DE19505958A1 - Fixiervorrichtung - Google Patents
FixiervorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung,
die in einer Bilderzeugungsvorrichtung mit elektrophotogra
phischem Verfahren, wie z. B. einem Kopierer, einem Faksimi
legerät und einem Drucker, verwendet wird.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fixiervorrichtung,
die eine Fixierrolle oder -walze und ein rotierendes Teil
aufweist. Die Fixierrolle weist eine Abschälschicht bzw.
Abtragungsschicht an ihrer Umfangsfläche auf. Das rotierende
Teil kommt mit der Fixierrolle in Berührung und drückt gegen
diese. Ein Übertragungs- bzw. Transfermaterial mit einem
nicht-fixierten Tonerbild wird erfaßt und mittels der Fi
xierrolle und des rotierenden Teils befördert. Das nicht
fixierte Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial wird durch
Hitze und Druck fixiert.
Üblicherweise ist eine Fixiervorrichtung in einer Bilder
zeugungsvorrichtung zur Verwendung von Tonerteilchen ange
ordnet. In der Fixiervorrichtung wird der Toner geschmolzen
und haftet bzw. klebt auf dem Übertragungsmaterial durch die
Hitze von der Fixierrolle. Wenn die Abschäleigenschaft der
Fixierrolle geringer ist, tritt ein Offset-Effekt auf, bei
dem ein Teil des Toners an der Fixierrolle anhaftet bzw.
daran hängenbleibt. Eine Abschälschicht bildet eine Ober
flächenschicht der Fixierrolle und Silikonöl wird auf dieser
Oberfläche der Fixierrolle aufgetragen, so daß die Abschäl
eigenschaft der Abschälschicht bzw. der Fixierrolle verbes
sert wird. Verschiedene Arten von Silikonöl-Auftragsvorrich
tungen werden vorgeschlagen. Es ist bekannt, daß eine Auf
tragsrolle eine Oberflächenschicht mit einer sehr großen
Anzahl (z. B. 100 Löcher/cm²) von Löchern hat und mit Öl
gefüllt bzw. in Öl getränkt ist. Bei der oben erwähnten Fi
xiervorrichtung, die mit einer Auftragsrolle ausgestattet
ist, kann Öl dünn und gleichmäßig auf der Fixierrolle aufge
tragen werden. Ölflecken treten auf dem Übertragungsmaterial
nicht auf, weil die Abschäleigenschaft der Fixierrolle ver
bessert ist und ein Überschuß bzw. Übermaß an aufgetragenem
Öl nicht auftritt.
Es ist jedoch schwierig, den Offset-Effekt zu beseitigen,
selbst wenn die Abschäleigenschaft der Fixierrolle verbes
sert wird. Eine geringe Menge an Offset-Material verbleibt
auf der Fixierrolle. In der Fixiervorrichtung, die mit der
Auftragsrolle mit einer sehr großen Anzahl von Löchern ver
sehen ist, wird die Oberflächenschicht der Auftragsrolle mit
Toner und Papierteilchen verschmutzt. Aufgrund dieser Ver
schmutzung nimmt mit der Zeit die Menge des Öls, das von der
Auftragsrolle aufgetragen wird, ab. Die Verschmutzung auf der
Auftragsrolle wird zurückübertragen auf die Fixierrolle. Dort
entsteht das zu lösende Problem, daß das Übertragungsmateri
al fleckig bzw. beschmutzt wird.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Fixiervorrichtung bereitzustellen, bei der das Auftragsteil
nicht leicht mit Toner verunreinigt bzw. durch Toner un
brauchbar gemacht werden kann.
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, ist gemäß der Erfin
dung eine Fixiervorrichtung vorgesehen, die folgendes auf
weist:
eine Fixierrolle, die eine Abschäl- bzw. Ablöseschicht an ihrer Umfangsfläche aufweist;
ein rotierender Teil, um eine Fixierrolle zu kontaktie ren bzw. zu berühren und um gegen diese zu drücken;
ein Auftragsteil, das auf bzw. an der Fixierrolle ange bracht bzw. vorgesehen ist, wobei das Auftragsteil eine porö se Oberflächenschicht aufweist, die von derselben Qualität bzw. Beschaffenheit ist, wie jene der Abschälschicht der Fixierrolle, und mit Öl gefüllt bzw. getränkt ist; und
ein Reinigungsteil zur Reinigung des Auftragsteils, wobei ein Übertragungs- bzw. Transfermaterial mit nicht fixiertem Tonerbild durch die Fixierrolle und das rotierende Teil erfaßt und befördert wird, und das nicht-fixierte To nerbild des Übertragungsmaterials durch Hitze und Druck fixiert wird.
eine Fixierrolle, die eine Abschäl- bzw. Ablöseschicht an ihrer Umfangsfläche aufweist;
ein rotierender Teil, um eine Fixierrolle zu kontaktie ren bzw. zu berühren und um gegen diese zu drücken;
ein Auftragsteil, das auf bzw. an der Fixierrolle ange bracht bzw. vorgesehen ist, wobei das Auftragsteil eine porö se Oberflächenschicht aufweist, die von derselben Qualität bzw. Beschaffenheit ist, wie jene der Abschälschicht der Fixierrolle, und mit Öl gefüllt bzw. getränkt ist; und
ein Reinigungsteil zur Reinigung des Auftragsteils, wobei ein Übertragungs- bzw. Transfermaterial mit nicht fixiertem Tonerbild durch die Fixierrolle und das rotierende Teil erfaßt und befördert wird, und das nicht-fixierte To nerbild des Übertragungsmaterials durch Hitze und Druck fixiert wird.
Vorteilhaft wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fi
xiervorrichtung vorgesehen, bei der auf dem Auftragsteil
angebrachter Schmutz durch ein Reinigungsteil gereinigt
werden kann.
Vorteilhaft wird weiter gemäß der Erfindung eine Fixiervor
richtung vorgesehen, die in der Lage ist, es zu verhindern,
daß die Bildqualität vermindert wird.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vor
liegenden Erfindung werden durch die folgende, anhand der
beigefügten Zeichnungen erfolgende detaillierte Beschreibung
noch näher ersichtlich. In diesen ist:
Fig. 1 ein Schnitt, der die Fixiervorrichtung in Überein
stimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schnitt, der das vergrößerte Auftragsteil der
Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Schnitt, der das vergrößerte Reinigungsteil
der Fig. 1 zeigt; und
Fig. 4 ein Schnitt, der eine andere Fixiervorrichtung in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
zeigt.
Eine bevorzugte Ausführung einer Bilderzeugungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung wird hierin unter Bezugnah
me auf die begleitenden Zeichnungen erklärt.
Fig. 1 ist ein Schnitt, der die Fixiervorrichtung gemäß der
Erfindung zeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Fixiervorrichtung 1 mit
einer Fixierrolle 3, in der eine Heizeinrichtung 2 unterge
bracht ist, und mit einer Andrückrolle 4 als ein rotierendes
Teil versehen. Die Andrückrolle 4 kommt in Kontakt mit der
Fixierrolle 3 und drückt durch eine Feder 5 über einen An
drückarm 6 gegen diese. Die Fixierrolle 3 und die Andrück
rolle 4 sind drehbar an bzw. auf der Fixiervorrichtung 1
durch Lager (nicht gezeigt) angeordnet. Die Fixierrolle 3
ist mit einer Bewegungsvorrichtung, wie z. B. einem Getriebe
(nicht gezeigt), verbunden. Bei der Fixierrolle 3 dieser
Ausführung ist ein (Achs- bzw. Lager-)Zapfen der Fixierrolle
3 aus Aluminium hergestellt und eine Oberflächenschicht als
eine Abschälschicht aus Fluorharz hergestellt. PFA (Tetra
fluorethylenperfluoralkylvinylethylcopolvmer) oder PTFE
(Polytetrafluorethylen) werden bei der Verarbeitung von
Fluorharz bzw. fluoriertem Kunstharz verwendet.
Wie in der Fig. 1 gezeigt, hat die Fixiervorrichtung 1 eine
Einlaßführung 10, einen Thermistor 11, eine Temperatursiche
rung 12, eine Trennklaue 13 und eine Auslaßführung 14.
Fig. 2 ist ein Schnitt, der das vergrößerte Auftragsteil der
Fig. 1 zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 2 kommt eine Auftrags
rolle 7 als das Auftragsteil mit der Fixierrolle 3 in Kontakt
bzw. in Berührung und wird durch die Drehung der Fixierrolle
3 angetrieben. Die Auftragsrolle 7 weist ein Rollenkernteil
8, das aus einem Schaummaterial hergestellt ist, und eine
Oberflächenschicht 9 mit einer unendlichen bzw. sehr großen
Anzahl sehr kleiner Löcher auf. Die Oberflächenschicht 9 ist
von derselben Qualität wie diejenige der Abschälschicht in
der Fixierrolle 3 und ist aus Fluorharz, wie z. B. PTPE,
hergestellt. Das Rollenkernteil 8 ist mit Silikonöl gefüllt
bzw. getränkt. Wenn die Fixierrolle 3 gedreht wird, sickert
Silikonöl des Rollenkernteils 8 aus den sehr kleinen Löchern
der Oberflächenschicht 9 hervor und wird auf die Oberfläche
der Fixierrolle 3 dünn und gleichmäßig aufgetragen. Da die
Oberflächenschicht 9 der Auftragsrolle 7 von derselben Quali
tät bzw. Beschaffenheit ist, wie jene der Abschälschicht der
Fixierrolle 3, gibt es keinen Unterschied beim Abschälvor
gang zwischen der Abschälschicht und der Oberflächenschicht.
Da die Wärmeleitfähigkeit der Abschälschicht der Fixierrolle
3 im wesentlichen gleich der Wärmeleitfähigkeit der Ober
flächenschicht der Auftragsrolle 7 ist, ergibt sich, daß die
Temperatur der Oberflächenschicht der Auftragsrolle (zumin
dest in dem Bereich, wo sich die Fixierrolle und Auftragsrol
le berühren) mit der Temperatur der Abschälschicht der Fi
xierrolle übereinstimmt. Die Oberflächentemperatur der Fi
xierrolle und die Oberflächentemperatur der Auftragsrolle im
Berührungsbereich mit der Fixierrolle beträgt z. B. 185°C.
Insbesondere wegen der gleichen Oberflächenbeschaffenheit
bzw. -qualität der Auftragsrolle 7 und der Fixierrolle 3 ist
es deshalb schwierig, auf die Fixierrolle 3 aufgebrachten
Toner auf die Auftragsrolle 7 zu übertragen und die Menge des
auf die Auftragsrolle 7 übertragenen Toners wird verringert.
Das meiste des Toners, das auf der Fixierrolle 3 aufgebracht
ist, wird nicht auf die Auftragsrolle übertragen, sondern auf
das Übertragungsmaterial, wie z. B. das Übertragungs- bzw.
Kopierpapier. Die Auftragsrolle 7 kann nicht leicht mit Toner
verunreinigt werden. Dies bedeutet, daß die Auftragsrolle
weiter ungehindert Öl auf die Abschälschicht der Fixierrolle
übertragen kann. Dadurch wird die Abschäleigenschaft der
Fixierrolle in einem guten Zustand gehalten, wodurch wieder
um die Bildqualität auf dem Übertragungsmaterial verbessert
wird.
Bei der oben erwähnten Fixiervorrichtung 1 ist es schwierig,
zu verhindern, daß eine geringe Menge an Toner auf der Auf
tragsrolle 7 aufgebracht wird. Eine Reinigungsrolle 15 ist
als ein Reinigungsteil an bzw. auf der Fixiervorrichtung 1
angebracht. Die Reinigungsrolle 15 kommt mit der Auftragsrol
le 7 in Kontakt und wird gedreht.
Fig. 3 stellt einen Schnitt dar, der das vergrößerte Reini
gungsteil der Fig. 1 zeigt. Bezugnehmend auf die Fig. 3 hat
die Reinigungsrolle 15 eine Metallrolle 16 und eine Ober
flächenschicht 17. Die Oberfläche der Metallrolle 16 ist mit
fluoriertem Gummi als die Oberflächenschicht 17 mit einer
Dicke von 10 µm bis 100 µm bedeckt. Die Oberflächenschicht
17 der Reinigungsrolle 15 ist nicht von derselben Qualität
bzw. Beschaffenheit, wie jene der Oberflächenschicht 9 der
Auftragsrolle 7. Die Abschäl- bzw. Ablösequalität der Ober
flächenschicht 17 der Reinigungsrolle 15 ist geringer als
jene der Oberflächenschicht 9 der Auftragsrolle 7. Es gibt
einen Temperatur unterschied zwischen der Oberflächenschicht
17 der Reinigungsrolle 15 und der Oberflächenschicht 9 der
Auftragsrolle 7. Vorzugsweise ist die Temperatur der Ober
flächenschicht der Reinigungsrolle geringer als die Ober
flächentemperatur der Auftragsrolle. Falls sich die Reini
gungsrolle und die Auftragsrolle berühren, beträgt z. B. die
Oberflächentemperatur der Reinigungsrolle 110°C, während die
Oberflächentemperatur der Auftragsrolle (zumindest im Bereich
der Berührung mit der Fixierrolle) 185°C beträgt. Falls die
Reinigungsrolle die Auftragsrolle nicht mehr berührt, fällt
ihre Temperatur z. B. von 110°C auf 80°C. Insbesondere wegen
des Temperaturunterschiedes zwischen der Oberflächenschicht
17 der Reinigungsrolle 15 und der Oberflächenschicht 9 der
Auftragsrolle 7 reinigt die Reinigungsrolle 15 zuverlässig
den Schmutz, wie z. B. Toner und Papierteilchen, die auf der
Auftragsrolle 7 zum Anhaften gebracht wurden, und die Ober
fläche der Auftragsrolle 7 wird frei von Schmutz gehalten.
Zusätzlich wird die Oberfläche der metallischen Rolle bzw.
Metallrolle 16 mit fluoriertem Gummi als die Oberflächen
schicht 17 mit einer Dicke von 0,5 mm bis 2 mm bedeckt, um
so die Elastizität der Oberflächenschicht 17 zu erhöhen.
Weiter wird eine Silikongummischicht zwischen der metalli
schen Schicht 16 und der Oberflächenschicht 17 der Reini
gungsrolle 15 angeordnet. Die Silikongummischicht weist die
Eigenschaft einer geringen Härte auf, deren Maß geringer als
20 ist (JIS Japanische Industrienorm Typ A Härte K-6301), um
so die Elastizität der Oberflächenschicht 17 zu erhöhen.
Bei der oben beschriebenen Reinigungsrolle 15 nimmt ein
Klemm- bzw. Berührungsabschnitt zwischen der Auftragsrolle 7
und der Reinigungsrolle 15 aufgrund der oben beschriebenen
Elastizität der Oberflächenschicht 17 der Reinigungsrolle 15
zu, um so einen Reinigungsabschnitt zu vergrößern.
Fig. 4 ist ein Schnitt, der die andere Fixiervorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bezugnehmend auf die
Fig. 4, ist die Fixiervorrichtung 1 mit einem Kontaktierungs-
und Trennungsmechanismus 18 versehen, um die Reinigungsrolle
15 mit der Auftragsrolle 7 in Kontakt zu bringen, und um die
Reinigungsrolle 15 von der Auftragsrolle 7 zu trennen.
Der Kontaktierungs- und Trennungsmechanismus 18 ist mit
einer Vorwärts- /Rückwärtsbewegungseinrichtung versehen, wie
z. B. einen Exzenternocken oder einem Elektromagneten, um so
die Reinigungsrolle 15 vorwärts oder rückwärts zu bewegen.
Wenn die Fixierrolle 3 im Betriebszustand der Fixiervorrich
tung 1 gedreht wird, stellt der Kontaktierungs- und Tren
nungsmechanismus 18 die Berührung der Reinigungsrolle 15 mit
der Auftragsrolle 7 her.
Wenn die Fixierrolle 3 in dem Nichtbetriebszustand der Fi
xiervorrichtung 1 angehalten wird, trennt der Kontaktie
rungs- und Trennungsmechanismus 18 die Reinigungsrolle 15
von der Auftragsrolle 7.
Selbst wenn die Fixiervorrichtung 1 in dem Nichtbetriebs
zustand für einen langen Zeitraum gehalten wird, können die
sehr kleinen Löcher auf der Oberflächenschicht 9 der Auf
tragsrolle 7 nicht durch Schmutz, wie z. B. Toner oder Papier
teilchen, überdeckt bzw. verstopft werden, da die Reini
gungsrolle von der Auftragsrolle getrennt ist und so keinen
Schmutz rückübertragen kann.
Für den Fall, daß Toner mit niedrigem Schmelzpunkt in der
oben erwähnten Fixiervorrichtung 1 verwendet wird und die
Fixiervorrichtung 1 in einen Nichtbetriebszustand für einen
langen Zeitraum unter Hochtemperaturbedingungen gehalten
wird, wird auf der Reinigungsrolle 15 aufgebrachter Toner
ebenso geschmolzen. Aber geschmolzener Toner kann nicht (wie
bereits oben erwähnt) auf die Oberflächenschicht 9 der Auf
tragsrolle 7 rückübertragen werden, da die Reinigungsrolle 15
von der Auftragsrolle 7 getrennt ist.
Wenn eine Bilderzeugungsvorrichtung, die die oben erwähnte
Fixiervorrichtung 1 aufweist, eine Bilderzeugung durchführt,
kommt die Reinigungsrolle 15 mit der Auftragsrolle 7 in Kon
takt, nachdem die Fixierrolle 3 zur Drehung veranlaßt wurde
und bevor das Übertragungsmaterial an der Fixiervorrichtung
1 ankommt. Die Reinigungsrolle 15 wird von der Auftragsrolle
7 getrennt, nachdem das Übertragungsmaterial aus der Fixier
vorrichtung ausgetragen wurde und bevor die Fixierrolle 3 in
ihrer Drehung angehalten wurde. So kann die Bildqualität des
Übertragungsmaterials nicht zerstört werden.
Die gleichen Oberflächeneigenschaften der Auftragsrolle und
der Fixierrolle ermöglichen es, den Übertrag von Offset-
Material von der Fixierrolle zur Auftragsrolle minimal zu
halten.
Bei den oben erwähnten Ausführungsformen der Fig. 1 und Fig.
4 wird die Reinigungsrolle 15 als ein Reinigungsteil ver
wendet. Plattenförmige oder nichtdrehende Teile können bei
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese Reini
gungsteile können z. B. gegen die Auftragsrolle gepreßt oder
gedrückt werden, um so Schmutz von der Auftragsrolle zu ab
sorbieren, der von der Fixierrolle zur Reinigungsrolle über
tragen wurde. Die Reinigungsrolle oder Reinigungsteile kön
nen nach einem bestimmten Zeitraum ausgetauscht werden oder
durch einen Bediener gereinigt werden. In diesem Fall ver
bleibt die vorher beschriebene Menge an Schmutz zwischen der
Auftragsrolle 7 und dem Reinigungsteil, so daß die Auftrags
rolle 7 für eine gewisse Zeit nicht mit Schmutz verunreinigt
werden kann. Verschiedene Arten von Fixiervorrichtungen, die
eine Fixierrolle haben, können bei der vorliegenden Erfin
dung verwendet werden.
Verschiedene Abwandlungen sind für die Fachleute möglich,
die die Lehre der vorliegenden Offenbarung erfahren haben,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Claims (7)
1. Fixiervorrichtung (1), gekennzeichnet durch die folgen
den Merkmale:
eine Fixierrolle (3), die eine Abschäl- bzw. Ablöse schicht an ihrer Umfangsfläche aufweist;
ein rotierendes Teil (4), um die Fixierrolle (3) zu kontaktieren bzw. zu berühren und um gegen diese zu drücken;
ein Auftragsteil (7), das auf bzw. an der Fixierrolle (3) vorgesehen ist, wobei das Auftragsteil (7) eine poröse Oberflächenschicht aufweist, die von derselben Qualität bzw. Beschaffenheit ist, wie jene der Abschälschicht der Fixier rolle (3), und mit Öl gefüllt bzw. getränkt ist; und
ein Reinigungsteil (5) zur Reinigung des Auftragsteils (7);
wobei ein Übertragungs- bzw. Transfermaterial mit nicht-fixierte Tonerbild durch die Fixierrolle (3) und das rotierende Teil (4) erfaßt und befördert wird, und das nicht-fixierte Tonerbild auf dem Übertragungsmaterials mit Hitze und Druck fixiert wird.
eine Fixierrolle (3), die eine Abschäl- bzw. Ablöse schicht an ihrer Umfangsfläche aufweist;
ein rotierendes Teil (4), um die Fixierrolle (3) zu kontaktieren bzw. zu berühren und um gegen diese zu drücken;
ein Auftragsteil (7), das auf bzw. an der Fixierrolle (3) vorgesehen ist, wobei das Auftragsteil (7) eine poröse Oberflächenschicht aufweist, die von derselben Qualität bzw. Beschaffenheit ist, wie jene der Abschälschicht der Fixier rolle (3), und mit Öl gefüllt bzw. getränkt ist; und
ein Reinigungsteil (5) zur Reinigung des Auftragsteils (7);
wobei ein Übertragungs- bzw. Transfermaterial mit nicht-fixierte Tonerbild durch die Fixierrolle (3) und das rotierende Teil (4) erfaßt und befördert wird, und das nicht-fixierte Tonerbild auf dem Übertragungsmaterials mit Hitze und Druck fixiert wird.
2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Reinigungsteil (15) eine Oberflächenschicht
(17) aufweist, die nicht von derselben Qualität bzw. Be
schaffenheit ist, wie jene der porösen Oberflächenschicht
des Auftragsteils (7).
3. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Oberflächenschicht (17) des Reinigungs
teils (15) aus einem Gummi hergestellt ist, der fluoriertes
Material aufweist.
4. Fixiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, gekennzeichnet durch einen Kontaktierungs- und Tren
nungsmechanismus (18), um das Reinigungsteil (15) mit dem
Auftragsteil (7) zu kontaktieren und um das Reinigungsteil
(15) von dem Auftragsteil (7) zu trennen.
5. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kontaktierungs- und Trennungsmechanismus
(18) das Reinigungsteil (15) mit dem Auftragsteil (7) in
Berührung bringt, wenn die Fixierrolle (3) gedreht wird, und
das Reinigungsteil (15) von dem Auftragsteil (7) trennt, wenn
die Fixierrolle (3) nicht gedreht wird.
6. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kontaktierungs- und Trennungsmechanismus
(18) das Reinigungsteil (15) mit dem Auftragsteil (7) in
Berührung bringt, nachdem die Fixierrolle (3) zur Drehung
veranlaßt wurde und bevor das Übertragungsmaterial an der
Fixiervorrichtung (1) ankommt, und bei dem der Kontaktie
rungs- und Trennungsmechanismus (18) das Reinigungsteil (15)
von dem Auftragsteil (7) trennt, nachdem das Übertragungs
material aus der Fixiervorrichtung (1) ausgetragen wurde und
bevor die Fixierrolle (3) aufhört, sich zu drehen.
7. Fixiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsteil als
Reinigungsrolle (15) und das Auftragsteil als Auftragsrolle
(7) ausgebildet ist.
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