DE69005793T2

DE69005793T2 - Bildfixiergerät.

Info

Publication number: DE69005793T2
Application number: DE90120826T
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Okada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2010-10-31
Also published as: EP0426126A2; EP0426126B1; KR910008511A; JPH03144675A; KR940008792B1; US5438392A; EP0426126A3; DE69005793D1; JPH0810379B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildfixiergerät, das bei einem Bilderzeugungsgerät zum Wärmefixteren eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial, wie etwa einem Übertragungsmaterial, anwendbar ist, insbesondere auf ein mit Wärme fixierendes Gerät, wobei das Bild durch einen dünnen Film hindurch wärmefixiert wird.
Als Bildfixiersystem zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial durch Wärme wird häufig ein Fixiersystemtyp mit Heizwalze verwendet, in dem ein das Tonerbild tragende Aufzeichnungsmittel durch einen Spalt zwischen einer Heizwalze und einer damit in Druckkontakt stehenden Andruck- oder Gegendruckwalze geführt wird. Dieses System bringt jedoch das Problem mit sich, daß die Erwärmungsperiode, bis die Oberfläche der Heizwalze einen vorbestimmten Betriebszustand erreicht, lang ist.
Um dieses Problem zu lösen, wurde in den U.S.-Patent-Anmeldungen der Nummern 206.767, 387.970, 409.341, 416.539, 426.082, 435.247, 440.380, 440.678, 444.802 und 446.449 des Anmelders ein Wärmefixiergerät vorgeschlagen, wobei ein Heizelement mit der Eigenschaft des verzögerungsfreien Temperaturanstieges und ein dünner Film zum Einsatz kommen, wodurch die Erwärmungsperiode wesentlich reduziert oder beseitigt wird.
Ein Bildfixiergerät mit den Eigenschaften des Oberbegriffes von Anspruch 1 ist aus Dokument EP-A-0 295 901 bekannt.
Bei dem üblichen Fixiersystemtyp mit Heizwalze wird der Druckkontakt zwischen den Walzen zur Behebung eines Staus aufgegeben bzw. vermindert. Die Aufhebung im Betrieb zur Staubehebung wirkt auch in dem Gerät, in dem ein dünner Film und ein Heizelement mit schnellem Ansprechverhalten verwendet wird, in welchem es jedoch ein anderes Problem gibt.
Insbesondere wird das Heizelement oder der Film thermisch geschädigt, wenn das Heizelement in dem oben beschriebenen aufgehobenen Zustand stromführend ist. Dies rührt daher, daß die wirksame Wärmekapazität des Heizelements und des umgebenden Gehäuses klein ist, wenn das die große Kapazität besitzende Andruckelement von dem Heizelement wegbewegt ist, und das Heizelement und der Film geringe Wärmekapazitäten haben, und weil die Wärme nicht an das andere Bauelement abgegeben wird. Außerdem ist bei Aufheben des Druckkontaktes das Überschwingen der Temperatur nach dem Beginn der Stromzu- fuhr zur Heizung größer, als es im Druckkontakt-Zustand ist, und deshalb ist es vorherzusehen, daß die thermische Schädigung am Beginn der Stromzufuhr erfolgt. Die mögliche Schädigung des Heizelements kann im Durchbrennen des Heizelements (Wärmeerzeugungsschicht), der Schädigung des Heizelement- Substrates (z. B. Aluminiumoxidsubstrat), und dem Schmelzen einer Halteschicht für das Heizelement (hitzebeständiges Harzmaterial, wie etwa Polyphenylsiloxan-Harz) bestehen. Die Schädigung des Films schließt das Durchbrennen des Films ein, da die Wärme von dem Film nicht zu dem Andruckelement entweicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es die hauptsächliche Aufgabe der Erfindung, ein Bildfixiergerät zu schaffen, bei dem der Druckkontakt zwischen dem Heizelement und dem Film aufgehoben werden kann.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Bildfixiergerät zu schaffen, bei dem das Heizelement und der Film wirksam vor der thermischen Schädigung geschützt werden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Bildfixiergerät zu schaffen, bei dem die Stromzufuhr zu dem Heizelement auf die Aufhebung des Druckkontaktes hin gestoppt wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Bildfixiergerätes gemäß eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Andruckmechaninismus, der in dem Gerät des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3A und 3B vergrößerte Ansichten, die ein anderes Ausführungsbeispiel veranschaulichen;
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die einen Temperaturanstieg in der Regelung des Heizelements zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern den Bauelementen zugewiesen sind, die übereinstimmende Funktionen haben.
In Fig. 1 ist ein Bildfixiergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines darin verwendeten Andruckmechanismus.
Das Bildfixiergerät enthält ein Heizelement 1 mit niedriger Wärmekapazität, der fest an einer Hauptbaugruppe des Fixiergerätes befestigt ist und ein Wärmeerzeugungselement 1a, das sich in einer Richtung senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials erstreckt. Das Wärmeerzeugungselement 1a erzeugt Wärme bei impulsweiser Zufuhr von elektrischem Strom. Es enthält weiter einen aus hitzebeständigem Material bestehenden Bildfixierfilm, der entlang einer endlosen Bahn in einer durch einen Pfeil A bezeichneten Richtung während des Bildfixierbetriebes drehbar ist. Er ist in Kontakt mit dem Heizelement 1 und um eine Antriebswalze 3 und eine Abtriebswalze 4 gespannt, so daß er vorgespannt ist und angetrieben wird.
Die Dicke des Films 2 ist vorzugsweise geringer als 40 Mikrometer, um eine große Wärmekapazität zu vermeiden. Eine Andruckwalze 5 hat eine elastische, aus Silikon bestehende Gummischicht, die eine gute Trennfähigkeit bewirkt, und wird zu dem Fixierfilm 2 hin gegen das Heizelement 1 durch einen in Fig. 2 gezeigten Andruckmechanismus angedrückt. Diese wird durch einen nicht gezeigten Antriebsmechanismus angetrieben. Ein, ein unfixiertes Tonerbild tragendes Aufzeichnungsmaterial (nicht gezeigt) wird in einen zwischen der Andruckwalze und dem Fixierfilm 2 gebildeten Spalt 6 eingeführt (von der rechten Seite), wobei das unfixierte Tonerbild durch die Wärme fixiert wird.
Die Andruckwalze 5 wird drehbar auf einem Andruckhebel 7 gelagert, der um einen im Hauptrahmen des Gerätes befestigten Stift 7a im wesentlichen vertikal drehbar tst. Die Andruckwalze 5 steht mit dem Heizelement 1 durch die Federkraft einer Andruckfeder 10 in Druckkontakt, die zwischen einem beweglichen Endabschnitt des Andruckhebels 7 und dem Hauptrahmen gespannt ist.
Deshalb wird der Druckkontakt von einer durch die strichpunktierten Linien in der Figur bezeichneten Andruckposition aus, in einer durch einen Pfeil B bezeichneten Richtung durch die Drehung des Andruckhebels 7 gegen die Federkraft der Andruckfeder 10 aufgehoben. Bei weiterem Abwärtsdrücken des Andruckhebels 7 wird er durch eine nicht gezeigte Einrasteinrichtung in einer Druckaufhebungsposition eingerastet. Ein Mikroschalter 12 wird durch den beweglichen Endabschnitt 7b beim Ankommen des Andruckhebels 7 an der Druckaufhebungspositon betätigt, worauf der Heizelement-Erregungskreis für die Zufuhr von elektrischer Strom zu dem Wärmeerzeugungselement 1a unterbrochen wird, oder worauf die Stromquelle für die Hauptbaugruppe der Bilderzeugungsgerätes, die das Fixiergerät enthält, abgeschaltet wird, wodurch die Energieversorgung des Heizelements 1a gestoppt wird.
Demgemäß wird eine fehlerhafte Stromversorgung des Heizelements 1 wirksam verhindert. Außerdem wird, selbst wenn der Druckkontakt während der Stromversorgung aufgehoben wird, die Stromversorgung augenblicklich gestoppt, so daß die thermische Schädigung des Heizelements oder des Films vermieden werden kann.
Im Folgenden ist ein alternatives Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei Verwendung eines Sensors 11, wie etwa eines Fotosensors, wird die Aufhebung des Druckes der Andruckwalze 5 auf der Basis der Position des Andruckhebels 7 erfaßt. In Antwort auf dieses Erfassungssignal wird die Stromquelle abgeschaltet, und/oder ein Fehler wird z. B. in einer Anzeigeeinrichtung, wie etwa einer nicht gezeigten Anzeigetafel o. ä. angezeigt, und/oder das Signal von dem Startschalter wird nicht entgegengenommen.
Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, das mit einer Elektrode an einem Endabschnitt des Andruckhebels 7 und mit einem Kontakt 9 an dem Seitenabschnitt der Hauptbaugruppe ausgestattet ist. Die Stromversorgung des Wärmeerzeugungselements 1a des Heizelements 1 wird durch die Elektrode 8 und den Kontakt 9 hergestellt und unterbrochen. Folglich bilden die Elektrode 8 und der Kontakt 9 einen Schalter. Wenn der Andruckhebel 7 in der Andruckposition ist, ist der Schalter an, so daß die Stromversorgung zu dem Wärmeerzeugungselement bewirkt wird (Fig. 3A), und wenn er in der Druckaufhebungsposition (Fig. 3B) ist, ist der Schalter aus, so daß die Stromversorgung zu dem Wärmeerzeugungselement 1a verhindert wird. Zu diesem Zeitpunkt kann das Bilderzeugungsgerät in Antwort auf ein Signal, das das "aus" des Schalters anzeigt, gestoppt werden. Weiterhin kann zusätzlich der Fotosensor 11 vorgesehen werden, so daß gleichzeitig mit dem Unterbrechen der Stromversorgung ein Fehler angezeigt wird, und der Betrieb des Bilderzeugungsgerätes unterbrochen wird.
Bezüglich Fig. 4 werden die vorteilhaften Wirkungen der Erfindungen beschrieben. Ohne die Erfindung wird dem Heizelement Strom zugeführt, wenn der Druckkontakt aufgehoben ist, mit dem Ergebnis des mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichneten Temperaturanstieges. Es ist festzuhalten, daß der Temperaturanstieg wesentlich höher ist, als der bei Stromzufuhr mit dem Druckkontakt. Solch ein signifikanter Temperaturanstieg kann durch die Erfindung verhindert werden.
Wie im vorhergehenden erfindungsgemäß beschrieben, wird die thermische Schädigung des Heizelements und des Films wirksam verhindert, selbst wenn der Druckkontakt irrtümlich aufgehoben wird, oder wenn der Druckkontakt zur Behebung eines Staus aufgehoben wird.
Während die Erfindung mit Bezug auf die hierin offenbarten Bauarten beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegten Details beschränkt, sondern durch diese Anmeldung sollen auch solche Modifikationen oder Veränderungen umfaßt sein, wie sie im Rahmen der folgenden Ansprüche auftreten können.

Claims

1. Bildfixiergerät für den Einsatz in einem Bilderzeugungsgerät, mit:

einem Heizelement (1);

einem Film (2), der zusammen mit einem ein Tonerbild tragenden Aufzeichnungsmaterial bewegbar ist, wobei der Film in Kontakt mit dem Heizelement (1) ist;

einem Andruckelement (5) zum Herstellen und Aufgeben des Druckkontaktes zwischen dem Heizelement (1) und dem Film (2) und zwischen dem Film (2) und dem Aufzeichnungsmittel; wobei sich das Aufzeichnungsmittel zwischen dem Film und dem Andruckelement befindet,

gekennzeichnet durch eine Abschalteinrchtung (8, 9, 12) zum Abschalten der Stromversorgung zu dem Heizelement auf Aufhebung des Druckkontaktes hin.

2. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Abschalteinrichtung (8, 9, 12) die Stromversorgung abschaltet, wenn das Andruckelement (5) von dem Film (2) wegbewegt wird.

3. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Andruckelement (5) ein drehbares Bauelement mit einer Gummischicht ist.

4. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Abschaltbauelement eine Einrichtung (11) zum Erfassen der Aufhebung des Druckkontaktes enthält, und daß die Stromversorgung zu dem Heizelement (1) in Antwort auf die Erfassungseinrichtung (11) abschaltbar ist.

5. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Abschalteinrichtung einen mechanisch betätigbaren elektrischen Kontakt (9) für die Stromversorgung hat, und bei dem die Stromversorgung durch das mechanische Öffnen des Kontaktes auf das Aufheben des Druckes hin abschaltbar ist.

6. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei das Heizelement (1) stationär in Betrieb ist und ein Wärmeerzeugungselement für das Erzeugen von Wärme durch Versorgung mit elektrischem Strom enthält, und bei dem das Wärmeerzeugungselement dem Film (2) zugewandt ist.

7. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei der Film (2) die Form eines endlosen Bandes hat.

8. Gerät gemäß Anspruch 1, wobei der Film (2) eine Dicke von weniger als 40 Mikrometer hat.