DE69308771T2

DE69308771T2 - Fixiervorrichtung mit Blattkrümmungskompensation

Info

Publication number: DE69308771T2
Application number: DE69308771T
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Asada
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2013-12-11
Also published as: US5396318A; DE69308771D1; EP0601879A2; JPH06340365A; EP0601879A3; JP2500414B2; CA2102977C; EP0601879B1; CA2102977A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung für Bildaufzeichnungsgeräte und insbesondere eine Fixiervorrichtung zur Verwendung in Bildaufzeichnungsgeräten, z. B. einem Drukker, einer Kopiermaschine oder einem Telefaxgerät, die ein Bild durch thermisches Fixieren von Toner auf einem Blatt Papier aufzeichnen können.
Ein herkömmliches Bildaufzeichnungsgerät, das Toner verwendet, fixiert das auf ein Blatt Papier übertragene Tonerbild unter Verwendung einer Fixiervorrichtung mit einer Heizwalze und einer Druckwalze. In diesem Verfahren wird der Toner auf dem Blatt durch die Wärme von der Heizwalze fixiert, während das Blatt zwischen den beiden Walzen unter Druck gesetzt ist.
Da jedoch beim Blattdurchlauf zwischen den beiden Walzen die Temperatur der Heizwalze höher als die der Druckwalze ist, verdampft Feuchtigkeit auf der in Berührung mit der Heizwalze stehenden Blattseite schneller, und das Blatt neigt dazu, sich zur Heizwalze einzurollen. Dadurch werden Blätter nicht sauber auf dem Blattablagemagazin gestapelt und sind dadurch schwierig zu handhaben.
Eine Fixiervorrichtung zur Lösung dieses Problems ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 1-227178, veröffentlicht am 11. September 1989, offenbart. Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung zeigt eine Querschnittansicht dieser Fixiervorrichtung. In Fig. 1 wird ein Blatt 100, auf das ein Tonerbild übertragen ist, durch eine Heizwalze 61 und eine Druckwalze 62 fixiert und in Richtung eines Pfeils B über Führungsplatten 70 zu einer weiteren Heizwalze 63 und einer Walze 64 transportiert. Die Heizwalze 63 soll das Einrollen korrigieren, das durch die Wärme der Heizwalze 61 verursacht wird, und die Einrollkraft wird durch die beiden Heizwalzen 63 und 61 aufgehoben, die zum Blatt einander gegenüberliegend angeordnet sind. Allerdings erfordert diese Fixiervorrichtung Wärmequellen für beide Heizwalzen 61 und 63, verbraucht mehr elektrischen Strom und ist daher unwirtschaftlich.
Die Erfindung ist im nachfolgenden Anspruch 1 festgelegt, auf den nunmehr Bezug genommen werden sollte. Vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben, die keine spezielle Wärmequelle für die Einrollkorrekturwalze, sondern nur eine Wärmequelle für die Heizwalze benötigt, was zu größerer Effizienz und Wirtschaftlichkeit führt. Da ferner die Heizwalze und die Einrollkorrekturwalze Wärme über jeweilige wärmeleitende Teile austauschen, kann die Übertragung von Wärme und Antriebskraft durch Bereitstellen von Zahnrädern in den wärmeleitenden Teilen erfolgen.
Nunmehr wird die Erfindung näher als Beispiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 (oben erwähnt) eine Querschnittansicht einer bekannten Fixiervorrichtung, die eine Einrollkorrektur vornehmen kann;
Fig. 2 schematisch ein Bildaufzeichnungsgerät unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Fixiervorrichtung;
Fig. 3 eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Querschnittansicht der Ausführungsform von Fig. 3 an der Linie A-A; und
Fig. 5 eine Querschnittansicht der in der Fixiervorrichtung von Fig. 3 verwendeten Heizwalze.
In Fig. 2 entspricht ein Bildaufzeichnungsgerät unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Fixiervorrichtung genau einem herkömmlichen fotoelektronischen Gerat mit Ausnahme der Fixiervorrichtung 8. Somit lädt zunächst eine Ladevorrichtung 2 eine lichtempfindliche Trommel 1 durch gleichmäßiges Anhaftenlassen statischer Ionen an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1, und eine Belichtungsvorrichtung 3 bildet ein statisches latentes Bild auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1. Anschließend läßt eine Tonerzufuhrvorrichtung 4 Toner 5 an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 entsprechend dem statischen latenten Bild anhaften. Andererseits wird bei Zufuhr eines gewöhnlichen Blatts 100 von einer Zufuhrwalze 6 synchron zur Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 der an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 haftende Toner durch eine Übertragungsvorrichtung 7 auf das Blatt 100 übertragen. Die Übertragungsvorrichtung 7 überträgt den Toner auf das Blatt 100 durch Anlegen eines elektrischen Felds von der Rückseite des Blatts 100. Der auf das Blatt 100 übertragene Toner wird nach Ablösen von der lichtempfindlichen Trommel 1 durch eine Trennklinke 9 durch die Fixiervorrichtung 8 fixiert, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, und anschließend wird das Blatt 100 ausgegeben. Zwischenzeitlich wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 durch eine Entladevorrichtung 10 entladen, und der auf ihrer Oberfläche verbleibende Toner wird durch eine Reinigungsvorrichtung 11 entfemt.
Fig. 3, die eine Perspektivansicht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, veranschaulicht die Einzelheiten der Fixiervorrichtung 8 des Bildaufzeichnungsgeräts von Fig. 2. Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht an der Linie A-A der Ausführungsform von Fig. 3.
In Fig. 3 und 4 weist die Fixiervorrichtung 8 auf: eine Druckwalze 20; eine Heizwalze 30; eine Aluminiumwalze 40, die mit Wärme beheizt wird, die von der Heizwalze 30 übertragen wird, zur Einrollkorrektur; eine Gummiwalze 50, die sich an die Walze 40 als Druckeinrichtung drückt; und einen Motor 60, der die Antriebskraftquelle ist.
Das Blatt 100, an dem der übertragene Toner haftet, läuft in die Richtung eines Pfeils B eng zwischen der Druckwalze 20 und der Heizwalze 30 sowie zwischen der Aluminiumwalze 40 und der Gummiwalze 50 durch. Während dieses Durchlaufs stehen die Heizwalze 30 und die Gummiwalze 50 mit der Seite (Vorderseite) des Blatts 100 in Berührung, an der Toner haftet, und die Druckwalze 20 und die Aluminiumwalze 40 stehen mit der Rückseite des Blatts 100 in Berührung.
Gemäß Fig. 4 besteht die Druckwalze 20 aus einer Metallwelle 22 und einem wärmebeständigen Gummi 23, der die Welle 22 rundherum bedeckt, so daß die Druckwalze 20 sicher an die Heizwalze 30 gedrückt werden kann. Ein Zahnrad 21 ist an einem Ende der Druckwalze 20 befestigt, die durch die Drehkraft des Motors 60 über ein Motorzahnrad 61 und ein weiteres Zahnrad 62 gedreht wird.
Die Heizwalze 30 hat eine an ihrer Mittelachse befindliche Halogenlampe 34, und die von dieser Halogenlampe 34 abgestrahlte Wärme heizt die Heizwalze 30 auf etwa 180 ºC auf. An einem Ende hat die Heizwalze 30 ein wärmeleitendes Teil 31, dessen Durchmesser größer als der des Walzenteils ist, und am anderen Ende ein Zahnrad 33, das in das Zahnrad 21 der Druckwalze 20 eingreift. Der wärmeleitende Bereich 31 ist ein wesentliches Teil zur Wärmeübertragung auf die Aluminiumwalze 40.
Gemäß Fig. 5 ist die Heizwalze 30 so aufgebaut, daß die Oberfläche eines Aluminiumrohrs 300 mit einem Teflonfilm 301 von etwa 10 Mikrometern Dicke beschichtet ist, wobei jedoch das wärmeleitende Teil 31 nicht mit dem Teflonfilm beschichtet ist, um sein Wärmeleitvermögen zu erhalten. Teflon ist ein eingetragenes Warenzeichen für Polytetrafluorethylen (PTFE). Daher liegt das Aluminiumrohr 300 im wärmeleitenden Teil 31 frei, und seine Oberfläche ist geglättet. Der Teflonfilm 301 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß der Toner auf dem Blatt an der Oberfläche der Walze 30 während seines Fixierverfahrens haften bleibt, wobei dieser Film aus einem anderen Material als Teflon bestehen kann, sofern an ihm Toner nicht leicht anhaften kann. Ein Zahnrad 32, das an einem Ende des wärmeleitenden Teils 31 befestigt ist, besteht aus einem stark wärmeleitfähigen Material, und sein Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem des wärmeleitenden Teils 31. Ein bevorzugtes Material dafür ist leichtes Aluminium, ähnlich wie das für die Walze selbst.
An ihrem einen Ende hat die Aluminiumwalze 40 ein wärmeleitendes Teil 41 und wird durch den Eingriff eines an einem Ende des wärmeleitenden Teils 41 angebrachten Zahnrads 42 mit dem Zahnrad 32 gedreht. Das wärmeleitende Teil 41 nimmt die Wärme der Heizwalze 30 durch Berührung mit dem wärmeleitenden Teil 31 auf. In diesem Verfahren tragen die Zahnräder 32 und 42 auch zur Wärmeübertragung bei. Die Walze 40 ist mit ihrem wärmeleitenden Teil 41 komplett aus Aluminium aufgebaut und wird auf etwa 100 ºC mit Wärme aufgeheizt, die von der Heizwalze 30 übertragen wird.
Die Gummiwalze 50 dreht sich, während sie sich unter Druck an die Oberfläche der Aluminiumwalze 40 preßt, wobei sich dazwischen das Blatt 100 befindet, auf dem das Tonerbild fixiert wurde.
Die Wärme der Heizwalze 30 wird durch einen Sensor 70 erfaßt, der mit der Oberfläche des wärmeleitenden Bereichs 31 in Berührung steht, und der Wärmewert der Halogenlampe 34 wird entsprechend der Ausgabe dieser Erfassung gesteuert. Der Sensor 70 wird durch eine Feder 71 an das wärmeleitende Teil 31 gedrückt, und durch die Kopplung seiner Ausgabe mit einer (nicht gezeigten) Temperatursteuerschaltung bekannter Konfiguration wird eine Steuerung der Wärmeabgabe der Halogenlampe 34 bewirkt.
Die Walzenwellen 22, 35, 43 und 51 der jeweiligen Walzen sind über (nicht gezeigte) Lager durch eine Seitenplatte 80 gelagert.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird das Einrollen des Blatts 100 als Ergebnis der Bildfixierung zwischen der Heizwalze 30 und der Druckwalze 20 durch die Aluminiumwalze 40 korrigiert. Da die Walze 40 thermisch mit der Heizwalze 30 in Verbindung steht und Wärme von ihr über die wärmeleitenden Teile 31 und 41 aufnimmt, die miteinander in Berührung stehen, benötigt sie keine eigene Wärmequelle. Ferner können durch Anbringen der Zahnräder 32 und 42 mit gleicher Größe an jeweils einem Ende der wärmeleitenden Teile 31 und 41 sowie ihre Drehung nicht nur die wärmeleitenden Teile 31 und 41, sondern auch die Zahnräder 32 und 42 zur Wärmeübertragung beitragen, was zu verbesserter Wirksamkeit der Wärmeübertragung führt.
In der bisher beschriebenen bevorzugten Ausführungsform können Führungsplatten zusätzlich zwischen den Walzen 20 und 30 sowie zwischen den Walzen 40 und 50 wie in der bekannten Fixiervorrichtung von Fig. 1 angeordnet sein. Die Heizwalze 30 und die Walze 40, die mit ihren jeweiligen wärmeleitenden Teilen 31 und 41 in dieser Ausführungsform aus Aluminium hergestellt sind, können alternativ aus einem anderen stark wärmeleitfähigen Material als Aluminium hergestellt sein. Zwei Riemenscheiben, die durch einen Endlosriemen zur Drehungsübertragung verbunden sind, können anstelle der Zahnräder 32 und 42 verwendet werden.
Die wärmeleitenden Teile 31 und 41 können an beiden Enden der Walzen 30 und 40 vorgesehen sein. Das Zahnrad 62 zur Drehkraftübertragung des Motors 60 kann in das Zahnrad 33 der Heizwalze 30 eingreifen. In diesem Fall braucht die Druckwalze 20 keine Walze zu sein, und lediglich eine Gummidruckplatte würde ausreichen.
Obwohl die Erfindung vollständig anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, werden dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen deutlich sein. Sofern diese Änderungen und Abwandlungen nicht vom Schutzumfang der Erfindung abweichen, ist daher davon auszugehen, daß sie von ihm erfaßt werden.

Claims

1. Fixiervorrichtung zum Fixieren von Toner, der auf ein Blatt Papier durch ein Bildaufzeichnungsgerät übertragen wird, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Heizwalze (30) zum Zuführen des Blatts (100) und Erwärmen seiner Oberfläche, auf die Toner übertragen wurde; eine Druckeinrichtung (20) zum Ausüben von Druck auf die Heizwalze mit dem Blatt dazwischen; und eine Einrollkorrekturwalze (40), die in Berührung mit der anderen Seite des von der Heizwalze zugeführten Blatts steht, zum Erwärmen der anderen Seite des Blatts, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (31, 41) zum Herstellen einer thermischen Verbindung zwischen der Heizwalze (30) und der Einrollkorrekturwalze (40), so daß die Einrollkorrekturwalze von der gleichen Wärmequelle (34) wie die Heizwalze erwärmt wird.

2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizwalze (30) und die Einrollkorrekturwalze (40) Zahnräder (32, 42) aufweisen, die ineinandergreifen, um Wärme und Antriebskraft zu übertragen.

3. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Walze (50), die gegenüber der Einrollkorrekturwalze (40) liegt, um das Blatt (100) zwischen ihnen zu transportieren

4. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Heizwalze (30) innen eine Wärmequelle (34) hat und die in Berührung mit dem Blatt (100) stehende Oberfläche der Heizwalze mit einem PTFE-Film beschichtet ist.

5. Fixiervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Heizwalze (30) aus einem stark wärmeleitfähigen metallischen Material besteht, dessen Oberfläche mit dem PTFE-Film beschichtet ist, und mit Wärme von der Wärmequelle (34) beheizt wird, und die Einrollkorrekturwalze (40) aus einem stark wärmeleitfähigen metallischen Material besteht.

6. Fixiervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die metallischen Materialien der Heizwalze (30) und der Einrollkorrekturwalze (40) Aluminium sind.

7. Fixiervorrichtung nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, wobei die Druckeinrichtung eine Gummiwalze (20) ist.

8. Fixiervorrichtung nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, wobei die Heizwalze (30) und die Einrollkorrekturwalze (40) wärmeleitende Teile (31, 41) haben, die miteinander in Berührung stehen, um Wärme von der Heizwalze zu der Einrollkorrekturwalze zu leiten.

9. Bildaufzeichnungsgerät mit einer Fixiervorrichtung nach einem der vorhergegangenen Ansprüche.