DE19820672A1

DE19820672A1 - Tonerbildheizvorrichtung

Info

Publication number: DE19820672A1
Application number: DE19820672A
Authority: DE
Inventors: Isao Nakajima; Akihiko Yamazaki; Akitomo Kuwabara; Yoji Hirose; Hidefumi Ohtsuka; Hiromitsu Fukuda
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: DE19820672C2; JPH1124462A; US5961864A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft eine Tonerbildheizvorrichtung, die ein Aufzeichnungsmaterial erwärmt, das ein Tonerbild trägt.

STAND DER TECHNIK

Im allgemeinen ist eine Tonerbildheizvorrichtung, die ausgebildet ist, um ein Tonerbild auf einem Aufzeichnungsmaterial, zum Beispiel einer Folie, zu fixieren oder vorübergehend zu fixieren, wie folgt: Bei einer beispielhaften Vorrichtung wird ein Aufzeichnungsmaterial nach einem Lichtblitzfixiersystem oder einem Ofenfixiersystem erwärmt, so daß ein Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial befestigt wird. Bei einer weiteren beispielhaften Vorrichtung wird ein Heizwalzenfixiersystem verwendet, indem eine Heizwalze mit einer Wärmequelle und eine Druckwalze ohne Wärmequelle gegeneinander angelegt werden, so daß ein Aufzeichnungsmaterial gefördert wird, während es aufgewärmt und gepreßt wird, wodurch das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.

Eine Tonerbildheizvorrichtung gemäß dem Stand der Technik wird für einen Drucker oder ähnliches verwendet, der ein Bild gemäß einem weithin bekannten elektrofotografischen Prozeß aufzeichnet. Da es erforderlich ist, die Druckgeschwindigkeit des Druckers zu erhöhen, wurde es in letzter Zeit schwierig, das Aufzeichnungsmaterial ausreichend zu erwärmen, das unter hoher Geschwindigkeit gefördert wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Tonerbildheizvorrichtung bereit zustellen, die sowohl bei der Vorder- und der Rückseite eines Aufzeichnungsmaterials den Heizbereich der Größe eines gegebenen Aufzeichnungsmaterials anpaßt.

Die vorstehende Aufgabe der Erfindung wurde durch das Vorsehen einer Tonerbildheizvorrichtung zum Erwärmen eines ein Tonerbild tragenden Aufzeichnungsmaterials gelöst, die erfindungsgemäß umfaßt: eine erste Heizwalze mit einer Vielzahl von Heizungen, die sich in ihrem Wärmeerzeugungsbereich voneinander unterscheiden; und eine zweite Heizwalze mit einer Vielzahl von Heizungen, die sich in ihrem Wärmeerzeugungsbereich voneinander unterscheiden, wobei eine Wärmeerzeugungsbereichsteilungslage zwischen einander benachbarten Heizungen in der zweiten Heizwalze zu einer Wärmeerzeugungsbereichsteilungslage zwischen einander benachbarten Heizungen in der ersten Heizwalze versetzt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen durchgängig durch die beigefügten Zeichnungen einander entsprechende Merkmale. Die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren im einzelnen beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 eine Schnittansicht ist, die Heizwalzen zeigt, die in einer Tonerbildheizvorrichtung gemäß der Erfindung angewendet sind;

Fig. 2 eine Seitenansicht ist, die ein Beispiel der Tonerbildheizvorrichtung zeigt, das eine erste Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig. 3 eine Seitenansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Tonerbildheizvorrichtung zeigt, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig. 4 eine Seitenansicht ist, die ein weiteres Beispiel der Tonerbildheizvorrichtung zeigt, das eine dritte Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Tonerbildheizvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist;

Fig. 6 eine Schnittansicht der Tonerbildheizvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist; und

Fig. 7 ein Diagramm ist, das die Ankopplung eines Druckers umreißt, bei dem die Tonerbildheizvorrichtung der Erfindung angewendet ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

In diesem Zusammenhang sollte angemerkt werden, daß das technische Konzept der Erfindung in den Ausführungsformen auf einen Drucker angewendet ist, der als Aufzeichnungsmaterial ein kontinuierliches Blatt verwendet, wie in Fig. 7 gezeigt.

Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt der Drucker einen Blattzuführabschnitt 1, Bildformabschnitte 2 und 3, einen Richtungswechselabschnitt 4, der die Förderrichtung eines Aufzeichnungsblatts ändert, und einen Tonerbildheizabschnitt 5.

Der Blattzuführabschnitt 1 weist ein Walzenblatt auf, das durch Wickeln eines Endlosblatts P in die Form einer Walze gebildet wird, und Blattführungswalzen 6 und 7, die ausgebildet sind, um das Blatt P zum Bildformabschnitt 7 zu führen und zu fördern. In der Ausführungsform wird das Walzenblatt verwendet, die Erfindung ist jedoch nicht hierauf oder hierdurch begrenzt; dies bedeutet, daß beispielsweise ein sogenanntes "Leporello-bruchgefalztes Blatt" (Zickzackfaltung) verwendet werden kann, das in vorbestimmten Abständen nach vorne und zurückgefaltet ist. In dem Fall, in dem das zickzackgefaltete Blatt verwendet wird, können anstelle der Blattführungswalzen 6 und 7 bekannte Blattfördermitnehmer verwendet werden.

Der Bildformabschnitt 2 weist bekannte Elemente zum Durchführen eines elektrofotografischen Verfahrens auf, wie zum Beispiel eine fotosensitive Walze 8, eine Aufladung 9, eine Belichtungseinheit 10, eine Entwicklungseinheit 11 und eine Übergabeeinheit 12. Der Bildformabschnitt 3 umfaßt ebenfalls bekannte Elemente zum Durchführen eines elektrofotografischen Verfahrens, wie zum Beispiel eine fotosensitive Walze 13, eine Aufladung 14, eine Belichtungseinheit 15, eine Entwicklungseinheit 16 und eine Übergabeeinheit 17.

Der Richtungswechselabschnitt 4 umfaßt Blattführungswalzen 18 und 19, um das Blatt P, das von dem Bildformabschnitt 2 gefördert wurde, zum Bildformabschnitt 3 zu führen. Die Anordnung des Tonerbildheizabschnitts 5 wird später im einzelnen beschrieben werden.

Bei dem oben beschriebenen Drucker wird das von dem Blattzuführabschnitt 1 zugeführte Blatt P, geführt durch die Führungswalzen 6 und 7, in den Bildformabschnitt 2 gefördert und dringt durch die fotosensitive Walze 8 und die Übertragungseinheit 12, so daß ein erstes Tonerbild T₁ auf das Blatt P übertragen wird. Dies bedeutet, daß das Blatt P das Tonerbild T₁ elektrostatisch trägt. Das das Tonerbild T₁ tragende Blatt P läuft durch den Richtungswechselabschnitt 4 und wird dann in den Bildformabschnitt 3 übergeben. In dem Abschnitt 3 läuft das Blatt P durch die fotosensitive Walze 13 und die Übertragungseinheit 17, so daß ein zweites Tonerbild T₂ auf das Blatt P übertragen wird.

Das Blatt P, auf dessen beiden Seiten die Tonerbilder übertragen wurden, wird in den Tonerbildheizabschnitt 5 geliefert, wo das Blatt P erwärmt oder erwärmt und gepreßt wird, so daß die Tonerbilder T₁ und T₂ auf dem Blatt P fixiert sind.

In dem Fall der Fig. 7 zeichnen die Bildformabschnitte 2 und 3 Tonerbilder in einer einzigen Farbe jeweils auf den Vorder- und Rückflächen des Blatts P auf; die Erfindung ist jedoch nicht hierauf oder hierdurch begrenzt. Dies bedeutet, daß Tonerbilder dann in mehr als einer Farbe auf die erste Oberfläche des Blatts P aufgezeichnet werden können, wenn eine Vielzahl von Bildformabschnitten auf dem Blattpfad zwischen der Blattführungswalze 7 und der Blattführungswalze 18 derart vorgesehen sind, daß sie dem Bildformabschnitt 2 benachbart sind. Auf ähnliche Weise können Tonerbilder dann in mehr als einer Farbe auf der zweiten Fläche des Blatts P aufgezeichnet werden, wenn eine Vielzahl von Blattformabschnitten auf dem Blattpfad zwischen der Blattführungswalze 19 und dem Tonerbildheizabschnitt 5 derart vorgesehen sind, daß sie dem Blattformabschnitt 3 benachbart sind.

Im folgenden wird die Anordnung des Tonerbildheizabschnitts 5 beschrieben werden.

In der Vorrichtung der Erfindung umfaßt der Tonerbildheizabschnitt 5, wie in Fig. 1 gezeigt: eine erste Heizwalze, die eine Vielzahl von Heizungen (Halogenlampen oder ähnliches) h₁, h₂ und h₃ aufweist, die sich in einem Wärmeerzeugungsbereich voneinander unterscheiden; und eine zweite Heizwalze, die eine Vielzahl von Heizungen h₄, h₅ und h₆ aufweist, die sich ebenfalls in einem Wärmeerzeugungsbereich voneinander unterscheiden. Die Wärmeerzeugungsbereichsteilungslagen C, D der zweiten Heizwalze 21 sind von der Wärmeerzeugungsbereichsteilungslage A, B der ersten Heizwalze 20 versetzt.

Im folgenden werden die Ausführungsformen beschrieben werden, die die Heizwalzen 20 und 21 verwenden.

Erste Ausführungsform

Fig. 2 zeigt die Heizwalzen 20 und 21, die durch das Blatt P gegeneinandergepreßt werden. In diesem Fall, ähnlich zu dem Fall des bekannten Heizwalzenfixiersystems, wird das das Tonerbild T₁ und das Tonerbild T₂ tragende Blatt P gefördert und erwärmt, während es durch die Heizwalzen 20 und und 21 läuft, so daß die Tonerbilder T₁ und T₂ gleichzeitig auf dem Blatt P fixiert werden. In dem Fall, in dem die Heizwalzen 20 und 21 wie in Fig. 2 gezeigt gegeneinandergepreßt werden, ist es, um die Tonerbilder sanft von den Heizwalzen zu lösen, bevorzugt, daß Löseschichten 20a und 21a, wie zum Beispiel bekannte Fluor-Harzschichten (PFA und FEP) auf den zylindrischen Oberflächen der Walzen 20 und 21 ausgebildet sind.

Zweite Ausführungsform

Im Fall der Fig. 3 sind die Heizwalzen 20 und 21 in einer vorbestimmten Entfernung voneinander beabstandet vorgesehen, so daß die Oberflächen der Heizwalzen 20 und 21 nicht in Berührung mit den Tonerbildern T₁ und T₂ sind. In diesem Fall sind die Heizwalzen 20 und 21 nicht in Berührung mit dem Blatt P und es ist nicht notwendig, die Löseschichten auf den Oberflächen der Heizwalzen auszubilden; dies bedeutet, daß die Struktur der Walzen weitestgehend vereinfacht ist.

Dritte Ausführungsform

In dem Fall der Fig. 4, einer dritten Ausführungsform der Erfindung, sind Rotoren (Drehwalzen) 22 und 23 stromab der Heizwalzen 20 und 21 vorgesehen, betrachtet in der Förderrichtung des Blatts, und ein Endlosband 24 ist über die Heizwalze 20 und die Drehwalze 22 gelegt, während ein Endlosband 25 über die Heizwalze 21 und die Drehwalze 23 gelegt ist.

Es wird nun die in Fig. 4 gezeigte dritte Ausführungsform im einzelnen beschrieben werden.

In Fig. 4 bezeichnen Bezugszeichen 26 und 27 Drehwalzen, und 28 und 29 Zugfedern, die ausgebildet sind, um die Walzen 26 und 27 entsprechend gegen die Innenflächen der Endlosbänder 24 und 25 zu pressen. Folglich werden die Endlosbänder 24 und 25 wie erforderlich auf Spannung gehalten. Des weiteren bezeichnen in Fig. 4 Bezugszeichen 30 und 31 Blattförderwalzen. In der folgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung der Beschreibung auf obere Heizelemente, die die Heizwalze 20, die Drehwalzen 22 und 26, die Zugfeder 28 und das Endlosband 24 umfassen, mit Heizeinheit H₁ Bezug genommen werden, und auf ähnliche Weise wird auf untere Heizelemente, die die Heizwalze 21, die Drehwalzen 23 und 27, die Zugfeder 29 und das Endlosband 25 umfassen, mit Heizeinheit H₂ Bezug genommen werden.

Die oben beschriebenen Heizeinheiten H₁ und H₂ sind derart angeordnet, daß ihre Endlosbandflächen dem Blatt P ausgesetzt sind. In dem Fall, in dem die Heizwalzen 20 und 21 Antriebswalzen sind, kann die Fördergeschwindigkeit der Endlosbänder 24 und 25 durch Steuern der Drehgeschwindigkeiten der Heizwalzen 20 und 21 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Die Oberflächentemperaturen der Endlosbänder 24 und 25 kann durch Ein/Aus-Steuerung der Heizungen h₁ bis h₆ der Heizwalzen 20 und 21 auf gewünschte Temperaturen eingestellt werden. In der derart konstruierten Ausführungsform werden die auf vorbestimmten Temperaturen gehaltenen Endlosbänder 24 und 25 mit gewünschten Geschwindigkeiten angetrieben.

Ein Beispiel der Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Förderung in der Ausführungsform wird beschrieben werden. In der Ausführungsform wird die Fördergeschwindigkeit derart bestimmt, daß sie V₁ = V₂ = V₃ genügt (wobei V₁ die Fördergeschwindigkeit des Blatts P, V₂ die Fördergeschwindigkeit des Endlosbands 24 und V₃ die Fördergeschwindigkeit des Endlosbands 25 ist). In diesem Fall ist der Wärmewirkungsgrad wesentlich höher als in dem Fall, in dem ein Strahlungswärmequellabschnitt befestigt ist, wie im Fall eines konventionellen Lichtblitzfixiersystems oder Ofenfixiersystems.

Jedes der Endlosbänder 24 und 25 kann aus einer Vielzahl von Endlosbändern bestehen, wie in Fig. 5 gezeigt.

Obwohl die Größe eines zu benutzenden Blatts von einem ausgewählten Drucker abhängt, sollten die Bänder in dem Fall, in dem ein Drucker berücksichtigt wird, der in der Lage ist, Blätter von einer Blattgröße A4 bis zu einer Blattgröße A3 horizontal zu fördern, in der Lage sein, Blätter von 300 mm bis zu 500 mm zu handhaben. Folglich benötigen die Endlosbänder 24 und 25 eine Breite von zumindest 500 mm, der Maximalbreite des Blatts. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die Endlosbänder 24 und 25 in Teile 24a, 24b, 24c und 25a, 25b und 25c in den Richtungen der Achsen der Heizwalzen 20 und 21 unterteilt. Dieses Merkmal ermöglicht es, die Abmessungen von jedem der Endlosbänder zu senken, wenn letzteres gebildet wird. Des weiteren trägt das Merkmal zu einer Verbesserung der Herstellungsgenauigkeit und Verarbeitungsfähigkeit bei, und minimiert die Stück- und Teilkosten.

Die Endlosbänder 24 und 25 können in Abhängigkeit von den Wärmeerzeugungsbereichsteilungslagen A und B, und C und D der Heizungen h₁ bis h₆ unterteilt werden, wie in Fig. 6 gezeigt, oder sie können ungeachtet der Teilungslagen unterteilt werden.

Durch Unterteilen der Förderflächen der Endlosbänder 24 und 25 und der Wärmeerzeugungsbereiche der Heizwalzen 20 und 21 kann das übermäßige Ansteigen der Temperatur oder die übermäßige Benutzung der Wärmemenge eliminiert werden, wenn ein Blatt kleiner Breite gefördert wird, was zum Überhitzen der Teile der Endlosbänder beitrüge, wo sich kein Blatt befindet.

In Fig. 6 ist bezüglich der Wärmeerzeugungsbereichsteilungslagen A und B, und C und D der Heizungen h₁ bis h₆ die Teilungslage D der Heizungen h₄ und h₅ links von der Teilungslage B der Heizungen h₁ und h₂ angeordnet. Auf ähnliche Weise ist die Teilungslage C der Heizungen h₅ und h₆ rechts von der Teilungslage A der Heizungen h₂ und h₃ angeordnet. Dies bedeutet, daß die Teilungslagen zueinander versetzt sind. Dieses Merkmal ermöglicht es, daß die Heizwalzen 20 und 21 das Absenken der Temperatur an den Teilungslagen verhindern; dies bedeutet, daß ein lokales Temperaturabsenken verhindert werden kann. Die Teilungslagen A und B, und C und D sind lediglich beispielhaft. Die Entfernung zwischen den Lagen A und B, und die Entfernung zwischen den Lagen C und D kann auf gewünschte Werte eingestellt werden.

Es ist bevorzugt, daß die äußeren zylindrischen Flächen (Breiten L₁ bis L₆) der Heizwalzen 20 und 21 jeweils in der Form einer Krone gegeben sind, wie in Fig. 6 gezeigt. Insbesondere ist die äußere Zylinderfläche der Heizwalzen 20 und 21 jeweils entlang der Mittellinien der Breiten L₁, L₂ und L₃, und L₄, L₅ und L₆ der geteilten Endlosbänder 24a, 24b und 24c, und 25a, 25b und 25c in der Form einer Krone gebogen. In diesem Fall werden die Endlosbänder positiv gerade weiterbewegt.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Drehwalzen 22 und 23 stromab der Heizwalzen 20 und 21 vorgesehen, betrachtet in der Förderrichtung eines Blatts, und das Endlosband 24 ist über die Heizwalze 20 und die Drehwalze 22 gelegt, während das Endlosband 25 über die Heizwalze 21 und die Drehwalze 23 gelegt ist; die Erfindung ist jedoch nicht hierauf oder hierdurch begrenzt. Dies bedeutet, daß die Drehwalzen 22 und 23 beispielsweise stromauf der Heizwalzen 20 und 21 vorgesehen sein können, betrachtet in der Förderrichtung eines Blatts.

Jede der Tonerbildheizvorrichtungen, die ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen, können als eine Fixiereinheit verwendet werden, die Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsblatt endgültig fixiert, oder sie kann mit einer Fixiereinheit derart kombiniert werden, daß sie als vorläufige Fixiereinheit oder zeitweilige Fixiereinheit verwendet werden kann.

Wirkungen der Erfindung

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist es gemäß der Erfindung möglich, eine Tonerbildheizvorrichtung bereitzustellen, deren Heizbereich in jeder der Vorder- und Rückfläche eines Aufzeichnungsmaterials der Größe eines gegebenen Aufzeichnungsmaterials entspricht.

Claims

1. Tonerbildheizvorrichtung zum Erwärmen eines Aufzeichnungsmaterials, das ein Tonerbild trägt, umfassend:
eine erste Heizwalze mit einer Vielzahl von Heizungen, die sich in Wärmeerzeugungsbereichen voneinander unterscheiden; und
eine zweite Heizwalze mit einer Vielzahl von Heizungen, die sich in Wärmeerzeugungsbereichen voneinander unterscheiden,
wobei eine Wärmeerzeugungsbereichsteilungslage zwischen den einander benachbarten Heizungen in der zweiten Heizwalze zu einer Wärmeerzeugungsbereichsteilungslage zwischen den einander benachbarten Heizungen in der ersten Heizwalze versetzt ist.

2. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial förderbar ist, während es zwischen der ersten Heizwalze und der zweiten Heizwalze gehalten ist, die gegeneinander gepreßt sind.

3. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial förderbar ist, während es durch die erste Heizwalze und die zweite Heizwalze läuft, die in einer vorbestimmten Entfernung voneinander beabstandet sind.

4. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotor stromab oder stromauf von zumindest einer der ersten und zweiten Heizwalzen vorgesehen ist, betrachtet in der Förderrichtung des Aufzeichnungsmaterials, und ein Endlosband über die Heizwalze und den Rotor gelegt ist.

5. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband in der Richtung der Achse der Heizwalze in Teile unterteilt ist.

6. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Zylinderfläche von zumindest einer der Heizwalze und des Rotors jede in Übereinstimmung mit den Lagen der unterteilten Endlosbänder einen Kronenabschnitt umfaßt.

7. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband in Übereinstimmung mit der Anzahl der Heizungen in der Heizwalze in Teile unterteilt ist.

8. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Zylinderfläche von zumindest einer der Heizwalze und des Rotors jede in Übereinstimmung mit den Lagen der unterteilten Endlosbänder einen Kronenabschnitt umfaßt.

9. Tonerbildheizvorrichtung zum Erwärmen eines Aufzeichnungsmaterials, das ein Tonerbild trägt, umfassend:
eine erste Heizwalze mit einer Vielzahl von ersten Heizungen; und
eine zweite Heizwalze mit einer Vielzahl von zweiten Heizungen und der ersten Heizwalze gegenüberliegend.

10. Tonerbildheizvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der ersten Heizungen sich in Wärmeerzeugungsbereichen voneinander unterscheiden, und die Vielzahl von zweiten Heizungen sich in Wärmeerzeugungsbereichen voneinander unterscheiden.