-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fixiervorrichtung der
Art mit einer Heizwalze, einer Fixierwalze, einem Endlosriemen,
der über
die Heizwalze und die Fixierwalze geführt ist, einer Presswalze,
die gegen die Fixierwalze gepresst wird, und ein oder mehreren Kontaktelementen,
die mit dem Riemen in Kontakt stehen und ein Tonerbild, das auf
einem Aufzeichnungsmedium getragen wird, durch Führen des Aufzeichnungsmediums
zwischen dem Riemen und der Presswalze fixieren, und eine Bilderzeugungsvorrichtung
mit derselben.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Eine
Fixiervorrichtung der beschriebenen Art ist gewöhnlich in einem Kopierer, Drucker,
Faxgerät oder
einer ähnlichen
elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung oder einer Multifunktionsvorrichtung
mit zwei oder mehreren einer Kopiererfunktion, einer Druckerfunktion
und einer Faxfunktion enthalten, wie z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 8-334997 gelehrt. Ein Endlosriemen, der in der Fixiervorrichtung
enthalten ist, besitzt eine Wärmekapazität, die klein
genug ist, um den Riemen in einem kurzen Zeitraum zu erwärmen. Dies
verringert die Aufwärmzeit
der Fixiervorrichtung. Kontaktelemente, die mit dem Riemen in Kontakt
stehen, nehmen jedoch Wärme
von dem Riemen und behindern daher wahrscheinlich die Erwärmung des
Riemens, d. h. das Aufwärmen
der Fixiervorrichtung.
-
Technologien
in Bezug auf die vorliegende Erfindung sind auch z. B. in US-A-5890047
und in den japanischen Offenlegungsschriften Nrn. 9-218601, 10-221982
und 2000-305393 offenbart.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fixiervorrichtung,
die in der Lage ist, die Menge an Wärme, die ein Endlosriemen auf
Grund von Kontaktelementen verliert, effektiv zu verringern und
dadurch die Aufwärmzeit
mehr als herkömmlich zu
verringern, und eine Bilderzeugungsvorrichtung mit derselben zu
schaffen.
-
Eine
Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert,
vorteilhafte Ausführungsformen
davon sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
-
Eine
Bilderzeugungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Fixiervorrichtung
ist in Anspruch 6 definiert.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit den begleitenden
Zeichnungen besser ersichtlich, in welchen:
-
1 eine
Ansicht ist, die eine Bilderzeugungsvorrichtung zeigt, auf die die
vorliegende Erfindung angewendet wird;
-
2 ein
Schnitt ist, der eine Fixiervorrichtung zeigt, die die vorliegende
Erfindung verkörpert und
die Vorrichtung von 1 umfasst;
-
3 ein
Schnitt ist, der eine Zugwalze oder eine Reinigungswalze zeigt,
die in einer Ausführungsform
mit einer Zug/Reinigungswalze enthalten ist;
-
4 ein
Schnitt ist, der eine erläuternde Ausführungsform
zeigt;
-
5 ein
Kurvenbild ist, das eine für
die Modifikation von 4 spezielle Temperaturänderung ist,
die zurzeit des Aufwärmens
auftritt; und
-
6 bis 8 Schnitte
sind, die jeweils eine weitere Modifikation der Ausführungsform
zeigen.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Mit
Bezug auf 1 der Zeichnungen ist eine Bilderzeugungsvorrichtung,
auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, gezeigt und beispielhaft
als Farbdru cker implementiert. Wie gezeigt, besteht der Farbdrucker
im Allgemeinen aus einem Bilderzeugungsmittel 1 zum Erzeugen
eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmedium und einer Fixiervorrichtung 2 zum
Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmedium.
-
Das
Bilderzeugungsmittel 1 umfasst eine erste bis vierte photoleitende
Trommel 3Y, 3M, 3C und 3BK,
die jeweils eine spezielle Form eines Bildträgers sind. Ein gelbes, ein
magentafarbenes, ein zyanfarbenes und ein schwarzes Tonerbild werden auf
den Trommeln 3Y, 3M, 3C bzw. 3BK erzeugt.
Ein Bildübertragungsriemen
(nachstehend einfach Riemen) 4 ist über eine Antriebswalze 5 und
eine Abtriebswalze 6 geführt und in einer durch einen
Pfeil A in 1 angegebenen Richtung beweglich.
Der obere Lauf des Riemens 4, wie in 1 betrachtet,
ist den Trommeln 3Y bis 3BK zugewandt. Da die
Konfigurationen und Operationen zum Erzeugen von Tonerbildern auf
den Trommeln 3Y bis 3BK identisch sind, konzentriert
sich die folgende Beschreibung beispielhaft auf die Konfiguration
und Operation zum Erzeugen eines Tonerbildes auf der Trommel 3Y.
-
Während die
Trommel 3Y im Uhrzeigersinn gedreht wird, wie in 1 betrachtet,
lädt eine
Aufladewalze 7 gleichmäßig die
Oberfläche
der Trommel 3Y auf eine vorgewählte Polarität auf. Eine
Laserschreibeinheit 8 tastet die aufgeladene Oberfläche der
Trommel 3Y mit einem Laserstrahl L, der gemäß Bilddaten
moduliert wird, ab, wodurch ein latentes Bild auf der Trommel 3Y erzeugt
wird. Eine Entwicklungsvorrichtung 9 entwickelt das latente
Bild mit gelbem Toner, um dadurch ein entsprechendes gelbes Tonerbild
zu erzeugen.
-
Ein
Papierblatt oder ein ähnliches
Aufzeichnungsmedium P wird von einem Blattzufuhrabschnitt, der nicht
gezeigt ist, einem Walzenspalt zwischen der Trommel 3Y und
dem Riemen 3 zugeführt.
Eine Bildübertragungswalze 10 ist
dem Bildträger 3Y über den dazwischen
liegenden Riemen 4 zugewandt und an diese wird eine Vorspannung
angelegt, die in der Polarität
zu dem auf der Trommel 3Y abgelagerten Toner entgegengesetzt
ist. Die Vorspannung überträgt das gelbe
Tonerbild von der Trommel 3Y auf das Papierblatt P. Ein
Trommelreiniger 30 entfernt den auf der Trommel 3Y nach
der Bildübertragung übrigen Toner.
-
Ein
magentafarbenes, ein zyanfarbenes und ein schwarzes Tonerbild werden
jeweils auf den Trommeln 3M, 3C und 3BK in
exakt derselben Weise wie das gelbe Tonerbild erzeugt. Das magentafarbene,
das zyanfarbene und das schwarze Tonerbild werden nacheinander über das
gelbe Tonerbild auf das Papierblatt P übertragen, wobei ein Vollfarbbild vollendet
wird. Das Papierblatt P mit dem Vollfarbbild wird zur Fixiervorrichtung 2 befördert. Die
Fixiervorrichtung 2 fixiert das Vollfarbbild auf dem Papierblatt P.
Anschließend
wird das Papierblatt oder der Farbdruck P an ein Tablett, das nicht
gezeigt ist, herausgetrieben.
-
Wie
in 2 im Einzelnen gezeigt, umfasst die Fixiervorrichtung 2,
die die vorliegende Erfindung verkörpert, eine Heizwalze 11,
eine Fixierwalze 12 und eine Presswalze 13, die
im Wesentlichen zueinander parallel sind. Ein Endlosriemen 14 ist über die Heizwalze 11 und
die Fixierwalze 12 geführt.
Die Heizwalze 11 ist ein hohler Zylinder, der aus Aluminium
oder einem ähnlichen
Metall gebildet ist, und mit einer dünnen Wanddicke versehen ist.
Die Fixierwalze 12 besteht z. B. aus einem hohlen zylindrischen Kern
mit einer dünnen
Wand und einer Silikonkautschukschicht, die den äußeren Umfang des Kerns bedeckt.
Die Presswalze 13 besteht auch z. B. aus einem hohlen zylindrischen
Kern mit einer dünnen Wand
und einer Silikonkautschukschicht, die den äußeren Umfang des Kerns bedeckt.
-
Der
Riemen 14 besteht aus einer Basis und einer Oberflächenschicht
oder Trennschicht, die die Oberfläche der Basis bedeckt. Die
Basis besteht aus Nickel, Edelstahl oder einem ähnlichen Metall oder Polyimidharz
oder ähnlichen
Harz. Die Trennschicht ist beispielsweise aus Silikonkautschuk gebildet.
Die Basis berührt
die Heizwalze 11 und Fixierwalze 12.
-
Die
Heizwalze 11, die Fixierwalze 12 und die Presswalze 13 sind
an einem Rahmen, der nicht gezeigt ist und der in der Fixiervorrichtung
enthalten ist, zapfengelagert. Die Presswalze 13 wird gegen
die Fixierwalze 12 über
den dazwischen liegenden Riemen 14 gepresst. Ein Antriebsmittel,
nicht gezeigt, bewirkt, dass sich die Fixierwalze 12 und
Presswalze 13 in entgegengesetzten Richtungen zueinander
drehen, wie durch Pfeile in 1 angegeben.
Der Riemen 14 läuft
daher in einer Richtung, die durch einen Pfeil B angegeben ist,
während
bewirkt wird, dass sich die Heizwalze 11 in einer durch
einen Pfeil angegebenen Richtung dreht.
-
Heizeinrichtungen
oder Wärmequellen 15, 16 und 17 sind
in der Heizwalze 11, der Fixierwalze 12 bzw. der
Druckwalze 13 angeordnet. Eine der Heizeinrichtungen 16 und 17 kann
weggelassen werden, falls erwünscht.
Die Heizeinrichtung 15 kann außerhalb der Heizwalze 11 angeordnet
sein. Ferner kann von einer Heizwalze Gebrauch gemacht werden, die integral
mit einer Wärmequelle
ausgebildet ist, so dass sich die Heizwalze selbst erwärmt. Dies
gilt auch für
die Heizquellen zum Erwärmen
der Fixierwalze 12 und der Presswalze 13.
-
Im
Betrieb werden die Heizwalze 11, die Fixierwalze 12,
die Presswalze 13 und der Riemen 14 in der vorstehend
angegebenen Weise angetrieben. Die Heizeinrichtungen 15, 16 und 17 erwärmen die Heizwalze 11,
die Fixierwalze 12 bzw. die Presswalze 13. Wärme wird
von den Walzen 11 bis 13 auf den Riemen 14 übertragen,
so dass der Riemen 14 auf eine Temperatur erwärmt wird,
die zum Fixieren des Tonerbildes geeignet ist. In diesem Zustand
tritt das Papierblatt P, das ein Tonerbild T darauf trägt, in einen
Walzenspalt N entlang einer Einlassführung 18 ein, wie
durch einen Pfeil C angegeben. Das Tonerbild T wird mit dem Riemen 14 in
Kontakt gebracht. Im Spalt N werden die Fixierwalze 12 und
die Presswalze 13 über
den dazwischen liegenden Riemen 14 gegeneinander gepresst.
Folglich wird das Tonerbild T durch Wärme geschmolzen und auf dem
Papierblatt P fixiert. Das aus dem obigen Spalt N kommende Papierblatt
P wird entlang einer Auslassführung 19 befördert. Wenn
die Trennschicht des Riemens 14 durch Silikonkautschuk
implementiert ist, verbessert sie den Glanz und daher die Qualität des fixierten Farbbildes.
-
Die
Fixiervorrichtung 2 umfasst außerdem ein oder mehrere Kontaktelemente,
die mit dem Riemen 14 in Kontakt stehen. In 2 ist
eine Ausführungsform
gezeigt, in der eine Zugwalze 20, eine Reinigungswalze 21 und
eine Beschichtungswalze 22 mit der äußeren Oberfläche des
Riemens 14 in Kontakt stehen. Die Zugwalze 20 bringt
einen Zug auf den Riemen 14 auf, während die Reinigungswalze 21 die
Oberfläche
des Riemens 14 reinigt. Die Beschichtungswalze 22 trägt Silikonöl oder eine ähnliche
Antioffsetflüssigkeit
auf die Oberfläche
des Riemens 14 auf. Diese Walzen 20 bis 22 sind
auch am Rahmen der Fixiervorrichtung 2 zapfengelagert und
werden durch den Riemen 14 angetrieben. Die Walzen 20 bis 22 können durch
ein Antriebsmittel zwangsläufig
angetrieben werden, falls erwünscht.
-
Eine
Flüssigkeitszufuhrwalze 23 wird
mit der Beschichtungswalze 22 in Kontakt gehalten und ist am
Rahmen der Fixiervorrichtung 2 zapfengelagert. Die Flüssigkeitszufuhrwalze 23,
die auch durch den Riemen 14 angetrieben wird, führt die
Antioffsetflüssigkeit
zur Oberfläche
der Beschichtungswalze 22 zu. Die Antioffset flüssigkeit
wird dann von der Beschichtungswalze 22 zum Riemen 14 übertragen, wodurch
der Offset des Toners vom Papierblatt P an den Riemen 14 verhindert
wird. Selbst wenn einiger Toner vom Papierblatt P auf den Riemen 14 übertragen
wird, entfernt die gegen den Riemen 14 gepresste Reinigungswalze 21 den
Toner erfolgreich und verhindert dadurch, dass sich der Toner auf
dem Papierblatt P ablagert und es verschmiert.
-
Die
Zugwalze 20 presst die äußere Oberfläche des
Riemens 14, um den Riemen 14 ständig in einer
gedehnten Position zu halten. Außerdem dient die Zugwalze 20 zum
Entfernen des Toners, dessen Entfernung der Reinigungswalze 21 misslungen
ist, vom Riemen 14. Die Zugwalze 20 ist stromabwärts vom
Spalt N in der Bewegungsrichtung des Riemens 14, jedoch
stromaufwärts
von der Beschichtungswalze 22 angeordnet. Daher wird ein
Teil des Riemens 14, der von der Zugwalze 20 wegbewegt
wird und wo kein Toner existiert, zur Beschichtungswalze 22 gebracht.
Die Beschichtungswalze 22 wird daher vor einer Verunreinigung
geschützt,
die die Antioffsetfunktion der Walze 22 verschlechtern
würde.
-
Der
Riemen 14 besitzt eine Wärmekapazität, die klein genug ist, um
das Aufwärmen
der Fixiervorrichtung 2 zu beschleunigen. Insbesondere
wird beispielsweise zum Zeitpunkt des Einschaltens Strom zu den
Heizeinrichtungen 15 bis 17 zugeführt, um das
Erwärmen
des Riemens 14 über
die Walzen 11 bis 13 zu beginnen. In diesem Moment
verringert eine solche kleine Wärmekapazität des Riemens 14 einen
Zeitraum, der erforderlich ist, damit der Riemen 14 eine
vorgewählte
Fixiertemperatur erreicht. In einer Fixiervorrichtung des Typs mit
einer Fixierwalze mit einer Oberflächenschicht, die aus Silikonkautschuk
gebildet ist, und einer Presswalze, die direkt gegeneinander gepresst
werden, ist dagegen die Dicke und daher die Wärmekapazität der Oberflächenschicht
groß und
erhöht
die Aufwärmzeit
auf etwa 7 Minuten oder dergleichen.
-
Das
Problem bei einer herkömmlichen
Fixiervorrichtung unter Verwendung eines Riemens besteht jedoch
darin, dass Kontaktelemente, die mit dem Riemen in Kontakt stehen,
eine hohe Wärmeleitfähigkeit
und daher große
Wärmekapazität aufweisen
und daher zum Zeitpunkt der Aufwärmung
Wärme vom
Riemen nehmen, wie vorher erörtert.
Dies verhindert, dass die Aufwärmzeit
in einem merklichen Grad verringert wird. Insbesondere soll angenommen
werden, dass eine herkömmliche
Fixiervorrichtung auch die in 2 gezeigte
Konfiguration aufweist. Dann war es üblich, die Zugwalze 20 durch einen
Aluminiumkern und eine Silikonkautschukschicht, die den Kern bedeckt,
zu implementieren. In diesem Fall nimmt zum Zeitpunkt des Aufwärmens die
Silikonkautschukschicht viel Wärme
von Riemen 14 und verlangsamt die Aufwärmung.
-
Angesichts
des Obigen besitzt in der erläuternden
Ausführungsform
mindestens eines der Kontaktelemente, die mit dem Riemen 14 in
Kontakt stehen, eine Oberfläche,
die aus mindestens einem wärmebeständigen Filz
und einem wärmebeständigen Harz
gebildet ist. Vorzugsweise sollte mindestens eine der Zugwalze 20 und
der Reinigungswalze 21 eine Oberfläche aufweisen, die aus mindestens
einem eines wärmebeständigen Filzes
und eines wärmebeständigen Harzes
gebildet ist.
-
3 zeigt
eine spezielle Konfiguration von jeder der Reinigungswalze 21 und
der Zugwalze 20. Wie gezeigt, besteht die Walze 20 oder 21 aus
einem hohlen, zylindrischen Kern 24, der aus Aluminium oder
einem ähnlichen
Metall gebildet ist, und einer Oberflächenschicht 25, die
den äußeren Umfang
des Kerns 24 bedeckt. Die Oberflächenschicht 25, die
mit dem Riemen 14 in Kontakt stehen soll, ist aus einem wärmebeständigen Harz,
z. B. Teflon (Handelsname), gebildet. Alternativ kann die ganze
Walze 20 oder 21 aus wärmebeständigem Harz gebildet sein. Ferner
kann die Oberflächenschicht 25 der
Walze 20 oder 21 aus wärmebeständigem Filz gebildet sein.
In dieser Weise ist zumindest ein Teil der Walze 20 oder 21,
der mit dem Riemen 14 in Kontakt steht, z. B. die Oberflächenschicht 25 in 3,
aus mindestens einem von wärmebeständigem Filz
und wärmebeständigem Harz
gebildet. Der wärmebeständige Filz
und das wärmebeständige Harz
weisen beide eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit
und daher eine kleinere Wärmekapazität als Silikonkautschuk
auf. Die Walze 20 oder 21 nimmt daher nicht viel
Wärme vom
Riemen 14, wenn sie mit dem Riemen 14 in Kontakt steht.
Dies beschleunigt erfolgreich die Temperaturerhöhung des Riemens 14 und
verringert folglich die Aufwärmzeit
der Fixiervorrichtung 2.
-
Es
soll angenommen werden, dass die Oberflächenschicht 25 der
Reinigungswalze 21 aus wärmebeständigem Harz gebildet ist. Dann
kann eine Klinge, die nicht gezeigt ist, gegen die Oberflächenschicht 25 gepresst
werden, um den auf der Oberflächenschicht 25 abgelagerten
Toner abzukratzen. In einem solchen Fall sollten Antriebsmittel,
die nicht gezeigt sind, vorzugsweise die Reinigungswalze 21 antreiben,
um die Drehung der Walze 21 trotz der Reibungskraft der
Klinge, die auf die Walze 21 wirkt, sicherzustellen. Wenn
die Oberflächenschicht 25 aus wärmebeständigem Filz
gebildet ist, sollte der Filz nur ausgetauscht werden, wenn viel
Toner auf dem Filz abgelagert ist.
-
In
der erläuternden
Ausführungsform
ist die Beschichtungswalze 22 aus Metall gebildet. Die
Beschichtungswalze 22 verformt sich daher wenig und kann
gleichmäßig gegen
den Riemen 14 gepresst werden, um die Antioffsetflüssigkeit
gleichmäßig auf den
Riemen 14 aufzutragen. Die Flüssigkeitszufuhrwalze 23 ist
aus dem obigen Grund auch aus Metall gebildet. Die Beschichtungswalze 22,
die aus Metall gebildet ist, nimmt jedoch wahrscheinlich Wärme vom
Riemen 14. Angesichts dessen kann zumindest ein Teil der
Beschichtungswalze 22, von dem erwartet wird, dass er mit
dem Riemen 14 in Kontakt steht, auch aus mindestens einem
von einem wärmebeständigen Filz
und wärmebeständigen Harz
gebildet sein. Dies gilt auch für
die Flüssigkeitszufuhrwalze 23.
In der erläuternden
Ausführungsform
sind alle Kontaktelemente, die mit dem Riemen 14 in Kontakt stehen,
aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und kleiner Wärmekapazität gebildet,
was die Aufwärmzeit
der Fixiervorrichtung 2 effektiv verringert.
-
4 zeigt
eine erläuternde
Ausführungsform.
Wie gezeigt, wird eine Zug/Reinigungswalze 26 gegen den
Riemen 14 gepresst und spielt die Rolle der Zugswalze 20, 2,
und jene der Reinigungswalze 21, 2, gleichzeitig.
Insbesondere bringt die Zug/Reinigungswalze 26 einen Zug
auf den Riemen 14 auf und reinigt gleichzeitig die Oberfläche des
Riemens 14.
-
Die
in 4 gezeigte Konfiguration ist ohne Rücksicht
auf das Material der Zug/Reinigungswalze 26 ausführbar. In
der speziellen Modifikation ist ein Teil der Walze 26,
von dem erwartet wird, dass er mit dem Riemen 14 in Kontakt
steht, auch aus mindestens einem von einem wärmebeständigen Filz und wärmebeständigen Harz
gebildet. Wie in 3 gezeigt, besteht die Walze 26 insbesondere
auch aus dem Kern 24 und der Oberflächenschicht 25, die
aus Teflon oder einem ähnlichen
wärmebeständigen Harz
oder wärmebeständigen Filz
gebildet ist. Alternativ kann die ganze Walze 26 aus einem
wärmebeständigen Harz
gebildet sein und gegen den Riemen 14 gepresst werden.
In jedem Fall nimmt die Walze 26 ein Minimum an Wärme vom
Riemen 14. Ferner verringert die mit dem Riemen 14 in
Kontakt stehende Walze 26 auch die Aufwärmzeit mehr als zwei Walzen 20 und 21, 2,
die beide mit dem Riemen 14 in Kontakt stehen. Überdies
verringert die Modifikation die Anzahl von Walzen, die mit dem Riemen
in Kontakt stehen, und vereinfacht dadurch die Struktur der Fixiervorrichtung 2,
während
ihre Kosten verringert werden.
-
5 zeigt
Versuchsergebnisse in Bezug auf die Aufwärmung der Konfiguration von 4 nach
dem Einschalten. Für
Versuche hatte die Walze 23 die in 3 gezeigte
Konfiguration, die aus dem Kern 24 und der aus wärmebeständigem Filz
gebildeten Oberflächenschicht 25 bestand.
In 5 geben eine durchgezogene Kurve, eine gestrichelte
Kurve und eine Strich-Punkt-Kurve jeweils die Temperatur der Heizwalze 11,
die Temperatur der Presswalze 13 und die Temperatur des
Riemens 14 an. Hinsichtlich des Riemens 14 wurde
die Temperatur auf der Einlassseite des Walzenspalts N gemessen, 4.
-
Wie
in 5 gezeigt, beginnt beim Einschalten der Bilderzeugungsvorrichtung
der Strom zu den Heizeinrichtungen 15 bis 17 zugeführt zu werden. Wenn
die Heizwalze 11 auf 150°C
erwärmt
ist, werden die Fixierwalze 12 und die Presswalze 13,
die in einem Stopp gehalten werden, in den durch Pfeile in 4 angegebenen
Richtungen angetrieben, was bewirkt, dass der Riemen 14 die
Drehung in der Richtung B beginnt. In dieser Weise wird der Riemen 14 vorläufig gedreht
(nachstehend Vordrehung) und erwärmt.
Beim Start der Vordrehung des Riemens 14 nimmt der Riemen 14 Wärme von
der Heizwalze 11 mit dem Ergebnis, dass die Temperatur
der Heizwalze 11 gesenkt wird. Die Temperatur der Heizwalze 11 steigt
jedoch wieder an. Wenn die Heizwalze 11 auf 130°C erwärmt ist,
werden der Riemen 14 und die Presswalze 13 zum
Stoppen gebracht. Anschließend,
wenn die Heizwalze 11 auf eine vorgewählte Temperatur (180° in dieser
Modifikation) erwärmt
ist, endet das Aufwärmen
der Fixiervorrichtung 2. In 5 ist die
Aufwärmzeit 210 Sekunden.
In dieser Stufe ist die Fixierwalze 12 nicht vollständig aufgewärmt und
nimmt daher Wärme
vom Riemen 14. Folglich wird die Temperatur des Riemens 14 gesenkt
und auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten. Wenn der
Riemen 14 in der Richtung des Pfeils B beim Start einer
Bilderzeugungsoperation angetrieben wird, wird ein Teil des Riemens 14, der
mit der Heizwalze 11 in Kontakt gehalten wird, zum Walzenspalt
N, 4, gebracht. Folglich wird der Riemen 14 unmittelbar
auf die Temperatur zum Fixieren von Tonerbildern erwärmt.
-
Vergleichsbeispiele
sind folgendermaßen.
In einem Vergleichsbeispiel war die in der Fixiervorrichtung von 2 enthaltene
Reinigungswalze 21 aus Aluminium mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit
gebildet, während
die Zugwalze 20 aus einem Kern und einer Silikonkautschukschicht
mit hoher Wärmeleitfähigkeit
bestand. Eine Aufwärmzeit,
die bei diesem Vergleichsbeispiel gemessen wurde, war 259 Sekunden,
folglich länger
als die Aufwärmzeit,
die mit dem Beispiel von 5 mit 49 Sekunden erreichbar
ist.
-
In
einem weiteren Vergleichsbeispiel hatte die Zug/Reinigungswalze 26 eine
Silikonkautschukschicht, die den Kern bedeckte. Eine bei diesem
Vergleichsbeispiel gemessene Aufwärmzeit war 243 Sekunden, folglich
länger
als die Aufwärmzeit,
die mit dem Beispiel von 4 mit 33 Sekunden erreichbar ist.
-
In
einem weiteren Vergleichsbeispiel war die ganze Zug/Reinigungswalze 26 aus
Aluminium gebildet. Eine Aufwärmzeit,
die bei diesem Vergleichsbeispiel gemessen wurde, war länger als
die Aufwärmzeit,
die mit dem Beispiel von 5 mit 16 Sekunden erreichbar
ist.
-
In
den vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispielen war die Reinigungswalze 21 oder die
Zug/Reinigungswalze 26, die aus Aluminium gebildet war,
ein hohler Zylinder mit einem Außendurchmesser von 20 mm, einer
Wanddicke von 2,5 mm und einer Länge
von 320 mm. Die Walze 21 oder 26 erhöhte die
Aufwärmzeit
der Fixiervorrichtung um etwa 5 Sekunden, wenn sie massiv war, wie
durch Experimente bestimmt. Mit Bezug auf JIS (japanischer Industriestandard) 4804 bestand
die Walze 20 mit der Silikonkautschukschicht aus einem
massiven Kern, der aus SUM bestand und einen Durchmesser von 14
mm hatte, und einer 2 mm dicken Silikonkautschukschicht, die auf
dem Kern ausgebildet war; die Walze 20 hatte einen Durchmesser
von 18 mm und eine Länge
von 320 mm. In dem Beispiel von 5 hatte
die Zug/Reinigungswalze 26 einen 2 mm dicken Filz anstelle
der Silikonkautschukschicht.
-
Wenn
ein Teil des Kontaktelements, von dem erwartet wird, dass er mit
dem Riemen 14 in Kontakt steht, aus einem Material mit
niedriger Wärmeleitfähigkeit,
d. h. einem wärmebeständigen Filz
oder wärmebeständigen Harz,
gebildet ist, nimmt das Kontaktelement, wie vorstehend angegeben,
ein Minimum an Wärme
vom Riemen 14 und verringert daher die Aufwärmzeit der
Fixiervorrichtung. Obwohl keine Elemente im Prinzip mit dem Riemen 14 in
Kontakt stehen sollten, um die Aufwärmung zu beschleunigen, ist
eine solche Konfiguration nicht ausführbar. Daher ist es bevorzugt,
die Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit
des Kontaktelements zu verringern, um dadurch Wärme, die das Kontaktelement
vom Riemen 14 nimmt, so weit wie möglich zu verringern. Der hohle
Kern des Kontaktelements verringert die Wärmekapazität des Kontaktelements weiter
und daher Wärme,
die das Kontaktelement vom Riemen 14 nimmt.
-
In
der vorstehend beschriebenen erläuternden
Ausführungsform
und Modifikation davon wird die Beschichtungswalze oder das Kontaktelement 22 mit
jenem Teil des Riemens 14 in Kontakt gehalten, der mit
der Heizwalze 11 in Kontakt steht. Wenn die Heizeinrichtung 15 eingeschaltet
wird, aber sich der Riemen 14 nicht dreht, nimmt die Beschichtungswalze 22 ständig Wärme von
einem Teil des Riemens 14, der mit der Walze 22 in
Kontakt steht. Dieser Teil des Riemens 14 wird jedoch ständig durch
die Heizwalze 11 erwärmt
und daher an einer Abkühlung gehindert.
Es folgt, dass beim Start einer Bilderzeugungsoperation der obige
Teil des Riemens 14 daran gehindert wird, viel Wärme an den
Toner auf dem Aufzeichnungsmedium P freizusetzen und die Fixierung
fehlerhaft zu machen. Dies ermöglicht,
dass die Aufwärmzeit
der Fixiervorrichtung effektiv verringert wird. Aus demselben Grund
kann die Beschichtungswalze 22, wenn die Heizeinrichtung 16 die
Fixierwalze 12 erwärmt,
mit dem Teil des Riemens 14 in Kontakt gehalten werden,
der mit der Fixierwalze 12 in Kontakt steht, wie in 6 gezeigt.
-
Es
soll angenommen werden, dass die Beschichtungswalze 2 mit
dem Teil des Riemens 14 in Kontakt steht, der mit weder
der Heizwalze 11 noch der Fixierwalze 12 in Kontakt
steht. Zum Zeitpunkt der Aufwärmung
nimmt dann die Beschichtungswalze 22, die nicht vollständig erwärmt ist,
viel Wärme von
dem Teil des Riemens 14, der mit der Walze 22 in
Kontakt steht, auf Grund der kleinen Wärmekapazität des Riemens 14,
was die Temperatur des obigen Teils des Riemens 14 verringert.
Wenn der obige Teil des Riemens 14 den Walzenspalt N am
Beginn der Bewegung des Riemens 14 erreicht, kann er folglich keine
ausreichende Menge an Wärme
an den Toner geben, und macht die Fixierung fehlerhaft. Deshalb steht
die Beschichtungswalze 22 mit der Heizwalze 11 oder
der Fixierwalze 12 über
den dazwischen liegenden Riemen 14 in Kontakt, wie vorher
angegeben.
-
Die
Zugwalze 20, die Reinigungswalze 21 und die Zug/Reinigungswalze 26 können jeweils auch
mit einem Teil des Riemens 14, der mit der Heizwalze 11 in
Kontakt steht, oder einem Teil desselben, der mit der Fixierwalze 12 in
Kontakt steht, aus dem vorstehend beschriebenen Grund in Kontakt
stehen. 6 zeigt eine weitere Modifikation
der erläuternden
Ausführungsform.
Wie gezeigt, steht die Reinigungswalze 21 mit der durch
die Heizeinrichtung 16 zu erwärmenden Fixierwalze 12 in
derselben Weise wie in 2 in Kontakt. In dieser Modifikation
steht die Zugwalze 20 mit einem Teil des Riemens 14 in
Kontakt, der mit der durch die Heizeinrichtung 15 zu erwärmenden
Heizwalze 11 in Kontakt steht.
-
7 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Wie gezeigt, steht die Zug/Reinigungswalze 26 mit
einem Teil des Riemens 14 in Kontakt, der mit der Fixierwalze 12 in
Kontakt steht, die durch die Heizeinrichtung 16 erwärmt wird. 8 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Wie gezeigt, steht die Zug/Reinigungswalze 26 mit einem
Teil des Riemens 14 in Kontakt, der mit der Heizwalze 11 in
Kontakt steht, die durch die Heizeinrichtung 15 erwärmt wird.
-
Wie
vorstehend angegeben, sollte mindestens ein Kontaktelement vorzugsweise
mit einem Teil des Riemens 14 in Kontakt stehen, der mit
der Heizwalze 11 in Kontakt steht. Ebenso sollte mindestens
ein Kontaktelement vorzugsweise mit einem Teil des Riemens 14 in
Kontakt stehen, der mit der Fixierwalze 12 in Kontakt steht.
Diese Konfiguration verringert sicher die Aufwärmzeit der Fixiervorrichtung.
-
Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung auf einen breiten
Bereich von Bilderzeugungsvorrichtungen, einschließlich der
in 1 gezeigten Vorrichtung, anwendbar ist, da sie
eine einfache, kostengünstige
Fixiervorrichtung, die in einem kurzen Zeitraum aufgewärmt werden
kann, und eine Bilderzeugungsvorrichtung mit derselben schafft.
-
Verschiedene
Modifikationen werden für Fachleute
nach dem Erhalten der Lehren der vorliegenden Offenbarung ohne Abweichung
vom Schutzbereich der Ansprüche
möglich.