DE19933991B4

DE19933991B4 - Fixiereinrichtung für ein Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE19933991B4
Application number: DE19933991A
Authority: DE
Inventors: Masanao Urawa Ehara
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: DE19933991A1; JP2000039790A; US6219520B1

Abstract

Fixiereinrichtung für ein Bilderzeugungsgerät, mit den folgenden Merkmalen:
einer Heizwalze (1);
einer Andruckwalze (2), die gegen die Heizwalze (1) drückt;
einer Auftragswalze (3), um der Heizwalze (1) und/oder oder der Andruckwalze (3) Öl zuzuführen; und
einer Reinigungseinrichtung, die eine drehbare Reinigungseinrichtung (4) und eine ortsfeste Reinigungseinrichtung (5) aufweist, die die Auftragswalze (3) berühren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopierer, ein Faksimilegerät, einen Drucker oder ähnliche Bilderzeugungsgeräte und betrifft genauer gesagt eine Fixiereinrichtung, die darin enthalten ist, gemäß dem Patentanspruch 1.

Eine Fixiereinrichtung der Art, die eine Heizwalze und eine Andruckwalze enthält, ist bei einem Bilderzeugungsgerät üblich. Die Voraussetzung ist bei dieser Art von Fixiereinrichtung, dass die Heizwalze und die Andruckwalze eine sehr hohe Fähigkeit zur Trennung besitzen. Eine niedrige Fähigkeit zur Trennung würde dazu führen, dass ein Teil des Toners auf der Heizwalze oder der Andruckwalze haften würde und dadurch zu einem Versatz führen würde. Unter Berücksichtigung von diesem, ist eine Fixiereinrichtung vorgeschlagen worden, die eine Heizwalze und eine Andruckwalze enthält, die jeweils eine Trennschicht auf ihrer umfänglichen Oberfläche haben, und die eine Auftragswalze hat, um Silikonöl auf die Trennschicht aufzutragen.

Selbst die obige Fixiereinrichtung, die die Trennschicht und die Auftragswalzenkonstruktion verwendet, kann einen Versatz nicht vollständig beseitigen. Insbesondere verbleibt ein geringer Versatzwert auf der Heizwalze oder der Andruckwalze und veranlasst Toner und Papierstaub dazu, die Oberfläche der Auftragswalze zu verunreinigen. Zusätzlich wird die Ölmenge, die durch die Auftragswalze aufzutragen ist, aufgrund von Alterung vermindert oder die Oberfläche der Auftragswalze wird verschmutzt. Die Verschmutzung der Auftragswalze wird auf die Heizwalze oder die Andruckwalze rückübertragen, wobei sich eine Verschmutzung eines Papiers oder eines ähnlichen Aufzeichnungsmediums ergibt.

Um das obige Rückübertragungsproblem zu lösen, offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-234600 z.B. eine Fixiereinrichtung, die eine Auftragswalze enthält, die einen einzigartigen Aufbau hat (hiernach Dokument 1). Die Auftragswalze nach dem Dokument 1 ist aus einer Basis hergestellt, die aus einem Schaummaterial gebildet ist, und einer Oberflächenschicht, die aus dem gleichen Material wie die Trennschicht einer Heizwalze oder die einer Andruckwalze ausgebildet ist. Insbesondere ist die Oberflächenschicht aus Fluorkohlenstoffharz ausgebildet und ist mit einer Anzahl von Poren ausgebildet. Die Basis ist mit Silikonöl imprägniert. Eine Reinigungseinrichtung wird verwendet, um die Oberfläche der Auftragswalze zu reinigen.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-6173 lehrt eine Fixiereinrichtung, die eine Reinigungswalze zum Reinigen der Oberfläche einer Auftragswalze enthält und ein Rakel bzw. eine Schneide, um Verunreinigungen von der umfänglichen Oberfläche der Reinigungswalze abzunehmen (hiernach Dokument 2).

Die Problematik mit dem Dokument 1 ist, dass die Reinigungswalze aufgrund von Alterung verunreinigt wird und in Folge die Heizwalze, wie zuvor bemerkt, verschmutzt wird. Das Dokument 2 weist die Problematik auf, dass etwas Papierstaub über einem Spalt zwischen der Reinigungswalze und dem Rakel bzw. der Schneide hindurch gelassen wird, was auch zu einer Verunreinigung eines Papiers führt. Heutzutage wird z.B. ein Füllmaterial zu dem Papier hinzugefügt, um die Rückführung zu fördern oder die Blässe bzw. Weißheit zu verstärken. Jedoch erhöht das Füllmaterial die Menge an Papierstaub, die durch die Auftragswalze und die Reinigungswalze einzusammeln sind. Ein derartiger Papierstaub erzeugt Verunreinigungen, die durch die Reinigungswalze einzusammeln sind, um auf der Auftragswalze aufgrund der Viskosität des Toners zu verbleiben, wobei die Wirksamkeit der Auftragswalze und die Bildqualität verringert werden.

Eine Technologie, die einen Bezug zu der vorliegenden Erfindung hat, ist auch beispielsweise in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nrn. 8-76628 und 9-6173 offenbart.

US 5,768,655 offenbart zwar die Verwendung von Ölauftragswalzen, jedoch mit einem anderen Aufbau. Denn eine offenbarte schwammartige Beschichtungsrolle dient der Übertra gung von Öl auf eine obere Heizwalze. Das Öl ist in einer Wanne enthalten und wird über Versorgungsrollen auf die schwammartige Walze übertragen und von dort mit gleichmäßigem Druck, zu welchem Zweck offenbar die Schwammstruktur dient, auf die Heizwalze übertragen.

Somit dienen die Versorgungswalzen nur der Versorgung mit Öl, nicht jedoch der Reinigung. Die offenbarten Versorgungswalzen stellen deshalb keine Reinigungseinrichtungen im Sinne dieser Anmeldung dar. Zum Reinigen dienen vielmehr ein Reinigungsbad und eine ortsfeste Reinigungsklinge. Die Reinigungsklinge ist jedoch in Anlage zu der Ölauftragswalze gehalten und nicht in Anlage zu einer drehbaren Reinigungseinrichtung.

DE 195 44 772 A1 offenbart ein grundsätzlich anderes Konzept zur Fixierung von Tonerbildern, denn es sind keine Ölauftragswalzen vorhanden. Eine in Anlage zu einer Heizwalze befindliche Reinigungswalze dient lediglich der Reinigung einer Fixierwalze durch Rückübertragung von Toner von der Oberfläche der Fixierwalzen auf die Reinigungswalze. Der rückübertragene Toner wird mittels der Reinigungsklinge von der Reinigungswalze abgeschabt.

DE 42 12 016 A1 betrifft einen Mehrfarbendrucker, der Flüssigtoner verwendet. Auf eine lichtempfindliche Walze soll Flüssigtoner von Entwicklungsstationen übertragen werden. Zum Reinigen dient ein Trommel-Abstreifer und eine Gegenlaufwalze. Diese befinden sich nicht in Anlage zu der Tonerübertragungswalze.

Lediglich US 5,768,655 offenbart die Verwendung eines Öls, das auf eine Fixierwalze gebracht werden soll, um das Auftreten eines Versatz-Effekts zu verhindern, bei dem geschmolzener Toner von einem Aufzeichnungsblatt zurück auf die Fixierwalze übertragen wird. Die dort offenbarte Vorrichtung benötigt jedoch eine bandförmige Reinigungseinrichtung in Anlage zu der Fixierwalze.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine noch zuverlässiger arbeitende Fixiereinrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, Papierstaub davon abzuhalten, auf der Oberfläche einer Auftragswalze zu verbleiben und dadurch die erwartete Wirksamkeit der Walze sicherzustellen, und die dazu in der Lage ist, Verunreinigungen, die durch eine Reinigungswalze eingesammelt werden, davon abzuhalten, auf eine Heizwalze zurück übertragen zu werden, um dadurch eine hohe Bildqualität sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Fixiereinrichtung mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzielenden Vorteile beruhen auf einer Fixiereinrichtung für eine Bilderzeugungsvorrichtung, die eine Heizwalze und eine Andruckwalze, die gegen die Heizwalze drückt, enthält. Eine Auftragswalze trägt auf die Heizwalze und/oder die Andruckwalze Öl auf. Eine drehbare Reinigungseinrichtung und eine stationäre Reinigungseinrichtung werden in Berührung zu der Auftragswalze gehalten.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Darstellungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Dabei werden weitere Merkmale, Vorteile und Zielsetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart, wobei:
1 eine teilweise Vorderansicht ist, die eine erste Ausführungsform der Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine teilweise Vorderansicht ist, die eine zweite Ausführungsform der Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine Ansicht ist, die Verunreinigungen zeigt, die durch eine Reinigungseinrichtung gesammelt worden ist, die in der ersten Ausführungsform enthalten ist;
4 eine Ansicht ist, die Verunreinigungen zeigt, die durch eine Reinigungseinrichtung gesammelt worden sind, die in der zweiten Ausführungsform enthalten ist;
5 eine teilweise Vorderansicht ist, die eine dritte Ausführungsform der Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 eine teilweise Vorderansicht ist, die eine vierte Ausführungsform der Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Darstellungen beschrieben. In den Darstellungen werden identische Bezugsziffern verwendet, um identische oder funktionsgleiche konstruktive Bestandteile zu kennzeichnen.
Bezugnehmend auf 1 enthält die Fixiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Heizwalze 1, eine Andruckwalze 2, die gegen die Heizwalze 1 drückt, und eine Auftragswalze 3, um Öl auf die Walzen 1 und 2 bzw. auf eine davon aufzutragen. Eine drehbare bzw. rotierbare Reinigungseinrichtung 4 wird in Kontakt zu der Auftragswalze gehalten. Eine ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 wird in Kontakt zu der Auftragswalze 3 gehalten. Die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 ist stromaufwärts einer Stelle angeordnet, wo die Heizwalze 1 und die Auftragswalze 3 berühren bzw. einander berühren, jedoch stromabwärts einer Stelle, wo die Auftragswalze 3 und die drehbare Reinigungseinrichtung 4 berühren bzw. einander berühren. Während die Auftragswalze 3 so gezeigt wird, dass sie nur die Heizwalze 1 berührt, kann sie alternativ nur die Andruckwalze 2 berühren. Ferner kann eine Auftragswalze jeweils der Heizwalze 1 und der Andruckwalze 2 zugeordnet sein. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen, die später zu beschreiben sind.
Die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 wird als eine Schneide bzw. ein Rakel 6 realisiert. Das Rakel bzw. die Schneide 6 ist z.B. ein ca. 70 μm bis ungefähr 10 μm dicker Polyimidfilm. Die Schneide 6 berührt die Auftragswalze 3 mit einem Druck, der z.B. ungefähr 9,81 10^–3 N/cm bis ca. 98,1 ⋅ 10^–3 N/cm niedrig ist.
Bei dem obigen Aufbau nehme man an, dass Verunreinigungen, die auf der Heizwalze 1 aufgrund des Versatzes abgeschieden sind, zu der Auftragswalze 3 übertragen werden. Dann sammelt die drehbare Reinigungseinrichtung 4 die meisten der Verunreinigungen von der Auftragswalze 3 ein. Die Sammlung durch die Reinigungseinrichtung 4 wird effizienter, wenn die Temperatur ansteigt. Wenn die Verunreinigungen, die durch die Reinigungseinrichtung 4 gesammelt werden, von der Reinigungseinrichtung 4 auf die Auftragswalze 3 übertragen werden, hält die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 diese auf und sammelt sie. Selbst wenn ferner das Öl an dem Abschnitt steht, wo die Auftragswalze 3 und die drehbare Reinigungseinrichtung 4 berühren bzw. einander berühren, reguliert die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 das Öl und hält es auf gleicher Höhe.
Die obigen Verunreinigungen enthalten Toner und Papierstaub. Obwohl die drehbare Reinigungseinrichtung 4 den Papierstaub nicht einfach einsammeln kann, sammelt die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5, die den zuvor hervorgehobenen Aufbau hat und die Auftragswalze 3 berührt, erfolgreich den Papierstaub ein. Es wurde experimentell herausgefunden, dass die stationäre Reinigungseinrichtung 5 bevorzugt die Auftragswalze 3 mit dem zuvor aufgezeigten niedrigen Druck berühren sollte.
Wenn insbesondere körnige bzw. granulatartige Verunreinigungen von der drehbaren Reinigungseinrichtung 4 auf die Auftragswalze 3 aufgrund des Zeitablaufes rückübertragen werden, hält die stationäre Reinigungseinrichtung 5 diese auf und sammelt sie ein. In dieser Hinsicht ist die Reinigungseinrichtung 5, die die Auftragswalze 3 mit dem niedrigen Druck berührt, selektiv dazu fähig, Papierstaub aufzuhalten, den die drehbare Reinigungseinrichtung 4 nicht leicht sammeln kann. Versuche haben gezeigt, dass ein solcher niedriger Druck für die selektive Sammlung von Papierstaub wünschenswert ist.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die identisch zu der ersten Ausführungsform ist, ausgenommen das folgende. Wie gezeigt, ist die stationäre bzw. ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 stromabwärts der Stelle angeordnet, wo die Heizwalze 1 und die Auftragswalze 3 berühren bzw. einander berühren, jedoch stromaufwärts der Stelle, wo die Auftragswalze 3 und die drehbare Reinigungseinrichtung 4 berühren bzw. einander berühren.
Wenn bei der zweiten Ausführungsform Verunreinigungen, die auf der Heizwalze 1 abgeschieden sind und Papierstaub enthalten, auf die Auftragswalze 3 übertragen werden, hält die stationäre Reinigungseinrichtung 5 selektiv den Papierstaub auf und sammelt ihn ein. Nachfolgend sammelt die drehbare Reinigungseinrichtung 4 Toner effizient, der in den Verunreinigungen auch enthalten ist. Für die zweite Ausführungsform wurde ermittelt, dass diese die Rückübertragung von Verunreinigungen von der drehbaren Reinigungseinrichtung 4 auf die Auftragswalze 3 vollständig beseitigt.
Die Rückübertragung von Verunreinigungen von der drehbaren Reinigungseinrichtung 4 zu der Auftragswalze 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform zu der zweiten Ausführungsform. Dies trifft vermutlich zu, weil die Haftung, die zwischen den Verunreinigungen wirkt, die durch die Reinigungseinrichtung 4 gesammelt sind, von den Bestandteilen der Verunreinigungen abhängig.
Wie insbesondere in 3 gezeigt, enthalten die Verunreinigungen, die die drehbare Reinigungseinrichtung 4 nach der ersten Ausführungsform erreichen, Toner und Papierstaub und lagern sich deshalb auf der Reinigungseinrichtung 4 in der Form von Teilchen A ab, die eine unregelmäßige Oberfläche bilden. Eine Adhäsion bzw. Haftung wirkt nicht zwischen derartigen Partikeln bzw. Teilchen, die auf der Reinigungseinrichtung 4 abgelagert sind, so dass die Partikel bzw. Teilchen leicht abgehen und auf die Auftragswalze 3 aufgrund des Zeitablaufes rückübertragen werden. Im Gegensatz dazu bestehen die Verunreinigungen, wie in 4 gezeigt, die die Reinigungseinrichtung 4 nach der zweiten Ausführungsform erreicht haben, hauptsächlich aus Toner und bedecken deshalb die Oberfläche der Reinigungseinrichtung 4 gleichmäßig in der Form von Verunreinigungen B, die unterschiedlich von den Partikeln bzw. Teilchen A sind. Die Verunreinigungen B werden selten von der Reinigungseinrichtung 4 auf die Auftragswalze 3 trotz Alterung rückübertragen.
Die 5 zeigt eine dritte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, die identisch zu der ersten Ausführungsform ist, mit Ausnahme des folgenden. Wie gezeigt, ist die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 durch eine Bürste 7 realisiert. Die Bürste 7 ist aus Polyphenylsulfid oder einem ähnlichen hitzebeständigen Harz bzw. Kunststoff ausgebildet.
Die 6 zeigt eine vierte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, die zu der dritten Ausführungsform identisch ist, mit Ausnahme des folgenden. Wie gezeigt, wird eine ortsfeste Hilfsreinigungseinrichtung 8 in Berührung zu der drehbaren Reinigungseinrichtung 4 gehalten. Die Hilfsreinigungseinrichtung 8 kann durch eine Schneide oder eine Bürste realisiert sein, die aus wärmbeständigem Harz gebildet ist oder einer Schneide bzw. einem Rakel, das aus hitzebeständigem Filz oder Metall gebildet ist. Unter diesen Mitteln ist eine Bürste, die aus hitzebeständigem Harz ausgebildet ist, für die sichere Einsammlung und das Festhalten der Verunreinigungen und das Einstellen der Höhe des Öls wünschenswert.
Bei der dritten und der vierten Ausführungsform werden, wie bei der ersten Ausführungsform, Verunreinigungen, die auf der Heizwalze 1 abgelagert sind, aufgrund des Versatzes bzw. Ausgleichs zu der Auftragswalze 3 zurück übertragen. Die drehbare Reinigungseinrichtung 4 sammelt die meisten der Verunreinigungen von der Auftragswalze 3 ein. Wenn die Verunreinigungen von der Reinigungseinrichtung 4 auf die Auftragswalze 3 zurück übertragen werden, hält die stationäre Reinigungseinrichtung 5 diese erfolgreich auf und sammelt sie. Zusätzlich reguliert die ortsfeste Reinigungseinrichtung 5 das Öl und hält dieses auf einem bestimmten Niveau, das dazu neigt, zwischen der Auftragswalze 3 und der drehbaren Reinigungseinrichtung 4 zu sein.
Bei der dritten und der vierten Ausführungsform schabt die stationäre Reinigungseinrichtung 5, realisiert durch eine Bürste 7, selten die Oberfläche der Auftragswalze 3 und kann sie mit einem niedrigen Druck berühren. Die Bürste 7 ist deshalb leicht auf verschiedene Arten von Fixiereinrichtungen nur anwendbar, wenn der Aufbau der Bürste 7, z.B. die Ausrichtung, die Dichte, die Länge und der Kontaktbereich passend bzw. angemessen ausgewählt werden.
Bei der vierten Ausführungsform wird die ortsfeste Hilfsreinigungseinrichtung 8 aus Metall ausgebildet und schabt die Verunreinigungen ab, die auf der drehbaren Reinigungseinrichtung 4 abgeschieden sind. Die Reinigungseinrichtung 4 reinigt deshalb fortwährend und verringert ferner die Rückübertragung von Verunreinigungen davon auf die Auftragswalze 3.
Zusammenfassend ist es zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung eine Fixiereinrichtung für ein Bilderzeugungsgerät zur Verfügung stellt, die dazu in der Lage ist, zu vermeiden, dass körnige bzw. granulatartige Verunreinigungen leicht von einer drehbaren Reinigungseinrichtung auf eine Auftragswalze zurück übertragen werden. Zu der gleichen Zeit ist das Gerät dazu in der Lage, Papierstaub von der Auftragswalze zu sammeln. Dies verhindert erfolgreich, dass die Bildqualität durch Verunreinigungen verringert wird und verhindert, dass die Funktion der Auftragswalze verschlechtert wird. Ferner hält das Gerät Bilder davon frei, verschmiert zu werden, was Öl zuzuschreiben ist, und die Rückübertragung der Verunreinigungen. Zusätzlich ist das Gerät dazu in der Lage, die Verunreinigungen zu sammeln, die von der drehbaren Reinigungseinrichtung rückübertragen werden, Öl zu regulieren bzw. auf der richtigen Höhe zu halten, die Auftragswalze davor zu schützen, verkratz zu werden und ist deshalb über eine lange Zeit brauchbar.
Verschiedene Abwandlungen werden für den Fachmann im Stand der Technik möglich sein, nachdem er die Lehre der vorliegenden Offenbarung zur Kenntnis genommen hat, ohne deren Bereich zu verlassen.
Die Erfindung betrifft eine Fixiereinrichtung für ein Bilderzeugungsgerät, die eine Heizwalze und eine andere Walze, die gegen die Heizwalze drückt, enthält. Eine Auftragswalze trägt Öl zumindest entweder auf die Heizwalze oder die Andruckwalze auf oder auf beide. Eine drehbare Reinigungseinrichtung und eine ortsfeste Reinigungseinrichtung werden in Berührung zu der Auftragswalze gehalten.

Claims

Fixiereinrichtung für ein Bilderzeugungsgerät, mit den folgenden Merkmalen: einer Heizwalze (1); einer Andruckwalze (2), die gegen die Heizwalze (1) drückt; einer Auftragswalze (3), um der Heizwalze (1) und/oder oder der Andruckwalze (3) Öl zuzuführen; und einer Reinigungseinrichtung, die eine drehbare Reinigungseinrichtung (4) und eine ortsfeste Reinigungseinrichtung (5) aufweist, die die Auftragswalze (3) berühren.
Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die ortsfeste Reinigungseinrichtung (5) die Auftragswalze (3) an einer Stelle stromaufwärts einer Stelle berührt, wo die Heizwalze (1) und die Auftragswalze (2) einander berühren, jedoch stromabwärts einer Stelle, wo die Auftragswalze (2) und die drehbare Reinigungseinrichtung (4) einander berühren.
Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die ortsfeste Reinigungseinrichtung (5) die Auftragswalze (3) an einer Stelle stromabwärts einer Stelle berührt, wo die Heizwalze (1) und die Auftragswalze (2) einander berühren, jedoch stromaufwärts einer Stelle, wo die Auftragswalze (3) und die drehbare Reinigungseinrichtung (4) einander berühren.
Fixiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die stationäre Reinigungseinrichtung (5) eine Bürste (7) aufweist, die aus wärme- bzw. hitzebeständigem Harz ausgebildet ist.
Fixiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine ortsfeste Hilfsreinigungseinrichtung (8) in Berührung zu der drehbaren Reinigungseinrichtung (4).