DE2823359C2

DE2823359C2 - Druckfixiergerät

Info

Publication number: DE2823359C2
Application number: DE2823359A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Doi; Toshio Matsui; Yasuo Toyokawa Aichi Nakamura
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1978-05-29
Publication date: 1984-09-27
Also published as: DE2823359A1; JPS5492747A; US4200389A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung für ein Kopiergerät zur Druckfixierung des Tonerbildes auf dem Kopierpapier, mit zw ei Druc '.·. ausübenden Walzen, zwischen denen das Kopierpapier durchläuft und die zwischen sich einen vorgegebenen Walzenspalt, dessen Spaltbreite kleiner als die Dicke des Kopierpapieres ist, bildet, wobei die auf die Kopierseite des Kopierpapieres wirkende Walze eine aufgerauhte Oberfläche zur Erzeugung eines matt fixierten Bildes aufweist

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-OS 27 21 684 bekannt.

Wenn die Tonerbilder auf dem Kopierpapierblatt durch den Druck der Druckwalzen fixiert werden, so werden die winzigen Vorsprünge auf der rauhen Oberfläche der Walze in die Oberfläche der die Tonerbilder tragenden Kopierpapierblätter eingedrückt, so daß sich damit eine matte Oberfläche mit feinem Gefüge bzw. Struktur ergibt. Die gesamte Kopierpapieroberfläche einschließlich der fixierten Tonerbilder zerstreut nun diffus die darauf auftreffenden Strahlen, sowohl innerhalb geschlossener Räume als auch im Freien. Damit erhalten die Bilder ein glanzloses, mattes Aussehen, womit sie leicht und gut sichtbar sind, ohne daß die Augen ermüden.

Da die Druck ausübenden Walzen auch drehen, wenn gersde kein Kopierpapier durchläuft und eine Walze zur Verhinderung eines Oberflächenglanzes auf dem Kopierbild mit einer aufgerauhten Oberfläche versehen ist, können bedingt durch den geringen Spalt zwischen den beiden Walzen beide Walzenoberflächen negativ beeinflußt werden, d. h. die glatte Oberfläche wird durch die aufgerauhte rauh oder verkratzt, und an der aufgerauhten Oberfläche wird die Aufrauhung geglättet, so daß schon nach kurzer Betriebsdauer die beiden Druck ausübenden Walzen nur glänzende Tonerbilder erzeugen. Weiterhin besteht bei dieser Walzenkonstruktion der Nachteil, daß ein Stoß auftritt, wenn das zu fixierende Kopierpapier in den Spalt zwischen den beiden Walzen eintritt Ein derartiger Stoß bedeutet nicht nur eine zusätzliche Belastung der Lager der Walzen, sondern kann auch zu einer Ungleichförmigkeit des von den Walzen auf das Kopierpapier ausgeübten Druckes führen, wodurch eine Faltenbildung des Kopierpapierblattes begünstige ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Fixiervorrichtung zu schaffen, bei der über eine lange Betriebsdauer hinweg Kopierpapierblätür zuverlässig ohne glänzende Kopierbilder oder Faltenbildung fixiert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fixiervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst die dadurch gekennzeichnet ist daß mindestens eine der Walzen beiderseits ihrer mit dem Kopierpapier zusammenwirkenden Arbeitsfläche je einen über diese Arbeitsfläche erhöhten Abstandsbund trägt, der auf der anderen Walze abrollt und dessen Höhendifferenz zur Arbeitsfläche der Dicke des Walzenspaltes A S entspricht daß jeder Abstandsbund mit einer ein Schmiermittel zuführenden Schmiereinrichtung zusammenwirkt und daß jeder Abstandsbund von der Arbeitsfläche der Walze durch eine den Schmiermittelübertritt verhindernde Nut getrennt ist

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit der erfindungsgemäßen Fixiervorrichtung zur Druckfixierung;

Fig.2—4 verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen Fixiervorrichtung.

Im nachfolgenden wird zuerst die Konstruktion und der Betrieb des elektrophotographischen Kopiergerätes 100 beschrieben, das in F i g. 1 dargestellt ist.

Die Anlage weist eine photoleitfähige Trommel 101 auf, die im Gegenuhrzeigersinn drehbar und umgeben ist von einem Ladegerät 102, einer Belichtungslinseneinheit 103, einer Walze 104 zum Übertragen der latenten Abbilder, einer Ladungslöschvorrichtung 105 usw., die in der erwähnten Reihenfolge angeordnet sind.

Eine Kopierpapierrolle Pweist ein vorderes Ende auf, das zwischen einem Paar von Zuführungswalzen 106 eingeklemmt ist, wobei diese bei einem Antriebssignal durch eine Antriebsvorrichtung drehbar sind und das Papier P nach vorne befördern. Durch eine Schneidevorrichtung 107 wird das Papier auf die geeignete Länge zugeschnitten. Die auf der photoleitfähigen Trommel 101 ausgebildeten elektrostatischen latenten Abbilder werden durch die Übertragungswalze 104 auf das abgeschnittene Papierblatt übertragen.

Das Verfahren der Ausbildung der elektrostatischen latenten Abbilder auf der photoleitfähigen Trommel 101 ist bereits bekannt, so daß auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden kann. Kurz gesagt, werden die latenten Abbilder durch gleichmäßiges Aufladen der Oberfläche der Trommel 101 durch das Ladegerät 102 ausgebildet. Dabei vollzieht die Trommel eine Drehbewegung und eine Belichtungslampe 109 beleuchtet ein Original (nicht gezeigt) auf einem Wagen 108, der in zeitlicher Beziehung zur photoleitfähigen Trommel 101 in Fig. 1 nach links angetrieben wird, während die Trommel 101 über die Linseneinheit 103 dem reflektierten Licht ausgesetzt wird. Das Kopierpapier P besteht im wesentlichen aus einer leitfähigen Schicht und einer isolierenden Schicht. Die Isolierschicht wird in die Nähe von oder in Druckkontakt mit der Oberfläche der photoleitfähigen Trommel 101 gebracht, um die latenten

Abbilder dahin zu übertragen.

Das die übertragenen latenten Abbilder aufweisende Kopierpapier P wird von der photoleitfähigen Oberfläche getrennt, durchläuft eine Einheit 110 zum Zusetzen von Wasser und dann eine Entwicklungseinheit 111, in der die latenten Abbilder mit Hilfe eines Toners in sichtbare Bilder umgewandelt werden. Das Papier wird dann durch ein Förderband 112, ein Festhalterad 113 usw. in eine Druckfixiervorrichtung 114 weiterbefördert. Das die fixierten Bilder tragende Papier wird nach Beendigung des Kopiervorgangs in einen Behälter 115 ausgeworfen. Die Einheit 110 zum Hinzufügen von Wasser wird dazu verwendet, die rückwärtige leitfähige Schicht des Kopierpapiers P auf einer erhöhten und konstanten Leitfähigkeit zu halten. Sie weist eine Walze HOa auf, der fortwährend Wasser ip, im wesentlichen konstanter Menge zugeführt wird.

In der Entwicklungseinheit 111 wird ein in einem Tonertank lila enthaltener Magnetentwickler T einer Manschette 1116 zugeführt und auf dieser durch einen Magnet 11 Ic gehalten. Der Toner wird auf die elektrostatischen latenten Abbilder auf dem Kopierpapier P aufgebracht, das durch die Drehung des Magneten 111c und/oder der Manschette \\\b befördert wird.

Anhand der F i g. 2 bis 4 wird nun eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckfixiervorrichtung 114 beschrieben. Ein Paar von übereinander angeordneten Druckwalzen 1 und 2 sind an jedem Ende des Paares einzeln gelagert, und zwar durch ein unteres ortsfestes Lagerteil 4 und ein oberes bewegliches Lagerteil 5, die durch eine Trägerstange 3 auf der einen Seite der Walzen und durch einen Bolzen 6 auf der anderen Seite miteinander verbunden sind. Die auf dem Bolzen 6 angeordneter. Federn 7 drücken das Lagerteil 5 gegen das Lagerteil 4, wodurch die Walze 2 mit der Walze 1 in Druckkontakt gebracht wird. Wenn ein die unfixierten Tonerbilder tragendes Kopierpapierblatt den Walzen zugeführt wird, so fixieren die Walzen die Bilder durch den Druck, der beim Hindurchtreten des Blattes zwischen den Walzen durch diese ausgeübt wird.

Eine der Druckwalzen 1 und 2, d. Ii. die Walze 2, die mit den unfixierten Tonerbildern auf dem Kopierpapierblatt in Kontakt gebracht wird, weist eine rauhe Oberfläche 8 mit winzigen darauf ausgebildeten Vorsprüngen mit runden Kanten auf. Die Kopierpapierblätter werden üblicherweise den Druckwalzen so zugeführt, daß sich die unfixierten Tonerbilder auf der Oberseite des Blattes befinden. Ist dies nicht der Fall, so weist die Walze 1 eine rauhe Oberfläche 8 auf. Bei beidseitig kopierbaren Kopierblä'tern kommt eine der Druckwalzen 1 und 2 mit den unfixierten Tonerbildern und die andere mit den vorher aurgebildeten fixierten Tonerbildern in Berührung. Damit macht die zuletzt genannte Walze die fixierten Bilder glänzend, wenn sie eine spiegelnde Oberfläche- aufweist, oder sie neigt zur Winkelabweichung bzw. Verschiebung, wenn lediglich sie zum Mattieren der Bilder mit einer rauhen Oberfläche versehen ist. Daher sollten bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gerätes für beidseitig kopierbare Kopierpapierblätter beide Walzen 1 und 2 mit einer rauhen Oberfläche versehen sein.

Damit die Druckwalzen 1 und 2 beim Fixieren der Tonerbilder einen ausreichenden Liniendruck ausüben, wird üblicherweise ein hoher Druck von etwa 20 kg/cm bis etwa 60 kg/cm auf die Walzen ausgeübt, der jedoch leicht zu einem Verwiegen der Walze führt. Damit können die Walzen jedoch nicht einen gleichförmigen Liniendruck über ihre gesamte Länge ausüben und es ergibt sich ein erhöhter Druck an den beiden Enden und ein verminderter Druck im mittleren Bereich der Walzen. Dies würde zu einem ungleichen Fixieren der Tonerbilder sowie einer Ausbildung von Falten im Kopierpapierblatt führen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden die Druckwalzen 1 und 2 so angeordnet, daß sich ihre Achsen schneiden, oder aber die Walzen werden ballig ausgebildet, so daß die Walzen von der Mitte aus bis zu den beiden Enden einen fortschreitend abnehmenden Durchmesser aufweisen. Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, sind die Walzen 1 und 2 bei der dargesiellten Ausführungsform so angeordnet, daß ihre Achsen sich mit einem Winkel λ schneiden und damit einen gleichmäßigen Fixierdruck liefern, wodurch die Faltenbildung des Kopierpapierblattes verhindert wird. Die Walze 2 weist an ihren beiden Enden einen im Durchmesser vergrößerten Abstandsbund 9 auf, der einen Vorsprung zur Ausbildung eines Spiels Δ 5 zwischen den Walzen 1 und 2 (F i g. 3a) liefert Der Abstand bzw. der Spielraum Δ S erstreckt aich über den wirksamen Kopierbereich des Kopierpapierblattes und ist nicht ^ ößer als die Dicke des Blattes. Aus diesem Grund kann eil zwischen den Walzen hindurchtretendes Kopierpapierblatt einen im wesentlichen gleichförmigen Druck über seine gesamte Breite erfahren, wodurch die darauf ausgebildeten Tonerbiluer gleichförmig fixiert werden. Wenn sich kein Kopierpapierblatt zwischen den Walzen befindet, so hält der Spielraum Δ S die rauhe Oberfläche 8 außer Kontakt mit der Oberfläche der Walze 1, so daß die winzigen Vorsprünge der rauhen Oberfläche 8 keiner Abnutzung oder keinem Druck ausgesetzt sind und damit die gewünschte Mattierfähigkeit ständig über eine verlängerte Zeitdauer hinweg behalten können.

Das Vorsehen der Abstandsbunde 9 weist auch den Vorteil auf, daß der Stoß eliminiert wird, der sonst auf die Lager oder ein anderes Teil der Druckwalzen 1 und 2 nach dem Eindringen eines voranschreitenden Kopierpapiers P in das Kammspiel der Walzen auftreten würde. Dabei wird auf das Blatt ein gleichförmiger Druck über seine gesamte Breite ausgeübt, so daß ein ausreichender Fixiervorgang abläuft, während das Blatt zwischen den Walzen hindurchläuft. Eine Faltenbildung des Kopierpapierblattes wird dadurch verhindert.

Wenn sich kein Kopierpapierblatt P zwischen den Druckwalzen 1 und 2 befindet, werden die Ahstandsbunde 9 unter einem übermäßig hohen Druck gegen die Walze 1 gedrückt. Um eine mögliche Abnutzung nach einer langen Benutzung zu vermeiden, ist der Abstandsbund 9 in seinem Kontaktbereich mit einer Schmiereinrichtung 15 aus weichem Material, wie etwa Moltopren (Polyurethanschaum) versehen oder ist mit einem Fettbzw. Schmiermittel mit einer Konsistenz von etwa 300 gefüllt oder imprägnier. Überlicherweise werden die Druckwalzen 1 und 2 mit 10 bis 50 U/min, bei Raumtemperatur (etwa 10^c—30⁰C) angetrieben, wobei die Abstandsbunde 9 einem Druck von 50 kg/mm² bis 150 kg/ mm² ausgesetzt sind. In dieser Hinsicht wird vorzugsweise als Schmiermittel ein Fett oder ein hochviskoses Öl verwendet.

Fig.3b zeigt den Abstandsbund 9 nach Fig.3a im vergrößerten Maßstab. Die Druckwalzen 1 und 2 weisen an ihren beiden Endabschnitten eine Nu: 16 auf, die verhindern soll, daß das Schmiermittel über die Oberfläche der Druckwalzen fließt. Damit wird insbesondere das Kopierpapierbbtt P frei von Schmiermittel gehalten.

Die Abstandsbunde 9 zur Ausbildung des Spielraums /SS können auch auf der anderen Walze 1 oder auf bei-

den Walzen I und 2 ausgebildet scm. Mit 10 ist eine Rahmenplatte gekennzeichnet, mit 11 eine Blattzuführung, mit 12 eine Blattentladeführung, mit 13 eine mit Silikonöl imprägnierte Reinigungsvorrrichtiing und mit 14 oder 15 ein Blatt oder eine Schneide.

Beispiel

Es wurde das dargestellte Gerät verwendet. Die Druckwalzen 1 und 2 wiesen einen Durchmesser von 61.6 mm und eine Gesamtlänge von 300 mm (280 mm wirksame Länge) auf. Eine Last von 380 kg wurde auf jedes Ende der mit Vorsprüngen versehenen Walze 2 durch die Fedei 7 aufgebracht. Die Walzen 1 und 2 übten einen Liniendruck von 27 kg/cm aus, wobei der Verschränkungswinkel λ auf 1.0° eingestellt wurde und der Spielraum Δ S etwa 50 μπι bis etwa 60 μιτι betrug. Die rauhe Oberfläche der Walze 2 wurde durch Sand-

anschließender galvanischer Verchromung mit einer Schicht von 20 μπι bis etwa 25 μπι erreicht. Damit ergab sich bei der bevorzugten Ausführungsform ein Glanzwert von 15% bis 34%, was als sehr gutes Ergebnis bezeichnet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

60

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Claims

Patentanspruch:

Fixiervorrichtung für ein Kopiergerät zur Druckfixierung des Tonerbildes auf dem Kopierpapier, mit zwei druckausübenden Walzen, zwischen denen das Kopierpapier durchläuft und die zwischen sich einen vorgegebenen Walzenspalt, dessen Spaltbreite kleiner als die Dicke des Kopierpapieres ist bilden, wobei die auf die Kopierseite des Kopierpapieres wirkende Walze eine aufgerauhte Oberfläche zur Erzeugung eines matt fixierten Bildes aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Walzen (1, 2) beiderseits ihrer mit dem Kopierpapier zusammenwirkenden Arbeitsfläche je einen über diese Arbeitsfläche erhöhten Abstandsbund trägt, der auf der anderen Walze abrollt und dessen Höhendifferenz zur Arbeitsfläche der Dicke des Walzenspaltes (Δ S) entspricht,

daß jeder Abstandsbund (9) mit einer ein Schmiermittel zuführenden Schmiereinrichtung (15) zusammenwirkt

und daß jeder Abstandsbund (9) vor der Arbeitsfläche der Walze durch eine den Schmiermittelübertritt verhindernde Nut (16) getrennt ist.