaden oder eine andere geeignete innere Wärmequelle. Vorzugsweise wird die Wärmequelle von einem Rückkopplungskreis gesteuert, z. B. durch Verwendung eines Thermoelements zum Überwachen und Steuern der Oberflächentemperatur der Tonerfixierwalze 20, indem eine programmierbare Spannungsenergieversorgung (nicht dargestellt) verwendet wird, die die Temperatur der Lampen 41 und 43 reguliert.

Die Gegendruckwalze 30 umfasst ein Kernelement 31 und eine wahlweise vorsehbare Oberflächenschicht 32, die den Kern umgibt. Der Kern kann aus einem geeigneten steifen Material, z. B. Aluminium, vorzugsweise mit einer zylindrischen Röhre gemacht sein. Die wahlweise vorgesehene Oberflächenschicht 32 ist vorzugsweise weniger als 1,25 mm dick und umfasst vorzugsweise ein thermisch stabiles vorzugsweise eine niedrige Oberflächenenergie aufweisendes, nachgiebiges oder anpassungsfähiges Material, z. B. ein Silikongummi, wie PDMS oder ein Fluorelastomer wie Viton™ (von DuPont) oder Fluorel™ (von Minnesota Mining und Manufacturing). Alternativ dazu kann die Schicht 32 eine relativ hartes Poly(tetrafluorethylen) oder eine andere geeignete polymerische Beschichtung aufweisen. Ein bloßer Kern, der keine Schicht 32 umfasst, kann z. B. auch eloxiertes Aluminium oder Kupfer aufweisen.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Duplexfixierstation wird von dem Bezugszeichen 200 in Fig. 4 angegeben. Eine erste sich im Uhrzeigersinn drehende Tonerfixierwalze, die mit dem Bezugszeichen 20' versehen ist, umfasst vorzugsweise einen steifen zylindrischen Kern 21', eine Grundpolsterschicht 22', die den Kern umgibt, und eine Tonerablöseschicht 23', die die Grundpolsterschicht 22' als Schicht umgibt. Eine Sperrschicht (nicht dargestellt) kann zwischen den Schichten 22' und 23' eingefügt werden. Eine zweite sich in entgegengesetzter Richtung drehende Tonerfixierwalze 20" bildet einen Fixierspalt 220 mit der ersten Tonerfixierwalze 20'. Die zweite Tonerfixierwalze hat die gleiche Struktur wie die erste Tonerfixierwalze, d. h. sie umfasst einen steifen zylindrischen Kern 21", eine Grundpolsterschicht 22", die den Kern umgibt, und eine Tonerablöseschicht 23", die die Grundpolsterschicht 22" umgibt. Die zweite Tonerfixierwalze 20" ist ähnlich der ersten Tonerfixierwalze 20'. Beide Walzen weisen im Allgemeinen ähnliche Merkmale wie die Wälze 20 auf und die eingestrichen und zweigestrichenen Einheiten von Fig. 4 entsprechen den ähnlichen Einheiten, die in Fig. 2 mit ungestrichenen Bezugszeichen versehen sind. Dennoch können die zwei Tonerfixierwalzen 20' und 20" in bestimmten Abmessungen verschieden sein, so z. B. Walzendurchmesser, Schichtdicke etc. und können sich auch was die Materialien und deren Eigenschaften anbelangt unterscheiden. Jede der Tonerfixierwalzen wird von einer externen Wärmequelle beheizt, z. B. durch Kontakt mit einer oder mehreren Heizwalzen, die als 40' und 42' für die Walzen 20' und 40" und 42" für die Walze 20" angegeben sind, wobei die entsprechenden Wärmequellen als innere Glühlampen 41', 43', 41" und 43" dargestellt sind. Alternativ dazu können die Wärmequellen zum Beheizen der Heizwalzen 20' und 20" externe Strahlung sein, die von den Tonerfixierwalzen aufgenommen wird, wie sie z. B. von einer oder mehreren Strahlungsquellen ausgeht, oder andere geeignete externe Wärmequellen. Ein Aufnahmebogen 210, der sich dem Fixierspalt 220 nähert, ist dargestellt. Auf jeder Seite des Aufnahmeelements befindet sich ein nicht fixiertes Tonerbild, das mit 211 bzw. 212 bezeichnet ist. Nachdem der Aufnahmebogen durch den Spalt gelaufen ist, sind die Tonerbilder auf ihm fixiert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Duplexfixierstation (nicht dargestellt) werden die Walzen 20' und 20" durch Walzen ersetzt, die eine Struktur und bevorzugte Abmessungen und Merkmale aufweisen, die die gleichen sind, wie die der Walze 50 aus Fig. 1.

Fig. 5 zeigt eine Zeichnung einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze, die mit dem Bezugszeichen 90 versehen ist, auf deren äußerer Oberfläche sich eine Reihe von deskriptiven Zeichen oder Spezifizierungskennzeichen befinden, die vorgesehen sind, um ein auf die Walze bezogenes Parameter anzugeben. Die äußere Oberfläche kann einer äußeren Oberfläche einer Walze 90 mit einem Hülsenelement entsprechen, in welchem Fall die äußere Oberfläche der Walze die äußere Oberfläche des Hülsenelements ist. Die Spezifizierungskennzeichen sind in einem kleinen Bereich 92", der auf einem Teil der zylindrischen Oberfläche in der Nähe eines Endes der Walze liegt, angeordnet. Insbesondere bevorzugt sind die Spezifizierungskennzeichen in einem kleinen Bereich 92' enthalten, der vorzugsweise in der Nähe der Kante oder des Randes (die einzelnen Schichten einschließlich der Walze 90 sind nicht dargestellt). In dem Fall, in dem Walze 90 die mit einer Hülse versehene Walze ist, ist der Bereich 92' vorzugsweise am Rand der Hülse angeordnet. Eine vergrößerte Ansicht 92 entweder des kleinen Bereichs 92' oder 92" zeigt, dass die Spezifizierungskennzeichen in Form eines Barcodes vorliegen können, wie anhand des Bezugszeichens 93 zu sehen ist, der z. B. von einem Scanner lesbar ist. Der Scanner kann in einem elektrofotografischen Apparat befestigt sein, so dass er eine erfindungsgemäße Tonerfixierwalze überwacht, z. B. während des Betriebs des Apparats oder während eines Stillstands des Apparats, oder der Scanner kann extern vorgesehen werden während der Installation von oder während der Wartung einer erfindungsgemäßen Walze. Im allgemeinen können die Spezifizierungskennzeichen anhand eines Spezifizierungskennzeichendetektors 95 gelesen, ertastet oder ermittelt werden. Wie in Fig. 13 anhand des gestrichelten Pfeils B dargestellt ist, kann die analoge oder digitale Ausgabe des Spezifizierungskennzeichendetektors 95 an die Logiksteuerungseinheit (LCU) geschickt werden, die in einem elektrostatografischen Apparat mit einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze eingebaut ist, oder sie kann extern verarbeitet werden, z. B. in einem tragbaren Computer während der Installation oder der Wartung einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze oder sie kann in irgendeiner anderen geeigneten Datenverarbeitungsvorrichtung/Prozessor verarbeitet werden. Die Spezifizienrungskennzeichen können optisch, magnetisch oder durch Radiofrequenzen gelesen werden. Zusätzlich zu einem Barcode 93 können die Spezifizierungskennzeichen geeignete Markierungen, einschließlich Symbolen und gewöhnlichen Wörtern umfassen und können mit einem Farbcode versehen sein. Die Spezifizierungskennzeichen können auch visuell gelesen oder mit dem Auge ausgewertet werden. Ein farbcodiertes Spezifizienrungskennzeichen auf einer Walze kann einen relativ großen farbigen Bereich umfassen, der sonst keine Markierungen oder andere Merkmale aufweist, die leicht mit dem Auge ausgewertet werden könnten, um eine vorbestimmte Eigenschaft der farbcodierten Walze anzuzeigen. Ein wärmebedingte Veränderung der Spezifizierungskennzeichen kann dazu verwendet werden, um die Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze zu überwachen. Eine Farbe eines Spezifizierungskennzeichens einer farbcodierten erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze könnte z. B. ausgewählt werden, um eine wärmebedingte langsame Abnutzung oder eine wärmebedingte langsame Veränderung einer ersten, z. B. einer bei der Herstellung aufgetragenen Farbe zu erzielen, wobei ein Verblassen oder eine andere wärmebedingte Farbveränderung als Maßstab für die bereits vergangene Lebensdauer oder für die verbleibende Lebensdauer der Walze verwendet werden könnte. Eine solche Farbveränderung kann auch mit dem Auge überwacht werden. Vorzugsweise wird die Farbveränderung anhand eines reflektierten Lichtstrahls gemessen, z. B. durch Verwendung eines Densitometers oder eines Spektrometers oder eines anderen geeigneten Mittels zum Messen der Intensität oder Farbe des Licht von den Spezifizierungskennzeichen, wobei die reflektierte optische Information an eine LCU oder einen anderen Computer weitergegeben wird. Ein Spezifizierungskennzeichen kann auch verwendet werden, um die Abnutzungsrate einer erfindungsgemäßen Fixierwalze zu messen, z. B. durch die Verwendung eines Teil der Spezifizierungskennzeichen mit einer vorbestimmten Abnutzungsrate. Die Abnutzungsrate eines Spezifizierungskennzeichens kann auch optisch gemessen werden, z. B. durch Überwachen der optischen Dichte der Reflektion eines Teils der Spezifizierungskennzeichen, die der Abnutzung ausgesetzt sein können, oder durch andere geeignete Maßnahmen. Geeignete Materialien für die Spezifizierungskennzeichen sind z. B. Tinten, Farben, magnetische Materialien, reflektierende Materialien und ähnliches, die direkt auf die Oberfläche der Walze aufgetragen werden können. Alternativ dazu können die Spezifizierungskennzeichen auf einem Aufkleber angeordnet sein, der auf die äußere Oberfläche der Walze aufgeklebt ist. Alternativ dazu können die Spezifizierungskennzeichen auch als erhöhte Fläche vorliegen, durch Einstanzen erzeugt werden oder durch ein anderes Verformen eines kleinen Bereichs auf der Außenseite der Walze; die Verformungen können mechanisch ertastet oder anders anhand eines Spezifizierungskennzeichendetektors 95 in Form einer kontaktierenden Sonde oder anhand anderer mechanischer Mittel ermittelt oder gelesen werden.

Verschiedene Arten der Information können in den Spezifizierungskennzeichen codiert oder aufgezeichnet werden. So kann z. B. der äußere Durchmesser einer Walze aufgezeichnet werden, so dass die Parameter für die Spaltbreite dementsprechend eingestellt werden können. Der Temperaturrahmen und der Druck im Fixierspalt beim Betrieb können in den Spezifizierungskennzeichen aufgezeichnet werden. Das Herstellungsdatum der Walze kann für diagnostische Zwecke in den Spezifizierungskennzeichen festgehalten werden, so dass das Ende der Lebensdauer der Walze für ein rechtzeitiges Ersetzen geschätzt werden könnte. Spezifische Informationen für jede Walze bezüglich ihrer Lebensdauer, z. B. gemessen an ihrem Herstellungsdatum können auch in den Spezifizierungskennzeichen aufgezeichnet werden.

Vorzugsweise werden gemäß der zuvor beschriebenen Art für die erfindungsgemäße Tonerfixierwalze 90, die eine mit einer Hülse bestückte Walze umfassen kann, Spezifizierungskennzeichen an den äußeren Oberflächen der Walzen 10, 50, 60, 70 und 80 vorgesehen. Im Fall einer mit einer Hülse versehenen Walze kann es nützlich sein, ein Spezifizierungsmerkmal auf einer inneren Oberfläche eines Hülsenelements vorzusehen, oder auf der Oberfläche des Kernelements. Wenn ein Spezifizierungskennzeichen auf dem Kernelement vorgesehen ist, kann es auch nützlich sein, eine Öffnung in dem Hülsenelement zu schaffen, damit das Spezifizierungskennzeichen ermittelt werden kann, wenn das Hülsenelement in Betriebsposition auf dem Kernelement angeordnet ist.

Es ist offensichtlich, dass die erfindungsgemäßen Spezifizierungskennzeichen von der elektronisch gespeicherten Information verschieden sind, wie sie in der US 6,016,409 beschrieben ist, die ein Modul mit einem elektronisch lesbaren Speicher umfasst, wobei das Steuerungssystem der Druckmaschine die Codes aus dem elektronisch lesbaren Speicher liest. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Spezifizierungskennzeichen eine Veränderung auf der Oberfläche der Walze 90 und weist keine elektronischen Informationen an sich auf. Dennoch kann die von dem Spezifizierungskennzeichendetektors 95 erkannte Information anschließend in eine elektronische Form gebracht werden, z. B. in einem Computer.

In den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Simplex- und Duplexfixierstationen führt die Verwendung von Schichten mit Overdrivekontrolle in nachgiebigen Tonerfixierwalzen zu niedrigen Abnutzungsraten, insbesondere der Tonerfixierwalzen in Kontakt mit den relative harten und abreibenden Aufnahmeelementen wie z. B. Papier. Bilddefekte größeren Maßstabs, z. B. Verknittern und Verschmieren während des Fixiervorgangs, werden verringert und somit die Bildqualität erhöht.

Nach der vorangehenden Beschreibung ist es offensichtlich, das die Erfinder die Erfindung wie in den folgenden numerierten Abschnitten angegeben, beschrieben haben.

1. Eine verformbare extern beheizte Tonerfixierwalze zum Gebrauch in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit:
einem steifen zylindrischen Kernelement;
einer elastisch verformbaren Struktur mit einer Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt,
wobei die Tonerfixierwalze so eingestellt ist, dass sie von einer Wärmequelle, die außerhalb der Walze liegt, beheizt wird, und die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist.

2. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Querdehnzahl in einem Rahmen zwischen 0,25 und 0,35 aufweist.

3. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa aufweist.

4. Tonerfixierwalze nach Paragraph 3, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren ein Elastizitätsmodul zwischen ungefähr 0,1 MPa und 10 MPa aufweist.

5. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm aufweist.

6. Tonerfixierwalze nach Paragraph 5, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Dicke zwischen 4 mm und 12 mm aufweist.

7. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg.s^-3.K^-1 innerhalb der mit einer Gegendruckwalze gebildeten Spaltzone aufweist.

8. Verformbare extern beheizte Tonerfixierwalze zur Verwendung in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparat mit
einem steifen zylindrischen Kernelement;
einer elastisch anpassungsfähigen Grundpolsterschicht, die an dem Kernelement haftet;
einer elastisch nachgiebigen Tonerablöseschicht, die auf der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht haftet;
wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als ungefähr 0,35 aufweist, und die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als ungefähr 0,4 aufweist.

9. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,25 und 0,35 aufweist.

10. Tonerfixierwalze nach Paragraph 9, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,25 und 0,29 aufweist.

11. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,45 und 0,50 aufweist.

12. Tonerfixierwalze nach Paragraph 11, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,48 und 0,50 aufweist.

13. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine wahlweise vorsehbare dünne, biegsame, Sperrschicht umfasst, die zwischen der elastisch anpassungsfähigen Grundpolsterschicht und der elastisch nachgiebigen Tonerablöseschicht angeordnet ist und an diesen beiden Schichten festklebt.

14. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei:
die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle auf einem nahtlosen röhrenförmigen Verstärkungsband haftet, das in engem nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement steht; und
das Verstärkungsband und die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle zusammen ein nahtloses röhrenförmiges abnehmbares Hülsenelement bilden, dass das Kernelement umgibt.

15. Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit einer Tonerfixierwalze nach Paragraph 1 und eine Wärmequelle mit einer oder mehreren Heizwalzen, die in direkten Kontakt mit einer externen Oberfläche der Tonerfixierwalze stehen.

16. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht einen Schaum mit einer festen Phase in Form einer offenzelligen oder geschlossenzelligen Struktur umfasst.

17. Tonerfixierwalze nach Paragraph 16, wobei der Schaum einen mit Filz versetzten Schaum umfasst.

18. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen zwischen 0,05 MPa und 50 MPa liegt.

19. Tonerfixierwalze nach Paragraph 18, wobei das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen zwischen 0,1 MPa und 10 MPa liegt.

20. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die Dicke der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen von zwischen 0,25 mm und 5 mm liegt.

21. Tonerfixierwalze nach Paragraph 20, wobei die Dicke der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen von 0,25 mm bis 1 mm liegt.

22. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,14 und 2,27 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

23. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei das Elastizitätsmodul der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht in einem Rahmen von 0,05 MPa und 50 MPa liegt.

24. Tonerfixierwalze nach Paragraph 23, wobei das Elastizitätsmodul der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht in einem Rahmen von 0,1 MPa und 10 MPa liegt.

25. Tonerfixierwalze nach Paragraph 16, wobei die feste Phase in Form einer offenzelligen oder geschlossenzelligen Struktur ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,5 MPa und 500 MPa aufweist.

26. Walze nach Paragraph 25, wobei die feste Phase in Form einer offenzelligen oder geschlossenzelligen Struktur ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 1 MPa und 100 MPa aufweist.

27. Walze nach Paragraph 8, wobei die Dicke der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht zwischen 0,5 mm und 25 mm beträgt.

28. Walze nach Paragraph 27, wobei die Dicke der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht zwischen 1,25 mm und 12,5 mm beträgt.

29. Walze nach Paragraph 8, wobei das Elastizitätsmodul der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht in derselben Größenordnung wie das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht liegt.

30. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht in dem Spalt eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

31. Tonerfixierwalze nach Paragraph 30, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht in dem Spalt eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung zwischen 0,57 und 1,70 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

32. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht ein Poly(dimethylsiloxan)-Elastomer, ein Fluorelastomer oder ein EPDM Gummi umfasst.

33. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht ein polyimides Elastomer umfasst.

34. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die Grundpolsterschicht des Weiteren einen Teilchenfüllstoff umfasst.

35. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.

36. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht des Weiteren ein Teilchenfüllstoff umfasst.

37. Tonerfixierwalze nach Paragraph 36, wobei der Teilchenfüllstoff in der nachgiebigen Tonerablöseschicht aus einer Gruppe von Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Kupferoxid, Titanoxid, Silikonoxid, Graphit oder Mischungen aus diesen Stoffen ausgewählt wird.

38. Tonerfixierwalze nach Paragraph 36, wobei der Teilchenfüllstoff 5 bis 50 Volumenprozent der nachgiebigen Tonerablöseschicht umfasst.

39. Tonerfixierwalze nach Paragraph 13, wobei die dünne Sperrschicht ein Fluorelastomer plus 20 bis 40 Volumenprozent eines Teilchenfüllstoffes umfasst, wobei das Fluorelastomer vorzugsweise ein beliebiges Kopolymer ist, das aus Mischungen von Monomereinheiten, die unter Vinyliden, Fluorid, Tetrafluorethylen und Hexafluorethylen ausgewählt werden, besteht und der Füllstoff Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid und Mischungen aus diesen Stoffen aufweist.

40. Tonerfixierwalze nach Paragraph 39, wobei die Sperrschicht eine Dicke in einem Rahmen von 10 bis 50 µm umfasst.

41. Simplexfixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit:
einer rotierenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze;
einer sich in entgegengesetzte Richtung drehenden harten Gegendruckwalze, die mit der verformbaren Tonerfixierwalze einen Tonerfixierspalt bildet;
wobei die verformbare Tonerfixierwalze des Weiteren folgende Elemente umfasst:
ein steifes zylinderförmiges Kernelement; und
eine elastisch verformbare Struktur mit einer Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt, wobei die elastisch verformbare Struktur eine tatsächliche und eine betriebliche Querdehnzahl von weniger als 0,35 aufweist, und ein tatsächliches und betriebliches Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm und im Fixierspaltbereich eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

42. Simplexfixierstation eines elektrostatografischen Apparates mit:
einer rotierenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze;
einer in Gegenrichtung rotierenden harten Gegendruckwalze, die mit der verformbaren Tonerfixierwalze einen Tonerfixierspalt bildet;
wobei die Tonerfixierwalze des weiteren umfasst:
ein steifes zylindrisches Kernelement; und
eine elastisch anpassungsfähige Grundpolsterschicht, die auf dem Kernelement haftet, wobei die Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als 0,35 aufweist, eine Dicke zwischen 0,5 mm und 25 mm, ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg.s^-3.K^-1 innerhalb des Spalts;
eine wahlweise vorsehbare dünne biegsame Sperrschicht, die auf der Grundpolsterschicht haftet; und
eine elastisch nachgiebige Tonerablöseschicht, die auf der Sperrschicht haftet, wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,05 MPa und 50 MPa, eine Dicke zwischen 0,25 mm und 5 mm und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,14 und 2,84 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

43. Duplexfixierstation eines elektrostatografisches Apparats mit:
einer sich drehenden, externen beheizten, ersten verformbaren Tonerfixierwalze;
einer sich in Gegenrichtung drehenden, extern beheizten, zweiten verformbaren Tonerfixierwalze, die mit der ersten Tonerfixierwalze einen Druckfixierspalt bildet;
wobei beide Tonerfixierwalzen oder entweder die erste oder die zweite Tonerfixierwalze des weiteren umfassen:
ein steifes zylindrisches Kernelement; und
eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt, die elastisch verformbare Struktur mit einer Querdehnzahl von weniger als 0,35, einem Elastizitätsmodul zwischen 0,05 und 50 MPa, einer Dicke zwischen 2 mm und 25 mm und einer Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg.s^-3.K^-1 innerhalb des Fixierspaltbereichs.

44. Duplexfixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit:
einer sich drehenden, extern beheizten, ersten verformbaren Tonerfixierwalze;
einer sich in Gegenrichtung drehenden, extern beheizten, zweiten verformbaren Tonerfixierwalze, die mit der ersten Tonerfixierwalze einen Druckfixierspalt bildet;
wobei beide Tonerfixierwalzen oder entweder die erste oder die zweite Tonerfixierwalze des Weiteren umfassen:
ein steifes zylindrisches Kernelement; und
eine elastisch verformbare Grundpolsterschicht, die auf dem Kernelement haftet, wobei die Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als 0,35 aufweist, eine Dicke zwischen 0,5 mm und 25 mm, ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 und 50 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg.s^-3.K^-1 innerhalb des Spalts; und
eine wahlweise vorsehbare dünne biegsame Sperrschicht, die auf der Grundpolsterschicht haftet; und
eine elastisch nachgiebige Tonerablöseschicht, die auf der Sperrschicht haftet, wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,05 MPa bis 50 MPa, eine Dicke zwischen 0,25 mm und 5 mm und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,14 und 2,84 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

45. Tonerfixierverfahren zur Verwendung in einem elektrostatografischen Apparat, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Bilden eines Fixierspalt durch Anstellen einer sich drehenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze und einer sich in Gegenrichtung drehenden, harten Gegendruckwalze, wobei eine der Walzen eine Antriebswalze ist und die andere reibschlüssig durch Druckkontakt in dem Spalt antreibt;
zur Verfügung Stellen einer oder mehrerer Heizwalzen, die die Tonerfixierwalze kontaktieren und somit beheizen;
Bilden eines nicht fixierten Tonerbildes auf einer Oberfläche des Aufnahmebogens;
Einführen der Vorderkante des Aufnahmebogens in den Spalt und Ermöglichen, dass das nicht fixiere Tonerbild auf dem Aufnahmebogen durch den Fixierspalt geführt wird, wobei das nicht fixierte Tonerbild der Tonerfixierwalze gegenüberliegt;
wobei die Tonerfixierwalze des Weiteren umfasst:
ein steifes zylindrisches Kernelement; und
eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt, wobei die elastisch verformbare Struktur eine Querdehnzahl von weniger als 0,35, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,05 MPa bis 50 MPa, eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm und eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

46. Tonerfixierverfahren zur Verwendung in einem elektrostatografischen Apparat, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
Bilden eines Fixierspalts durch Anstellen einer sich drehenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze an eine sich in Gegenrichtung drehende, harte Gegendruckwalze, wobei einer der Walzen eine Antriebswalze ist und die andere eine reibschlüssig durch Druckkontakt in dem Spalt angetriebene Walze;
zur Verfügung Stellen einer oder mehrerer Heizwalzen, die die Tonerfixierwalze kontaktieren und somit die Tonerfixierwalze beheizen;
Bilden eines nicht fixierten Tonerbildes auf einer Oberfläche des Aufnahmebogens;
Einführen der Vorderkante des Aufnahmebogens in den Spalt und Ermöglichen, dass das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufnahmebogen durch den Spalt geführt wird, wobei das nicht fixierte Tonerbild der Tonerfixierwalze gegenüberliegt;
wobei die Tonerfixierwalze des Weiteren umfasst:
ein steifes zylindrisches Kernelement; und
eine elastisch anpassungsfähige Grundpolsterschicht, die auf dem Kernelement haftet, wobei die Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als 0,35, eine Dicke zwischen 0,5 mm und 25 mm, ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg.s^-3.K^-1 innerhalb des Spalts aufweist;
eine wahlweise vorsehbare dünne biegsame Sperrschicht, die auf der Grundpolsterschicht haftet; und
eine elastisch nachgiebige Tonerablöseschicht, die auf der Sperrschicht haftet, wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Dicke zwischen 0,25 mm und 5 mm und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen ungefähr 1,14 und 2,84 kg.s^-3.K^-1 aufweist.

47A. Simplexfixierstationen nach Paragraph 41, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.

47B. Simplexfixierstationen nach Paragraph 42, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.

48A. Tonerfixierverfahren nach Paragraph 45, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.

48B. Tonerfixierverfahren nach Paragraph 46, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.

Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsformen genau beschrieben, wobei Veränderung und Abwandlungen möglich sind.

Bezugszeichenliste

10

Tonerfixierwalze

11

,

11

',

11

",

11

''' Kernelement

12

,

12

',

12

",

12

''' Grundpolsterschicht

13

,

13

' Sperrschicht

14

,

14

',

14

",

14

''' Tonerablöseschicht

15

,

15

' elastisch verformbare Struktur

16

,

16

' Verstärkungsband

18

,

18

' Versteifungsschicht

17

,

17

' Hülsenelement

20

,

20

',

20

" Tonerfixierwalze

21

,

21

',

21

" zylindrischer Kern

22

,

22

',

22

" Grundpolsterschicht

23

,

23

',

23

" Tonerablöseschicht

29

Antriebsquelle

30

Gegendruckwalze

31

Kernelement

32

Oberflächenschicht

40

,

40

',

40

''' Heizwalze

41

,

41

',

41

" inneres Heizelement

42

,

42

',

42

" Heizwalze

43

,

43

',

43

" inneres Heizelement

50

Tonerfixierwalze

51

Kernelement

52

elastisch verformbare Struktur

60

Tonerfixierwalze

70

Tonerfixierwalze

80

Tonerfixierwalze

90

Tonerfixierwalze

92

Spezifizierungskennzeichen

92

',

92

" Spezifizierungskennzeichen

93

Barcode

95

Spezifizierungskennzeichendetektor

100

Simplexfixierstation

110

Aufnahmebogen

111

nicht fixiertes Tonerbild

120

Fixierspalt

200

Duplexfixierstation

210

Aufnahmebogen

211

nicht fixiertes Tonerbild

212

nicht fixiertes Tonerbild

220

Fixierspalt

Claims (10)

1. Eine verformbare Tonerfixierwalze (20) zur Verwendung in einer Fixierstation (100, 200) eines elektrostatografischen Apparats mit:
einem steifen zylindrischen Kernelement (21);
einem austauschbaren entfernbaren Hülsenelement (17), das ein Kernelement (21) umgibt und in engem nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement (21) steht; und
wobei die Tonerfixierwalze (20) so angepasst ist, dass sie von einer externen Wärmequelle (40, 42) beheizt wird.

2. Tonerfixierwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare entfernbare Hülsenelement (17) des Weiteren folgende Elemente umfasst:
ein Verstärkungsband (16);
eine Grundpolsterschicht (12), die auf dem Verstärkungsband (16) gebildet wird;
eine Versteifungsschicht (18), die die Grundpolsterschicht umgibt und in engem Kontakt mit der Grundpolsterschicht (12) steht; und
eine Tonerablöseschicht (14), die auf der Versteifungsschicht (18) gebildet wird.

3. Tonerfixierwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundpolsterschicht (12) des Weiteren einen Schaum mit einer Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 umfasst, wobei die Tonerablöseschicht (14) eine Querdehnzahl von mehr als 0,4 umfasst, und die Tonerfixierwalze (20) so angepasst ist, dass sie von einer außerhalb der Tonerfixierwalze (20) angeordneten Wärmequelle (40, 42) beheizt wird.

4. Tonerfixierwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Spezifizierungskennzeichen (92) auf einer äußeren Oberfläche der Tonerfixierwalze (20) dadurch gekennzeichnet, dass die Spezifizierungskennzeichen (92) auf der Tonerfixierwalze (20) vorgesehen sind, um ein auf die Tonerfixierwalze (20) bezogenes Parameter anzuzeigen, das von einem Spezifizierungskennzeichendetektor (95) entweder visuell, mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch oder durch Radiofrequenz ermittelt werden kann.

5. Verfahren zum Bilden einer verformbaren Tonerfixierwalze (20) zur Verwendung in einer Fixierstation (100, 200) eines elektrostatografischen Apparats, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
zur Verfügung Stellen eines zylindrischen Kernelements (11) mit einer elastisch verformbaren Struktur (15) mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement (11) umgibt; und
Anpassen der Tonerfixierwalze (20), so dass sie von einer außerhalb der Tonerfixierwalze (20) angeordneten Wärmequelle (40, 42) beheizt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren vorsieht, dass die elastisch verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren ein Spezifizierungskennzeichen (92) umfasst, das ein auf die Tonerfixierwalze (20) bezogenes Parameter zur Verfügung stellt, wobei das Spezifizierungskennzeichen (92) entweder visuell, mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch oder per Radiofrequenz ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren vorsieht, dass die elastisch verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement (11) umgibt folgende Elemente aufweist:
eine Grundpolsterschicht (12), die auf dem Kernelement (11) gebildet wird;
eine wahlweise vorsehbare Sperrschicht (13), die auf der Grundpolsterschicht (12) haftet; und
eine Tonerablöseschicht (14), die auf der Sperrschicht (13) haftet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren das zur Verfügung Stellen der Grundpolsterschicht (12) umfasst, die einen Schaum umfasst, der eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist, und wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4 aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren das zur Verfügung Stellen eines austauschbaren entfernbaren Hülsenelements (17) als elastisch verformbare Struktur (15) vorsieht, wobei das austauschbare entfernbare Hülsenelement (17) des Weiteren die folgenden Elemente umfasst:
ein Verstärkungsband (16);
eine Grundpolsterschicht (12) mit einem Schaum, der eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist und auf dem Verstärkungsband (16) gebildet ist;
eine wahlweise vorsehbare Sperrschicht (13), die auf der Grundpolsterschicht (12) haftet; und
eine Tonerablöseschicht (14), die eine Querdehnzahl von mehr als 0,4 aufweist, welche auf der Sperrschicht (13) haftet.