DE3220493A1

DE3220493A1 - Fixiereinrichtung fuer ein elektrophotographisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE3220493A1
Application number: DE19823220493
Authority: DE
Inventors: Tuneo Tokyo Kurotori; Manabu Yokohama Kanagawa Mochizuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-05-30
Filing date: 1982-05-29
Publication date: 1982-12-23
Also published as: JPH0157791B2; JPS57198481A; DE3220493C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fixiereinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Abhängigkeit von dem angewendeten Entwicklungsverfahren können elektrophotographische Kopiergeräte in Naß- und Trockenkopiergeräte eingeteilt werden. Im Hinblick auf den Fixiervorgang weisen die herkömmlichen Kopiergeräte die folgenden Nachteile auf: 1) Schwierigkeiten bei elektrophotographischen Naßkopiergeräten Wenn ein Bild fixiert wird, das durch ein Naßentwicklungsverfahren ausgebildet worden ist, wird der Fixierschritt praktisch bei einer Verdampfung eines Lösungsmittels, beispielsweise von Isoper (Warenzeichen), das einen Entwickler darstellt, auf einem Teil abgeschlossen, welches zu fixieren ist, beispielsweise ein Kopier- oder Transferblatt. Kunstharz, der in dem Toner enthalten ist, wird beim Aufbringen auf dem Kopierblatt zusammen mit Kohlenstoff fixiert.
Somit sind die technischen Bemühungen darauf gerichtet, eine schnelle Verdampfung eines Lösungsmittels und ein schnelles Trocknen zu erreichen.
Nach verschiedenen Untersuchungen ist eine Fixiereinheit auf dem Markt angeboten worden,in der eine geheizte Fixierplatte, in deren Innern ein elektrischer Heizer untergebracht ist, so angeordnet -ist, daß ein Transfer- oder Kopierblatt daran vorbeilaufen kann. In Anbetracht der Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur der Heizplatte, der Kopiergeschwindigkeit und des Aufbringens eines Lösungsmittels ist in dieser Einrichtung die Temperatur der ge--2- heizten Platte in einem Bereich von 1900C + 100C gesteuert.
Der verwendete Heizer hat eine Nennleistung von 700W, was zur gegenwärtigen Zeit dem halben Energieverbrauch des gesamten Kopiergeräts entspricht. Trotzdem ist der Fixiervorgang nicht zufriedenstellend, da noch Schwierigkeiten bestehen, daß ein nichtfixiertes Kopierblatt in eine Ablage ausgetragen werden kann, das einen gerändelten Abdruck einer Austragrolle trägt, oder daß ein nichtfixiertes Blatt die Rückseite eines zweiten und eines nachfolgenden Kopierblattes während des Austragens verschmutzen kann.
Um diese vorkommenden Schwierigkeiten zu verhindern, ist eine Fixierrolle an der beheizten Platte an einer Stelle angeordnet, die für ein Inanlagekommen mit dem Kopierblatt ausgelegt ist. Wenn die Rolle so angeordnet ist, daß sie mit der beheizten Platte in Anlage kommt, wenn dazwischen ein Kopierblatt durchläuft, ergibt sich aufgrund des Vorhandenseins der Fixierrolle eine Offseterscheinung.
Folglich muß die Fixierrolle so angeordnet sein, daß sie außer Anlage von dem Kopierblatt ist. Selbst dann kann ein Einrollen in dem Kopierblatt oder eine geringfügige zeitliche Verschiebung beim Befördern des Kopierblatts bewirken, daß das Bild teilweise in eine reibende Beziehung mit der Fixierrolle gebracht wird, wodurch eine Abweichung in dem sich ergebenden Bild erzeugt wird. Um dies abzustellen, ist die Fixierrolle gerändelt, um die Reibung mit dem Bild auf ein Minimum herabzusetzen. Wenn die Fixierrolle gerändelt ist, haben jedoch die Rändelkronen flache, ebene Flächen, die 350 bis 400m messen, und der Toner setzt sich auf den flachen ebenen Flächen ab, wodurch das Bild seitlich versetzt wird.
Das Kopier- oder Transferblatt sollte vom Standpunkt des Fixierwirkungsgrades her vorzugsweise an der geheizten Platte haften; die Fixierrolle ist jedoch so angeordnet, daß sie außer Anlage von dem Kopierblatt ist, welches in einer Art "schwebendem Zustand" befördert wird und nur vorübergehend mit der beheizten Platte in Anlage kommt, -3- was einen verschlechterten Wirkungsgrad bei der Wärmeleitung zur Folgehat. Hierdurch wird dann der Verdampfungswirkungsgrad des Lösungsmittels geringer, was dann häufig dazu führt, daß eine Vorlage mit einer größeren geschlossenen schwarzen Fläche, insbesondere in deren Randbereichs nicht richtig bzw. überhaupt nicht fixiert wird, oder daß es bei einem Kopierblatt (einer sogenannten zweiten Vorlage) zu Schwierigkeiten beim Eindringen des Lösungsmittels kommt, oder daß Kopierblätter mit transparenten Schichten verwendet werden, welche in Verbindung mit einem Overheadprojektor benutzt werden können.
Es sind schon eine Vielzahl von Abhilfen versucht worden, um die beschriebenen Schwierigkeiten zu verhindern. Beispielsweise ist eine Fixierrolle aus einem Material, wie Teflon (eingetragenes Warenzeichen) oder Silikonkautschuk hergestellt worden, welches ein Toneraufbringen oder -ablagern erschwert. Jedoch ist durch diese Lösungsvorschläge noch keine Lösung bezüglich des Auftretens der sogenannten Offset- oder Versetzungserscheinung geschaffen, so daß derzeit keine zufriedenstellende Fixiereinrichtung verfügbar ist.
2) Schwierigkeiten bei der Verwendung von elektrophotographischen Trocken-Kopiergeräten Bei einem Fixierverfahren, das bei einem Bild angewendet werden kann, das einer Trockenentwicklung unterzogen worden ist, werden eine geheizte Rolle, eine geheizte Platte, Blitzlicht, ein Ofen, ein Infrarotstrahlen-Heizer u ä.
verwendet, welche unter bestimmten Gesichtspunkten vorteilhaftlunter anderen Gesichtspunkten aber wieder nachteilig sind. Jedoch ist der allgemeine Trend auf die Verwendung einer geheizten Rolle gerichtet. Bei dieser Technik ist eine Fixierrolle, die im Innern eines Gehäuses untergebracht ist, so angeordnet, das sie an einer ihr gegenüberliegenden Rolle anliegt, und die beiden Rollen werden in der gleichen Zuführrichtung gedreht, so daß ein Kopierblatt dazwischen hindurchläuft.
Der Hauptnachteil dieser Technik liegt wieder in dem Auftreten einer "Offset-Erscheinung". Um diese Erscheinung zu vermeiden, wird Silikonöl als Trennmittel auf die Fixierrolle aufgebracht, um dies zu verhindern. Jedoch hat das Aufbringen des Silikonöls auf die Rolle auch zur Folge, daß das Silikonöl beispielsweise gleichförmig auf das Kopierblatt aufgebracht wird, was dann letztendlich zu der Schwierigkeit führt, daß keine wäßrige Tinte oder ein Kugelschreiber benutzt werden kann, um anschließend auf der Kopie zu schreiben, beispielsweise um auf ihr Einfügungen anzubringen.
Unter mechanischen Gesichtspunkten hat eine Kriechwirkung, welche charakteristisch für die Verwendung des Silikonöls ist, zur Folge, daß das Innere des Geräts überall mit dem Silikonöl überzogen ist, und sich der Toner und das Trägerpulver, welche verteilt werden, darauf absetzen, wodurch die Funktionsweise des Geräts beeinträchtigt wird. Obwohl die sogenannte Offset-Erscheinung durch die Fixierrolle bei der Benutzung des Silikonöls verhindert werden kann, insbesondere wenn eine Vorlage auf einer Seite bzw. an einem Ende eine größere, zusammenhängende schwarze Fläche aufweist, wird der Toner während des Fixiervorgangs geschmolzen, wodurch es zu einer Haftwirkung kommt, welche bewirkt, daß das Kopier- oder Transferblatt um die Rolle gewickelt wird, so daß sich eine schlechte Freigabe ergibt.
Andererseits kann das Kopierblatt während des Durchlaufens der Fixierrolle reibungselektrisch geladen werden, was wiederum zu einem Umwickeln führt. Um dies zu verhindern, sind Trennklauen vorgesehen; aber durch das Vorsehen solcher Klauen wird der komplizierte Aufbau des Geräts noch größer, und es ist auch mehr Platz erforderlich, was wiederum ein Hindernis bei der Verkleinerung des Geräts ist. Auch kann der Toner, welchersich in dem Bereich der Trennklauen gesammelt hat, zu einer Abnormalität bei dem sich ergebenden Bild führen.
Die Erfindung soll daher eine Fixiereinrichtung schaffen, bei welcher der Fixiervorgang verbessert ist, obwohl die sogenannte Offset-Erscheinung vermieden ist. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Fixiereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein unfixiertes Tonerbild, das auf einem Teil erzeugt worden ist, dadurch fixiert, daß es unter Wärme mit einem Fixierteil in Anlage gebracht wird, das einen Oberflächenabschnitt aufweist, in welchem Unebenheiten sehr nahe beieinander ausgebildet sind, bei welchen ein Höhenunterschied von etwa 5 bis 250 ßm zwischen deren Oberteilen bzw.
Kronen und deren Unterteilen vorliegen, wobei die Oberteile oder Kronen keine flachen, ebenen Flächen aufweisen, wenn sie makroskopisch betrachtet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Fixiereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in welcher eine Fixierrolle und eine geheizte Platte vorgesehen sind, wobei letztere als zusätzliche Zuführeinrichtung wirkt; Fig. 2 eine schematische vergrößerte Schnittansicht des Oberflächenteils der in Fig. 1 dargestellten Fixierrolle; Fig. 3 in einem größerem Maßstab eine Schnittansicht des Berührungsbereichs zwischen dem Oberflächenteil der Fixierrolle und der Oberfläche eines Kopierblatts während eines Fixiervorgangs; Fig. 4 eine schematische Schnittansicht durch eine Fixiereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche eine Fixierrolle und eine gegenüberliegende Rolle aufweist, welche als zusätzliche Zuführeinrichtung wirkt; Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform mit zwei Paaren der in Fig. 4 dargestellten Rollenanordnungj und Fig. 6 eine schematische Vorderansicht einer Fixiereinrichtung nach noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche eine Fixierrolle und ein endloses Band aufweist, welches als zusätzliche Zuführeinrichtung wirkt.
Die Erfindung beruht auf der folgenden Feststellung: Abgesehen von solchen Materialien wie Filmen u.ä., welche eine glatte Oberfläche haben, hat ein Kopier- oder Transferblatt aufgrund des Vorhandenseins von Fasern eine gewisse Unebenheit, selbst wenn die Glattheit des Blattes hoch ist. Toner setzt sich dann an den oberen Teilen bzw.
Kronen einer Unebenheit ab, und je größer der Unebenheitsgrad ist, umso geringer ist das Absetzen von Toner und umso niedriger ist der Tonerübertragungswirkungsgrad von einem photoempfindlichen Teil auf das Kopierblatt. Durch Versuche hat sich bestätigt, daß das Absetzen von Toner minimal ist, wenn die Unebenheit im Durchschnitt 10 bis 50 ßm übersteigt. In Abhängigkeit von der Art der Kopierblätter kann die Gleichförmigkeit einer schwarzen ge- schlossenen Fläche unter bestimmten Umständen gut, unter anderen Umständen schlecht sein. Eine Überprüfung der einzelnen Flächen mittels eines Mikroskops oder eines Oberflächenrauhigkeitsmessers hat gezeigt, daß je größer die Oberflächenunebenheit ist, um so schlechter die Gleichförmigkeit einer zusammenhängenden schwarzen Fläche ist.Oder anders ausgedrückt, wenn ein Kopierblatt eine größere Unebenheit hat, ist der Übertragungswirkungsgrad geringer; umgekehrt führt eine niedrigere Unebenheit zu einem besseren übertragungswirkungsgrad.
Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß die oben erwähnten Schwierigkeiten bei den herkömmlichenEinrichtungen beseitigt werden können, indem ein Kopier-oder Transferblatt mit einer größeren Oberflächenunebenheit für bzw. bezüglich der Fixierrolle eingesetzt wird und eine Fixierrolle vorgesehen wird, welche aus einem Material mit einer Unebenheit hergestellt ist, die gleich oder größer als 10m ist, welche eine entsprechende Wärmefestigkeit hat, und welche vorzugsweise eine niedrige Oberflächenenergie aufweist. Wenn diese Vorstellungen erfüllt werden, kann das gewünschte Ergebnis erreicht werden.
In Fig. 1 bis 3 ist eine Fixiereinrichtung für ein elektrophotographisches Naßkopiergerät dargestellt, welche gemäß der Erfindung ausgeführt ist. In Fig. 1 ist eine drehbare Fixierrolle 5 dargestellt, deren Oberfläche in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. In Fig. 2 weist der Oberflächenteil der Rolle drei Schichten auf, nämlich eine Glasperlenschicht 50B, eine Bindeschicht 50K und eine Träger- oder Halteschicht 50S.
Insbesondere weist die Schicht 50B Glasperlen 50G mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 10 bis 500m auf; die Glasperlen brauchen nicht kugelförmig zu sein, obwohl eine kugelförmige Ausbildung bevorzugt wird, um die belichtete Fläche oder die Fläche der Oberteile oder Kronen in dem unebenen Bereich auf ein Minimum herabzusetzen. Obwohl die Perlen gleichförmig verteilt in einer Schicht dargestellt sind, sind sie in der Praxis im allgemeinen auf zweizoderdrei Lagen verteilt. In Anbetracht der Wärmeleitung der Fixierrolle, welche die Wärme ausnutzt, sind die Perlen vorzugsweise in einer Schicht bzw. Lage verteilt. Außer Glas sollte das Material, das zur Ausbildung der Perlen verwendet wird, vorzugsweise eine niedrige Oberflächenenergie haben und wärmebeständig sein (so daß es nicht beispielsweise bei einer Temperatur von 3000C schmilzt). Kugeln, die mit einem Flourharz bedeckt sind, können ebenfalls verwendet werden.
Die Bindeschicht 50K dient dazu, die Glasperlen 50G mit der Halte- oder Tragschicht 50S zu verbinden, welche zylinderförmig ausgebildet ist. Die Bindeschicht 50K kann so verteilt werden, daß die Glasperlen 50G beispielsweise unmittelbar in die Halte- und Tragschicht 50G eingebettet werden.
Von dem Material, welches die Bindeschicht 50K bildet, wird gefordert, daß es wärmebeständig ist, um irgendeine Änderung bei einer Temperatur zu verhindern, welche gleich oder über 2000C ist, und daß es eine entsprechende Stoß-und Lösungsmittelbeständigkeit aufweist (wobei letztere die chemische Stabilität bzw. Beständigkeit ist). Bei einer speziellen Ausführungsform wird eine Phenolharzlösung verwendet (die 2% Feststoffe in Äthanol enthält).
Sie weist eine Aushärttemperatur von 1500C auf und benötigt zum Aushärten drei Stunden. Andere Materialien weisen Epoxyharz, modifiziertes Silikonharz oder ein anderes Kunstharz auf, welches chemisch beständig ist und welches eine Wärmebeständigkeit bei einer Temperatur hat, die gleich oder höher als 2000C ist.
Ein bevorzugtes Material, um die Halte- oder Tragschicht 50S auszubilden, ist im allgemeinen Metall, das eine gute Wärmeleitfähigkeit hat. Obwohl ein bestimmtes ausgewähltes Metall von der Anordnung und der geforderten spezifischen Wärme abhängt, wird aus Kostenüberlegungen bei einem Versuch Aluminium gewählt.
Um die Fixierrolle 5 zu schaffen, ist einAluminiumzylinder als Halte- oder Tragschicht 50S vorgesehen, auf welcher die oben erwähnte Phenolharzlösung durch ein Tauchverfahren aufgebracht ist. Anschließend werden Glasperlen 50G darüber verteilt, und nach einem Vortrockenschritt wird der Aufbau bei 1500C über 3h ausgehärtet. Danach kann der Aufbau abgekühlt werden. Selbstverständlich kann statt des Tauchverfahrens auch eine Sprühpistole verwendet werden, und es kann auch ein Lösungsmittel gewählt werden, welches flüchtiger als Äthanol ist. Da die Glaskugel 50G eine Ladecharakteristik aufweisen, kann diese Charakteristik dazu benutzt werden, um eine Metallabscheidung zu bewirken.
In Fig. 1 ist die untere Hälfte der Fixierrolle 5 von einer beheizten Platte 6 umgeben, welche entsprechend der Krümmung der Rolle gewölbt ist, um den Wärmeleitungswirkungsgrad zu erhöhen. Vorzugsweise ist soviel wie von der Fixierrolle 5 bedeckt. Im Innern der geheizten Platte 6 sind Heizer H untergebracht, welche dazu verwendet werden, ein unfixiertes Tonerbild zu erwärmen. Der Abstand zwischen der geheizten Platte 6 und der Umfangsfläche der Fixierrolle 5 liegt in der Größenordnung von 0,05 bis 0,2 mm, und es besteht dazwischen kein unmittelbarer Kontakt, Während eines Fixiervorgangs läuft ein Kopierblatt S zwischen der geheizten Platte 6 und der Fixierrolle 5 durch. Während eines derartigen Durchlaufs sollte kein Schlupf zwischen dem Blatt S und der Rolle 5 bestehen, während zwischen dem Blatt 5 und der Platte 6 ein Schlupf vorhanden sein muß. In dieser Hinsicht wirkt daher die Platte 6 als eine zusätzliche Zuführeinrichtung, welche das Kopierblatt S in Austragrichtung befördert, die durch einen Pfeil angezeigt ist, während gleichzeitig Wärme zugeführt wird. In Fig. 3 ist der Fixierzustand in übertriebener Form dargestellt.
In der nachstehend wiedergebenen Tabelle 1 ist ein Vergleich des Fixierverhaltens zwischen der herkömmlichen Anordnung und der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wiedergegeben. Bei der herkömmlichen Anordnung ist der Abstand zwischen der geheizten Platte 1 und der Fixierrolle 2 so gewählt, daß er bei 1,5 + 0,2mm liegt, und die Heizer haben eine Leistung von 700W.
Tabelle I

latten-

temperatur 1950C 1600C 1200C

Fixier-

verfahren

Erfindung Oo Qo 0

Stand der Technik 0 x x

... sehr gutes Fixierergebnis ... gutes Fixierergebnis x ... schlechtes Fixierergebnis Wie Tabelle 1 zu entnehmen ist, kann gemäß der Erfindung der Abstand verringert werden, um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen, um dadurch eine zufriedenstellende Fixierleistung selbst bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur sicherzustellen. Offensichtlich kommt es auch nicht - 11 - zu der sogenannten Offset-Erscheinung. Um eine Beziehung zu dem Stand der Technik zu haben, wird die Oberflächentemperatur der geheizten Platte während des Fixiervorgangs auf 190 + 100C gehalten.
In Fig. 4 ist eine Fixiereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche entweder in Verwendung mit einem elektrophotographischen Naß- oder Trockenkopiergerät verwendet werden kann. In Fig. 4 weist eine Fixierrolle 500 einen Oberflächenabschnitt auf, welcher im allgemeinen auf die gleiche Weise aufgebaut ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Da die Fig. 4 eine schematische Darstellung ist, sind die Glasperlen 50G übertrieben groß dargestellt. Ein elektrischer Heizer H ist im Innern der Fixierrolle 500 angeordnet.
Als zusätzliche Zuführeinrichtung ist eine (gegenüberliegende) Rolle 7 in Gegenüberlage zu der Fixierrolle 500 so angeordnet, daß sie an dieser anliegt oder gegen diese gedrückt wird. Die gegenüberliegende Rolle weise eine Umfangsfläche auf, welche durch ein elastisch verformbares Material, wie beispielsweise wärmebeständigen Kautschuk gebildet ist.
Wenn diese erfindungsgemäßcFixiereinrichtung bei einem Naßentwicklungsverfahren verwendet wird, hat sich ergeben, daß der geforderte Fixiervorgang bei einer Oberflächentemperatur der Fixierrolle 500 durchgeführt wird, welche auf 1500C gehalten wird, wobei vorteilhafterweise ein 10mm breites schwarzes geschlossenes Bild fixiert wird.
Bezüglich einer Energieverschwendung bzw. -einsparung wird der Energieverbrauch des Heizers von 700 auf 450W verringert.
Da je größer die Spalt zwischen den Rollen ist, die Zeit umso länger wird, während welcher das Kopierblatt S an der Fixierrolle 500 in Anlage gehalten wird, kann die Oberflächenschicht der gegenüberliegenden Rolle 7 entsprechend ausgebildet werden, so daß sie eine größere Elastizität hat, während sie zu ihrer Mitte hin eine geringere Elastizität aufweist. Unter bestimmten Umständen kann selbstverständlich auch eine feste, unelastische oder eine Metallrolle verwendet werden.
In Fig. 5 ist eine Fixiereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche bei einem elektrophotographischen Naßkopiergerät verwendet werden kann. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Paar Fixierrollen und diesen gegenüberliegende Rollen vorgesehen, wie in Fig.
4 dargestellt ist. Ein Gebläse 8 ist zwischen dem ersten Rollenpaar 500u1 und dem zweiten Rollenpaar 500u2 angeordnet, um einen Luftstrom auf das Kopierblatt S zu richten. Das Gebläse kann entweder heiße Luft oder gewöhnliche Luft zuführen. Wenn gewöhnliche Luft zugeführt wird, muß die Anordnung so ausgeführt sein, daß ein direktes Anblasen der Fixierrolle vermieden wird, um eine Verringerung bei deren Temperatur zu verhindern. Bei dieser Anordnung wird mit dem ersten Rollenpaar 500u1 ein Vorerwärmen des Kopierblattes S erreicht, wenn es während des Durchlaufs durch das zweite Rollenpaar einem einwandfreien Fixiervorgang unterzogen wird.
In Fig. 6 ist eine Fixiereinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche entweder in Verbindung mit einem elektrophotographischen Trocken- oder Naßkopiergerät verwendet werden kann. Insbesondere ist die in der Ausführungsform der Fig. 4 verwendete Fixierrolle 500 durch ein Fixierband 5000 ersetzt, das durch ein elastisches Band gebildet ist und einen Oberflächenabschnitt aufweist, welcher in der in Fig. 2 wiedergegebenen Weise aufgebaut ist, und die gegenüberliegende Rolle 7 ist durch ein weiteres endloses Band 9 aus einem elastisch nachgebenden Material ersetzt, welches ebenfalls als zusätzliche Zuführeinrichtung dient.
Ein Heizer H, welcher als Heizquelle dient, ist innerhalb. der geschlossenen Bahn des Fixierbandes und an einer Stelle angeordnet£ welche in der Bewegungsrichtung des Kopierblattes S gesehen davor angeordnet ist.
Mit jeder der beschriebenen Ausführungsformen ist die beabsichtigte Wirkung erreicht und das Auftreten der sogenannten Offset-Erscheinung verhindert. Im Vergleich zu der herkömmlichen Anordnung ergibt sich kein nennenswerter Unterschied in der fixierten Bildqualität. Da die Blatttrennung verbessert ist, brauchen keine Trennklauen und ein ihnen zugeordneter Antriebsmechanismus vorgesehen zu werden, so daß die Größe der Anordnung verkleinert werden kann.
Insbesondere bei der Anwendung der Erfindung bei einem elektrophotographischen Trockenkopierer zeigt sich, daß die in Fig. 4 und 6 dargestellte Ausführungsform in einem solchen Fall verwendbar ist. Wenn die Erfindung bei einem Trockenkopierer verwendet wird, wird zweckmäßigerweise Wärme von außen zugeführt, damit der Toner auf einem Kopierblatt geschmolzen werden kann, bevor ein Fixiervorgang beendet ist. Folglich wird eine gleichmäßige Verteilung der Fixierwärme gefordert. Bei dieser Ausführungsform wird die Rollentemperatur vorzugsweise auf einem Pegel gehalten, welcher höher als die, die während des Naßverfahrens angelegt wird, und es wird ein kleiner Druck ausgeübt, um eine Gleichförmigkeit beim thermischen Wirkungsgrad und bei der Temperatur zu erhalten.
Selbst wenn Druck ausgeübt wird, kann es nicht vorkommen, daß das Kopierblatt S oder der Toner gänzlich in den Zwischenraum zwischen den Glasperlen 50G aufgenommen werden, sondern es besteht immer ein Zwischenraum 1Q,wie in Fig. 3 dargestellt ist. Folglich findet ein Fixiervorgang durch ein Zusammenwirken einer geheizten Rolle, die durch die Oberteile oder Kronen der unebenen Ausbildung aus geführt wird, und durch das Fixieren in der Lufthülle statt, was durch die Unterteile der unebenen Ausbildung durchgeführt wird.(Dasselbe gilt für ein Naßverfahren). Im Unterschied zu dem Fixieren unter Druck, bei welchem ein Druck ausgeübt wird, um den Toner in den Zwischenraum zwischen benachbarte Fasern eines Transfer- oder Kopierblatts zu zwingen, kann ein glanzloses Bild erhalten werden. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf das Fehlen irgendeines aufgebrachten Silikonöls, da die sogenannte Offset-Erscheinung beseitigt ist.
Wenn die in Fig. 4 dargestellte Anordnung bei einem Trockenentwicklungsverfahren angewendet wird, kann ein Ergebnis erhalten werden, wie es in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt ist, welches mit dem Stand der Technik verglichen ist.

Tabelle 2

Fixierrollen-

Oberflächen- 1600C 1800C- 2200C

t atut

Fixierverfahr

Erfindung putzes Ergebnis bei sehr gutes Er- sehr gutes Er-

wei Durchläufen gehnis bei ei- gebnis bei einem

nem einzigen einzigen Durch-

Durchlauf lauf

Stand der kalte Offset- gut heiße Offset-

Technik scheinuag Erscheinung

Aus der vorstehenden Tabelle ist zu ersehen, daß Temperaturen über einen ausgedehnten Bereich gemäß der Erfindung angewendet werden können. Die verschiedenen, mit der Erfindung erreichten Wirkungen sind nachstehend zusammengefaßt.

1) Bei einer Benutzung in Verbindung mit einem elektrophotographischen Naßkopiergerät: 1. Das Lösungsmittel kann innerhalb einer geringeren Zeitdauer verdampft werden, um den Gesamtfixierwirkungsgrad zu erhöhen, indem ein Kopier- oder Transferblatt in satte Anlage mit der geheizten Platte gebracht wird, um dadurch den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen.
2. Durch den besseren Fixierwirkungsgrad wird der Energieverbrauch geringer, so daß eine Einsparung bei der erforderlichen Energie erreicht ist.
3. Es kommt zu keiner Offset-Erscheinung, wenn die Fixierrolle an der Bildoberfläche anliegend angeordnet ist.
2) Bei einer Verwendung in Verbindung mit einem elektrophotographischen Trockenkopiergerät: 1. Eine Offset-Erscheinung ist verhindert, da die Verwendung von Silikonöl vermieden ist.
2. Da die Verwendung von Silikonöl vermieden ist, wird ein einwandfreies Kopieren auf ebenem glatten Papier ermöglicht, und auf ein Kopierblatt besser geschrieben.
werden kann bzw. Einfügungen vorgenommen werden können.
3. Auch ist ein negatives Beeinflussen bzw. ein Verschmieren des Inneren des Geräts, was auf das sogenannte Kriechen zurückzuführen ist, verhindert, da kein Silikonöl verwendet wird.
4. Auch brauchen keine Trennklauen vorgesehen zu werden, so daß ein Herumwickeln um die Fixierrolle vermieden ist.
5. Es wird ein glanzloses Bild erzeugt.
In beiden Fällen ist eine sehr geringe Tonermenge auf die Oberfläche der Fixierrolle oder auf den oberen Teil der Kugeln aufgebracht, der aber durch das Kopierblatt verteilt wird, so daß er nicht als ein Verschmieren sichtbar erkennbar ist. Auf diese Weise wird die Fixierrolle sauber gehalten.
Ende der Beschreibung Leerseite

Claims

Fixiereinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät Patentansprüche 1.Fixiereinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Fixierteil (5), das so angeordnet ist, daß es geheizt an einem auf einem Teil (S) erzeugten, unfixierten Tonerbild (T) in Anlage gebracht ist, um das Bild zu fixieren, wobei eine Fläche des Fixierteils (5), welches so angeordnet ist, daß es an dem unfixierten Tonerbild (T) anliegt, Unebenheiten aufweist, die sehr nahe beieinander liegend verteilt sind und einen Höhenunterschied von etwa 5 bis 250ßm zwischen ihren Oberteilen und Unterteilen aufweisen, wobei die Oberteile keine flachen, ebenen Flächen aufweisen, wenn sie makroskopisch betrachtet werden.
2. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das unfixierte Tonerbild (T) auf einem Bildaufzeichnungspapier (S) ausgebildet ist.
2. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e nnz e i c h n e t, daß das unfixierte Tonerbild (T) entweder durch ein Trocken- oder durch ein Naßentwicklungsverfahren erzeugt wird.
4. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n-.

z e i c h n e t, daß das Fixierteil (5) einen Trag- oder Halteteil (50S) mit einer zweidimensionalen Fläche und kugelförmige Partikel (50G) aufweist, die einen Partikeldurch messer in der Größenordnung von 10 bis 500 Am haben und in der Oberfläche des Trag- oder Halteteils (50S) sehr nahe beieinander angeordnet sind, wobei die Partikel (50G) aus einem Material mit einer niedrigen Oberflächenenergie hergestellt sind.
5. Fixiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Trag- oder Halteteil (50S) aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.
6. Fixiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Trag- oder Halteteil (50S) ein Metall aufweist.
7. Fixiereinrichtungnach Anspruch 6, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das Metall Aluminium ist.
8. Fixiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel Glasperlen (50G) aufweisen.
9. Fixiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel ein Fluorharz aufweisen.
10. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß das Fixierteil (5) ein Halte- oder Tragteil (50S) mit einer zweidimensionalen Fläche, kugelförmige Partikel (50G), die Partikeldurchmesser in der Größenordnung von 10 bis 500 ßm haben, und auf die Oberfläche des Halte- oder Tragteils (50S) sehr nahe beieinander gelegt sind, wobei die Partikel (50G) aus einem Material mit einer niedrigen Oberflächenenergie hergestellt sind, und ein Bindematerial (50K) aufweist, welches die kugelförmigen Partikel (50G) mit der Trägeroberfläche verbindet.
11. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k ennz e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel Glasperlen -(50G) aufweisen.
12. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel Fluorharz aufweisen.
13. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) durch das Festwerden einer Phenolharzlösung gebildet ist.
14. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial durch das Festwerden von 2%-Feststoffen in Äthanol gebildet ist.
15. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) Epoxyharz aufweist.
16. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) modifiziertes Silikonharz aufweist.
17. Fixiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) ein Kunstharz aufweist, welches chemisch beständig ist und eine Wärmebeständigkeit bis zu einer Temperatur von 2000C oder höher aufweist.
18. Fixiereinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät, insbesondere nach Anspruch 1, g e k e n nz e i c h n e tdurch ein drehbares Fixierteil (5) mit einer Oberfläche, die an einem auf einem Teil (S)erzeugten unfixierten Tonerbild (T) anliegend angeordnet ist und welche feine Unebenheiten aufweist, die einer Anordnung von Partikeln (50G) mit einer Partikelgröße von 10 bis 50Cim entsprechen und sehr eng beieinander verteilt sind; durch eine zusätzliche Zuführeinrichtung (6,7), um das Teil (S), auf welchem das unfixierte Tonerbild ausgebildet ist, in einer Ausstoßrichtung zu befördern, während das Teil (S) in einer vorgegebenen Lage bezüglich des drehbaren Fixierteils (5) gehalten ist und wobei ein Schlupf dazwischen vermieden ist, und durch eine Heizquelle (H) zum Erwärmen des unfixierten Tonderbilds (T).
19. Fixiereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das drehbare Fixierteil die Form einer Fixierrolle (5) mit einem hohlen zylindrischen Tragteil (50S) und kugelförmigen Partikeln (50G) aufweist, die sehr eng beieinander in die Oberfläche des Halteteils (50S) eingebettet sind und Partikeldurchmesser in der Größenordnung von 10 bis 50ßm aufweisen, wobei die Partikel (50G) aus einem Material mit einer niedrigen Oberflächenenergie gebildet sind.
20. Fixiereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Tragteil (50S) aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist.
21. Fixiereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß der Halte- oder Tragteil (50S) ein Metall aufweist.
22. Fixiereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Metall Aluminium ist.
23. Fixiereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel Glasperlen (SOG) aufweisen.
24. Fixiereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel (50G) ein Fluorharz aufweisen.
25. Fixiereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Fixierteil (5) einen hohlen zylindrischen Halte- oder Tragteil (50S), kugelförmige Partikel (50G), die auf der Oberfläche des Halte-und Tragteils (50) sehr nahe beieinander gelegen sind und Partikeldurchmesser in der Größenordnung von 10 bis 500 ßm haben, wobei die Partikel (50G) aus einem Material mit einer niedrigen Oberflächenenergie gebildet sind, und ein Bindematerial aufweist , um die kugelförmigen Partikel (SOG) mit der Oberfläche des Halte- und Tragteils (50S) zu verbinden.
26. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel Glasperlen (50G) aufweisen.
27. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die kugelförmigen Partikel (50G) ein Fluorharz aufweisen.
28. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) durch das Festwerden einer Phenolharzlösung gebildet ist.
29. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) durch das Festwerden von 2%-Feststoffen in Äthanol gebildet ist.
30. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) Epoxyharz aufweist.
31. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e nn z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) modifiziertes Silikonharz aufweist.
32. Fixiereinrichtung nach Anspruch 25, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das Bindematerial (50K) ein Harz aufweist, das chemisch beständig ist und eine Wärmebeständigkeit bis zu einer Temperatur von 2000C oder höher aufweist.
33. Fixiereinrichtungeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das drehbare Fixierteil in Form einer Fixierrolle (5) ausgebildet ist, und daß die zusätzliche Zuführeinrichtung eine gewölbte Platte (6) aufweist, die an einer Stelle angeordnet ist, wo ein blattförmiges Teil (S), auf welchem die unfixierten Tonerbilder (T) ausgebildet werden, in Anlage mit der Fixierrolle (5) gebracht ist oder gegen diese (5) gedrückt wird, wobei die gewölbte Platte (6) eine Krümmung aufweist, welche der Krümmung der Fixierrolle (5) entspricht und welche in Gegenüberlage von der Fixierrolle (5) mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen angeordnet ist, welcher den Durchgang des blattförmigen Teils (S) erlaubt, wobei die Wärmequelle (H) im Innern der gewölbten Platte (6) angeordnet ist.
34. Fixiereinrichtung nach Anspruch 33, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Abstand einen Wert von 0,05 bis 0,2mm hat.
35. Fixiereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die Heizquelle (H) in dem drehbaren Fixierteil (5) angeordnet ist, das eine zylindrische Form aufweist.
36. Fixiereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das drehbare Fixierteil die Form einer zylindrischen Fixierrolle (5) hat, und daß die zusätzliche Zuführeinrichtung im wesentlichen eine Rolle (7) aufweist, die gegenüber der Fixierrolle (5) angeordnet und in Anlage mit dieser gebracht oder gegen diese gedrückt wird, wobei die Heizquelle (H) gegenüber der Fixierrolle (5) angeordnet und in Kontakt mit dieser steht, wobei die Heizquelle (H) im Innern der Fixierrolle (5) angeordnet ist.
37. Fixiereinrichtung nach Anspruch 36, dadurch g ek e n n z e i c h ne t, daß die gegenüberliegende Rolle (7) aus einem wärmebeständigen, elastischen Material gebildet ist.
38. Fixiereinrichtung nach Anspruch 37, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das wärmebeständige elastische Material wärmebeständigen Kautschuk aufweist.
39. Fixiereinrichtung nach Anspruch 36, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die gegenüberliegende Rolle (7) eine Metallrolle aufweist.
40. Fixiereinrichtung nach Anspruch 36, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die gegenüberliegende Rolle (7) eine elastische Oberflächenschicht aufweist, wobei die Elastizität der gegenüberliegenden Rolle (7) von der Oberflächenschicht aus zu der Mitte hin abnimmt.
41. Fixiereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß das drehbare Fixierteil die Form eines endlosen Bandes (5000) aufweist, in dessen geschlossener Bahn die Heizquelle (H) angeordnet ist, daß die zusätzliche Zuführeinrichtung ein weiteres endloses Band (9) aufweist, das in Gegenüberlage zu dem endlosen Band (5000), welches das Fixierteil bildet, angeordnet ist und an diesem anliegt, wobei die beiden endlosen Bänder (5000;9) so angetrieben werden, daß ihre entsprechenden Oberflächen in derselben Richtung uM mit der gleichen Geschwindigkeit laufen.
42. Fixiereinrichtung nach Anspruch 36, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine Anzahl Paare (50u1, 50u2) aus einer Fixierrolle und einer gegenüberliegenden Rolle, wobei die Paare in der Bewegungsrichtung des Teils (S)/ auf welchem das unfixierte Tonerbild (T) erzeugt ist, in einem Abstand voneinander angeordnet sind, um dadurch einen Fixiervorgang eines Tonerbildes (T) zu erleichtern, das durch ein Naßentwicklungsverfahren erzeugt worden ist.
43. Fixiereinrichtung nach Anspruch 42, dadurch g ek e n n z e i c h n e tw daß die Heizquelle (H) in Innern der Fixierrolle (5) angeordnet ist1 und daß ein Gebläse (8) vorgesehen ist, um einen Luftstrom oder erwärmte Luft in Richtung der Bewegungsbahn des Teils (S), auf welchem das unfixierte Tonerbild (T) ausgebildet ist, in einen Bereich zwischen benachbarten Fixierrollen zu richten.