DE19901467C2 - Fixierverfahren und Fixiervorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fixierverfahren nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 und eine Fixiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 7. Ein solches Fixierverfahren und eine solche Fixiervor­ richtung sind zur Verwendung in elektrophotographischen Druckgeräten, die einen elektrophotographischen Prozess benutzen, wie beispielsweise Kopiergeräte, Facsimilegeräte, Drucker, usw., und insbesondere in elektrophotographischen Geräten, die ein Vollfarbdrucken erlauben, vorgesehen.

Gewöhnlich wird für Fixiervorrichtungen zur Verwendung in elektrophotographi­ schen Geräten, die elektrophotographische Prozesse einsetzen, wie beispielsweise Kopiergeräten, Facsimilegeräten, Druckern, usw., allgemein ein interner Heiz­ prozess angewandt, bei dem ein Blatt, das unfixierten Toner aufweist, in einem Kontaktteil (Fixierabschnitt) zwischen einer Fixierwalze, in der eine Heizeinrich­ tung untergebracht ist, und einer Druckbeaufschlagungswalze, die in engem Kontakt mit der Fixierwalze kommt, eingeführt wird, und der Toner wird unter einwirkender Wärme geschmolzen, um dadurch den Toner auf dem Blatt dauer­ haft festzulegen.

Eine schematische Struktur einer herkömmlichen Fixiervorrichtung, die das beschriebene, interne Heizsystem anwendet, ist in Fig. 11 gezeigt. Die Fixiervor­ richtung ist beispielsweise so aufgebaut, dass sie eine Fixierwalze 101, bei der eine Silicongummischicht 101b auf ein Kernmetall 101a aus Aluminium auf­ geschichtet ist, und eine Druckbeaufschlagungswalze 102, bei der eine Silicon­ gummischicht 102b auf einem Kernmetall 102a aus Aluminium gebildet ist, auf­ weist, wobei die Druckbeaufschlagungswalze 102 in Berührung mit der Fixier­ walze 101 gebracht ist.

Die Fixierwalze 101 enthält darin eine Heizlampe 103 als eine Wärmequelle. Die Fixierwalze 101 legt Wärme von der Innenseite aufgrund eines Meßergebnisses durch einen Thermistor 104 an, der auf der Oberfläche der Fixierwalze 101 an­ gebracht ist, damit die Oberfläche der Fixierwalze 101 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, um bereit für einen Fixierbetrieb zu sein (im Folgen den als Aufwärmzeit bezeichnet).

Andererseits dreht sich die Druckbeaufschlagungswalze 102 unter Aufrechterhaltung eines Kontaktes mit der Fixierwalze 101 während der Aufwärmzeit. Da­ her wird die Druckbeaufschlagungswalze 102 indirekt durch die Fixierwalze 101 erwärmt. Somit wird der Toner P auf dem Blatt P, das gerade zu dem Kontaktteil zwischen der Fixierwalze 101 und der Druckbeaufschlagungswalze 102 trans­ portiert ist, durch die Fixierwalze 101 und die Druckbeaufschlagungswalze 102 erwärmt, wodurch der Toner T dauerhaft auf dem Blatt P fixiert wird.

Jedoch kann in dem Fall des Fixierens des Toners T auf dem Blatt P durch die Fixiervorrichtung, die die beschriebene, interne Heizmethode anwendet, bei­ spielsweise in dem Fall des Einsatzes von Toner, der gewünschte Freisetz- bzw. Freigabeeigenschaften nicht aufweist, wie beispielsweise Farbtoner, der To­ ner an der Oberfläche der Schmelzwalze 101 (eine sogenannte Versetzung) beim Fixierprozess anhaften. Um insbesondere eine Farbentwicklung oder Transpa­ renz des Farbtoners zu verbessern, ist es erforderlich, die Fixiertemperatur h­ och einzustellen, um eine große Menge an Wärmeenergie dem Farbtoner zuzuf ühren, der auf einer Mehrfachschicht gebildet ist. Wenn jedoch die Temperatur der Fixierwalze 101 ansteigt, um den Toner T von der Fixierwalze 101 in einem hochgeschmolzenen Zustand zu trennen, überschreitet die zwischen der Fixier­ walze 101 und dem Toner T ausgeübte Haftung die interne Agglomerationskraft, und der Toner T wird auf dessen Innenseite geteilt, was zu einer Vesetzung führt. Wenn andererseits ein Versuch unternommen wird, die Hochtemperatur­ versetzung durch Absenken der Fixiertemperatur zu verhindern, kann die Fi­ xierstärke auf der Zwischenfläche zwischen dem Toner T und dem Blatt P redu­ ziert werden, was in einer unzureichenden Fixierstärke resultiert.

Um dem beschriebenen Problem entgegenzuwirken, wird insbesondere in der Fixiervorrichtung des internen Heizsystems, das den Vollfarben-Elektrophoto­ graphieprozess anwendet, die Fixierwalze 101 bei einer hohen Temperatur (bei­ sielsweise bei etwa 180°C) gehalten, und ein Versetzungsverhinderungs­ gebrauch-Öl 106 wirkt auf die Oberfläche der Fixierwalze 101 mittels eines Ölauftragmechanismus 105 ein, der zwischen einem Paar von Ölauftragwalzen 107 vorgesehen ist, und nachdem der Toner T auf dem Blatt P festgelegt ist, wird das Blatt P aus der Fixierwalze 101 durch eine Trennklaue 108 entfernt, wodurch das Blatt P mit dem darauf festgelegten Toner T von der Fixierwalze 101 abgetrennt wird.

Jedoch treten in dem Fall des Einwirkens des Versetzungsverhinderungs­ gebrauch-Öles 106 auf die Oberfläche der Fixierwalze 101 die folgenden Probleme auf:

• 1. Eine komplizierte Struktur wird benötigt, um gleichmäßig das Öl 106 auf die Fixierwalze 101 aufzutragen, was zu einer Steigerung in den Kosten für die Fixiervorrichtung führt.
• 2. Die Silicongummischicht 101b der Fixierwalze 101 verschlechtert sich und schwillt mit einer Einwirkung des Öls 106 an, was zu einer kürzeren Lebensdauer der Fixierwalze 101 führt.
• 3. Die Vorrichtung wird durch das Lecken des Öls 106 verschmutzt, was nachteilhaft andere Vorrichtungen beeinträchtigt.
• 4. Das Öl 106 kann auf dem Blatt P anhaften, was die Hände eines Benutzers verschmutzt und für diesen unbequem ist.
• 5. In dem Fall der Anwendung eines OHP (Overhead- bzw. Überkopfprojektor) auf das Blatt P haftet das Öl 106 auf der Oberfläche des OHP, was dazu führt, dass die schwache Transparenz des OHP vermindert wird.
• 6. Eine periodische Wartung ist erforderlich, wie beispielsweise eine Zufuhr des Öls 106, und ist somit für den Gebrauch unbequem.

Darüber hinaus wird in der herkömmlichen Fixiervorrichtung die Fixierwalze 101 von einer großen Wärmekapazität durch die Heizlampe 103 (beispielsweise 800 W), die darin untergebracht ist, erwärmt, und Wärme wird von der Ober­ fläche der Fixierwalze 101 zu der Druckbeaufschlagungswalze 102 übertragen. Als ein Ergebnis wird die Druckbeaufschlagungswalze 102 ebenfalls erwärmt, wenn die Fixierwalze 101 erwärmt ist. Insbesondere wird in der herkömmlichen Fixiervorrichtung des internen Heizsystems der größte Anteil der auf die Fixier­ walze 101 einwirkenden Wärme durch die Druckbeaufschlagungswalze 102 absorbiert. Daher ist in der beschriebenen Fixiervorrichtung des internen Druckbeaufschlagungssystems eine lange Aufheizzeit erforderlich, um die Ober­ fläche der Fixierwalze 101 auf Temperaturen zu erwärmen, bei denen der Toner T fixiert werden kann.

In der DE 44 07 931 C1 ist eine Fixiervorrichtung für ein elektrofotografisches Gerät beschrieben, bei dem zur Schaffung eines klaren, fixierten Bildes ohne Versatz ein endloses Fixierband mit einem metallischen Körper und einem dünnen Film versehen ist. Das endlose Fixierband ist zwischen einer elasti­ schen Fixierwalze mit einer elastischen Oberfläche und einer Heizwalze ge­ spannt, wobei eine Druckwalze vorgesehen ist, um die Oberfläche der Fixier­ walze von deren Unterseite nach oben über das Fixierband zu drücken, damit ein Andruckabschnitt zwischen dem Fixierband und der Druckwalze erhalten wird. Eine Führungsplatte für ein ein unfixiertes Bild tragendes Unterlageteil ist unterhalb des Fixierbandes zwischen der Heizwalze und dem Andruckab­ schnitt vorgesehen, um eine im Wesentlichen lineare Heizstrecke zwischen der Führungsplatte und dem Fixierband zu bilden. Dabei werden bestimmte, bevor­ zugte Temperaturbereiche für die Heizwalze und das Fixierband in der Heiz­ strecke angegeben: Die Heizwalze soll eine Temperatur in einem Bereich von 140°C bis 190°C, insbesondere im Bereich von 150°C bis 170°C aufweisen, während für die Temperatur des Fixierbandes in der Heizstrecke eine Tempe­ ratur im Bereich von 135°C bis 185°C, vorzugsweise im Bereich von 145°C bis 165°C angegeben ist. Die Temperatur der Druckwalze soll im Bereich zwischen 100°C bis 138°C, vorzugsweise im Bereich zwischen 108°C und 123°C liegen. Bei dieser Fixiervorrichtung sind aber jeweils für die Heizwalze, das Fixierband und die Druckwalze jeweils bestimmte Temperaturbereiche ein­ zuhalten.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fixierverfahren und eine Fixiervorrichtung der eingangs genannten Art vorzusehen, die jeweils ein Auftre­ ten einer Versetzung und schwaches Fixieren verhindern, ohne ein Auftragen von Öl zu benötigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Fixierverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Fixiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 vor.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Fixierverfahren zum Fixieren eines unfixierten Tonerbildes, das auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet ist, indem ein Aufzeichnungsmaterial, auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt ist, zu einem Kontaktteil zwischen einer Fi­ xiereinrichtung und einer Druckbeaufschlagungseinrichtung transportiert wird, um eine Oberfläche der Fixiereinrichtung mit Druck zu beaufschlagen, zeichnet sich also insbesondere durch die folgenden Schritte aus:

• a) Gewinnen eines versetzungsfreien Bereiches, der durch eine kritische Grenzlinie festgelegt ist, die von einer Funktion einer Fixiereinrichtung- Oberflächentemperatur und einer Druckbeaufschlagungseinrichtung-Ober­ flächentemperatur erhalten ist, in welcher eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren von Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial gewährleistet werden kann, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, und
• b) Steuern der Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur und der Druckbeauf­ schlagungseinrichtung-Oberflächentemperatur an dem Kontaktteil, während das Aufzeichnungsmaterial dort hindurch transportiert wird, um in den versetzungsfreien Bereich zu fallen.

Gemäß dem oben beschriebenen Vorgehen kann durch Steuern der Oberflächen­ temperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druckbe­ aufschlagungseinrichtung, um in den versetzungsfreien Bereich zu fallen, ein Auftreten einer Versetzung verhindert werden, ohne Öl zu verwenden, und ein schwaches Fixieren des Toners kann reduziert werden.

Bei dem herkömmlichen Verfahren wird insbesondere die Oberflächentempera­ tur der Druckbeaufschlagungseinrichtung, nämlich die Beziehung zwischen der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung, nicht berücksichtigt. Daher wird bei dem herkömmlichen Verfahren die Druckbeaufschlagungseinrichtung erwärmt, wie die Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung angehoben ist, und ein Fixier­ betrieb wird in dem Bereich jenseits des versetzungsfreien Bereiches durch­ geführt. Als ein Ergebnis der durch die Erfinder vorgenommenen Untersuchun­ gen ist es jedoch offenbar, dass die kritische Grenzlinie besteht, die aus der Funktion der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflä­ chentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung erhalten ist. Daher kann durch Ausführen der Temperatursteuerung aufgrund der kritischen Grenzlinie ein Qualitätsbild erzeugt werden, ohne Öl anzuwenden.

Eine Fixiervorrichtung umfasst insbesondere:
eine Fixiereinrichtung,
eine Druckbeaufschlagungseinrichtung, um eine Oberfläche der Fixiereinrichtung mit Druck zu beaufschlagen,
eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Fixiereinrichtung,
eine erste Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Oberflä­ chentemperatur der Fixiereinrichtung in der Nähe des Kontaktteiles, wobei die er­ ste Temperaturerfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Fixierein­ richtung vorgesehen ist,
eine zweite Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ober­ flächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles, wobei die zweite Erfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontakttei­ les der Druckbeaufschlagungseinrichtung vorgesehen ist, und
eine Wärmeauftragsteuereinrichtung zum Steuern der Heizeinrichtung auf­ grund der Ergebnisse der Erfassung durch die erste Temperaturerfassungseinrich­ tung und die zweite Temperaturerfassungseinrichtung,
wobei die Wärmeauftrag-Steuereinrichtung die Fixiereinrichtung-Ober­ flächentemperatur und die Druckbeaufschlagungseinrichtung-Oberflächentempera­ tur an dem Kontaktteil steuert, während das Aufzeichnungsmaterial dort hindurch in einen versetzungsfreien Bereich transportiert wird, in welchem eine ausreichen­ de Fixierstärke zum Fixieren von Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial gewährlei­ stet werden kann, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, wobei der versetzungsfreie Bereich durch eine kritische Grenzlinie de­ finiert ist, die aus einer Funktion einer Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur und einer Druckbeaufschlagungseinrichtung-Oberflächentemperatur erhalten ist.

Gemäß der bevorzugten Anordnung kann durch Steuern der Oberflächentempe­ ratur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druckbeauf­ schlagungseinrichtung innerhalb des versetzungsfreien Bereiches ein Auftreten der Versetzung verhindert werden, ohne das Versetzungsverhinderungsgebrauchs- Öl zu verwenden, und ein schwaches Fixieren des Toners kann reduziert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fixierstärke/Hochtemperatur-Versetzungskennlinien­ diagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Temperatursteuerkennliniendiagramm einer Fixierwalzen- Oberflächentemperatur und einer Druckbeaufschlagungsband- Oberflächentemperatur einer Fixiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Diagramm, das schematisch einen Laserdrucker zeigt, der mit der Fixiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist,

Fig. 4 ein Diagramm, das schematisch die in Fig. 3 dargestellte Fixier­ vorrichtung zeigt,

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das Prozesse von Steuerumdrehungen der Fixierwalze während der Aufwärmzeit zeigt,

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das Prozesse der Steuerung der Oberflächen­ temperatur der Fixierwalze und der Oberflächentemperatur des Druckbeaufschlagungsbandes in dem Fixierprozeß zeigt,

Fig. 7 ein Diagramm, das schematisch die Struktur der Fixier­ vorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 8 ein Diagramm, das schematisch die Struktur der Fixier­ vorrichtung gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 9 ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Fixier­ vorrichtung gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 10 eine erläuternde Darstellung, die die Struktur eines Heizrohres zeigt, das in der in Fig. 9 dargestellten Fixiervorrichtung vor­ gesehen ist, und

Fig. 11 ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer herkömm­ lichen Fixiervorrichtung zeigt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 1 bis 6 beschrieben.

Verschiedene Untersuchungen wurden durch die Erfinder vorgenommen, um eine Lösung für eine Versetzung und ein schwaches Fixieren des Toners in der Fixiervorrichtung zu finden, welche das interne Heizsystem in dem elektrophoto­ graphischen Prozeß verwendet. Als ein Ergebnis wurde gefunden, daß dann, wenn die Fixiertemperatur angehoben wird, um eine verbesserte Farbentwick­ lung und Transparenz zu erreichen, und um den Toner von der Fixiervorrich­ tung (beispielsweise einer Fixierwalze) in einem hochgeschmolzenen Zustand zu entfernen, Grenzlinien bestehen, die kritische Punkte anzeigen, die durch die Funktion der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächen­ temperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung bei dem Kontaktteil (Fixier­ walzenspalt) zwischen der Fixiereinrichtung und der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung (beispielsweise weiter unten beschriebener Druckbeaufschlagungs­ mechanismus) definiert sind, jenseits von denen die Haftkraft zwischen der Fixierwalze und dem Toner die interne Agglomerationskraft überschreitet, der Toner auf seiner Innenseite geteilt ist, und eine Versetzung (Hochtemperatur­ versetzung) auftritt.

Als ein Ergebnis von weiteren Untersuchungen haben die Erfinder auch erkannt, daß eine Grenzlinie besteht, die kritische Punkte angibt, die durch die Funktion der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und die Oberflächentempe­ ratur der Druckbeaufschlagungseinrichtung bei dem Kontaktteil (Fixierwalzen­ spaltteil) zwischen der Fixiereinrichtung und der Druckbeaufschlagungsein­ richtung (beispielsweise Druckbeaufschlagungsmechanismus, der weiter unten beschrieben wird), definiert sind, jenseits von denen die Haftung auf der Zwischenfläche zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial vermindert ist und eine ausreichende Fixierstärke nicht erhalten werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet eine ausreichende Fixierstärke, daß ein gewünschtes Ergebnis durch den (weiter unten beschriebenen) Biegetest erhal­ ten werden kann und daß in einem praktischen Gebrauch der Abfall des Toners kaum beobachtet wird.

Unter Berücksichtigung der obigen Anmerkungen haben die Erfinder Unter­ suchungen vorgenommen, um ein vorteilhaftes Verfahren zum Übertragen von Wärme auf den Toner von der Fixiereinrichtung und der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung zu finden, indem die Temperaturen des Toners spezifiziert werden, bei denen der Toner an dem Blatt haften kann und eine ausreichende Fixier­ stärke zu erzielen ist, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu bewirken.

Die wünschenswerten Temperaturbedingungen des Toners, bei denen der Toner an dem Blatt festgelegt werden kann, und bei denen eine ausreichende Fixier­ stärke zu erzielen ist, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, werden anhand der Fig. 1 erläutert.

Versuche wurden durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Oberflächen­ temperatur T1 (°C) der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur T2 (°C) der Druckbeaufschlagungseinrichtung zu finden, bei welcher der Toner an dem Blatt haften kann und eine ausreichende Fixierstärke zu beobachten ist, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen. Für die Versuche können beispiels­ weise eine Fixierwalze und ein Druckbeaufschlagungsmechanismus, die weiter unten näher erläutert werden, als die Fixiereinrichtung bzw. die Druckbeaufschlagungseinrichtung verwendet werden. Für den Toner wird beispielsweise Sharp JX 8200 eingesetzt.

Aus Kombinationen der Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung sind jeweils kritische Temperaturen, die eine Fixierstärke garantieren, damit der Toner an dem Aufzeichnungsmaterial haftet, und kritische Temperaturen zur Erzeugung einer Hochtemperaturversetzung, um eine Hochtemperaturversetzung zu verhin­ dern, aufgetragen und durch Geraden bzw. lineare Linien angenähert.

Als ein Ergebnis kann aus der kritischen Temperatur, die die Fixierstärke garan­ tiert, die erste kritische Grenzlinie a (kritische Grenzlinie, die Fixierstärke garantiert), die durch die folgende Formel (a) angegeben ist, um eine genügende Stärke zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial zu gewährleisten, abgeleitet werden:

T2 ≧ -3,3 × T1 + 625 (°C) (a).

Aus der kritischen Temperatur für die Erzeugung der Hochtemperaturversetzung kann die zweite kritische Grenzlinie b (kritische Grenzlinie für das Auftreten einer Hochtemperaturversetzung), die durch die folgende Formel (b) angegeben ist, um eine Hochtemperaturversetzung zu verhindern, abgeleitet werden:

T2 ≦ -0,5 × T1 + 220 (°C) (b).

Insbesondere ist der in Fig. 1 gezeigte Temperaturbereich, der durch die erste kritische Grenzlinie, die durch die Formel (a) gegeben ist, und durch die zweite kritische Grenzlinie, die durch die Formel (b) gegeben ist, umschlossen ist, der Bereich (im folgenden als ein versetzungsfreier Bereich oder Nichtversetzungs­ bereich bezeichnet), in welchem dann, wenn der oben beschriebene Toner ein­ gesetzt wird, eine ausreichende Stärke gewährleistet werden kann, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, wie dies aus den obigen Versuchen erhalten ist.

Sodann werden auf der Grundlage einer Simulation der Wärmeübertragung die Temperaturen des Toners auf der ersten kritischen Grenzlinie a und der zweiten kritischen Grenzlinie b aus der Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung gewonnen. Als ein Ergebnis wird gefunden, daß die erste kritische Grenzlinie a eine Grenze angibt, bei welcher die Temperatur der Zwischenfläche zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem Toner t1 °C ist, und die zweite kritische Grenzlinie b gibt eine Grenze an, bei welcher die Temperatur der Grenze zwischen dem Toner und der Fixiereinrichtung t2 °C beträgt. Insbesondere ist der durch die erste kritische Grenzlinie a und die zweite kritische Grenzlinie b umgebene Bereich der Bereich, der die Bedingung von t1 °C ≦ Absolutemperatur des Toners ≦ t2 °C erfüllt.

Aus dem Obigen kann ersehen werden, daß die gewünschte Temperatur­ bedingung des Toners durch t1 °C ≦ Absoluttemperatur des Toners ≦ t2 °C gegeben ist. Daher kann eine wünschenswerte Wärmeeinwirkung auf den Toner erhalten werden, indem die Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung bei dem Kontaktteil zwischen der Fixiereinrichtung und der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung so gesteuert wird, daß sie in den Nichtversetzungsbereich fällt, der durch die Grenzlinien einschließlich der ersten kritischen Grenzlinie a und der zweiten kritischen Grenzlinie b definiert ist. Indem insbesondere die Ober­ flächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung so gesteuert werden, daß sie in den beschriebenen Nichtversetzungsbereich fallen, kann eine gewünschte Ein­ wirkung der Wärme auf den Toner erreicht werden. Daher kann eine Versetzung verhindert werden, ohne Öl wie bei dem herkömmlichen Verfahren aufzutragen, und ein schwaches Tonerfixieren kann zurückgeführt werden.

Um daher die Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Ober­ flächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung so zu steuern, daß sie in den Nichtversetzungsbereich fallen, ist es wünschenswert, die Oberflächen­ temperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung um die Mittenlinie zwischen der ersten kriti­ schen Grenzlinie a und der zweiten kritischen Grenzlinie b, d. h. auf die Tempe­ raturen in der Nähe einer Linie zu steuern, die erhalten wird, indem Werte der (Fixierstärke garantierenden Temperatur + der kritischen Temperatur, die eine Versetzung bei hoher Temperatur liefert)/1 aufgrund der ersten kritischen Grenzlinie a und der zweiten kritischen Grenzlinie b in dem Nichtversetzungs­ bereich aufgetragen werden. Dies beruht darauf, daß selbst in dem Fall von großen Schwankungen in der Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung oder der Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung oder der Umgebungstemperatur die Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung stabil gesteuert werden können, um unter stabilen Bedingungen in den Nicht­ versetzungsbereich zu fallen.

Da hier die kritische Temperatur für die Erzeugung einer Versetzung und die Fixierstärke garantierende Temperatur des Toners abhängig von der Tonerart differieren, ist es erforderlich, die erste kritische Grenzlinie a und die zweite kritische Grenzlinie b für jede Art von Toner einzustellen.

Wenn zusätzlich die Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung so gesteuert werden, daß sie in den Nichtversetzungsbereich fallen, ist es hinsichtlich einer thermischen Verschlechterung der Fixiereinrichtung vorzuziehen, daß die Ober­ flächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung so gesteuert wird, daß sie die folgen­ de Bedingungen (c) erfüllt, da dann eine noch stabile Fixieroperation vor­ genommen werden kann:

T1 ≦ 220 (°C) (c).

Indem insbesondere die Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung so gehalten werden, daß sie in den nicht nur durch die erste kritische Grenzlinie a und die zweite kritische Grenzlinie b, sondern auch durch die dritte kritische Grenzlinie c (kritische Grenzlinie ist durch Formel (c) gegeben) umgebenen Bereich fallen, kann die Versetzung verhindert werden, und ein schwaches Fixieren des Toners kann zurückgefahren werden; damit kann eine wünschenswerte Fixieroperation durchgeführt werden, indem eine thermische Verschlechterung der Fixierein­ richtung verhindert wird.

Im Gegensatz hierzu wird in der herkömmlichen Fixiervorrichtung, die das inter­ ne Heizsystem anwendet, während einer Aufwärmzeit, bis eine Fixieroperation durchgeführt werden kann, da die Wärme von der auf eine vorbestimmte Tem­ pertur aufgeheizten Fixierwalze zu der Druckbeaufschlagungswalze übertragen wird und die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungswalze der Oberflächentemperatur der Fixierwalze folgt, Wärme zur Einwirkung auf das Auf­ zeichnungsmaterial gebracht, auf dem ein unfixiertes Tonerbild von der Fixier­ walze und der Druckbeaufschlagungswalze erzeugt ist.

Daher sind die Temperaturkennlinien der Fixierwalze (Fixiereinrichtung) und der Druckbeaufschlagungswalze (Druckbeaufschlagungseinrichtung) in dem herkömmlichen, internen Wärmeeinwirkungssystem durch die Linie d in Fig. 1 gezeigt, die durch die folgende Formel (d) erhalten wird:

Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungswalze = 1 × Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung - 20 (°C) (d).

Die obige Formel (a) kann auch umgeschrieben werden in:

Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung/­ Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung = Temperaturgradient k,

wobei ein Aufwärtsstoß-Temperaturgradient von k = 1 erhalten wird.

Wie oben beschrieben ist, wird bei dem herkömmlichen, internen Heizverfahren die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungswalze, insbesondere die Beziehung zwischen der Oberflächentemperatur der Fixierwalze und der Oberflä­ chentemperatur der Druckbeaufschlagungswalze (d. h. die Korrelation zwischen der Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und der Oberflächentempe­ ratur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung) nicht besonders berücksichtigt. Um in dem herkömmlichen Verfahren eine große Menge an Wärmeenergie dem Toner zuzuführen, wird die Fixierwalze auf eine hohe Temperatur (beispielsweise 180°C) erwärmt, und die Oberfläche der Druckbeaufschlagungswalze folgt der Oberfläche der Fixierwalze, die bei hoher Temperatur gehalten ist, und ein Fixierbetrieb wird unter den Bedingungen durchgeführt, daß die jeweiligen Oberflächen der Walzen über den Nichtversetzungsbereich hinaus erwärmt sind. Um daher bei der das übliche interne Wärmeeinwirkungssystem verwendenden herkömmlichen Fixiervorrichtung die Versetzung zu verhindern, ist der Ölauf­ tragungsmechanismus erforderlich.

Um die obigen Probleme zu überwinden, steuert die vorliegende Erfindung die Oberflächentemperatur T1 der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur T2 der Druckbeaufschlagungseinrichtung so, daß sie in den Nichtversetzungs­ bereich fallen. Als ein Ergebnis kann ein Ölauftragungsmechanismus aus­ geschlossen werden, und es kann eine vereinfachte Struktur erhalten werden.

Da in der Fixiervorrichtung, die das herkömmliche, interne Wärmeeinwirkungs­ system anwendet, die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungswalze infolge der Erwärmung der Oberfläche der Fixierwalze angehoben wird, beträgt, falls versucht wird, die vorliegende Erfindung auf das herkömmliche Wärme­ einwirkungssystem anzuwenden, ein erlaubter Temperaturbereich W1 der Fixier­ walze, der innerhalb des Nichtversetzungsbereiches eingestellt werden kann, um 10 Grad.

Unter Berücksichtigung des handhabbaren Umgebungstemperaturbereiches von 5°C bis 35°C beträgt der erlaubte Temperaturbereich der Fixiereinrichtung 30 Grad.

Die Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung haben eine Fixiervorrichtung untersucht, auf die das erfindungsgemäße Fixierverfahren angewandt werden kann.

Im folgenden wird die Struktur der das Fixierverfahren anwendenden Fixier­ vorrichtung und des die Fixiervorrichtung anwendenden Fixierverfahrens näher erläutert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Erläuterungen für den Fall gegeben, in welchem die Fixiervorrichtung auf einen monochromen Laser­ drucker als ein Beispiel des elektrophotographischen Gerätes angewandt ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt der Laserdrucker gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Zufuhrabschnitt 10, eine Bilderzeugungsvorrichtung 20, einen Laserabtastabschnitt 30 und eine Fixiervorrichtung 50.

Der Laserdrucker der beschriebenen Anordnung überträgt ein Blatt P (Aufzeich­ nungsmaterial) von dem Zufuhrabschnitt 10 zu der Bilderzeugungsvorrichtung 20. Die Bilderzeugungsvorrichtung 20 ist angeordnet, um ein Tonerbild auf­ grund des Laserlichtes durch den Laserabtastabschnitt 30 zu erzeugen, und das sich ergebende Tonerbild wird zu dem transportierten Blatt P übertragen. Das Blatt P mit dem darauf übertragenen Tonerbild wird zu der Fixiervorrichtung 50 transportiert, wo das Tonerbild dauerhaft auf dem Blatt P festgelegt bzw. fixiert wird. Zuletzt wird das Blatt P mit dem darauf festgelegten Tonerbild außerhalb des externen Abschnittes durch Blatttransportwalzen 41 und 42, die strom­ abwärts in der Blatttransportrichtung der Fixiervorrichtung 50 vorgesehen sind, ausgegeben. Insbesondere wird das Blatt P zu einem Zufuhrtrog 11 der Bilderzeugungsvorrichtung 20 und der Fixiervorrichtung 50 der Reihe nach längs des Pfades in eine Richtung eines Pfeiles E, der in Fig. 3 gezeigt ist, trans­ portiert, um zur Außenseite der Vorrichtung ausgegeben zu werden.

Der Blattzufuhrabschnitt 10 umfaßt den Zufuhrtrog 11, eine Zufuhrwalze 12, eine Blatttrennreibungsplatte 13, eine Druckbeaufschlagungsfeder 14, einen Blatterfassungsaktuator 15, einen Blatterfassungsfühler 16 und eine Steuer­ schaltung 17. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel führt die Steuer­ schaltung 17 eine gesamte Steuerung der jeweiligen Elemente durch, die in dem Laserdrucker vorgesehen sind.

Der Zufuhrtrog 11 kann eine Vielzahl von Blättern P aufnehmen. Durch Drehen in der Richtung eines Pfeiles transportiert die Zufuhrwalze 2 das auf den Zufuhrtrog 11 gelegte Blatt P zu der Seite der Bilderzeugungsvorrichtung 20. Hier wird die Blatttrennreibungsplatte 13 mit Druck auf die Zufuhrwalze 12 durch die Druckbeaufschlagungsfeder 14 beaufschlagt, und eine Vielzahl von Blättern P, die auf dem Zufuhrtrog 11 liegen, werden Blatt für Blatt getrennt.

Der Blatterfassungsfühler 16 ist beispielsweise aus einem optischen Sensor hergestellt, und der Blatterfassungsaktuator 15 besteht aus einem Glied, das in einer Blatttransportrichtung durch das durch die Zufuhrwalze 12 transportierte Blatt P geneigt oder gekippt werden kann. Insbesondere in dem Zustand, in welchem der Blatterfassungsaktuator 15 nicht geneigt ist, trennt der Blatterfassungsfühler 16 einen Lichtpfad ab und zeigt somit einen AUS-Zustand, während in dem Zustand, in welchem der Blatterfassungsaktuator 15 geneigt ist, ein optischer Pfad aufgebaut ist, um den EIN-Zustand anzugeben.

Die Steuerschaltung 17 sendet ein Bildsignal zu einer Laserdioden-Emissions­ einheit 31 des Laserabtastabschnittes 30 aufgrund des Erfassungssignales von dem Blatterfassungsfühler 16, um einen EIN/AUS-Betrieb der Leuchtdiode 31a zu steuern.

Der Laserabtastabschnitt 30 umfaßt eine Laserdioden-Emissionseinheit 31, einen Abtastspiegel 32, einen Abtastspiegelmotor 33 und Reflexionsspiegel 35, 36 und 37.

Der Abtastspiegelmotor 33 ist unter dem Abtastspiegel 32 vorgesehen, um den Abtastspiegel 32 mit hoher Geschwindigkeit und bei einer festen Rate zu drehen. Zusätzlich ist die Laserdioden-Emissionseinheit 31 auf dem Abtastspiegel 32 vorgesehen, um zusammen mit dem Abtastspiegel 32 umzulaufen. Insbesondere wirft die Laserdioden-Emissionseinheit 31 das Laserlicht von der Leuchtdiode 31a auf den Reflexionsspiegel 36 während einer Drehung mit dem Abtastspiegel 32 bei hoher und konstanter Drehzahl.

Ds Laserlicht 24 wird von den Reflexionsspiegeln 36, 35 und 37 reflektiert und auf den Belichtungspunkt X der Bilderzeugungsvorrichtung 20 geleitet. Bei dem Belichtungspunkt X tastet das Laserlicht 34 in einer Richtung senkrecht zu der Blatttransportrichtung ab, und aufgrund der Daten des EIN/AUS-Betriebes von der Steuerschaltung 17 wird der Photorezeptor 21 der Bilderzeugungsvorrich­ tung 20 selektiv belichtet.

Die Bilderzeugungsvorrichtung 20 umfaßt den Photorezeptor 21, die Über­ tragungs- bzw. Transferwalze 22, das Ladeglied 23, die Entwicklerwalze 24, die Entwicklereinheit 25 und die Reinigungseinheit 26.

Der Photorezeptor 21 ist derart angeordnet, daß die Ladungen, die auf die Ober­ fläche des Ladegliedes 23 zuvor geladen sind, selektiv durch das Laserlicht 34 von dem Laserabtastaschnitt 30 entladen werden, um ein elektrostatisches Latentbild auf der Oberfläche hiervon zu erzeugen.

Die Entwicklereinheit 25 umfaßt eine Entwicklerwalze 24 zum Zuführen eines Toners zu dem Photorezeptor 21, und durch Umrühren des im Innenraum auf­ bewahrten Toners wirken Ladungen auf den Toner ein, um diesen an der Ober­ fläche der Entwicklerwalze 24 haften zu lassen. Dann wird durch die Funktion des elektrischen Feldes, das durch eine an der Entwicklerwalze 24 anliegende Entwicklervorspannung und ein Potential auf der Oberfläche des Photorezeptors 21 erzeugt ist, ein Tonerbild entsprechend einem elektrostatischen Latentbild, das auf der Oberfläche des Photorezeptors erzeugt ist, auf dem Photorezeptor 21 gebildet.

Bei der Bilderzeugungsvorrichtung 20 wird durch die Funktion des elektrischen Feldes der an der Transfer- bzw. Übertragungswalze anliegenden Transfer­ spannung der Toner auf das Blatt P angezogen, das zwischen dem Photorezeptor 21 und der Transferwalze 22 transportiert ist, und der Toner wird auf das Blatt P übertragen. Hier wird der Toner auf den Photorezeptor 21 zu dem Blatt P durch die Transferwalze 22 übertragen, und der nicht übertragene, zurück­ bleibende Toner wird durch die Reinigungseinheit 26 gesammelt.

Bei dem Bilderzeugungsgerät 20 wird das Blatt P mit dem darauf übertragenen Tonerbild zu der Fixiervorrichtung 50 transportiert, und das Tonerbild wird dort permanent festgelegt. Insbesondere wirken in der Fixiervorrichtung 50 eine geeignete Temperatur und ein geeigneter Druck auf das Blatt P durch die Fixier­ walze 51 und die Wärmeisolier-Druckbeaufschlagungswalze 53 über ein Druck­ beaufschlagungsband 55 ein, das durch die Druckbeaufschlagungswalze 53 und die Trägerwalze oder -rolle (Druckbeaufschlagungsband-Trägerrolle) 54 gespannt ist, und die gesamte Oberfläche wird bei niedrigen Temperaturen gehalten. Die Oberfläche der Fixierwalze 51 wird bei hohen Temperaturen gehalten. Nachdem der Toner unter einwirkender Wärme geschmolzen ist, wird der Toner abgekühlt, um auf dem Blatt P zur Lieferung eines sicheren Bildes festgelegt zu werden. Dann wird in der Fixiervorrichtung 50 das Blatt P mit dem darauf erzeugten Tonerbild zur Außenseite des Gerätes durch die Blatttransportwalzen 41 und 42, die auf der Blattseite der Fixiervorrichtung 50 vorgesehen sind, transportiert.

Anhand der Fig. 4 wird die Fixiervorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Einzelheiten erläutert.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die Fixiervorrichtung 50 die Fixierwalze 51, die als eine Fixiereinrichtung dient, und den Druckbeaufschlagungsmechanismus 52, der als eine Druckbeaufschlagungseinrichtung dient.

Der Druckbeaufschlagungsmechanismus 52 umfaßt die Druckbeaufschlagungs­ walze 53, die parallel zu der Fixierwalze 51 vorgesehen ist, die Trägerwalze 54, die auf der Stromaufseite in der Transportrichtung des Blattes P bezüglich der Druckbeaufschlagungswalze 53 liegt, und ein Druckbeaufschlagungs-Endlos­ band (im folgenden einfach als Druckbeaufschlagungsband bezeichnet) 55, das durch eine vorbestimmte Ausdehnungskraft durch diese Walzen (Druckbeaufschlagungswalze 53 und Trägerwalze 54) gespannt bzw. gestreckt ist. Das Druckbeaufschlagungsband 55 ist vorgesehen, um einen Kontaktteil (Fixier­ walzenspaltabschnitt) zu bilden, indem es auf die Außenfläche der Fixierwalze 51 durch die Druckbeaufschlagungswalze 53 mit einer vorbestimmten Andruck­ kraft gepreßt wird. Dann wird durch die Druckbeaufschlagungswalze 53 und die Trägerwalze 54 das Druckbeaufschlagungsband 55 zu der Außenseite des Kontaktteils, der als ein Wärmeempfangsabschnitt dient, gespannt, und es wird ein ausreichender Wärmefreigabebereich gebildet, um die Wärme freizugeben, die durch den Kontakt mit der Fixierwalze 51 in dem Kontaktteil empfangen ist. In dem Druckbeaufschlagungsband 55 entspricht der Bereich außerhalb des Kontaktteils dem Wärmefreigabebereich.

In der Fixiervorrichtung 50 können die Oberflächentemperatur T1 der Fixier­ walze 51 (Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur T1) und die Oberflächentem­ peratur T2 des Druckbeaufschlagsungsbandes 55 (d. h. Druckbeaufschlagungs­ einrichtung-Oberflächentemperatur T2) durch verschiedene Methoden gesteuert werden, um in den Temperaturbereich zu fallen, der durch die Fixierstärke garantierende Grenzlinie a und die kritische Grenzlinie b für die Erzeugung ei­ ner Versetzung in dem in Fig. 1 gezeigten Fixierstärke/Hochtemperatur-Verset­ zungskennliniendiagramm definiert ist, d. h. den Nichtversetzungsbereich bzw. versetzungsfreien Bereich, der durch die kritische Grenzlinie a, die die Tempe­ ratur auf der Zwischenfläche zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem Toner angibt, welche eine ausreichende Stärke durch Kontaktieren des Toners und des Aufzeichnungsmaterials bietet, und die zweite kritische Grenzlinie b, die die Zwischenflächentemperatur zwischen der Fixiereinrichtung und dem Toner angibt, ohne die Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, definiert ist, was die kritischen Grenzlinien sind, die auf der Funktion zwischen der Fixiereinrich­ tung-Oberflächentemperatur T1 und der Druckbeaufschlagungseinrichtung- Oberflächentemperatur B2 beruhen.

Die einfachste Methode des Einstellens der Länge des Umfanges des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 liegt darin, daß in dem Fall, in welchem die Ober­ flächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 innerhalb des Bereiches gesteuert ist, der durch die Fixierstärke garantierende kritische Grenzlinie a und die die Ver­ setzungserzeugung garantierende kritische Grenzlinie b in dem Fixierstärke/­ Hochtemperatur-Versetzungskennliniendiagramm definiert ist, die Oberflächen­ temperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 44 in den Temperaturbereich fällt, der durch die Fixierstärke garantierende kritische Grenzlinie a und die kritische Grenzlinie b für die Versetzungserzeugung in dem in Fig. 1 gezeigten Fixierstärke/Hochtemperatur-Versetzungskennliniendiagramm festgelegt ist. In diesem Fall ist es vorzuziehen, daß die Länge des Umfanges des Druckbeauf­ schlagungsbandes 55 derart eingestellt wird, daß die Oberflächentemperatur des Bandes 55 in einer Nähe der Mittellinie zwischen der Fixierstärke garantieren­ den kritischen Grenzlinie a und der kritischen Grenzlinie b für Versetzungs­ erzeugung ist.

Selbst in dem Fall, in dem große Schwankungen in der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und der Oberflächentemperatur T2 des Druckbe­ aufschlagungsbandes 55 auftreten, können die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufsschlagungs­ bandes 55 gesteuert werden, daß sie immer in den Nichtversetzungsbereich bzw. versetzungsfreien Bereich fallen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann durch Vorsehen der Träger­ walze 54 auf der Stromaufseite der Druckbeaufschlagungswalze 3 in der Trans­ portrichtung des Blattes P das Band 55 längs der Transportrichtung des Blattes P gespannt bzw. gestreckt werden. Als ein Ergebnis wird ein Wärmefreigabe­ bereich längs der Transportrichtung des Blattes P auf der Stromaufseite in der Transportrichtung des Blattes P gebildet. Aus diesem Grund wirkt das Druckbe­ aufschlagungsband 55 als das Transportglied des Blattes (Aufzeichnungsmateri­ al-Transporteinrichtung) und das Vorheizglied zum Heizen des Blattes P, um Wärme zu dem Blatt P freizugeben und Wärme des Blattes P zu absorbieren.

Um bei der Struktur des bevorzugten Ausführungsbeispiels die Breite Wa des Kontaktteiles zu 10 mm zu wählen und die Breite Wb des Vorheizbereiches (Blatttransportbereich zu 75 mm zu wählen, kann die Ausdehnungskraft des Druckbeaufschlagungsbandes 55 durch die Druckbeaufschlagungswalze 53 und die Trägerwalze 54 eingestellt werden.

Das Druckbeaufschlagungsband 55 ist aus Harzen hergestellt, die einen hohen Wärmefreigabe- und Kühleffekt mit kleiner Wärmekapazität bieten, wie beispielsweise Polyimid, Nickel, usw., oder aus Wärmewiderstandsmaterial, wie beispielsweise Metallen, usw. Das Druckbeaufschlagungsband 55 kann aus lediglich dem Wärmewiderstandsmaterial bestehen; um jedoch die kritische Temperatur für die Versetzungserzeugung zu erhöhen, kann die in Berührung mit der Fixierwalze 51 befindliche Oberfläche der Wärmewiderstandsschicht 55a, d. h. die Umfangsfläche des Druckbeaufschlagungsbandes 55, mit einem Material beschichtet sein, das bezüglich Toner hohe Freigabeeigenschaften hat, damit eine geschichtete Struktur gebildet wird, bei der die Überzugschicht 55b, die hervorragende Freigabeeigenschaften zeigt, wie beispielsweise Silicongummi (LIV), PFA (Perfluoroalkyl-Vinyl-Etherpolytetrafluoroethylen-Copolymer-Harz), usw., aufgeschichtet ist.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird für das Druckbeaufschlagungs­ band 55 ein dünnes Filmband mit einer kleinen Wärmekapazität einer geschich­ teten Struktur, bei der eine Überzugschicht 55b aus Silicongummi mit einer Dicke von 0,05 mm auf einer Wärmewiderstandsschicht 55a aus Polyimid mit ei­ ner Umfangslänge von 80 ø mm und einer Dicke von 0,05 mm gebildet wird, ver­ wendet. Daher zeigt das Druckbeaufschlagungsband 55 hervorragende Effekte für die Freigabewärme aus der Oberfläche und zum Unterdrücken eines Tempe­ raturanstieges. Zusätzlich kann in dem Fall, in welchem das Druckbeauf­ schlagungsband 55 die obige Struktur hat, die kritische Temperatur für eine Versetzungserzeugung verbessert werden.

Die Druckbeaufschlagungswalze 53 setzt die Fixierwalze 51 über das Druck­ beaufschlagungsband 55 unter Druck, und in dem Kontaktteil wird die Druck­ beaufschlagungswalze 53 durch die Fixierwalze 51 über das Druckbeauf­ schlagungsband 55 in dem Kontaktteil erwärmt. Aus diesem Grund wird die Druckbeaufschlagungswalze 53 durch ein Material mit niedriger Wärmeleitfähig­ keit gebildet, vorzugsweise durch ein Wärmewiderstandsmaterial, wie beispiels­ weise ein Schaumstoff-Widerstandsmaterial. Wenn die Druckbeaufschlagungs­ walze 53 aus einem Wärmeisoliermaterial, wie beispielsweise einem elastischen Schaumstoffglied, usw., hergestellt ist, kann, da die durch die Fixierwalze 51 empfangene Wärme dazu neigt, die Druckbeaufschlagungswalze 53 über das Druckbeaufschlagungsband 55 schichtförmig zu gestalten, ein Tempera­ turanstieg des Druckbeaufschlagungsbandes 55 bei dem Kontaktteil unterdrückt werden. Indem daher die Druckbeaufschlagungswalze 53 aus einem Wärmeisoliermaterial hergestellt wird, ist es mit einem Anstieg in der Tempera­ tur der Fixierwalze 51 weniger wahrscheinlich, daß die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 in dem Kontaktteil, die der Ober­ flächentemperatur der Fixierwalze 51 folgt, schwankt. Als ein Ergebnis können durch Steuern einer Einwirkung von Wärme auf die Fixierwalze 51 gemäß der Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 die Ober­ flächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 5 innerhalb des Nichtversetzungsbereiches ein­ gestellt werden.

Insbesondere enthält in dem Fall der Anwendung der Druckbeaufschlagungs­ walze 53, da Schaum innerhalb vorliegt, das Walzenmaterial Luft von kleiner Wärmeleitfähigkeit. Indem daher das Schaumstoffe aufweisende elastische Glied eingesetzt wird, können Wärmeisoliereigenschaften im Vergleich mit dem Fall verbessert werden, in welchem elastisches Material ohne Schaumstoffe verwen­ det wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Walze mit einer kleinen Wärmeleitfähigkeit, die aus einem Siliconschwamm mit einem Durchmesser ø von 30 mm hergestellt ist, für die Druckbeaufschlagungswalze 53 angewandt.

Andererseits ist unter Walzen, die das Druckbeaufschlagungsband 55 spannen bzw. strecken, die Trägerwalze 54, die die Fixierwalze 51 nicht preßt, aus einem Material von hoher Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität hergestellt, insbesondere aus beispielsweise einem metallischen Material wie z. B. SUS, Aluminium, usw., vorzugsweise einem metallischen Material von hoher Dichte.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird für die Trägerwalze 54 eine Fest­ körperwalze aus Aluminium mit einem Durchmesser ø von 30 mm angewandt. Durch Verwenden der Trägerwalze, die außerhalb des Kontaktteiles vorgesehen und aus einem Material von großer Wärmekapazität hergestellt ist, das eine her­ vorragende Wärmeleitfähigkeit zeigt, wie beispielsweise einem metallischen Material, usw., kann, wie oben beschrieben ist, in dem Fall eines aufeinander­ folgenden Fixierens des Toners T auf das Blatt P die direkt von der Fixierwalze 51 auf die Druckbeaufschlagungswalze übertragene Wärmeenergie während der Bereitschaftszeit für den Transport des Blattes P absorbiert und in der Bereit­ schaftszeit der Fixieroperation freigegeben werden. Als ein Ergebnis kann ein Temperaturanstieg in dem Kontaktteil des Druckbeaufschlagungsbandes 55 reduziert werden. Durch Gestalten der Trägerwalze 54 mit einer Festkörper- oder Vollstruktur, die das Material anwendet, kann eine noch verbesserte Wärme­ kapazität erreicht werden.

Die Metalloberfläche der Trägerwalze 54 kann beibehalten werden, wie diese vorliegt; jedoch kann sie mit einem Material eines hohen Reibungskoeffizienten, wie beispielsweise Fluorkohlenstoffgummi, usw., belegt werden, so daß das Druckbeaufschlagungsband 55 unter stabilen Bedingungen gedreht werden kann.

Die Druckbeaufschlagungswalze 53 ist mit der Fixierwalze 51 mittels eines Getriebes verbunden oder verriegelt. Wenn insbesondere die Fixierwalze 51 in einer Richtung eines Pfeiles A mittels einer (weiter unten zu beschreibenden) Antriebseinrichtung umläuft, werden die Druckbeaufschlagungswalze 53, die Trägerwalze 54 und das Druckbeaufschlagungsband 55 so angetrieben, daß sie sich in der Richtung eines Pfeiles B drehen.

In der Nähe des Kontaktteiles auf dem Innenumfang (Rückfläche) des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 ist ein Thermistor 56 angebracht, der als Druck­ beaufschlagungsband-Temperaturerfassungseinrichtung (zweite Tempera­ turerfassungseinrichtung) dient, und die Oberflächentemperatur T2 des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 wird erfaßt.

Die Fixierwalze 51 ist mit der Heizlampe 51c auf ihrer Innenseite als Wärme­ quelle (Heizeinrichtung) versehen, und bezüglich der Drehrichtung der Fixier­ walze 51 ist in der Nähe der Stromaufseite des Kontaktteiles (Fixierwalzenspalt­ teil) die Fixierwalzen-Temperaturerfassungseinrichtung (erste Tempera­ turerfassungseinrichtung) zum Erfassen der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 als Thermistor 57 angeordnet.

Die Fixierwalze 51 ist so strukturiert, daß sie ein Kernglied 51a einer Zylinder­ nachlaufgestalt aus Aluminium, USU, usw. und eine Überzugschicht 51b aus einem zusammengesetzten Material usw. aufweist, das hervorragende Wärmewi­ derstandseigenschaften und Freigabeeigenschaften hat, um die Oberfläche des Kerngliedes 51a zu kontaktieren.

Für das zusammengesetzte Harzmaterial, das die Überzugschicht 51b bildet, kann in geeigneter Weise beispielsweise ein Polymermaterial, wie z. B. Silicon­ gummi, Fluorkohlenstoffgummi, usw., ein Fluorkohlenstoffharz, wie z. B. PFA, PTEF (Polytetrafluorethylen), usw. oder ein Gemisch aus diesem Fluorkohlen­ stoffharz und Fluorkohlenstoffgummi angewandt werden. Sie bieten hervorragende Wärmewiderstandseigenschaften und Freigabeeigenschaften, ohne die Wärme aus der Überzugschicht 51b freizusetzen, die durch die Heizlampe 51c auf der Innenseite der Fixierwalze 51 erwärmt ist. Vorteilhafte Eigenschaften dieser Materialien liegen auch darin, daß eine vorbestimmte Walzenspaltbreite gebildet werden kann, indem in geeigneter Weise und flexibel eine Deformierung durch die Druckbeaufschlagungswalze 53 über das Druckbeaufschlagungsband 55 vorgenommen wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt eine solche Struktur vor, daß eine Aluminium-Zylinderwalze mit einem Durchmesser ø von 30 mm und einer Dicke von 1,5 mm als Kernmaterial 51a verwendet wird, wobei eine Überzug­ schicht 51b aus Silicongummi mit einer Dicke von 1 mm aufgetragen oder auf­ geformt ist. Zusätzlich beträgt die Nennleistung der innerhalb der Fixierwalze 51 vorgesehenen Heizlampe 51c 800 W.

Der Betrieb der Fixiervorrichtung 50 mit dem anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Aufbau wird im folgenden mittels der Fig. 4 bis 6 näher erläutert.

In der Fixiervorrichtung 50 wird während der Aufwärmzeit die Oberfläche der Fixierwalze 51 durch die Heizlampe 51c erwärmt. Die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 wird durch den Thermistor 57 erfaßt, und die Leitfähigkeit der Heizlampe 51c wird durch die Steuerschaltung 17 (Wärmesteuereinrichtung) aufgrund des Erfassungssignales so gesteuert, daß die Oberfläche auf eine vor­ bestimmte Temperatur innerhalb des Bereiches (Nichtversetzungsbereich) erhitzt wird, die durch die Fixierstärke garantierende kritische Grenzlinie a und die kritische Grenzlinie b für die Erzeugung einer Versetzung in dem Fixierstärke/­ Hochtemperatur-Versetzungskennliniendiagramm, das in Fig. 2 gezeigt ist, definiert ist. Wie oben beschrieben ist, arbeitet in dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel die Steuerschaltung 17 auch als die Leitfähigkeits-Steuer­ einrichtung (Wärmeeinwirkungs-Steuereinrichtung) zum Steuern der Leitung zu der Heizlampe 51c, d. h., der Einwirkung von Wärme durch die Fixierwalze 51. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Fixierwalze 51 auf 187°C erwärmt, und das Druckbeaufschlagungsband 55 wird auf 50°C erwärmt.

In der beschriebenen Fixiervorrichtung 50 ist es vorzuziehen, daß die Fixier­ walze 51 und der Druckbeaufschlagungsmechanismus 52 beide ein Umlaufen während der Aufwärmzeit unterbrechen bzw. stoppen.

Daher wird die Fixierwalze 51 durch die Steuerschaltung 17 so gesteuert, daß nach Erfassen der Tatsache, daß die Oberfläche der Fixierwalze 51 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt ist, die Fixierwalze 51 das Umdrehen stoppt. Insbesondere arbeitet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuer­ schaltung 17 als Drehstart-Steuereinrichtung zum Starten der Umdrehungen der Fixierwalze 51 und des Druckbeaufschlagungsmechanismus 52.

Die obige Steuerung der Fixierwalze 51 während der Aufwärmzeit wird im folgen­ den anhand der Flußdiagramme der Fig. 1 und 5 erläutert.

Zunächst startet, wenn die Stromversorgung des Laserdruckers eingeschaltet wird, die Fixiervorrichtung usw. ein Aufwärmen; die Steuerschaltung beginnt ein Erfassen der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 durch den Thermistor 57 (S1), und die Ziel- bzw. Soll-Temperatur auf der Oberfläche der Fixierwalze 51 wird auf Tm (S2) eingestellt, um die Heizlampe 51c EIN-zuschalten (S3).

Dann wird bestimmt, ob die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 auf die Zieltemperatur Tm erwärmt ist (S4). Wenn sodann die Oberflächentempera­ tur T1 der Fixierwalze 51 auf die Zieltemperatur Tm erwärmt ist, wird fest­ gestellt, daß die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 in dem Fixier­ walzenspaltteil auf eine Temperatur angehoben ist, bei der eine Fixieroperation ausgeführt werden kann (die Fixierwalze 51 wurde aufgewärmt). Anschließend wird der Antriebsabschnitt (Antriebseinrichtung) zum Antreiben der Fixierwalze 51 auf EIN gesetzt (S5), und er treibt die Fixierwalze 51 an, damit diese umläuft. Da hier die Druckbeaufschlagungswalze 53, die den Druckbeaufschlagungs­ mechanismus 52 bildet, mit der Fixierwalze 51 und dem Getriebe verkettet ist, laufen, wenn die Fixierwalze 51 in der Richtung eines Pfeiles A umläuft, indem der Antriebsabschnitt angetrieben wird, die Druckbeaufschlagungswalze 53, die Trägerwalze 54 und das Druckbeaufschlagungsband 55 in der Richtung eines Pfeiles B um.

Wie oben beschrieben ist, ist in der Fixiervorrichtung 50 während der Aufwärm­ zeit zum Aufwärmen der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 auf eine vorbestimmte Temperatur, falls die Fixierwalze 51 und der Druckbeauf­ schlagungsmechanismus 52 ein Umlaufen beenden, selbst wenn die Oberfläche der Fixierwalze 51 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt ist, eine Wärme­ menge, die von der Fixierwalze 51 auf das Druckbeaufschlagungsband 55 über­ tragen ist, klein, und die Wärmeenergie, die durch den Kontakt mit dem Druck­ beaufschlagungsband 55 zu übernehmen ist, kann reduziert werden, um so die Aufwärmzeit zu verringern.

Wenn die Fixiervorrichtung 50 aufgewärmt wurde, um für einen Fixierbetrieb bereit zu sein, läuft die Fixierwalze 51 in einer Richtung eines Pfeiles A mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s um, und das Blatt P mit einem unfixier­ ten Toner T darauf wird zu dem Kontaktteil zwischen der Fixierwalze 51 und dem Druckbeaufschlagungsband 55 von der Richtung eines Pfeiles C trans­ portiert.

Hier werden die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Ober­ flächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 durch den Thermi­ stor 57 bzw. 56 erfaßt. Aufgrund des Erfassungssignales steuert die Steuer­ schaltung 17 die Leitung zu der Heizlampe 51c in einer solchen Weise, daß die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 bei dem Kontaktteil (Fixierwalzenspaltteil) zwischen der Fixierwalze 51 und dem Druckbeaufschlagungsband in den Bereich (Nichtversetzungsbereich) fallen, der durch die Fixierstärke garantierende, kriti­ sche Linie a und die kritische Grenzlinie b für die Erzeugung einer Versetzung definiert ist.

Im folgenden wird die Steuerung der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und der Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 für den Fixierbetrieb anhand der Flußdiagramme der Fig. 1, 2 und 6 beschrieben.

Wenn die Fixiervorrichtung 50 aufgewärmt wurde, um für die Fixieroperation bereit zu sein, startet die Steuerschaltung 17 ein Erfassen der Oberflächen­ temperatur T1 der Fixierwalze 51 und der Oberflächentemperatur T2 des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 mittels der Thermistoren 57 bzw. 56 (S6) und stellt die Zieltemperatur auf der Oberfläche der Fixierwalze 51 auf TN (S7) ein und nimmt die Heizlampe 51c in Betrieb (S8).

Hier kann die Zieltemperatur Tn der Oberfläche der Fixierwalze 51 aus der Funktion der Oberflächentemperatur T1 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 berechnet werden (Tn = f(T2)), welche derart eingestellt wird, daß die Ober­ flächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 in den Bereich (Nichtversetzungsbereich bzw. versetzungsfreier Bereich) fallen, der durch die Fixierstärke garantierende kritische Grenzlinie a und die kritische Grenzlinie b für die Erzeugung einer Versetzung in dem Fixierstärke/Hochtemperatur-Versetzungskennlinien­ diagramm, das in Fig. 1 gezeigt ist, definiert ist, vorzugsweise auf die Tempera­ tur auf der Mittenlinie zwischen der eine Fixierstärke garantierenden, kritischen Grenzlinie a und der kritischen Grenzlinie b für die Erzeugung einer Versetzung.

Hier sind das Temperatursteuerkennliniendiagramm der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und das Temperatursteuerkennliniendiagramm der Ober­ flächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 (Oberflächentempe­ ratur T1 der Fixierwalze 51 und Oberflächentemperatur T2 des Druckbeauf­ schlagungsbandes 55) in Fig. 2 gezeigt.

Es ist hier vorzuziehen, daß die Zieltemperatur Tn auf der Oberfläche der Fixier­ walze 51 nicht höher als 220°C eingestellt wird, um die thermische Haltbarkeit der Fixierwalze 51 zu sichern. Für den Produktpegel, der einen verbesserten Sicherheitspegel bietet, wie dies durch die Strichlinie (Grenzlinie) angegeben ist, die in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Temperatur nicht höher als 200°C eingestellt. Wenn hier die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 zu niedrig ist, kann der Nichtversetzungsbereich bzw. versetzungsfreie Bereich schmaler gemacht werden. Daher ist die Oberflächentemperatur T2 des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 vorzugsweise auf nicht weniger als 40°C eingestellt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Tn durch die folgende Gleichung erhalten:

Tn = f(T2)
= (Fixierstärke garantierende, kritische Temperatur + kritische Tempe­ ratur für die Erzeugung einer Versetzung)/2.

Im folgenden wird bestimmt, ob die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 nicht kleiner als die Zieltemperatur Tn ist (S9). Wenn hier die Oberflächen­ temperatur T1 der Fixierwalze 51 angehoben wird, um nicht kleiner als die Ziel­ temperatur Tn zu sein, wird die Heizlampe 51c abgeschaltet (S10).

Danach wird wieder bestimmt, ob die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 nicht größer als die Zieltemperatur Tn ist (S11). Wenn die Oberflächen­ temperatur T1 der Fixierwalze 51 so erfaßt wird, daß sie unter der Zieltempera­ tur Tn ist, geht eine Sequenz zu 58 weiter, um die Heizlampe 51c einzuschalten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die in der Fixierwalze 51 vor­ gesehene Heizlampe 51c insbesondere aufgrund der Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 und der Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51, wie diese durch die Thermistoren 56 und 57 erfaßt sind, gesteu­ ert, um die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächen­ temperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 innerhalb des Nicht­ versetzungsbereiches bzw. versetzungsfreien Bereiches zu halten.

Unter der oben beschriebenen Steuerung können, wie dies durch die in Fig. 2 dargestellte Temperaturwelligkeit e' angegeben ist, die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeauf­ schlagungsbandes 55 in eine Nähe der Zieltemperatur gesteuert werden, wie dies durch die Strichlinie e in Fig. 2 angegeben ist.

Die Fixiervorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird hinsichtlich der Fixierstärke und eines Auftretens der Versetzung bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Für einen Vergleich wird die herkömmliche Fixiervorrichtung des internen Heizsystems bezüglich der Fixier­ stärke und eines Auftretens der Versetzung bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Die Bewertung der Fixierstärke wird durch den folgenden Biegetest vorgenommen.

BIEGETEST

• 1. Eine Aufzeichnungs/Fixieroperation eines Festkörperteiles eines Aufzeich­ nungsmaterials (Blatt P) von 5 cm × 5 cm wird ausgeführt.
• 2. Danach wird der Mittenteil des Aufzeichnungsteiles des Aufzeichnungs­ materials leicht nach innen gebogen, und durch Rollen des zylindrischen Gewichtes von 1 kg auf das Aufzeichnungsmaterial wird der Mittenteil des Aufzeichnungsteiles gebogen.
• 3. Danach wird die Faltung geöffnet, und die Faltung wird mit einer Gaze gerieben, um den abgefallenen Toner abzuwischen.
• 4. Der Zustand des abgefallenen Toners (Fixiereigenschaften) wird durch Vergleichen mit zuvor vorbereiteten Proben durch Augenschein bewertet. Die Proben werden für die folgenden fünf Pegel, abhängig von dem Zustand des abgefallenen Toners, vorbereitet.
  Pegel 1: Eine wesentliche Menge an Toner ist abgefallen.
  Pegel 2: Eine große Menge an Toner ist abgefallen.
  Pegel 3: Es ist offensichtlich, daß abgefallener Toner vorliegt.
  Pegel 4: Eine kleine Menge an Toner ist abgefallen.
  Pegel 5: Abgefallener Toner wird kaum beobachtet.

Bei der vorliegenden Erfindung wird für das Ergebnis des Biegetestes der Pegel 5 als wünschenswert betrachtet (durch o in den Tabellen angegeben, und es wird festgestellt, daß eine ausreichende Fixierstärke gewährleistet werden kann.

TABELLE 1

TABELLE 2

Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, ist die Fixiervorichtung 50 so strukturiert, daß die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 folgt, und somit kann die Ober­ flächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 innerhalb des Nicht­ versetzungsbereiches bzw. versetzungsfreien Bereiches gehalten werden, und ein Auftreten der Versetzung kann verhindert werden, ohne Versetzungsver­ hinderungsgebrauchs-Öl zur Anwendung zu bringen, und es kann schließlich eine ausreichende Fixierstärke gewonnnen werden.

Andererseits ist bei Anwendung der Fixiervorrichtung des herkömmlichen internen Heizsystems die Oberflächentemperatur der Fixierwalze (Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur T1) abgesenkt, und die Oberflächen­ temperatur der Druckbeaufschlagungswalze (Druckbeaufschlagungseinrichtung- Oberflächentemperatur T2) sowie die Oberflächentemperatur der Fixierwalze (Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur T1) sind innerhalb des Nichtver­ setzungsbereiches bzw. versetzungsfreien Bereiches gehalten, wobei ein Auf­ treten der Versetzung verhindert und eine ausreichende Fixierstärke gewähr­ leistet werden kann. Wie jedoch aus den in Tabelle 2 angegebenen Ergebnissen zu ersehen ist, beträgt bei der Fixiervorrichtung, die das herkömmliche Heiz­ system anwendet, um das Fixierverfahren der vorliegenden Erfindung einsetzen zu können, der erlaubte Bereich der Temperatur der Fixierwalze, der innerhalb des Nichtversetzungsbereiches eingestellt werden kann, um 10 Grad, was für praktische Anwendungen nicht geeignet ist.

Wenn dagegen die Fixiervorrichtung 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eingesetzt wird, indem beispielsweise die Oberflächentemperatur T1 des Druck­ beaufschlagungsbandes 55, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, auf 80°C eingestellt wird, ist die erlaubte Temperaturspanne W2, die innerhalb des Nichtversetzungs­ bereiches eingestellt werden kann, um 55 Grad, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und der für die Temperatur erlaubte Bereich von nicht weniger als 30 Grad kann unter stabilen Bedingungen gewährleistet werden. Daher kann gesehen werden, daß die Fixiervorrichtung 50 für das Fixierverfahren der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Wie oben beschrieben ist, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf den Toner T, der elektrostatisch an dem Blatt P haftet, das zu dem Kontakt­ teil (Fixierwalzenspaltteil) gefördert ist, eine gewünschte Wärme und ein gewünschter Druck von der Fixierwalze 51 bzw. dem Druckbeaufschlagungs­ mechanismus 52 einwirken. Als ein Ergebnis wird der Toner T, der elektro­ statisch an dem Blatt P haftet, unter einwirkender Wärme geschmolzen, und er kann auf dem Blatt P ohne Erzeugung einer Versetzung und ohne Einwirkung von Öl fixiert werden.

Wie oben beschrieben ist, kann durch Ausführen der erläuterten Fixieroperation mittels der Fixiervorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Auftreten der Versetzung verhindert werden, und ein schwaches Fixieren des Toners T usw. kann reduziert werden. Als ein Ergebnis kann ein Qualitätsbild erzeugt werden. Zusätzlich kann durch Anwenden der Fixiervorrichtung und des Fixierverfahrens beispielsweise während der Aufwärmzeit ein übermäßiges Freisetzen von Wärme von der Fixierwalze 51 zu dem Druckbeaufschlagungs­ mechanismus 52 verhindert werden, und eine Aufwärmzeit bzw. Aufheizzeit kann reduziert werden, um insbesondere für einen Hochgeschwindigkeitsdrucker geeignet zu sein.

Das beschriebene, bevorzugte Ausführungsbeispiel ist derart angeordnet, daß die Fixierwalze 51 lediglich mittels der Druckbeaufschlagungswalze 42 mit Druck beaufschlagt wird. Jedoch kann beispielsweise eine Anordnung so getroffen werden, daß die Fixierwalze 51 durch eine Vielzahl von Walzen mit Druck beauf­ schlagt wird, welche den Fixierwalzenspaltabschnitt vergrößern.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel spannt außer der Druckbeauf­ schlagungswalze 52 lediglich die Trägerwalze 53 das Druckbeaufschlagungsband 55. Um jedoch die Länge des Druckbeaufschlagungsbandes 55 oder die Ausdeh­ nungskraft einzustellen oder die Temperatur des Druckbeaufschlagungsbandes 55 zu steuern, kann eine solche Anordnung vorgesehen werden, daß eine Vielzahl von Walzen, die die Fixierwalze nicht unterdrücken, vorgesehen wird.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Fixiereinrichtung aus der Fixierwalze, und die Druckbeaufschlagungseinrichtung ist durch den Druck­ beaufschlagungsmechanismus gebildet. Jedoch kann eine solche Anordnung vor­ liegen, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung aus einer Walze besteht, die aus einem Material einer kleinen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Wärmeisoliermaterial, hergestellt ist, und als ein ausreichender Wärmefreigabe­ bereich dient, und ein erlaubter Temperaturbereich der Fixierwalze von nicht weniger als 30 Grad kann in dem Nichtversetzungsbereich bzw. versetzungs­ freien Bereich erhalten werden.

Wie oben beschrieben ist, umfaßt das Fixierverfahren zum Fixieren eines unfixierten Tonerbildes, das auf einem Aufzeichnungsmaterial durch Trans­ portieren eines Aufzeichnungsmaterials, auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt ist, zu einem Kontaktteil zwischen der Fixiereinrichtung und der Druck­ beaufschlagungseinrichtung gebildet ist, um die Oberfläche der Fixiereinrichtung mit Druck zu beaufschlagen, vorzugsweise die folgenden Schritte:

• a) Zuvor Gewinnen eines Nichtversetzungsbereiches, der definiert ist durch eine kritische Grenzlinie, gewonnen aus einer Funktion einer Fixiereinrich­ tungs-Oberflächentemperatur und einer Druckbeaufschlagungseinrichtungs- Oberflächentemperatur, bei welcher eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren von Toner auf das Aufzeichnungsmaterial gewährleistet werden kann, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, und
• b) Steuern der Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur und der Druck­ beaufschlagungs-Oberflächentemperatur bei dem Kontaktteil, während Aufzeichnungsmaterial dort hindurchtransportiert wird, um in den Nicht­ versetzungsbereich zu fallen.

Es ist vorzuziehen, daß die kritische Grenzlinie wenigstens eine erste, kritische Grenzlinie, die Temperaturen an einer Zwischenfläche zwischen dem Aufzeich­ nungsmaterial und dem Toner angibt, welche eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren des Toners auf dem Aufzeichnungsmaterial gewährleisten, und eine zweite, kritische Grenzlinie, welche Temperaturen einer Zwischenfläche zwischen der Fixiereinrichtung und dem Toner angibt, bei welchen eine Hochtemperatur­ versetzung nicht eintritt, umfaßt.

Es ist außerdem vorteilhaft, daß die kritische Grenzlinie weiterhin eine kritische Grenzlinie umfaßt, die Temperaturen angibt, bei welchen eine Wärmehaltbarkeit bzw. -festigkeit der Fixiereinrichtung garantiert werden kann.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Fixiereinrichtungs-Oberflächentemperatur und die Druckbeaufschlagungseinrichtungs-Oberflächentemperatur bei dem Kontaktteil zu einer Zeit, zu welcher das Aufzeichnungsmaterial dort hindurch­ transportiert wird, um eine Mittenlinie zwischen der ersten, kritischen Grenzlinie und der zweiten, kritischen Grenzlinie gesteuert werden.

Weiterhin ist es vorzuziehen, daß der oben beschriebene Schritt (ii) die folgenden Schritte aufweist:
Messen der Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur und der Druck­ beaufschlagungseinrichtung-Oberflächentemperatur und
Steuern der Wärmeeinwirkung auf die Fixiereinrichtung aufgrund der Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur und der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung-Oberflächentemperatur.

Es ist auch vorteilhaft, daß das oben beschriebene Verfahren außerdem den Schritt des Steuerns der Fixiereinrichtung und der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung umfaßt, um ein Umlaufen zu beginnen, wenn eine Oberflächentem­ peratur der Fixiereinrichtung als bereit für eine Fixieroperation festgestellt wird.

Wie oben erläutert wurde, zeichnet sich die erfindungsgemäße Fixiervorrichtung durch die folgenden Merkmale aus:
eine Fixiereinrichtung,
eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Beaufschlagen einer Ober­ fläche der Fixiereinrichtung mit Druck,
eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Fixiereinrichtung,
eine erste Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ober­ flächentemperatur der Fixiereinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles, wobei die erste Temperaturerfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Fixiereinrichtung vorgesehen ist,
eine zweite Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ober­ flächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles, wobei die zweite Erfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Druckbeaufschlagungseinrichtung vorgesehen ist, und
eine Wärmeeinwirkungssteuereinrichtung zum Steuern der Heizeinrichtung aufgrund von Ergebnissen der Erfassung der ersten Tempe­ raturerfassungseinrichtung und der zweiten Temperaturerfassungseinrichtung,
wobei die Wärmeeinwirkungssteuereinrichtung die Fixiereinrichtung- Oberflächentemperatur und die Druckbeaufschlagungseinrichtung-Oberflächen­ temperatur bei dem Kontaktteil, während das Aufzeichnungsmaterial dorthin durchtransportiert wird, innerhalb eines Nichtversetzungsbereiches steuert, in welchem eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren von Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial gewährleistet werden kann, ohne eine Hochtemperatur­ versetzung zu erzeugen, wobei der Nichtversetzungsbereich definiert ist durch eine kritische Grenzlinie, die erhalten ist aus einer Funktion einer Fixiereinrichtungs-Oberflächentemperatur und einer Druckbeaufschlagungsein­ richtungs-Oberflächentemperatur.

Die beschriebene Anordnung kann außerdem eine Rotationsstartsteuerein­ richtung umfassen, um die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungsein­ richtung so zu steuern, daß ein Umdrehen gestartet wird, wenn die Oberflächen­ temperatur der Fixiereinrichtung, die durch die erste Temperaturerfassungsein­ richtung detektiert ist, eine Temperatur erreicht, bei welcher eine Fixieroperation vorgenommen werden kann.

Es ist auch vorteilhaft, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung wenigstens eine Druckbeaufschlagungswalze, die aus einem Isoliermaterial hergestellt und parallel zu der Fixiereinrichtung vorgesehen ist, um eine Oberfläche der Fixiereinrichtung mit Druck zu beaufschlagen, wobei wenigstens eine Druck­ beaufschlagungsband-Trägerwalze außerhalb des Kontaktteiles angeordnet ist, und ein Druckbeaufschlagungsband, das zur Außenseite des Kontaktteiles durch die Druckbeaufschlagungswalze und die Druckbeaufschlagungsband-Trägerwalze gespannt bzw. gestreckt ist, aufweist.

Bei der obigen Anordnung ist es vorteilhaft, daß das Wärmeisoliermaterial ein elastisches Glied aus Schaumstoff ist.

Es ist auch vorzuziehen, daß das Druckbeaufschlagungsband in der Trans­ portrichtung des Aufzeichnungsmaterials zu einer Stromaufseite des Kontakt­ teiles in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials gespannt bzw. gestreckt ist.

Es ist auch vorteilhaft, daß die Fixiervorrichtung der beschriebenen Struktur außerdem eine Aufzeichnungsmaterial-Anzieheinrichtung aufweist, um das Aufzeichnungsmaterial auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes anzuziehen, wobei das Druckbeaufschlagungsband als eine Aufzeichnungs­ material-Transporteinrichtung wirkt, um das Aufzeichnungsmaterial, auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt ist, zu dem Kontaktteil zu transportieren, während es auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes angezogen wird.

Für das Druckbeaufschlagungsband wird vorzugsweise ein Druck­ beaufschlagungsband eines dünnen Filmes einer geschichteten Struktur angewandt, wobei ein Freigabematerial auf das Wärmewiderstandsmaterial geschichtet ist.

ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 7 beschrieben. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind Bau­ teile, die die gleiche Funktion wie in den obigen Ausführungsbeispielen haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden hier nicht näher beschrieben.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat die Fixiervorrichtung gemäß dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel die gleiche Struktur wie die Fixiervorrichtung 50 des ersten Ausführungsbeispiels mit der Ausnahme, daß eine Strom- bzw. Spannungsquelle 61 (Aufzeichnungsmaterial-Anzieheinrichtung) zum Anlegen einer Spannung an die Trägerwalze 54 außerdem vorhanden ist.

Das Blatt P, an dem der Toner T haftet, wird negativ geladen, und durch Anlegen einer positiven Spannung an die Trägerwalze 54 (500 V in dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel) kann das Blatt P mit dem Toner T, der dort noch nicht fest­ gelegt ist, elektrisch zu der Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes 55 angezogen werden. Gemäß der beschriebenen Anordnung kann im Vergleich mit einem Fall, in welchem keine Spannung an die Trägerwalze 54 angelegt wird, das Blatt P zu dem Fixierwalzenspaltabschnitt befördert werden, während ein engerer Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsband beibehalten wird.

Daher kann gemäß der beschriebenen Anordnung die auf dem Druckbeauf­ schlagungsband 55 gespeicherte Wärme durch das Blatt P wirksam absorbiert werden, und ein noch verbesserter Effekt bei der Unterdrückung eines Tempera­ turanstiegs in dem Kontaktteil mit dem Druckbeaufschlagungsband 55 kann erreicht werden. Darüber hinaus kann gemäß dem vorliegenden Verfahren im Vergleich mit einem Fall ohne Anlegung einer Spannung der Wärmefreigabe­ bereich des Druckbeaufschlagungsbandes 55 reduziert werden, und es kann eine kompakte Abmessung der Vorrichtung erreicht werden. Weiterhin kann durch Vorheizen des Blattes P die Heiztemperatur der Fixierwalze 51 niedrig innerhalb der Spanne des Nichtversetzungsbereiches eingestellt werden, und es kann eine Reduktion in der Aufwärmzeit erzielt werden.

Solange das Blatt P befördert werden kann, während es zu dem Druckbeauf­ schlagungsband 55 angezogen ist, ist die Methode des Anziehens des Blattes P nicht besonders begrenzt.

Wie oben beschrieben, kann die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit der Grundstruktur des ersten Ausführungsbeispiels so gestaltet sein, daß außerdem die Aufzeichnungsmaterial-Anzieheinrichtung vorhanden ist, um das Aufzeichnungsmaterial auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes anzuziehen, wobei das Druckbeaufschlagungsband auch als eine Aufzeichnungs­ material-Transporteinrichtung wirkt, um das Aufzeichnungsmaterial, auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt ist, zu dem Kontaktteil zu transportieren, während es auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes angezogen wird.

DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 8 erläutert. Zur Vereinfachung der Erläuterungen sind die Bauteile mit den gleichen Funktionen wie in den vorangehenden Ausführungs­ beispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden hier nicht näher beschrieben.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Fixiervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angeordnet, um ein elektromagnetisches Solenoid 62 (Bewegungseinrichtung) mit der Druckbeaufschlagungswalze 53 aufgrund der Struktur der Fixiervorrichtung 50 des ersten Ausführungsbeispiels zu verbinden.

Gemäß der Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird während der Zeitdauer, in welcher der Transport des Blattes P nicht ausgeführt wird, wie beispielsweise während der Aufheizzeit, und einer Bereitschaftszeit zum Transportieren des Blattes P für ein nachfolgendes Fixieren des Toners T an dem Blatt P der Druckbeaufschlagungsmechanismus 52 von der Fixierwalze 51 getrennt.

Insbesondere ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Blatterfassungs­ aktuator bzw. ein Blatterfassungsbetätigungsglied 15 (Aufzeichnungsmaterial- Erfassungseinrichtung) gekippt oder geneigt, und ein Blatterfassungsfühler bzw. -sensor 16 (Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung) ist EIN-geschaltet. Nach Erfassen eines Transportes des Blattes P zu der Seite der Bilderzeugungs­ vorrichtung 20 aufgrund des Erfassungssignales steuert die Steuerschaltung 17 das elektromagnetische Solenoid 62, um das Druckbeaufschlagungsband 55 auf der Fixierwalze 51 über die Druckbeaufschlagungswalze 53 mit Druck zu beauf­ schlagen. Nachdem das Blatt P transportiert wurde, wird andererseits der Druckbeaufschlagungsmechanismus 52 von der Fixierwalze 51 getrennt. Ins­ besondere arbeitet bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerschal­ tung 17 auch als Trenn/Steuereinrichtung.

Daher kann gemäß der beschriebenen Anordnung durch Reduzieren der Zeit­ dauer, in welcher die Fixierwalze 51 und das Druckbeaufschlagungsband 55 einander direkt berühren bzw. kontaktieren, ohne das Blatt P dazwischen auf­ zuweisen, die Wärmeleitfähigkeit von der Fixierwalze 51 zu dem Druckbeauf­ schlagungsband 55 in dem Fixierwalzenspaltabschnitt reduziert werden. Somit erlaubt die beschriebene Anordnung eine Unterdrückung des Tempera­ turanstiegs des Druckbeaufschlagungsbandes 55, und der Druckbeauf­ schlagungsmechanismus 52 beaufschlagt die Fixierwalze 51 bei Bedarf mit Druck, um dadurch zu verhindern, daß die Fixierwalze 51 permanent durch ein­ wirkenden Druck deformiert wird.

Indem der Druckbeaufschlagungsmechanismus 52 so angeordnet ist, daß er beweglich in Berührung mit und getrennt von der Fixierwalze 51 gelagert ist, kann die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 durch den Kontakt und die Trennung des Druckbeaufschlagungsmechanismus 52 gesteuert werden.

Gemäß der Struktur des ersten Ausführungsbeispiels können durch die inner­ halb der Fixierwalze 51 vorgesehene Heizlampe 51c, um Wärme aufgrund der Oberflächentemperatur T des Druckbeaufschlagungsbandes 55 einwirken zu lassen, die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächen­ temperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 innerhalb des Nicht­ versetzungsbereiches gesteuert werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Struktur des ersten Ausführungs­ beispiels durch Steuern des Druckbeaufschlagungsbandes 55, um aufgrund der Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagsungsbandes 55 in Berührung und Trennlage zu kommen, die Oberflächentemperatur T2 des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 in einfacherer Weise gesteuert werden.

Wie oben beschrieben ist, können in dem Fall eines Trennens des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 aufgrund lediglich der Transportdaten des Blattes P (d. h., der Trennzustand des Druckbeaufschlagungsbandes 55 wird zwischen einem Transportieren des Blattes P und einem Transportieren im Bereitschafts­ zustand geschaltet), da ein Anstieg in der Temperatur des Druckbeauf­ schlagungsbandes 55 unterdrückt werden kann, die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeauf­ schlagungsbandes 55 einfach gesteuert werden.

Wie oben beschrieben ist, kann das Fixierverfahren mit der Grundanordnung des ersten Ausführungsbeispiels außerdem den Schritt des Trennens der Druck­ beaufschlagungseinrichtung von der Fixiereinrichtung umfassen, wenn das Auf­ zeichnungsmaterial nicht durch den Kontaktteil transportiert wird.

Wie oben beschrieben ist, kann die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit der Grundstruktur des ersten Ausführungsbeispiels so angeordnet sein, daß außerdem eine Bewegungseinrichtung vorhanden ist, um die Druckbeauf­ schlagungseinrichtung zu verfahren, damit sie in Berührung mit und getrennt von der Fixiereinrichtung ist.

Es ist auch vorteilhaft, daß die Fixiervorrichtung außerdem aufweist:
Eine Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Aufzeichnungsmaterials, wobei diese Aufzeichnungsmaterial-Erfassungsein­ richtung auf einer Stromaufseite in der Transportrichtung des Aufzeichnungs­ materials gelegen ist,
wobei die Druckbeaufschlagungseinrichtung beweglich durch die Fi­ xiereinrichtung gelagert ist, um in Kontakt mit und getrennt von der Fixierein­ richtung derart zu sein, daß nach Erfassen des Aufzeichnungsmaterials durch die Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung die Fixiereinrichtung sich zu bewegen vermag, damit diese in Berührung mit der Fixiereinrichtung ist.

Bei der beschriebenen Anordnung kann die Druckbeaufschlagungseinrichtung gelagert sein, um beweglich zu sein, so daß sie in Kontakt mit und getrennt von der Fixiereinrichtung ist, wobei 23804 00070 552 001000280000000200012000285912369300040 0002019901467 00004 23685 die Fixiereinrichtung selbst festgelegt ist.

VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Die folgende Beschreibung erläutert ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 9 und 10. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind Bauteile mit den gleichen Funktionen wie diejenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden hier nicht näher erläutert.

Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, hat die Fixiervorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Struktur der Fixiervorrichtung 50, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel angewandt wird, wenn von den folgenden Ausnahmen abgesehen wird. Anstelle der Voll- bzw. Festkörperwalze, die aus Aluminium hergestellt ist, wird ein Heizrohr, das aus einer Hohlwalze 54 besteht, in welcher eine Umwälzlösung 54a eingeschlossen ist, für die Trägerwalze 54 angewandt. Die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist derart strukturiert, daß die auf dem Druckbeaufschlagungsband 55 gespeicherte Wärme zu dem Außen­ seitenabschnitt über das Heizrohr freigegeben wird.

Für das Heizrohr kann beispielsweise ein Kupfer-, Aluminium- oder SUS-Rohr angewandt werden. Der Druck im Innern des Heizrohres ist reduziert, und ein Wärmemedium, wie beispielsweise Wasser, Freon, Ammoniak, usw., bildet darin eine Umwälzlösung 54a, wobei eine Wärmeübertragung durch die Bewegung des Dampfes der Umwälzlösung 54a sowie Ausnutzen und Empfangen von latenter Wärme der Verdampfung vorgenommen wird.

Für das Heizrohr ist ein Wärmefreisetzabschnitt La vorgesehen, um sich in einer Axialrichtung des Heizrohres, d. h. in der Breitenrichtung des Druckbeauf­ schlagungsbandes 55, zu erstrecken. Sodann liegt in der Nähe des Wärme­ freigabeabschnittes La ein Kühlgebläse 63 vor.

Als ein Ergebnis wird die von dem Druckbeaufschlagungsband 55 zu dem Heiz­ rohr übertragene Wärme zu dem Wärmefreigabeabschnitt La durch die Umwälz­ lösung 4a überführt und in dem Wärmefreigabeabschnitt La durch das Kühl­ gebläse 63 abgekühlt. Als Ergebnis wird das Heizrohr vollständig abgekühlt.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch den Thermistor 56, der auf der Rückfläche des Druckbeaufschlagungsbandes 55 vorgesehen ist, die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 erfaßt, und eine Luftströmung des Kühlgebläses 63 wird durch die Steuerschaltung 17 so gesteuert, daß die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Ober­ flächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 in den Nicht­ versetzungsbereich fallen.

Es ist wirksam, das Heizrohr während der Zeit abzukühlen, in welcher die Fixier­ walze 51 und das Druckbeaufschlagungsband 55 einander direkt berühren, ohne ein Blatt P dazwischen aufzuweisen, wie beispielsweise bei einer Wartezeit zum Transportieren des Blattes P. In diesem Fall können das Vorliegen des Trans­ portes des Blattes P und die Erfassung des Blattes P durch den Blatterfassungs­ aktuator 15 (Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung) und den Blatter­ fassungsfühler 16 (Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung) ausgeführt werden.

Daher werden gemäß der beschriebenen Anordnung wie bei der Struktur des dritten Ausführungsbeispiels die Oberflächentemperatur T1 der Fixierwalze 51 und die Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55 nicht nur durch Steuern einer Einwirkung von Wärme durch die innerhalb der Fixier­ walze 51 vorgesehene Heizlampe 51c, sondern auch durch Kühlen des Druck­ beaufschlagungsbandes 55 durch das Heizrohr gesteuert. Als ein Ergebnis kann der Prozeß der Steuerung der Oberflächentemperaturen (der Oberflächentem­ peratur T1 der Fixierwalze 51 und der Oberflächentemperatur T2 des Druckbeaufschlagungsbandes 55) noch weiter vereinfacht werden.

Bei den beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen wurden Erläu­ terungen für den Fall der Anwendung der Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung auf den monochromen bzw. Einfarben-Laserdrucker gegeben; jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt sein, und sie kann auf Farblaserdrucker, Farbkopiergeräte, usw. angewandt werden.

Wie oben beschrieben ist, kann das Fixierverfahren der vorliegenden Erfindung zum Fixieren eines Toners auf einem Aufzeichnungsmaterial durch Transpor­ tieren des Aufzeichnungsmaterials mit dem darauf erzeugten Tonerbild zu einem Kontaktteil zwischen einer Fixiereinrichtung (beispielsweise einer Fixierwalze) und einer Druckbeaufschlagungseinrichtung (beispielsweise einem Druck­ beaufschlagungsmechanismus, der mit einem Druckbeaufschlagungsband ver­ sehen ist), um die Oberfläche der Fixiereinrichtung mit Druck zu beaufschlagen, so ausgestaltet sein, daß die Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung bei dem Kontaktteil zu der Zeit, zu der das Aufzeichnungsmaterial dort hindurch ver­ läuft, so gesteuert sind, daß sie in den Nichtversetzungsbereich fallen, der durch kritische Grenzlinien festgelegt ist, die durch die Funktion der Oberflächen­ temperatur der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur der Druck­ beaufschlagungseinrichtung erhalten sind, wobei die kritischen Grenzlinien wenigstens a) eine erste kritische Grenzlinie, die die Zwischenflächentemperatur zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem Toner angibt, welche eine ausrei­ chende Fixierstärke des Toners und des Aufzeichnungsmaterials bietet, und b) eine zweite kritische Grenzlinie, die eine Zwischenflächentemperatur zwischen der Fixiereinrichtung und dem Toner angibt, bei welcher eine Hochtemperatur­ versetzung nicht auftritt, umfaßt.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann durch Steuern der Oberflächen­ temperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druck­ beaufschlagungseinrichtung innerhalb des Nichtversetzungsbereiches ein Auf­ treten einer Versetzung verhindert werden, ohne das Versetzungsverhinderungs­ gebrauchs-Öl zu verwenden, und ein schwaches Fixieren des Toners kann reduziert werden.

Insbesondere wird bei dem herkömmlichen Verfahren die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung, vorzugsweise die Beziehung zwischen der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung, nicht berücksichtigt. Daher wird bei dem herkömmlichen Verfahren die Druckbeaufschlagungseinrichtung erwärmt, wenn die Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung ansteigt, und eine Fixieropera­ tion wird in dem Bereich jenseits des Nichtversetzungsbereiches vorgenommen. Jedoch wird es als ein Ergebnis der von den Erfindern durchgeführten Unter­ suchungen klar, daß eine kritische Grenzlinie vorliegt, die erhalten ist aus der Funktion der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächen­ temperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung. Daher kann durch Ausführen der Temperatursteuerung aufgrund der kritischen Grenzlinie ein Qualitätsbild erzeugt werden, ohne das Versetzungsverhinderungsgebrauchs-Öl anzuwenden.

Bei dem beschriebenen Fixierverfahren ist es vorzuziehen, daß der Nicht­ versetzungsbereich weiter durch die dritte kritische Grenzlinie definiert wird, die die Temperatur angibt, bei welcher die thermische Haltbarkeit der Fixier­ vorrichtung gewährleistet werden kann.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann, da eine thermische Verschlech­ terung der Fixiervorrichtung ebenfalls zu vermeiden ist, ein Fixierbetrieb beson­ ders vorteilhaft ausgeführt werden.

Es ist weiterhin vorzuziehen, daß die Oberflächentemperatur der Fixiervorrich­ tung und die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung in einer Nähe der Mittenlinie zwischen der ersten kritischen Grenzlinie und der zweiten kritischen Grenzlinie gesteuert werden können, während das Aufzeich­ nungsmaterial durch den Kontaktteil des Aufzeichnungsmaterials transportiert wird.

Selbst wenn große Schwankungen in der Oberflächentemperatur der Fixierein­ richtung oder der Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung oder Schwankungen in der Umgebungstemperatur vorliegen, können gemäß der beschriebenen Anordnung die Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung so gesteuert werden, daß sie unter stabilen Bedingungen in den Nichtversetzungsbereich fallen.

In jeder der beschriebenen Anordnungen ist es vorzuziehen, daß das Wärmeisoliermaterial für die Druckbeaufschlagungseinrichtung angewandt wird, und daß die Fixiereinrichtung aufgrund der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung, wie diese erfaßt sind, erwärmt wird.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann durch Anwenden des Wärmeisolier­ materials für die Druckbeaufschlagungseinrichtung die Wärmespeicherung der Druckbeaufschlagungseinrichtung unterdrückt werden. Daher kann eine starke Schwankung in der Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungsein­ richtung, wie diese durch die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung verursacht ist, verhindert werden. Als ein Ergebnis können durch Steuern der Erwärmung der Fixiereinrichtung gemäß der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druckbeauf­ schlagungseinrichtung die obigen Oberflächentemperaturen so gesteuert werden, daß sie in den Nichtversetzungsbereich fallen.

Bei der beschriebenen Anordnung ist es vorzuziehen, daß die Druckbeauf­ schlagungseinrichtung von der Fixiereinrichtung bei Bedarf getrennt ist.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann die Zeitdauer, in welcher die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung direkt in Kontakt miteinander sind, ohne ein Aufzeichnungsmaterial dazwischen aufzuweisen, wie beispielsweise während der Wartezeit für ein Transportieren des Aufzeichnungs­ materials usw., reduziert werden, und die Wärmemenge, die von der Fixierein­ richtung auf die Druckbeaufschlagungseinrichtung in den Kontaktbereich über­ tragen ist, kann reduziert werden. Daher kann gemäß der beschriebenen Anord­ nung ein Anstieg in der Temperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung unterdrückt werden, und die Druckbeaufschlagungseinrichtung beaufschlagt die Fixiereinrichtung mit Druck lediglich bei Bedarf, und eine permanente Defor­ mation der Fixiereinrichtung unter einem einwirkenden Druck kann verhindert werden.

Da darüber hinaus die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung gesteuert werden kann, indem die Druckbeaufschlagungseinrichtung verfahren wird, um in Berührung mit und getrennt von der Druckbeauf­ schlagungseinrichtung zu sein, kann die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung innerhalb des Nichtversetzungsbereiches gesteuert werden.

Es ist weiterhin eine Anordnung derart möglich, daß die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein Umlaufen beginnen, wenn die Ober­ flächentemperatur der Fixiereinrichtung bereit für eine Fixieroperation wird.

Gemäß der beschriebenen Anordnung unterbrechen die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein Umdrehen während der Aufwärmzeit, bis die Oberfläche der Fixiereinrichtung auf Temperaturen erwärmt ist, bei welcher eine Fixieroperation ausgeführt werden kann. Wenn daher das Wärmeisoliermaterial für die Druckbeaufschlagungseinrichtung angewandt wird, kann, selbst wenn die Fixiereinrichtung während der Aufwärmzeit erwärmt wird, im Vergleich mit der Anordnung, bei welcher diese Einrichtungen rotieren, eine Menge an Wärme, die von der Fixiereinrichtung zu der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung übertragen ist, reduziert werden, um dadurch die Aufwärmzeit zu vermindern.

Wie oben beschrieben ist, kann die Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung aufweist, um die Oberfläche der Fixiereinrichtung zum Fixieren eines Toner­ bildes auf einem Aufzeichnungsmaterial durch Transportieren des Aufzeich­ nungsmaterials mit einem darauf erfolgten Tonerbild zu einem Kontaktabschnitt zwischen der Fixiereinrichtung und der Druckbeaufschlagungseinrichtung so angeordnet werden, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung eine Wärmeisolierstruktur in dem Kontaktteil aufweist, und die Fixiereinrichtung umfaßt außerdem eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Oberfläche der Fixiereinrichtung, die erste Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung in der Nähe des Kontaktteiles, wo­ bei die erste Temperaturerfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Fixiereinrichtung vorgesehen ist, die zweite Temperaturerfassungseinrich­ tung zum Erfassen der Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungsein­ richtung in einer Nähe des Kontaktteiles, wobei die zweite Temperaturer­ fassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung vorgesehen ist, und eine Wärmesteuereinrichtung zum Steuern der Heizeinrichtung aufgrund des Ausgangssignales der ersten Temperaturer­ fassungseinrichtung und der zweiten Temperaturerfassungseinrichtung, wobei die Wärmesteuereinrichtung die Heizeinrichtung derart steuert, daß die Ober­ flächentemperatur der Fixiereinrichtung und die Oberflächentemperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung bei dem Kontaktteil in einen Nichtver­ setzungsbereich fallen, der durch kritische Grenzlinien definiert ist, die aus der Funktion der Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächen­ temperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung erhalten sind, wobei die kritischen Grenzlinien aufweisen: a) die erste, kritische Grenzlinie, die die Temperatur der Zwischenfläche zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem Toner angibt, welche eine ausreichende Fixierstärke zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial bietet, und b) die zweite, kritische Grenzlinie, die die kritische Temperatur zwischen der Fixiereinrichtung und dem Toner angibt, bei welcher eine Hochtemperaturversetzung nicht auftritt.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann durch Steuern der Oberflächen­ temperatur der Fixiereinrichtung und der Oberflächentemperatur der Druck­ beaufschlagungseinrichtung innerhalb des Nichtversetzungsbereiches ein Auf­ treten der Versetzung verhindert werden, ohne das Versetzungsverhinderungs­ gebrauchs-Öl zu verwenden, und ein schwaches Fixieren des Toners kann redu­ ziert werden.

Die beschriebene Fixiervorrichtung kann so angeordnet werden, daß sie außer­ dem eine Bewegungseinrichtung, um die Druckbeaufschlagungseinrichtung so zu verfahren, daß sie in Berührung mit und getrennt von der Fixiereinrichtung ist, und eine Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Aufzeichnungsmaterials aufweist, wobei die Aufzeichnungsmaterial-Erfassungs­ einrichtung auf der Stromaufseite in der Transportrichtung des Aufzeichnungs­ materials gegenüber der Druckbeaufschlagungseinrichtung angeordnet ist, und die Druckbeaufschlagungseinrichtung durch die Fixiereinrichtung gelagert ist, um in der Lage zu sein, in Berührung mit und getrennt von der Fixiereinrichtung zu sein derart, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung die Fixiereinrichtung berührt, wenn das Aufzeichnungsmaterial durch die Aufzeichnungsmaterial- Erfassungseinrichtung erfaßt wird.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann die Zeitdauer, in welcher die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung in direktem Kontakt miteinander sind, ohne ein Aufzeichnungsmaterial dazwischen aufzuweisen, wie bei der Wartezeit für ein Transportieren des Aufzeichnungsmaterials usw., reduziert werden, und eine Menge an Wärme, die von der Fixiereinrichtung zu der Druckbeaufschlagsungseinrichtung in dem Kontaktteil übertragen ist, kann reduziert werden. Daher kann gemäß der beschriebenen Anordnung ein Anstieg in der Temperatur der Druckbeaufschlagungseinrichtung unterdrückt werden, und die Druckbeaufschlagungseinrichtung beaufschlagt die Fixiereinrichtung mit Druck lediglich bei Bedarf, und eine permanente Deformation der Fixierein­ richtung unter einwirkendem Druck kann verhindert werden.

In jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann eine solche Anordnung getroffen werden, daß weiterhin eine Rotationsstartsteuereinrichtung vorgesehen ist, um die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung so zu steuern, daß ein Umdrehen beginnt, wenn die Oberflächentemperatur der Fixiereinrichtung, wie diese durch die erste Temperaturerfassungseinrichtung festgestellt ist, eine vorbestimmte Temperatur erreicht.

In der beschriebenen Struktur kann beispielsweise eine derartige Anordnung getroffen werden, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung wenigstens ein Druckbeaufschlagungsband, das aus einem Wärmeisoliermaterial hergestellt ist, das parallel zu der Fixiereinrichtung vorgesehen ist, und wenigstens eine Druck­ beaufschlagungsband-Trägerwalze, die außerhalb des Kontaktteiles vorgesehen ist, sowie ein Druckbeaufschlagungsband, daß zur Außenseite des Kontaktteiles durch die Druckbeaufschlagungswalze und die Druckbeaufschlagungsband- Trägerwalze gespannt bzw. gestreckt ist, aufweist.

Die Fixiervorrichtung mit der oben beschriebenen Anordnung bietet eine weite erlaubte Temperaturspanne für die Fixierwalze innerhalb des Nichtversetzungs­ bereiches und kann Änderungen bzw. Schwankungen in der Umgebungstempera­ tur handhaben. Daher kann die Fixiervorrichtung in geeigneter Weise für das Fixierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden.

Für das Wärmeisoliermaterial kann beispielsweise ein elastisches Schaumstoff­ material verwendet werden.

In dem Fall, in welchem das Wärmeisoliermaterial durch das elastische Schaum­ stoffmaterial gebildet ist, zeigt das Wärmeisoliermaterial hervorragende Wär­ meisoliereigenschaften durch Luftschäume, die in dem elastischen Glied enthal­ ten sind. Daher kann in dem Fall, in welchem das Wärmeisoliermaterial durch ein elastisches Schaumstoffglied gebildet ist, eine Übertragung der Wärme zu der Druckbeaufschlagungswalze oder die Speicherung der Wärme noch unterdrückt werden, und ein Temperatursanstieg des Druckbeaufschlagungsbandes aufgrund der Berührung mit der Fixierwalze kann wirksam unterdrückt werden. Darüber hinaus kann, da die Menge an Wärme, die von der Fixierwalze zu der Druck­ beaufschlagungswalze übertragen ist, gering ist, eine Aufwärmzeit weiter redu­ ziert werden.

Es kann eine solche Anordnung getroffen werden, daß das Druckbeauf­ schlagungsband in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials zu der Stromaufseite in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials gespannt oder gestreckt ist.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann das Aufzeichnungsmaterial vor­ geheizt werden, indem die Freigabe von Wärme ausgenutzt wird, und eine Fixier­ walze kann bei einer geringeren Temperatur gestaltet werden. Zusätzlich kann durch die Effekte der Absorbierung von Wärme von dem Aufzeichnungsmaterial ein Temperaturanstieg des Druckbeaufschlagungsbandes unterdrückt werden.

Gemäß der beschriebenen Anordnung unterbrechen die Fixiereinrichtung und die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein Umlaufen während der Aufwärmzeit, bis die Oberfläche der Fixiereinrichtung auf Temperaturen erwärmt ist, bei welchen eine Fixieroperation stattfinden kann. Wenn daher das Wärmeisolier­ material für die Druckbeaufschlagungseinrichtung angewandt wird, kann selbst dann, wenn die Fixiereinrichtung während der Aufwärmzeit erwärmt wird, im Vergleich mit der Anordnung, bei der diese Einrichtungen umlaufen, eine Menge an Wärme, die von der Fixiereinrichtung auf die Druckbeaufschlagungseinrich­ tung übertragen ist, reduziert werden, um so die Aufwärmzeit bzw. Aufheizzeit zu reduzieren.

Jede der beschriebenen Strukturen kann so angeordnet werden, daß sie außer­ dem eine Aufzeichnungsmaterial-Absorptionseinrichtung aufweist, um ein Auf­ zeichnungsmaterial auf der Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes zu absorbieren, wobei das Druckbeaufschlagungsband als die Aufzeichnungsmate­ rial-Transporteinrichtung zum Tranportieren des Aufzeichnungsmaterials mit einem darauf erzeugten Tonerbild zu dem Kontaktteil durch die Aufzeichnungs­ material-Absorptionseinrichtung wirkt, während es zu der Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes angezogen ist.

Da gemäß der beschriebenen Anordnung das Aufzeichnungsmaterial transpor­ tiert werden kann, während es auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungs­ bandes angezogen wird, kann das Aufzeichnungsmaterial Wärme von dem Druckbeaufschlagungsband zur Sicherheit absorbieren. Als Ergebnis können verbesserte Effekte hinsichtlich der Unterdrückung eines Temperaturanstieges des Druckbeaufschlagungsbandes erzielt werden.

Es ist vorzuziehen, daß wenigstens eine der Druckbeaufschlagungsband-Träger­ walzen aus einem metallischen Material hergestellt ist.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann, da die Druckbeaufschlagungsband- Trägerwalze aus einem metallischen Material von großer Wärmekapazität herge­ stellt ist, die Wärme des Druckbeaufschlagungsbandes temporär durch die Druckbeaufschlagungsband-Trägerwalze absorbiert werden, und die Wärme kann während der Wartezeit für die Fixieroperation freigesetzt werden. Daher kann gemäß der beschriebenen Anordnung ein Temperaturanstieg des Endlos- Druckbeaufschlagungsbandes reduziert werden.

Es kann auch eine Anordnung derart getroffen werden, daß wenigstens eine der Druckbeaufschlagungsband-Trägerwalzen ein Heizrohr ist, und daß die Fixier­ vorrichtung außerdem ein Kühlgebläse zum Abkühlen des Heizrohres umfaßt.

Gemäß der beschriebenen Anordnung kann, da die an dem Druckbeauf­ schlagungsband gespeicherte Wärme über das Heizrohr abgekühlt werden kann, das Druckbeaufschlagungband gekühlt werden, und ein Anstieg in der Tempera­ tur des Druckbeaufschlagungsbandes kann reduziert werden. Zusätzlich kann, indem die Oberflächentemperatur der Fixierwalze und die Oberflächentempera­ tur des Druckbeaufschlagungsbandes so gesteuert werden, daß sie in den Nicht­ versetzungsbereich fallen, die Oberflächentemperatur des Druckbeauf­ schlagungsbandes reduziert werden, und die obigen Oberflächentemperaturen können einfach gesteuert werden.

In jeder beschriebenen Anordnung kann ein dünnes Band einer geschichteten Struktur, bei welcher ein Freigabematerial auf das Wärmewiderstandsmaterial aufgetragen ist, für das Druckbeaufschlagungsband angewandt werden.

Gemäß der beschriebenen Anodnung kann ein Temperaturanstieg des Druck­ beaufschlagungsbandes vermindert werden, da eine große Wirkung der Freigabe von Wärme von der Oberfläche des Bandes zu erzielen ist.

Es ist zu verstehen, daß die oben beschriebene Erfindung offenbar auf ver­ schiedene Weise realisiert werden kann. Solche Änderungen sollen nicht als Abweichung vom Geist der Erfindung verstanden werden, und jede derartige Modifikation, die für den Fachmann selbstverständlich ist, soll als im Bereich der folgenden Patentansprüche enthalten betrachtet werden.

Claims (19)

1. Fixierverfahren zum Fixieren eines unfixierten Tonerbildes, das auf einem Aufzeichnungsmaterial (P) erzeugt ist, durch Transportieren eines Aufzeich­ nungsmaterials (P), auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt ist, zu einem Kontaktteil zwischen einer Fixiereinrichtung (51) und einer Druckbeauf­ schlagungseinrichtung (52), um eine Oberfläche der Fixiereinrichtung (51) mit Druck zu beaufschlagen,
umfassend die folgenden Schritte:

• a) Gewinnen eines versetzungsfreien Bereiches, der definiert ist durch eine kritische Grenzlinie, die erhalten ist aus einer Funktion einer Fixiereinrich­ tungs-Oberflächentemperatur (T1), und einer Druckeinrichtungs-Oberflächentem­ peratur (T2), in welchem eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren von Toner (T) auf dem Aufzeichnungsmaterial (P) gewährleistet werden kann, ohne eine Hochtemperaturversetzung zu erzeugen, und
• b) Steuern der Fixiereinrichtung-Oberflächentemperatur (T1) und der Druckbeaufschlagungseinrichtungs-Oberflächentemperatur (T2) bei dem Kontaktteil, während das Aufzeichnungsmaterial (P) dort hindurchtransportiert wird, um in den versetzungsfreien Bereich zu fallen,

dadurch gekennzeichnet, dass
die kritische Grenzlinie wenigstens eine erste kritische Grenzlinie (a), die Temperaturen einer Zwischenfläche zwischen dem Aufzeichnungsmaterial (P) und dem Toner (T) angibt, welche eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren des Toners (T) auf dem Aufzeichnungsmaterial (P) bieten, eine zweite kritische Grenzlinie (b), welche Temperaturen einer Zwischenfläche zwischen der Fi­ xiereinrichtung (51) und dem Toner (T) anzeigt, bei welchen eine Hochtempera­ turversetzung nicht auftritt, und eine dritte kritische Grenzlinie (c), die Tempe­ raturen angibt, bei welchen eine stabile Fixieroperation der Fixiereinrichtung (51) gewährleistet ist, aufweist.

2. Fixierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fi­ xiereinrichtung-Oberflächentemperatur (T1) und die Druckbeaufschlagungsein­ richtung-Oberflächentemperatur (T2) bei dem Kontaktteil, während das Auf­ zeichnungsmaterial (P) dort hindurchtransportiert wird, um eine Mittenlinie zwi­ schen der ersten, kritischen Grenzlinie (a) und der zweiten, kritischen Grenzlinie (b) gesteuert sind.

3. Fixierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) aus einem wärmeisolierenden Materi­ al hergestellt ist.

4. Fixierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Schritt (ii) außerdem die folgenden Schritte aufweist:
Messen der Fixiereinrichtungs-Oberflächentemperatur (T1) und der Druck­ beaufschlagungseinrichtungs-Oberflächentemperatur (T2) und
Steuern der Wärmeeinwirkung auf die Fixiereinrichtung (51) aufgrund der Fixiereinrichtungs-Oberflächentemperatur (T1) und der Druckbeaufschlagungs­ einrichtungs-Oberflächentemperatur (T2).

5. Fixierverfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch den folgenden, weiteren Schritt:
Trennen der Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) von der Fixiereinrich­ tung (51), wenn das Aufzeichnungsmaterial (P) nicht durch den Kontaktteil transportiert wird.

6. Fixierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin gekenn­ zeichnet durch den folgenden Schritt:
Steuern der Fixiereinrichtung (51) und der Druckbeaufschlagungsein­ richtung (52), um ein Drehen der Fixiereinrichtung (51) zu beginnen, wenn die Fixiereinrichtungs-Oberflächentemperatur (T2) als bereit für eine Fixieroperation erfaßt wird.

7. Fixiervorrichtung, umfassend:
eine Fixiereinrichtung (51),
eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (52), um eine Oberfläche der Fixiereinrichtung (51) mit Druck zu beaufschlagen, und
eine Heizeinrichtung (51c) zum Erwärmen der Fixiereinrichtung (51),
eine erste Temperaturerfassungseinrichtung (57) zum Erfassen einer Oberflächentemperatur (T1) der Fixiereinrichtung (51) in einer Nähe des Kontaktteiles, wobei die erste Temperaturerfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Fixiereinrichtung (51) vorgesehen ist,
eine zweite Temperaturerfassungseinrichtung (58) zum Erfassen einer Oberflächentemperatur (T2) der Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) in einer Nähe des Kontaktteiles, wobei die zweite Erfassungseinrichtung in einer Nähe des Kontaktteiles der Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) vorgesehen ist, und
eine Wärmeeinwirkungs-Steuereinrichtung (17) zum Steuern der Heizeinrichtung (51c) aufgrund der Ergebnisse der Erfassung durch die erste Temperaturerfassungseinrichtung (57) und die zweite Temperaturerfassungs­ einrichtung (56), wobei
die Wärmeeinwirkungs-Steuereinrichtung (17) die Fixiereinrichtungs-Ober­ flächentemperatur (T1) und die Druckbeaufschlagungseinrichtungs-Oberflächen­ temperatur (T2) bei dem Kontaktteil, während das Aufzeichnungsmaterial (P) dort hindurchtransportiert wird, in einen versetzungsfreien Bereich steuert, in welchem eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren von Toner (P) auf dem Aufzeichnungsmaterial (P) gewährleistet werden kann, ohne eine Hochtempera­ turversetzung zu erzeugen, wobei der versetzungsfreie Bereich durch eine kriti­ sche Grenzlinie definiert ist, die erhalten ist aus einer Funktion der Fixierein­ richtung-Oberflächentemperatur (T1) und der Druckbeaufschlagungseinrich­ tung-Oberflächentemperatur (T2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die kritische Grenzlinie eine erste, kritische Grenzlinie (a), die Temperatu­ ren einer Zwischenfläche zwischen dem Aufzeichnungsmaterial (P) und dem Toner (T) anzeigt, welche eine ausreichende Fixierstärke zum Fixieren des Toners (T) auf dem Aufzeichnungsmaterial (P) bieten,
eine zweite, kritische Grenzlinie (b), welche Temperaturen einer Zwischenfläche zwischen der Fixiereinrichtung (51) und dem Toner (T) anzeigt, bei welchen eine Hochtempe­ raturversetzung nicht auftritt, und
außerdem eine dritte, kritische Grenzlinie (c) aufweist, die Temperaturen anzeigt, bei welchen eine stabile Fixieroperation der Fixiervorrichtung (51) ge­ währleistet ist, aufweist.

8. Fixiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) ein wärmeisolierendes Material umfasst.

9. Fixiervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, weiterhin gekennzeichnet durch:
eine Bewegungseinrichtung (62) zum Bewegen der Druckbeaufschlagungs­ einrichtung (52), um in Kontakt mit und getrennt von der Fixiereinrichtung (51) zu sein.

10. Fixiervorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch:
eine Aufzeichnungsmaterial-Erfassungseinrichtung (15, 16) zum Erfassen des Aufzeichnungsmaterials (P),
wobei die Aufzeichnungsmaterial-Erfassungs­ einrichtung (15, 16) vor der Fixiereinrichtung (51) nach der Druckbeaufschla­ gungseinrichtung (52) in einer Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials (P) vorgesehen ist,
wobei die Bewegungseinrichtung (62) die Fixiereinrichtung (51) und die Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) in Berührung miteinander nach Erfassen des Aufzeichnungsmaterials (P) durch die Aufzeichnungsmaterial-Erfassungs­ einrichtung (15, 16) bringt.

11. Fixiervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) derart gelagert ist, dass sie beweglich ist, um in Berührung mit und getrennt von der gerade festgelegten Fixiereinrichtung (51) zu sein.

12. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, weiterhin gekenn­ zeichnet durch:
eine Rotationsstart-Steuereinrichtung zum Steuern der Fixiereinrichtung (51) und der Druckbeaufschlagungseinrichtung (52), um ein Drehen der Fi­ xiereinrichtung zu beginnen, wenn die durch die erste Temperaturerfassungs­ einrichtung (57) festgestellte Fixiereinrichtungs-Oberflächentemperatur eine Temperatur erreicht, um bereit für eine Fixieroperation zu sein.

13. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (52) aufweist:
wenigstens eine Druckbeaufschlagungswalze (53), die aus einem isolieren­ den Material hergestellt ist, wobei die Druckbeaufschlagungswalze (53) parallel zu der Fixiereinrichtung (51) vorgesehen ist, um eine Oberfläche der Fixiereinrichtung (51) mit Druck zu beaufschlagen, und wenigstens eine Druck­ beaufschlagungsband-Trägerwalze (54) hat, die außerhalb des Kontaktteiles vorgesehen ist, wobei ein Druckbeaufschlagungsband (55) zur Außenseite des Kontaktteiles durch die Druckbeaufschlagungswalze (53) und die Druck­ beaufschlagungsband-Trägerwalze (54) gespannt bzw. gestreckt ist.

14. Fixiervorrichtung nach Anspruch 8 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeisolierende Material aus einem elastischen Schaumstoff besteht.

15. Fixiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbeaufschlagungsband (55) in der Transportrichtung des Aufzeichnungs­ materials (P) zu einer Position vor dem Kontaktteil in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmaterials (P) gespannt bzw. gestreckt ist.

16. Fixiervorrichtung nach Anspruch 15, weiterhin gekennzeichnet durch:
eine Aufzeichnungsmaterial-Anzieheinrichtung (61) zum Anziehen des Aufzeichnungsmaterials (P) auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungs­ bandes (55),
wobei das Druckbeaufschlagungsband (55) auch als eine Aufzeichnungs­ material-Transporteinrichtung wirkt, um das Aufzeichnungsmaterial (P), auf dem ein unfixiertes Tonerbild erzeugt ist, zu einem Kontaktteil zu transpor­ tieren, während es auf die Oberfläche des Druckbeaufschlagungsbandes (55) angezogen wird.

17. Fixiervorrichtung nach Anspruch 13, 15 oder 16, dadurch gekennzeich­ net, dass wenigstens eine Druckbeaufschlagungsband-Trägerwalze (54) aus einem metallischen Material hergestellt ist.

18. Fixiervorrichtung nach Anspruch 13, 15, 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, dass wenigstens eine Druckbeaufschlagungsband-Trägerwalze (54) ein Heizrohr ist und ein Kühlgebläse (63) zum Kühlen des Heizrohres vorgese­ hen ist.

19. Fixiervorrichtung nach Anspruch 13, 15, 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbeaufschlagungsband (55) ein dünner Film einer geschichteten Struktur ist, wobei eine Übergangsschicht (55b), die hervor­ ragende Freigabeeigenschaften bezüglich Toner zeigt, auf ein Wärmewider­ standsmaterial geschichtet ist.