-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung, bei
welcher eine Heizwalze, die bei hoher Temperatur beheizt bzw. erwärmt wird,
in Berührung
mit einem zu beheizenden bzw. zu erwärmenden Glied gebracht wird,
und genauer gesagt auf die Heizvorrichtung, die bei einem Fixierverfahren
eines Tonerbildes bei einem elektrofotographischen Druckverfahren
verwendet wird und einen Bilderzeugungsapparat, derart wie ein Drucker,
ein Kopiergerät
usw., der die Heizvorrichtung bei seinem Fixierabschnitt hat.
-
Erörterung des Hintergrundes
-
Bei
einem elektrofotographischen Druckverfahren wird ein elektrostatisches
latentes Bild, das an einer Oberfläche eines fotoleitfähigen Elementes
gebildet ist, mit Toner entwickelt. Das entwickelte Tonerbild wird
auf ein Übertragungsblatt übertragen.
Dann wird ein Fixierverfahren ausgeführt, um das Tonerbild auf das Übertragungsblatt
zu fixieren. Bei dem Fixierverfahren wird das Tonerbild durch mindestens
Wärme und
Druck auf das Übertragungsblatt
fixiert. Bei einer Fixiervorrichtung wird das Übertragungsblatt, das das Tonerbild
hat, gefördert
bzw. zugeführt,
während
es durch eine Fixierwalze und eine Druckwalze eingelegt bzw. dazwischengelegt
wird. Die Fixierwalze wird auf eine hohe Temperatur beheizt bzw.
erwärmt.
Die Druckwalze wird angetrieben, während sie in Druckberührung mit
der Fixierwalze ist. Das Tonerbild auf dem Übertragungsblatt wird dann
fixiert, während
das Übertragungsblatt
durch die Fixierwalze gefördert
bzw. zugeführt
wird.
-
In
den letzten Jahren ist ein Versuch gemacht worden, um eine Zeitdauer
zu verkürzen,
die für
einen Aufheiz- bzw. Aufwärmvorgang
erforderlich ist und ein Bild bei hoher Geschwindigkeit bei einem Bilderzeugungsapparat
zu verarbeiten, bei welchem ein elektrofotographisches Druckverfahren
ausgeführt
wird, derart wie ein Drucker, ein Kopiergerät usw. Entsprechend dem vorstehend
beschriebenen Versuch, wurde ein Versuch unternommen, eine Fixierwalze
auf höhere
Temperatur zu heizen bzw. zu erwärmen
und ein Übertragungsblatt
bei höherer
Geschwindigkeit bei der Fixiervorrichtung zu fördern bzw. zuzuführen. Ein
Resinoid-Gleitlager,
welches bei niedrigen Kosten erlangt werden kann, kann als ein Lager
der Fixierwalze verwendet werden. Jedoch besteht ein Nachteil des
Gleitlagers darin, dass sich ein Antriebsmoment in den ersten Phasen
der Verwendung und speziell im Laufe der Zeit erhöht, und dass
sich seine Lebensdauer wegen einer Verformung verringert, die durch
eine Wärmebeanspruchung
verursacht wird, wenn sich die Fixierwalze mit hoher Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl dreht.
-
Folglich
ist ein Versuch gemacht worden, ein Wälzlager anstelle des Gleitlagers
zu verwenden. Das Antriebsmoment ist kleiner, wenn das Wälzlager verwendet
wird. Ein Motor, welcher kleiner ist als der, der verwendet wird,
wenn das Gleitlager verwendet bzw. eingesetzt wird, wird dann verwendet,
was auf eine Verringerung der Kosten hinausläuft. Weil die Fixierwalze in
einer Trommelform gebildet ist, die eine Heizeinrichtung im Inneren
hat, ist es vorteilhaft, dass die Fixierwalze eine verminderte Dicke
hat, um eine Zeitdauer zu verkürzen,
die für
einen Aufheiz- bzw. Aufwärmvorgang
erforderlich ist. Wenn jedoch die Dicke der Fixierwalze vermindert
ist, tritt eine große Verformungshöhe auf.
Folglich neigt ein Falten bzw. Knittern dazu, bei einem Übertragungsblatt
aufzutreten.
-
Um
die vorstehend beschriebene Schwierigkeit zu verhindern, erfordert
ein Wert des Verhältnisses
der Dicke zu dem äußeren Durchmesser
(„Dicke/äußerer Durchmesser") eines Bildbereiches
(d.h. eines zentralen bzw. mittleren Abschnittes der Fixierwalze,
durch welchen ein Übertragungsblatt
gefördert
bzw. zugeführt
wird) der Fixierwalze in einem vorherbestimmten Bereich gemäß einer
Größe eines Durchmessers
der Fixierwalze zu sein. Herkömmlicherweise
ist ein äußerer Durchmesser
eines Abschnittes der Fixierwalze, welcher durch ein Lager gelagert
bzw. getragen wird, das an einem Hauptkörper des Apparats vorgesehen
ist, kleiner als der ihres Bildbereiches.
-
Wenn
ein Wälzlager
verwendet wird, um eine Aufheiz- bzw. Aufwärmzeit zu verkürzen, und
ein Bild mit hoher Geschwindigkeit zu verarbeiten, wird Wärme zu dem
Wälzlager
geleitet, wenn das Wälzlager ein
Kernmetall einer Fixierwalze direkt berührt. Folglich wird das Wälzlager
auf hohe Temperatur erwärmt,
was in einer verringerten Lebensdauer des Wälzlagers resultiert. Ferner
wird während
eines Autheiz- bzw. Aufwärmvorganges
Wärme von
beiden Enden der Fixierwalze, welche durch das Wälzlager gelagert bzw. getragen
werden, abgeleitet. Folglich neigt eine Temperatur der Endabschnitte
der Fixierwalze dazu, abzunehmen, was in einem fehlerhaften Fixieren
resultiert. Deshalb wird eine Isolierungs- bzw. Dämmungsharz-
bzw. -kunstharzschicht (d.h. eine Buchse) oder ein keramisches Glied
zwischen der Fixierwalze und dem Wälzlager vorgesehen, um das
vorstehend beschriebene Verhalten von Wärme zu verhindern, wodurch
die vorstehend beschriebene Schwierigkeit verhindert wird.
-
Jedoch
wird ein Geräusch
erzeugt, wenn die Harz- bzw. Kunstharzschicht oder das keramische Glied
gegen das Kern- bzw. Hülsenmetall
und das Wälzlager
gerieben wird, wenn die Harz- bzw. Kunstharzschicht oder das keramische
Glied herkömmlicherweise
als ein einzelnes bzw. getrenntes Teil vorgesehen wird. Die Erzeugung
des Geräusches
kann verringert werden, indem ein Schmiermittel verwendet wird;
jedoch ist ein Fluorschmiermittel für eine hohe Temperatur kostspielig.
Wenn das keramische Glied verwendet wird, ist eine Isolierungs-
bzw. Dämmungswirkung
erhöht,
was jedoch nicht nur in einer Erhöhung der Kosten, sondern in
einer weiteren Erzeugung von Geräusch
resultiert.
-
Das
nachstehend beschriebene Problem erfordert, gelöst zu werden, wenn das Wälzlager
eingeführt
wird. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Dicke der Fixierwalze
derart bestimmt, dass der Wert von „Dicke/äußerer Durchmesser" des Bildbereiches
in dem vorherbestimmten Bereich ist. Jedoch erfordert die Dicke
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze basierend
auf der bestimmten Dicke des Bildbereiches der Fixierwalze justiert
bzw. eingestellt zu werden, um eine Verformung der Fixierwalze und
ein Auftreten eines Faltens bzw. Knitterns eines Übertragungsblattes
zu verhindern. Herkömmlicherweise
ist ein innerer Durchmesser des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes
der Fixierwalze mit einem Wert festgelegt, der gleich zu dem des
inneren Durchmessers des Bildbereiches ist. Deshalb wird, wenn ein
Gestaltungswechsel bei der Dicke des gelagerten bzw. getragenen
Abschnittes veranlasst wird, ein äußerer Durchmesser des gelagerten
bzw. getragenen Abschnittes im Grunde bzw. letzten Endes geändert.
-
Folglich
wird ein Allzweck-Wälzlager
nicht verwendet und ein kundengerecht angefertigtes Wälzlager,
das für
den modifizierten äußeren Durchmesser
des gelagerten bzw. getragenen Abschnitts der Fixierwalze passt,
ist erforderlich. Herkömmlicherweise
ist der äußere Durchmesser
des gelagerten getragenen Abschnittes kleiner als der des Bildbereiches.
Der gelagerte bzw. getragene Abschnitt wird dann durch ein Lager
gelagert bzw. getragen, das an einem Hauptkörper des Apparats vorgesehen ist.
Folglich wird die Ersetzung der Fixierwalze mit einer neuen Fixierwalze
nicht leicht ausgeführt,
ohne Demontieren eines in Beziehung stehenden Bauelements.
-
EP-A-0
404 112 bezieht sich auf einen Bildfixierungsapparat, wobei ein
sichtbar gemachtes bzw. visualisiertes Bild erwärmt und fixiert wird, und zwar durch
einen Film, der relativ zu einem Heiz- bzw. Erwärmungsglied gleitet.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend erwähnten und
anderen Probleme gemacht worden und ist auf die vorstehend erörternden und
andere Probleme gerichtet.
-
Die
vorliegende Erfindung löst
die vorstehend erwähnten
und anderen Probleme durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und
10.
-
Die
vorliegende Erfindung sieht vorteilhaft einen neuen Bilderzeugungsapparat
vor, der eine Heizvorrichtung hat, die bei einem Fixiervorgang eines
Tonerbildes bei einem elektrofotographischen Druckverfahren verwendet
wird, wobei eine Erzeugung von einem Geräusch, das durch ein Reiben
der Harz- bzw. Kunstharzschicht (welche zwischen einem Kern- bzw.
Hülsenmetall
einer Fixierwalze und einem Wälzlager
vorgesehen ist, um eine Wärmeleitung
von der Fixierwalze zu dem Wälzlager
zu unterdrücken)
gegen das Wälzlager
und das Kern- bzw. Hülsenmetall
der Fixierwalze verursacht wird, verhindert wird.
-
Gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Zwischenraum
zwischen der Harz- bzw. Kunstharzschicht und dem Wälzlager
erzeugt wird, ein Material der Harz- bzw. Kunstharzschicht ausgewählt, und
die Harz- bzw. Kunstharzschicht ist konfiguriert bzw. angeordnet,
um eine raue Oberfläche
zu haben, um einen Koeffizienten der Gleitreibung der Harz- bzw.
Kunstharzoberfläche
mit einem vorherbestimmten Wert zu haben. Eine Dicke eines gelagerten
bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze wird basierend auf einer
Dicke eines Bildbereiches der Fixierwalze bestimmt, um eine Verformung
der Fixierwalze zu verhindern. Ein innerer Durchmesser des gelagerten
bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze ist kleiner als der
des Bildbereiches, so dass ein äußerer Durchmesser
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze nicht
geändert
wird, sogar wenn die Dicke des gela gerten bzw. getragenen Abschnittes
der Fixierwalze geändert
wird, so dass ein Allzweck-Wälzlager verwendet
werden kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
Ein
vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile
wird schnell erhalten, indem dieselbe durch Bezug auf die folgende
ausführliche
Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den
beigefügten
Zeichnungen in Betracht gezogen wird, worin:
-
1 ist
eine schematische Zeichnung, die einen Aufbau eines Druckers als
einen Bilderzeugungsapparat veranschaulicht;
-
2 ist
eine schematische Zeichnung, die einen Aufbau einer Fixiervorrichtung
veranschaulicht, die bei dem Bilderzeugungsapparat in 1 eingesetzt
wird;
-
3 ist
eine schematische Zeichnung, die einen Aufbau einer Fixierwalze
als ein Beispiel einer Heizvorrichtung veranschaulicht;
-
4A und 4B sind
Zeichnungen, die eine Schnittansicht der Fixierwalze veranschaulichen,
in welcher eine Harz- bzw. Kunstharzschicht an ein Kern- bzw. Hülsenmetall
der Fixierwalze angeheftet bzw. angeklebt ist;
-
5 ist
eine Zeichnung, die eine quer verlaufende Schnittansicht der Fixierwalze
in den 4A und 4B veranschaulicht;
-
6 ist
eine Zeichnung, die eine perspektivische Ansicht eines Wälzlagers
veranschaulicht, das in dem Beispiel verwendet wird, das in den 4A und 4B veranschaulicht
ist;
-
7 ist
eine Zeichnung, die eine vertikale Schnittansicht des Wälzlagers
und der Harz- bzw. Kunstharzschicht
zeigt, die eine raue Oberfläche
enthält;
-
8A ist
eine Zeichnung, die einen Poliervorgang der Fixierwalze 14 veranschaulicht;
und
-
8B ist
eine Zeichnung, die eine Fixierwalze veranschaulicht, die einen
Niveauunterschiedabschnitt hat, der einen rechten Winkel bildet.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nun
bezugnehmend auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen identische
oder entsprechende Teile überall
in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist 1 eine
schematische Zeichnung, die einen Aufbau eines Druckers als einen
Bilderzeugungsapparat gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Der Bildererzeugungsapparat
enthält
eine Fixiervorrichtung, welche eine Heizvorrichtung der vorliegenden
Erfindung enthält. 2 ist
eine schematische Zeichnung, die einen Aufbau der Fixiervorrichtung
veranschaulicht. Bezugnehmend auf 1 wird der
Aufbau und die Wirkungsweise des Bilderzeugungsapparates nachfolgend
beschrieben, und zwar entlang eines Flusses eines Übertragungsblattes,
auf welchem ein Bild gebildet wird. Das Übertragungsblatt, das von einer
Blattzuführungsvorrichtung 5 zugeführt wird,
wird zu einem fotoleitfähigen
Element 4 (welches in diesem Beispiel bandförmig ist)
auf eine Oberfläche
gefördert
bzw. zugeführt,
von welcher ein Bild (d.h. ein elektrostatisches latentes Bild)
gebildet wird. Die Lagegenauigkeitswalze 6 fördert das Übertragungsblatt
durch Justieren bzw. Einstellen der zeitlichen Abstimmung, so dass
das Übertragungsblatt
in genauem Register bzw. Einstellung mit dem Bild ist, das auf der
Oberfläche
des fotoleitfähigen Elements 4 gebildet
wird. Das fotoleitfähige
Element 4 wird in einer Richtung im Uhrzeigersinn angetrieben.
Vorrichtungen, die ein jeweiliges elektrofotografisches Druckverfahren
ausführen,
sind entlang eines Laufes bzw. Bahn des fotoleitfähigen Elements 4 angeordnet.
Die Oberfläche
des fotoleitfähigen
Elements 4 wird durch eine Ladeeinrichtung 2 geladen. Ein
optisches Laser-Schreibsystem 1 bestrahlt die Oberfläche des
geladenen fotoleitfähigen
Elements 4 mit einem Scan- bzw. Abtaststrahl, der entsprechend den
Bilddaten moduliert ist, um ein elektrostatisches latentes Bild
darauf zu bilden. Das elektrostatische latente Bild wird mit Toner
durch eine Entwicklungsvorrichtung 3 in ein sichtbares
Bild entwickelt. Das sichtbare Bild wird dann durch eine Übertragungsladeeinrichtung 7 auf
ein Übertragungsblatt übertragen.
Das Übertragungsblatt,
welches bei einem Übertragungsverfahren
in einen Druck-Kontakt mit dem fotoleitfähigen Element 4 gebracht
wird, wird von dem fotoleitfähigen
Element 4 an einer Krümmung
des fotoleitfähigen
Elements 4 getrennt. Das Übertragungsblatt wird dann
zu einer Fixiervorrichtung 8 gefördert, so dass das Bild fixiert
wird. Folglich wird das Übertragungsblatt
auf eine Blattausstoßablageeinrichtung 9 ausgestoßen. Restliche
Ladung, die an dem fotoleitfähigen
Element 4 bleibt, wird durch eine Entladelampe 10 entladen.
Restlicher Toner, der an der Oberfläche des fotoleitfähigen Elements 4 verbleibt,
wird durch eine Reinigungsvorrichtung 11 entfernt. AC-(Wechselstrom)- und DC-(Gleichstrom)-Energie,
die für
die vorstehend beschriebenen Reihen von Vorgängen erforderlich ist, wird
von einer Energiequelle 12 geliefert bzw. zugeführt.
-
Die
Fixiervorrichtung 8 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Die Fixiervorrichtung 8 fixiert ein Tonerbild, welches
bei einem Bildübertragungsverfahren
von dem fotoleitfähigen
Element 4 auf ein Übertragungsblatt übertragen
worden ist, durch Anwenden von wenigstens Wärme und Druck. Die Fixiervorrichtung 8 wird
auf eine hohe Temperatur beheizt bzw. erwärmt. Die Fixiervorrichtung 8 enthält eine
Fixierwalze 14 (d.h. eine Heizwalze) und eine Druckwalze 16.
Die Fixierwalze 14 treibt drehbar an, und die Druckwalze 16 wird
durch die Drehung der Fixierwalze 14 drehbar angetrieben,
während
sie mit der Fixierwalze 14 in Druckkontakt ist. Das Übertragungsblatt,
das das Tonerbild hat, wird durch eine Klemmstelle gefördert, die
zwischen den Fixier- und Druckwalzen 14 und 16 gebildet
ist. Folglich wird das Tonerbild auf das Übertragungsblatt fixiert. Wie
dies in 2 veranschaulicht ist, enthält die Fixiervorrichtung 8 die
Fixierwalze 14, die Druckwalze 16, ein Reinigungskissen 18,
eine Schaltwahl- bzw. -aufnahmeeinrichtung 17, eine Druckfeder 15 und
eine Fixiervorrichtungs-Einlassführungsplatte 19.
Die Fixiervorrichtung 8 enthält ferner ein Getriebe bzw.
Zahnrad (nicht gezeigt), um die Fixierwalze 14 anzutreiben, ein
Lager (nicht gezeigt)für
die Fixierwalze 14 und einen Thermistor (nicht gezeigt).
Ein Bezugszeichen „20" bezeichnet ein Übertragungsblatt 20.
-
Die
Fixierwalze 14 wird bei der Heizvorrichtung der vorliegenden
Erfindung eingesetzt. 3 ist eine schematische Zeichnung,
die einen Aufbau der Heizvorrichtung veranschaulicht.
-
Beide
Endabschnitte der Fixierwalze 14 werden durch ein Wälzlager 21 drehbar
gelagert bzw. getragen. Ein Antriebsgetriebe bzw. -zahnrad 14g ist
an einem Ende der Fixierwalze 14 über das Wälzlager 21 hinaus
vorgesehen. Die Fixierwalze 14 wird über das Antriebsgetriebe bzw.
-zahnrad 14g angetrieben. Ein Durchmesser eines Abschnittes
einer umfänglichen
Oberfläche
der Fixierwalze 14, welcher durch das Wälzlager 21 gelagert
bzw. getragen wird (d.h. ein gelagerter bzw. getragener Abschnitt)
ist gleich zu dem der umfänglichen
Oberfläche
ihres Bildbereiches (d.h. eines zentralen bzw. mittleren Abschnittes der
Fixierwalze 14, durch welchen ein Übertragungsblatt gefördert bzw.
zugeführt
wird). Nämlich
ist der Durchmesser der umfänglichen
Oberfläche
des Abschnittes der Fixierwalze 14, welcher durch das Wälzlager 21 gelagert
bzw. getragen wird, nicht kleiner als der der umfänglichen
Oberfläche
der Fixierwalze 14 des Bildbereiches, ungleich einer herkömmlichen
Fixierwalze. Folglich wird die Fixierwalze 14 in einer
axialen Richtung durch Entfernen von Halte- bzw. Sicherungsringen 14r herausgezogen, welche
etwa an beiden Rändern
der Fixierwalze 14 vorgesehen sind, um eine Bewegung der
Fixierwalze 14 in der axialen Richtung zu regulieren. Eine
Ersetzung der Fixierwalze 14 durch eine neue Fixierwalze wird
leicht ausgeführt,
ohne Teile zu entfernen, die an einem Hauptkörper des Apparats vorgesehen
sind, derart wie das Wälzlager 21.
Die Fixierwalze 14 enthält
ein Kernmetall, das aus Eisen (d.h. STKM11, STKM12) oder einer Aluminiumlegierung
hergestellt ist, das einen Durchmesser von 16 mm bis 40 mm und eine Länge von
350 nun bis 410 mm hat. Ein Verformungsgrad der Fixierwalze 14,
welcher bewirkt wird, wenn ein Druck angewendet wird, unterscheidet
sich gemäß einer
Größe eines
Durchmessers der Fixierwalze 14 (d.h., je größer der
Durchmesser, umso größer der
Verformungsgrad, sogar wenn eine Dicke dieselbe ist). Deshalb ist
eine Dicke der Fixierwalze 14 auf einen Wert in einem Bereich
von „Dicke/äußerer Durchmesser
= 8/1000 bis 20/1000" festgelegt
(zum Beispiel ist der Durchmesser 30 mm, die Dicke ist 0,24 mm bis
0,6 mm). Es ist bevorzugt, dass die Dicke in einem Bereich von 8/1000
bis 14/1000 festgelegt wird, wenn das Kernmetall aus Eisen hergestellt
ist, und wenn das Kernmetall aus Aluminiumlegierung hergestellt
ist, wird die Dicke in einem Bereich von 10/1000 bis 20/1000 festgelegt. Wenn
der Wert von „Dicke/äußerer Durchmesser" klein ist, wird
der Verformungsgrad der Fixierwalze 14 groß. Folglich
tendiert ein Falten bzw. Knittern dazu, bei einem Übertragungsblatt
erzeugt zu werden. Andererseits ist, wenn der Wert von „Dicke/äußerer Durchmesser" groß ist, eine
vergleichsweise lange Zeitdauer erforderlich, bevor die Fixierwalze 14 auf eine
erforderliche Temperatur für
einen Fixiervorgang beheizt bzw. erwärmt wird, was in einer längeren Aufheiz-
bzw. Aufwärmzeit
für den
Fixiervorgang resultiert.
-
Das Übertragungsblatt 20 wird
durch eine Drehung der Fixierwalze 14 gefördert bzw.
zugeführt. Bei
dem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend eine Erklärung gegeben,
basierend auf einer linearen Geschwindigkeit des geförderten
bzw. zugeführten Übertragungsblattes 20 in
einem Bereich von 100 mm/s bis 130 mm/s. Die Druckwalze 16 enthält eine
elastische Schicht über
einem Kernsubstrat. Der Durchmesser der Druckwalze 16 ist
30 mm. Eine Dicke und Länge
der elastischen Schicht ist jeweils mit 5,5 mm und 316 mm festgelegt.
Die elastische Schicht ist entweder als Schwamm gebildet oder fest
gebildet (d.h. kein Schwamm). Die verwendete Fixierwalze 14 enthält ein Kernmetall,
das aus Eisen (d.h. STKM12) hergestellt ist, das einen äußeren Durchmesser
von 30 mm hat. Eine Dicke eines Bildbereiches der Fixierwalze 14 ist
0,3 mm. Ein Wert von „Dicke/äußerer Durchmesser" ist 10/1000. Eine andere
verwendete Fixierwalze enthält
das Kernmetall, das aus Aluminiumlegierung (d.h. A 5052) hergestellt
ist. Der äußere Durchmesser
ist 30 mm und die Dicke des Bildbereiches ist 0,45 mm. Der Wert
von „Dicke/äußerer Durchmesser" ist 15/1000. Eine
Länge der
Fixierwalze 14 ist 365 mm. Gemäß dem Beispiel wird eine Aufheiz-
bzw. Aufwärmzeit
auf 10 bis 15 Sekunden verkürzt,
wenn eine Heizeinrichtung 13 eine Leistung von 700 bis
800 Watt hat.
-
Es
ist vorteilhaft, das Wälzlager 21 als
ein Lager zu verwenden, um die Fixierwalze 14 zu lagern bzw.
zu tragen, wenn die Fixierwalze 14 bei einer hohen Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl gedreht wird. Wenn die Fixierwalze 14, die
sich bei einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl dreht, durch
ein Harz- bzw. Kunstharzgleitlager gelagert bzw. getragen wird,
wird ein Antriebsmoment in den ersten Phasen der Verwendung erhöht und speziell
im Laufe der Zeit. Das Antriebsmoment wird nicht signifikant erhöht, wenn
das Wälzlager 21 verwendet
wird. Außerdem
kann ein Motor, welcher kleiner ist als der, der eingesetzt wird,
wenn das Harz- bzw. Kunstharzgleitlager verwendet wird, verwendet
werden, weil das Antriebsmoment verringert ist, was in einer Verringerung
der Kosten resultiert. Jedoch wird, wenn das Wälzlager direkt ein Kernmetall
einer Fixierwalze berührt,
die Schwierigkeit wegen einer Wärmeleitung hervorgerufen,
die in dem Abschnitt der „Erörterung des
Standes der Technik" beschrieben
ist: Eine Harz- bzw. Kunstharzschicht (d.h. ein Harz- bzw. Kunstharzglied)
ist zwischen dem Kernmetall der Fixierwalze und dem Wälzlager
für Wärmeisolierung
bzw. -dämmung
vorgesehen.
-
Jedoch
wird ein Geräusch
bewirkt, wenn die Harz- bzw. Kunstharzschicht gegen das Kernmetall der
Fixierwalze oder das Wälzlager
gerieben wird, wenn die Harz- bzw. Kunstharzschicht als ein einzelnes
bzw. getrenntes Teil vorgesehen ist.
-
Ein
Beispiel einer Fixierwalze, bei welcher das Reibgeräusch, das
durch die zwischen dem Kernmetall der Fixierwalze und dem Wälzlager
vorgesehene Harz- bzw. Kunstharzschicht hervorgerufen wird, beseitigt
ist, ist nachstehend beschrieben. Bei diesem Beispiel ist die Harz-
bzw. Kunstharzschicht an das Kernmetall der Fixierwalze angeklebt bzw.
anhaftend, so dass die Harz- bzw. Kunstharzschicht nicht gegen das
Kernmetall der Fixierwalze gerieben wird, wodurch eine Erzeugung
des Geräusches
verhindert wird. 4A ist eine Zeichnung, die eine
vertikale Schnittansicht der Fixierwalze 14 veranschaulicht,
bei welcher die Harz- bzw.
Kunstharzschicht 22 an dem Kernmetall 24 der Fixierwalze 14 angeklebt
bzw. anhaftend ist. In 4A werden beide Endabschnitte
der Fixierwalze 14 durch ein Wälzlager 21 gelagert
bzw. getragen. 4B ist eine Zeichnung, die eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils der Fixierwalze 14 veranschaulicht. Das Antriebsgetriebe
bzw. -zahnrad 14g, das in 3 veranschaulicht
ist, ist in 4A weggelassen. 5 ist
eine Zeichnung, die eine Querschnittansicht der Fixierwalze 14 veranschaulicht.
Bei dem Beispiel, das in 4 veranschaulicht
ist, ist ein äußerer Durchmesser
eines Abschnittes der Fixierwalze 14, welcher durch das
Wälzlager 21 gelagert
bzw. getragen wird, geringfügig
größer als
der des Bildberei ches der Fixierwalze 14, und zwar um 0,2
mm bis 0,6 mm. 4B ist eine Zeichnung, die eine
vergrößerte Ansicht
eines Niveauunterschiedes veranschaulicht, der in dem Abschnitt
der Fixierwalze 14 gebildet ist, wo sich der Durchmesser
der umfänglichen
Oberfläche ändert. Wie
dies in den 4A, 4B und 5 veranschaulicht
ist, ist eine Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 an einem Kernmetall 24 angeklebt
bzw. anhaftend, und zwar über
eine Grundierschicht 23. Die Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 ist
an beiden Abschnitten der umfänglichen
Oberflächen
der Fixierwalze beschichtet, nämlich
der Abschnitt, wo die umfängliche
Oberfläche
durch das Wälzlager 21 gelagert
bzw. getragen wird (d.h. der gelagerte bzw. getragene Abschnitt)
und der Abschnitt der umfänglichen
Oberfläche,
der der Bildbereich ist. Dies ist so, weil; dieselbe Oberflächenschicht
(welche eine notwendige Eigenschaft hat (d.h. hauptsächlich eine Freigabe-
bzw. Lösewirkung)
für die
Oberfläche,
die ein Übertragungsblatt
berührt),
welche an dem Bildbereich beschichtet ist, an der umfänglichen
Oberfläche
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 beschichtet
ist. Jedoch kann ein Harz- bzw.
Kunstharz, das eine hohe thermische Isolierungs- bzw. Dämmungseigenschaft
hat, nur an der umfänglichen
Oberfläche
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 beschichtet werden.
-
Ein
anderes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Bei diesem Beispiel wird eine Erzeugung von einem Geräusch, das durch
ein Reiben der Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 (welche einstückig mit
dem Kernmetall 24 der Fixierwalze 14 aufgebaut
ist) gegen das Wälzlager 21 hervorgerufen
wird, verhindert. Wie dies in 4A veranschaulicht
ist, wird ein Zwischenraum von 0,04 mm bis 0,15 mm zwischen dem
Wälzlager 21 und
der Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 erzeugt, weil sich die Fixierwalze 14 bei
Temperatur ausdehnt. 6 ist eine Zeichnung, die eine
perspektivische Ansicht des Wälzlagers 21 veranschaulicht.
Wie dies in 6 veranschaulicht ist, enthält das Wälzlager 21 einen äußeren Ring 21o und
einen inneren Ring 21i. Die Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 der
Fixierwalze 14 kann nicht gegen den inneren Ring 21i des
Lagers 21 gerieben werden, weil der äußere Ring 21o an einem Hauptkörper des
Apparats befestigt ist und sich der innere Ring 21i dreht.
Jedoch kann ein Geräusch
in der Praxis erzeugt werden, weil (1) der vorstehend beschriebene
Zwischenraum geschaffen bzw. erzeugt ist und (2) das Moment der
Fixierwalze 14 variiert, wenn ein Übertragungsblatt zwischen der
Fixierwalze 14 und der Druckwalze 16 gefördert wird, und
wenn kein Übertragungsblatt
dazwischen gefördert
wird. Dann wird ein Reibungskoeffizientwert ermittelt, bei welchem
die Erzeugung des Geräusches unterdrückt wird,
während
einem Koeffizienten der Gleitreibung der Oberfläche der Harz- bzw. Kunstharz schicht 22 besondere
Beachtung geschenkt wird. Es ist beobachtet worden, dass die Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 reibungslos über den
inneren Ring 21i gleitet, wenn der Koeffizient der Gleitreibung der
Oberfläche
der Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 auf 0,2 bis 0,5 festgelegt
ist (wenn sich die Fixierwalze 14 bei einer Geschwindigkeit
bzw. Drehzahl von 50 mm/s bewegt, wobei sie eine Belastung bzw. Tragfähigkeit
von 7 Kgf/cm2 hat), wodurch die Erzeugung
des Geräusches
unterdrückt
wird. Verfahren und Materialien, um einen vorherbestimmten Gleitreibungskoeffizienten
zu erhalten, werden nachstehend beschrieben.
-
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, kann ein Harz bzw. Kunstharz, das
eine hohe Isolierungs- bzw. Dämmungseigenschaft
hat, nur auf die umfängliche
Oberfläche
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 geschichtet
werden. Wenn jedoch ein Harz bzw. Kunstharz verwendet wird, das
von dem auf dem Bildbereich geschichteten verschieden ist, sind
die Kosten erhöht.
Folglich ist die Harz- bzw. Kunstharzschicht 22, die ein
Fluorharz bzw. -kunstharz enthält,
einstückig
bzw. integral an sowohl dem Bildbereich als auch dem gelagerten bzw.
getragenen Abschnitt der Fixierwalze 14 geschichtet. Das
Fluorharz bzw. -kunstharz ist hauptsächlich geschichtet, um eine
Freigabe- bzw. Lösewirkung
zu haben. Diese Fluorharz- bzw. -kunstharzschicht 22 ist
an dem Kernmetall 24 der Fixierwalze 14 über die
Grundierschicht 23 (d.h. eine Adhesionsschicht) angeklebt
bzw. anhaftend. Bei einem Fluorharz bzw. -kunstharz kann ein Material,
das einen Gleitreibungskoeffizienten von 0,2 bis 0,5 hat (wenn sich
die Fixierwalze 14 bei einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl
von 50 mm/s bewegt, wobei sie eine Belastung bzw. Tragfähigkeit
von 7 Kgf/cm2 hat), derart wie ein Perfluoralkoxyharz
bzw. -kunstharz, Tetrafluorethylenharz bzw. -kunstharz, eine Mischung
dieser zwei Harze bzw. Kunstharze oder Harze bzw. Kunstharze, die
durch Hinzufügen
eines Additivs oder eines Verstärkungsmittels
(derart wie Kohlenstoff oder Glasfasern) zu den jeweiligen Harzen
bzw. Kunstharzen verwendet werden. Die Oberfläche der Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 ist
so rau wie möglich
hergestellt, während
der vorstehend beschriebene Gleitreibungskoeffizient in einem geeigneten
Bereich beibehalten wird. 7 ist eine
Zeichnung, die eine vertikale Schnittansicht des Wälzlagers 21 und der
Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 veranschaulicht, die eine
raue Oberfläche
enthält.
Wie dies in 7 veranschaulicht ist, hat die
Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 eine Rauigkeit an der Oberfläche, die
den inneren Ring 21i des Wälzlagers 21 berührt. Die Oberflächenrauhigkeit
(Rz) der Harz- bzw. Kunstharzschicht 22 ist mit 3 bis 12 μm vorgeschrieben bzw.
festgelegt. Mit dieser Anordnung wird ein Bereich eines Berührungsabschnittes
der Harz- bzw. Kunstharzschicht (d.h. Fluorharz bzw. -kunstharz)
mit dem Wälzlager 21 verringert,
wodurch eine Isolierungs- bzw. Dämmungswirk samkeit
verbessert wird. Ferner ist die Oberfläche des Berührungsabschnittes der Harz-
bzw. Kunstharzschicht überhaupt
nicht poliert bzw. geglättet
oder ist nur einmal poliert bzw. geglättet ohne eine Endpolitur bzw.
-glätte
zu haben, was in einer Verringerung der Kosten resultiert.
-
Wie
dies vorstehend unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben
ist, ist der äußere Durchmesser
des Abschnittes der Fixierwalze 14, welcher durch das Wälzlager 21 gelagert
bzw. getragen wird, größer als
der ihres Bildbereiches, so dass die Fixierwalze 14 in
der axialen Richtung entfernt wird, wodurch eine Ersetzung der Fixierwalze 14 durch
eine neue Fixierwalze vereinfacht wird. Folglich ist ein Niveauunterschied
zwischen dem gelagerten bzw. getragenen Abschnitt und dem Bildbereich bei
der umfänglichen
Oberfläche
der Fixierwalze 14 gebildet. Wenn der Niveauunterschied
einen rechten Winkel wie der unterschiedliche Niveauabschnitt 14c bildet,
wie dies in 8B veranschaulicht ist, kann ein
Polierband auf dem unterschiedlichen Niveauabschnitt 14c geschliffen
werden, wenn die Oberfläche der
Fixierwalze 14 mit dem Polierband poliert bzw. geglättet wird. 8A ist
eine Zeichnung, die einen Polier- bzw. Glättvorgang der Fixierwalze 14 veranschaulicht.
Wie dies in 8A veranschaulicht ist, wird
das Polieren bzw. Glätten
der Oberfläche
der Fixierwalze 14 durch Bewegen einer Rolle des Polierbandes
in einer Richtung ausgeführt,
die durch einen Pfeil „A" bezeichnet wird,
während
das Polierband in Berührung
mit der Oberfläche
der Fixierwalze 14 gebracht wird, welche sich in einer
Richtung dreht, die durch einen Pfeil „B" bezeichnet wird. Bei diesem Polier-
bzw. Glättvorgang
kann eine Schwierigkeit bewirkt werden, derart wie das Polierband
an dem unterschiedlichen Niveauabschnitt 14c schleift oder
das Fluorharz bzw. -kunstharz der Ecke des unterschiedlichen Niveauabschnitts 14c gekratzt
wird. Um die vorstehend beschriebene Schwierigkeit zu vermeiden,
ist der unterschiedliche Niveauabschnitt verjüngt, anstelle gebildet zu sein,
einen rechten Winkel zu haben, so dass das Polieren bzw. Glätten der
Fixierwalze 14 leicht ausgeführt wird, wobei das Polier- bzw.
Glättband
verwendet wird. 4B zeigt den vergrößerten verjüngten unterschiedlichen
Niveauabschnitt. Mit dem verjüngten
unterschiedlichen Niveauabschnitt wird das Kratzen bzw. Schaben
des Fluorharzes bzw. -kunstharzes minimiert. Außerdem ist, wie dies in 4B veranschaulicht
ist, eine Ecke des verjüngten
unterschiedlichen Niveauabschnittes konfiguriert bzw. angeordnet,
um eine Krümmung bzw.
Rundung 15R zu haben, die einen Radius von 0,5 mm bis 1,5
mm hat, wodurch das Schaben bzw. Kratzen des Fluorharzes bzw. -kunstharzes
der Ecke des unterschiedlichen Niveauabschnittes verhindert wird.
-
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird ein Auftreten eines Faltens
bzw. Knitterns eines Übertragungsblattes
bei einem Fixiervorgang verhindert, wenn ein Wert der „Dicke/äußerer Durchmesser" auf einen vorherbestimmten
Bereich festgelegt bzw. vorgeschrieben wird. Wenn jedoch der Wert
bei dem gelagerten bzw. getragenen Abschnitt der Fixierwalze 14 verwendet
wird, wird die Fixierwalze 14 verformt, wodurch das Falten
bzw. Knittern des Übertragungsblattes
bei dem Fixiervorgang erzeugt wird. Ein anderes Beispiel der vorliegenden
Erfindung wird nun beschrieben. In diesem Beispiel wird ein geeigneter Wert
einer Dicke des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 beschrieben.
Der geeignete Wert der Dicke des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes
der Fixierwalze 14 wird basierend auf einer Dicke des Bildbereiches
der Fixierwalze 14 bestimmt. Der Wert in einem Bereich
von anderthalb bis dreimal (d.h. 1,5- bis 3-mal) der Dicke des Bildbereiches
wird als der Wert der Dicke des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes
gewählt.
Zum Beispiel wird, wenn die Dicke des Bildbereiches 0,45 mm ist,
die Dicke des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes mit 0,9 mm
bis 1,0 mm festgelegt bzw. vorgeschrieben. Wenn der vorstehend beschriebene
Wert angenommen wird, wird die Verformung der Fixierwalze 14 und
das Auftreten des Faltens bzw. Knitterns des Übertragungsblattes bei dem
Fixiervorgang verhindert. Außerdem
wird die Zeitdauer, die für
einen Aufheiz- bzw. Aufwärmvorgang
der Fixierwalze 14 erforderlich ist, verkürzt. Ein äußerer Durchmesser
des Bildbereiches wird durch eine lineare Geschwindigkeit eines Übertragungsblattes
und einer Zusammensetzung eines Getriebes bzw. eines Zahnrades bestimmt,
das ein Antriebsmoment der Fixierwalze 14 überträgt. Folglich
wird die Dicke des Bildbereiches folgerichtig bestimmt, um eine
verkürzte
Aufheiz- bzw. Aufwärmzeit
der Fixierwalze 14 zu erreichen. Dann wird ein innerer
Durchmesser des Kernmetalls 24 des Bildbereiches bestimmt,
und zwar basierend auf diesen Werten. Wenn jedoch der geeignete
Wert der Dicke des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 basierend
auf der Dicke ihres Bildbereiches bestimmt wird, wie dies vorstehend
beschrieben ist, kann der äußere Durchmesser
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes geändert werden, und zwar wegen
einer Gestaltungsänderung
bei der Dicke des Bildbereiches und des gelagerten bzw. getragenen
Abschnittes. Folglich kann es geschehen, dass ein Allzweck-Wälzlager (d.h. ein innerer Durchmesser
eines Wälzlagers
ist befestigt) nicht verwendet werden kann und ein kostspieliges
kundengerecht angefertigtes Wälzlager
erforderlich wird. Folglich ist der innere Durchmesser des gelagerten bzw.
getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 kleiner als der
ihres Bildbereiches hergestellt, so dass der äußere Durchmesser des gelagerten
bzw. getragenen Abschnittes nicht geändert wird, sogar wenn die
Dicke des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes geändert wird.
Dann wird das Allzweck-Wälzlager ver wendet,
weil der äußere Durchmesser
des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes der Fixierwalze 14 nicht
geändert
ist, wodurch eine Erhöhung
der Kosten vermieden wird. In Anbetracht der vorstehend beschriebenen
Bedingungen wird ein numerischer Wert, der tatsächlich bei einer Fixierwalze
angenommen wird, nachstehend beschrieben, bezugnehmend auf 4A und 4B (der äußere Durchmesser des
gelagerten bzw. getragenen Abschnittes „D1" – der äußere Durchmesser
des Bildbereiches „D2")/2 = 0.1 mm bis
0.3 mm. Die Länge
des verjüngten
unterschiedlichen Niveauabschnittes beträgt in einer axialen Richtung „1" = 0,5 mm bis 2,0
mm. (Der innere Durchmesser des Bildbereiches „d2" – der
innere Durchmesser des gelagerten bzw. getragenen Abschnittes „d1")/2 = 0,3 mm bis
0,5 mm. Die Länge zwischen
dem dicken Abschnitt „A" und dem dünnen Abschnitt „B" in der axialen Richtung „L" ist auf 1 mm bis
3 mm festgelegt bzw. vorgeschrieben, so dass sich die Dicke nicht
unverhältnismäßig in der
Richtung der Länge ändert.
-
Offensichtlich
sind zahlreiche zusätzliche Modifikationen
und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der vorstehenden
Lehren möglich. Es
ist deshalb zu verstehen, dass innerhalb des Schutzbereiches der
beigefügten
Patentansprüche die
vorliegende Erfindung anderweitig praktiziert werden kann, als dies
speziell hierin beschrieben ist.
-
Dieses
Dokument beansprucht die Priorität und
enthält
den Gegenstand, die auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2000-362912
bezogen sind, die am 29. November 2000 eingereicht wurde.