DE2628957A1

DE2628957A1 - Elektrophotographisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE2628957A1
Application number: DE19762628957
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Idenawa; Yukihiro Ohno; Misao Tanzawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-06-30
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1977-01-13
Also published as: US4188109A; JPS556911B2; DE2628957B2; JPS524845A

Description

Anwaltsakte; 27 190

2 8. JUN11976

Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan

Elektrophotographisches Kopiergerät

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Fixiereinrichtung.

Bei bekannten elektrophotographisehen Verfahren wird ein photoleitendes Kopierblatt elektrostatisch geladen und
bildmäßig belichtet, um die Ladung örtlich zu verteilen, um dadurch ein elektrostatisches Bild auf dem Kopierblatt auszubilden. Das Blatt wird dann durch Zuführen eines
Trockentoners entwickelt, welcher an den Bereichen des
elektrostatischen Bildes mit hoher Ladung haftet, so daß dann einer Tonerbild geschaffen ist. Des Blatt wird dann unter Druck zwischen zwei Fixierwalzen hindurchbefördert, welche den Toner an das Papierblatt drücken, um dadurch

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ORIGINAL INSPECTED

das Tonerbild auf dem Kopierblatt zu fixieren.

Diese Fixierrollen sind auf sich drehenden Wellen angebracht, und durch Federn u.a. wird eine Vorspannkraft auf die Enden ausgeübt, um die Rollen aneinanderzudrücken. Eine Schwierigkeit bei derartigen Einrichtungen besteht jedoch darin, daß, da eine bestimmte Kraft auf die Enden der Wellen ausgeübt wird, die Wellen und Rollen dazu neigen, sich in der Weise nach außen durchzubiegen oder zu wölben, daß die Andrückkraft zwischen den Rollen an den Enden am größten und in der Mitte am geringsten ist. Dies hat dann ein ungleichmäßiges Fixieren des Toners auf dem Kopierblatt zur Folge. In besonders ungünstigen Fällen wird der Toner nicht stark genug in der Mitte an das Blatt gepreßt und löst sich von dem Blatt bzw. springt ab, wenn es von Personen in die Hand genommen wird, oder wenn es andere Blätter berühren, usw.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, sind bereits zwei Versuche unternommen worden. Bei dem einen Versuch wurde neben einer Vergrößerung des Durchmessers der Rollen auch noch deren Steifheit erhöht, so daß die Durchbiegung geringer ist. Durch die Vergrößerung der Durchmesser der Rollen nehmen jedoch auch die Größe des Kopiergeräts und damit dessen Herstellungskosten entsprechend zu. Der zweite Versuch besteht darin, die Achsen der Wellen und damit die Rollen

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so auszurichten, daß sie einen kleinen spitzen Winkel zwischen sich bilden. Die Druckverformung der Rollen aufgrund der Andrückkraft bewirkt dann, daß ein .Teil (der Rollen) an dem Kopierblatt anliegt, in welchem die Druckverteilung gleichmäßiger ist als wenn die Wellen und Rollen parallel zueinander ausgerichtet sind. Eine Schwierigkeit bei dieser Ausführungsform ergibt sich jedoch dadurch, daß die Blätter dazu neigen, während des Durchlaufs zwischen den Fixierrollen verknittert zu werden, wenn nicht der Winkel so klein ist, daß er unwirksam ist. Dies führt dann jedoch nicht nur zu einem Reißen der Blätter an den verknitterten Stellen, sondern auch zu Schaden an den Rollen aufgrund der hohen Beanspruchungskonzentrationen durch die Falten.

Die Erfindung soll daher ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Fixiereinrichtung schaffen, welche ein Tonerbild auf einem Kopierblatt gleichmäßig fixiert, eine zweckmäßige, brauchbare Größe aufweist und wirtschaftlich herzustellen ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsf.orm ist daher eine Fixiereinrichtung mit zwei sich drehenden_/ unter Druck aneinanderliegenden Fixierrollen geschaffen, deren Achsen miteinander einen spitzen Winkel bilden. Ein Verknittern

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der Kopierblätter, die zwischen den mit einem bestimmten Druck aneinander anliegenden Rollen zugeführt werden, ist bei der Zuführrollenanordnung dadurch verhindert, daß die Blätter den Fixierrollen mit einer höheren Geschwindigkeit zugeführt werden.als die Blätter durch die Fixierrollen hindurchbefördert werden, so daß die Blätter während ihres Durchlaufs durch die Fixierrollen entspannt und locker sind.

Gemäß der Erfindung sind somit zwei Fixierrollen auf Wellen befestigt und werden gedreht, wodurch ein Kopierblatt dazwischen unter einem bestimmten Anlagedruck zugeführt wird, um ein Tonerbild auf dem Kopierblatt zu fixieren. Hierzu wird auf die Enden der Welleneine Federkraft ausgeübt, um die Rollen aneinanderzudrücken. Die Achsen der Wellen legen zwischen sich einen spitzen Winkel fest, um die Neigung auszugleichen, daß die Andrückkraft zur Mitte der Rollen hin aufgrund einer Durchbiegung der Wellen und Rollen abnimmt. Die Zuführrollen führen das Kopierblatt der Stelle, an welcher die Fixierrollen aneinander anliegen, mit einer Geschwindigkeit zu, welche höher ist als die Geschwindigkeit, mit welcher die Fixierrollen das Kopierblatt zwischen sich hindurchbefördern. Das Kopierblatt wird folglich durch die Fixierrollen hindurch in einem lockeren, entspannten Zustand, wodurch ein Knittern oder eine Faltenbildung des Kopierblatts verhindert ist, aufgrund des Winkels zwischen

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den Wellen zugeführt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Fixiereinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht von rsten und zweiten Fixierrollen der Einrichtung; und

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die erste und zweite Fixierrolle.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großer Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnungen Bezug genommen.

In Fig. 1 weist eine Fixiereinrichtung 10 für ein Kopiergerät gemäß der Erfindung feststehendes Tragteil 12 auf, in dem eine Welle l4 drehbar gehaltert ist, auf welcher eine erste Fixierrolle l6 befestigt ist. Ein nicht dargestellter Antriebsmotor treibt die Rolle l6 entgegen dem Uhrzeigersinn an. Ein bewegliches Tragteil 18 ist mittels einer Welle 20 ver-

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schwenkbar an dem Tragteil 12 angebracht und in ihr ist mittels einer Welle 24 drehbar eine zweite Fixierrolle 22 gehaltert. Ein Schraubbolzen 26 ist mittels einer Mutter an dem Tragteil 12 befestigt und erstreckt sich durch eine nicht näher bezeichnete Bohrung in den\ Tragteil 18, so daß der Kopf 26a des Schraubbolzens über dem Tragteil 18 angeordnet ist. Eine Druckfeder 30 ist koaxial um den Schraubbolzen 26 angeordnet, so daß ihre Enden an der Unterseite des Kopfes 26a und an der oberen Fläche des Tragteils l8 anliegen. Der Schraubbolzen 26 wird nach unten in die Mutter 28 geschraubt, so daß die Feder 30 zusammengedrückt wird, wodurch das Tragteil l8 zu dem Tragteil 12 hin verschwenkt wird. Die Enden der Wellen l4 und 24 sind in den Tragteilen 12 bzw. l8 gehalten, so daß die Rollen 14 und mit einem bestimmten Druck aneinander anliegen. Die Andrückkraft wird auf einen geforderten Wert erhöht, indem der Schraubbolzen 26 nach unten in die Mutter 28 geschraubt wird. Wenn dann die Rolle l6 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird dadurch die Rolle 22 im Uhrzeigersinn gedreht.

Zuführrollen 32 und 34 sind in Förderrichtung vor den Fixierrollen l6 und 22 in dem Kopiergerät angeordnet und sind bestrebt, unter einem bestimmten Druck aneinander anzuliegen. Durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung wird die

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Rolle 32 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Rolle 34 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Ein photoleitendes Kopierblatt 36 wird mit Hilfe von Einrichtungen, welche nicht zur Erfindung gehören und daher auch nicht dargestellt sind, geladen und bildmäßig belichtet, um ein elektrostatisches Bild einer Vorlage zu schaffen. Die Rollen 32 und führen das Kopierblatt 36 durch eine Führung 38 zwischen einer Führungsrolle 40 und einer Entwicklungsrolle 42 zu. Ein trichterförmiger Behälter 44 ist über der Entwicklungsrolle 42 angeordnet, so daß Toner in .dem trichterförmigen Behälter durch eine Öffnung 44a im Boden des Behälters 44 auf die Oberfläche der Entwicklungsrolle 42 fällt. Die Entwicklungsrolle 42 wird vorzugsweise entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, und es ist ein schmaler Spalt zwischen dem Kopierblatt 36 und der Entwicklungsrolle 42 vorgesehen. Der Toner wird durch die Entwicklungsrolle 42 gleichmäßig auf das Kopierblatt 36 aufgebracht und haftet an den Bereichen des elektrostatischen Bildes mit hoher Ladung an dem Kopierblatt 36, um ein Tonerbild zu schaffen. Das Kopierblatt wird dann mittels der Zuführrollen 32 und 34 über eine Führungsplatte 46 der Stelle zugeführt, an welcher die Fixierrollen l6 und 22 aneinander anliegen, und das Tonerbild wird auf dem Kopierblatt 36 fixiert, da es (36) mit einem bestimmten Anpreßdruck zwischen den Rollen l6 und 22 hindurch befördert wird.

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In Fig. 2 und 3 weisen die Wellen Ik und 24 sowie die Rollen l6 und 22 Achsen 50 bzw. 52 auf, welche in der horizontalen Ebene einen kleinen spitzen Winkel θ zwischen sich einschließen. Die Achse 50 der Welle 1*1 und der Rolle 16 verläuft senkrecht zu der durch einen Pfeil 5^ angegebenen Zuführrichtung des Blattes 36 von den Zuführrollen 32 und 3^ aus. In Fig. 2 sind Tangenten an den Berührungsstellen der Rollen l6 und 22 an den entgegengesetzten Enden mit und 58 bezeichnet, und sie weisen zwischen sich in der vertikalen Ebene einen Winkel Vj, auf. Aufgrund dieser Anordnung ist dann die Andrückkraft zwischen den Rollen l6 und 22 gleichmäßiger, und die Anordnung weist keine hohe Kraft an den Enden der Rollen l6 und 22 und eine wesentlich geringere Kraft in dem mittleren Teil auf.

Eine Schwierigkeit besteht ähnlich wie bei der bekannten Ausführung bei dieser Anordnung darin, daß, wenn der Winkel θ auf einen praktischen, leicht zu handhabenden Wert erhöht wird, um den Anpreßdruck zwischen den Rollen l6 und 22 ausreichend gleichmäßig zu machen, das Blatt 36 dazu neigt, durch die Rollen l6 und 22 verknittert zu werden, wodurch dann das Blatt 36 reißen und die Rollen l6 und 22 beschädigt werden können. Das bedeutet, da die Rolle 22 auf das Blatt 36 in verschiedenen Richtungen wirkende Druckkräfte

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ausübt, daß der obere Teil des Blattes 3° in Fig. 3 einer nach unten wirkenden Kraft ausgesetzt ist, während dessen unterer Teil einer nach oben wirkenden Kraft ausgesetzt ist.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist bei der Erfindung die Schwierigkeit aufgrund eines Verknitterns und einer Faltenbildung beseitigt, indem sichergestellt ist, daß das Blatt 36 durch die Rollen l6 und 22 in entspanntem, gelockertem Zustand hindurchbefördert wird. Um dies zu erreichen, werden die Zuführrollen 32 und "}k mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, daß das Blatt 36 durch die Zuführrollen 32 und "}k schneller als durch die Fixierrollen l6 und 22 befördert wird. Hierdurch wird das Blatt 3° nach "hen durchgebogen und gewölbt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, so daß ein Spalt oder Zwischenraum dH zwischen dem Blatt 36 und der Führungsplatte ^6 gebildet wird. Bei praktischen Versuchen hat sich dann herausgestellt, daß, wenn das Blatt 36 auf diese Weise in einem entspannten, lockeren Zustand gehalten wird und der obere Teil des vorderen Endes des Blattes in Fig. 3 nach oben gerichtet den Rollen l6 und 22 zugeführt wird, während sein unterer Teil den Rollen l6 und 22 nach unten gerichtet der Stelle zugeführt wird, an welcher die Rollen aneinander anliegen, das Blatt 36 dann durch die Rollen l6 und 22 nicht verknittert wird, wenn es unter

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Druck zwischen ihnen hindurchbefördert wird, um das Tonerbild auf dem Blatt 36 zu fixieren, selbst wenn der Wert des Winkels 0 ziemlich groß ist.

Die Größe des Zwischenraums oder Spaltes dH ist durch den Unterschied zwischen den Zufuhrgeschwxndigkeiten der Zuführrollen 32 und "}k und der Fixierrollen l6 und 22 festgelegt. Insbesondere gilt, je größer der Geschwindigkeitsunterschied ist, umso größer wird der Spalt oder Zwischenraum dH. Um ein Verknittern zu verhindern, sollte der Spalt dH so groß sein wie es in der Praxis noch durchführbar ist.

Da das Kopierblatt 36 der Stelle, wo die Fixierrollen l6 und 22 aneinander anliegen, durch die Zuführrollen 32 und Jk zugeführt wird, muß der Abstand L zwischen den. Zuführrollen 32 und 3^ und den Fixierrollen l6 und 22 kleiner als die Länge des Kopierblattes 36 sein. Ein weiterer Faktor, welcher beachtet werden muß, ist, daß ein Spalt zwischen der oberen Fläche des Kopierblattes 36 und der Entwicklungsrolle k2 vorgesehen sein muss, damit das elektrostatische Bild ordnungsgemäß in das Tonerbild entwickelt wird. Wenn der Spalt oder Zwischenraum dH größer wird, nimmt der Spalt zwischen dem Blatt 36 und der Entwicklungsrolle k2 ab. Aus diesem Grund gibt es auch in der Praxis einen brauchbaren Grenzwert für die Größe des

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Spaltes oder Zwischenraums dH. Vorteilhaft ist, die Entwicklungsrolle kz in einem Abstand L von den Fixierrollen 16 und 22 vorzusehen, welcher so groß wie möglich ist, um die Wirkung des Spaltes oder Zwischenraums dH auf den Spalt zwischen dem Kopierblatt 36 und der Entwicklungsrolle k2 auf ein Minimum herabzusetzen. Bei einem tatsächlich ausgeführten Kopiergerät, bei welchem der Abstand L zwischen der Entwicklungsrolle k2 und den Fixierrollen l6 und 22 120 mm beträgt, ist der Unterschied in den Zuführgeschwindigkeiten der Zuführrollen 32 und Jk (und den Fixierrollen l6 und 22) vorzugsweise so gewählt, daß der Spalt oder Zwischenraum dH zwischen dem Kopierblatt und der Führungsplatte k6 auf annähernd lO bis 20 mm gehalten ist.

Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die Führungsplatte kS abgewandelt werden, indem sie so nach unten gebogen wird, daß das Kopierblatt 36 nach unten und nicht nach oben, wie dargestellt durchgebogen bzw. gewölbt ist. Dies würde zur Folge haben, daß das Kopierblatt 36 über der Führungsrolle kO nach unten gebogen ist und die Wirkung des Spaltes oder Zwischenraums dH auf den Spalt zwischen dem Kopierblatt 36 und der Entwicklungsrolle k2 beseitigt ist.

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Als nächstes wird gemäß der Erfindung ein Verfahren beschrieben, nach welchem die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführrollen 32 und "$k gegenüber der der Fixierrollen l6 und erhöht ist, um so das Blatt 36 in entspanntem, lockerem Zustand den Fixierrollen l6 und 22 zuzuführen.

Hierbei sind die folgenden Bezeichnungen verwendet:

N-. Drehzahl der Antriebseinrichtung (z.B. eines Motors);

Z-, die Anzahl der Zähne eines nicht dargestellten Iattenrades der Antriebseinrichtung;

N die Drehzahl der Zuführrollen 32 und 34;

Z. die Anzahl der Zähne eines nicht dargestellten Kettenrades der Zuführrollen 32 und 3^;

D der Durchmesser der Zuführrollen 32 und 3^5 N die Drehzahl der Fixierrollen l6 und 22;

Zp die Anzahl der Zähne eines Kettenrades der Fixierrollen 16 und 22;

D der Durchmesser der Fixierrollen l6 und 22;

V. die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführrollen 32 und

V die Umfangsgeschwindigkeit der Fixierrollen l6 und 22.

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Hiermit können dann die folgenden Gleichungen erhalten werden:

Tr D.N.
V₁ = i-i- (1)

¹ 60

V = ! ² ² ΙοΛ

60
Aus den Gl. (l) und (2) wird dann erhalten:

N-.Z., = N Z „ = HZ - K = const. (3)

Aus den Gl. (l) bis (3) wird dann erhalten:

D-i D₀ Tfk 1 2

Δν = V₁ - v_o = :— ( ) (k)

² 60 Z₁ Z₂

Aus den oben wiedergegebenen Gleichungen (1) bis (4) ist zu ersehen, daß eines der folgenden Verfahren angewendet werden kann, um die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführungsrollen 32 und Jk gegenüber der der Fixierrollen l6 und zu erhöhen:

(1) Es werden Zuführ- und Fixierrollen verwendet, welche denselben Rollendurchmesser haben, bei welchen aber die Zähneanzahl der Kettenrüder unterschiedlich ist. Hierbei ist das Kettenrad der Zuführrollen so gewählt,

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-Ik-

daß es eine kleinere Zähneanzahl hat als die des Kettenrads der Fixierrollen.

(2) Es werden Zuführ- und Fixierrollen verwendet, deren Kettenräder dieselbe Anzahl Zähne haben, deren Rollendurchmesser jedoch unterschiedlich ist. Hierbei ist der Rollendurchmesser der Zuführrollen größer als der der Fixierrollen gewählt.

(3) Es werden Zuführ- und Fixierrollen verwendet, bei welchen sowohl der Rollendurchmesser als auch die Zähneanzahl der Kettenräder unterschiedlich ist.

Somit kann gemäß der Erfindung eines der vorbeschriebenen Verfahren angewendet werden, um den geforderten entspannten, lockeren Zustand des Blattes 3° zu erhalten.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Elektrophotographisches Kopiergerät mit einer Zuführeinrichtung mit sich drehenden ersten und zweiten Zuführrollen, um ein Kopierblatt zuzuführen, mit einer Entwicklungseinrichtung, um ein Tonerbild auf dem Kopierblatt auszubilden,und mit einer Fixiereinrichtung mit sich drehenden ersten und zweiten Fixierrollen, die unter Druck aneinander anliegen, um das Kopierblatt dazwischen zuzuführen, um dadurch das Tonerbild auf dem Kopierblatt zu fixieren, wobei die Achse der zweiten Fixierrolle mit der Achse der ersten Fixierrolle einen spitzen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (32, 3^) das Kopierblatt (36) der Fixiereinrichtung (l6,22) mit einer Geschwindigkeit zuführt, .welche höher ist als eine Geschwindigkeit, mit welcher die Fixiereinrichtung (32, 3k) das Kopierblatt zuführt.
2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführrollen (32, 2>k) und die Fixierrollen (l6, 22) mit einem Kettenrad versehen sind.

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3« Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführrollen (32, 3*0 und die Fixierrollen (l6, 22) denselben Rollendurchmesser aufweisen, und daß das Kettenrad der Zuführrollen eine geringere Anzahl Zähne aufweist als das Kettenrad der Fixierrollen.
4. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kettenräder der Zuführrollen (32, 34) und der Fixierrollen (16, 22) dieselbe Zähnezahl aufweisen, und daß der Durchmesser der Zuführrollen größer ist als der der Fixierrollen.
5. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollendurchmesser der Fixierrollen (l6, 22) und die Zähnezahl ihrer Kettenräder sich von denen der Fixierrollen unterscheiden, um dadurch die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführrollen (32, 34) zu erhöhen.
6. Kopiergerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen den Zuführrollen (32, 34) und den Fixierrollen (l6, 22) kleiner ist als die Länge eines Kopierblattes (36).

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7. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Fixierrollen (l6, 22) auf ersten und zweiten Wellen (l4, 2k) angebracht sind, und daß eine Kraft auf die Enden der Wellen ausgeübt wird, um die zweite Fixierrolle mit einem bestimmten Druck an der ersten Fixierrolle in Anlage zu halten.
8. Kopiergerät nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η— zeichnet , daß die Kraft auf die Enden der Wellen (14, 2.k) dadurch ausgeübt wird, daß die erste Fixierrolle (l6) drehbar in einem feststehenden Tragteil (12) gehaltert ist, daß die zweite Fixierrolle drehbar in einem beweglichen Halteteil (l8) gehaltert und schwenkbar bezüglich des feststehenden Halteteils angebracht ist, und daß eine Federeinrichtung (3O) vorgesehen ist, die bestrebt ist, das bewegliche Tragteil zu dem feststehenden Tragteil hin zu verschwenken.

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