DE102012214882A1

DE102012214882A1 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE102012214882A1
Application number: DE102012214882A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Tamaki; Toshinori Nakayama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2013-02-28
Also published as: GB2494052A; US8750739B2; CN102955411B; JP2013044838A; GB2494052B; GB201215042D0; CN102955411A; US20130051830A1

Abstract

Ein Bilderzeugungsgerät weist eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine Fixiervorrichtung (500) mit einem Fixierspalt (N) auf, wobei in einem Bilderzeugungsvorgang der Bilderzeugungsvorrichtung 0 < B < ρπL/(30 × 31/2) erfüllt ist, wobei L (μm) eine mittlere Volumenkorngröße von Toner des unfixierten Tonerbilds ist, ρ (g/cm3) die Dichte des Toners ist, B (mg/cm2) eine maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit auf einem vorbestimmten Aufzeichnungspapier ist und die Fixiervorrichtung (500) das Tonerbild fixiert, während die Bedingung erfüllt ist, dass an einem Auslass des Fixierspalts (N) die Viskosität einer die Fixiervorrichtung (500) berührenden Tonerschicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität einer das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsgerät wie eine Kopiermaschine, eine Faxmaschine, einen Drucker oder eine komplexe Maschine von diesen, das auf einem Aufzeichnungspapier unter Verwendung eines elektrofotografischen Verfahrens oder dergleichen ein Tonerbild erzeugt und eine Fixiervorrichtung zum Fixieren des Tonerbilds auf dem Aufzeichnungspapier umfasst. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Bilderzeugungsgerät mit einem Tonerabscheidungsmengensparsystem, bei dem eine Tonerverbrauchsmenge gering ist.
Die Methode, Bildinformationen unter Verwendung eines elektrofotografischen Verfahrens oder dergleichen sichtbar zu machen, wird in verschiedenen Gebieten wie bei der Kopiermaschine, dem Drucker oder dergleichen verwendet, wobei sich die Technik fortentwickelt und der Marktbedarf vergrößert. In letzter Zeit ist vom Standpunkt der Betriebskosten danach verlangt worden, die Tonerverbrauchsmenge zu verringern. Die Verringerung der Tonerverbrauchsmenge ist unter dem Gesichtspunkt der Energie, die zum Fixieren des Toners auf dem Aufzeichnungspapier benötigt wird, wünschenswert. Insbesondere bei einem Bilderzeugungsgerät einer elektrofotografischen Bauart, das in einem Büro verwendet wird, ist die Verringerung unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung wichtig.
Andererseits wird das Bilderzeugungsgerät der elektrofotografischen Bauart aufgrund des Fortschritts bei der Digitalisierung und Kolorierung auch auf dem Gebiet der Druckvorrichtungen verwendet. Es ist auf den Gebieten des On-Demand-Drucks, der Grafik, etwa bei einer Fotografie oder einem Poster, und der Kleinseriendruckvorrichtungen in die Praxis umgesetzt worden. Die elektrofotografische Bauart ist aufgrund ihrer On-Demand-Eigenschaft, die keinen Korrekturabzug verwendet, vorteilhaft. Allerdings gibt es unter dem Gesichtspunkt des Farbwiedergabebereichs, der Textur, der Bildqualitätstabilisierungseigenschaften und der Eignung für Werbeträger noch Punkte, die verbessert werden müssen.
Eine solche Verbesserung muss geschehen, während die Kosten gesenkt werden, und daher ist die Verringerung der Tonerverbrauchsmenge wichtig.
Die JP 2004-295144 A offenbart ein Tonerabscheidungsmengensparsystem. Dabei wird der Absolutwert eines geladenen Potentials eines lichtempfindlichen Elements auf nur 350–550 V eingestellt, und der eine hohe Färbekraft aufweisende Toner wird im Bereich von 0,3–0,7 mg/cm² abgeschieden, um so die Bilddichte auf dem Aufzeichnungspapier nach dem Fixieren sicherzustellen.
Die JP 9-305058 A offenbart eine Steuerung des Glanzes eines Bildes, der durch die Langzeitverwendung der Fixierwalze und/oder des Materials der Aufzeichnungsblätter beeinflusst wird. Dabei wird die Heiztemperatur eines Heizelements auf der Grundlage der Dichte eines von einem Vollfarbsensor gelesenen Bezugsbilds gesteuert. Durch eine solche Steuerung wird für einen Sollglanz gesorgt.
Allerdings kann bei einem Tonerabscheidungsmengensparsystem, bei dem die Tonerverbrauchsmenge gering ist, aufgrund der mangelnden Glätte der Papierfasern des Aufzeichnungspapiers in einem Abschnitt hoher Dichte (Volltonabschnitt) nicht leicht für den hohen Glanz gesorgt werden. Der Grund dafür wird anhand eines Falls, bei dem die Tonerabscheidungsmenge hoch ist, und eines Falls beschrieben, bei dem die Tonerabscheidungsmenge gering ist. Die Tonerhöhe ist in dem Fall der hohen Tonerabscheidungsmenge größer als in dem Fall der geringen Tonerabscheidungsmenge. Dabei ist die Tonerabscheidungsmenge die Tonerstapelmenge pro Flächeneinheit, die einfach ”Tonerabscheidungsmenge” genannt wird.
Um den Toner am Aufzeichnungspapier zu fixieren, ist eine Grenzflächentemperatur zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungspapier höher als oder gleich hoch wie eine vorbestimmte Temperatur. Die Toneroberflächentemperatur ist die Temperatur des Toners (auf dem Aufzeichnungspapier) auf der Seite, die ein Heizelement wie eine Fixierwalze (Heizwalze) berührt.
Unter der Bedingung, dass die Fixiereigenschaften die gleichen sind (gleiche Grenzflächentemperaturen), ist die Toneroberflächentemperatur im Fall der geringen Tonerabscheidungsmenge kleiner als im Fall der hohen Abscheidungsmenge. Das liegt daran, dass die Temperatur des Heizelements kleiner als im Fall der hohen Tonerabscheidungsmenge eingestellt wird, wenn die Tonerabscheidungsmenge gering ist. Falls die Tonerabscheidungsmenge geringer ist, wird der Toner daher auf der Oberfläche (auf der das Heizelement berührenden Seite) weniger als in dem Fall geschmolzen, in dem die Tonerabscheidungsmenge hoch ist, und daher ist der Glanz gering.
Wenn die Temperatur des Heizelements in dem Versuch, den Glanz bei geringer Tonerabscheidungsmenge zu steigern, angehoben wird, schmilzt der Toner auf der Oberfläche (auf der das Heizelement berührenden Seite), doch nimmt die Grenzflächentemperatur zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungspapier aufgrund des Schmelzens des Toners an der Grenzfläche zu.
Dadurch saugt sich der Toner in die Fasern des Aufzeichnungspapiers, was eine Verschlechterung der Oberflächeneigenschaften des Toners zur Folge hat. Das heißt, dass die Gesamtheit des Tonerbilds den nicht glatten, geriffelten Vertiefungen und Vorsprüngen der Fasern des Aufzeichnungspapiers folgt, so dass die Oberfläche des Tonerbilds stark durch die nicht glatten, geriffelten Vertiefungen und Vorsprünge der Fasern beeinflusst wird. Aus diesem Grund ist es bei dem Tonerabscheidungsmengensparsystem schwierig, den Glanz des Abschnitts hoher Dichte zu erhöhen, indem einfach die Temperatur des Heizelements angehoben wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist dementsprechend eine Hauptaufgabe der Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät zur Verfügung zu stellen, bei dem der Glanz des Bilds verbessert werden kann, indem das Einsaugen des Tonerbilds in die Fasern des Aufzeichnungspapiers unterdrückt wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bilderzeugungsgerät vorgesehen, das Folgendes umfasst: eine Bilderzeugungsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie auf einem Aufzeichnungspapier ein unfixiertes Tonerbild erzeugt; eine Fixiervorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie das unfixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial in einem Fixierspalt durch Wärme und Druck fixiert; wobei in einem Bilderzeugungsprozess der Bilderzeugungsvorrichtung 0 < B < ρπL/(30 × 3^1/2) erfüllt ist, wobei L (μm) eine mittlere Volumenkorngröße von Toner des unfixierten Tonerbilds ist, ρ (g/cm³) die Dichte des Toners ist, B (mg/cm²) die maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit auf einem vorbestimmten Aufzeichnungspapier ist, wobei die Fixiervorrichtung das Tonerbild fixiert, während die Bedingung erfüllt ist, dass an einem Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität einer das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 stellt eine ideale Anordnung der Tonerkörner dar.
3 ist eine substanzielle Schnittansicht einer Fixiervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 ist eine Draufsicht (a) und eine Seitenansicht (b), die ein Temperaturmessverfahren für Toner einer oberen Schicht und Toner einer unteren Schicht darstellen.
5 zeigt Ergebnisse einer Messung der Temperatur des Fixierspalts, die das Verfahren von 4 verwendet.
6 sind schematische Ansichten, die einen Unterbaueffekt darstellen, wobei (a) einen unfixierten Zustand des Toners zeigt, (b) einen Unterbaueffekt nach dem Fixieren zeigt und (c) den Fall keines Unterbaueffekts nach dem Fixieren zeigt.
7 zeigt ein Simulationsmodell zur Berechnung einer Temperaturverteilung der Tonerschicht und des Aufzeichnungsmaterials.
8 zeigt ein Berechnungsergebnis der Temperaturverteilungen von verschiedenen Teilen für den Fall, dass die Tonerabscheidungsmenge groß ist.
9 zeigt ein Berechnungsergebnis der Temperaturverteilungen jedes Abschnitts, wenn die Tonerabscheidungsmenge gering ist.
10 zeigt ein Berechnungsergebnis der Temperaturverteilungen jedes Abschnitts, wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze geändert wird.
11 zeigt ein Berechnungsergebnis der Temperaturverteilungen jedes Abschnitts, wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands geändert wird.
12 zeigt ein Berechnungsergebnis der Temperaturverteilungen jedes Abschnitts, wenn die Art des Aufzeichnungsmaterials geändert wird.
13 zeigt ein Messergebnis der Viskosität des erwärmten Toners relativ zur Temperatur.
14 ist eine schematische Ansicht, die einen Bereich der Viskositäten des erwärmten Toners der oberen Schicht und des erwärmten Toners der unteren Schicht darstellt.
15 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Fixiervorrichtung im ersten Ausführungsbeispiel.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Steuerungsablaufs im ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
17 ist eine substanzielle Schnittansicht einer Fixiervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
18 zeigt Änderungen der Oberflächentemperatur des Fixierbands und der Presswalze.
19 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Fixiervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
20 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Steuerungsablaufs im zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
21 ist ein Steuerungsblockdiagramm einer Fixiervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
22 zeigt ein Ergebnis der Messungen der Temperaturen des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht, wenn eine Verarbeitungsgeschwindigkeit (P·S) geändert wird.
23 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Steuerungsablaufs des dritten Ausführungsbeispiels zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei schränken in den folgenden Ausführungsbeispielen und Beschreibungen, solange nichts anderes gesagt wird, die Abmessungen, die Größen, die Materialien und die relativen Lagezusammenhänge der Elemente die Erfindung nicht ein.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Unter Bezugnahme auf 1 bis 16 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 eine allgemeine Anordnung eines Bilderzeugungsgeräts beschrieben.
[Bilderzeugungsgerät]
Das Bilderzeugungsgerät ist ein Vollfarbbilderzeugungsgerät einer elektrofotografischen Bauart, wobei entlang der Drehbewegungsrichtung eines Zwischenübertragungsbands 30 Bilderzeugungsstationen (Bilderzeugungsvorrichtungen) Pa, Pb, Pc, Pd angeordnet sind (Tandembauart). Jede Bilderzeugungsstation Pa, Pb, Pc, Pd weist als ein Bildtrageelement eine lichtempfindliche Trommel (lichtempfindliches Element) 3a, 3b, 3c, 3d auf. Um die lichtempfindliche Trommel 3a, 3b, 3c, 3d herum sind ein Lader 2a, 2b, 2c, 2d, eine Entwicklungsvorrichtung 1a, 1b, 1c, 1d, eine Erstübertragungsvorrichtung 24a, 24b, 24c, 24d und ein Reiniger 4a, 4b, 4c, 4d vorgesehen.
Der obere Teilabschnitt der Vorrichtung weist eine Belichtungsvorrichtung 6a, 6b, 6c und 6d auf, die jeweils eine Lichtquellenvorrichtung und einen Polygonspiegel hat. Eine von dem Lader 2a, 2b, 2c, 2d aufgeladene Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 3a, 3b, 3c, 3d wird mit einem Laserstrahl belichtet, so dass ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird. Der von der Lichtquellenvorrichtung abgegebene Laserstrahl wird von einem Reflektionsspiegel des Polygonspiegels projiziert und abgelenkt. Der abgelenkte Laserstrahl wird durch eine fθ-Linse auf der aufgeladenen lichtempfindlichen Trommel 3a, 3b, 3c, 3d konzentriert und tastet die Trommel entlang der Umlaufenden der Trommel ab, so dass auf der lichtempfindlichen Trommel 3a, 3b, 3c, 3d in Übereinstimmung mit einem Bildsignal ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird. In 1 ist die Belichtungsvorrichtung zur Vereinfachung schematisch gezeigt.
Die Entwicklungsvorrichtungen 1a, 1b, 1c, 1d enthalten als Entwickler gelben Toner, magentafarbenen Toner, zyanfarbenen Toner und schwarzen Toner, wobei sie mit magnetischen Trägern gemischt sind, so dass der Toner und die Träger in den jeweiligen Entwicklungsvorrichtungen zirkulieren. Die Entwicklungsvorrichtungen 1a, 1b, 1c, 1d entwickeln die elektrostatischen Latentbilder auf den lichtempfindlichen Trommeln 3a, 3b, 3c, 3d in ein gelbes Tonerbild, ein magentafarbenes Tonerbild, ein zyanfarbenes Tonerbild und ein schwarzes Tonerbild. Um den Toner entsprechend dem Verbrauch durch die Bilderzeugung zuzuführen, wird durch eine Tonerzuführvorrichtung 5a, 5b, 5c, 5d neuer Toner eingespeist.
Ein Zwischenübertragungsband (Zwischenübertragungselement) 30, das ein weiteres Bildtrageelement ist, wird durch eine Antriebswalze 13 gedreht. Die Tonerbilder, die auf diese Weise auf den lichtempfindlichen Trommeln 3a, 3b, 3c, 3d erzeugt wurden, werden nacheinander durch Anlegung eines elektrischen Felds oder einer elektrischen Ladung an die Erstübertragungsvorrichtung 24a, 24b, 24c, 24d auf das Zwischenübertragungsband 30 erstübertragen. Somit werden auf dem Zwischenübertragungsband 30 Mehrfarbtonerbilder (vier Farben) überlagert. Das heißt, dass auf dem Zwischenübertragungsband 30 (Bilderzeugungselement) Mehrfarbtonerbilder erzeugt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch die lichtempfindliche Trommel 3a, 3b, 3c, 3d, den Lader 2a, 2b, 2c, 2d, die Belichtungsvorrichtung 6a, 6b, 6c, 6d, die Entwicklungsvorrichtung 1a, 1b, 1c, 1d und die Erstübertragungsvorrichtung 24a, 24b, 24c, 24d eine Tonerbilderzeugungseinrichtung gebildet.
Das vier Farbtonerbilder tragende Zwischenübertragungsband 30 wird zu einem Zweitübertragungsabschnitt T2 transportiert. In dem Zweitübertragungsabschnitt T2 ist eine Zweitübertragungsvorrichtung 15 vorgesehen, die eine äußere Zweitübertragungswalze 11 und eine innere Zweitübertragungswalze 14 umfasst. Die äußere Zweitübertragungswalze 11 und die innere Zweitübertragungswalze 14 tragen das Zwischenübertragungsband 30. Das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungsband 30 wird durch ein zwischen den Walzen aufgebrachtes elektrisches Feld oder eine Ladung auf das Aufzeichnungsmaterial P übertragen, das zum Zweitübertragungsabschnitt T2 transportiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zweitübertragungsvorrichtung 15 eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbilds von dem Bildtrageelement (Zwischenübertragungsband 30) auf das Aufzeichnungsmaterial (Aufzeichnungspapier).
Das Aufzeichnungsmaterial P ist andererseits in Aufzeichnungsmaterialkassetten 10a, 10b untergebracht, von denen aus das Aufzeichnungsmaterial P durch Transportwalzen und Registrierungswalzen 12 zum Zweitübertragungsabschnitt T2 transportiert wird. Das Tonerbild wird in dem Zweitübertragungsabschnitt T2 wie oben beschrieben vom Zwischentransportband 30, das die vier Farbtonerbilder trägt, auf das Aufzeichnungsmaterial zweitübertragen. Das Aufzeichnungsmaterial mit dem übertragenen Tonerbild wird zu einer Fixiervorrichtung (Fixiervorrichtung) 500 transportiert, die nachstehend beschrieben wird, so dass das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.
[Tonerabscheidungsmengensparsystem]
In dem Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels kommt ein Tonerabscheidungsmengensparsystem zum Einsatz, bei dem die Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit des auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugten Tonerbilds (Tonerabscheidungsmenge) gering ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Tonerabscheidungsmengensparsystem ein System, in dem die Bilderzeugung so erfolgt, dass die Tonerabscheidungsmenge eines einfarbigen Toners eines Volltonbilds (einfarbigen Volltonbilds), auf dem Aufzeichnungsmaterial kleiner als eine vorbestimmte Menge ist.
Dabei ist der einfarbige Toner entweder ein gelber, magentafarbener, zyanfarbener oder schwarzer Toner. Darüber hinaus ist das Volltonbild ein Tonerbild, für das durch Entwickeln eines Punktlatentbilds des Signals maximaler Bilddichte gesorgt wird. Mit anderen Worten ist die Tonerabscheidungsmenge des Volltonbilds durch den einfarbigen Toner die Tonerabscheidungsmenge des gelben, magentafarbenen, zyanfarbenen oder schwarzen Tonerbilds maximaler Dichte. In dem Tonerbild, das für die maximale Dichte einer einzelnen Farbe sorgt, ist die einfarbige Tonerabscheidungsmenge maximal.
Wie oben beschrieben wurde, handelt es sich um das Tonerabscheidungsmengensparsystem, wenn die Tonerabscheidungsmenge kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, und daher ist die Tonerabscheidungsmenge des durch das Tonerabscheidungsmengensparsystem erzeugten Tonerbilds kleiner als die Tonerabscheidungsmenge in einem normalen Tonermengenabscheidungssystem. Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel in einem Tonerkorn die Menge des Pigments erhöht, um eine Abnahme der Bilddichte aufgrund der Kleinheit der Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial zu unterdrücken.
Die Beschreibung erfolgt hinsichtlich der Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial, wenn die Tonerkörner ideal angeordnet sind. Wie in 2 gezeigt ist, ist die dichteste Wabenaufbauanordnung der Tonerkörner der ideale Anordnungszustand. Wenn die Tonerkörner dabei eine mittlere Volumenkorngröße (Durchmesser der Tonerkörner) L (μm) haben, sind ein Volumen des Tonerkorns V (μm³), eine projizierte Fläche S1 (mm²) des Tonerkorns und eine genau ein Tonerkorn enthaltende Einheitsfläche S2 (μm²), die in dem dichtesten Wabenaufbau einer genau ein Tonerkorn enthaltenden Mindestfläche entspricht, wie folgt.
Formel 1:
V = 4 / 3π( L / 2)²[μm³]
Formel 2:
S1 = π( L / 2)²[μm²]
Formel 3:
Anhand dessen wird eine einlagige (einfarbige) Tonerabscheidungsmenge H (μm) (Tonervolumen (V/S2) pro Flächeneinheit = mittlere Höhe) in der dichtesten Anordnung der Tonerkörner wie folgt berechnet. Formel 4:
Zuvor wird unter Berücksichtigung der Anordnung der Tonerkörner die einfarbige Volltontonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial als das Tonervolumen pro Flächeneinheit, das heißt als mittlere Höhe (μm) genommen. Wenn jedoch die Tonerabscheidungsmenge gemessen und gesteuert wird, wird normalerweise ein Gewicht pro Flächeneinheit [mg/cm²] verwendet. Demnach wird die oben beschriebene Formel, die die ideale Anordnung (den dichtesten Zustand der kugelförmigen Tonerkörner) darstellt, wie folgt in die maximale Tonerabscheidungsmenge (einfarbiges Volltonbild) A (mg/cm²) des einfarbigen Tonerbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial umgewandelt. Dabei wird 1/10 benötigt, um die Einheiten auszugleichen, und ρ (g/cm³) ist die Dichte des Toners. Formel 5:
Die Tonerabscheidungsmenge A des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial in der Formel wird auf die folgende Weise gemessen. Auf dem Aufzeichnungsmaterial werden jeweils in Form von 100 mm × 10 mm großen Streifen gelbe, magentafarbene, zyanfarbene und schwarze Volltontonerbilder der maximalen Dichte erzeugt. Bevor die Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert werden, wird das Bilderzeugungsgerät gestoppt, so dass unfixierte Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial erhalten werden.
An einem Behälter mit einer ungefähr 1 cm² großen Saugöffnung wird ein zylinderförmiges Filterpapier (zum Beispiel Nr. 86R, erhältlich von TOYO ROSHI Kabushiki Kaisha, Japan), befestigt, das nicht den Toner, wohl aber Luft hindurch lässt. Während von einer Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite angesaugt wird, wird das zylinderförmige Filterpapier nahe an dem 100 mm × 10 mm großen unfixierten Tonerbildstreifen auf dem Aufzeichnungsmaterial platziert und das unfixierte Tonerbild wird angesaugt. Das Gewicht des unfixierten Tonerbilds auf dem zylinderförmigen Filterpapier wird unter Verwendung einer präzisen Waage gemessen. Dadurch kann das Gewicht des unfixierten Tonerbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial gemessen werden. Da die Fläche des Tonerbilds 100 mm × 10 mm beträgt, kann A erzielt werden, indem das Gewicht des Tonerbilds durch die Bildfläche geteilt wird.
Im Fall dieses Ausführungsbeispiels wird die maximale Tonerabscheidungsmenge B des einfarbigen Tonerbilds, das durch die Tonerbilderzeugungseinrichtung auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird, kleiner als A (= ρπL/(30 × 3^1/2)) gemacht. Es handelt sich also um ein Tonerabscheidungsmengensparsystem, bei dem die Bilderzeugung unter der Bedingung B < A erfolgt. Daher ist die Tonerabscheidungsmenge B des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial in diesem Ausführungsbeispiel wie folgt. Formel 6:
Genauer gesagt hat der Toner eine mittlere Volumenkorngröße L von 5,5 (um) und eine Dichte ρ von 1,1 (g/cm³), und die Tonerabscheidungsmenge B des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial wird auf 0,3 (mg/cm²) eingestellt. Die Tonerabscheidungsmenge B des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial wird wie zuvor beschrieben zum Zwecke der Energieeinsparung und Kostenreduzierung klein gestellt.
[Messverfahren für mittlere Volumentonerkorngröße]
Es wird nun ein Messverfahren für die mittlere Volumentonerkorngröße beschrieben. Zur Messung der mittleren Volumenkorngröße des Toners wird ein Coulter-Zähler Multiple Sizer II (erhältlich von Coulter Electronics Inc.) verwendet. Die Elektrolytlösung ist Natriumchlorid erster Qualität, und sie ist eine wässrige Lösung mit ungefähr 1% NaCl. Für die Elektrolytlösung kann zum Beispiel geeignet ISTON R-II (erhältlich von Coulter Scientific Japan KABUSHIKI KAISHA) verwendet werden.
Beim Messverfahren wird als Dispersionsmaterial 0,1 ml oberflächenaktives Mittel (vorzugsweise Alkylbenzolsulfonat) zu 100 ml der Elektrolytlösung zugegeben, und außerdem wird eine 5 mg schwere Messprobe zugegeben. Die die Probe suspendierende Elektrolytlösung wird drei Minuten lang durch eine Ultraschalldispergiervorrichtung einem Dispersionsprozess unterzogen, und unter Verwendung der oben beschriebenen Messvorrichtung mit einer 100 μm großen Öffnung werden für jeden der folgenden Kanäle das Volumen und die Anzahl der Toner mit Korngrößen von 2,00 bis 40,30 μm gemessen, wobei aus der erzielten Tonervolumenverteilung die mittlere Volumentonerkorngröße berechnet wird. Die verwendeten Kanäle sind 2,00–2,52 μm; 2,52–3,17 μm; 3,17–4,00 μm; 4,00–5,04 μm; 5,04–6,35 μm; 6,35–8,00 μm; 8,00–10,08 μm; 10,08–12,70 μm; 12,70–16,00 μm; 16,00–20,20 μm; 20,20–25,40 μm; 25,40–32,00 μm; 32,00–40,30 μm (13 Kanäle).
[Messverfahren für die Dichte]
Es wird das Messverfahren für die Dichte des Toners beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird als ein korrektes und simples Verfahren ein Messverfahren der Gasaustauschart mit Helium eingesetzt. Die verwendete Messvorrichtung ist ACCUPIC 1330 (erhältlich von SHIMAZU SEISAKU SHO, Japan). 4 g Tonerkörner von vor der Klassifizierung werden in eine Zelle aus rostfreiem Stahl gesetzt, die einen Innendurchmesser von 18,5 mm, eine Länge von 39,5 mm und eine Fassungsvermögen von 10 cm³ hat. Das Volumen des magnetischen Toners der Probenzelle wird durch eine Druckänderung von Heliumgas gemessen, und die Dichte der Tonerkörner vor der Klassifizierung wird anhand des festgestellten Volumens und des Gewichts der Probe ermittelt.
[Fixiervorrichtung]
Es folgt die Beschreibung der Fixiervorrichtung 500. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Fixiervorrichtung einen Aufbau, der ein Fixierband in der Form eines Films verwendet. Wie in 3 gezeigt ist, weist sie ein Fixierband 50 als Fixierelement, eine Induktionsheizungsspule 51, einen Pressbelag 52, eine Presswalze 53 als Presselement, einen Seitenkern 54, einen Mittelkern 55 und ein Pressbelagtrageelement 56 auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird Verwendung von einer Filmheizfixierbauart gemacht, die eine Induktionsheizungsspule als Wärmequelle hat, doch kann die Wärmequelle auch eine Halogenheizung (Filmheizfixierbauart) sein.
Das Fixierband 50, das ein erstes Drehelement ist, hat einen dreilagigen Aufbau mit einer Basisschicht, einer elastischen Schicht und einer Trennschicht in dieser Reihenfolge von der Innenseite zur Außenseite hin. Das Fixierband 50 hat einen Durchmesser von zum Beispiel 30 (mm). Die Basisschicht ist eine Wärme erzeugende Metallschicht, um in sich durch ein Wechselmagnetfeld, das von der Induktionsheizungsspule 51 erzeugt wird, einen Wirbelsturm zu erzeugen. Ihr Material kann rostfreier Stahl, Nickel und auch Eisen sein. Ihre Dicke beträgt vorzugsweise nicht weniger als 10 μm und nicht mehr als 100 μm und beträgt in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel 50 μm. Wenn sie nicht mehr als 10 μm beträgt, ist die Haltbarkeit als Fixierband schlecht, und die Absorption der elektromagnetischen Energie ist nicht ausreichend, was zu einem geringen Wirkungsgrad führt. Wenn sie nicht weniger als 100 μm beträgt, ist die Steifheit des Films zu hoch, und die Flexibilität ist zu schlecht, um praxisgerecht zu sein.
Die elastische Schicht besteht aus Silikongummi, der eine gute Wärmebeständigkeit und Wärmeleitung hat und der eine ausreichend geringe Härte hat. Andere geeignete Materialien sind fluorhaltiger Gummi, Fluorsilikongummi und dergleichen. Die Dicke der elastischen Schicht beträgt vorzugsweise 10–500 μm, und sie beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 200 μm.
Für die Trennschicht ist ein fluoriertes Harzmaterial (PFA) mit guten Trenneigenschaften und hoher Wärmebeständigkeit vorzuziehen. Andere verwendbare Materialien sind PTFE, FEP, Silikonharzmaterial, fluorhaltiger Gummi, Silikongummi und dergleichen. Ihre Dicke beträgt wünschenswerter Weise nicht weniger als 1 μm und nicht mehr als 100 μm, und sie beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 50 μm. Wenn sie nicht mehr als 1 μm beträgt, kann es aufgrund des Verschleißes der Trennschicht zu einem Toner-Offset-Phänomen kommen, und wenn sie nicht weniger als 100 μm beträgt, kann die durch die Wärmeerzeugungsschicht erzeugte Wärme nicht ausreichend zum Aufzeichnungsmaterial und Toner übertragen werden, was zu einer fehlerhaften Fixierung führt.
Die Presswalze 53 ist ein zweites Drehelement und weist ein Kernmetall und eine elastische Schicht aus Silikongummi oder dergleichen auf, um die Härte zu verringern. Um die Oberflächeneigenschaften zu verbessern, wird als Außenumfang eine fluorierte Harzmaterialschicht aus PFA vorgesehen. Innerhalb der Presswalze 53 ist eine Halogenheizung 57 vorgesehen. Die Presswalze 53 hat einen Durchmesser von zum Beispiel 30 (mm). Die Presswalze 53 berührt das Fixierband 50, um einen Fixierspalt N zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Fixierspalt N gebildet, indem durch die Presswalze 53 über den Pressbelag 52 und das Fixierband 50 gepresst wird. Das Aufzeichnungsmaterial mit dem übertragenen Tonerbild geht durch den Fixierspalt (Presskontaktabschnitt) N, wodurch das auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugte Tonerbild erwärmt und gepresst wird, so dass das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.
Der Pressbelag 52 besteht aus einem wärmebeständigen Konstruktionskunststoffmaterial, und die Oberfläche ist einer Gleitbeschichtung unterzogen worden, um das Gleitvermögen bezüglich des Basisschichtmetalls des Fixierbands 50 zu verbessern. Das Pressbelagtrageelement 56 besteht aus einem Metall wie rostfreiem Stahl oder Aluminium und presst den Pressbelag 52 über das Fixierband 50 zur Presswalze 53.
Die Induktionsheizungsspule 51 ist mit einer Erregerschaltung verbunden, und die Schaltung erzeugt unter Verwendung einer Schaltstromquelle einen Hochfrequenzstrom von 20 kHz bis 500 kHz. Der Seitenkern 54 und der Mittelkern 55 bestehen aus einem ferromagnetischen Element wie Ferrit, und durch das magnetische Feld, das von der Induktionsheizungsspule 51 erzeugt wird, wird eine magnetische Kopplung erreicht. Und zwar befindet sich der Mittelkern in der Mitte der Spule und der Seitenkern an der Seitenoberfläche, so dass die magnetische Verbindung verbessert wird.
In diesem Ausführungsbeispiel verwendet die Filmheizeinrichtung die Induktionsheizungsspule, doch kann das Heizen des Films auch durch Presskontakt eines Heizelements von der Außenseite des Films erfolgen. Das Heizelement kann eine Fixierwalze mit einer Heizung darin sein. Der Gesamtdruck der Fixiervorrichtung 500 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 60 (kgf) (588 ≒ 600 N), und die Breite des Fixierspalts N beträgt 9 (mm). Die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Bilderzeugungsgeräts beträgt zum Beispiel 300 (mm/s).
In diesen Ausführungsbeispielen sind an den Oberflächen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 als Fixierdetektor und Pressdetektor Heißleiter 58a, 58b angebracht. Der Heißleiter 58a erfasst die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50, und der Heißleiter 58b erfasst die Oberflächentemperatur der Presswalze 53, und auf Grundlage der Erfassungsergebnisse werden die Induktionsheizungsspule 51 oder die Halogenheizung 57 so gesteuert, dass sie die Temperatursteuerung vornehmen. Darüber hinaus stellt in diesem Ausführungsbeispiel eine CPU 102 (1, 15) als Steuerung die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 als Fixierbedingungen ein. Die Fixierbedingungen werden anschließend beschrieben.
[Zusammenhang zwischen Oberflächentemperaturen Fixierband und Presswalze und Glanz]
Es wird nun der Zusammenhang zwischen den Oberflächentemperaturen des Fixierbands und der Presswalze und dem Glanz in dem Tonermengensparsystem beschrieben. Unter Verwendung des Bilderzeugungsgeräts dieses Ausführungsbeispiels wurde mit verschiedenen Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und verschiedenen Oberflächentemperaturen der Presswalze 53 mit der maximalen Tonerabscheidungsmenge ein Tonerbild erzeugt. Die Tabelle 1 zeigt Ergebnisse dieses Versuchs. Tabelle 1

Fixierbandtemp.\Presswalzentemp. (°C) 20 70 80 90 100 110

140 N N N N N N

150 Y Y Y Y Y Y

160 Y Y Y Y Y N

170 Y Y Y Y N N
Das verwendete Aufzeichnungsmaterial ist das von Canon Kabushiki Kaisha erhältliche CS814 und hat ein Basisgewicht von 81 (g/m²). Die Temperaturen in Tabelle 1 sind Oberflächentemperaturen. Der Glanz (60° Glanz) wurde unter Verwendung einer von NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD. erhältlichen Vorrichtung gemessen. In der Tabelle gibt ”Y” einen Glanz von nicht weniger als 15 und ”N” einen Glanz von weniger als 15 an.
[Zusammenhang zwischen Toneroberflächentemperatur und Grenzflächentemperatur und Glanz]
Anhand von Tabelle 1 werden die Oberflächentemperatur des Toners (Tonertemperatur der oberen Schicht), der das Fixierband 50 in dem Fixierspalt N berührt, und die Grenzflächentemperatur (Tonertemperatur der unteren Schicht) zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial, also des das Aufzeichnungsmaterial berührenden Toners hergeleitet.
Die Temperaturmessung erfolgt wie folgt. Auf dem CS814 Aufzeichnungsmaterial, das das gleiche wie das in dem oben beschriebenem Versuch verwendete Aufzeichnungsmaterial ist, werden Thermoelemente (dünnes, extrafeines Thermoelement KFST-10-100-200, erhältlich von ANBESMT Kabushiki Kaisha, Japan) festgeklebt. Wie in 4 gezeigt ist, wird auf dem Aufzeichnungsmaterial mit dem Thermoelement ein Polyesterstreifen (PES-Streifen) platziert, der eine Dicke von 10 (μm) hat, wobei der Streifen mit dem Tonerbild, das die maximale Tonerabscheidungsmenge hat, verglichen wird. Das heißt, dass die Temperatur der Oberseite des PES-Streifens der Oberflächentemperatur des Toners und die Temperatur zwischen der Unterseite des PES-Streifens und dem Aufzeichnungsmaterial der Grenzflächentemperatur entspricht. Genauer gesagt wird der Teil (i) von 4 mit der Messung der Toneroberflächentemperatur verglichen. Und der Teil (ii) von 4 wird mit der Messung der Grenzflächentemperatur zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial verglichen.
Ein solches Aufzeichnungsmaterial wurde durch den Fixierspalt N der Fixiervorrichtung 500 gehen gelassen, und es wurde die Temperatur des Fixierspalts gemessen. Zur Datenanalyse wurde ein von HIOKI Kabushiki Kaisha, Japan erhältlicher Memory Hi-Coder 8855 verwendet.
5 zeigt die Ergebnisse der Temperaturerfassung, als die Temperatursteuerung so erfolgte, dass die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 80°C betrug. Die Abszisse stellt die Zeit und die Ordinate die durch das Thermoelement gemessene Temperatur dar. Die durchgezogene Linie ist die Oberseitentemperatur des PES-Streifens, und die gestrichelte Linie ist die Temperatur zwischen dem PES-Streifen und dem Aufzeichnungsmaterial. Die Dauer von der Zeit 0 bis zur Zeit 30 (ms) entspricht der Dauer, während der sich der Streifen in dem Fixierspalt N befindet.
Wie aus 5 hervorgeht, nehmen die gemessenen Temperaturen zum Auslass des Fixierspalts N hin zu, und die Temperaturen sind am Spaltauslass maximal. In 5 beträgt die Toneroberflächentemperatur am Auslass des Fixierspalts N 107°C, und die Grenzflächentemperatur zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial beträgt dort 97°C.
Die Tabelle 2 und die Tabelle 3 geben die Toneroberflächentemperatur (Tonertemperatur der oberen Schicht) am Auslass des Fixierspalts N und die Grenzflächentemperatur (Tonertemperatur der unteren Schicht) an, wenn die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 geändert werden.
Die Toneroberflächentemperatur ist dabei die Thermoelementtemperatur auf der Oberseite des in 4 gezeigten PES-Streifens, und die Grenzflächentemperatur ist die Thermoelementtemperatur zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem in 5 gezeigten PES-Streifen. Der Auslass des Fixierspalts N ist die Stelle, wo die Oberseitentemperatur des PES-Streifens in 5 die Maximaltemperatur ist. Falls die Toneroberflächentemperatur und die Grenzflächentemperatur am Auslass des Fixierspalts in einer anderen Fixiervorrichtung gemessen werden, wird durch diese andere Aufzeichnungsmaterialfixiervorrichtung ein Aufzeichnungsmaterial gehen gelassen, auf dem der PES-Streifen und die Thermoelemente befestigt sind. Es wird die Toneroberflächentemperatur an der Stelle der Maximaltemperatur in der in 5 gezeigten Temperaturkurve der Oberseite des PES-Streifens gemessen, und es wird die Grenzflächentemperatur in dem Moment gemessen, wenn die Toneroberflächentemperatur stattfindet. Tabelle 2 (Toneroberflächentemperatur)

Fixierbandtemp.\Presswalzentemp. (°C) 20 70 80 90 100 110

140 105 105 105 105 105 105

150 106 106 106 106 106 106

160 107 107 107 107 107 107

170 108 108 108 108 108 108

Tabelle 3 (Grenzflächentemperatur)

Fixierbandtemp.\Presswalzentemp. (°C) 20 70 80 90 100 110

140 92 94 95 96 97 98

150 93 95 96 97 98 99

160 94 96 97 98 99 100

170 95 97 98 99 100 101
Aus der Tabelle 2 und Tabelle 3 ergibt sich im Zusammenhang mit Tabelle 1, dass der Glanz hoch ist, wenn die Toneroberflächentemperatur am Auslass des Fixierspalts N mehr als 105°C beträgt und die Grenzflächentemperatur weniger als 100°C beträgt.
Es wird nun der Grund beschrieben, warum der Glanz hoch ist, wenn sich die Toneroberflächentemperatur und die Grenzflächentemperatur auf diesen Niveaus befinden. Wenn sich die Oberflächentemperatur des Toners und die Grenzflächentemperatur zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial auf diesen Niveaus befinden, schmilzt die Oberfläche auf der Seite der oberen Schicht des Toners (Vorderseite, Toner der oberen Schicht), während der Toner auf der Oberflächenseite der unteren Schicht (Aufzeichnungsmaterialseite, Toner der unteren Schicht) nicht groß schmilzt. Ein solcher Zustand wird hier ”Unterbaueffekt” genannt. Unter Bezugnahme auf 6 wird der Unterbaueffekt ausführlich beschrieben.
[Unterbaueffekt]
Wie im Teil (a) von 6 (unfixierter Tonerzustand) gezeigt ist, befindet sich die untere Schicht des Toners unterhalb einer Höhe von 5–6 (μm) von der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials, was einem einzelnen Tonerkorn entspricht, und der Toner der oberen Schicht ist die Schicht auf und oberhalb des Toners der unteren Schicht. Der Toner der unteren Schicht ist das erste Farbtonerbild, das von der stromaufwärtigen Bilderzeugungsstation (zum Beispiel Pa) erzeugt wird, und der Toner der oberen Schicht ist das zweite Farbtonerbild, das von einer stromabwärtigen Bilderzeugungsstation (zum Beispiel Pb) erzeugt wird. In dem System geringer Tonermenge dieses Ausführungsbeispiels entspricht die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds somit im Wesentlichen einem einzelnen Tonerkorn. Wenn daher Zweifarbbilder mit den jeweiligen maximalen Dichten erzeugt werden, entspricht die Höhe des erzeugten Tonerbilds maximal zwei Tonerkörnern.
Wie im Folgenden beschrieben wird, beträgt die maximale Tonerabscheidungsmenge in dem Bilderzeugungsgerät dieses Ausführungsbeispiels auch dann, wenn ein dreifarbiges oder vierfarbiges Tonerbild erzeugt wird, das Zweifache der Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds. Wenn daher ein mehrfarbiges Tonerbild (mit nicht weniger als drei Farben) erzeugt wird, entspricht die Höhe des Tonerbilds, wie im Teil (a) von 6 gezeigt ist, im Wesentlichen zwei Tonerkörnern.
Dabei ist der Unterbaueffekt ein Phänomen, bei dem der Toner der unteren Schicht nicht groß schmilzt, so dass die Körnerformen bleiben, und der Toner der oberen Schicht schmilzt, um Lücken zwischen und unter den Körnerformen auszufüllen, wodurch die Oberflächeneigenschaften des Toners verbessert werden, so dass der Glanz gesteigert wird. Ein solcher Zustand ist im Teil (b) von 6 gezeigt.
Im Gegensatz dazu wird ohne den Unterbaueffekt, wie im Teil (c) von 6 gezeigt ist, der Toner der unteren Schicht stark geschmolzen, so dass der Toner der unteren Schicht der Unregelmäßigkeit der Fasern folgt, und der Toner der oberen Schicht folgt dem Toner der unteren Schicht bezüglich der Unregelmäßigkeit. Dadurch können die Oberflächeneigenschaften der Oberfläche des Toners nicht verbessert werden, was zu einem geringen Glanz führt.
Das Phänomen dieses Unterbaueffekts wird weiter unter Verwendung einer Simulation beschrieben. Die Simulation erfolgt mit einer Berechnung auf der Grundlage des Modells von 7, das einen eindimensionalen Wärmeleitungsanalyselöser mit Differenzialverfahren verwendet.
Für die Simulation werden die folgenden Werte eingestellt. Die Wärmeleitfähigkeit der Tonerschicht beträgt 1,5 × 10^–4 (W/mmK), ihre spezifische Wärme beträgt 1,0 (J/gK), die Wärmeleitfähigkeit des Aufzeichnungsmaterials beträgt 1,5 × 10^–4 (W/mmK), seine spezifische Wärme beträgt 1500 (J/kgK), und der Wärmeübergangswiderstand beträgt 3,1 × 10^–3 (W/mm²K). Die Anfangstemperaturen des Aufzeichnungsmaterials- und der Tonerschicht betragen 23°C. Die Wärmekapazität des Papiers (Aufzeichnungsmaterial) ist die des von Canon Kabushiki Kaisha, Japan erhältlichen CS-814 Papiers.
Bei der Berechnung beträgt die Tonerhöhe in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem 12 (μm) und in dem normalen Tonerabscheidungsmengensystem 24 (μm). Diese Werte entsprechen den Höhen des Toners auf dem Aufzeichnungsmaterial, das das übertragene Tonerbild mit der maximalen Tonerabscheidungsmenge aufweist.
Bei dem Tonerabscheidungsmengensparsystem des Bilderzeugungsgeräts dieses Ausführungsbeispiels hat der verwendete Toner eine mittlere Volumentonerkorngröße von 5,5 (μm) und eine Dichte von 1,1 (g/cm³). Die maximale Tonerabscheidungsmenge (Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds) des einfarbigen Tonerbilds pro Flächeneinheit auf dem Aufzeichnungsmaterial beträgt 0,3 (mg/cm²), und die maximale Tonerabscheidungsmenge des mehrfarbigen Tonerbilds pro Flächeneinheit auf dem Aufzeichnungsmaterial beträgt 0,6 (mg/cm²). Das heißt, dass in diesem Ausführungsbeispiel die maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit des mehrfarbigen Tonerbilds, das von der Tonerbilderzeugungseinrichtung auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird, auf das Zweifache der maximalen Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit des einfarbigen Tonerbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial eingestellt ist. Mit anderen Worten ist die maximale Tonerabscheidungsmenge des Tonerbilds, die auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt werden kann, zweimal so hoch wie die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds eingestellt. Daher ist das Gerät derart eingestellt, dass die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial auch dann, wenn ein dreifarbiges oder vierfarbiges Bild ausgegeben wird, 0,6 (mg/cm²) beträgt.
Andererseits wird auch in dem Tonerabscheidungsmengensystem des normalen Bilderzeugungsgeräts der Toner verwendet, der eine mittlere Volumentonerkorngröße von 5,5 (μm) und einer Dichte von 1,1 (g/cm³) hat. Allerdings beträgt die maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit des einfarbigen Tonerbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial 0,6 (mg/cm²), und die maximale Tonerabscheidungsmenge des mehrfarbigen Tonerbilds pro Flächeneinheit auf dem Aufzeichnungsmaterial beträgt 1,2 (mg/cm²). Das heißt, dass in dem normalen Tonermengenabscheidungssystem die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds und die maximale Tonerabscheidungsmenge des mehrfarbigen Tonerbilds zweimal so hoch wie die des Tonerabscheidungsmengensparsystems sind. Bei einem solchen normalen Tonermengenabscheidungssystem ist die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial zweimal so hoch wie die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds eingestellt. Daher ist das Gerät derart eingestellt, dass die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial selbst dann, wenn ein dreifarbiges oder vierfarbiges Bild ausgegeben wird, 1,2 (mg/cm²) beträgt.
8 ist eine Temperaturverteilung am Auslass des sich vom Fixierband zur Presswalze erstreckenden Fixierspalts, wenn in dem normalen Tonermengenabscheidungssystem, bei dem die Tonerabscheidungsmenge groß ist, die Oberflächentemperatur des Fixierbands auf 170°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 100°C eingestellt sind. Die Ordinate von 8 stellt die Berechnungsergebnistemperatur und die Abszisse die Lagen von verschiedenen Teilen dar. Genauer gesagt handelt es sich dabei von der linken Seite aus um den Fixierbandabschnitt, den Tonerabschnitt, den Aufzeichnungsmaterialabschnitt und den Presswalzenabschnitt. Die Berechnung der Temperatur des Tonerabschnitts erfolgte für eine hohe Berechnungsgenauigkeit in Intervallen von 3 μm. Die Berechnung des Aufzeichnungsmaterialabschnitts erfolgte in Intervallen von 25 μm.
Wie in 8 gezeigt ist, beträgt die Temperatur des Toners der oberen Schicht (Nachbarschaft des Fixierbands) 110°C, während die Temperatur des Toners der unteren Schicht (Nachbarschaft des Aufzeichnungsmaterials) 94°C beträgt. Daher schmilzt der Toner der oberen Schicht, während der Toner der unteren Schicht nicht so schmilzt, so dass der Unterbaueffekt wirkt. Im Fall des normalen Tonerabscheidungsmengensystems kann daher der Glanz mit solchen Temperatureinstellungen des Fixierbands und der Presswalze gesteigert werden.
9 zeigt eine Temperaturverteilung am Auslass des sich vom Fixierband zur Presswalze erstreckenden Fixierspalts, wenn in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem, bei dem die Tonerabscheidungsmenge gering ist, die Oberflächentemperatur des Fixierbands bei 170°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze bei 100°C eingestellt sind. Die Ordinate von 9 gibt die Berechnungsergebnistemperatur und die Abszisse die Lagen von verschiedenen Teilen an. Genauer gesagt handelt es sich dabei von der linken Seite aus um den Fixierbandabschnitt, den Tonerabschnitt, den Aufzeichnungsmaterialabschnitt und den Presswalzenabschnitt. Die Berechnung der Temperatur des Tonerabschnitts erfolgte für eine hohe Berechnungsgenauigkeit in Intervallen von 3 μm. Die Berechnung des Aufzeichnungsmaterialabschnitts erfolgte in Intervallen von 25 μm.
Die Fläche (Breite auf der Abszisse) des Tonerabschnitts in 9 ist aufgrund der unterschiedlichen Tonerabscheidungsmenge kleiner als in 8. Aus den Ergebnissen von 9 ergibt sich, dass die Temperatur in dem Toner der oberen Schicht (neben dem Fixierband) 110°C beträgt und dass die Temperatur in dem Toner der unteren Schicht (neben dem Aufzeichnungsmaterial) 100°C beträgt. Daher ergibt sich aus Tabelle 1 und Tabelle 3, dass der Toner der unteren Schicht so stark schmilzt, dass der Unterbaueffekt nicht auftritt und dass daher der Glanz nicht gesteigert wird.
10 ist eine Temperaturverteilung am Auslass des sich vom Fixierband zur Presswalze erstreckenden Fixierspalts, wenn in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem, bei dem die Tonerabscheidungsmenge gering ist, die Oberflächentemperatur des Fixierspalts auf 170°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 90°C und 100°C eingestellt sind. Die Ordinate von 10 gibt die Berechnungsergebnistemperatur und die Abszisse die Lagen von verschiedenen Teilen an. Genauer gesagt handelt es sich dabei von der linken Seite aus um den Fixierbandabschnitt, den Tonerabschnitt, den Aufzeichnungsmaterialabschnitt und den Presswalzenabschnitt. Die Berechnung der Temperatur des Tonerabschnitts erfolgte für eine hohe Berechnungsgenauigkeit in Intervallen von 3 μm. Die Berechnung des Aufzeichnungsmaterialabschnitts erfolgte in Intervallen von 25 μm.
Anhand der Ergebnisse von 10 ergibt sich, dass die Temperatur in dem Toner der oberen Schicht (neben dem Fixierband) 110°C beträgt. Andererseits beträgt die Temperatur in dem Toner der unteren Schicht (neben dem Aufzeichnungsmaterial) 100°C, wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 100°C beträgt, und weniger als 100°C, wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 90°C beträgt. Daher ergibt sich anhand von Tabelle 1 und Tabelle 3, dass, wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 100°C beträgt, der Toner der unteren Schicht so stark schmilzt, dass der Unterbaueffekt nicht auftritt und dass daher der Glanz nicht gesteigert werden kann. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze dagegen 90°C beträgt, ist die Tonertemperatur der unteren Schicht geringer als 100°C, so dass der Toner der unteren Schicht nicht so stark schmilzt und dass der Unterbaueffekt wirkt, durch den der Glanz gesteigert werden kann.
11 zeigt eine Temperaturverteilung am Auslass des sich vom Fixierband zur Presswalze erstreckenden Fixierspalts, falls in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem, bei dem die Tonerabscheidungsmenge gering ist, die Oberflächentemperatur des Fixierbands auf 160°C und 170°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 100°C eingestellt sind. Die Ordinate von 11 stellt die Berechnungsergebnistemperatur und die Abszisse die Lagen von verschiedenen Teilen dar. Genauer gesagt handelt es sich dabei von der linken Seite aus um den Fixierbandabschnitt, den Tonerabschnitt, den Aufzeichnungsmaterialabschnitt und den Presswalzenabschnitt. Die Berechnung der Temperatur des Tonerabschnitts erfolgte für eine hohe Berechnungsgenauigkeit in Intervallen von 3 μm. Die Berechnung des Aufzeichnungsmaterialabschnitts erfolgte in Intervallen von 25 μm.
Anhand der Ergebnisse von 11 ergibt sich, dass die Temperatur in dem Toner der oberen Schicht (neben dem Fixierband) 110°C beträgt, wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 170°C beträgt, und dass die Temperatur 107°C beträgt, wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 160°C beträgt. In dem Toner der unteren Schicht (neben dem Aufzeichnungsmaterial) beträgt die Temperatur 100°C, wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 170°C beträgt, und die Temperatur beträgt weniger als 100°C, wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 160°C beträgt. Daher ergibt sich anhand von Tabelle 1 und Tabelle 3, dass der Toner der unteren Schicht in dem Fall der Temperatursteuerung auf 170°C für die Fixierbandoberflächentemperatur so stark schmilzt, dass der Unterbaueffekt nicht wirkt und dass der Glanz daher nicht gesteigert werden kann. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands dagegen 160°C beträgt, ist die Tonertemperatur der unteren Schicht kleiner als 100°C und schmilzt der Toner der unteren Schicht nicht so stark, weswegen der Unterbaueffekt wirkt, durch den der Glanz gesteigert werden kann. Dabei ist auch die Tonertemperatur der oberen Schicht höher als 105°C, wenn die Fixierbandoberflächentemperatur 160°C beträgt, weswegen der Toner schmilzt.
Als nächstes folgen die Berechnungsergebnisse, wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials geändert wird. Die Berechnungsbedingungen für das Aufzeichnungsmaterial mit einem Basisgewicht von 68 (g/m²) sind, dass die Wärmeleitfähigkeit 1,5 × 10^–4 (W/mmK) beträgt, dass die spezifische Wärme 1500 (J/kgK) beträgt und dass die Aufzeichnungsmaterialdicke 68 (μm) beträgt. Die Berechnungsbedingungen für das Aufzeichnungsmaterial mit einem Basisgewicht von 80 (g/m²) sind, dass die Wärmeleitfähigkeit 1,5 × 10^–4 (W/mmK) beträgt, dass die spezifische Wärme 1500 (J/kgK) beträgt und dass die Aufzeichnungsmaterialdicke 80 (μm) beträgt. Die Berechnungsbedingungen für das Aufzeichnungsmaterial mit einem Basisgewicht von 105 (g/m²) sind, dass die Wärmeleitfähigkeit 1,5 × 10^–4 (W/mmK) beträgt, dass die spezifische Wärme 1500 (J/kgK) beträgt und dass die Aufzeichnungsmaterialdicke 105 (μm) beträgt.
12 ist eine Temperaturverteilung am Auslass des sich vom Fixierband zur Presswalze erstreckenden Fixierspalts, wenn in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem, das Aufzeichnungsmaterialien mit verschiedenen Basisgewichten verwendet, die Oberflächentemperatur des Fixierbands auf 170°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 90°C eingestellt sind. Die Ordinate von 12 gibt die Berechnungsergebnistemperatur und die Abszisse die Lagen von verschiedenen Teilen an. Genauer gesagt handelt es sich dabei von der linken Seite aus um den Fixierbandabschnitt, den Tonerabschnitt, den Aufzeichnungsmaterialabschnitt und den Presswalzenabschnitt. Die Berechnung der Temperatur des Tonerabschnitts erfolgte für eine höhere Berechnungsgenauigkeit in Intervallen von 3 μm. Für den Aufzeichnungsmaterialabschnitt erfolgte die Berechnung in Intervallen von 20 μm, als das Basisgewicht 68 (g/m²) betrug, und in Intervallen von 25 μm, als das Basisgewicht 80 (g/m²) betrug, und in Intervallen von 35 μm, als das Basisgewicht 105 (g/m²) betrug.
Anhand der Ergebnisse von 12 ergibt sich, dass die Temperatur des Toners der oberen Schicht (neben dem Fixierband) bei jedem der Aufzeichnungsmaterialien höher als 105°C ist. Andererseits beträgt die Temperatur in dem Toner der unteren Schicht (neben dem Aufzeichnungsmaterial) weniger als 100°C, wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht weniger als 80 (g/m²) beträgt. Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials jedoch 68 (g/m²) beträgt, beträgt die Temperatur des Toners der unteren Schicht 104°C. Falls das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials unter den oben beschriebenen Fixierbedingungen nicht weniger als 80 (g/m²) beträgt, schmilzt daher der Toner der unteren Schicht nicht so stark, weswegen der Unterbaueffekt wirkt und der Glanz daher gesteigert werden kann. Mit dem Basisgewicht von 68 (g/m²) schmilzt der Toner der unteren Schicht jedoch zu sehr, was zur Folge hat, dass der Unterbaueffekt nicht wirkt und daher der Glanz nicht gesteigert werden kann.
Die Tabelle 4 zeigt einen Zusammenhang zwischen verschiedenen Oberflächentemperaturen des Fixierbands und verschiedenen Oberflächentemperaturen der Presswalze und dem Glanz, wenn ein dünnes CS-680 Papierblatt (erhältlich von Canon Kabushiki Kaisha) mit einem Basisgewicht von 68 (g/m²) verwendet wird. Tabelle 4

Fixierbandtemp.\Presswalzentemp. (°C) 20 70 80 90 100 110

150 Y Y Y Y N N

160 Y Y Y N N N

170 Y Y N N N N
Der Glanz (60° Glanz) wird unter Verwendung einer von NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD. erhältlichen Vorrichtung gemessen. In der Tabelle gibt ”Y” an, dass der Glanz nicht weniger als 15 beträgt, und ”N” gibt an, dass der Glanz nicht mehr als 15 beträgt.
[Zusammenhang zwischen Temperatur und Viskosität des erwärmten Toners]
Als nächstes wird der Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Viskosität des erwärmten Toners beschrieben. 13 ist eine Kurve der Viskositätseigenschaften des in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Toners, die durch einen Fließtester gemessen wurden. Die Tonerviskosität wurde unter den folgenden Bedingungen durch einen von SHIMAZU SEISAKUSHO Kabushiki Kaisha, Japan erhältlichen Fließtester CFT-500D in Übereinstimmung mit der Betriebsanleitung gemessen.
Probe: 1,0 g des Toners werden in eine Pressform mit einem Durchmesser von 1 cm gesetzt und eine Minute lang unter einer Last von 20 kN gepresst, so dass er geformt wird, und als Probekörper verwendet.
Formlochdurchmesser: 1,0 mm.
Länge: 1,0 mm.
Zylinderdruck: 9,807 × 10⁵ (PA).
Messmodus: Temperaturerhöhungsverfahren mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 4,0°C/min.
Mit diesem Verfahren wurden die Viskositäten (Pa·s) des Toners bei 50°C bis 200°C gemessen. Anhand der Kurve von 13 ergibt sich, dass die Tonerviskosität durch das Erhöhen der Temperatur sinkt. Wenn die Viskosität sinkt, werden die Tonerkörner leicht verformt.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Tabellen 1, 2 und 3 beschrieben wurde, sind die Bedingungen für den hohen Glanz des Bilds die Folgenden, wenn das Tonerbild in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem dieses Ausführungsbeispiels mit der maximalen Tonerabscheidungsmenge erzeugt wird. Der Glanz ist hoch, wenn am Auslass des Fixierspalts N die Toneroberflächentemperatur höher als 105°C und die Grenzflächentemperatur niedriger als 100°C ist.
Anhand der in 13 gezeigten Ergebnisse der Messung des Fließtesters beträgt die Tonerviskosität nicht mehr als 1500 (Pa·s), wenn die Temperatur höher als 105°C ist. Andererseits beträgt die Tonerviskosität nicht weniger als 3000 (Pa·s), wenn die Temperatur niedriger als 100°C ist. Daraus ergibt sich, dass die Bedingung für den hohen Glanz die ist, dass die Viskosität des das Fixierband berührenden Toners nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und dass die Viskosität des das Aufzeichnungsmaterial berührenden Toners nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
Aus den Tabellen 1, 2 und 3 ergibt sich also, dass der Glanz gering ist, wenn die Oberflächentemperatur nicht mehr als 105°C beträgt und daher die Viskosität des das Fixierband berührenden Toners der oberen Schicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt. Andererseits ergibt sich aus den Tabellen 1, 2 und 3, dass der Glanz gering ist, wenn die Tonergrenzflächentemperatur nicht weniger als 100°C beträgt und wenn daher die Viskosität des das Aufzeichnungsmaterial berührenden Toners weniger als 3000 (Pa·s) beträgt. Um den Glanz zu steigern, muss die Tonerviskosität daher in einem solchen Bereich liegen.
Die Viskosität des Toners ist eine Kennzahl, die angibt, wie leicht der Toner schmilzt, weswegen dieser Bereich unabhängig von der Art des Toners gilt. Das heißt, dass der Glanz für jeden Toner hoch eingestellt werden kann, wenn der Bereich erfüllt ist. Die Dicke des Tonerbilds ist nicht auf den oben beschriebenen zweilagigen Aufbau beschränkt. Das heißt, dass, wenn das Tonerbild in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem mit der maximalen Tonerabscheidungsmenge erzeugt wird, die Fixierbedingungen in Übereinstimmung mit der Dicke des Tonerbilds derart eingestellt werden können, dass sich die Tonerviskosität innerhalb des oben beschrieben Bereichs befindet.
Unter Bezugnahme auf 14 wird der Bereich der Tonerviskosität ausführlich erläutert. 14 stellt den Bereich der Viskosität des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht auf der Viskositätsachse dar. Der Toner der unteren Schicht befindet sich von der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials aus in dem Bereich bis zur Höhe von 5 bis 6 (μm), die einem einzelnen Tonerkorn entspricht, während sich der Toner der oberen Schicht auf oder oberhalb des Toners der unteren Schicht befindet. Die Tonerhöhe auf dem Aufzeichnungsmaterial wird ermittelt, indem die Tonerschicht unter Verwendung eines von KEYENCE Kabushiki Kaisha, Japan erhältlichen Farb-3D-Aufbau-Messmikroskops der Ultratiefbauart betrachtet wird.
Die Untergrenze der Viskosität des Toners der unteren Schicht wird durch den Unterbaueffekt bestimmt. Wenn die Viskosität des Toners der unteren Schicht kleiner als die Untergrenze ist, schmilzt der Toner der unteren Schicht zu sehr, was zur Folge hat, dass der geschmolzene Toner den Fasern des Aufzeichnungsmaterials folgt und dass daher der in Verbindung mit 6 beschriebene Unterbaueffekt nicht wirkt. Andererseits wird die Obergrenze der Viskosität des Toners der oberen Schicht durch das Schmelzen des Toners bestimmt. Wenn die Viskosität des Toners der oberen Schicht nicht kleiner als die Obergrenze ist, reicht das Schmelzen des Toners nicht aus, um die Oberfläche des Toners der oberen Schicht flach zu machen, und daher ist der Glanz nicht hoch.
Tatsächlich werden die Bereiche der Viskosität des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht jedoch unter Berücksichtigung der Fixiereigenschaften der Fixiervorrichtung 500 und des Heiß-Offsets des Toners festgelegt. Und zwar ist es bei Berücksichtigung des Heiß-Offsets vorzuziehen, dass die Viskosität des das Fixierband berührenden Toners nicht weniger als 100 (Pa·s) beträgt. Die Viskosität des das Aufzeichnungsmaterial berührenden erwärmten Toners beträgt unter Berücksichtigung der Fixiereigenschaften vorzugsweise nicht mehr als 100000 (Pa·s). Der bevorzugte Bereich der Viskosität des erwärmten Toners liegt daher für den das Fixierband berührenden Toner bei nicht weniger als 100 (Pa·s) und nicht mehr als 1500 (Pa·s) und für den das Aufzeichnungsmaterial berührenden Toner bei nicht weniger als 3000 (Pa·s) und nicht mehr als 100000 (Pa·s). Der bevorzugte Bereich der Viskositäten des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht ist für die Glanzsteigerung, die guten Fixiereigenschaften und die Verhinderung des Heiß-Offsets unabhängig von der Art des Toners der gleiche. Wie aus den oben beschriebenen Viskositätsbereichen und 14 hervorgeht, ist dabei ”Schmelzen” in dieser Beschreibung nicht auf den tatsächlichen Schmelzzustand beschränkt, sondern schließt auch den erweichten Zustand ein.
[Steuerung der Fixiervorrichtung]
Es wird nun die Steuerung der Fixiervorrichtung 500 dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Wie zuvor beschrieben wurde, hat der verwendete Toner eine mittlere Volumenkorngröße von 5,5 (μm) und eine Dichte von 1,1 (g/cm³). Die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial beträgt 0,3 (mg/cm³) und die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial beträgt 0,6 (mg/cm²). Die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial ist auf das Zweifache der Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds eingestellt. Selbst wenn ein dreifarbiges oder vierfarbiges Bild ausgegeben wird, ist die maximale Tonerabscheidungsmenge auf 0,6 (mg/cm²) eingestellt. Um die Viskositäten des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht in dem oben beschriebenen Bereich zu platzieren, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands für das Aufzeichnungsmaterial mit einem Basisgewicht von nicht weniger als 80 (g/m²) auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 80°C gesteuert (Temperatursteuerung, Fixierbedingungen). Andererseits wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 70°C gesteuert (Temperatursteuerung, Fixierbedingung).
Diese Temperatursteuerung wird unter Bezugnahme auf 15 zusammen mit den 1 und 3 beschrieben. Zunächst bezeichnet der Benutzer in einem Bedienabschnitt 101 die Art des Aufzeichnungsmaterials. Diese Information wird zur CPU 102 übertragen, die unter Bezugnahme auf einen Speicher 103 unterscheidet, ob das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials weniger als 80 (g/m²) beträgt oder nicht.
Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von dem Heißleiter 58a für das Fixierband und den Heißleiter 58b für die Presswalze erfasst, und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen. Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht weniger als 80 (g/m²) beträgt und die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 160°C beträgt, wird auf die Induktionsheizungsspule 51 ein Strom aufgebracht, um das Fixierband 50 zu erwärmen, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 160°C beträgt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 dagegen nicht weniger als 160°C beträgt, wird kein Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 170°C beträgt (10°C oder mehr als die eingestellte Temperatur), wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 170°C (zum Beispiel 160°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um es herunterzukühlen.
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 solange eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 80°C beträgt, um die Presswalze 53 zu erwärmen. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 nicht eingeschaltet. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 90°C (10°C oder mehr oberhalb der eingestellten Temperatur) beträgt, wird die Presswalze 53 im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 90°C (zum Beispiel 80°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um sie herunterzukühlen.
Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials dagegen weniger als 80 (g/m²) beträgt und die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 150°C beträgt, wird an die Induktionsheizungsspule 51 der Strom angelegt, um das Fixierband 50 zu erwärmen, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 150°C beträgt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 dagegen nicht weniger als 150°C beträgt, wird kein Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 160°C (10°C oder mehr als die eingestellte Temperatur) beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 160°C (zum Beispiel 150°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um es herunterzukühlen.
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 70°C beträgt, um die Presswalze 53 zu erwärmen. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 nicht eingeschaltet. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C (10°C oder mehr oberhalb der eingestellten Temperatur) beträgt, wird die Presswalze 53 im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C (zum Beispiel 70°C, was die Einstelltemperatur ist) beträgt, um sie herunterzukühlen.
Die Steuerung wird nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 16 beschrieben. Wenn der Benutzer in dem Bedienabschnitt 101 des Bilderzeugungsgeräts die Art des Aufzeichnungsmaterials einstellt (S11), wird die Information zur CPU (Steuerung) 102 gesandt (S12). Auf Basis dieser Information bezieht sich die CPU 102 auf den Speicher 103, um zu unterscheiden, ob das Aufzeichnungsmaterial ein dünnes Papierblatt oder ein Papierblatt mit einer Dicke von nicht weniger als einem normalen einfachen Papierblatt ist (S13). Genauer gesagt wird im Schritt S13 unterschieden, ob das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials größer oder gleich 80 g/m² ist oder nicht. Falls es im Schritt S13 größer oder gleich 80 g/m² ist, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 80°C gesteuert (S111). Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von den Heißleitern 58a, 58b erfasst (S112), und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen (S113). Die CPU 102 unterscheidet, ob die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 160°C und weniger als 170°C beträgt oder nicht und ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C und weniger als 90°C beträgt oder nicht (S114, S115).
Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S114 nicht weniger als 160°C und weniger als 170°C beträgt, wird das Flag A auf 1 gesetzt (S116). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S115 nicht weniger als 80°C und weniger als 90°C beträgt, wird das Flag B auf 1 gestellt (S117). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S114 weniger als 160°C beträgt, wird der elektrische Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um in dem Fixierband 50 Wärme zu erzeugen (S118). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S115 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 betätigt, um die Presswalze 53 zu erwärmen (S119). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands im Schritt S114 nicht weniger als 170°C beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, um es abzukühlen (S118). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S115 nicht weniger als 90°C beträgt, wird die Presswalze 53 im Leerlauf gedreht, um sie abzukühlen (S119). Somit werden in den Schritten S118, S119 die Temperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 gesteuert.
Falls in den Schritten S116, S117 Flag A = Flag B = 1 ist (S120), erfolgt der Bilderzeugungsbetrieb (S121) und dann der Fixierbetrieb (S122). Genauer gesagt wird durch die Tonerbilderzeugungseinrichtung ein Tonerbild erzeugt und auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen, und das Aufzeichnungsmaterial mit dem übertragenen Tonerbild wird in den Fixierspalt der Fixiervorrichtung transportiert. Falls die Bilderzeugung nicht beendet ist (S123) kehrt der Betrieb zum Schritt S11 zurück. Falls die Bilderzeugung dagegen beendet ist, wird das Flag zurückgesetzt (S124) und der Bilderzeugungsbetrieb abgeschlossen.
Falls die Unterscheidung im Schritt S13 die ist, dass das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials weniger als 80 g/m² beträgt, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 70°C gesteuert (S211). Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von den Thermoelementen 58a, 58b erfasst (S112), und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen (S213). Die CPU 102 unterscheidet, ob die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 150°C und weniger als 160°C beträgt oder nicht und ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 70°C und weniger als 80°C beträgt oder nicht (S214, S215).
Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt 5214 nicht weniger als 150°C und weniger als 160°C beträgt, wird das Flag A auf 1 gestellt (S216). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S215 nicht weniger als 70°C und weniger als 80°C beträgt, wird das Flag B auf 1 gestellt (S217). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt 5214 weniger als 150°C beträgt, wird der elektrische Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um in dem Fixierband 50 Wärme zu erzeugen (S218). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S215 weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 betätigt, um die Presswalze 53 zu erwärmen (S219). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands im Schritt S214 nicht weniger als 160°C beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, um es abzukühlen (S218). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S215 nicht weniger als 80°C beträgt, wird die Presswalze 53 im Leerlauf gedreht, um sie abzukühlen (S219). Somit werden in den Schritten S218, S219 die Temperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 gesteuert.
Falls in den Schritten S216, S217 Flag A = Flag B = 1 ist (S220), erfolgt der Bilderzeugungsbetrieb (S121) und dann der Fixierbetrieb (S122). Falls die Bilderzeugung nicht beendet ist (S123), kehrt der Betrieb zum Schritt S11 zurück. Falls die Bilderzeugung dagegen beendet ist, wird das Flag zurückgesetzt (S124) und wird der Bilderzeugungsbetrieb abgeschlossen.
Wie oben beschrieben wurde, werden in diesem Ausführungsbeispiel die Fixierbedingungen der Fixiervorrichtung 500 in dem Auslass des Fixierspalts derart eingestellt, dass die Viskosität des Toners der oberen Schicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität des Toners der unteren Schicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt. Als Fixierbedingungen werden die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 als das Heizelement und der Presswalze 53 als das Presselement genommen und gesteuert, um den Bereich der Tonerviskosität zu erfüllen.
In dem Fall des in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Toners werden die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 derart in Übereinstimmung mit der Art des Aufzeichnungsmaterials gesteuert, dass die Toneroberflächentemperatur am Auslass des Fixierspalts höher als 105°C ist und die Tonergrenzflächentemperatur dort kleiner als 100°C ist. Genauer gesagt wird die Oberflächentemperatur des Fixierspalts 50 auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 80°C gesteuert, falls das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht weniger als 80 g/m² beträgt. Dagegen wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 70°C gesteuert, falls das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht mehr als 80 g/m² beträgt. Die eingestellten Temperaturen sind verschieden, wenn das verwendete Bilderzeugungsgerät und/oder der verwendete Toner verschieden sind/ist.
Die eingestellten Temperaturen sind ungeachtet der Dichte des Bildes konstant. Im Fall des Tonerabscheidungsmengensparsystems wird die Abnahme des Glanzes in einem Abschnitt hoher Dichte deutlich, nicht aber in einem Halbtonabschnitt. Wenn daher das mit der maximalen Tonerabscheidungsmenge erzeugte Tonerbild unter den oben beschriebenen Fixierbedingungen zur Fixiervorrichtung 500 transportiert wird, reicht es, wenn die Viskosität des Abschnitts des Tonerbilds, der das Fixierband 50 berührt, und die Viskosität seines Abschnitts, der das Aufzeichnungsmaterial berührt, die Bereichsgrenzen erfüllen. Dadurch schmilzt in dem Tonerabscheidungsmengensparsystem die Oberfläche des Toners richtig, und die Aufzeichnungsmaterialseite des Toners schmilzt nicht so sehr.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Unter Bezugnahme auf die 17, 18, 19 und 20 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Unterschied zwischen den Viskositäten des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht in einem kontinuierlichen Blattverarbeitungsbetrieb ungeachtet der Blattbearbeitungszahl richtig eingestellt.
Der grundsätzliche Aufbau des Bilderzeugungsgeräts und der Fixiervorrichtung 500 dieses Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie der des ersten Ausführungsbeispiels, weswegen gemeinsame Beschreibungen der Einfachheit halber entfallen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird das Tonerabscheidungsmengensparsystem eingesetzt, und die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds beträgt 0,3 (mg/cm²) und die maximale Tonerabscheidungsmenge 0,6 (mg/cm²). Die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial ist zweimal so hoch wie die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds eingestellt. Selbst wenn ein dreifarbiges oder vierfarbiges Bild ausgegeben wird, ist die maximale Tonerabscheidungsmenge auf 0,6 (mg/cm²) eingestellt. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt eine anfängliche Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 160°C und eine anfängliche Oberflächentemperatur der Presswalze 53 80°C, und die Verarbeitungsgeschwindigkeit beträgt 300 (mm/s).
18 zeigt eine Änderung der Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53, wenn von Canon Kabushiki Kaisha erhältliche Aufzeichnungsmaterialien CS-814 mit einem Basisgewicht von 81 (g/m²) kontinuierlich verarbeitet werden. Die Abszisse von 18 entspricht der Anzahl der verarbeiteten Blätter und die Ordinate der Oberflächentemperatur der Elemente.
Wie in 18 gezeigt ist, steigt die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 bei 60 verarbeiteten Blättern auf 160°C, und die Presswalze 53 absorbiert die Wärme vom Fixierband 50, so dass die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 110°C steigt. Die Temperaturdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite des Toners ist daher schwierig zu halten, was zur Folge hat, dass der Unterbaueffekt verschwindet und der Glanz abnimmt (Tabelle 1).
Wie in 17 gezeigt ist, ist daher auf einer bezüglich der Presswalze 53 von dem Fixierband 50 entgegengesetzten Seite als Kühleinrichtung ein Gebläse 59 zur Presswalzenkühlung vorgesehen. An den Oberflächen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 sind als Temperaturdetektoren Thermoelemente 58a, 58b vorgesehen. Die Thermoelemente 58a, 58b erfassen die Oberflächentemperatur des Fixerbands 50 und der Presswalze 53, und das Presswalzenkühlgebläse 59 wird in Übereinstimmung mit den Erfassungsergebnissen angetrieben. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 in diesem Ausführungsbeispiel nicht kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist, wird das Gebläse 59 angetrieben, um Luft dazu zu bringen, auf die Oberfläche der Presswalze 53 aufzutreffen, um die Presswalze 53 abzukühlen.
Es folgt nun eine ausführliche Beschreibung. Ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel werden die Fixierbedingungen der Fixiervorrichtung 500 auch in diesem Ausführungsbeispiel derart eingestellt, dass die Viskosität des Toners der oberen Schicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität des Toners der unteren Schicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt. Genauer gesagt wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 80°C gesteuert, wenn das Aufzeichnungsmaterial ein Basisgewicht von nicht weniger als 80 (g/m²) hat. Wenn das Aufzeichnungsmaterial ein Basisgewicht von nicht mehr als 80 (g/m²) hat, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 70°C gesteuert.
Unter Bezugnahme auf 19 wird eine Steuerung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Zunächst bezeichnet der Benutzer in einem Bedienabschnitt 101 die Art des Aufzeichnungsmaterials. Die Information wird zur CPU 102 übertragen, und es wird unter Bezug auf den Speicher 103 unterschieden, ob das Basisgewicht der Papierart größer oder gleich 80 (g/m²) ist oder nicht.
Ein Thermoelement 58a für das Fixierband und ein Thermoelement 58b für die Presswalze erfassen jeweils die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53. Die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen, die unterscheidet, ob sich die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 innerhalb des vorbestimmten Bereichs befinden.
Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht weniger als 80 (g/m²) beträgt und die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 160°C beträgt, wird an die Induktionsheizungsspule 51 ein Strom angelegt, um das Fixierband 50 zu erwärmen, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 160°C beträgt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 dagegen nicht weniger als 160°C beträgt, wird der Strom nicht an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 170°C (10°C oder mehr als die eingestellte Temperatur) beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 170°C (zum Beispiel 160°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um es herunterzukühlen.
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 80°C beträgt, um die Presswalze 53 zu erwärmen. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 nicht eingeschaltet. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 aufgrund der kontinuierlichen Blattverarbeitung nicht weniger als 90°C (vorbestimmte Temperatur, um 10°C oder mehr höher als die eingestellte Temperatur) beträgt, sendet die CPU 102 ein Signal an eine Kühlgebläsesteuerung 131, um das Gebläse 59 anzutreiben. Der Betrieb des Gebläses 59 wird fortgesetzt, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 90°C (zum Beispiel 80°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um die Presswalze 53 abzukühlen.
Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials dagegen weniger als 80 (g/m²) beträgt, und die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 150°C beträgt, wird der Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um das Fixierband 50 zu erwärmen, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 150°C beträgt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 dagegen nicht weniger als 150°C beträgt, wird der Strom nicht an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 160°C (um 10°C oder mehr höher als die eingestellte Temperatur) beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 160°C (zum Beispiel 150°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um es herunterzukühlen.
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 70°C beträgt, um die Presswalze 53 zu erwärmen. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 nicht eingeschaltet. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 aufgrund der kontinuierlichen Blattverarbeitung nicht weniger als 80°C (vorbestimmte Temperatur, um 10°C oder mehr höher als die eingestellte Temperatur) beträgt, sendet die CPU 102 ein Signal an eine Kühlgebläsesteuerung 131, um das Gebläse 59 anzutreiben. Der Betrieb des Gebläses 59 wird fortgesetzt, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C (zum Beispiel 70°C, was die eingestellte Temperatur ist) beträgt, um die Presswalze 53 abzukühlen.
Die Steuerung wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 20 beschrieben. Wenn der Benutzer am Bedienabschnitt 101 des Bilderzeugungsgeräts die Art des Aufzeichnungsmaterials einstellt (S31), wird die Information an die CPU (Steuerung) 102 gesandt (S32). Auf der Grundlage dieser Information bezieht sich die CPU 102 auf den Speicher 103, um zu unterscheiden, ob das Aufzeichnungsmaterial ein dünnes Papier oder ein einfaches Papier oder ein dickeres Papier ist (S33). Genauer gesagt wird im Schritt S33 unterschieden, ob das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials größer oder gleich 80 g/m² ist oder nicht. Falls es größer oder gleich 80 g/m² ist, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 80°C gesteuert (S311). Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von den Thermoelementen 58a, 58b erfasst (S312), und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen (S313). Die CPU 102 unterscheidet, ob die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 160°C und weniger als 170°C beträgt oder nicht und ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C und weniger als 90°C beträgt oder nicht (S314, S315).
Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S314 nicht weniger als 160°C und weniger als 170°C beträgt, wird das Flag A auf 1 eingestellt (S316). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S314 weniger als 160°C beträgt, wird der elektrische Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um in dem Fixierband 50 Wärme zu erzeugen (S317). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands im Schritt 314 nicht weniger als 170°C beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf drehen gelassen, um es abzukühlen (S317).
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S315 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 betätigt, um die Presswalze 53 zu erwärmen (S319). Und dann kehrt der Betrieb zum Schritt S312 zurück. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S315 nicht weniger als 80°C beträgt, wird unterschieden, ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 90°C beträgt oder nicht (S319). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S319 nicht weniger als 90°C beträgt, wird das Gebläse 59 angetrieben, um die Presswalze 53 abzukühlen (S320). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S319 dagegen weniger als 90°C beträgt, wird das Gebläse 59, falls es betätigt wird, angehalten (S321), und das Flag B wird auf 1 gestellt (S322).
Falls in den Schritten S316, S322 Flag A = Flag B = 1 ist (S323), erfolgt der Bilderzeugungsbetrieb (S324) und dann der Fixierbetrieb (S325). Genauer gesagt wird durch die Tonerbilderzeugungseinrichtung ein Tonerbild erzeugt und dann auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen, und das Aufzeichnungsmaterial mit dem übertragenen Tonerbild wird in den Fixierspalt der Fixiervorrichtung transportiert. Falls die Bilderzeugung nicht beendet ist (S326), kehrt der Betrieb zum Schritt S31 zurück. Falls die Bilderzeugung dagegen beendet ist, wird das Flag zurückgesetzt (S327) und der Bilderzeugungsbetrieb abgeschlossen.
Falls die Unterscheidung im Schritt S33 die ist, dass das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials weniger als 80 g/m² beträgt, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 70°C gesteuert (S411). Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von den Thermoelementen 58a, 58b erfasst (S412), und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen (S413). Die CPU 102 unterscheidet, ob die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 150°C und weniger als 160°C beträgt oder nicht und ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 70°C beträgt oder nicht (S414, S415).
Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S414 nicht weniger als 150°C und weniger als 160°C beträgt, wird das Flag A auf 1 eingestellt (S416). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S414 weniger als 150°C beträgt, wird der elektrische Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um in dem Fixierband 50 Wärme zu erzeugen (S417). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands im Schritt S414 nicht weniger als 160°C beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, um es abzukühlen (S417).
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S415 weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 betätigt, um die Presswalze 53 zu erwärmen (S418). Der Betrieb kehrt zu Schritt S412 zurück. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S415 nicht weniger als 70°C beträgt, wird unterschieden, ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C beträgt oder nicht (S419). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S419 nicht weniger als 80°C beträgt, wird das Gebläse 59 angetrieben, um die Presswalze 53 abzukühlen (S420). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S319 dagegen weniger als 80°C beträgt, wird das Gebläse 59, falls es betätigt wird, angehalten (S421), und das Flag B wird auf 1 eingestellt (S422).
Falls in den Schritten S416, S417 Flag A = Flag B = 1 ist (S423), erfolgt der Bilderzeugungsvorgang (S324) und dann der Fixiervorgang (S325). Falls die Bilderzeugung nicht beendet ist (S326), kehrt der Betrieb zum Schritt S31 zurück. Falls die Bilderzeugung dagegen beendet ist, wird das Flag zurückgesetzt (S327), und der Bilderzeugungsvorgang wird abgeschlossen.
Im Fall dieses Ausführungsbeispiels ist ein Gebläse 59 zum Kühlen der Presswalze 53 als Presselement vorgesehen und daher kann auch dann, wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 aufgrund der kontinuierlichen Blattverarbeitung hoch wird, diese rasch durch das Gebläse 59 heruntergekühlt werden. Aus diesem Grund kann bei der kontinuierlichen Blattverarbeitung die Differenz zwischen den Viskositäten des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht ungeachtet der Blattverarbeitungsanzahl richtig gehalten werden, und die Stillstandzeit kann verkürzt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Luftkühlungssystem verwendet, um die Presswalze abzukühlen, doch ist die Erfindung nicht auf ein solches System beschränkt. Zum Beispiel ist ein Kühlelement wie ein Peltier-Element verwendbar. Der Aufbau und die Funktionsweise sind ansonsten dem des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
Unter Bezugnahme auf die 21, 22 und 23 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden die Oberflächentemperaturen des Fixierbands und der Presswalze gesteuert, um für eine Viskositätsdifferenz zwischen dem Toner der oberen Schicht und dem Toner der unteren Schicht zu sorgen. Die gesteuerten Fixierbedingungen sind die Oberflächentemperatur des Fixierbands und die Oberflächentemperatur der Presswalze. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Fixierbedingung, um für die Viskositätsdifferenz zwischen dem Toner der oberen Schicht und dem Toner der unteren Schicht zu sorgen, die Fixierdauer, während der sich das Aufzeichnungsmaterial im Fixierspalt befindet. Und zwar wird in diesem Ausführungsbeispiel die Fixierzeit so eingestellt, dass die Viskosität des Toners der oberen Schicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität des Toners der unteren Schicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
Der grundsätzliche Aufbau des Bilderzeugungsgeräts und der Fixiervorrichtung 500 dieses Ausführungsbeispiels ist ähnlich wie der des ersten Ausführungsbeispiels, weswegen gemeinsame Beschreibungen der Einfachheit halber weggelassen werden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird das Tonerabscheidungsmengensparsystem eingesetzt, und die Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds beträgt 0,3 (mg/cm²) und die maximale Tonerabscheidungsmenge 0,6 (mg/cm²). Die maximale Tonerabscheidungsmenge auf dem Aufzeichnungsmaterial ist auf das Zweifache der Tonerabscheidungsmenge des einfarbigen Volltonbilds eingestellt. Selbst wenn ein dreifarbiges oder vierfarbiges Bild ausgegeben wird, ist die maximale Tonerabscheidungsmenge auf 0,6 (mg/cm²) eingestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Bilderzeugungsgeräts variabel, um die Fixierzeit einzustellen. Genauer gesagt wird, wie in 21 gezeigt ist, die Drehgeschwindigkeit eines Motors 133 zum Drehen der Presswalze gesteuert. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Fixierband von der Presswalze angetrieben und es wird die Presswalze gedreht, doch auch wenn die Fixierwalze gedreht wird und die Presswalze antreibt, kann die Drehgeschwindigkeit der Fixierwalze gesteuert werden.
Die Drehgeschwindigkeit des Motors 133 steht mit der Drehgeschwindigkeit eines Motors zum Antreiben einer lichtempfindlichen Trommel und eines Zwischenübertragungsbands und/oder zum Antreiben eines Transportelements oder einer ähnlichen Walze zum Transportieren des Aufzeichnungsmaterials in Wechselbeziehung. Daher steuert die Motorsteuerung 132 die Drehgeschwindigkeit für den Motor zum Antreiben verschiedener Elemente sowie den Motor 133, womit die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Bilderzeugung gesteuert wird.
22 ist das Ergebnis von Temperaturmessungen des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht, wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 100°C beträgt und die Verarbeitungsgeschwindigkeit (P·S) geändert wird. 22 zeigt Temperaturen am Auslass des Fixierspalts. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit ist die gleiche wie die Drehgeschwindigkeit der Presswalze und des Fixierbands.
Das Verfahren zur Temperaturmessung ist ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 4 gezeigt ist, befindet sich auf dem CS-814 Aufzeichnungsmaterial ein PES-Streifen, der eine mit dem Toner vergleichbare Dicke von 10 (μm) hat, und die Thermoelemente (dünnes, extrafeines Thermoelement KFST-10-100-200, erhältlich von ANBESMT Kabushiki Kaisha, Japan) sind angeklebt.
Aus den Temperaturmessergebnissen von 22 ergibt sich, dass die Tonertemperatur der oberen Schicht bei jeder Verarbeitungsgeschwindigkeit höher als 105°C ist und der Toner daher schmilzt, so dass er die Lücken zwischen und unter den Tonerkörner der unteren Schicht füllt. Dagegen ist die Tonertemperatur der unteren Schicht kleiner als 100°C, falls die Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht weniger als 300 (mm/s) beträgt, weswegen der Toner der unteren Schicht nicht so sehr schmilzt, was für den Unterbaueffekt sorgt, der den Glanz steigert. Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit jedoch weniger als 300 (mm/s) beträgt, beträgt die Temperatur des Toners der unteren Schicht mehr als 100°C, weswegen der Toner der unteren Schicht zu sehr schmilzt und der Unterbaueffekt nicht wirkt, was einen geringen Glanz zur Folge hat.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird, um die Viskositäten des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht im Bereich zu halten, die Oberflächentemperatur des Fixierbands auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze auf 80°C gesteuert, wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht weniger als 80 (g/m²) beträgt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial ein Basisgewicht von weniger als 80 (g/m²) hat, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 70°C gesteuert.
Unter Bezugnahme auf 21 wird die Steuerung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Zunächst bezeichnet der Benutzer in einem Bedienabschnitt 101 die Art des Aufzeichnungsmaterials. Die Information wird zur CPU 102 übertragen, die unter Bezug auf den Speicher 103 unterscheidet, ob das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials weniger als 80 (g/m²) beträgt oder nicht.
Ein Thermoelement 58a für das Fixierband und ein Thermoelement 58b für die Presswalze erfassen jeweils die Oberflächentemperaturen des Fixierbands und der Presswalze. Die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen, die unterscheidet, ob sich die Oberflächentemperatur des Fixierbands und die Oberflächentemperatur der Presswalze innerhalb der jeweiligen Bereiche befinden oder nicht. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Anfangseinstellung beträgt 300 (mm/s).
Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials nicht weniger als 80 (g/m²) beträgt und die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 160°C beträgt, wird an die Induktionsheizungsspule 51 ein Strom angelegt, um das Fixierband 50 zu erwärmen, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 160°C beträgt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 dagegen nicht weniger als 160°C beträgt, wird der Strom nicht an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt. Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands nicht weniger als 170°C beträgt, wird es im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands weniger als 170°C beträgt.
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 80°C beträgt, um die Presswalze 53 zu erwärmen. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 nicht eingeschaltet. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze aufgrund der kontinuierlichen Blattverarbeitung nicht weniger als 90°C beträgt, sendet die CPU 102 ein Signal an die Motorsteuerung 132, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf 350 (mm/s) zu ändern.
Wenn das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials dagegen weniger als 80 (g/m²) beträgt, und die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 weniger als 150°C beträgt, wird an die Induktionsheizungsspule 51 der Strom angelegt, um das Fixierband 50 zu erwärmen, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 150°C beträgt. Wenn die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 dagegen nicht weniger als 150°C beträgt, wird der Strom nicht an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt. Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands nicht weniger als 160°C beträgt, wird es im Leerlauf gedreht, bis die Oberflächentemperatur des Fixierbands weniger als 160°C beträgt.
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 70°C beträgt, um die Presswalze 53 zu erwärmen. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 70°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 nicht eingeschaltet. Wenn die Oberflächentemperatur der Presswalze aufgrund der kontinuierlichen Blattverarbeitung nicht weniger als 80°C beträgt, sendet die CPU 102 ein Signal an die Motorsteuerung 132, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf 350 (mm/s) zu ändern.
Die Steuerung in diesem Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 23 beschrieben. Wenn der Benutzer an dem Bedienabschnitt 101 des Bilderzeugungsgeräts die Art des Aufzeichnungsmaterials einstellt (S51), wird die Information zur CPU (Steuerung) 102 gesandt (S52). Auf der Grundlage dieser Information bezieht sich die CPU 102 auf den Speicher 103, um zu unterscheiden, ob das Aufzeichnungsmaterial ein dünnes Papier oder ein einfaches Papier oder ein dickeres Papier ist oder nicht (S53). Genauer gesagt wird im Schritt S53 unterschieden, ob das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials größer oder gleich 80 g/m² ist oder nicht. Falls es im Schritt S53 größer oder gleich 80 g/m² ist, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 160°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 80°C gesteuert (S511).
Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von den Thermoelementen 58a, 58b erfasst (S512), und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen (S513). Die CPU 102 unterscheidet, ob die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 160°C und weniger als 170°C beträgt oder nicht und ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 80°C und weniger als 90°C beträgt oder nicht (S514, S515).
Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 in dem Schritt 5514 nicht weniger als 160°C und weniger als 170°C beträgt, wird das Flag A auf 1 eingestellt (S516). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S514 weniger als 160°C beträgt, wird der elektrische Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um in dem Fixierband 50 Wärme zu erzeugen (S517). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands im Schritt S514 nicht weniger als 170°C beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, um es abzukühlen (S517).
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S515 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 betätigt, um die Presswalze 53 zu erwärmen (S518). Dann kehrt der Betrieb zum Schritt S512 zurück. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S515 nicht weniger als 80°C beträgt, wird unterschieden, ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 90°C beträgt oder nicht (S519). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze im Schritt S519 weniger als 90°C beträgt, wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf 300 (mm/s) eingestellt (S520). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze im Schritt S519 dagegen nicht weniger als 90°C beträgt, wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf 350 (mm/s) eingestellt (S521). Dann wird das Flag B auf 1 eingestellt (S522).
Falls in den Schritten S516, S522 Flag A = Flag B = 1 ist (S523), erfolgt der Bilderzeugungsbetrieb (S524) und dann der Fixierbetrieb (S525). Genauer gesagt wird von der Tonerbilderzeugungseinrichtung ein Tonerbild erzeugt und auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen, und das Aufzeichnungsmaterial mit dem übertragenen Tonerbild wird in den Fixierspalt der Fixiervorrichtung transportiert. Falls die Bilderzeugung nicht beendet ist (S526), kehrt der Betrieb zum Schritt S51 zurück. Falls die Bilderzeugung dagegen beendet ist, wird das Flag zurückgesetzt (S527), und der Bilderzeugungsbetrieb wird abgeschlossen.
Falls die Unterscheidung im Schritt S53 die ist, dass das Basisgewicht des Aufzeichnungsmaterials weniger als 80 g/m² beträgt, wird die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 auf 150°C und die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 auf 70°C gesteuert (S611). Die Oberflächentemperaturen des Fixierbands 50 und der Presswalze 53 werden von den Thermoelementen 58a, 58b erfasst (S612), und die Erfassungsergebnisse werden zur CPU 102 übertragen (S613). Die CPU 102 unterscheidet, ob die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 nicht weniger als 150°C und weniger als 160°C beträgt oder nicht und ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 nicht weniger als 70°C beträgt oder nicht (S614, S615).
Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S614 nicht weniger als 150°C und weniger als 160°C beträgt, wird das Flag A auf 1 eingestellt (S616). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands 50 im Schritt S614 weniger als 150°C beträgt, wird der elektrische Strom an die Induktionsheizungsspule 51 angelegt, um in dem Fixierband 50 Wärme zu erzeugen (S617). Falls die Oberflächentemperatur des Fixierbands im Schritt S614 nicht weniger als 160°C beträgt, wird das Fixierband 50 im Leerlauf gedreht, um es abzukühlen (S617).
Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S615 weniger als 80°C beträgt, wird die Halogenheizung 57 betätigt, um die Presswalze 53 zu erwärmen (S618). Und dann kehrt der Betrieb zum Schritt S612 zurück. Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 im Schritt S614 nicht weniger als 70°C beträgt, wird unterschieden, ob die Oberflächentemperatur der Presswalze 53 weniger als 80°C beträgt oder nicht (S619). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze im Schritt S619 weniger als 80°C beträgt, wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf 300 (mm/s) eingestellt (S620). Falls die Oberflächentemperatur der Presswalze im Schritt S619 dagegen nicht weniger als 80°C beträgt, wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit auf 350 (mm/s) eingestellt (S621). Dann wird das Flag B auf 1 eingestellt (S622).
Falls in den Schritten S616, S622 Flag A = Flag B = 1 ist (S623), erfolgt der Bilderzeugungsbetrieb (S524) und dann der Fixierbetrieb (S525). Falls die Bilderzeugung nicht beendet ist (S526), kehrt der Betrieb zum Schritt S51 zurück. Falls die Bilderzeugung dagegen beendet ist, wird das Flag zurückgesetzt (S527), und der Bilderzeugungsbetrieb wird abgeschlossen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Fixierzeit richtig gesteuert, wodurch die Viskositätsdifferenz zwischen dem Toner der oberen Schicht und dem Toner der unteren Schicht richtig gesteuert wird, so dass der Glanz des Abschnitts hoher Dichte verbessert werden kann. Indem die Fixierzeit in Übereinstimmung mit der Oberflächentemperatur der Presswalze gesteuert wird, kann außerdem die Differenz der Viskositäten des Toners der oberen Schicht und des Toners der unteren Schicht ungeachtet der Blattverarbeitungszahl richtig gehalten werden.
Die Fixierzeit ist die in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials gemessene Breite des Fixierspalts geteilt durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit, wobei in diesem Ausführungsbeispiel, wie zuvor beschrieben wurde, die Verarbeitungsgeschwindigkeit geändert wird, um die Fixierzeit zu ändern. Um die Fixierzeit zu ändern, kann auch die Breite des Fixierspalts geändert werden. Zum Beispiel kann die Breite des Fixierspalts geändert werden, indem der Druck geändert wird, mit dem die Presswalze das Fixierband presst. Was den Aufbau zum Ändern des Drucks der Presswalze betrifft, wird die Presswalze durch einen Nockenmechanismus zum Fixierband hin und von ihm weg bewegt. Der Aufbau und die Funktionsweise sind ansonsten ähnlich wie bei dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel.
<Weitere Ausführungsbeispiele>
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können passend kombiniert werden. Zum Beispiel können die Temperatursteuerung des Fixierbands und der Presswalze gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgen, während die Verarbeitungsgeschwindigkeit und/oder der Druck der Presswalze geändert wird/werden. Indem das zweite und das dritte Ausführungsbeispiel kombiniert werden, lässt sich bei der kontinuierlichen Blattverarbeitung besser der Temperaturanstieg der Presswalze vermeiden.
In den Ausführungsbeispielen ist entweder das Heizelement oder das Presselement ein Film (Band) und das andere Element eine Walze, doch ist dies nicht zwangsläufig. In einem solchen Fall können das Heizelement und das Presselement vorzugsweise drehbare Elemente sein, die miteinander in Presskontakt stehen, und es werden als drehbare Elemente zum Beispiel um Walzen gestreckte Bänder verwendet, wobei die Bänder miteinander in Presskontakt stehen, oder es wird ein um Walzen gestrecktes Band verwendet, wobei mit dem Band eine Walze in Presskontakt steht.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen weist das Bilderzeugungsgerät eine einzelne Fixiervorrichtung (Bildheizpressvorrichtung) auf. Das Bilderzeugungsgerät kann auch eine Vielzahl von Fixiervorrichtungen aufweisen, wobei die Erfindung bei jeder dieser Fixiervorrichtungen verwendet wird.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen weist das Bilderzeugungsgerät vier Bilderzeugungsstationen auf, doch ist dies nicht zwangsläufig und es können mehr oder weniger Bilderzeugungsstationen verwendet werden. Das Bilderzeugungsgerät kann ein Drucker, eine Kopiermaschine, eine Faxmaschine oder eine die Funktionen von diesen aufweisende komplexe Maschine sein. Die Erfindung ist mit den gleichen vorteilhaften Wirkungen bei den Fixiervorrichtungen solcher Bilderzeugungsgeräte anwendbar.
Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf den hier offenbarten Aufbau beschrieben, doch ist sie nicht auf die aufgeführten Einzelheiten beschränkt und soll auch solche Abwandlungen und Änderungen abdecken, wie sie unter den Zweck der Verbesserung oder den Schutzumfang der folgenden Ansprüche fallen.
Ein Bilderzeugungsgerät weist eine Bilderzeugungsvorrichtung und eine Fixiervorrichtung mit einem Fixierspalt auf, wobei in einem Bilderzeugungsvorgang der Bilderzeugungsvorrichtung 0 < B < ρπL/(30 × 3^1/2) erfüllt ist, wobei L (μm) eine mittlere Volumenkorngröße von Toner des unfixierten Tonerbilds ist, ρ (g/cm³) die Dichte des Toners ist, B (mg/cm²) eine maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit auf einem vorbestimmten Aufzeichnungspapier ist und die Fixiervorrichtung das Tonerbild fixiert, während die Bedingung erfüllt ist, dass an einem Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität einer das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-295144 A [0005]
JP 9-305058 A [0006]

Claims

Bilderzeugungsgerät mit: einer Bilderzeugungsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie auf einem Aufzeichnungsmaterial ein unfixiertes Tonerbild erzeugt; einer Fixiervorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie das unfixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial in einem Fixierspalt durch Wärme und Druck fixiert; wobei in einem Bilderzeugungsvorgang der Bilderzeugungsvorrichtung 0 < B < ρπL/(30 × 3^1/2) erfüllt ist, wobei L (μm) eine mittlere Volumenkorngröße von Toner des unfixierten Tonerbilds ist, ρ (g/cm³) die Dichte des Toners ist, B (mg/cm²) eine maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit auf einem vorbestimmten Aufzeichnungspapier ist, wobei die Fixiervorrichtung das Tonerbild fixiert, während die Bedingung erfüllt ist, dass an einem Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität einer das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fixiervorrichtung ein Fixierelement und ein Presselement, die dazwischen den Fixierspalt bilden, einen ersten Detektor zum Erfassen einer Temperatur des Fixierelements und einen zweiten Detektor zum Erfassen einer Temperatur des Presselements und eine Steuerung zum so erfolgenden Steuern einer Differenz zwischen der von dem ersten Detektor erfassten Temperatur und der von dem zweiten Detektor erfassten Temperatur aufweist, dass am Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität der das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zeit, während der sich das Tonerbild in dem Fixierspalt befindet, so eingestellt ist, dass am Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität der das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) beträgt.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Fixiervorrichtung das Tonerbild fixiert, während die Bedingung erfüllt ist, dass am Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht weniger als 100 (Pa·s) beträgt und die Viskosität der das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht mehr als 100000 (Pa·s) beträgt.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung dazu imstande ist, ein mehrfarbiges überlagertes Tonerbild auf dem Aufzeichnungspapier zu erzeugen, und die maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit das Zweifache einer maximalen Tonerabscheidungsmenge eines einfarbigen Tonerbilds pro Flächeneinheit ist.
Bilderzeugungsgerät mit: einer Bilderzeugungsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie auf einem Aufzeichnungsmaterial ein unfixiertes Tonerbild erzeugt; einer Fixiervorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie das unfixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial in einem Fixierspalt durch Wärme und Druck fixiert; wobei in einem Bilderzeugungsvorgang der Bilderzeugungsvorrichtung 0 < B < ρπL/(30 × 3^1/2) erfüllt ist, wobei L (μm) eine mittlere Volumenkorngröße von Toner des unfixierten Tonerbilds ist, ρ (g/cm³) die Dichte des Toners ist, B (mg/cm²) eine maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit auf einem vorbestimmten Aufzeichnungspapier ist, wobei die Fixiervorrichtung das Tonerbild fixiert, während die Bedingung erfüllt ist, dass an einem Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht weniger als 100 (Pa·s) und nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität einer das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) und nicht mehr als 100000 (Pa·s) beträgt.
Gerät nach Anspruch 6, wobei die Fixiervorrichtung ein Fixierelement und ein Presselement, die dazwischen den Fixierspalt bilden, einen ersten Detektor zum Erfassen einer Temperatur des Fixierelements und einen zweiten Detektor zum Erfassen einer Temperatur des Presselements und eine Steuerung zum so erfolgenden Steuern einer Differenz zwischen der von dem ersten Detektor erfassten Temperatur und der von dem zweiten Detektor erfassten Temperatur aufweist, dass am Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixiervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht weniger als 100 (Pa·s) und nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität der das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) und nicht mehr als 100000 (Pa·s) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Zeit, während der sich das Tonerbild in dem Fixierspalt befindet, so eingestellt ist, dass am Auslass des Fixierspalts die Viskosität einer die Fixervorrichtung berührenden Tonerschicht nicht weniger als 100 (Pa·s) und nicht mehr als 1500 (Pa·s) beträgt und die Viskosität der das Aufzeichnungspapier berührenden Tonerschicht nicht weniger als 3000 (Pa·s) und nicht mehr als 100000 (Pa·s) beträgt.
Gerät nach Anspruch 6, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung dazu imstande ist, ein mehrfarbiges überlagertes Tonerbild auf dem Aufzeichnungspapier zu erzeugen, und die maximale Tonerabscheidungsmenge pro Flächeneinheit das Zweifache einer maximalen Tonerabscheidungsmenge eines einfarbigen Tonerbilds pro Flächeneinheit ist.