DE19805540C2 - Heizvorrichtung und diese verwendendes Aufzeichnungsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Erhitzen eines in Bewegung zu erhitzenden Mediums, insbesondere eine Heizvorrichtung, die geeignet ist, zum Schmelzen und Fixieren von Toner auf einem Auf­ zeichnungsblatt, das mit einer willkürlichen Geschwindigkeit in einem berüh­ rungslosen Zustand innerhalb eines Fixierteils, z. B. in einem elektrophotogra­ phischen Aufzeichnungsgerät, gefördert wird, oder zum Vorerhitzen eines Aufzeichnungsblatts in einem berührungslosen Zustand vor dem Fixieren verwendet zu werden.

Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 49-75144 offenbart eine her­ kömmliche Heizvorrichtung, die einen Strahler zum Erzeugen von Strahlungs­ energie zum Schmelzen von Toner auf einem Aufzeichnungsblatt und einen Reflektor oder eine Abdeckung mit einer Spiegeloberfläche, die den Strahler bedeckt, um zu verhindern, daß Strahlungsenergie in die Umgebung ent­ weicht, umfaßt.

Ferner offenbart die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 50-129038 eine Heizvorrichtung mit einem streifenartigen Heizelement und einem an der rückwärtigen Oberfläche des ersteren angeordneten Reflektor zum Erhitzen eines Aufzeichnungsblatts über einen breiten Bereich.

Bei den oben genannten herkömmlichen Heizvorrichtungen wird ein zu schmelzender Toner oder ein vorzuerhitzendes Aufzeichnungsblatt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt, während der Strahler oder das strei­ fenartige Heizelement befestigt und damit stationär ist. Diese Anordnung kann nicht ausreichend Wärmeenergie mit einem ausreichend hohen, zum Schmelzen von Toner und zum Erhitzen des Aufzeichnungsblatts notwendigen Heizwert aufbringen, wenn das Aufzeichnungsblatt oder der Toner mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird, wohingegen Wärmeenergie auf den Toner oder das Aufzeichnungsblatt auch mit einem geringeren Grad von Effizienz aufgebracht werden kann, wenn der Toner oder das Aufzeichnungs­ blatt mit niedriger Geschwindigkeit bewegt wird oder angehalten ist. Wenn Wärmeenergie mit einem hohen Heizwert aufgebracht werden muß, würde die Temperatur einer Wärmequelle höher, so daß eine hohe Heizenergie erforderlich wird. Außerdem muß diese Heizvorrichtung einen Mechanismus haben, um zu verhindern, daß ein Aufzeichnungsblatt verbrennt oder es müssen aufwendige Sicherheitsmaßnahmen oder dergleichen enthalten sein.

DE 44 07 931 C2 beschreibt eine Fixiervorrichtung, bei der ein zwischen einer Fixierwalze und einer Heizwalze gespanntes Heizmittel bzw. Fixierband in För­ derrichtung des Mediums bewegt wird. Der Toner wird durch die Wärme der Heizwalze geschmolzen. Da auch das Fixierband die Wärme der Heizwalze auf­ nimmt und diese auch noch abstrahlt, nachdem Walze und Band nicht mehr in Kontakt sind, kann dem Toner auch im Bereich zwischen Heizwalze und Fixier­ walze noch Wärme zugeführt werden. Die Temperatur des Toners nimmt längs der Strecke von der Heizwalze zur Fixierwalze durch Abkühlung des Fixierbandes kontinuierlich ab. Zur Fixierung des Toner ist das Andrücken durch die Fixier­ walze notwendig.

US 5,258,256 offenbart eine Vorrichtung, bei der ein ringförmig geschlossenes Fixierband durch zwei Rollen gespannt wird und um diese umläuft. Das mit Toner versehene Medium wird zuerst mit der geheizten Rolle in Kontakt gebracht, wo­ durch die Fixierung des Toners durch Andrücken erfolgt. Auf dem weiteren För­ derweg wird das Medium abgekühlt. Durch das umlaufende Band wird keine Er­ wärmung des Toners bezweckt.

In WO 92/06417 wird eine Fixiervorrichtung beschrieben, bei der durch umlau­ fende Fixierbänder ein keilfömiger Zuführkanal gebildet wird. Mittels einer längs des Förderwegs angeordneten Infrarot-Heizung und durch den allmählich abneh­ menden Abstand zwischen den Bändern wird das Medium langsam und kontinu­ ierlich aufgeheizt. Die Fixierung des Toners erfolgt durch Andrücken mittels Fi­ xierwalzen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der ein Aufzeichnungsmaterial berührungslos erhitzt werden kann, um Toner darauf zu fixieren.

Diese Aufgabe wird jeweils mit einer Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1, einer Fixiereinheit gemäß Anspruch 6 und einem Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 9 gelöst.

Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um gegenüberliegende Oberflä­ chen eines zu erhitzenden Mediums in Bewegung in einem berührungslosen Zu­ stand zu erhitzen, insbesondere, um die gegenüberliegende Oberfläche eines Auf­ zeichnungsmediums in Bewegung mit hoher Geschwindigkeit in einem berüh­ rungslosen Zustand zu erhitzen, um Toner auf dem Aufzeichnungsblatt zu fixie­ ren.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung wer­ den nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung einer Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Querschnittansicht, die ein Verfahren zum Erhitzen eines Heizriemens bei einem anderen Beispiel der Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3a und 3b Querschnittansichten, die die Heizlängen der Ausgestaltung bzw. einer herkömmlichen Heizvorrichtung darstellen;

Fig. 4 einen Graph, der die Ergebnisse einer Wärmeberechnung zum Vergleich von Beziehungen zwischen einer zum Schmelzen von Toner auf einem Aufzeichnungsblatt erforderlichen Heizlänge und einer Heizertemperatur zeigt;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausgestaltung;

Fig. 6 eine Querschnittansicht, die die zweite Ausgestaltung von vorn in einer Förderrichtung eines Aufzeichnungsblatts zeigt;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die eine dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine Querschnittansicht, die die dritte Ausgestaltung von vorn in einer Förderrichtung eines Aufzeichnungsblatts zeigt;

Fig. 9 eine Querschnittansicht, die ein Beispiel einer Struktur eines Heiz­ riemens zeigt;

Fig. 10 eine Querschnittansicht, die ein Aufzeichnungsgerät zeigt, das die Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet,

Fig. 11 eine Querschnittansicht, die ein Aufzeichnungsgerät zeigt, das die Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 12 eine Querschnittansicht, die ein Aufzeichnungsgerät zeigt, das die Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 13 eine Querschnittansicht, die ein Heizgerät zeigt, das die Heizvor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet; und

Fig. 14 eine Querschnittansicht, die ein Aufzeichnungsgerät zeigt, das die Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 1, die eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausge­ staltung einer Heizvorrichtung ist, ist die Heizvorrichtung entlang eines Förderweges für ein Aufzeichnungsblatt 6 angeordnet, an dem unfixierter Toner haftet und das durch eine gegen das Aufzeichnungsblatt gedrückte Aufzeichnungsblatt-Förderwalze 7a (7b) gefördert wird. Die Heizvorrichtung umfaßt, wie gezeigt, eine Riemenantriebswalze 2a (2b), die als Element zum Halten eines Heizmittels dient und orthogonal zu einer Förderrichtung eines zu erhitzenden Aufzeichnungsblatts 6 liegende Drehwellen hat und drehbar parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 angeordnet ist, eine Mitläuferwalze 3a (3b) mit einer Drehwelle, die parallel zur Drehwelle der Riemenantriebswalze 2a (2b) angeordnet ist, mit einer äußeren Umfangs­ fläche, die einen Spalt mit Bezug zum Aufzeichnungsblatt 6 definiert, der gleich dem Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche der Riemenantriebs­ walze 2a (2b) und dem Aufzeichnungsblatt 6 eingestellt ist, einen als Heiz­ mittel dienenden endlosen Riemen 1a (1b), der um die Riemenantriebswalze 2a (2b) und die Mitläuferwalze 3a (3b) gewickelt und zwischen diesen ge­ spannt ist, eine Spannfeder 8a (8b) zum Fortdrängen der Mitläuferwalze 3a (3b) von der Riemenantriebswalze 2a (2b), um eine Spannung auf den endlosen Riemen 1a (1b) aufzubringen, eine in der Riemenantriebswalze 2a (2b) vorgesehene und als Wärmequelle dienende Halogenlampe 4 und ein nicht gezeigtes Steuermittel zum Steuern einer Antriebsquelle zum Drehen der Riemenantriebswalze 2a (2b) und zum Steuern des Ein- und Ausschaltens der Halogenlampe 4. Die Riemenantriebswalze 2a (2b) ist so angetrieben, daß der Heizriemen 1a (1b) in Richtung des Förderns des Aufzeichnungs­ blatts 6 auf der dem Aufzeichnungsblatt 6 nahen Seite bewegt wird.

Ein Subskript a, das an ein ein Bauteil bezeichnendes Bezugszeichen ange­ hängt ist, gibt an, daß das zugeordnete Bauteil auf einer Seite der Ober­ fläche des Aufzeichnungsblatts 6 auf dessen Förderweg angeordnet ist, und ein Subskript b, das an Bauteile bezeichnende Bezugszeichen angehängt ist, gibt an, daß das zugeordnete Bauteil auf der anderen Seite der Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 angeordnet ist. Das heißt: bei dieser Ausgestal­ tung sind die Heizvorrichtungen mit einer identischen Anordnung symme­ trisch zueinander auf gegenüberliegenden Seiten des Förderwegs für das Aufzeichnungsblatt 6 (gegenüberliegenden Seiten der Oberfläche des Auf­ zeichnungsblatts 6) angeordnet.

Der Spalt zwischen der Oberfläche des Heizriemens 1a (1b), die dem zu fördernden Aufzeichnungsblatt 6 zugewandt ist, und dem Aufzeichnungsblatt 6 ist auf einen so kleinen Wert - wie etwa 2 mm - eingestellt, daß Luft zwischen dem Heizriemen 1a (1b) und dem Aufzeichnungsblatt 6 durch den Heizriemen 1a (1b) oder das Aufzeichnungsblatt 6 in der Richtung, in die der Heizriemen 1a (1b) und das Aufzeichnungsblatt 6 bewegt werden, aufgrund einer zwischen der Luft und dem Heizriemen 1a (1b) oder dem Aufzeichnungsblatt 6 erzeugten Reibungskraft mitgeführt wird. An der Außenoberfläche des Heizriemens 1a (1b) können konkave und konvexe Bereiche geformt sein, um die Luft zwischen dem Heizriemen 1a (1b) und dem Aufzeichnungsblatt 6 sicher mitzuführen.

Der Heizriemen 1a (1b) wird gehalten, wobei er durch die Spannfeder 8 über die Riemenantriebswalze 2a (2b) und die Mitläuferwalze 3a (3b) Span­ nung ausgesetzt ist. Die Fördergeschwindigkeit des Heizriemens 1a (1b) kann durch Steuern der Drehgeschwindigkeit der Riemenantriebswalze 2a (2b) eingestellt werden. Ferner kann die Temperatur des Heizriemens 1a (1b) durch Ein- und Ausschalten der in der Riemenantriebswalze 2a (2b) vorgesehenen Halogenlampe 4 um einen eingestellten Wert gehalten werden.

Zwar ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung die Halogenlampe 4 als Wärmequelle in der Riemenantriebswalze 2a (2b) vorgesehen, doch kann auch eine Anordnung verwendet werden, bei der der Heizriemen 1a (1b) selbst Wärme erzeugt. Als Anordnung, bei der der Heizriemen 1a (1b) selbst Wärme erzeugt, kann eine Anordnung, bei der Induktionsstrom in einem Metall-Heizriemen erzeugt wird, um Widerstandswärme zu erzeugen, oder eine Anordnung verwendet werden, bei der ein in den Heizriemen eingebetteter Leiter zum Erzeugen von Widerstandswärme mit elektrischer Leistung über gleitfähige Kontakte versorgt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind ferner ein Heizelement 9 und ein Reflektor 10 an der hinteren Ober­ fläche des Heizriemens 1a (1b) in der Nähe des Aufzeichnungsblatts 6 vorgesehen, so daß der Heizriemen 1a (1b) durch Wärme vom Heizelement 9 erhitzt wird, während der Heizwert des Heizelements 9 gesteuert wird, um die Temperatur des Heizriemens 1a (1b) zu steuern.

Mit dieser Anordnung kann der auf einer eingestellten Temperatur gehaltene Heizriemen 1a (1b) mit einer willkürlichen Geschwindigkeit V2 (V3) bewegt werden. Die Grundentwurfsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eingerichtet, um zweiseitige Bildaufzeichnung durchzuführen. Bei dieser Anordnung sind die Heizmittel mit identischen Strukturen der vorderen und hinteren Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 zugewandt angeordnet, da unfixierter Toner sowohl an der vorderen als auch der hinteren Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 haftet. Im Fall von einseitiger Bildaufzeichnung wird, da der Toner 5 nur an einer der gegenüberliegenden Oberflächen des Aufzeichnungsblattes 6 haftet, der Heizriemen in Kontakt mit derjenigen Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 gebracht, an der kein Toner 5 haftet, um das Aufzeichnungsblatt 6 zum Schmelzen des Toners effizient zu erhit­ zen.

Bei einem anderen System zum Aufzeichnen auf einer einzigen Oberfläche wird angenommen, daß ein Heizriemen an einer Oberfläche des Aufzeich­ nungsblatts liegt, an der Toner haftet, um den Toner 5 mit oder ohne Berührung zu schmelzen. Was das Fördern des Aufzeichnungsblatts 6 angeht, kann das Aufzeichnungsblatt 6 mit einer willkürlichen Geschwindig­ keit V1 durch die Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 7a, 7b gefördert werden, mit denen das Aufzeichnungsblatt 6 in Druckkontakt gebracht wird. Bei dieser Ausgestaltung können die Fördergeschwindigkeit des Aufzeichnungs­ blatts 6 und die Bewegungsgeschwindigkeiten der Heizriemen 1a, 1b un­ abhängig voneinander gesteuert werden. Das heißt die Fördergeschwindig­ keiten werden auf V1 = V2 = V3 eingestellt, wobei V1 eine Förderge­ schwindigkeit des Aufzeichnungsblatts 6, V2 eine Bewegungs-(Förder-)- Geschwindigkeit des Heizriemens 1a und V3 eine Bewegungs-(Förder-)- Geschwindigkeit des Heizriemens 1b ist. Ferner ist der Spalt zwischen dem Heizriemen 1a (1b) und dem zu fördernden Aufzeichnungsblatt 6 vorzugs­ weise so klein wie möglich in einem Bereich eingestellt, in dem der Heiz­ riemen 1a (1b) daran gehindert werden kann, mit dem zu fördernden Auf­ zeichnungsblatt 6 in Kontakt zu kommen.

Durch Verkleinern des Spalts kann Luft zwischen dem Heizriemen 1a (1b) und dem Aufzeichnungsblatt 6 zusammen mit dem Heizriemen 1a (1b) und dem Aufzeichnungsblatt 6 aufgrund von Reibungskraft zwischen der Luft und dem Aufzeichnungsblatt 6 bewegt werden. Folglich wird das Aufzeichnungs­ blatt 6 nicht nur durch Strahlungswärme von dem Heizriemen 1a (1b), sondern auch durch die erhitzte Luft erhitzt, die zwischen dem Aufzeich­ nungsblatt 6 und dem Heizriemen 1a (1b) gehalten ist. Diese Anordnung kann die thermische Effizienz um ein Mehrfaches verbessern im Vergleich zu einem Ofensystem, in dem das Heizmittel stationär ist (V2 = V3 = 0). Im Fall des Aufzeichnens auf zwei Oberflächen werden die Geschwindigkei­ ten V1, V2, V3 so eingestellt, daß V1 = V2 (V3) ist.

Als nächstes wird die Heizeffizienz bei der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3(a) und 3(b) und Fig. 4 erläutert.

Mit Bezug auf Fig. 3a, die schematisch die Heizvorrichtung in dieser Ausgestaltung zeigt, wird der Mitte-zu-Mitte-Abstand zwischen der Riemen­ antriebswalze 2a (2b) und der Mitläuferwalze 3a (3b) als Heizlänge L an­ genommen, und der Spalt zwischen der vorderen Oberfläche des Aufzeich­ nungsblatts 6 und dem Heizriemen 1a ist auf X eingestellt (der Spalt zwischen der hinteren Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 und dem Heiz­ riemen 1b ist auch auf X eingestellt). Bezogen auf Fig. 3b, die schema­ tisch eine Heizvorrichtung vom Ofentyp zeigt, wird der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Enden einer Abdeckung 11 als eine Heizlänge L an­ genommen, und der Spalt zwischen der vorderen Oberfläche des Aufzeich­ nungsblatts 6 und einem Endbereich der Abdeckung 11, der nahe an der Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 liegt, ist auf X eingestellt (der Spalt an der hinteren Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 ist auch auf X einge­ stellt). Das Ofensystem hat im allgemeinen eine Anordnung, bei der ein Reflektor 10 an der Rückseite jedes Heizelements 9 angeordnet ist, um vom Heizelement 9 erzeugte Hitze auf das Aufzeichnungsblatt 6 und den Toner 5 zu richten, wie in der Figur gezeigt.

Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen der zum Schmelzen des Toners 5 auf dem Aufzeichnungsblatt 6 benötigten Heizlänge L und der Temperatur des Heizers, erhalten als Rechenergebnis für einen Fall, daß der Spalt X auf X = 2 mm eingestellt ist. Die Heizertemperaturen werden von der Tempera­ tur der vorderen Oberfläche des Heizriemens 1a (1b) und von der Tempera­ tur des Heizelements 9 erhalten. Wenn mit Bezug auf Fig. 4 das Auf­ zeichnungsblatt 6 mit derselben Heizertemperatur erhitzt wird, kann bei der Heizvorrichtung dieser Ausgestaltung die Heizlänge L auf einen Wert einge­ stellt werden, der etwa ein Drittel von dem der Heizvorrichtung vom Ofentyp ist. Das heißt: durch Einstellen von V1 = V2 = V3 wird die Heizeffizienz höher als in dem Fall, daß V2 = V3 = 0 eingestellt ist.

Eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 5 und 6 erläutert.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 12 in der Anordnung der ersten Ausgestaltung hinzugefügt sind. Diese Aufzeich­ nungsblatt-Förderwalzen 12 sind eingerichtet, um das Aufzeichnungsblatt 6 und den Toner 5 daran zu hindern, mit den Heizriemen 1a, 1b in Kontakt zu kommen. Wie in Fig. 6 gezeigt, die ein Querschnitt, gesehen von vorne in Förderrichtung ist, sind gegenüberliegende Endbereiche des Auf­ zeichnungsblatts 6, wo kein Toner haftet, gegen die Aufzeichnungsblatt- Förderwalzen 12 gedrückt gehalten, um Schwingung in einer Richtung senkrecht zur Förderrichtung des Aufzeichnungsblatts 6 zu beschränken, um den Spalt zwischen den Heizriemen 1a, 1b und dem Aufzeichnungsblatt 6 oder dem Toner 5 auf einem konstanten Wert zu halten. Tatsächlich ist die Dicke der Schicht des Toners 5 kleiner als 0,1 mm, und folglich ist es ausreichend, den zwischen den Heizriemen 1a, 1b und dem Aufzeichnungs­ blatt 6 erhaltenen Spalt zu berücksichtigen.

Ferner kann eine Antriebskraft auf diese Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 12 gegeben werden, um das Aufzeichnungsblatt 6 zu fördern. Bei dieser Ausgestaltung können, auch wenn der Spalt zwischen der Oberfläche des zu fördernden Aufzeichnungsblatts 6 und den Heizriemen 1a, 1b verengt ist, die Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 und die Heizriemen 1a, 1b daran gehindert werden, miteinander in Kontakt zu kommen, da das Aufzeich­ nungsblatt 6 am Flattern gehindert ist; dadurch ist es möglich eine Beein­ trächtigung der Bildqualität durch Verlagerung des Toners zu vermeiden.

Als nächstes wird eine dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 7 und 8 erläutert.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der das Aufzeichnungsblatt 6 durch Aufzeichnungsblatt-Förderrippen 13 gehalten und gefördert wird, die an in Breitenrichtung gegenüberliegenden Endbereichen der Heizriemen 1a, 1b an den dem Aufzeichnungsblatt 6 zugewandten Seiten vorgesehen sind. Die Aufzeichnungsblatt-Förderrippen 13 sind aus einem elastischen Material wie etwa Silikongummi gemacht und mit den Heizriemen 1a, 1b verbunden, so daß sie einteiliger Bestandteil der letzteren sind. Bei dieser Anordnung werden die Förderkräfte der Heizriemen auf das Aufzeichnungsblatt 6 übertragen, so daß die Heizriemen 1a, 1b und das Aufzeichnungsblatt 6 mit derselben Geschwindigkeit bewegt werden können. Ferner kann die Höhe der Aufzeichnungsblatt-Förderrippen 13 den Spalt zwischen den Heizriemen 1a, 1b und dem Aufzeichnungsblatt 6 auf einem konstanten Wert halten, wie in Fig. 8 gezeigt, die eine Querschnittansicht von vorn, gesehen in Förder­ richtung ist. Obwohl bei dieser Ausgestaltung der Spalt zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 6 und den Heizriemen 1a, 1b verengt ist, kann der Spalt zwischen dem Aufzeichnungsblatt 6 und den Heizriemen 1a, 1b sichergestellt werden, und dadurch verhindert werden, daß das Aufzeichnungsblatt 6 und die Heizriemen 1a, 1b miteinander in Kontakt kommen; dadurch ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Bildqualität durch Verlagerung des Toners zu vermeiden.

Bei den oben erwähnten Ausgestaltungen sind Anordnungen erläutert worden, bei denen das Aufzeichnungsblatt 6, der Toner 5 und die Heizriemen 1a, 1b nicht miteinander in Kontakt gebracht werden. Als nächstes wird nachfol­ gend eine Struktur des Heizriemens erläutert, bei der sie zum Erhitzen miteinander in Kontakt kommen.

Bezogen auf Fig. 9, die eine Querschnittansicht ist, die die Struktur der Heizriemen 1a oder 1b darstellt, ist ein Oberflächengleitelement auf der äußeren Oberfläche eines aus einem metallischen Material 14 wie etwa Nickel, rostfreiem Stahl oder dergleichen hergestellten Grundelement aufge­ bracht. Das Oberflächengleitelement 15 ist mit Harz, Gummi oder der­ gleichen mit einer Fluor- oder Silikongruppe beschichtet. Bei dieser Anord­ nung kann der geschmolzene Toner kaum am Heizriemen haften, wenn letzterer mit dem geschmolzenen Toner in Kontakt kommt. Wenn ferner eine Vorspannung an die Heizriemen 1a, 1b angelegt ist, kann man auf elektrischem Wege eine Anordnung erhalten, bei der der Toner kaum an den Heizriemen 1a, 1b haften kann. Bei dieser Ausgestaltung sind die Fördergeschwindigkeiten der Heizriemen 1a, 1b und des Aufzeichnungsblatts 5 einander gleich eingestellt, und da deshalb keine Reibung aufgrund einer Geschwindigkeitsdifferenz dazwischen auftritt, kann eine Beeinträchtigung der Bildqualität vermieden werden.

Als nächstes wird der Aufbau eines zweiseitigen Bildaufzeichnungsgeräts, das die Heizvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet, mit Bezug auf Fig. 10, 11, 12 und 13 beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 10, die das zweiseitige Bildaufzeichnungsgerät, das die Heizvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet, zeigt, ist die Vorrichtung aufgebaut aus einer Mehrzahl von Führungswalzen 17, die entlang eines Förderwegs für das von einem Rollspeicher zugeführte Auf­ zeichnungsblatt 6 angeordnet sind, einem auf einer Seite (der Seite der ersten Oberfläche des Aufzeichnungsblatts) des durch die Führungswalzen 17 definierten Förderweges angeordneten Entwicklungs- und Bildtransfermechanis­ mus 16a, einem auf der anderen Seite (der Seite der zweiten Oberfläche des Aufzeichnungsblatts) des Förderwegs stromabwärts vom Entwicklungs- und Bildtransfermechanismus 16a angeordneten Entwicklungs- und Bildtransfermechanismus 16b, Heizvorrichtungen, die symmetrisch zueinander auf gegen­ überliegenden Seiten (Seiten der ersten und zweiten Oberfläche des Auf­ zeichnungsblatts) des Förderweges stromabwärts von dem Entwicklungs- und Bildtransfermechanismus 16b angeordnet sind und Aufzeichnungsblatt-Förder­ walzen 7a, 7b, die stromabwärts vom Entwicklungs- und Bildtransfermecha­ nismus 16b zum Fördern des Aufzeichnungsblatts angeordnet sind.

Drehwellen der Führungswalzen 17, jene in den Entwicklungs- und Bild­ transfermechanismen 16a, 16b, jene in den Heizvorrichtungen und jene der Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 7a, 7b sind alle parallel zueinander angeord­ net, so daß sie in einem Zustand, in dem sie im Aufzeichnungsgerät instal­ liert sind, horizontal sind. Ferner wird das Aufzeichnungsblatt 6 in einer im wesentlichen horizontalen Haltung in einem zwischen den Heizvorrichtun­ gen gehaltenen Teil gefördert. Die Heizvorrichtungen, die symmetrisch zueinander auf den gegenüberliegenden Seiten (Seiten der ersten und zweiten Oberfläche des Aufzeichnungsblatts) des Förderweges stromabwärts vom Entwicklungs- und Bildtransfermechanismus 16b angeordnet sind, können beliebige der in den obigen ersten bis dritten Ausgestaltungen erläuterten sein.

Das vom Rollspeicher zugeführte Aufzeichnungsblatt 6 wird entlang dem durch die Mehrzahl von Führungswalzen 17 definierten Förderweg gefördert, und ein Bild wird auf der Seite der ersten Oberfläche des Aufzeichnungs­ blatts 6 durch den Entwicklungs- und Bildtransfermechanismus 16a gebildet. Zu dieser Zeit ist der Toner 5 auf der ersten Oberflächenseite des Auf­ zeichnungsblatts noch nicht fixiert worden, d. h. der unfixierte Toner 5 wird zur nächsten Prozeßstation gefördert. Als nächstes wird auf der zweiten Oberflächenseite des Aufzeichnungsblatts 6 ähnlich der ersten Oberflächensei­ te durch den Entwicklungs- und Bildtransfermechanismus 16b ein Bild gebildet. So werden die auf beiden Oberflächen des Aufzeichnungsblatts 6 gebildeten unfixierten Tonerbilder zu den Heizvorrichtungen gefördert, die die Bilder fixieren. Das heißt der Toner 5 auf beiden Oberflächen des Aufzeichnungsblatts 6 wird jeweils durch die Heizriemen 1a, 1b erhitzt, die einander zugewandt sind, um dessen Fixierung zu vervollständigen. Die Förderung des Aufzeichnungsblatts 6 wird durch die Aufzeichnungsblatt- Förderwalzen 7a, 7b bewirkt, die am stromabwärtigen Ende des Aufzeich­ nungsblatt-Förderwegs angeordnet sind. Nach Vollendung der Entwicklung und des Bildtransfers auf die zweite Oberflächenseite des Aufzeichnungsblatts 6 kann kein Kontakt mit dem Aufzeichnungsblatt 6 hergestellt werden, da der Toner auf beiden Oberflächen davon noch nicht fixiert ist. Deshalb ist der Aufzeichnungsblatt-Förderweg, nachdem der Bildtransfer auf der zweiten Oberflächenseite des Aufzeichnungsblatts in dieser Ausgestaltung durchgeführt worden ist, vorzugsweise ein gerader Weg bis zu den Aufzeichnungsblatt- Förderwalzen 7a, 7b, der nicht durch die Führungswalzen 17 gekrümmt ist. Wie oben gesagt, sind die Fördergeschwindigkeiten des Aufzeichnungsblatts 6 und der Heizriemen 1a, 1b miteinander synchronisiert, d. h. sie sind im wesentlichen einander gleich. Bei dieser Ausgestaltung werden die Heizvor­ richtungen als Fixiervorrichtungen für den Toner benutzt.

Als nächstes wird eine Ausgestaltung, bei der die Heizvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung als Vorheizvorrichtungen für das Aufzeichnungs­ blatt 6 und den Toner 5 verwendet werden, mit Bezug auf Fig. 11 erläu­ tert. Die Anordnung ist bei dieser Ausgestaltung dieselbe wie bei der vierten Ausgestaltung, abgesehen davon, daß ein Paar Fixierwalzen 18, die jeweils mit einer Halogenlampe als Wärmequelle darin versehen sind, angeordnet sind, um beide Oberflächen des zu fördernden Aufzeichnungs­ blatts 6 zwischen den Heizvorrichtungen und den Aufzeichnungsblatt-Förder­ walzen 7a, 7b zu halten.

Der Förderweg für das Aufzeichnungsblatt 6, der Entwicklungs- und Bild­ transferprozeß für die erste und zweite Oberflächenseite des Aufzeichnungs­ blatts 6 und dergleichen, ausgeführt, bis das Aufzeichnungsblatt bis zu den Heizvorrichtungen gefördert ist, sind ähnlich denen bei der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung. Bei dieser Ausgestaltung werden die Heizvorrichtun­ gen als Vorrichtungen zum Vorheizen des Toners verwendet, so daß die Fixierwalzen 18, die jeweils mit der als Wärmequelle dienenden Halogenlam­ pe 4 darin vorgesehen sind, in der Nähe der Auslässe der Heizvorrichtungen angeordnet sind, um den Toner 5 schließlich zu fixieren. Die Fixierwalzen 18 sind als Paar dem Aufzeichnungsblatt 6 zugewandt angeordnet, um auf beiden Oberflächen des Aufzeichnungsblatts 6 gebildete Tonerbilder zu fixieren, und nach dem Fixieren wird das Aufzeichnungsblatt 6 durch die Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 7a, 7b gefördert. Bei dieser Anordnung kann die Größe der Fixiereinheit einschließlich der Heizvorrichtungen und der Fixierwalzen kleiner gemacht werden als bei derjenigen, die nur aus den beweglichen Wärmequellen aufgebaut ist.

Fig. 12 und 13 zeigen ein Beispiel, bei dem der Förderweg zwischen den Heizvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Richtung senkrecht zu einer Bodenoberfläche angelegt ist. Bei dieser Anordnung kann das Aufzeichnungsblatt 6 in Schwerkraftrichtung zwischen den Heizvorrich­ tungen gefördert werden, so daß kein Erschlaffen im Aufzeichnungsblatt 6 bewirkt wird, das deshalb stabil gefördert werden kann.

Außerdem sind bei dieser Anordnung die Halogenlampen 4, die in den in Fig. 12 und 13 gezeigten Riemenantriebswalzen 2a, 2b befestigt sind, in den Mitläuferwalzen 3a, 3b in der Nähe der Bodenoberfläche befestigt, und deshalb kann Wärme, die von den Heizriemen 1a, 1b in Teilen, die nicht in Kontakt mit den Mitläuferwalzen 3a, 3b sind, als Verlust an die Atmo­ sphäre abgestrahlt worden ist, effektiv genutzt werden.

Schließlich wird eine Ausgestaltung, bei der die Heizvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Mehrzahl n von Stufen angeordnet sind, mit Bezug auf Fig. 14 erläutert. Bei dieser Anordnung sind die Heizvor­ richtungen an zwei Stufen angelegt. Die Heizvorrichtungen sind dem Aufzeichnungsblatt 6 zugewandt angeordnet, wie oben erwähnt, und das Aufzeichnungsblatt 6 wird durch Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 7a, 7b gefördert. Die Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 12 sind zwischen den Heizvorrichtungen an der ersten Stufe und den Heizvorrichtungen an der zweiten Stufe angeordnet, um in Breitenrichtung gegenüberliegende Endberei­ che des Aufzeichnungsblatts 6 zu halten. Solche Heizvorrichtungen werden in einer Anzahl n von Stufen verwendet, um den Aufzeichnungsblatt-Förder­ weg zwischen jedem Paar von Heizvorrichtungen und damit den Abstand, über den das Aufzeichnungsblatt 6 ohne Beschränkung orthogonal zur För­ derrichtung bewegt werden kann, zu verkürzen, wodurch es möglich ist, das Aufzeichnungsblatt 6 stabil zu fördern. Wenn ferner der Förderweg senk­ recht zur Bodenoberfläche angelegt ist, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, können die Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen 12 fortgelassen werden. In diesem Fall kann die Effizienz verbessert werden durch Verkürzen des Abstands zwischen den Heizvorrichtungen.

Ferner kann bei dem doppelseitigen Bildaufzeichnungsgerät, das die Heizvor­ richtungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, das Aufzeichnungs­ blatt nach dem Fixieren durch die Aufzeichnungsblatt-Förderwalzen allein gefördert werden, und deshalb ist es nicht notwendig, eine Mehrzahl von Förderantriebswalzen im Förderweg vorzusehen. So ist keine komplizierte Steuerung für die Geschwindigkeiten der Förderwalzen erforderlich, und deshalb kann der Grad der Genauigkeit der Förderung des Aufzeichnungs­ blatts verbessert und darüber hinaus die Kosten verringert werden.

Bei einer solchen Anordnung, bei der ein zu erhitzendes Medium durch die Heizriemen erhitzt wird, die in der Nähe des zu erhitzenden Mediums angelegt und letzterem zugewandt sind, während sie sich synchron zum zu erhitzenden Medium bewegen, und bei der die Fördergeschwindigkeiten so eingestellt sind, daß V1 = V2 = V3 ist, wobei V1 die Fördergeschwindig­ keit des zu erhitzenden Mediums und V2 bzw. V3 die Bewegungsgeschwin­ digkeiten der Heizriemen sind, kann die Wärmeausnutzung im Vergleich mit der Heizvorrichtung vom Ofentyp, bei der die Heizmittel stationär sind (V2 = V3 = 0) verbessert werden, und folglich kann das zu erhitzende Medi­ um mit einer hohen Geschwindigkeit gefördert werden. Da ferner die Heizvorrichtungen das zu erhitzende Medium im wesentlichen berührungslos erhitzen können, tritt keine Beeinträchtigung der Bildqualität in dem Fall auf, daß sie in der Fixiereinheit verwendet werden, stattdessen kann die Bildqualität verbessert werden. Im Fall des Erhitzens einer einzigen Ober­ fläche des Aufzeichnungsblatts wird V1 = V2 (oder V3) eingestellt.

Claims (11)

1. Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Tonerbildes (5) auf einem Aufzeich­ nungsmaterial (6), das mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gefördert wird, durch ein Heizmittel (1a, 1b), das in einer Förderrichtung des Auf­ zeichnungsmaterials (6) bewegt wird, wobei das Heizmittel (1a, 1b) und das Aufzeichnungsmaterial (6) einander gegenüberliegen und voneinander um einen Abstand (x) beabstandet sind, der so vorbestimmt ist, dass eine Luft­ schicht zwischen dem Heizmittel (1a, 1b) und dem Aufzeichnungsmaterial (6) gebildet wird und zusammen mit dem Heizmittel (1a, 1b) oder dem Auf­ zeichnungsmaterial (6) bewegt wird.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Heizmittels (1a, 1b) und die Fördergeschwindigkeit des zu erhitzenden Auf­ zeichnungsmaterials (6) miteinander synchronisiert sind.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bewegungsgeschwindigkeit des Heizmittels (1a, 1b) und die Fördergeschwindigkeit des zu erhitzenden Auf­ zeichnungsmaterials (6) unabhängig voneinander gesteuert sind.

4. Heizvorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Heizmittel (1a, 1b) durch ein drehbar unterstütztes Haltemittel (2a, 2b) gehalten ist und das Haltemittel durch eine Antriebsquelle so angetrieben ist, dass die Bewegungs­ geschwindigkeit des Heizmittels (1a, 1b) gleich der Fördergeschwindigkeit des zu erhitzenden Aufzeichnungsmaterials (6) eingestellt ist.

5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Heizmittel (1a, 1b) durch ein drehbar unterstütztes Haltemittel (2a, 2b) gehalten ist, in dem eine Wärmequelle (4) enthalten ist, und dass das Haltemittel (2a, 2b) durch eine Antriebsquelle so angetrieben ist, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Heizmittels (1a, 1b) gleich der Fördergeschwindigkeit des zu erhitzenden Auf­ zeichnungsmaterials (6) eingestellt ist.

6. Fixiereinheit mit folgenden Elementen:

• a) einem Fördermittel zum Fördern eines ein unfixiertes Tonerbild (5) tragenden Aufzeichnungsmaterials (6);
• b) einem Heizmittel (1a, 1b), das dem Aufreichnungsmaterial (6) gege­ nüberliegt und von diesem um einen Abstand (x) beabstandet ist, der so vorbestimmt ist, dass eine Luftschicht zwischen dem Heizmittel (1a, 1b) und dem Aufzeichnungsmaterial (6) gebildet wird und zu­ sammen mit dem Heizmittel (1a, 1b) oder dem Aufreichnungsmate­ rial (6) bewegt wird, wobei das Heizmittel (1a, 1b) so eingerichtet ist, dass es in einer Förderrichtung des Aufzeichnungsmaterials (6) be­ wegt wird; und
• c) einem Paar von stromabwärts zu dem Heizmittel (1a, 1b) angeordne­ ten Walzen (18) zum Erhitzen und Pressen des Aufzeichnungsmateri­ als (6).

7. Fixiereinheit nach Anspruch 6, bei der das Heizmittel mit Spalten zwischen einer ersten und einer zweiten Oberfläche des Aufzeichnungsblatts (6) unter­ stützt ist.

8. Fixiereinheit nach Anspruch 6 oder 7, bei der das Vorheizmittel aus einem durch eine Mehrzahl von Drehelementen (2a, 2b, 3a, 3b) gehaltenen Riemen (1a, 1b) und eine Wärmequelle (4) zum Erhitzen wenigstens eines der Dreh­ elemente (2a, 2b) gebildet ist.

9. Aufzeichnungsgerät mit folgenden Mitteln:

• a) einem ersten Bilderzeugungsmittel (16a) zum Bilden eines unfi­ xierten Tonerbildes (5) auf einer ersten Oberfläche eines Aufzeich­ nungsmaterials (6);
• b) einem zweiten Bilderzeugungsmittel (16b) zum Bilden eines unfi­ xierten Tonerbildes (5) auf einer zweiten Oberfläche des Aufzeich­ nungsmaterials (6);
• c) einem Heizmittel (1a, 1b), welches dem Aufzeichnungsmaterial (6) gegenüberliegt und von dem Aufzeichnungsmaterial (6) um einen Abstand (x) beabstandet ist, der so vorbestimmt ist, dass eine Luft­ schicht zwischen dem Heizmittel (1a, 1b) und dem Aufzeich­ nungsmaterial (6) gebildet wird und zusammen mit dem Heizmittel (1a, 1b) oder dem Aufzeichnungsmaterial (6) bewegt wird, wobei das Heizmittel (1a, 1b) dem Aufzeichnungsmaterial (6) zugewandt ist und so eingerichtet ist, dass es in einer Richtung bewegt wird, in der ein Förderweg für das Aufzeichnungsmaterial (6) gelegt ist; und
• d) einem Fördermittel, um das Aufzeichnungsmaterial (6) zu fördern, wobei das Fördermittel die ersten und zweiten Bilderzeugungsmit­ tel (16a, 16b) und das Heizmittel (1a, 1b) miteinander koppelt.

10. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 9, bei dem eine Heizwalze (18) zum Erhit­ zen und Pressen des Aufzeichnungsblatts (6) stromabwärts von dem Heizmittel (1a, 1b) vorgesehen ist, in dem das Aufzeichnungsblatt (6) gefördert wird.

11. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das Heizmittel aus ei­ nem durch eine Mehrzahl von Drehelementen (2a, 2b, 3a, 3b) gehaltenen Riemen (1a, 1b) und eine Wärmequelle (4) zum Erhitzen wenigstens eines der Drehelemente (2a, 2b) gebildet ist.