DE19600211C2

DE19600211C2 - Tonerfixiervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer in dieser Vorrichtung verwendeten Folie

Info

Publication number: DE19600211C2
Application number: DE19600211A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Kagawa; Toshihiro Tamura; Shogo Yokota; Tatuya Shinkawa; Hiroyuki Sawai
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2016-01-05
Also published as: CN1215851A; JP3117892B2; CN1119708C; JPH08241000A; DE19600211A1; US6083588A

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonerfixiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 bzw. 2 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer in dieser To nerfixiervorrichtung verwendeten Folie. Eine solche Tonerfixiervorrichtung wird in einem elektrophotographischen Gerät wie einem elektrophotographischen Kopiergerät, einem elektrophotographischen Faksimilegerät oder einem elektro- photographischen Drucker verwendet.

Eine herkömmliche Tonerfixiervorrichtung, die gemäß einem Walzenverfahren arbeitet, umfasst eine Heizwalze und eine gegen diese gedrückte Andrückwalze, wobei ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium fixiert wird, wenn dieses durch einen Abschnitt zwischen dem Walzenpaar hindurchgeführt wird, während die eine der Walzen oder beide beheizt werden.

Bei einer Tonerfixiervorrichtung gemäß den Walzenverfahren muß jedoch das Paar Walzen synchron gedreht werden. Außerdem muß jede Walze drehbar gelagert werden, was den Aufbau der Vorrichtung verkompliziert und demgemäß die Größe und die Herstellkosten erhöht. Um diese Schwierigkeiten zu überwin den, offenbart das Dokument JP-B-36996/1980 ein Verfahren mit einem Andrückkissen. Genauer gesagt, es wird ein sich nicht drehendes Andrückteil anstelle der Andrückwalze gegen die Heizwalze gedrückt, wodurch ein Bild auf ein Aufzeich nungsmedium geschmolzen wird, wenn dieses durch einen Ab schnitt zwischen der Heizwalze und dem Andrückteil trans portiert wird. Auch offenbart das Dokument JP-A-304481/1989 ein Verfahren mit einer Andrückfolie. Genauer gesagt, es wird statt der Andrückwalze ein Andrückgewebeteil mit einem vor gegebenen Kontaktwinkel gegen die Heizwalze gedrückt, wo durch ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium fixiert wird, wenn das Aufzeichnungsmedium durch den Abschnitt zwi schen der Heizwalze und den Andrückgewebeteil transpor tiert wird.

Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 20 eine beispielhafte Tonerfixiervorrichtung beschrieben, die gemäß dem Verfahren mit Andrückkissen arbeitet. Eine Heizwalze 112 besteht aus einer Aluminium-Hohlwalze 112a, deren Außenumfangsfläche mit einer Überzugsschicht 112b aus Silicongummi oder der gleichen mit großem Reibungskoeffizient beschichtet ist. Ein Andrückteil 111 ist unter der Heizwalze 112 vorhanden, und seine Oberfläche, die der Heizwalze 112 zugewandt ist, d. h. die Andrückfläche, ist mit einer Überzugsschicht 114 aus z. B. Polytetrafluorethylen-Harz mit kleinem Rei bungskoeffizient beschichtet. Das Andrückteil 111 ist an der Oberfläche einer Andrückplatte 116 befestigt, die von einer Achse 117 gehalten wird und durch eine Andrückfeder 118 mit vorgegebenem Druck gegen die Heizwalze 112 gedrückt wird.

Ein auf ein Papier 101 übertragenes vorgeschmolzenes Toner bild 102 wird auf dem Papier 101 fixiert, wenn dieses durch den Abschnitt zwischen der Heizwalze 112 und dem Andrückteil 111 transportiert wird.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 eine beispiel hafte Tonerfixiervorrichtung beschrieben, die gemäß dem Verfahren mit Andrückfolie arbeitet. Eine Heizwalze 122 besteht aus einer Aluminium-Hohlwalze 122a, deren Außenum fangsfläche mit einer Überzugsschicht 122b aus Silicongummi oder dergleichen mit großem Koeffizient beschichtet ist. Ein Andrückgewebeteil 121, das an einen Ende mit einem Rahmen 123 in Eingriff steht und am anderen Ende durch eine Schrau benfeder 128 mit einer vorgegebenen Zugkraft gestreckt wird, wird unter einem vorgegebenen Kontaktwinkel α gegen die Heizwalze 122 gedrückt. Ein auf ein Papier 101 übertrage nes vorgeschmolzenes Tonerbild 102 wird auf dem Papier 101 fixiert, wenn dieses durch den Abschnitt zwischen der Heizwalze 112 und dem Andrückgewebeteil 121 transportiert wird.

Jedoch bestehen bei der Fixiervorrichtung gemäß den Verfah ren mit Andrückkissen die folgenden Schwierigkeiten:

1. Da die Haftfestigkeit der Überzugsschicht 114 gegen das Andrückteil 111 schwach ist, nutzt die Überzugsschicht 114 leicht ab und löst sich vom Andrückteil 114 ab, wenn die Heizwalze 112 darübergleitet.
2. Da eine Scherkraft entsteht und auf das Andrückteil 111 einwirkt, wenn sich die Heizwalze 112 dreht, während kein Papier 101 durch den Abschnitt zwischen der Heizwalze 112 und dem Andrückteil 114 transportiert wird, z. B. bei der vorbereitenden Drehung oder bei Intervallen kontinuierlicher Papierzuführung, verformt sich das Andrückteil 111, wie es in Fig. 22 dargestellt ist.
3. Wenn das Andrückteil 111 und die Andrückplatte 116 über eine große Fläche miteinander verbunden werden, um die Haft festigkeit zu erhöhen, nehmen die Größe des Andrückteils 111 und demgemäß die Herstellkosten in unerwünschter Weise zu.
4. Wenn das Andrückteil 111 zu steif ist, kann keine aus reichende Klemmbreite erzielt werden, und ein Tonerbild wird in der Längsrichtung der Heizwalze 112 ungleichmäßig fixiert. Wenn dagegen das Andrückteil 111 zu weich ist, tritt leicht eine dauerhafte Verformung auf.
5. Da das Andrückteil 111 an der Andrückplatte 116 befe stigt ist, wird Papier alleine durch die Transportkraft der Heizwalze 112 weitertransportiert, was die Bereitschaft zum Transportieren von Papierblättern verringert und zu häu figen Papierstaus führt.
6. Wenn die Überzugsschicht 112b der Heizwalze 112 alleine einander widersprechende Wirkungen erzielen soll, nämlich Schmierung beim Formungsprozeß und Bereitschaft zum Papiertransport, muß die Transportkraft erheblich auf einen optimalen Wert erhöht werden.

Auch bestehen bei der Tonerfixiervorrichtung gemäß dem Ver fahren mit Andrückfolie die folgenden Schwierigkeiten:

1. Der Kontaktwinkel α des Andrückgewebeteils 121 gegen die Heizwalze 122 muß erhöht werden, um ausreichende Fixier kraft (Fixierfestigkeit) zu erzielen, wodurch das Papier 101 nach dem Fixiervorgang mehr als erforderlich aufgerollt wird.
2. Da der Druck des Andrückgewebeteils 121 in der Längs richtung der Heizwalze 122 ungleichmäßig verteilt ist, werden häufig Tonerbilder ungleichmäßig fixiert.

Außerdem besteht eine gemeinsame Schwierigkeit bei Toner fixiervorrichtungen gemäß den Verfahren mit Andrückkissen und mit Andrückfolie. Genauer gesagt, kann im Fall eines zweiseitigen Drucks oder dergleichen, wobei ein zweites Tonerbild auf einem Papier fixiert wird, auf dessen Rückseite bereits ein erstes Tonerbild aufgezeichnet ist (nachfolgend als be nutztes Papier bezeichnet), das erste Tonerbild verschmiert werden (nachfol gend als verschmiertes Bild bezeichnet), wenn die Rückseite des benutztes Pa piers über das Andrückteil 111 oder das Andrückgewebeteil 121 gleitet, oder es kann häufiger Papierstau auftreten, wenn der Toner auf der Rückseite fixiert und am Andrückteil 111 oder am Andrückgewebeteil 121 anhaftet.

Im einzelnen ist in EP-A-0 661 610 eine Fixiervorrichtung beschrieben, bei der eine Heizwalze, ein Andrückteil und ein wärmebeständiger Teil, der mit einer Flüssigkeit imprägniert sein kann, im wesentlichen in eingangs genannten Art miteinander zusammenwirken.

Weiterhin beschreibt die EP-A-0 635 767 eine Fixiervorrichtung mit einem wär mebeständigen elastischen Element sowie einer darauf vorgesehenen Kontroll folie. Dabei ist die Abmessung dieser Folie in der Papiertransportrichtung grö ßer als diejenige des wärmebeständigen elastischen Elementes.

Ausgehend von einem Stand der Technik der eingangs genannten Art liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Tonerfixiervorrichtung zu schaffen, bei der der Transport eines Aufzeichnungsmaterials stabil und zuver lässig durchgeführt werden kann, wobei ein Stau sicher zu vermeiden ist, und bei der ein Zusammenstoß zwischen transportiertem Aufzeichnungsmaterial und wärmebeständiger Folie verhinderbar ist. Außerdem soll ein Verfahren zum Herstellen einer in einer solchen Tonerfixiervorrichtung verwendeten Folie an gegeben werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die Lehre von Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehre von Anspruch 27 gelöst.

Die Erfindung ermöglicht eine Tonerfixiervorrichtung hoher Qualität mit guter Beständigkeit, Fixierzuverlässigkeit und Papiertransportvermögen.

Beim erfindungsgemäßen Aufbau wird Aufzeichnungsmaterial durch den Ab schnitt zwischen der Heizwalze und der wärmeeständigen Folie transportiert, wenn sich die Heizwalze dreht. Da die aus einem elastischen Material beste hende Andrückvorrichtung gleichmäßig mit vorgegebenem Druck gegen die Au ßenumfangsfläche der Heizwalze gedrückt wird, wird ein auf dem Aufzeich nungsmaterial befindliches fixiertes Tonerbild gleichmäßig fixiert. Ferner ist die Festigkeit gegen Zugkräfte erhöht, da das Substrat der wärmebeständigen Folie aus einer Glasfaser besteht. Die wärmebeständige Folie erschlafft daher nicht aufgrund der Wärme oder der Zugkraft, wie sie von der Heizwalze ausge übt wird. Außerdem ist die Beständigkeit der wärmebeständigen Folie verbes sert, da sie hervorragende Abnutzungsbeständigkeit gegen die Heizwalze hat.

Die wärmebeständige Folie kann in der Richtung, in der Auf zeichnungsmaterial weitertransportiert wird, weiter sein als die Andrückvorrichtung, und der weitere Abschnitt kann an der stromaufwärtigen Seite in bezug auf die Andrückvorrich tung in derselben Richtung an einer Befestigungsstütze für die Andrückvorrichtung befestigt sein.

In diesen Fall verfügt die wärmebeständige Folie über eine größere Verbindungsfläche und gewährleistet auf einfache Weise ausreichende Verbindungsfestigkeit, wodurch es möglich ist, Abnutzung oder Ablösung von der Andrückvorrichtung zu verhindern. Auch kann die wärmebeständige Folie als Papier führung dienen, da sie an der Befestigungsstütze für die Andrückvorrichtung an der stromaufwärtigen Seite in derjeni gen Richtung befestigt ist, in der Aufzeichnungsmaterial weitertransportiert wird. Im Ergebnis kann Papier auf stabi le Weise weitertransportiert werden. Auch wirkt eine durch die Drehung der Heizwalze hervorgerufene Scherkraft nicht auf die Andrückvorrichtung ein, da die wärmebeständige Folie an der Befestigungsstütze für das Andrückteil befestigt ist. Demgemäß verformt sich die Andrückvorrichtung nicht, und ihre Beständigkeit ist verbessert. Ferner besteht für die Größe der Verbindungsfläche der Andrückvorrichtung, die unbedingt erforderlich ist, um deren Position zu fixieren, keine spezielle Beschränkung, da keine Scherkraft auf die Andrückvorrichtung einwirkt. Dadurch kann die Größe der An drückvorrichtung minimiert werden, was eine verkleinerte Tonerschmelzvorrichtung und eine Kostenverringerung ermög licht.

Ferner kann die Tonerschmelzzuverlässigkeit verbessert werden, ohne die Andrückwirkung der Andrückvorrichtung zu beeinträchtigen, wenn die wärmebeständige Folie und die Andrückvorrichtung nicht miteinander verbunden sind. Wenn dagegen die wärmebeständige Folie und die Andrückvorrichtung miteinander verbunden sind, ist die Klemmbreite verringert, da die Andrückwirkung der Andrückvorrichtung verringert ist, und demgemäß ist die Tonerschmelzzuverlässigkeit im Ver gleich zum obigen Fall verschlechtert.

Alternativ kann eine Metallfolie zwischen die wärmebeständi ge Folie und die Andrückvorrichtung eingefügt sein. In die sem Fall werden von der Heizwalze freigesetzte und auf grund der Reibung zwischen der wärmebeständigen Folie und der Heizwalze erzeugte Wärmemengen zur Metallfolie trans portiert, anstatt daß sie sich innerhalb der wärmebeständi gen Folie ansammeln. Demgemäß wird die Temperatur der wärme beständigen Folie bei der Erfindung nicht erhöht, und aus diesem Grund werden kaum Bilder verschmiert. Außerdem zeigt die wärmebeständige Folie hervorragende Beständigkeit, da Hitze an die Metallfolie übertragen wird, und dies, obwohl diese Folie bei wiederholter Wärmeansammlung bei Langzeit gebrauch beeinträchtigt wird.

Für ein vollständigeres Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu neh men.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer bei spielhaften Tonerfixiervorrichtung gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines die vorstehend genannte Tonerfixiervorrichtung verwendenden Laserdruckers;

Fig. 3(a) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands, bei dem eine Papiertransportkraft einer Heizwalze in der obi gen Tonerfixiervorrichtung unter Verwendung von weißem Papier gemessen wird;

Fig. 3(b) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands, bei dem eine Papiertransportkraft der Heizwalze bei der obi gen Tonerfixiervorrichtung unter Verwendung von zu 100% schwarzem, testen Papier gemessen wird;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Meßverfah ren für die obige Papiertransportkraft veranschaulicht;

Fig. 5 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau einer bei spielhaften Tonerfixiervorrichtung gemäß einer zweiten Aus führungsform der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht der vorstehend genannten To nerfixiervorrichtung;

Fig. 7(a) ist eine Vorderansicht, die ein Folienteil zeigt, das als Ergebnis der Anwendung eines herkömmlichen Folien herstellverfahrens zum Herstellen einer wärmebeständigen Folie gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erhal ten wurde;

Fig. 7(b) ist eine Schnittansicht der Fig. 7(a);

Fig. 8(a) ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Haftmittel auf die durch das obige Verfahren hergestellte wärmebeständige Folie aufgetragen ist, und sie zeigt einen Zustand, bei dem das Haftmittel nicht auf den oberen Endabschnitt der Folie aufgetragen ist;

Fig. 8(b) ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, bei dem das Haftmittel auch auf den unteren Endabschnitt der Folie aufgetragen ist;

Fig. 9(a) ist eine Ansicht, die einen Zustand erläutert, bei dem die wärmebeständige Folie von Fig. 8(a) an einem unteren Rahmen befestigt ist;

Fig. 9(b) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands, bei dem die wärmebeständige Folie von Fig. 8(b) am unteren Rah men befestigt ist;

Fig. 10(a) ist eine Vorderansicht, die ein Herstellverfahren für die wärmebeständige Folie gemäß der zweiten Ausführungs form veranschaulicht;

Fig. 10(b) ist eine Schnittansicht von Fig. 10(a);

Fig. 11(a) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Haftmittel auf die durch das obige Verfahren herge stellte wärmebeständige Folie aufgetragen ist, und sie zeigt einen Fall, bei dem die Breite des aufgetragenen Haftmittels maximal ist;

Fig. 11(b) ist eine Ansicht, die einen Fall zeigt, bei dem die Breite des aufgetragenen Haftmittels minimal ist;

Fig. 12(a) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands, bei dem die wärmebeständige Folie der Fig. 11(a) an einem unteren Rahmen befestigt ist;

Fig. 12(b) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands, bei dem die wärmebeständige Folie gemäß Fig. 11(b) am unte ren Rahmen befestigt ist;

Fig. 13(a) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Befestigen der wärmebeständigen Folie und eines Andrück teils am unteren Rahmen;

Fig. 13(b) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands, bei dem die wärmebeständige Folie und das Andrückteil voll ständig am unteren Rahmen befestigt sind;

Fig. 14(a) ist eine Vorderansicht, die die Form der obigen wärmebeständigen Folie zeigt;

Fig. 14(b) ist eine Schnittansicht durch Fig. 14(a);

Fig. 15 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer bei spielhaften Tonerfixiervorrichtung gemäß der dritten Aus führungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 16 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Messen des Ausmaßes eines Papiereinrollens erläutert, wie es durch die obige Tonerfixiervorrichtung hervorgerufen wird;

Fig. 17 ist eine Ansicht, die das Ausmaß von Papiereinrollen erläutert;

Fig. 18 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer bei spielhaften Tonerfixiervorrichtung gemäß der dritten Aus führungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 19(a) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Falls, bei dem ein Bild nicht verschmiert wird, wenn die obige Toner fixiervorrichtung verwendet wird;

Fig. 19(b) ist eine Ansicht zum Erläutern eines Falls, bei dem ein Bild verschmiert wird;

Fig. 20 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer bei spielhaften Tonerfixiervorrichtung gemäß einem herkömmli chen Verfahren mit Andrückkissen zeigt;

Fig. 21 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau einer bei spielhaften Tonerfixiervorrichtung gemäß einem herkömmli chen Verfahren mit Andrückfolie zeigt; und

Fig. 22 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Zustands der Tonerfixiervorrichtung von Fig. 20, wenn kein Papier durch sie transportiert wird.

ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erörtert die folgende Beschreibung ein Beispiel zur ersten Ausführungsform der Er findung. Es ist angenommen, daß die Tonerfixiervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einem Laserdrucker ver wendet ist.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, enthält der Laserdrucker einen Papierzuführabschnitt 10, eine Bilderzeugungsvorrich tung 20, einen Laserstrahl-Abtasterabschnitt 30 und eine Tonerfixiervorrichtung 50 gemäß der Erfindung. Der Papier zuführabschnitt 10 transportiert Papier 1 zur Bilderzeu gungsvorrichtung 20, die innerhalb des Druckers unterge bracht ist, und die Bilderzeugungsvorrichtung 20 überträgt ein Tonerbild auf das Papier 1. Das Papier 1 wird ferner zur Tonerfixiervorrichtung 50 weitertransportiert, um den Toner auf das Papier 1 aufzuschmelzen, und es wird mittels Papier transportwalzen 41 und 42 aus dem Drucker ausgegeben. Kurz gesagt, wird das Papier so durch den Drucker transportiert, wie es durch einen fetten Pfeil A angezeigt ist.

Der Papierzuführabschnitt 10 enthält eine Papierzuführschale 11, eine Papierzuführwalze 12, eine Papiertrenn-Reibungs platte 13, eine Andrückfeder 14, ein Papiererfassungs-Stell glied 15, einen optischen Sensor 16 zur Papiererfassung und eine Steuerschaltung 17.

Wenn ein Druckbefehl ausgegeben wird, werden Papierblätter 1, die als Stapel auf die Papierzuführschale 11 gelegt sind, durch die Zuführwalze 12, die Papiertrenn-Reibungsplatte 13 und die Andrückfeder 14 einzeln in den Drucker transpor tiert. Das so zugeführte Papier 1 trifft auf das Papierer fassungs-Stellglied 15, wodurch der optische Sensor 16 zur Papiererfassung ein elektrisches Signal ausgibt, das den Start für den Bilddruck anweist. Die durch das Papiererfas sungs-Stellglied 15 aktivierte Steuerschaltung 17 liefert ein Bildsignal an eine Laserdiode-Emissionseinheit 31 im Laserstrahl-Abtasterabschnitt 30 und steuert den Ein/Aus- Vorgang einer Emissionsdiode.

Der Laserstrahl-Abtasterabschnitt 30 enthält die Laserdiode- Emissionseinheit 31, einen Abtasterspiegel 32, einen Abta sterspiegelmotor 33 sowie Reflexionsspiegel 35 bis 37.

Ein von der Laserdiode-Emissionseinheit 31 abgestrahlter Laserstrahl 34 wird über die Reflexionsspiegel 36, 35 und 37 auf einen photoempfindlichen Körper 21 gestrahlt. Der photo empfindliche Körper 21 wird unten erläutert. Da der an der Laserdiode-Emissionseinheit 31 vorhandene Abtasterspiegel 32 durch den Abtasterspiegelmotor 33 so gedreht wird, daß er sich mit schneller, konstanter Geschwindigkeit dreht, ra stert der Laserstrahl 34 in der Längsrichtung des photoem pfindlichen Körpers 21 durch. Auch belichtet der Laserstrahl 34 den photoempfindlichen Körper 21 selektiv auf Grundlage der Information von der Steuereinheit 17 betreffend den Ein-/ Aus-Vorgang.

Die Bilderzeugungsvorrichtung 20 enthält den photoempfind lichen Körper 21, eine Übertragungswalze 22, ein Ladeteil 23, eine Entwicklungswalze 24, eine Entwicklungseinheit 25 und eine Reinigungseinheit 26.

Ein elektrostatisches latentes Bild wird dann erzeugt, wenn die Ladungen an der Oberfläche des photoempfindlichen Kör pers 21, der vorab durch das Ladeteil 23 geladen wird, durch den Laserstrahl 24 selektiv gelöscht werden. Der beim Ent wickeln des elektrostatischen latenten Bilds verwendete Toner ist in der Entwicklungseinheit 25 bevorratet. Der Toner, der geladen wird, während er entsprechend innerhalb der Entwicklungseinheit 25 gerührt wird, haftet an der Ober fläche der Entwicklungswalze 24 an. Dann wird das elektro statische latente Bild dadurch zu einen Tonerbild auf dem photoempfindlichen Körper 21 entwickelt, daß eine Vorspan nung an die Entwicklungswalze 24 angelegt wird und ein elek trisches Feld durch das Oberflächenpotential des photoem pfindlichen Körpers 21 entsteht.

Das vom Papierzuführabschnitt 10 zugeführte Papier 1 wird zwischen den photoempfindlichen Körper 21 und die Übertra gungswalze 22 eingebettet und weitertransportiert. Der Toner auf dem photoempfindlichen Körper 21 wird durch das elektri sche Feld aufgrund einer an die Übertragungswalze 22 ange legten Übertragungsspannung elektrisch an das Papier 1 ange zogen und auf dieses übertragen. Hier sei angemerkt, daß etwas Toner auf den photoempfindlichen Körper 21 durch die Übertragungswalze 22 auf das Papier 1 übertragen wird und daß der restliche Toner auf dem photoempfindlichen Körper 21 durch die Reinigungseinheit 26 gesammelt wird.

Anschließend wird das Papier 1 zur Tonerfixiervorrichtung 50 transportiert, und der Toner schmilzt und fixiert auf dem Papier 1, wenn auf dieses mittels eines Andrückteils 51 und einer auf 140°C gehaltenen Heizwalze 52 angemessene Tem peratur und angemessener Druck ausgeübt werden, um dadurch ein stationäres Bild herzustellen. Dann wird das Papier mit tels der Papiertransportwalzen 41 und 42 weitertransportiert und aus dem Laserdrucker ausgegeben. Die Tonerfixiervor richtung 50 wird nachfolgend detaillierter erläutert.

Wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, enthält die Toner fixiervorrichtung 50 das Andrückteil 51, die Heizwalze 52 sowie einen unteren Rahmen (Befestigungsstütze für das Andrückteil) 53. Die Heizwalze 52 besteht aus einem dünn wandigen Aluminiumzylinder, dessen Außenumfangsfläche ganz mit einem Kunstharzmaterial mit guter Formschmierungseigen schaft, gutem Papiertransportvermögen und guter Wärmebestän digkeit beschichtet ist, z. B. mit wärmebeständigen Silicon gummi. Eine Heizlampe 55 ist im Zentrum der Achse der Heizwalze 52 untergebracht.

Ein halbkreisförmiges Lager 60 (Lager S-Bear SS745: Starlite Co., Ltd.) ist in der oberen Hälfte der Heizwalze 52 in der Nähe jedes Endes derselben angebracht, was in Fig. 5 deutlicher dargestellt ist, die die unten erläuterte zweite Ausführungsform betrifft. Jedes Lager 60 ist in eine Heizwalzenabdeckung 59 aus einem wärmebeständigen Harz (G-PET: Mitsubishi Petrochemical Co.) eingebaut. Auf die Heizwalzenabdeckung 59 wird über eine Andrückfeder 58 ein Druck von 12 N durch einen oberen Rahmen 61 ausgeübt.

Das Andrückteil 51 besteht aus einen Silicongummischwamm (Silicon Sponge Rubber TL4400: Inoak Co., Ltd.) mit einer Dicke von 2 mm und einer Härte von ungefähr 30° gemessen in ASKER C. Das Andrückteil 51 ist zwischen einer L-förmigen Metallplatte 56 (SECC: Dicke t1) und der Außenumfangsfläche der Heizwalze 52 angeordnet, und es wird durch die An drückfeder 58 gegen die Heizwalze 52 gedrückt. Auch ist das Andrückteil 51 über ein wärmebeständiges, doppelseitiges Klebeband (doppelseitiges Klebeband 5302A: Nitto Denko Corp.) an der L-förmigen Metallplatte 56 befestigt. Ferner ist das Andrückteil 51 in eine Ausbauchung eingebettet, die vom unteren Rahmen 53 in der Nähe jedes Endes in der Längs richtung der L-förmigen Metallplatte 56 ausgebildet ist, wo durch es am unteren Rahmen 53 befestigt ist.

Eine wärmebeständige Folie 51, die in den Abschnitt zwischen dem Andrückteil 51 und der Heizwalze 52 eingesetzt ist, ist über ein wärmebeständiges, doppelseitiges Klebeband am Andrückteil 51 befestigt. Die wärmebeständige Folie 54 be steht aus einem Glasfasersubstrat (100 µm dick), das mit einem Kunstharzmaterial (100 µm dick) beschichtet oder im prägniert ist, das zufriedenstellende Formschmierungseigen schaft und zufriedenstellende Wärmebeständigkeit aufweist, wie einem Fluorharz, die durch PFA (Polytetrafluorethylen- Perfluoralkylvinylether-Copolymerharz) oder PTFE (Polytetra fluorethylen-Harz) repräsentiert sind. Kurz gesagt, hat die wärmebeständige Folie 54 eine Dicke von 200 µm. Beim vorlie genden Ausführungsbeispiel ist die wärmebeständige Folie 54 eine PTFE-Folie mit einem Reibungskoeffizient im Bereich von 0,04 bis 0,1 gegen Aluminium.

Die stromaufwärtige Seite des unteren Rahmens 53 in bezug auf die Heizwalze 52 (die Seite, von der her das Papier 1 transportiert wird) ist im wesentlichen entsprechend der Gesamtdicke aus dem Andrückteil 51 und der wärmebeständigen Folie 54 höher als die stromabwärtige Seite, und die L-för mige Metallplatte 56 ist in den Grenzabschnitt zwischen die sen zwei Niveaus eingesetzt. Demgemäß bildet die stromauf wärtige Seite eine Papierführung 57 zum Führen des Papiers 1 mit vorgeschmolzenem Toner, das vorwärts transportiert wird. Andererseits bildet die stromabwärtige Seite eine Papier führung 62 für das auszugebende Papier 1 nach dem Schmelz vorgang.

Beim vorstehend angegebenen Aufbau bewegt sich Papier 1 mit einem vorfixierten Tonerbild 2 in der Richtung, in der es durch Transportwalzen weitertransportiert wird (der durch einen Pfeil B gekennzeichneten Richtung), und es durchläuft den Klemmabschnitt zwischen der Heizwalze 52 und der wärmebeständigen Folie 54, geführt durch die Papierführung 57 für Papier mit vorfixiertem Toner. An dieser Stelle wird das vorfixierte Tonerbild 2, das mittels statischer Elektrizität am Papier anhaftet, durch Wärme und Druck, wie von der Heizwalze 52 zugeführt, auf dem Papier 1 fixiert, wodurch eine gewünschte Beschriftung oder ein Bild erzeugt wird. Anschließend durchläuft das Papier die Papierführung 62 für Papier nach dem Fixiervorgang und wird aus dem Druc ker ausgegeben. Mittels des vorstehend angegebenen Aufbaus wird der Fixiervorgang bei einem elektrophotographischen Prozeß abgeschlossen.

Beim vorstehend angegebenen Aufbau muß die Heizwalze 52 ausreichende Papiertransportkraft aufweisen, um ein Blatt Papier in der Richtung zu transportieren, in der es trans portiert werden soll. Die Papiertransportkraft, die dazu er forderlich ist, (a) weißes Papier zu transportieren, und (b) 100% schwarzes, festes Papier zu transportieren, wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 als einfaches Beispiel erläutert. "100% schwarzes, festes Papier" bedeutet Papier mit einem vorfixierten, schwarzen, festen Tonerbild 2 auf der Sei te der Heizwalze 52 und einem endgültig fixierten, schwarzen, festen Tonerbild 3 auf der Seite der wärmebestän digen Folie 54.

a) Wenn weißes Papier transportiert wird, muß die unten durch die Gleichung (1) ausgedrückte Bedingung erfüllt sein:
µ₁(t₁, m) . p < µ₂(t₂, m) . p + M_p (1),
wobei µ₁ der Reibungskoeffizient zwischen dem Beschichtungs material der Heizwalze 52 und dem Papier 1 ist, µ₂ der Reibungskoeffizient zwischen dem Material der wärmebeständi gen Folie 54 und dem Papier 1 ist, p der auf das Papier 1 ausgeübte Druck ist und M_p der Widerstand und die Transport kraft des Papiers 1 ist. Kurz gesagt, muß die Bedingung µ₁ < µ₂ erfüllt sein. Es ist jedoch zu beachten, daß der Reibungskoeffizient µ₁ von der Temperatur und der Art des Beschichtungsmaterials abhängt und daß der Reibungskoeffi zient µ₂ auf ähnliche Weise von der Temperatur und der Art des Folienmaterials abhängt.

Anders gesagt, ermöglicht es ein Erhöhen des Reibungskoeffi zients µ₁ zwischen der Heizwalze 52 und dem Papier 1 durch Ändern des Reibungskoeffizients µ₂ zwischen der wärme beständigen Folie 54 und dem Papier 1, Papier auf stabile Weise zu transportieren, wodurch seltener Papierstaus her vorgerufen werden.

Wenn der Reibungskoeffizient µ₂ 0,1 ist, der aufgebrachte Druck p 14 N ist und die Transportkraft M_p 1 N ist, muß der Reibungskoeffizient µ₁ beim vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,17 oder mehr betragen. Wenn der aufgebrachte Druck p auf 10 N verringert wird, muß der Reibungskoeffizient µ₁ 0,2 oder mehr betragen. Ferner muß dann, wenn der Reibungskoef fizient µ₂ auf 0,15 erhöht wird, der Reibungskoeffizient µ₁ 0,25 oder mehr sein. Daraus ist es ersichtlich, daß die Tonerfixiervorrichtung um so besser arbeitet, je kleiner der Reibungskoeffizient µ₂ des Materials der wärmebeständi gen Folie zu Papier 1 ist und je höher der angewandte Druck p ist. Es ist jedoch zu beachten, daß ein Erhöhen des ange wandten Drucks p auf mehr als das erforderliche Ausmaß das Reibungsdrehmoment erhöht, wodurch die Gesamtherstellkosten für die Tonerfixiervorrichtung erhöht werden.

a) Wenn 100% schwarzes, festes Papier transportiert wird, muß eine Bedingung erfüllt sein, wie sie durch die beiden untenangegebenen Gleichungen (2) und (3) wiedergegeben wird:
µ_c(t₁, m) . p < µ_s(t₂, m) . p + M_p (2),
F₂, F₂' < F₃ < F₁ (3),
wobei µ_c der Reibungskoeffizient zwischen dem Beschichtungs material der Heizwalze 52 und Papier 1 ist, µ_S der Rei bungskoeffizient zwischen dem Material der wärmebeständigen Folie 54 und Papier 1 ist, p der auf das Papier 1 ausgeübte Druck ist, M_p der Widerstand und die Transportkraft für das Papier 1 ist, F₁ eine Oberflächenspannung (Formschmierungs widerstand) zwischen dem Beschichtungsmaterial und Toner ist, F₂ eine Oberflächenspannung (Formschmierungswiderstand) zwischen der Oberfläche des Papiers 1 an der Seite der Heizwalze 52 und Toner ist, F₂' eine Oberflächenspannung (Formschmierungswiderstand) zwischen der Oberfläche des Papiers 1 auf der Seite der wärmebeständigen Folie 54 und Toner ist, und F₃ eine Oberflächenspannung (Formschmierungs widerstand) zwischen den Folienmaterial und Toner ist. Es ist jedoch zu beachten, daß ähnlich wie im Fall des Trans ports weißen Papiers die Reibungskoeffizienten µ_c und µ_s sowie die Oberflächenspannungen F₁, F₂, F₂' und F₃ abhängig von der Temperatur und der Art der Materialien bestimmt sind.

Die Fließfähigkeit von Toner ändert sich abhängig von der Temperatur, und die Oberflächenspannung und der Reibungs koeffizient zu den anderen Materialien nimmt mit ansteigen der Temperatur zu. Daher sind die Bedingungen im Fall des Transports eines 100% schwarzen, festen Papiers strenger als im Fall des Transport weißen Papiers. Genauer gesagt, muß im Fall des Transports von zu 100% schwarzem, festem Papier die Beziehung µ_s < µ₂ erfüllt sein, und das Beschich tungsmaterial muß einen größeren Reibungskoeffizient µ_S auf weisen, d. h. eine größere Transportkraft M_p als im Fall des Transports weißen Papiers.

Anschließend wurde der Zustand von Papier nach dem Transport durch den vorstehend angegebenen Aufbau unter Verwendung von doppelseitig schwarzem festem Papier mit einer Tonerdichte von 1,4 untersucht (Oberfläche, die der Heizwalze 52 zu gewandt ist: vorfixierter, schwarzer, fester Stoff; Oberfläche, die der wärmebeständigen Folie 54 zugewandt ist: schwarzer, fester Stoff nach dem Fixiervorgang). Es wurden fünf Typen von Heizwalzen 52 verwendet, die jeweils eine Transportkraft von 1,7 N, 2,5 N, 3 N, 5 N bzw. 15 N aufwie sen und über Formschmierungseigenschaft, Wärmebeständigkeit und Papiertransportvermögen verfügten. Papier wurde unter Mehrfachdruck- und Einfachdruckbedingungen transportiert: bei der erstgenannten Bedingung wurde Papier alle drei Se kunden transportiert, und die Temperatur wurde für drei Se kunden, in welcher Zeit kein Papier transportiert wurde, auf 140°C gehalten, und bei der letztgenannten Bedingung wurde Papier alle 60 Sekunden transportiert, und die Temperatur wurde in den 60 Sekunden, in denen kein Papier transportiert wurde, nicht eingestellt. Die Papiertransportrate betrug bei beiden Bedingungen 25 mm/s. Die Auswertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 dargelegt.

Tabelle 1

Die Tabelle 1 zeigt, daß dann, wenn die Heizwalze 52 eine Papiertransportkraft von 3 N, 5 N oder 15 N aufwies, die Papierblätter bei Mehrfachdruck- und Einzeldruckbedingungen leicht transportiert wurden. Ferner wurde die Heizwalze 52 einer Leerlaufdrehung unterworfen, und die wärmebeständi ge Folie 54 wurde bei 140°C Reibung für eine Periode unter worfen, die der Lebensdauer 60 K der Tonerfixiervorrichtung 50 entspricht. Anders gesagt, wurde, da der beim vorliegen den Ausführungsbeispiel verwendete Laserdrucker vier Papier blätter pro Minute bedruckt, die Heizwalze 52 einer Leer laufdrehung kontinuierlich über 15.000 Minuten (250 stunden) bei 140°C unterworfen. Im Ergebnis verringerte sich die Papiertransportkraft um 10%. Die Gründe für diese Verringe rung sind die folgenden: (1) die Reibung zwischen der Heizwalze 52 und der wärmebeständigen Folie 54 (hier eine PTFE-Folie) und (2) die Übertragung von PTFE der PTFE-Folie 54 auf die Seite der Überzugsschicht der Heizwalze 52.

Angesichts des Vorstehenden ist es ersichtlich, daß die be vorzugte Papiertransportkraft der Heizwalze 52 3 N oder mehr beträgt. Jede Art von Papier kann auf stabile Weise, ohne daß Papierstau hervorgerufen wird, dadurch transpor tiert werden, daß die minimale Papiertransportkraft bestimmt wird, und wenn die Papiertransportkraft ungefähr auf die minimale Papiertransportkraft eingestellt wird, kann eine Heizwalze 52 mit zufriedenstellender Toner-Formschmierungseigenschaft erzielt werden. Hierbei beträgt die Trans portkraft ungefähr 3,5 N.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Messen der Papiertrans portkraft unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

Papier 1, d. h. weißes Papier (128 g), wird in den Abschnitt zwischen der Heizwalze 52 und der wärmebeständigen Folie 54 eingeführt. Dann wird das Papier 1 dadurch weitertrans portiert, daß die Heizwalze 52 gedreht wird, während de ren Temperatur auf 140°C gehalten wird. Unter diesen Bedin gungen wird, wenn an einer am Papier 1 befestigten Feder waage 63 gezogen wird, die Transportwirkung des Papiers 1 aufgehoben, während die Heizwalze 52 sich weiter dreht. Wenn die Zugkraft der Federwaage 63 allmählich verringert wird, wird die Transportwirkung des Papiers 1 an einem be stimmten Punkt wieder aufgenommen, und der auf der Feder waage 63 zu diesem Zeitpunkt angezeigte Wert wird als Trans portkraft aufgezeichnet.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 14 erläutert die folgen de Beschreibung ein Beispiel zur zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Nachfolgend sind Komponenten, die mit solchen bei der ersten Ausführungsform übereinstimmen, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, und die Beschreibung die ser Komponenten wird zum Vereinfachen der Erläuterung nicht wiederholt.

Die Tonerfixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausfüh rungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 erläu tert. Diese Tonerfixiervorrichtung 70 enthält einen unteren Rahmen 73 sowie das Andrückteil 51 und die Heizwalze 52, die mit den entsprechenden Gegenstücken bei der ersten Ausführungsform identisch sind. Genauer gesagt, besteht die Heizwalze 52 aus einem dünnwandigen Aluminiumzylinder 52a, dessen Außenfläche mit dem Kunstharzmaterial 52b mit guter Formschmierungswirkung und guter Wärmebeständigkeit, wie Silicongummi, beschichtet ist, und aus der Heizlampe 55, die im Zentrum der Achse der Walze angebracht ist.

Die Heizwalze 52 wird drehbar durch zwei Lager 60 gehal ten, die an den beiden Enden derselben vorhanden sind. Die Lager 60 sind über jeweils eine Andrückfedern 58 am oberen Rahmen 61 befestigt. Dadurch wird die Heizwalze 52 mit einen vorgegebenen, von den Andrückfedern 58 ausgeübten Druck von 12 N gegen eine wärmebeständige Folie 74 und das Andrückteil 51 gedrückt. Die unter diesen Bedingungen zwi schen der Heizwalze 52 und der wärmebeständigen Folie 74 ausgebildete Klemmbreite beträgt ungefähr 1 mm.

Das Andrückteil 51 ist über die wärmebeständige Folie 74 unter der Heizwalze 52 angeordnet. Das Andrückteil 51 besteht aus einem Silicongummischwamm mit einer Dicke von 2 mm mit einer Härte von ungefähr 30°, gemessen in ASKER C. Das Andrückteil 51 ist über ein doppelseitiges Klebeband mit dem unteren Rahmen 73 verbunden.

Die wärmebeständige Folie 74 ist in der Richtung, in der das Papier weitertransportiert wird (der durch einen Pfeil B ge kennzeichneten Richtung), breiter als das Andrückteil 51. Die wärmebeständige Folie 74 ist über eine vorgegebene Brei te mit dem unteren Rahmen 73 verbunden, wobei es sich um ein Verfahren handelt, das unten näher erläutert wird. Die wär mebeständige Folie 74 besteht aus einem Glasfasersubstrat mit einer Dicke von 50 µm, das mit einem Kunstharzmaterial (50 µm dick) mit guter Formschmierungseigenschaft und Wärme beständigkeit, wie Fluorharzen, wie durch PFA, PTFE und der gleichen repräsentiert, beschichtet oder imprägniert ist.

Kurz gesagt, hat die wärmebeständige Folie 74 eine Dicke von 100 µm.

Der untere Rahmen 73 verfügt über Stufen. Genauer gesagt, ist die stromaufwärtige Seite (die Seite, von der her Papier zugeführt wird) des unteren Rahmens 73 in bezug auf die Heizwalze 52 im wesentlichen um die Dicke des Andrück teils 51 höher als die stromabwärtige Seite. Die obere Stufe des unteren Rahmens 73 ist ebenfalls gestuft: das obere Niveau ist um die Dicke der wärmebeständigen Folie 74 höher als das untere Niveau. Gemäß diesen Stufen und Niveaus kann ein Papier 1 gleichmäßig transportiert werden, ohne daß es an der wärmebeständigen Folie 74 verhakt, wenn diese am un teren Rahmen 73 befestigt ist.

Beim obenangegebenen Aufbau dreht sich, wenn ein Bild zu drucken ist, die Heizwalze 52 in der durch einen Pfeil C gekennzeichneten Richtung, während sie durch die Heizlampe 55 beheizt wird und durch eine nicht dargestellte Tempera turregelung auf 140°C gehalten wird. Dann wird ein Papier 1 mit einem darauf ausgebildeten, vorfixierten Tonerbild 2 zum Klemmabschnitt transportiert. Hierbei wird das Papier 1 durch die Drehung der Heizwalze 52 weitertransportiert, und das Tonerbild wird auf das Papier 1 fixiert, da das Papier 1 zur Heizwalze 52 eine größere Reibung als zur wärmebeständigen Folie 74 hat.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 14 ein Verfahren zum Befestigen der wärmebeständigen Folie 74 und des Andrückteils 51 am unteren Rahmen 73 beschrieben. Wie es in Fig. 13(a) dargestellt ist, wird das Andrückteil 51 zu nächst mittels eines doppelseitigen Klebebands 51a am unte ren Rahmen 73 befestigt, und ein Klebstoff 74a wird, wie es in Fig. 14 dargestellt ist, über die Breite L₂ an der strom aufwärtigen Seite auf die Rückseite der wärmebeständigen Folie 74 aufgetragen. "Rückseite auf der stromaufwärtigen Seite" bedeutet die Seite, von der her ein Papierblatt 1 über die mit den unteren Rahmen 73 verbundene wärmebeständi ge Folie 74 weitertransportiert wird. Dann wird, wie es in Fig. 13(a) dargestellt ist, die wärmebeständige Folie 74 mit dem aufgetragenen Klebstoff 74a an einer Stufenfläche D des unteren Rahmens 73 an der stromaufwärtigen Seite in der Richtung, in der Papier transportiert wird, verbunden. Es ist jedoch zu beachten, daß die wärmebeständige Folie 74 nicht mit dem Andrückteil 51 verbunden wird. Fig. 13(b) zeigt den Zustand, in dem die Befestigung des Andrückteils 51 und der wärmebeständigen Folie 74 am unteren Rahmen 73 abgeschlossen ist.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 12 ein Verfahren zum Herstellen der wärmebeständigen Folie 74 be schrieben. Eine Folie mit einem Klebstoff, wie für eine her kömmliche Tonerfixiervorrichtung verwendet, wird durch ein Formstanzverfahren hergestellt. Wenn die wärmebeständige Folie 74 durch dieses Verfahren hergestellt wird, wird eine wärmebeständige Folie 74' der Breite L₁', wie in Fig. 7 dar gestellt, mittels der folgenden Vorgänge erhalten:

1. ein Klebstoff 74a' wird auf die Rückseite eines Folien stücks in Streifen der Breite L₂' aufgetragen und
2. das Folienstück wird entlang gestrichelter Linien zer schnitten.

Wenn bei diesem Verfahren das Zerschneiden des Folienstücks nicht genau ist, kann eine sich ergebende wärmebeständige Folie 74' am oberen Ende keinen Klebstoff 74a' aufweisen, wie es in Fig. 8(a) dargestellt ist, oder sie kann Klebstoff 74a' auch am unteren Ende aufweisen, wie es in Fig. 8(b) dargestellt ist. Wenn die wärmebeständige Folie 74' gemäß Fig. 8(a) am unteren Rahmen 73 befestigt wird, rollt sich ihr Ende auf, wie es in Fig. 9(a) dargestellt ist, was zu Papierstau führt. Wenn die wärmebeständige Folie 74' von Fig. 8(b) an unteren Rahmen 73 befestigt ist, haftet sie teilweise am Andrückteil 51 an, was zu Fixierfehlern führt.

Angesichts des Vorstehenden wird die wärmebeständige Folie 74 bei der vorliegenden Ausführungsform durch das folgende Verfahren hergestellt. Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, wird Klebstoff 74a in Streifen der Breite L₄ (= 2 × L₂') mit einer Schrittweite der Breite L₃ (= 2 × L₁') in der Richtung entlang der Achse der Heizwalze 72 auf die Rückseite des Folienstücks aufgetragen. Die Folie wird entlang der gestri chelten Linien in der Mitte des Bereichs, in dem der Kleb stoff 74a aufgetragen ist (Streifen), und er wird auch in der Mitte des Bereichs zerschnitten, in dem kein Klebstoff 74a aufgetragen ist, jeweils in der Richtung entlang der Achse der Heizwalze 52.

In diesem Fall ändert sich selbst dann, wenn die Folie nicht genau ausgeschnitten wird, der mit Klebstoff versehene Ab schnitt hinsichtlich der Breite nur im Bereich zwischen einer minimalen Breite L_2min und einer maximalen Breite L_2max, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Demgemäß ist die Wahrscheinlichkeit, daß eine wärmebeständige Folie 74' her gestellt wird, deren oberes Ende nicht mit Klebstoff 74a' versehen ist oder deren unteres Ende ebenfalls mit Klebstoff 74a' versehen ist, beinahe auf Null verringert. Daher kann nicht nur eine billige wärmebeständige Folie 74 hergestellt werden, sondern es kann auch die Qualität der Tonerfixier vorrichtung 70 stabilisiert werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Position des Andrückteils 51 so festgelegt, daß der Klebstoff 74a selbst dann nicht am Andrückteil 51 anhaftet, wenn er mit der maxi malen Breite L_2max aufgetragen wird, wie es in Fig. 11(a) dargestellt ist. Auch sind die Schrittweite L₃ der Streifen aus Klebstoff 74a und die Breite der wärmebeständigen Folie 74 so festgelegt, daß der Klebstoff 74a selbst dann ausrei chende Festigkeit aufweist, wenn er mit der minimalen Breite L_2min aufgetragen ist, wie es in Fig. 11(b) dargestellt ist.

In einer Periode, in der kein Papier 1 durchgesetzt wird, wie bei der Vorabdrehung oder in Intervallen bei kontinuier licher Papierzufuhr, wird die wärmebeständige Folie 74 mit einer Kraft von ungefähr 1,2 N in der Richtung gezogen, in der Papier transportiert wird, und zwar aufgrund der Reibung zwischen der wärmebeständigen Folie 74 und der Heizwalze 52. Jedoch löst sich die wärmebeständige Folie 74 nicht vom unteren Rahmen 73 ab, da ihre Haftfestigkeit zum unteren Rahmen 73 selbst dann über 10 N beträgt, wenn der Klebstoff 74a nur über die Minimalbreite L_2min aufgetragen ist. Außer dem wird die wärmebeständige Folie 74 aufgrund der von der Heizwalze 52 übertragenen Wärme oder Zugkraft nicht schlaff, da sie durch Glasfasern verstärkt ist. Darüber hin aus hat die wärmebeständige Folie 74 dann, wenn das Fluor harz in das Glasfasersubstrat imprägniert ist, bessere Haft festigkeit als bei herkömmlicher Beschichtung mit einem Fluorharz, was zu hervorragender Abnutzungsbeständigkeit führt. Kurz gesagt, kann die Beständigkeit der wärmebestän digen Folie 74 verbessert werden.

Da die wärmebeständige Folie 74 in der Richtung, in der Pa pier weitertransportiert wird, breiter als das Andrückteil 51 ist, und da sie am unteren Rahmen 73 befestigt ist, kann sie auch als Papierführung für den stabilen Weitertransport von Papier dienen. Ferner kann sie, da sie am unteren Rahmen 73 befestigt ist, für folgendes sorgen: (1) sie kann mit einer größeren Fläche am unteren Rahmen 73 anhaften, was auf einfache Weise für ausreichende Haftfestigkeit sorgt; und (2) es wird keine Reibung zwischen dem Andrückteil 51 und der Heizwalze 52 erzeugt, wenn sich diese dreht, und da bei wird Druck nur in vertikaler Richtung auf das Andrück teil 51 ausgeübt, was die beim herkömmlichen Verfahren mit Andrückkissen hervorgerufene Schwierigkeit beseitigt, näm lich eine Verformung des Andrückteils 50 aufgrund von Scher kräften.

Auch kann das Andrückteil 51 in solchem Ausmaß verkleinert werden, daß eine ausreichende Klemmbreite gewährleistet ist (hier beträgt die Klemmbreite des Andrückteils 51 4 mm). Demgemäß kann die Vorrichtung verkleinert werden, und die Herstellkosten können verringert werden. Ferner kann das Andrückteil 51 die wärmebeständige Folie 74 mit gleichmäßi gem Druck in der Längsrichtung der Heizwalze 52 auf diese drücken. Daher können Tonerbilder gleichmäßig fixiert werden. Darüber hinaus kann im Vergleich mit dem herkömmli chen Verfahren mit Andrückfolie der Druck pro Einheitsfläche erhöht werden, während die Klemmbreite verkleinert werden kann (die Klemmbreite beträgt hier 1 mm), weswegen sich das Papier 1 kaum einrollt.

Nachfolgend wurde die Beziehung zwischen dem durch die An drückfedern 58 ausgeübten Druck und der Tonerfixierzuver lässigkeit beim Transport von benutztem Papier usw. unter sucht. Es ist zu beachten, daß der hier genannte ausgeübte Druck den Gesamtdruck bedeutet, der durch die zwei Andrück federn 58 ausgeübt wird, und die Fixierzuverlässigkeit die Verbleibensrate von Toner nach einem Reibtest bedeutet. Transportbereitschaft für benutztes Papier bedeutet, ob ein Papierstau auftritt oder nicht, wenn ein Probenpapier trans portiert wird, dessen Rückseite zu 100% einen schwarzen, festen Stoff trägt. Bildverschmierung auf der Rückseite wurde hinsichtlich der Verschmierung eines Bilds untersucht, das, als 0,2 mm breite, gerade Linie in der Längsrichtung der Heizwalze 52 auf die Rückseite eines Probenpapiers aufgedruckt war. Die Auswertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargelegt.

Tabelle 2

Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Erhöhung des ausgeübten Drucks die Fixierzuverlässigkeit verbessern kann, aber andererseits die Transportbereitschaft für benutztes Papier verringert und die Bildverschmierung erhöht. Dies, da sich die Klemmbreite erhöht, wenn der ausgeübte Druck erhöht wird, weswegen die Rückseite von Papier 1 länger erwärmt wird und außerdem das Papier 1 fester an der wärmebeständi gen Folie 74 anliegt. Die Tabelle 2 gibt an, daß der bevor zugterweise ausgeübte Druck, bei dem die Bedingungen hin sichtlich der Fixierzuverlässigkeit, der Transportbereit schafft für benutztes Papier und der Verschmierung eines Bilds auf der Rückseite erfüllt sind, im Bereich zwischen 10 und 14 N liegt. Daher wird dann, wenn der ausgeübte Druck im vorstehend genannten Bereich eingestellt wird, nicht nur ausreichende Fixierzuverlässigkeit gewährleistet, sondern es können auch Schwierigkeiten bei doppelseitigem Druck beseitigt werden, wie Bildverschmierung oder Papierstau. Bei der vorliegenden Erfindung übt jede Andrückfeder 58 einen Druck von 6 N aus, was einen Gesamtdruck von 12 N ausmacht.

Anschließend wurde die Fixierzuverlässigkeit (d. h. die Verbleibensrate nach einem Reibtest) für Fälle verglichen, bei denen die wärmebeständige Folie 74 und das Andrückteil 51 (hier ein Silicongummischwamm) mittels eines wärmebestän digen, doppelseitigen Klebebands aufeinanderlaminiert waren bzw. dies nicht der Fall war. Die Vergleichsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargelegt.

Tabelle 3

Die Tabelle 3 zeigt, daß die Fixierzuverlässigkeit verbes sert ist, wenn die wärmebeständige Folie 74 und das Andrück teil 51 nicht aufeinanderlaminiert sind. Dies deswegen, weil dann, wenn diese Teile mittels eines wärmebeständigen, dop pelseitigen Klebebands aufeinanderlaminiert sind, die Ela stizität des Silicongummischwamms aufgrund der Dicke und der Härte des Bands und der durch die Laminierung hervorgerufe nen Verbindung verringert ist, was die Klemmbreite im Ver gleich zu dem Fall einengt, bei dem diese Teile nicht auf einanderlaminiert sind. Demgemäß kann die Fixierzuverlässigkeit ohne Beeinträchtigung der Einwirkung des Andrück teils 51 verbessert werden, wenn die wärmebeständige Folie 74 und das Andrückteil 51 nicht aufeinanderlaminiert sind.

Anschließend wurde die Dauerverformung des Andrückteils 51 und die Fixierzuverlässigkeit für den Fall untersucht, daß die Art und Härte des Andrückteils 51 geändert wurde. Die Verformung, wie sie auftrat, wenn das Andrückteil 51 bei hoher Temperatur und Feuchtigkeit (35° bzw. 90%) stehenge lassen wurde, wurde als Dauerverformung aufgezeichnet. Die Auswertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 darge legt.

Tabelle 4

Wenn das Andrückteil 51 aus festem Silicongummi bestand, trat keine Schwierigkeit hinsichtlich Dauerverformung auf. Da jedoch fester Silicongummi härter als Silicongummischwamm ist, konnte das Andrückteil 51 für keine gleichmäßige Klemm breite sorgen, wodurch Tonerbilder in der Längsrichtung der Heizwalze 52 ungleichmäßig geschmolzen wurde. Wenn das Andrückteil 51 aus Silicongummischwamm bestand, trat keine dauerhafte Verformung auf und die Fixierzuverlässigkeit war zufriedenstellend, wenn seine Härte gemessen in ASKER C 30° oder mehr betrug. Die Verwendung eines Andrückteils 51 mit einer Härte von 20° oder weniger, gemessen in ASKER C, führ te zwar zu zufriedenstellender Fixierzuverlässigkeit, je doch war es zu weich, und es entstand Dauerverformung.

Demgemäß kann, wenn das Andrückteil 51 aus einem elastischen Schaummaterial mit einer Härte von über 20°, gemessen in ASKER C, besteht, ausreichende Fixierzuverlässigkeit auf weisen, ohne daß Dauerverformung auftritt. Das Andrückteil 51 bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Silicon gummischwamm mit einer Härte von 30°, gemessen in ASKER C.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 17 erörtert die folgen de Beschreibung ein Beispiel zur dritten Ausführungsform ge mäß der Erfindung. Nachfolgend sind gleiche Komponenten wie bei den vorigen Ausführungsformen mit denselben Bezugszahlen wie dort bezeichnet, und die Beschreibung dieser Komponenten wird zum Vereinfachen der Beschreibung nicht wiederholt.

Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, enthält eine Toner fixiervorrichtung 80 der vorliegenden Ausführungsform einen unteren Rahmen 83, ein Andrückteil 51 und eine Heizwalze 52, und bei dieser Ausführungsform wird auch die bei der zweiten Ausführungsform verwendete wärmebeständige Folie 74 verwendet.

Genauer gesagt, besteht die Heizwalze 52 aus einem dünnwandigen Aluminiumzylinder (ϕ 14 mm, Dicke t 0,5 mm), dessen Außenumfangsfläche ganz mit einem Kunstharzmaterial mit zu friedenstellenden Formschmierungseigenschaften, zufrieden stellenden Papiertransportvermögen und zufriedenstellender Wärmebeständigkeit beschichtet ist, z. B. mit einem wärme beständigen Gummi mit zufriedenstellendem Papiertransport vermögen wie Fluorgummi und Silicongummi, dessen Hauptbe standteil ein Fluorharz mit zufriedenstellenden Formschmie rungseigenschaften ist, wie durch PTFE, PFA oder dergleichen repräsentiert. Die Heizlampe 55 ist im Zentrum der Achse der Heizwalze 52 angeordnet.

Das Andrückteil 51 ist ein Silicongummischwamm mit einer Dicke von 2 mm, und es ist über die L-förmige Metallplatte 56 mit dem unteren Rahmen 82 verbunden; es verfügt über eine Härte von ungefähr 300, gemessen in ASKER C. Die wärmebe ständige Folie 74, die in der Richtung, in der Papier wei tertransportiert wird, weiter als das Andrückteil 51 ist, ist an der Oberseite des Andrückteils 51 angeordnet. Diese wärmebeständige Folie 74 besteht aus einem Glasfasersubstrat (100 µm dick), das mit einem Kunstharzmaterial beschichtet oder imprägniert ist (100 µm dick) und gute Formschmierungs eigenschaften und gute Wärmebeständigkeit aufweist, wie durch PFA, PTFE und dergleichen repräsentierte Fluorharze. Kurz gesagt, hat die wärmebeständige Folie 74 eine Dicke von 200 µm. Sie ist an der stromaufwärtigen Seite in der Rich tung, in der Papier transportiert wird, über ein wärmebe ständiges Harz mit dem unteren Rahmen 83 verbunden.

Der untere Rahmen 83 verfügt im Vergleich mit dem unteren Rahmen 73 bei der zweiten Ausführungsform über eine größere Differenz (hier 2,5 mm) der Stufenhöhe dort, wo die wärme beständige Folie 74 befestigt wird. Anders gesagt, sind die Stufen so ausgebildet, daß die stromaufwärtige Seite des unteren Rahmens 83 höher als der Endpunkt der wärmbeständigen Folie 74 ist, wenn diese am unteren Rahmen 83 befestigt ist. Der Aufbau über der Heizwalze 52 ist mit dem bei der ersten Ausführungsform identisch.

Bein vorstehend genannten Aufbau verfügt der untere Rahmen 83 über Stufen, und eine wärmebeständige Folie 74, die in der Richtung, in der Papier transportiert wird, breiter als das Andrückteil 51 ist, wird an der stromaufwärtigen Seite in derselben Richtung auf die gestufte Fläche aufgelegt. Demgemäß kann die wärmebeständige Folie 74 auch als Papier führung für Papier mit vorgeschmolzenem Toner dienen, was die Transportbereitschaft für Papier verbessert. Auch kann Papier in Vergleich zum Fall bei der zweiten Ausführungsform stabiler weitertransportiert werden, da die Differenz der Stufenhöhe bei der vorliegenden Ausführungsform erhöht ist.

Nachfolgend wurde das Ausmaß von Papiereinrollen unter Ver wendung der Tonerfixiervorrichtung 80 gemessen. Das Ein rollausmaß wurde so gemessen, wie es in Fig. 16 veranschau licht ist, nämlich bei einer Wegänderung L, die der kürzeste Abstand zwischen einer durch das Zentrum der Heizwalze 52 gehenden vertikalen Achse und dem Endpunkt der wärmebestän digen Folie 74 oder dem Andrückteil 51 an der stromabwärti gen Seite in der Papiertransportrichtung ist. Wie es in Fig. 17 dargestellt ist, wird das Einrollausmaß wie folgt berech net:

1. nachdem das Papier 1 transportiert wurde, wird es auf eine ebene Fläche gelegt;
2. die Gesamthöhe gegen die ebene Fläche wird für die vier Ecken 1a, 1b, 1c und 1d eines Papierblatts 1 gemittelt und
3. die mittleren Höhen von zehn Papierblättern werden ge mittelt.

Das bevorzugte Einrollausmaß beträgt 8 mm oder weniger. Die Meßergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 dargelegt.

Tabelle 5

Es ist ersichtlich, daß das Einrollausmaß um so kleiner ist, je kleiner der Abstand L ist. Wenn jedoch der Abstand L Null ist, ist keine Klemmbreite zwischen der Heizwalze 52 und der wärmebeständigen Folie 74 vorhanden. Wenn jede Andrück feder 58 eine Kraft von 6 N auf die wärmebeständige Folie 74 ausübt (der ausgeübte Gesamtdruck beträgt 12 N), wird eine Klemmbreite von ungefähr 1 mm ausgebildet. Demgemäß wird der Minimalwert für den Abstand L, nämlich 0,5 mm, dadurch auf gefunden, daß die Klemmbreite durch zwei geteilt wird. Wenn der Abstand L größer als 2 mm (L < 2 mm) ist, erfüllt das Einrollausmaß den Bezugswert, also 8 mm oder weniger, nicht. Daher kann die Tonerfixiervorrichtung nur dann, wenn der Abstand L der Bedingung 0,5 ≦ L ≦ 2 genügt, für ausreichende Fixierzuverlässigkeit sorgen, während das Einrollausmaß verringert ist.

Wie es in Fig. 16 dargestellt ist, ist Θ der Winkel, den eine das untere Ende der wärmbeständigen Folie 74 oder des Andrückteils 51 und das Zentrum der Heizwalze 52 verbin dende Linie gegen die Normale auf der wärmebeständigen Folie und dem Andrückteil 51 bildet, und mit diesem Winkel kann die obenangegebene Bedingung L ≦ 2 als Θ < 20° umgeschrieben werden.

Ferner wurde ein weiterer Versuch auf dieselbe Weise mit der Ausnahme ausgeführt, daß der Durchmesser der Heizwalze 52 von ϕ 30 auf ϕ 14 erhöht wurde, wobei die Ergebnisse in der folgenden Tabelle 6 dargelegt sind.

Tabelle 6

Es ist ersichtlich, daß dann, wenn L ≦ 4 gilt, das Einroll ausmaß dem Bezugswert, d. h. 8 mm oder weniger, genügt. Es ist zu beachten, daß L ≦ 4 als Θ < 20° umgeschrieben werden kann. Demgemäß ist dann, wenn die Bedingung 0 < Θ < 20° er füllt ist, nicht nur das Einrollausmaß verringert, sondern es können auch zufriedenstellende Bildeigenschaften erhalten werden. Die wärmebeständige Folie 74 und das Andrückteil 51 sind an ihren unteren Enden an der stromabwärtigen Seite in der Richtung, in der Papier transportiert wird, bei dieser Ausführungsform zueinander ausgerichtet; jedoch wurden die selben Ergebnisse erhalten, wenn die wärmebeständige Folie 74 in der genannten Richtung länger als das Andrückteil 51 war.

VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM

Unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 erörtert die folgen de Beschreibung ein Beispiel zur vierten Ausführungsform der Erfindung. Nachfolgend sind gleiche Komponenten wie bei den vorigen Ausführungsformen mit denselben Bezugszahlen gekenn zeichnet, und die Beschreibung dieser Komponenten wird zum Vereinfachen der Beschreibung nicht wiederholt.

Wie es in Fig. 18 dargestellt ist, enthält eine Toner fixiervorrichtung 90 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen unteren Rahmen 83, das Andrückteil 51 und die Heiz walze 52, wie bei der dritten Ausführungsform, und über dem Andrückteil 51 sind eine Metallfolie 94 und die wärmebestän dige Folie 74 vorhanden.

Das Andrückteil 51 ist ein Silicongummischwamm mit einer Dicke von 2 mm und einer Härte von ungefähr 30°, gemessen in ASKER C. Das Andrückteil 51 ist über die L-förmige Metall platte 56 mit dem unteren Rahmen 83 verbunden. Die wärmebe ständige Folie 74 besteht aus einem Glasfasersubstrat (100 µm dick), das mit einem Kunstharzmaterial (100 µm dick) mit guten Formschmierungseigenschaften und guter Wärmebe ständigkeit beschichtet oder imprägniert ist, wie beim Bei spiel mit Fluorharzen, wie durch PFA, PTFE und dergleichen repräsentiert. Kurz gesagt, hat die wärmbeständige Folie 74 eine Dicke von 200 µm. Die Metallfolie 94 unter der wärmebe ständigen Folie 74 ist eine Folie aus Hartaluminium (40 µm dick), und die wärmebeständige Folie 74 wie auch die Metall folie 94 sind an der stromaufwärtigen Seite in der Papier transportrichtung auf den unteren Rahmen 83 auf laminiert. Die wärmebeständige Folie 74 ist über ein wärmebeständiges Harz mit einer Dicke von 30 µm mit der Metallfolie 94 ver bunden, und diese Metallfolie 94 ist über ein wärmebeständi ges Harz mit dem unteren Rahmen 83 verbunden. Der Aufbau der Tonerfixiervorrichtung 90 über der Heizwalze 52 ist identisch mit dem bei der ersten Ausführungsform.

Versuche zur Fixierzuverlässigkeit und zur Bildverschmie rung an der Rückseite wurden unter Verwendung der wie oben beschrieben aufgebauten Tonerfixiervorrichtung 90 ausge führt. Es wurden drei Arten von Material für die Metallfolie 94 verwendet, nämlich Hartaluminium, Kupfer und rostfreier Stahl, jeweils mit einer Dicke von 40 µm. Die Papiertrans portrate betrug 25 mm/s, und die Temperatur der Heizwalze 52 betrug 140°C. Betreffend die Bildverschmierung auf der Rückseite wurde untersucht, ob ein Bild verschmiert wurde, wenn ein Probenpapier, dessen Rückseite mit einer geraden Linie von 0,5 mm Breite, die 5 mm entfernt vom Vorderende des Papiers 1 in der Längsrichtung der Heizwalze 52 auf gedruckt war, verschmiert wurde oder nicht. Fig. 19 zeigt Fälle, in denen Bilder verschmiert oder nicht verschmiert waren. Die Auswertungsergebnisse sind in der untenangegebe nen Tabelle 7 dargelegt.

Tabelle 7

Es ist ersichtlich, daß abweichend vom Fall einer Folie aus rostfreiem Stahl, die schlechte Wärmeleitfähigkeit hat, Fo lien aus Aluminium und Kupfer, die gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen, praktisch keine Bildverschmierung hervorruft. Auch waren die Temperaturen der wärmebeständigen Folie 74 (PTFE-Folie) unmittelbar nach einem Papiertransport 115°C, 113°C und 120°C, wenn die Metallfolie 74 aus Aluminium, Kup fer bzw. rostfreiem Stahl bestand. Der Grund für diese Tem peraturdifferenzen ist der, daß die Wärme, die sich in der PTFE-Folie angesammelt hatte, auf die darunterliegende Metallfolie 94 übertragen wurde. Demgemäß ermöglicht es das Einfügen einer Metallfolie 94 mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie einer solchen aus Aluminium oder Kupfer, zwischen die wärmebeständige Folie 74 und das Andrückteil 51, für zufrie denstellende Fixierzuverlässigkeit zu sorgen, während Schwierigkeiten beseitigt werden wie sie bei doppelseitigem Druck auftreten können, wie Bildverschmierung und Papier stau. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird wegen des Funktionsvermögens und der Herstellkosten der Vorrichtung eine Folie aus Hartaluminium verwendet.

Ferner wurden Änderungen der Fixierzuverlässigkeit usw. ab hängig von der Dicke der Metallfolie 94, also derjenigen aus Aluminium, untersucht, und die Ergebnisse sind in der fol genden Tabelle 8 dargelegt.

Tabelle 8

Wenn keine Aluminiumfolie verwendet wurde, waren Bilder deutlich verschmiert, und die Temperatur der PTFE-Folie hat te Werte bis zu 123°C. Wenn die Aluminiumfolie 150 µm dick war, gab es keine Bildverschmierung, jedoch war die Fixier zuverlässigkeit auf 69,5% verringert. Daraus ist ersicht lich, daß die bevorzugte Dicke der Metallfolie 94 der wärme beständigen Folie 74 100 µm oder weniger beträgt und daß bevorzugtere Dicken im Bereich zwischen 40 und 70 µm liegen.

Die bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Wärme beständige Folie 74 bestand aus einen Kunstharzmaterial mit guten Formschmierungseigenschaften, Glätte und Wärmebestän digkeit, d. h. aus einer Folie, die hauptsächlich aus PTFE mit einem Glasfasersubstrat von 100 µm Dicke bestand. Da je doch PTFE eine Wärmeleitfähigkeit mit dem niedrigen Wert von 0,2 kcal/m.h.°C aufweist, wurde die Metallfolie 94 unter die wärmebeständige Folie 74 eingefügt, um Bildverschmierungen durch Absenken der Temperatur der wärmebeständigen Folie 74 zu beseitigen. Hierbei wurde die Metallfolie 94 nicht in die wärmebeständige Folie 74 integriert, sondern statt dessen wurden einige Prozent eines Materials mit guter Wärmeleit fähigkeit (ungefähr um den Faktor 700 im Vergleich mit PTFE erhöht), wie Kohlenstoff, Molybdän, Graphit oder Bornitrid, mit dem PTFE der wärmebeständigen Folie vermischt, und es wurden Versuche auf dieselbe Weise wie oben angegeben ausge führt, wobei die Ergebnisse in der folgenden Tabelle 9 dar gelegt sind.

Tabelle 9

Es ist ersichtlich, daß dann, wenn ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit in die wärmebeständige Folie 74 einge mischt ist, die Temperatur derselben erniedrigt ist, weswe gen nicht nur Bildverschmierung beseitigt wird, sondern auch die Druckqualität zufriedenstellend ist. Demgemäß ermöglicht es das Zumischen eines Materials mit guter Wärmeleitfähig keit, für zufriedenstellende Schmelzzuverlässigkeit zu sor gen, während Schwierigkeiten im Fall doppelseitigen Drucks, wie verschmierte Bilder oder Papierstau, vermieden werden.

Claims

1. Tonerfixiervorrichtung zum Fixieren eines vorfixierten Tonerbilds auf ei nem Aufzeichnungsmaterial (1), mit:
einer Heizwalze (52),
einem Andrückteil (51) aus einem elastischen Material, das mit gleichmäßigem Druck an die Außenumfangsfläche der Heizwalze (52) gedrückt wird, und
einer wärmebeständigen Folie (54, 74) aus einem Substrat aus einer Glasfaser, die an der Oberfläche des Andrückteils angebracht ist und in Kontakt mit der Heizwalze steht, wodurch das Aufzeichnungsmaterial (1) zwischen der Heizwalze und der wärmebeständigen Folie hindurchtransportiert wird, wenn sich die Heizwalze (52) dreht,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Befestigungsstütze (73) für das Andrückmaterial (51) eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, wobei die obere Fläche, die an der stromauf wärtigen Seite in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials (1) liegt, um die Gesamtdicke aus dem Andrückteil und der wärmebeständigen Folie höher als die untere Fläche ist,
die obere Fläche auf solche Weise schräg gestellt ist, dass dann, wenn die wär mebeständige Folie (54, 74) in einem schräg gestellten Abschnitt befestigt ist, die stromaufwärtige Seite des schräg gestellten Abschnitts höher als der Endab schnitt der wärmebeständigen Folie an der stromaufwärtigen Seite ist;
eine Fläche des Andrückteils (51), die diejenige der Flächen desselben ist, die von der Fläche abgewandt ist, auf der die wärmebeständige Folie aufgelegt ist, in der Nähe der Grenze zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche an der unteren Fläche befestigt ist.

2. Tonerfixiervorrichtung zum Fixieren eines vorfixierten Tonerbilds auf ei nem Aufzeichnungsmaterial (1), mit:
einer Heizwalze (52),
einem Andrückteil (51) aus einem elastischen Material, das mit gleichmäßigem Druck an die Außenumfangsfläche der Heizwalze (52) gedrückt wird, und
einer wärmebeständigen Folie (54, 74) aus einem Substrat aus einer Glasfaser, die an der Oberfläche des Andrückteils angebracht ist und in Kontakt mit der Heizwalze steht, wodurch das Aufzeichnungsmaterial zwischen der Heizwalze und der wärmebeständigen Folie hindurchtransportiert wird, wenn sich die Heizwalze dreht,
gekennzeichnet durch
eine Metallfolie (94), die zwischen die wärmebeständige Folie (54, 74) und das Andrückteil (51) eingefügt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasersubstrat der wärmebeständigen Folie (54, 74) mit einem Fluorharz mit gutem Formschmiervermögen und guter Wärmebeständigkeit beschichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluor harz ein Polytetrafluorethylen-Perfluoralcylvinylether-Copolymerharz oder ein Polytetratfluorethylenharz ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasersubstrat der wärmebeständigen Folie mit einem Fluorharz mit gutem Formschmiervermögen und guter Wärmebeständigkeit imprägniert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluor harz ein Polytetrafluorethylen-Perfluoralcylvinylether-Copolymerharz oder ein Polytetratfluorethylenharz ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Heizwalze (52) einen größeren Reibungskoeffizient gegen über Aufzeichnungsmaterial (1) als die wärmebeständige Folie (54, 74) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wär mebeständige Folie (54, 74) der folgenden Beziehung genügt:
F₂, F₂' < F₃ < F₁,
wobei F₁ die Oberflächenspannung zwischen der Heizwalze (52) und dem Toner ist, F₂ die Oberflächenspannung zwischen dem Aufzeichnungsmaterial (1) auf der Seite der Heizwalze und dem Toner ist, F₂' die Oberflächenspannung zwi schen der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials auf der Seite der wärmebe ständigen Folie (54, 74) und dem Toner Ist, und F₃ die Oberflächenspannung zwischen der wärmebeständigen Folie und dem Toner ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Papier transportkraft der Heizwalze (52) nicht höher als 3 N ist, wobei diese Papier transportkraft als diejenige Kraft definiert ist, die die Papiertransportwirkung aufhebt, während sich die Heizwalze dreht, gemessen am Punkt, an dem die Pa piertransportwirkung wieder aufgenommen wird, wenn die Kraft allmählich ver ringert wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die wärmebeständige Folie (54, 74) in der Richtung, in der das Aufzeichnungsmaterial (1) transportiert wird, so breit wie das Andrückteil (51) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Befestigungs stütze (53) für das Andrückteil (51) mit einer oberen und einer unteren Fläche,
wobei die obere Fläche an der stromaufwärtigen Seite in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials (1) um die Gesamtdicke des Andrückteils und der wärmebeständigen Folie (54) höher als die untere Fläche ist;
wobei die Oberfläche des Andrückteils, die von derjenigen seiner Flächen abge wandt ist, auf der die wärmebeständige Folie liegt, an der unteren Fläche in der Nähe der Grenze zwischen der oberen und der unteren Fläche befestigt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Befestigungs stütze (73) für das Andrückteil (51), an der dieses befestigt ist, wobei:
die wärmebeständige Folie (74) in der Richtung, in der das Aufzeichnungsmate rial (1) transportiert wird, breiter als das Andrückteil ist; und
der breitere Teil der wärmebeständigen Folie an der stromaufwärtigen Seite in bezug auf das Andrückteil in dieser Richtung an der Befestigungsstütze für das Andrückteil befestigt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wär mebeständige Folie (74) nicht mit dem Andrückteil (51) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befe stigungsstütze (73) für das Andrückteil (51) eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, wobei die obere Fläche, die an der stromaufwärtigen Seite in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials (1) liegt, um die Gesamtdicke aus dem Andrückteil und der wärmebeständigen Folie höher als die untere Fläche ist;
wobei die obere Fläche leicht schräg gestellt ist, wobei die wärmebeständige Folie glatt übergehend am schrägen Bereich befestigt ist, und
wobei eine Fläche des Andrückteils, die diejenige der Flächen desselben ist, die von der Fläche abgewandt ist, auf der die wärmebeständige Folie aufgelegt ist, in der Nähe der Grenze zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche an der unteren Fläche befestigt ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Heizwalze (52) einen Druck im Bereich zwischen 10 und 14 N auf das Andrückteil (51) ausübt.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Andrückteil (51) aus einem elastischen Schaummaterial mit einer Härte über 20°, gemessen in ASKER-C, besteht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das ela stische Material ein Silicongummischwamm ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Position des Andrückteils (51) in bezug auf die Heizwalze (52) so eingestellt ist, dass die folgende Beziehung erfüllt ist:
0° < Θ < 20°,
wobei Θ der Winkel ist, der den eine sich ausgehend vom Zentrum der Heizwalze erstreckende Normale auf dem Andrückteil mit einer Linie bildet, die das Zen trum der Heizwalze mit dem Endpunkt des Andrückteils auf der stromabwärti gen Seite in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials (1) verbindet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der kür zeste Abstand von der Normalen zum Endpunkt des Andrückteils (51) auf der stromabwärtigen Seite in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials nicht kleiner als 0,5 mm ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall folie (94) eine solche aus Aluminium oder Kupfer ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Alu miniumfolie nicht dicker als 100 µm ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Aluminiumfolie (94) im Bereich zwischen 40 und 70 µm liegt.

23. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die wärmebeständige Folie (54, 74) eine kleine Menge eines Ma terials enthält, das eine bessere Wärmeleitfähigkeit als die Glasfaser aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Ma terial mit besserer Wärmeleitfähigkeit Kohlenstoff, Molybdän, Graphit oder Bor nitrid ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Befestigungsstütze (79) für das Andrückteil (51) eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, wobei die obere Fläche, die an der stromaufwärti gen Seite des Andrückteils (51) in der Transportrichtung des Aufzeichnungsma terials (1) liegt, um die Gesamtdicke aus dem Andrückteil (51) und der Metallfo lie (94) und der wärmebeständigen Folie (74) höher als die untere Fläche ist und die obere Fläche eine Höhendifferenz von nicht weniger als die Dicken der Me tallfolie (94) und der wärmebeständigen Folie (74) aufweist,
die wärmebeständige Folie (74) und die Metallfolie (94) in der Richtung, in der das Aufzeichungsmaterial transportiert wird, breiter als das Andrückteil sind und die wärmebeständige Folie (74) und die Metallfolie (94) miteinander verbun den sind,
eine Oberfläche eines breiteren Teils der Metallfolie (94), die der Oberfläche der Metallfolie (94) gegenüber liegt, mit der die wärmebeständige Folie (74) ver bunden ist, an der Höhendifferenz festgelegt ist, und
eine Oberfläche des Andrückteils (51), die der Oberfläche des Andrückteils (51) gegenüber liegt, wo die Metallfolie (94) aufgeschichtet ist, an der unteren Fläche in der Nähe einer Grenze zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche festgelegt ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Me tallfolie (94) nicht mit dem Andrückteil (51) verbunden ist.

27. Verfahren zum Herstellen einer wärmebeständigen Folie (54, 74) mit ei nem Klebstoff für eine Tonerfixiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:
seinen ersten Schritt des Auftragens eines Klebemittels auf eine Fläche eines Folienstückes mit einem Streifen, der doppelt so breit wie die Befestigungskle befläche für die wärmebeständige Folie ist, und mit einer Schrittweite die dop pelt so groß ist wie die Breite der wärmebeständigen Folie in der Transportrich tung von Aufzeichnungsmaterial (1); und
einen zweiten Schritt des Zerschneidens des Streifens und der Fläche ohne aufgetragenen Klebstoff jeweils in der Mitte in einer Richtung rechtwinklig zur Verlaufsrichtung des Streifens.