DE19517816C2 - Fixiergerät mit einer Heizrolle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fixiergerät mit einer Heizrolle zur Durchführung einer thermischen Fixierung auf einem Blatt durch Drehen einer Heizrolle nach dem Anspruch 1.

Aus der EP 0 361 562 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einer das Tonerbild haltenden Abstützvorrichtung mit Hilfe von Wärme bekannt. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt eine Bild­ übertragungswalze, die in ihrem Inneren mit einem Heizele­ ment ausgestattet ist, wobei das Heizelement über die ge­ samte Länge der Bildübertragungswalze hinweg eine gleichmä­ ßige Wärmemenge erzeugen kann. Die bekannte Vorrichtung enthält ein weiteres Heizelement, welches so ausgebildet ist, daß es an den Randzonen der Bildübertragungsrolle eine höhere Heizenergie als in der mittleren Zone der Bildüber­ tragungsrolle erzeugen kann. Es ist ferner eine Andruckwal­ ze vorgesehen, die ebenfalls in ihrem Inneren mit einem Heizelement ausgestattet ist, welches an den Randzonen eine höhere Heizenergie abgibt als an der mittleren Zone der An­ druckwalze. Aufgrund dieser Konstruktion wird die Möglich­ keit geschaffen, die Temperatur der Fixiervorrichtung in­ nerhalb eines engen Temperaturbereiches über die gesamte Länge eines Heizelementes hinweg im wesentlichen konstant zu halten.

Aus der US 4,994,852 ist ein Bilderzeugungsgerät bekannt, um elektrophotographisch Tonerbilder auf einem Aufzeichnungsblatt zu erzeugen. Das bekannte Gerät enthält eine Tonerbild-Fixieranordnung mit einer Heizeinheit, um das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt zu fixieren. Fer­ ner ist eine Stromversorgungsschaltung vorgesehen, um die Heizeinheit über einen Schalter elektrisch zu erregen, wo­ bei die Stromversorgungsschaltung über eine Mikroprozes­ soreinheit gesteuert wird, um der Stromversorgungsschaltung ein Steuersignal zuzuführen, welches wirksam ist, um den genannten Schalter zyklisch ein- und auszuschalten, und zwar für eine vorbestimmte Zeitdauer, so daß die Heizener­ gie durch geeignete Bemessung der Einschaltdauer und der Ausschaltdauer auf einem gewünschten Wert gehalten werden kann.

In einem Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise einer Kopiermaschine, einem Drucker, einem Faksimilegerät usw. wurde ein Aufzeichnungsgerät mit Erzeugung eines la­ tenten Bildes, wie beispielsweise ein elektrophotographi­ sches Gerät, verwendet. Bei einem solchen Bilderzeugungsge­ rät wird ein elektrostatisches latentes Bild auf einer pho­ toempfindlichen Trommel ausgebildet und wird danach ent­ wickelt, um so ein Tonerbild zu erzeugen. Dann wird nach dem Übertragen des Tonerbildes von der photoempfindlichen Trommel auf ein Blatt das Tonerbild auf dem Blatt durch Hitzeeinwirkung fixiert.

Eine Fixiervorrichtung mit einer Heizrolle, eine Fixiervorrichtung mit einer Blitzlichtlampe und eine Fi­ xiervorrichtung, die mit Druck arbeitet, fallen unter die­ sen Typ einer Fixiervorrichtung und sind allgemein bekannt. Unter diesen Fixiervorrichtungen wurde die Fixiervorrich­ tung mit der Heizrolle weit verbreitet verwendet, und zwar aufgrund ihrer einfachen Konstruktion. Diese Fixiervorrich­ tung mit einer Heizrolle bewirkt ein Vorheizen in einem Be­ reitschaftszustand. Es ist wünschenswert, daß die thermi­ sche Fixierung bei dem Ankommen eines Druckbefehls unmit­ telbar stabil aus diesem Bereitschaftszustand heraus durch­ geführt wird.

Die Fixiervorrichtung mit Heizrolle heizt die Rolle durch Verwendung von Halogenlampen auf. Es wird dann die Fixierung mit Hilfe von Hitze der Rolle und einem Druck zwischen der letztgenannten Rolle und einer Rolle auf der gegenüberliegenden Seite durchgeführt, während ein Blatt dazwischen eingefaßt ist.

Andererseits besteht die Fixierenergie E, die für eine Fixierung erforderlich ist, aus der Summe aus einer Energie E1, die hauptsächlich zum Schmelzen eines Toners erforderlich ist, und einer Energie E2, die durch das Blatt absorbiert wird. Bei einem Farbbilderzeugungsgerät ändert sich in Verbindung mit diesen Energien E1 und E2, wenn eine Fixierenergie E für ein monochromatisches Drucken vergli­ chen wird mit einer Fixierenergie E für ein Farbdrucken, die durch das Blatt absorbierte Energie E2 nicht. Aufgrund von Faktoren, wie beispielsweise einer Tonerschichtdicke, ändert sich jedoch die Energie E1, die zum Schmelzen des Toners benötigt wird, abhängig von der Tonerschicht­ dicke.

Bei einem Vergleich in Verbindung mit der Toner­ schichtdicke zwischen dem monochromatischen Druckvorgang und dem Farbdruckvorgang umfaßt der monochromatische Druck­ vorgang eine Tonerschichtdicke für eine Schicht. Demgegen­ über erfordert der Farbdruckvorgang eine Überlagerung der Farben und benötigt daher zwei Schichten im Falle von vie­ len Farben (sieben Farben), jedoch vier Schichten im Falle von Vollfarben. Aus diesem Grund erfordert der Farbdruck­ vorgang eine größere Energie zum Schmelzen des Toners als der monochromatische Druckvorgang.

Es wird daher die Fixierenergie als eine Energie eingestellt, die für das Fixieren beim Vollfarbendruckvor­ gang erforderlich ist und es wird der Fixiervorgang mit dieser Energie auch beim chromatischen Druckvorgang tat­ sächlich durchgeführt. Gemäß diesem Verfahren ist jedoch die Energie, die zum Fixieren gemäß einem Vollfarbendruck­ vorgang erforderlich ist, zweimal so groß oder noch größer als die Energie, die für den monochromatischen Druckvorgang erforderlich ist und es wird daher im Falle eines monochro­ matischen Druckvorgangs elektrische Energie vollkommen sinnlos vergeudet.

Wenn in ähnlicher Weise die Umgebungstemperatur hoch ist, führt der Fixiervorgang mit einer großen Energie­ menge zu einer sinnlosen Vergeudung von elektrischer Ener­ gie. Als Verfahren, um dies zu verhindern, wird vorgeschla­ gen, daß eine Vielzahl von Halogenlampen innerhalb der Heizrolle vorgesehen werden.

Auf der Grundlage dieses Verfahrens kann eine mi­ nimal erforderliche Energiemenge zugeführt werden, abhängig von den Drucktypen, d. h. dem monochromatischen Druckvorgang und dem Farbdruckvorgang, als auch abhängig von der Größe der Umgebungstemperatur. Die Menge an vergeudeter elektri­ scher Energie kann dadurch reduziert werden.

Es entstehen jedoch beim Stand der Technik inhä­ rent die folgenden Probleme.

Die Fixiervorrichtung mit der Heizrolle muß den Fixiervorgang unmittelbar bei Ankunft des Druckbefehls im Bereitschaftszustand ausführen können, auch wenn der Druck­ befehl noch nicht angekommen ist. Aus diesem Grund bewirkt die Heizrollen-Fixiervorrichtung ein Vorheizen auf eine Temperatur (z. B. 160°C), die niedriger liegt als eine Fi­ xiertemperatur (z. B. 180°C) im Bereitschaftszustand.

In dem Bereitschaftszustand, bei dem die Heiz­ rollentemperatur die Fixiertemperatur beträgt oder unter­ halb dieser liegt, haftet der Toner fest an einer Reini­ gungsvorrichtung an und auch an einer Blattabtrennklaue, die in Berührung mit der Heizrolle gebracht werden. Wenn daher die Heizrolle gedreht wird, kann die Oberfläche der Heizrolle leicht zerstört werden. Aus diesem Grund wird die Heizrolle in diesem Bereitschaftszustand nicht gedreht.

Demzufolge wird an der Heizrolle, die mit der Vielzahl der Halogenlampen ausgestattet ist, die als die oben erwähnten Heizvorrichtungen dienen, ein Vorheizen durch die Verwendung einiger der Halogenlampen vorgenommen. Dies führt aber zu einem Problem dahingehend, daß die Ober­ flächentemperaturen der Heizrolle nicht einheitlich sind. Selbst wenn daher ein Aufheizen auf die oben erwähnte Fi­ xiertemperatur vorgenommen wird, ergibt sich ein Problem, wonach eine Ungleichmäßigkeit beim Fixiervorgang auftritt, und zwar aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Oberflächentem­ peraturen, wenn der anfängliche Druckvorgang eingeleitet wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe be­ steht darin, ein Fixiergerät mit einer Heizrolle zu schaf­ fen, welches die Möglichkeit bietet, die Oberflächentempe­ ratur einer Heizrolle in einem Bereitschaftszustand des Fi­ xiergerätes einheitlich zu gestalten, so daß unmittelbar bei Aktivierung der Fixiereinrichtung eine gleichmäßige Temperaturverteilung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, welches das Prinzip der vor­ liegenden Erfindung wiedergibt;

Fig. 2 eine Ansicht, die eine Konstruktion eines Farbdruckers bei einer Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung veranschaulicht;

Fig. 3 eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Fixiergerätes der Fig. 2 veranschaulicht;

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung der Fixier­ vorrichtung der Fig. 2;

Fig. 5 eine Frontansicht der Fixiervorrichtung der Fig. 2;

Fig. 6 ein Steuerblockschaltbild in einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches Prozesse während eines Bereitschaftszustandes bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ein Flußdiagramm, welches Prozesse auf der Seite einer Heizrolle in einer Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und

Fig. 10 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A in der Ausführungsform der Fig. 9.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, umfaßt eine Heizrolle einen Walzenkörper 50. Das Innere dieses Walzen­ körpers 50 ist mit einer Vielzahl von Heizquellen 51 ausge­ stattet. Eine Andrückrolle 54 ist in einer Fläche-an-Flä­ che-Beziehung zu der Heizrolle angeordnet. Ein Drehmecha­ nismus 6 bewirkt, daß die Vielzahl der Heizquellen 51 in Drehung versetzt wird.

Ein Steuermechanismus 71 steuert den Drehmecha­ nismus 6. Bei einem Bereitschaftszustand wird der Walzen­ körper 50 nicht gedreht, jedoch werden die Heizquellen 51 angetrieben. Dadurch wird ein Vorheizen bewerkstelligt. Dieser Steuermechanismus 71 treibt den Drehmechanismus 6 im Bereitschaftszustand an.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine Konstruktion eines Farbbilderzeugungsgerätes bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Gemäß dieser Ausfüh­ rungsform ist das Farbbilderzeugungsgerät in der Form eines elektrophotographischen Farbdruckers gezeigt.

Wie in Fig. 2 herausgegriffen dargestellt ist, enthält ein elektrophotographischer Farbdrucker 1 ein Maga­ zin 2 für die Aufnahme von Blättern, eine Bilderzeugungs­ einheit 3 zur Herstellung eines Tonerbildes auf einer Ober­ fläche des Blattes und ein Blattzuführsystem 4. Der Drucker 1 enthält ferner eine Fixiervorrichtung 5 zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Blatt, eine Stapelvorrichtung 6 für die Aufnahme der ausgetragenen Blätter, eine Steuerschaltung 7 und eine Stromversorgung 70.

Das Magazin 2 besitzt zwei Stufen von Blattkas­ setten 20, 21. Diese Blattkassetten 20, 21 sind an der Frontfläche des Gerätes befestigbar und von dort abnehmbar. Ferner sind auch Abzieheinheiten 22, 23 zum Abziehen der Blätter aus den Blattkassetten 20, 21 vorgesehen und zum Trennen der Blätter. Die Bilderzeugungseinheit 3 enthält elektrophotographische Mechanismen 3a, 3b, 3c, 3d zur Her­ stellung von Tonerbilden in Vollfarben, d. h. Magenta, Gelb, Cyan und Schwarz.

Diese elektrophotographischen Mechanismen 3a, 3b, 3c, 3d besitzen Konfigurationen, die mit den Bezugszeichen 30-35 markiert sind. Eine photoempfindliche Trommel 30 be­ steht aus einer Metalltrommel, die mit einer photoleitfähi­ gen Schicht beschichtet ist, und zwar entlang ihrem Umfang, wobei sich diese Trommel im Uhrzeigersinn dreht. Ein Vorla­ der 31 lädt die photoempfindliche Trommel 30 einheitlich auf. Ein optisches Lasersystem 32 arbeitet dahingehend, um ein Photobild auf der photoempfindlichen Trommel 30 zu be­ lichten, um dadurch ein elektrostatisches latentes Bild auf der photoempfindlichen Trommel 30 auszubilden. Eine Ent­ wicklereinheit 33 versorgt die photoempfindliche Trommel 30 mit einem Entwickler und es wird das elektrostatische la­ tente Bild durch den Entwickler entwickelt, so daß dadurch ein Tonerbild hergestellt wird. Eine Übertragungsrolle 34 dient dazu, um das Tonerbild auf der photoempfindlichen Trommel 30 auf ein zugeführtes Blatt zu übertragen. Eine Elektrifiziervorrichtung und eine Reinigungsvorrichtung 35 arbeiten dahingehend, um die restlichen elektrischen Ladun­ gen auf der photoempfindlichen Trommel 30 zu entfernen und um danach diese von dem restlichen Toner zu säubern.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Entwicklungs­ einheit 33 von jedem der elektrophotographischen Mechanis­ men 3a, 3b, 3c, 3d Entwickler aufnimmt, die den Farben, wie Magente, Gelb, Cyan und Schwarz entsprechen, und wobei die­ se Mechanismen die photoempfindliche Trommel 30 mit diesen Entwicklern versorgen.

Es ist ein Blattzuführsystem 4 mit Zuführrollen 40 vorgesehen, um die Blätter aus den Blattkassetten 20, 21 in einen Eintrittsbereich der Tonerbilderzeugungseinheit 3 zuzuführen. Auch ist ein Riemenzuführmechanismus 41, 42, 43 vorgesehen, um die Blätter vom Eintrittsbereich der bilder­ zeugenden Einheit 3 zu einem Auslaß zu fördern.

Dieser Riemenfördermechanismus ist in solcher Wei­ se konstruiert, daß ein elektrostatischer Absorptionsriemen 41 zwischen einem Paar von Rollen 42, 43 gespannt ist. Der elektrostatische Absorptionsriemen 41, der durch die Rollen 42, 43 bewegt wird, fördert das Blatt vom Eintrittsbereich der Tonerbilderzeugungseinheit 3 zum Auslaß hin. Eine Lage­ abweichung des Blattes kann auf ein Minimum in einer Über­ tragungsposition von jedem der elektrophotographischen Me­ chanismen 3a, 3b, 3c, 3d beschränkt werden, und zwar durch Verwendung dieses elektrostatischen Absorptionsriemens 41.

Auch sind in dem Blattfördersystem 4 Austragrol­ len 44 zum Fördern des Blattes von der Fixiervorrichtung 5 zur Stapelvorrichtung 6 nach der Fixiervorrichtung 5 ange­ ordnet. Ferner ist auch ein Mechanismus für zweiseitiges Drucken vorgesehen. Das heißt, es ist eine Umkehrbahn 46 zum Fördern der Blätter ausgebildet, die sich von hinter­ halb der Fixiervorrichtung 5 zum Eintrittsbereich der To­ nerbilderzeugungseinheit 3 erstreckt. In dieser Umkehrbahn 46 sind eine Vielzahl von Zuführrollen 45 angeordnet. Fer­ ner ist hinter der Fixiervorrichtung 5 ein Umkehrgebläserad 47 angeordnet.

Die Betriebsweise dieses Druckers soll nun er­ klärt werden. Die Blätter werden aus den Blattkassetten 20, 21 über die Abziehmechanismen 22, 23 abgegeben und werden dann in den Eingangsbereich der Bildformungseinheit 3 durch die Zuführrollen 40 zugeführt. Diese Blätter werden durch den Riemenzuführmechanismus 41, 42, 43 zu jedem der elek­ trophotographischen Mechanismen 3a, 3b, 3c, 3d zugeführt. In der Zwischenzeit übertragen die Übertragungsrollen 34 das Tonerbild auf der photoempfindlichen Trommel 30 von je­ dem der elektrophotographischen Mechanismen 3a, 3b, 3c, 3d, welches angenommenermaßen jede Farbe enthält, auf eine Oberfläche des Blattes. Dann wird das Blatt zur Fixiervor­ richtung 5 gefördert, in der das Tonerbild thermisch fi­ xiert wird. Das Blatt mit dem darauf fixierten Bild wird zur Stapelvorrichtung 6 hin gefördert, und zwar durch die Austragrollen 44.

Um ein zweiseitiges Drucken zu bewirken, wird, wenn die Hinterkante des Blattes das Umkehrgebläserad 47 erreicht, der Fördervorgang des Blattes angehalten. Dann wird das Gebläserad 47 im Gegenuhrzeigersinn in Drehung versetzt, wodurch dann die Hinterkante des Blattes zu der Umkehrbahn 46 hingelenkt wird. Anschließend werden die Aus­ tragrollen 44 umgekehrt gedreht und es werden die För­ derrollen 45 ebenfalls gedreht, wodurch dann das Blatt ent­ lang dem Umkehrpfad 46 zum Einlaß der Tonerbilderzeu­ gungseinheit 3 gefördert wird.

Das den Einlaß der Tonerbilderzeugungseinheit 3 erreichende Blatt wird in der gleichen Weise wie oben in Verbindung mit dem Einseitendruckvorgang erläutert wurde, durch den Riemenfördermechanismus 41, 42, 43 zu jedem der elektrophotographischen Mechanismen 3a, 3b, 3c, 3d geför­ dert. Mittlerweile übertragen die Übertragungsrollen 34 das Tonerbild auf der photoempfindlichen Trommel 30, welches angenommenermaßen jede Farbe enthält, und zwar von jedem der elektrophotographischen Mechanismen 3a, 3b, 3c, 3d auf die gegenüberliegende Oberfläche des Blattes. Es wird dann das Blatt zu der Fixiervorrichtung 5 gefördert, in welcher das Tonerbild thermisch fixiert wird. Das Blatt, auf dem das Bild fixiert ist, wird zur Stapelvorrichtung 6 durch die Austragrollen 44 ausgetragen. Das zweiseitige Drucken wird auf diese Weise durchgeführt.

Es ist auch selbstverständlich, daß bei der Durchführung eines Einseitendruckvorgangs nach der Durch­ führung des Druckvorgangs auf der einen Seite des Blattes das Blatt in die Stapelvorrichtung 3 durch die Austragrol­ len 44 ausgetragen wird.

Auf der Grundlage einer solchen Konstruktion wird ein Zweiseitendrucken durchgeführt, indem das Blatt gewen­ det wird und wobei ein Raum zwischen dem Magazin 2 und der Bildformungseinheit 3 ausgenutzt wird, und es kann daher das Gerät für einen Zweiseitenfarbdruck in einer kleinen Größe konstruiert werden. Ferner ist die Förderbahn 4, die sich vom Magazin 2 zur Stapelvorrichtung 6 hin erstreckt, S-förmig gestaltet und es kann damit eine Verkleinerung des Farbdruckgerätes erzielt werden. Da darüber hinaus der elektrostatische Absorptionsriemen 41 verwendet wird, ist es möglich, das Farbbild so herzustellen, daß es eine Spur eines farblichen Unterschiedes zwischen den jeweiligen Far­ ben zeigt.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Fixiervorrichtung in einer Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung veranschaulicht. Gemäß Fig. 3 wird das Blatt in der Figur nach rechts hin ungeachtet der Anordnung von Fig. 2 gefördert.

Gemäß Fig. 3 enthält die Heizrolle 50 drei Teile von Halogenlampen 51a, 51b, 51c als eine Heizquelle (Heiz­ vorrichtung) im Inneren eines Heizwalzenkörpers 50a. Eine Reinigungsrolle 52 reinigt bzw. entfernt Verunreinigungen, die an der Oberfläche des Heizwalzenkörpers 50a anhaften. Ölversorgungsrollen 53a, 53b führen der Oberfläche des Heizwalzenkörpers 50a Öl zu (Schmieröl).

Eine Gegendruckrolle (druckausübende Rolle) 54 enthält eine Halogenlampe 55, die als eine Heizquelle (Heizvorrichtung) in derem Inneren dient. Auf die druckaus­ übende Rolle 54 wird ein Druck durch die Heizrolle 50 aus­ geübt, so daß dadurch das dazwischen eingefaßt Blatt geför­ dert wird. Eine Reinigungsrolle 56 entfernt Verunreinigun­ gen, die an der druckausübenden Rolle 54 anhaften. Jeweili­ ge Trennklauen 57a, 57b verhindern, daß das Blatt sich um die Heizrolle 50 bzw. die druckausübende Rolle 54 wickelt. Die Austragrollen 58a, 58b tragen das bildmäßig fixierte Blatt aus.

Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung, die die Fixiervorrichtung mit der thermischen Rolle bei einer Aus­ führungsform der Erfindung veranschaulicht. Fig. 5 ist eine Frontansicht davon.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, werden die einen Ränder der Halogenlampen 51a-51c durch eine Lampen­ halteplatte 60 gehaltert. Diese Lampenhalteplatte 60 ist um eine Welle 60a drehbar. Die Lampenhalteplatte 60 hat eine kreisförmige Gestalt und ist an ihrem Umfang mit Zähnen ausgestattet. Die Zähne dieser Lampenhalteplatte 60 kämmen mit einem Antriebszahnrad 61.

Das Antriebszahnrad 61 ist an einer Welle eines Motors 62 angeordnet (z. B. einem Schrittmotor). Anschluß­ leitungen L1-L3, um elektrische Energie von einer Stromver­ sorgungsquelle 63 her zuzuführen, sind mit den Randab­ schnitten der jeweiligen Halogenlampen 51a-51c verbunden. Ferner sind Anschlußleitungen L4-L6, die von der Stromver­ sorgungsquelle 63 abgehen, mit den anderen Rändern (nicht dargestellt) der jeweiligen Halogenlampen 51a-51c verbun­ den.

Am Umfang dieses Heizwalzenkörpers 50a sind erste und zweite Temperaturdetektorelemente 59-1, 59-2 vorgese­ hen, und zwar in solcher Weise, daß die Positionen dersel­ ben in ihrer Umfangsrichtung verschieden sind. Die ersten und zweiten Temperaturdetektorelemente 59-1, 59-2 sind als Thermistoren ausgeführt.

Fig. 6 ist ein Steuerblockschaltbild bei einer Ausführungsform der Erfindung.

Wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, ist die druck­ ausübende Rolle 54 mit einem dritten Temperatursensor 59b ausgestattet. Dieser Temperatursensor 59b dient dazu, eine Temperatur der druckausübenden Rolle 54 zu detektieren. Ein mikrocomputer-unterstützter Regler 71 steuert die jeweili­ gen Elemente der elektrophotographischen Mechanismen 3a-3d und steuert gleichzeitig die Halogenlampen 51a-51c der Heizrolle 50 der Fixiervorrichtung 5 und die Halogenlampe 55 der druckausübenden Rolle 54.

Setz-/Rücksetz-Schalterkreise 72, 73, 74, 75 le­ gen die Versorgungsspannungen von den jeweiligen Stromver­ sorgungsquellen an die Halogenlampen 51a-51c, 55 auf der Grundlage der Angabe des Reglers 71 an. Ein Host-Computer 8 liefert eine Anzeige für den Regler 71 hinsichtlich eines monochromatischen Druckvorganges/Farbdruckvorganges und überträgt zur gleichen Zeit die Druckdaten.

Hier werden der monochromatische Druckvorgang, der Vielfarbendruckvorgang und der Vollfarbendruckvorgang in Betracht gezogen. Ein Toner besitzt eine einschichtige Dicke im Falle des monochromatischen Druckvorgangs. Ein fehlerhafter Fixierzustand läßt sich an der Fixiertempera­ tur von 130°C oder weniger erkennen. Wenn sie über 180°C liegt, wird ein Versatz (offset) erzeugt. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, daß die Fixiertemperatur innerhalb eines Bereichs von 130°C-180°C liegt.

Ferner besitzt der Toner eine zweischichtige Dicke im Falle eines Vielfarbendruckvorganges. Der fehlerhafte Fixierzustand läßt sich auch an einer Fixiertemperatur von 140°C oder weniger erkennen. Wenn diese über 190°C liegt, wird ein Versatz (offset) verursacht. Es ist daher wün­ schenswert, daß die Fixiertemperatur in einem Bereich von 140°C-190°C liegt. Ferner besitzt der Toner eine vier­ schichtige Dicke im Falle eines Vollfarbendruckvorganges. Der fehlerhafte Fixierzustand läßt sich auch bei einer Fi­ xiertemperatur von 160°C oder weniger erkennen. Wenn diese über 200°C liegt, wird ein Versatz (offset) verursacht. Es ist daher wünschenswert, daß die Fixiertemperatur innerhalb eines Bereiches von 160°C-200°C liegt.

Aus dem oben dargelegten ergibt sich, daß dann, wenn die Fixiertemperatur innerhalb des Bereiches von 160°C-180°C fällt, der Fixiervorgang gut ausgeführt werden kann, indem die Fixiertemperatur konstant gemacht wird, und zwar ungeachtet der Tonerschichtdicke. Das bedeutet, daß der gute Fixierzustand dadurch erzielbar ist, indem man die eingestellte Temperatur auf einen konstanten Wert regelt.

Was als nächstes zu erzielen ist, besteht aus ei­ ner elektrischen Stromversorgungsquantität, die erforder­ lich ist, um eine Fixierenergie bei jeder Tonerschichtdicke zu erreichen. Eine elektrische Stromversorgungsquantität von 1125 W ist in dem Fall einer einzelnen Tonerschicht er­ forderlich. Eine elektrische Stromversorgungsquantität von 2250 W ist für zwei Tonerschichten erforderlich und 4500 W ist für vier Tonerschichten erforderlich.

Es wird dann bei dieser Ausführungsform, wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, das Innere der Heizrolle 50, welches den Toner des Blattes fixiert, lediglich mit den Halogenlampen 51a, 51b, 51c von 450 W, 1550 W, 1800 W ver­ sehen. Ferner ist die druckausübende Rolle 54 auf der ge­ genüberliegenden Seite mit einer einzelnen Halogenlampe 55 von 700 W ausgestattet.

Fig. 7 ist ein Ersatz-Verarbeitungsflußdiagramm bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

(S1) Bei einem Druck-Bereitschaftszustand, d. h. bei einem Zustand, bei dem die Heizrolle 50 nicht gedreht wird, prüft der Regler 71, ob eine detektierte Temperatur t1 oder t2 von einem ersten Thermistor 59-1 und einem zwei­ ten Thermistor 52-2 niedriger liegt als 145°C oder nicht.

(S2) Wenn die detektierte Temperatur t1 oder t2 von einem der ersten und zweiten Thermistoren 59-1, 59-2 gleich 145°C oder weniger beträgt, schaltet der Regler 71 die Halogenlampe EIN, um ein Aufheizen zu bewirken. Bei­ spielsweise wird die Halogenlampe 51a über den Setz-/Rücksetz-Schaltkreis 73 EIN geschaltet.

(S3) Als nächstes liest der Regler 71 die de­ tektierten Temperaturen t1, t2 des ersten und zweiten Ther­ mistors 59-1, 59-2. Dann prüft der Regler 71, ob ein Abso­ lutwert einer Temperaturdifferenz (t1-t2) zwischen dem ersten und dem zweiten Thermistor 59-1 und 59-2 gleich ist 12°C oder höher oder nicht. Wenn der Absolutwert der Tempe­ raturdifferenz (t1-t2) zwischen dem ersten und dem zwei­ ten Thermistor 59-1 und 59-2 gleich ist 12°C oder größer, entscheidet der Regler 71, daß die Temperaturen des Heizwalzenkörpers 50a in der Umfangsrichtung nicht einheit­ lich sind.

(S4) Wenn der Absolutwert der Temperaturdifferenz (t1-t2) zwischen dem ersten und dem zweiten Thermistor 59-1 und 59-2 gleich ist 12°C oder höher, treibt der Regler 71 einen Motor 62 an, um die die Halogenlampe haltende Platte 60 zu drehen. Aufgrund des Vorhandenseins der Ver­ bindungsleitungen L1-L6 wird zu diesem Zeitpunkt der Motor 62 in einer Hin- und Herantriebsweise antrieben, um die die Halogenlampe haltende Platte 60 hin- und hergehend zu dre­ hen. Es folgt, daß die Halogenlampen 51a-51c in einer hin- und hergehenden Weise gedreht werden. Ein Drehwinkel dieser hin- und herverlaufenden Drehung wird als ausreichend be­ messen, um die Verbindungsleitungen L1-L6 nicht abzutren­ nen.

(S5) Der Regler 71 prüft, ob die detektierte Tem­ peratur t1 oder t2 von einem der ersten und zweiten Thermi­ storen 59-1, 59-2 eine Vorheiztemperatur von 160°C oder hö­ her erreicht oder nicht.

(S6) Wenn die detektierte Temperatur t1 oder t2 von einem der ersten und zweiten Thermistoren 59-1, 59-2 die Vorheiztemperatur von 160°C oder darüber erreicht hat, schaltet der Regler 71 die Halogenlampe 51a über den Setz-/Rücksetz-Schaltkreis 73 AUS. Ferner beendet der Regler 51 den Antrieb des Motors 62.

Während des Druck-Bereitschaftszustandes wird diese Operation wiederholt. Es wird somit während des Druck-Bereitschaftszustandes eine Halogenlampe EIN geschal­ tet, um den Vorheizvorgang durchzuführen. Es werden dann in diesem Zustand die Vielzahl der Halogenlampeneinheiten in Drehung versetzt. Es ist daher möglich, eine Temperaturun­ gleichförmigkeit des Heizwalzenkörpers 50a in der Umfangs­ richtung zu verhindern.

Es soll nun als nächstes die Betriebsweise nach dem Empfang eines Druckbefehls erläutert werden.

Fig. 8 ist ein Verarbeitungsflußdiagramm auf der Seite der Heizrolle in einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung.

(S11) Nach Empfang eines Druckstartbefehls von dem Host-Computer 8 prüft der Regler 71, ob die Druckstart­ anzeige, die von dem Host-Computer 8 geliefert wird, sich auf den monochromatischen Druckvorgang oder den Vielfarben­ druckvorgang oder den Vollfarbendruckvorgang bezieht.

(S12) Wenn entschieden wird, daß der monochroma­ tische Druckvorgang angezeigt ist, prüft der Regler 71 eine detektierte Temperatur des Temperatursensors 59-1 der Heiz­ rolle 50.

(S13) Wenn die detektierte Temperatur nicht eine vorbestimmte Temperatur (z. B. 170°C) ist, setzt der Regler 71 den Setz-/Rücksetz-Schaltkreis 73, um die Spannung der 450 W Halogenlampe 51a zuzuführen. Die Halogenlampe 51a wird dadurch in ausreichender Weise aufgeheizt, um eine Wärmemenge von 450 W zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt er­ zeugt die Halogenlampe 55 der einen Druck ausübenden Rolle 54 eine Wärmemenge von 700 W und die gesamte Wärmemenge be­ trägt daher insgesamt 1150 W, was ausreichend ist, um den einschichtigen Toner aufzulösen. Dann kehrt danach der Pro­ zeß zum Schritt S12 zurück.

(S14) Wenn jedoch die detektierte Temperatur die vorbestimmte Temperatur ist oder oberhalb dieser liegt, stellt der Regler den Setz-/Rücksetz-Schaltkreis 73 zurück, um das Anlegen der Spannung an die 450 W Halogenlampe 51a zu beenden. Dadurch wird die Halogenlampe 51a AUS geschal­ tet. Danach gelangt die Verarbeitung zurück zum Schritt S12.

(S15) Wenn entschieden wird, daß der Vielfarben­ druckvorgang beim Schritt S11 angezeigt wurde, prüft der Regler 71 eine detektierte Temperatur des Temperatursensors 59-1 der Heizrolle 50.

(S16) Wenn die detektierte Temperatur nicht die vorbestimmte Temperatur ist (z. B. 170°C), setzt der Regler 71 den Setz-/Rücksetz-Schaltkreis 72, um die Spannung an die 1550 W Halogenlampe 51b anzulegen. Die Halogenlampe 51b wird dadurch in ausreichender Weise aufgeheizt, um eine Wärmemenge von 1550 W zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt er­ zeugt die Halogenlampe 55 der druckausübenden Rolle 54 eine Wärmemenge von 700 W und damit beträgt die Wärmemenge ins­ gesamt 2250 W, was ausreichend ist, um einen zweischichti­ gen Toner aufzulösen. Danach kehrt der Verarbeitungsvorgang zum Schritt S15 zurück.

(S17) Wenn jedoch die detektierte Temperatur die vorbestimmte Temperatur ist oder oberhalb derselben liegt, stellt der Regler 71 den Setz-/Rücksetz-Schaltkreis 72 zu­ rück, um das Anlegen der Spannung an die 1550 W Halogenlam­ pe 51b zu beenden. Die Halogenlampe 51b wird dadurch AUS geschaltet. Danach kehrt der Verarbeitungsprozeß zum Schritt S15 zurück.

(S18) Wenn entschieden wird, daß der Vollfarben­ druckvorgang beim Schritt S11 angezeigt wurde, prüft der Regler 71 eine detektierte Temperatur des Temperatursensors 59-1 der Heizrolle 50.

(S19) Wenn die detektierte Temperatur nicht die vorbestimmte Temperatur ist (z. B. 170°C), setzt der Regler 71 die Setz-/Rücksetz-Schaltkreise 73, 72, 74, um die Span­ nungen an die drei Teile der 450 W, 1550 W, 1800 W Halogen­ lampen 51a, 51b, 51c anzulegen. Die Halogenlampen 51a, 51b, 51c werden dadurch in ausreichender Weise aufgeheizt, um eine Wärmemenge von 3800 W zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Halogenlampe 55 der einen Druck ausübenden Rol­ le 54 eine Wärmemenge von 700 W und die Wärmemenge beträgt daher insgesamt 4500 W, was ausreichend ist, um einen vier­ schichtigen Toner aufzulösen. Danach kehrt der Verarbei­ tungsprozeß zum Schritt S18 zurück.

(S20) Wenn jedoch die detektierte Temperatur die vorbestimmte ist oder oberhalb derselben liegt, stellt der Regler 71 die Setz-/Rücksetz-Schaltkreise 73, 72, 74 zu­ rück, um das Anlegen der Spannungen an die drei Teile der 450 W, 1550 W, 1800 W Halogenlampen 51a, 51b, 51c zu been­ den. Die Halogenlampen 51a, 51b, 51c werden dadurch AUS ge­ schaltet. Danach kehrt der Verarbeitungsprozeß zum Schritt S18 zurück.

Dies bedeutet, daß bei Ankunft eines Druckbefehls die einen Druck ausübende Rolle (untere Heizrolle) 54 die Wärmemenge von 700 W erzeugt. Mit dieser Wärmeerzeugung wird der monochromatische Druckvorgang befehligt. Hierbei erzeugt die Heizrolle (obere Heizrolle) 50 die Wärmemenge von 450 W. Wenn ferner der Vielfarbendruckvorgang befehligt wird, erzeugt die Heizrolle (obere Heizrolle) 50 die Wärme­ menge von 1550 W. Wenn darüber hinaus das Vollfarbendrucken befehligt wird, erzeugt die Heizrolle (obere Heizrolle) 50 eine Wärmemenge von 3800 W.

Auf diese Weise wird die Wärmemenge, die von der druckausübenden Rolle 54 erzeugt wird, festgelegt, während die Wärmemenge, die von der Heizrolle 50 erzeugt wird, ent­ sprechend der Druckbetriebsart variiert wird. Damit wird der Wirkungsgrad der Tonerauflösung verbessert und es kann die Vergeudung von elektrischer Energie wesentlich redu­ ziert werden. Auch ist die Wärmemenge, die von der einen Druck ausübenden Rolle 54 erzeugt wird, fest und es wird damit selbst dann, wenn ein zweiseitiges Drucken durchge­ führt wird, das fixierte Tonerbild nicht gestört. Ferner ist auch die Temperatur der Heizrolle 50 fest, wodurch auch ein Offset verhindert werden kann.

Es wird somit die Fixierenergie bei dem monochro­ matischen Druckvorgang reduziert. Daher wird zunächst der Tonerversatz hinsichtlich der Heizrolle 50 verhindert, da die eingestellte Temperatur der Heizrolle 50 auf Seiten des Tonerbildes auf einen festen Wert geregelt wird. Zweitens ist auch die Zuführmenge von elektrischer Energie zu der einen Druck ausübenden Rolle 54 fest und es wird zur glei­ chen Zeit die Zuführmenge der elektrischen Energie zu der Heizrolle 50 abhängig von der monochromatischen oder viel­ farbigen Ausführung des Tonerbildes variiert. Da bei dieser Anordnung der Fixiervorgang durch die Energie der Heizrolle 50 bewirkt wird, kann ein guter Fixier-Wirkungsgrad für die angelegte Energie erreicht werden. Demzufolge läßt sich die Vergeudung von elektrischer Energie in bemerkenswerter Wei­ se reduzieren. Ferner variiert die Verlustmenge an elektri­ scher Energie der einen Druck ausübenden Rollen 54 nicht und nebenbei bemerkt ändert sich auch die eingestellt Tem­ peratur nicht. Es ist daher möglich zu verhindern, daß das Bild gestört wird, und zwar aufgrund des Auflösens des fi­ xierten Tonerbildes, selbst wenn ein Zweiseitendrucken durchgeführt wird.

Fig. 9 zeigt eine Schnittdarstellung, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder­ gibt. Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie A-A der Fig. 9. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Stücke von Halogenlampen in dem Heizwalzenkörper 50a vorgesehen.

Wie in Fig. 9 veranschaulicht ist, werden die zwei Halogenlampen 51a, 51b durch Halteplatten 64-1, 64-2 an beiden Rändern gehalten. Die Halteplatten 64-1, 64-2 sind mit Drehwellen 65-1, 65-2 ausgestattet. Ein Paar von leitenden Ringen 600, 601 und 602, 603 sind an den Drehwel­ len 65-1, 65-2 befestigt.

Die Anschlußleitungen L1-L4 der Halogenlampen 51a, 51b sind an die jeweiligen leitenden Ringe 600-603 an­ geschlossen. Leitende Kontaktteile 610-613 befinden sich in Kontakt mit den einzelnen Kontaktringen 600-603. Es sind ferner die Verbindungsleitungen L5-L8, die von der Strom­ versorgungsquelle 63 abgehen, mit den leitenden Kontakttei­ len 610-613 verbunden.

Ferner sind Zahnräder 66-1, 66-2 auf den Endab­ schnitten der Drehwellen 65-1, 65-2 vorgesehen. Diese Zahn­ räder 66-1, 66-2 kämmen mit Antriebszahnrädern 61-1, 61-2, die auf den Wellen von Motoren 62-1, 62-2 vorhanden sind.

Gemäß dieser Ausführungsform ist die Stromversor­ gungsquelle 63 dadurch mit den Halogenlampen 51a, 51b ver­ bunden, indem die leitenden Ringe 600-603 Kontakt mit den leitenden Teilen 610-613 haben. Eine Einschränkung des Drehwinkels aufgrund eines Verdrillens der Anschlußleitun­ gen wird dadurch beseitigt, mit dem Ergebnis, daß die Halo­ genlampen 51a, 51b in einer Richtung gedreht werden können. Es wird daher die Drehsteuerung vereinfacht.

Zusätzlich zu der Ausführungsform, wie sie oben erläutert wurde, kann die vorliegende Erfindung in der fol­ genden Weise modifiziert werden. Erstens wurde das Bilder­ zeugungsgerät in der Form eines elektrophotographischen Me­ chanismus erläutert, es ist jedoch auch bei einem Druck­ mechanismus anwendbar (z. B. einem elektrostatischen Auf­ zeichnungsmechanismus usw.), um das Tonerbild bei der oben erläuterten Ausführungsform zu übertragen. Ferner ist das verwendete Blatt nicht auf Papier beschränkt, sondern es können auch andere Medien verwendet werden. Drittens wurde das Bilderzeugungsgerät in Form des Druckers erläutert, es kann jedoch auch andere Typen von Bilderzeugungsgeräten um­ fassen, wie beispielsweise eine Kopiermaschine, ein Faksi­ milegerät usw. Viertens wurde die Übertragungseinheit in Form der Übertragungsrolle erläutert, sie kann jedoch auch aus einem Übertragungslader bestehen. Fünftens wurde die Heizquelle in Form der Halogenlampe beschrieben, sie kann jedoch auch die Verwendung anderer Heizelemente beinhalten.

Wie oben dargelegt wurde, werden gemäß der vor­ liegenden Erfindung dann, wenn das Heizelement ohne Drehen des Walzenkörpers betrieben wird, eine Vielzahl von Heiz­ elementen in Drehung versetzt. Daher können selbst dann, wenn einige der Heizelemente betrieben werden, die Oberflä­ chentemperaturen des Walzenkörpers einheitlich gemacht wer­ den. Damit wird in einem Bereitschaftszustand, wenn der Druckbefehl ankommt, der Fixiervorgang unmittelbar einge­ leitet. Selbst in einem solchen Fall kann eine Ungleich­ mäßigkeit beim Fixiervorgang verhindert werden.

Claims (9)

1. Fixiergerät mit einer Heizrolle zur Durchführung einer thermischen Fixierung auf einem Blatt durch Drehen einer Heizrolle, mit
einer Heizrolle, die einen Walzenkörper und eine Viel­ zahl von Heizvorrichtungen enthält, welche im Inneren des Walzenkörpers angeordnet sind,
einer Andruckrolle,
einer Dreheinrichtung für die Vielzahl der Heizvor­ richtungen entlang einem Innenumfang des Walzenkörpers, und
einer Steuereinrichtung zur Antriebssteuerung der Dre­ heinrichtung während eines Bereitschaftszustandes zum An­ treiben der Heizeinrichtung ohne Drehung des Walzenkörpers.

2. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Dre­ heinrichtung so ansteuert, daß die Vielzahl der Heizein­ richtungen eine abwechselnde Drehbewegung um einen vorgege­ benen Winkel in die eine und anschließend in die entgegen­ gesetzte Richtung ausführen.

3. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Vielzahl der Heizeinrichtungen in einer Richtung dreht, und zwar durch Antreiben der Dreheinrichtung.

4. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch
eine Vielzahl von Temperaturdetektorvorrichtungen zum Detektieren der Oberflächentemperaturen des Walzenkörpers an einer Vielzahl von Stellen des Walzenkörpers,
wobei die Steuereinrichtung während des Bereitschafts­ zustandes die Dreheinrichtung antreibt, wenn eine Differenz zwischen den durch die Vielzahl der Temperaturdetektorein­ richtungen detektierten Temperaturen gleich ist einer vor­ bestimmten Temperatur oder größer als diese ist.

5. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung während des Bereitschaftszustandes selektiv ei­ ne der Vielzahl der Heizvorrichtungen mit Strom versorgt.

6. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einrichtung selektiv die Vielzahl der Heizvorrichtungen ge­ mäß Bestimmungsgrößen für einen monochromatischen Druckvor­ gang/Farbdruckvorgang, die von außerhalb bei Durchführen eines Druckvorgangs geliefert werden, antreibt.

7. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung eine Halteeinrichtung enthält, um die Rän­ der der Vielzahl der Heizvorrichtungen zu haltern, und eine Antriebseinrichtung zum Drehen der Halteeinrichtung ent­ hält.

8. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinrichtungen mit Antriebszahnrädern ausgestattet sind und
die Halteeinrichtung eine Vielzahl von Zähnen auf­ weist, die entlang den Umfängen ausgebildet sind, um mit den Antriebszahnrädern zu kämmen.

9. Fixiergerät mit einer Heizrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl der Heizeinrichtungen eine Halogenlampe ist.