DE19505958C2

DE19505958C2 - Fixiervorrichtung

Info

Publication number: DE19505958C2
Application number: DE19505958A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Higaya; Yuzo Kouno; Yukiti Shindou
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-02-23
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2015-02-22
Also published as: US5594540A; JP3337304B2; DE19505958A1; JPH07234600A

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-Auftragvorrich tungen werden vorgeschlagen. Es ist bekannt, daß eine Auf tragrolle 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 Auftragrolle 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 Auftragrolle mit einer sehr großen Anzahl von Löchern ver sehen ist, wird die Oberflächenschicht der Auftragrolle mit Toner und Papierteilchen verschmutzt. Aufgrund dieser Ver schmutzung nimmt mit der Zeit die Menge des Öls, das von der Auftragrolle aufgetragen wird, ab. Die Verschmutzung auf der Auftragrolle wird zurückübertragen auf die Fixierrolle. Dort entsteht das zu lösende Problem, daß das Übertragungsmateri al fleckig bzw. beschmutzt wird.

Aus US-PS 3,964,431 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Flüssigkeit einer Fixierrolle zuführt, die einen Offset verwendet. Die Zuführrolle umfaßt einen Behälter für die Flüssigkeit und eine Schicht, die für die Flüssigkeit durch lässig ist.

Aus DE 41 09 525 A1 ist eine Fixiereinrichtung bekannt, die bei einer Bilderzeugungseinrichtung anwendbar ist und die eine Silikonölmenge regulieren kann, welche auf einer Heiz rolle aufzubringen ist. Das Silikonöl wird auf die Heizrolle über ein Auftragfilz, eine zweite Auftragrolle und eine erste Auftragrolle aufgebracht.

Aus DE-OS 24 36 203 ist eine Reinigungsvorrichtung für eine Aufschmelzeinrichtung in elektrostatischen Kopiermaschinen bekannt. Die Reinigungsvorrichtung umfaßt eine Reinigungs rolle mit einer Hülse, wobei die Hülse z. B. aus Harz oder Silikon hergestellt sein kann, wodurch eine Mikroanpassungs fähigkeit zur guten Übertragung von Verschmutzungen erzielt werden soll.

Aus DE 28 21 914 C2 ist eine Schmierwalze zum Auftragen einer Flüssigkeit an eine Fixierwalze für Tonerbilder be kannt. Rollen, die dazu dienen, Flüssigkeit auf eine Fixier rolle aufzubringen, können von der Fixierrolle getrennt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Auftragrolle möglichst frei von Tonerverunreinigungen zu halten.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruches 1 ge löst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteran sprüchen hervor.

Vorteilhaft wird durch die Fixiervorrichtung das Auftragteil nicht leicht mit Toner verunreinigt oder durch Toner un brauchbar gemacht.

Vorteilhaft umfaßt die Fixiervorrichtung folgendes:
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 Auftragteil, das auf bzw. an der Fixierrolle ange bracht bzw. vorgesehen ist, wobei das Auftragteil 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 Auftragteils, 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 Auftragteil 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 Auftragteil 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 fluorethylenperfluoralkylvinylethylcopolymer) 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 Auftragteil der Fig. 1 zeigt. Bezugnehmend auf Fig. 2 kommt eine Auftrag rolle 7 als das Auftragteil mit der Fixierrolle 3 in Kontakt bzw. in Berührung und wird durch die Drehung der Fixierrolle 3 angetrieben. Die Auftragrolle 7 weist ein Rollenkernteil 8, das aus einem Schaummaterial hergestellt ist, und eine Oberflächenschicht 9 mit einer 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 Auftragrolle 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 Auftragrolle 7 ist, ergibt sich, daß die Temperatur der Oberflächenschicht der Auftragrolle (zumin dest in dem Bereich, wo sich die Fixierrolle und Auftragrol le berühren) mit der Temperatur der Abschälschicht der Fi xierrolle übereinstimmt. Die Oberflächentemperatur der Fi xierrolle und die Oberflächentemperatur der Auftragrolle im Berührungsbereich mit der Fixierrolle beträgt z. B. 185°C. Insbesondere wegen der gleichen Oberflächenbeschaffenheit bzw. -qualität der Auftragrolle 7 und der Fixierrolle 3 ist es deshalb schwierig, auf die Fixierrolle 3 aufgebrachten Toner auf die Auftragrolle 7 zu übertragen und die Menge des auf die Auftragrolle 7 übertragenen Toners wird verringert. Das meiste des Toners, das auf der Fixierrolle 3 aufgebracht ist, wird nicht auf die Auftragrolle übertragen, sondern auf das Übertragungsmaterial, wie z. B. das Übertragungs- bzw. Kopierpapier. Die Auftragrolle 7 kann nicht leicht mit Toner verunreinigt werden. Dies bedeutet, daß die Auftragrolle 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 tragrolle 7 aufgebracht wird. Eine Reinigungsrolle 15 ist als ein Reinigungsteil an bzw. auf der Fixiervorrichtung 1 angebracht. Die Reinigungsrolle 15 kommt mit der Auftragrol 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 Auftragrolle 7. Die Abschäl- bzw. Ablösequalität der Ober flächenschicht 17 der Reinigungsrolle 15 ist geringer als jene der Oberflächenschicht 9 der Auftragrolle 7. Es gibt einen Temperaturunterschied zwischen der Oberflächenschicht 17 der Reinigungsrolle 15 und der Oberflächenschicht 9 der Auftragrolle 7. Vorzugsweise ist die Temperatur der Ober flächenschicht der Reinigungsrolle geringer als die Ober flächentemperatur der Auftragrolle. Falls sich die Reini gungsrolle und die Auftragrolle berühren, beträgt z. B. die Oberflächentemperatur der Reinigungsrolle 110°C, während die Oberflächentemperatur der Auftragrolle (zumindest im Bereich der Berührung mit der Fixierrolle) 185°C beträgt. Falls die Reinigungsrolle die Auftragrolle 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 Auftragrolle 7 reinigt die Reinigungsrolle 15 zuverlässig den Schmutz, wie z. B. Toner und Papierteilchen, die auf der Auftragrolle 7 zum Anhaften gebracht wurden, und die Ober fläche der Auftragrolle 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 Auftragrolle 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 Auftragrolle 7 in Kontakt zu bringen, und um die Reinigungsrolle 15 von der Auftragrolle 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 Auftragrolle 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 Auftragrolle 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 tragrolle 7 nicht durch Schmutz, wie z. B. Toner oder Papier teilchen, überdeckt bzw. verstopft werden, da die Reini gungsrolle von der Auftragrolle 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 tragrolle 7 rückübertragen werden, da die Reinigungsrolle 15 von der Auftragrolle 7 getrennt ist.

Wenn eine Bilderzeugungsvorrichtung, die die oben erwähnte Fixiervorrichtung 1 aufweist, eine Bilderzeugung durchführt, kommt die Reinigungsrolle 15 mit der Auftragrolle 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 Auftragrolle 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 Auftragrolle und der Fixierrolle ermöglichen es, den Übertrag von Offset- Material von der Fixierrolle zur Auftragrolle 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 Auftragrolle gepreßt oder gedrückt werden, um so Schmutz von der Auftragrolle 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 Auftragrolle 7 und dem Reinigungsteil, so daß die Auftrag 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

1. Fixiervorrichtung (1), die folgendes aufweist:
eine Fixierrolle (3), die eine Ablöseschicht an ihrer Umfangsfläche aufweist; ein rotierendes Teil (4), um die Fixierrolle (3) zu berühren und um gegen diese zu drücken;
ein Auftragteil (7), das auf oder an der Fixierrolle (3) vorgesehen ist, wobei das Auftragteil (7) eine poröse Oberflächenschicht aufweist, die von derselben Beschaf fenheit ist, wie jene der Ablöseschicht der Fixierrolle (3), und mit Öl gefüllt oder getränkt ist;
wobei ein Übertragungsmaterial mit nichtfixiertem Tonerbild durch die Fixierrolle (3) und das rotierende Teil (4) erfaßt und befördert wird, und das nicht-fixierte Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial mit Hitze und Druck fixiert wird; gekennzeichnet durch ein Reinigungsteil (15) zur Reinigung des Auftragteils (7); und durch einen Kontak tierungs- und Trennungsmechanismus (18), um das Reinigungsteil (15) mit dem Auftragteil (7) zu kontaktieren und um das Reinigungsteil (15) von dem Auftragteil (7) zu trennen.

2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsteil (15) eine Oberflächenschicht (17) aufweist, die nicht von derselben Beschaffenheit ist, wie jene der porösen Oberflächenschicht des Auftragteils (7).

3. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober flächenschicht (17) des Reinigungsteils (15) aus einem Gummi hergestellt ist, der fluoriertes Material aufweist.

4. Fixiervorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktierungs- und Trennungsmechanismus (18) das Reinigungsteil (15) mit dem Auftrag teil (7) in Berührung bringt, wenn die Fixierrolle (3) gedreht wird, und das Reinigungsteil (15) von dem Auftragteil (7) trennt, wenn die Fixierrolle (3) nicht gedreht wird.

5. Fixiervorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktierungs- und Trennungsmechanismus (18) das Reinigungsteil (15) mit dem Auftrag teil (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 Kontaktierungs- und Trennungsmechanismus (18) das Reinigungsteil (15) von dem Auftrag teil (7) trennt, nachdem das Übertragungsmaterial aus der Fixiervorrichtung (1) ausgetragen wurde und bevor die Fixierrolle (3) aufhört, sich zu drehen.

6. Fixiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Reinigungsteil als Reinigungsrolle (15) und das Auftragteil als Auf tragrolle (7) ausgebildet ist.