DE69725656T2 - Heizfixiervorrichtung und Bilderzeugungsgerät - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Vorrichtung betrifft eine Fixiervorrichtung, die in einen Bildformapparat eingebunden ist und zum Fixieren eines Tonerbildes, das auf einem Aufzeichnungsmedium geformt wurde, verwendet wird, und einen Bildformapparat, der eine derartige Fixiervorrichtung aufweist.
  • Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Fixieren eines Tonerbildes, das auf einem Aufzeichnungsblatt geformt wurde, wird ein Walzenspaltabschnitt zwischen einem Paar von walzen vorgesehen, wobei eine eine Heizwalze und die andere eine Druckwalze, die mit der Heizwalze in Druckkontakt kommt, ist, und das Aufzeichnungsblatt, auf dem ein nicht fixiertes Tonerbild geformt ist, wird veranlasst, durch den Walzenspaltabschnitt zu treten, so dass das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt thermisch fixiert werden kann. Seit kurzem besteht ein Bestreben, die Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Bildformapparates erheblich zu erhöhen. Zudem besteht ein Bestreben, den Farbbildformapparat vielerorts zum Einsatz zu bringen. Insbesondere dann, wenn ein mehrfarbiges Bild auf einem Aufzeichnungsblatt fixiert wird, ist es notwendig, eine stabile Farbgebungsqualität des fixierten Farbbildes zu gewährleisten.
  • Das Sicherstellen einer stabilen Farbgebungsqualität des fixierten Farbbildes kann bewerkstelligt werden, wenn das Überdecken einer unteren Tonerschicht, welches durch eine obere Tonerschicht erfolgt, beseitigt wird. Das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, kann im Wesentlichen wie folgt beseitigt werden. Die Tonerschicht wird erhitzt und durch eine Fixiervorrichtung fixiert. Zugleich wird die Tonerschicht durch die Fixiervorrichtung mit einem hohen Druck beaufschlagt, so dass Hohlräume, die sich auf der Tonerschicht ausbilden, reduziert werden können, und die Tonerschicht zu einer dünnen Schicht zusammengedrückt wird. Infolgedessen werden die Farbe der oberen Tonerschicht und die Farbe der unteren Tonerschicht geeignet miteinander vermischt. Folglich ist es möglich, eine hervorragende Farbgebungsqualität zu erzielen. Auch wenn zu diesem Zeitpunkt eine geringe Tonerkorngrenze vorliegt, wird die Farbgebungsqualität nicht beeinträchtigt. In diesem Zusammenhang wird, da Hohlräume auf der Tonerschicht reduziert werden, die Tonerschichtoberfläche abgeflacht, so dass das fixierte Tonerbild glänzend wird. Es ist möglich, den Glanz in einem Bereich von einem Wert von mindestens 5 bis zu einem Wert kleiner als 20 zu ändern, wenn der Erhitz- und Fixierzeitraum der Tonerschicht geändert wird und auch der Kompressionszeitraum geändert wird, während die Farbgebungsqualität hoch gehalten wird.
  • In jenem Fall, in dem ein mehrfarbiges Bild auf ein transparentes Blatt fixiert wird, ist es erforderlich, eine hohe Transparenz vorzusehen. Es ist möglich, eine hohe Transparenz durch Verhindern, dass Licht auf die Tonerschicht diffundiert, zu realisieren.
  • Um zu verhindern, dass Licht auf die Tonerschicht diffundiert, ist es erforderlich, die Tonerschicht über einen längeren Zeitraum als jenen, der für das Fixieren des mehrfarbigen Bildes auf einem Aufzeichnungsblatt erforderlich ist, zu erhitzen, zu fixieren und zusammenzudrücken, so dass die Hohlräume und die Korngrenze auf dem Tonerbild, welche die Ursachen für Lichtdiffusion sind, entfernt werden können, und so dass die Tonerschichtoberfläche flach wie eine Spiegeloberfläche gemacht werden kann. In diesem Zusammenhang kann der Glanz um einen Wert, der nicht kleiner als 20 ist, verändert werden, während eine hohe Transparenz aufrechterhalten wird.
  • In jenem Fall, in dem ein einfarbiges Bild auf einem Aufzeichnungsblatt fixiert wird oder alternativ dazu ein schwarzes Bild auf einem transparenten Blatt fixiert wird, ist es ausreichend, dass das Haftvermögen der Tonerschicht an einem Aufzeichnungsblatt sichergestellt wird. Demzufolge kann in diesem Fall ein Zeitraum, der zum Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken der Tonerschicht erforderlich ist, kürzer sein als jener, der zum Fixieren eines mehrfarbigen Bildes auf einem oben beschriebenen transparenten Blatt erforderlich ist. In diesem Fall liegen, da das Tonerbild eine Anzahl von Hohlräumen umfasst, Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche vor, und der Glanz kann um einen Wert, der kleiner als 5 ist, verändert werden, während das Haftvermögen gewährleistet wird.
  • Demzufolge ist es, wenn das mehrfarbige Bild fixiert wird, erforderlich, die Tonerschicht über einen längeren Zeitraum als jenem beim Fall des Fixierens eines einfarbigen Bildes zu erhitzen, zu fixieren und zusammenzudrücken. Daher ist es, um ein mehrfarbiges Bild mittels der herkömmlichen Fixiervorrichtung, welche sich aus einem Paar von Walzen zusammensetzt, zu fixieren, erforderlich, die Transportgeschwindigkeit eines Aufzeichnungsblattes zu verringern, oder alternativ dazu ist es erforderlich, eine Breite des Walzenspaltabschnitts zu vergrößern, so dass ein Zeitraum, während dessen die Tonerschicht auf einem Aufzeichnungsblatt durch den Walzenspaltabschnitt tritt, verlängert werden kann.
  • Allerdings läuft die Methode des Verringerns der Transportgeschwindigkeit eines Aufzeichnungsblattes dem Bestreben des Steigerns der Verarbeitungsgeschwindigkeit zuwider. Zudem ist die Methode des Erhöhens der Breite des Walzenspaltabschnitts durch Erweitern eines Walzendurchmessers nachteilig, zumal dann die Größe des Bildformapparates nicht verringert werden kann. Zudem ist die Methode des Erhöhens einer Kontaktkraft der Druckwalze mit der Heizwalze insofern nachteilig, als der Walzenspaltabschnitt nicht so weit erweitert und die Tonerschicht eines mehrfarbigen Bildes nicht ausreichend erhitzt und fixiert werden kann und sich weiterhin die Dauerhaftigkeit von Walzen verschlechtert und sich auf einem Aufzeichnungsblatt Falten bilden.
  • Um die oben genannten Probleme zu lösen, offenbart das Japanische Patent Nr. Sho. 55-29822 folgendes Verfahren. Ein Endlosriemen ist rund um zwei Druckwalzen angeordnet, und der Endlosriemen wird in Druckkontakt mit einer Heizwalze gebracht, so dass eine längere Walzenspaltbreite vorgesehen werden kann. Darüber hinaus wird folgendes Verfahren offenbart. Zwei Druckwalzen werden in Druckkontakt mit einer Heizwalze gebracht, und ein stationärer Führungsmechanismus ist zwischen den beiden Druckwalzen angeordnet, während der stationäre Führungsmechanismus von der Heizwalze getrennt ist, so dass ein Aufzeichnungsblatt mit der Heizwalze in Kontakt gebracht werden kann. Auf Grund der oben genannten Anordnung wird die Breite des Walzenspaltabschnitts erhöht, so dass ein Zeitraum zum Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken der Tonerschicht erhöht werden kann.
  • Allerdings wird gemäß dem Verfahren, das im Japanischen Patent Nr. Sho. 55-29822 offenbart wird, bei dem die Breite des Walzenspaltabschnitts erweitert wird, indem der Endlosriemen in Druckkontakt mit den Heizwalzen gebracht wird, eine Kontaktkraft der Druckwalze mit der Heizwalze über den Endlosriemen auf einen niedrigen Wert eingestellt, so dass am Endlosriemen weder Falten oder noch eine Dehnung verursacht werden können. Folglich wird eine Intensität der Kontaktkraft des Endlosriemens mit der Heizwalze niedrig gehalten. Aus diesem Grund wird die Tonerschicht nicht ausreichend zusammengedrückt. Demzufolge kann im Fall des Fixierens eines mehrfarbigen Bildes das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, nicht ausreichend beseitigt werden, und die Farbgebungsqualität wird beeinträchtigt.
  • Wenn Toner (abrupt geschmolzener Toner), dessen Schmelzpunkt niedriger als jener von herkömmlichem Toner ist, verwendet wird, um das oben genannte Problem zu lösen, neigt Toner dazu, auf einer Beschränkungsklinge und einer Reinigungsklinge der Entwicklungseinheit des elektrofotografischen Apparats anzuhaften. Infolgedessen kommt es des Öfteren zum Auftreten von schadhaften Bildern, und eine weitere Reinigung kann nicht geeignet durchgeführt werden, so dass die Dauerhaftigkeit beeinträchtigt wird. Ferner ist es schwierig, den Endlosriemen mit hoher Geschwindigkeit ohne Vibrationen und Verrutschen auf eine Seite umlaufen zu lassen. Folglich ist es schwierig, die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Bildformapparats stark zu erhöhen.
  • Bei der im Japanischen Patent Nr. Sho. 55-29822 offenbarten Anordnung, bei welcher zwei Druckwalzen in Druckkontakt mit einer Heizwalze gebracht werden, ist ein stationärer Führungsmechanismus zwischen den beiden Druckwalzen angeordnet, während dieser von der Heizwalze getrennt ist, so dass folgende Probleme auftraten. Das heißt, die Fixiervorrichtung umfasst eine erste Walze (eine Heizwalze als Heizglied) zum Erhitzen eines Aufzeichnungsmediums oder eines Aufzeichnungspapierblatts, eine zweite Walze (eine Druckwalze als Druckglied), welche gegen die erste Walze gedrückt wird, um dazwischen einen ersten Walzenspaltabschnitt an einer zweidimensionalen Kontaktfläche zu bilden, und eine dritte Walze (eine Druckwalze als Druckglied), welche gegen die erste walze gedrückt wird, um dazwischen einen zweiten Walzenspaltabschnitt an einer zweidimensionalen Kontaktfläche zu bilden. Die Fixiervorrichtung erhitzt, schmilzt und fixiert dauerhaft ein Tonerpulverbild, das auf dem Aufzeichnungsblatt geformt wurde, durch Hindurchführen des Aufzeichnungsblattes durch den ersten Walzenspaltabschnitt und den zweiten Walzenspaltabschnitt. Bei der Walzenanordnung der Fixiervorrichtung werden die zweite und die dritte Walze durch die erste Walze jeweils mit Hilfe von Reibung zwischen den Umfangsflächen der benachbarten Walzen gedreht.
  • Bei der derart konstruierten Fixiervorrichtung ist die äußere Umfangsoberfläche der zweiten Walze weicher als jene der ersten Walze. Die äußere Oberfläche der dritten Walze ist härter als jene der ersten Walze. Ein Kontaktdruck im Walzenspaltabschnitt bewirkt darin eine Oberflächenausdehnung, und eine Übertragung eines Drehmoments durch den Walzenspalt führt zur Entfaltung einer Scherbelastung. wenn sich die Oberfläche der Walze aus dem Walzenspalt bewegt, zieht sich die Oberfläche zusammen und eine Umfangsgeschwindigkeit der Walze nimmt ab. Eine Umfangsgeschwindigkeit einer Walze, deren Oberfläche verformbarer ist, ist niedriger als jene der anderen, deren Oberfläche weniger verformbar ist. Im Stand der Technik ist die zweite Walze langsamer als die dritte Walze, wenn sich diese Walzen drehen.
  • Bei der Drei-Walzen-Fixiervorrichtung ändern sich, wenn der Walzendurchmesser oder die Dicke des Aufzeichnungsblattes verändert wird, ein Ausmaß der Verformung der walze und somit auch ein Abstand vom Walzenmittelpunkt zur Walzenoberfläche. Diese verursacht eventuell eine Änderung der Walzenfördergeschwindigkeit.
  • Zudem ändert sich, wenn sich eine Ölbeschichtungsmenge und/oder die Walzentemperatur ändern und sich eine Reibungskraft auf der Walzenoberfläche ändert, eine Substratförderkraft. Mitunter führt dies zu einer instabilen relativen Verschiebung zwischen der Walzenoberfläche und dem Aufzeichnungsblatt.
  • Bei der offenbarten Drei-Walzen-Fixiervorrichtung dienen die zweite und die dritte Walze als Folgewalzen. Infolgedessen ist die Fixiervorrichtung mit folgendem Nachteil behaftet. Die Transportgeschwindigkeit der dritten Walze wird verändert durch 1) die Dicke des Aufzeichnungsmediums, 2) die Oberflächenbedingungen der zweiten und der dritten Walze, beispielsweise die Ölbeschichtungsbedingungen, und 31 die Temperatur der ersten, der zweiten und der dritten Walze. Die Veränderung der Transportgeschwindigkeit der dritten Walze erschwert es, die Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze höher als jene der zweiten Walze zu halten.
  • Wenn die Transportgeschwindigkeit instabil ist, hängt das Aufzeichnungsmedium mitunter zwischen der zweiten Walze und der dritten Walze durch. In diesem Fall ist das Aufzeichnungsmedium von der ersten Walze zwischen der zweiten Walze und der dritten Walze getrennt, und es wird kein ausreichender Wärmetransfer stattfinden, um die Fixier/Befestigungs-Leistung zu beeinträchtigen. Ferner geht, wenn der Durchhang des Aufzeichnungsmediums weiter zunimmt, eine Spannung des Aufzeichnungsmediums in der Walzenachsenrichtung verloren, so dass es des Öfteren zu einer leichten Welligkeit des Aufzeichnungsmediums in der Walzenachsenrichtung kommt. wenn das Walzenpaar das gewellte Aufzeichnungsmedium im zweiten Walzenspaltabschnitt entgegennimmt, wird das Aufzeichnungsmedium faltig. Wenn die Falten des Aufzeichnungsmediums stark werden, nimmt ein Drehmoment für den Papiertransport rasch zu. Wenn das Transportdrehmoment das Drehmoment durch die Antriebsquelle übersteigt, kommt es zu einem Anhalten des Papiertransportbetriebs, was Papierstaus zur Folge hat.
  • Ferner ist es schwierig, ein Aufzeichnungsblatt beim Auftreten von Papierstaus, bei denen die Fixiervorrichtung durch das Aufzeichnungsblatt blockiert wird, zu entfernen, da die stationäre Führung den Vorgang des Bereinigens von Staus behindert.
  • Andererseits wird die subjektive Beurteilung von Schönheit und Bevorzugung auf einem elektrofotografischen Bild stark durch eine Kombination des Glanzes eines Tonerbilds mit der Oberflächenqualität eines Aufzeichnungsblattes beeinflusst. Es gibt verschiedene Arten von Aufzeichnungsblättern. Beispiele für verwendbare Aufzeichnungsblätter sind: raues Papier, beispielsweise wieder aufbereitetes Papier und Bondpapier, dessen Oberfläche rau und dessen Glanz niedrig ist; normales Papier, dessen Glanz mittel ist; und glattes Papier, dessen Oberfläche glatt und glänzend ist. Die Erfinder haben den Glanz von Bildern und Aufzeichnungsblättern und die subjektiven Beurteilungswerte, während die Fixierbedingungen mehrmals geändert wurden, untersucht, und Bilder mit unterschiedlichem Glanz wurden auf Aufzeichnungsblätter von unterschiedlicher Oberflächenrauheit gedruckt und darauf fixiert. Als Ergebnis der Untersuchung kann gefolgert werden, dass die subjektiven Beurteilungswerte umso höher sind, je kleiner der Unterschied zwischen dem Glanz von Bildern und dem Glanz von Aufzeichnungsblättern, welche den Hintergrund der Bilder darstellen, ist. Mit anderen Worten besteht eine Tendenz dahingehend, dass die subjektiven Werte hoch sind, wenn der Glanz eines Bildes derselbe wie der Glanz des Hintergrundes ist. Das heißt, dass sich eine matte Oberfläche, deren Glanz niedrig ist (der Glanz ist kleiner als 5), für raues Papier eignet. Eine glänzende Oberfläche, deren Glanz hoch ist (der Glanz ist nicht kleiner als 20), eignet sich für glattes Papier. Der mittlere Glanz (nicht kleiner als 5 und kleiner als 20) eignet sich für Papier von mittlerer Oberflächenrauheit.
  • Allerdings werden in manchen Fällen unabhängig von der Oberflächenrauheit der Aufzeichnungsblätter Bilder von hohem Glanz oder Bilder von niedrigem Glanz bevorzugt. Aus den oben genannten Gründen ist es, um den Bedürfnissen aller Benutzer gerecht zu werden, vorzuziehen, dass der Glanz beliebig entsprechend deren Vorlieben ausgewählt werden kann.
  • Beim herkömmlichen Fixiersystem, bei welchem Zeiträume zum Erhitzen, Fixieren und Komprimieren einer Tonerschicht auf konstante Werte eingestellt sind, um einfarbige Bilder oder mehrfarbige Bilder auf verschiedenen Aufzeichnungsblättern zu fixieren, ist es erforderlich, dass die Zeiträume zum Erhitzen, Fixieren und Komprimieren einer Tonerschicht entsprechend den Fixierbedingungen zum Fixieren eines mehrfarbigen Bildes auf einem transparenten Blatt eingestellt werden, wobei die Zeiträume zum Erhitzen, Fixieren und Komprimieren einer Tonerschicht am längsten sind, wenn ein mehrfarbiges Bild auf einem transparenten Blatt fixiert wird.
  • Allerdings können beim oben genannten herkömmlichen Fixiersystem folgende Probleme auftreten. Wie vorhin beschrieben wurde, wird der Glanz eines Bildes zu jenem Zeitpunkt auf einen Wert von mindestens 20 erhöht. Demnach unterscheiden sich, insbesondere wenn raues Papier als Aufzeichnungsblatt verwendet wird, der Glanz eines Bildes und der Glanz des Hintergrunds stark voneinander, und jeder empfindet ein Gefühl eines Missverhältnisses. Auch dann, wenn ein Benutzer ein Bild mit niedrigem Glanz vorzieht, wird nur ein Bild mit hohem Glanz vorgesehen.
  • Gemäß dem Verfahren, bei dem der Glanz verändert wird, wenn eine Druckkraft der Druckwalze auf die Heizwalze geändert wird, ist ein Ausmaß an Änderung der Breite des Walzenspaltabschnitts gering. Daher ist ein Ausmaß an Änderung des Zeitraums zum Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken einer Tonerschicht gering. Demzufolge kann der Glanz nur innerhalb eines Bereichs vom mittleren Glanz zum hohen Glanz (von 10 bis 20) geändert werden. Folglich empfindet jeder ein Gefühl eines Missverhältnisses, wenn das Tonerbild auf rauem Papier fixiert wird. Auch dann, wenn eine hochgradig präzise Druckwalze und Heizwalze verwendet werden, weisen diese eine geringe Ausbauchung auf und weiterhin schwanken ihre Durchmesser in der Längsrichtung. Demzufolge schwankt die Breite des Walzenspaltabschnitts, wenn diese Walzen gedreht werden. Wenn eine Druckkraft der Druckwalze auf die Heizwalze reduziert wird, beeinflusst das Schwanken der Breite des Walzenspaltabschnitts die durchschnittliche Breite des Walzenspaltabschnitts und eine Unregelmäßigkeit beim Fixieren wird bemerkbar.
  • Bei einer Anordnung, bei der ein Riemen in Druckkontakt mit einer Heizwalze gebracht wird, ändert sich, wenn die Kontaktbreite (die Breite des Walzenspaltabschnitts) des Riemens mit der Heizwalze geändert wird, ein Zeitraum zum Erhitzen, Fixieren und Komprimieren einer Tonerschicht. Beim oben genannten System ist auf dieselbe Weise wie jene des Verfahrens, welches im ungeprüften Japanischen Patent Nr. 55-29822 offenbart wird, eine Intensität der Druckkraft des Riemens auf die Heizwalze gering. Es ist daher unmöglich, die Tonerschicht ausreichend zusammenzudrücken. Infolgedessen kann im Fall des Fixierens eines mehrfarbigen Bildes das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, nicht beseitigt werden, und die Farbgebungsqualität wird beeinträchtigt.
  • Die Deutsche Patentanmeldung DE 195 19 458 A1 (entspricht US-A-5 623 331) offenbart eine Fixiervorrichtung, bei welcher ein Aufzeichnungsmedium gespannt wird, ohne dieses zu verformen. Mit dieser Vorrichtung ist es schwierig, unterschiedlichen Betriebsbedingungen Rechnung zu tragen.
  • Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochgeschwindigkeits-Fixiervorrichtung bereitzustellen, bei der die Papiertransportgeschwindigkeit stabilisiert ist, das Aufzeichnungsmedium zwischen der zweiten und der dritten Walze nicht durchhängt, und eine Beeinträchtigung der Fixier/Befestigungs-Leistung infolge des Durchhängens verhindert wird, und keine Papierfalten und Papierstaus verursacht werden, unabhängig von der Dicke des Papiers, den Oberflächenbedingungen der zweiten und der dritten Walze, beispielsweise den Ölbeschichtungsbedingungen, und der Walzentemperatur der ersten, der zweiten, und der dritten Walze.
  • Ferner ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bildformapparat bereitzustellen, der eine kompakte Fixiervorrichtung aufweist, deren Verarbeitungsgeschwindigkeit hoch ist, dadurch gekennzeichnet, dass: die Farbgebungsqualität hoch ist, wenn ein mehrfarbiges Bild geformt wird; die Transparenz hoch ist, wenn ein mehrfarbiges Bild auf einem transparenten Blatt geformt wird; der Glanz eines fixierten Bildes nach Belieben entsprechend der Vorliebe eines Benutzers innerhalb eines breiten Bereichs von hohem Glanz bis zu niedrigem Glanz verändert werden kann; und das Beheben von Staus einfach durchgeführt werden kann.
  • Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1 und einen Bildformapparat gemäß Anspruch 11 vor. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen und der Beschreibung dargelegt.
  • Eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmedium umfasst gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine erste Walze zum Erhitzen eines Aufzeichnungsmediums; eine zweite Walze, die gegen die erste Walze gedrückt wird, um einen ersten Walzenspaltabschnitt dazwischen zu bilden; und eine dritte Walze, die gegen die erste Walze gedrückt wird, um einen, zweiten Walzenspaltabschnitt dazwischen auszubilden, wobei das Aufzeichnungsmedium durch den ersten und den zweiten Walzenspaltabschnitt durchtritt; wobei die erste und die dritte Walze zwangsangetrieben werden, so dass eine Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze höher als jene der ersten Walze ist.
  • Ferner wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, umfassend: ein Heizglied; Druckglieder, die gegen das Heizglied gedrückt werden, um dazwischen eine Mehrzahl von Walzenspaltabschnitten zu bilden; und Umschaltmittel zum Umschalten der Anzahl von Walzenspaltabschnitten, durch welche das Aufzeichnungsmedium durchtritt.
  • Ferner wird noch gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Bildformapparat vorgesehen, umfassend: eine Heizwalze zum Erhitzen eines Aufzeichnungsmediums; eine erste Druckwalze, die gegen die Heizwalze gedrückt wird, um dazwischen einen ersten Walzenspaltabschnitt zu bilden; eine zweite Druckwalze, die gegen die Heizwalze gedrückt wird, um dazwischen einen zweiten Walzenspaltabschnitt zu bilden; und Umschaltmittel, welche zwischen der ersten und der zweiten Druckwalze in einem Weg des Aufzeichnungsmediums angeordnet sind und die Anzahl der Walzenspaltabschnitte, durch welche das Aufzeichnungsmedium hindurchtritt, umschalten; wobei die Heizwalze und die zweite Druckwalze zwangsangetrieben werden, so dass eine Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Druckwalze höher als jene der Heizwalze ist.
  • Die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen davon werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht, die eine Fixiervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung auf eine Weise ausführt, schematisch darstellt;
  • 2 ein Schema, welches beim Erläutern eines Walzenzwangsantriebsverfahrens zum Zwangsantreiben der ersten und der zweiten Walze in der Fixiervorrichtung aus 1 von Nutzen ist;
  • 3 ein Schema, welches beim Erläutern eines anderen Walzenzwangsantriebsverfahrens zum Zwangsantreiben der ersten, der zweiten und der dritten Walze in der Fixiervorrichtung aus 1 von Nutzen ist;
  • 4 ein Schema, welches beim Erläutern eines zusätzlichen Antriebsverfahrens, bei welchem die erste, die zweite und die dritte Walze getrennt angetrieben werden, von Nutzen ist;
  • 5 eine schematische Darstellung, welche eine andere Ausführungsform der Anordnung der Fixiervorrichtung des Bildformapparats der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 eine schematische Darstellung, welche ein Beispiel des Betriebs der Fixiervorrichtung des Bildformapparates der vorliegenden Vorrichtung zeigt;
  • 7 eine schematische Darstellung, welche ein anderes Beispiel des Betriebs der Fixiervorrichtung des Bildformapparates der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8 eine schematische Darstellung, welche ein anderes Beispiel der Anordnung und des Betriebs der Fixiervorrichtung des Bildformapparates der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 9 eine schematische Darstellung, welche eine andere Ausführungsform der Fixiervorrichtung des Bildformapparates der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Zunächst wird der Bildformapparat kurz wie folgt erläutert.
  • Beim Bildformapparat lädt ein Auflademittel, beispielsweise eine Aufladewalze, einen Trägerkörper für ein elektrostatisches latentes Bild, beispielsweise einen lichtempfindlichen Körper, auf eine bestimmte gleichförmige Spannung (beispielsweise –700 V) auf. Ein elektrostatisches latentes Bild wird auf dem Trägerkörper für ein elektrostatisches latentes Bild mittels Laserstrahlen gebildet, dessen Auflösung 600 dpi (Punkte je Inch) beträgt und welches durch ein Belichtungsmittel, beispielsweise ein optisches Laserstrahlabtastsystem, gebildet wird. Bildinformationen, welche durch einen Hostcomputer generiert werden, oder Farbmodusinformationen, welche Einfarbigkeit oder Mehrfarbigkeit zum Ausdruck bringen, was durch einen Farbbezeichnungsschalter bezeichnet wird, der auf dem Bildformapparat angeordnet ist, werden zur CPU, die im Bildformapparat angeordnet ist, übermittelt. Gemäß einer vorgegebenen Abfolge bringt ein Bildformsteuermittel eine gelbe Entwicklungseinheit, welche eine der Entwicklungseinheiten vom Einkomponentenkontakttyp ist, mit dem Trägerkörper für elektrostatische latente Bilder in Kontakt, und das Bildformsteuermittel trennt andere Entwicklungseinheiten vom Trägerkörper für elektrostatische latente Bilder, so dass der negativ aufgeladene gelbe Toner durch die Wirkung eines elektrischen Feldes einer Umkehrentwicklung unterzogen wird. Auf diese Weise wird das latente Bild auf dem Trägerkörper für elektrostatische latente Bilder sichtbar gemacht. Das auf diese Weise visualisierte gelbe Tonerbild wird in ein elektrisches Feld gebracht, dessen Polarität jener des Toners entgegengesetzt ist und das sich im ersten Transferabschnitt zusammensetzt aus einem Zwischentransferkörper und einer primären Transferwalze, so dass das visualisierte gelbe Tonerbild auf den Zwischentransferkörper übertragen werden kann, Auf dieselbe Weise wie oben beschrieben wird, werden Magenta-Toner, Cyan-Toner und schwarzer Toner nacheinander auf dem Zwischentransferkörper übereinander angeordnet, so dass ein vollständiges Farbbild gebildet werden kann. Das auf diese weise auf dem Zwischentransferkörper gebildete vollständige Farbbild wird in einen sekundären Transferabschnitt eingeführt und durch die Wirkung eines elektrischen Feldes auf ein Aufzeichnungsblatt übertragen. Das Aufzeichnungsblatt, auf welchem das nicht fixierte Tonerbild gebildet wurde, wird mittels einer
  • Fixiervorrichtung erhitzt und fixiert und über einen Blattaustragsdurchgang aus dem Bildformapparat herausgeführt.
  • Als nächstes wird unten ein Blattzufuhr- und -förderverfahren beschrieben. Der Bildformapparat weist eine Mehrzahl von Blattzüfuhrmitteln, beispielsweise Blattzufuhrkassetten, auf. In den Blattzufuhrkassetten sind Aufzeichnungsblätter von verschiedener Größe untergebracht. Transparente Blätter, die für einen Overhead-Projektor (OHP) verwendet werden, sind in einem Blattzufuhrmittel untergebracht. Bondblätter sind in einem anderen Blattzufuhrmittel untergebracht. Briefumschläge sind noch in einem anderen Blattzufuhrmittel untergebracht. In jedem Blattzufuhrmittel ist ein Blattgrößenerfassungsmittel zum Erfassen der Größe von Aufzeichnungsblättern vorgesehen. Mittels dieses Blattgrößenerfassungsmittels wird die Größe von Blättern vom Format A3 oder A4 oder die Größe von Briefumschlägen erfasst und an die CPU ausgegeben, welche im Bildformapparat angeordnet ist, und diese Blattgröße wird als Informationen über der Aufzeichnungsblattgröße verwendet. Entsprechend den Größeninformationen eines Aufzeichnungsblattes, welche vom Hostcomputer übermittelt werden, oder alternativ dazu gemäß den Größeninformationen eines Aufzeichnungsblattes, welche von einem Aufzeichnungsblattgrößen-Bezeichnungsschalter, der am Bildformapparat angeordnet ist, bezeichnet werden, treibt das Steuermittel des Bildformapparats das Blattzufuhrmittel selektiv an, so dass ein Aufzeichnungsblatt von einer vorgegebenen Größe in den Aufzeichnungsblattförderdurchgang eingeführt werden kann. An einer Position in unmittelbarer Nähe des Blattzufuhrmittels ist ein Materialerkennungsmittel zum Erkennen des Materials des Aufzeichnungsblattes vorgesehen. Durch dieses Materialerkennungsmittel wird die Art von Aufzeichnungsblatt erkannt. Die auf diese Weise erhaltenen Materialinformationen über das Aufzeichnungsblatt werden an die CPU ausgegeben, welche im Bildformapparat angeordnet ist. Zum Beispiel setzt sich das Materialerkennungsmittel aus einem Fotokoppler zusammen, mittels welchem die Art eines Aufzeichnungsblattes gemäß der Übertragung von Licht beurteilt wird. Mittels dieses Materialerkennungsmittels kann beurteilt werden, ob das Aufzeichnungsblatt ein Blatt Papier oder ein transparentes Blatt ist. Weiterhin sind ein lichtemittierendes Element und ein lichtempfangendes Element vorgesehen, und es wird eine vorgegebene Menge Licht auf ein Aufzeichnungsblatt abgegeben und eine Menge von reflektiertem Licht oder eine Menge von diffundiertem Licht durch das lichtempfangende Element erfasst. Durch das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element kann beurteilt werden, ob das Aufzeichnungsblatt ein Blatt aus glattem Papier oder ein Blatt aus rauem Papier ist. In diesem Zusammenhang können Informationen, die vom Hostcomputer übertragen werden, oder Informationen, die vom Materialbezeichnungsschalter, der am Bildformapparat angeordnet ist, bezeichnet werden, als Materialinformationen verwendet werden. Andererseits werden Informationen, die vom Hostcomputer übertragen werden, oder Informationen, die durch den Glanzbezeichnungsschalter, der am Bildformapparat angeordnet ist, bezeichnet werden, als Glanzinformationen verwendet und an die CPU ausgegeben. Wie oben beschrieben wurde, werden die Größeninformationen eines Aufzeichnungsblattes, die Materialinformationen, die Glanzinformationen und die Farbmodusinformationen im Bildformapparat erstellt.
  • Als nächstes wird die Konstruktion einer Ausführungsform der Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Ansicht, die eine Fixiervorrichtung, welche die vorliegende Erfindung auf eine Weise ausführt, schematisch darstellt. Wie zu sehen ist, ist die Fixiervorrichtung mit einer ersten Walze 1, einer zweiten Walze 2 und einer dritten Walze 3 ausgebildet. Die erste Walze 1 ist eine Heizwalze (Heizglied), die derart konstruiert ist, dass eine Gummischicht auf der äußeren Umfangsoberfläche eines zylindrischen Glieds, das aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium, hergestellt ist, angeordnet ist. Die zweite Walze 2 ist eine Druckwalze (Druckglied), welche derart konstruiert ist, dass eine dicke Schicht aus einem elastischen Material, z. B. Silicongummi, auf der äußeren Umfangsoberfläche einer Metallwelle ausgebildet ist. Die dritte Walze 3 ist eine Druckwalze (Druckglied), welche derart konstruiert ist, dass eine Abzugsschicht auf einem zylindrischen Metallglied ausgebildet ist.
  • Ein Heizglied 7, beispielsweise eine Halogenlampe, ist innerhalb der ersten Walze 1 angeordnet. Eine Schicht aus Fluorgummi, beispielsweise HTV, RTV oder LTV, ist auf dem zylindrischen Glied aus Metall ausgebildet, um seinen guten Kontakt mit einem Aufzeichnungsmedium oder einem Aufzeichnungsblatt 12 aus Papier zu gewährleisten. Um das einfache Lösen von Tonerpartikeln von der Gummischicht zu ermöglichen, kann eine Tonerlöseschicht aus reinem Silicon, PFA oder PTFE durch Beschichten oder in Form eines Schlauchs auf der Gummischicht ausgebildet werden.
  • Da eine Oberflächenrauheit der ersten Walze 1 eine Transparenz eines Tonerbildes auf einem transparenten Blatt beeinflusst, beträgt sie vorzugsweise 1 μmRa oder weniger (von JIS B0601 vorgeschriebene durchschnittliche Mittellinien-Rauheit). Ein Wärmeerfassungselement 8, beispielsweise ein Thermistor, ist auf oder nahe der äußeren Oberfläche der ersten Walze 1 angeordnet. Ein Signal, das vom Wärmeerfassungselement 8 abgeleitet wird, wird an ein Temperaturregelmittel 13 angelegt, welches seinerseits den zum Heizglied 7 zugeführten Strom regelt, um die Temperatur des Heizglieds auf eine gewünschte Temperatur einzustellen.
  • Die zweite Walze ist derart konstruiert, dass eine Schicht aus Silicongummi, beispielsweise HTV, RTV oder LTV, oder Fluorgummi auf der äußeren Oberfläche einer Stahlwelle oder eines zylindrischen Stahlglieds durch Spritzgießen gebildet wird. Erforderlichenfalls kann eine Tonerlöseschicht aus reinem Silicon, PFA oder PTFE auf der Gummischicht durch Beschichten oder in Form eines Schlauchs gebildet werden. Darüber hinaus kann, um die Loslösbarkeit von Toner zu verbessern, die Gummischicht mit einem Ablösemittel, beispielsweise Siliconöl, imprägniert werden. Die Dicke der zweiten Walze beträgt vorzugsweise 5 mm oder weniger, um eine rasche Erwärmung zu erzielen.
  • Die dritte Walze ist derart konstruiert, dass eine Schicht aus Silicongummi, beispielsweise HTV, RTV oder LTV, oder aus Fluorgummi auf der äußeren Oberfläche einer Stahlwelle oder eines zylindrischen Stahlglieds durch Spritzgießen gebildet wird. Erforderlichenfalls kann eine Tonerlöseschicht aus reinem Silicon, PFA oder PTFE auf der Gummischicht durch Beschichten oder in Form eines Schlauchs gebildet werden. Darüber hinaus kann, um die Loslösbarkeit von Toner zu verbessern, die Gummischicht mit einem Ablösemittel, beispielsweise Siliconöl, imprägniert werden. Die dritte Walze kann auch derart konstruiert sein, dass eine Ablöseschicht auf der äußeren Oberfläche einer Stahlwelle oder eines zylindrischen Stahlglieds durch Beschichten ihrer/seiner äußeren Oberfläche mit reinem Silicon, PFA oder PTFE oder Überziehen derselben/desselben mit einem Schlauch aus demselben Material gebildet wird.
  • Wenn die Oberfläche der ersten Walze 1 aus verformbarem Gummi, beispielsweise aus RTV, gebildet ist, so wird die Oberfläche der dritten Walze 3 aus einem Material gebildet, das verhältnismäßig schwer zu verformen ist (z. B. Gummi, der härter als der Gummi der Oberflächenschicht der ersten Walze ist), und der Durchmesser der dritten Walze 3 ist kürzer als 20 mm, wobei ein zweiter Walzenspaltabschnitt 22 nach außen zur dritten Walze 3 hin gekrümmt ist. Er hat eine Krümmungsabzugsfunktion, so dass keine Notwendigkeit der Verwendung einer Abzugsklinke besteht. In Fällen, in denen keine Abzugsklinke verwendet wird, besteht keine Gefahr, dass die erste Walze 1 von der Abzugsklinke abgerieben oder beschädigt wird. Ferner wird ihre Offsetleistung kaum beeinträchtigt, und die Anzahl von Fixiervorgängen, innerhalb welcher die Fixiervorrichtung ihre normale Fixierfunktion auszuüben imstande ist, wird erhöht. Wenn der zweite Walzenspaltabschnitt 22 nach außen zur dritten Walze 3 hin gekrümmt ist, wird eine Einrollneigung des Blatts verringert. Es besteht keine Notwendigkeit, eine Glättvorrichtung zu verwenden, und eine Verschlechterung der Bildqualität, welche durch den Abrieb der Bildoberfläche durch das Glättungsglied verursacht wurde, wird somit verhindert. Auf Grund der Konfiguration des zweiten Walzenspaltabschnitts 22, derart, dass er zur dritten Walze 3 hin nach außen gekrümmt ist, ist eine Oberflächenhärte der dritten Walze 3 vorzugsweise größer als jene einer ersten walze 1, genauer gesagt größer als 40 Grad JIS-A-Härte.
  • Bei der Anordnung der ersten, zweiten und dritten walze wirkt ein erstes Druckmittel 5 derart, dass die zweite Walze 2 und die erste Walze 1 gegeneinander gedrückt werden, um dadurch einen ersten Walzenspaltabschnitt 21 zu bilden. Ein zweites Druckmittel 6 wirkt derart, dass die dritte Walze 3 und die erste Walze 1 gegeneinander gedrückt werden, um dadurch einen zweiten Walzenspalt 22 zu bilden. Das erste Druckmittel 5 und das zweite Druckmittel 6 können mit Schraubenfedern oder Blattfedern konstruiert sein.
  • Das vorauseilende oder das nacheilende Ende des Aufzeichnungsblattes neigt dazu, sich an einem Ort zwischen der zweiten und der dritten Walze 2 und 3 von der ersten Walze 1 zu lösen. Wenn sich das Blatt von der Walze löst, kommt es eventuell zu einer Farbunregelmäßigkeit, insbesondere wenn das Blatt dick ist. Wenn eine Führung 4 zwischen der zweiten und der dritten Walze 2 und 3 vorgesehen ist und mit der ersten Walze 1 zum Teil in Berührung steht, dann verhindert die Führung, dass sich das vorauseilende oder das nacheilende Ende des Blattes von der ersten Walze löst, wodurch keine Farbunregelmäßigkeit verursacht wird. Die Führung kann eine Metallwalze mit einem Durchmesser von 5 mm sein.
  • Die Fixiervorrichtung kann erforderlichenfalls mit einer Abzugsklinke 9 zum Abziehen des Aufzeichnungsblattes 12 von der ersten Walze 1, einer Papieraustragwalze 10 zum problemlosen Herausführen des Papiers, welches aus dem zweiten Walzenspaltabschnitt 22 hervortritt, einem Ölbeschichtungsglied 11 zum Auftragen eines Ablösemittels, beispielsweise Siliconöl, auf die Oberfläche der ersten Walze 1 für deren Beschichtung, einen Reiniger, beispielsweise ein Öl enthaltendes Kissen, zum Entfernen von Toner, der an der Oberfläche der Walze anhaftet, und dergleichen bestückt sein. Das Aufzeichnungsblatt 12 aus Papier kann dünnes Normalpapier, dickes Papier, Normalpapier wie eine Postkarte oder eine transparente Folie, die für die OHP verwendet wird, sein.
  • Die erste Walze wird von einem weiter unten beschriebenen Antriebsmechanismus angetrieben, um sich zu drehen, die zweite Walze wird von einer Reibung im ersten Walzenspaltabschnitt 21 gedreht, die dritte Walze wird von einem weiter unten beschriebenen Antriebsmechanismus angetrieben, um sich zu drehen, das Aufzeichnungsblatt 12 wird in Richtung von Pfeil P bewegt, um in den ersten Walzenspaltabschnitt 21 einzutreten, ein Bild aus losem Tonerpulver wird zu einem mittleren Zustand fixiert, und dann wird das Aufzeichnungsblatt 12 bewegt, um in den zweiten Walzenspaltabschnitt 22 einzutreten, wo es erhitzt, fixiert und dauerhaft auf dem Aufzeichnungsblatt befestigt wird. Die zweite Walze kann von einer weiter unten beschriebenen Antriebsvorrichtung angetrieben werden.
  • Wenn die erste Walze 1 und die dritte Walze 3 zwangsangetrieben werden, derart, dass die Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze 3 höher als jene der ersten Walze 1 ist, ergeben sich unabhängig von der Dicke des Papiers, den Oberflächenbedingungen der zweiten und der dritten Walze 2 und 3, beispielsweise den Ölbeschichtungsbedingungen, und der Walzentemperatur der ersten, der zweiten und der dritten Walze 1, 2, 3 folgende Vorteile. Die Vorteile sind: Die Papiertransportgeschwindigkeit wird stabilisiert, das Aufzeichnungsmedium hängt zwischen der zweiten und der dritten Walze 2 und 3 nicht durch, und eine Verschlechterung der Fixier/Befestigungs-Leistung infolge von Durchhang wird. verhindert, und es kommt zu keinen Papierfalten und Papierstaus.
  • Insbesondere ergeben sich, wenn die Umfangsgeschwindigkeiten V1 und V3 der ersten und der dritten Walze derart gewählt werden, dass sie folgende Bedingung V1 < V3 ≤ 1,05 × V1 (1)erfüllen, folgende Vorteile. Die Papiertransportgeschwindigkeit ist stabilisiert. Zudem werden, wenn diese Walzen in einem Zustand angetrieben werden, bei dem kein Papier dazwischen vorliegt, die Oberflächen der ersten und der dritten Walze geringfügig zueinander verlagert. Die Dauerhaftigkeit der Walzen ist verbessert, da keine unerwünschte Verformung der Oberflächenglieder verursacht wird. Die Anzahl der Fixiervorgänge der Fixiervorrichtung, innerhalb derer die Fixiervorrichtung ihre normale Fixierfunktion auszuüben imstande ist, wird erhöht.
  • In Fällen, in denen das Aufzeichnungsblatt dick und von großer Größe ist (die Breite davon ist groß), wirkt die Walzenanordnung, bei der nur die erste und die dritte Walze zwangsangetrieben werden, derart, dass die zweite Walze 2 rutscht oder keine Bremskraft erzeugen kann. In diesem Fall ist durch Zwangsantreiben der zweiten Walze 2 deren Bremskraft wirksam. Demzufolge wird die Freiheit bei der Auswahl der Oberflächenmaterialien und der Oberflächenrauheit und der Menge an Ölbeschichtung erhöht und eine einfache Wartung und eine verbesserte Maschinendauerhaftigkeit gewährleistet.
  • An diesem Punkt ergeben sich, wenn die erste und die zweite Walze V1 und V2 unter folgenden Bedingungen 0,95 × V1 ≤ V2 ≤ V1 (2)zwangsangetrieben werden, folgende Vorteile. Die Papiertransportgeschwindigkeit ist stabilisiert. Zudem werden, wenn diese Walzen in einem Zustand angetrieben werden, bei dem kein Papier dazwischen vorliegt, die Oberflächen der ersten und der zweiten Walze geringfügig zueinander verlagert. Die Dauerhaftigkeit der Walzen ist verbessert, da keine unerwünschte Verformung der Oberflächenglieder verursacht wird. Die Anzahl der Fixiervorgänge der Fixiervorrichtung, innerhalb derer die Fixiervorrichtung ihre normale Fixierfunktion auszuüben imstande ist, wird erhöht.
  • Eine Verformung der Walzenoberfläche verändert ebenfalls eine Geschwindigkeit der äußeren Umfangsfläche der Walze. In jenem Fall, bei dem eine der gepaarten Walzen, die aneinandergedrückt werden, hart ist, während die andere weich ist, unterscheiden sich die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen im dazwischen liegenden Walzenspaltabschnitt. Wenn der Geschwindigkeitsunterschied zu groß ist, wird das Tonerbild durcheinander gebracht. Um dies zu vermeiden, werden ein Abstand Rn vom Walzenmittelpunkt der weichen Walze zur äußeren Umfangsfläche der Walze innerhalb des Walzenspaltabschnitts und ein Abstand Ro vom Walzenmittelpunkt zur Umfangsfläche außerhalb des Walzenspaltabschnitts vorzugsweise derart gewählt, dass sie innerhalb des nachstehend definierten Bereichs liegen: 0,98 × Ro < Rn ≤ Ro (3)
  • Die Walzen-Fixiervorrichtung eignet sich zum Hochgeschwindigkeitsdrucken, da eine große Walzenspaltbreite gewährleistet ist. Die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze 1 von 900 mm/sec bis 200 mm/sec beträgt.
  • Nunmehr werden wechselseitige Beziehungen von Reibungskräften zwischen den Walzen beschrieben.
  • Ein Fall wird dargelegt, bei dem eine Antriebsquelle die erste Walze 1 und die dritte Walze 3 durch Verwendung eines Antriebsmechanismus zwangsantreibt, die Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze derart eingestellt ist, dass sie höher als jene der ersten Walze ist, das Aufzeichnungsblatt im ersten Walzenspaltabschnitt 21 und im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 gleichzeitig erfasst wird und das Papier zwischen dem ersten Walzenspaltabschnitt 21 und dem zweiten Walzenspaltabschnitt 22 durchhängt. Um den Durchhang des Papiers zu beseitigen, muss folgender Zustand fortgesetzt werden, bis der Durchhang beseitigt wurde: Das Aufzeichnungsblatt 12 rutscht auf der Oberfläche der ersten Walze 1 im zweiten Walzenspaltabschnitt 22, und das Aufzeichnungsblatt 12 rutscht nicht auf der Oberfläche der dritten Walze 3 in demselben Walzenspaltabschnitt. In einem Zustand, in dem der Durchhang beseitigt ist und das Aufzeichnungsblatt 12 zwischen dem ersten Walzenspaltabschnitt 21 und dem zweiten Walzenspaltabschnitt 22 gespannt ist, ist es erforderlich, dass das Aufzeichnungsblatt 12 auf der Oberfläche der ersten Walze 1 im ersten Walzenspaltabschnitt 21 nicht rutscht, und dass das Aufzeichnungsblatt 12 auf der Oberfläche der ersten Walze 1 im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 ebenfalls nicht rutscht und dass das Aufzeichnungsblatt 12 auf der Oberfläche der dritten Walze 3 rutscht.
  • Es wird davon ausgegangen, dass eine Reibungskraft (= Koeffizient von Reibung × Gesamtlast) zwischen der Oberfläche der ersten Walze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 12 im ersten Walzenspaltabschnitt 21 M1 ist, eine Reibungskraft zwischen der Oberfläche der ersten Walze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 12 im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 M1' ist und eine Reibungskraft zwischen der Oberfläche der dritten Walze 3 und dem Aufzeichnungsblatt 12 im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 M3 ist.
  • Eine Reibungskraftbeziehung zwischen diesen, ehe der Durchhang beseitigt wird, kann mathematisch als ein Ausdruck (4) dargestellt werden: M3 > M1' (4)
  • Eine Reibungskraftbeziehung zwischen diesen, nachdem der Durchhang beseitigt wurde, kann mathematisch als ein Ausdruck (5) dargestellt werden: M1 + M1' > M3 (5)
  • Durch Verknüpfen der Ausdrücke (4) und (5) erhalten wir: M1 + M1' > M3 > M1' (6)
  • Durch Erfüllen des oben genannten Ausdrucks kann, wenn das Papier durchhängt, der Durchhang des Papiers beseitigt werden, und wenn das Papier nicht durchhängt, kommt es zu keinem Durcheinanderbringen des Tonerbildes.
  • Es wird davon ausgegangen, dass ein Koeffizient der Reibung zwischen der Oberfläche der ersten Walze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 12 im ersten Walzenspaltabschnitt 21 μ1 ist, ein Koeffizient der Reibung zwischen der Oberfläche der ersten Walze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 12 im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 μ1' ist, ein Koeffizient der Reibung zwischen der Oberfläche der dritten Walze 3 und dem Aufzeichnungsblatt 12 im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 μ3 ist, eine Gesamtlast, die durch das erste Druckmittel 5 aufgebracht wird, F1 ist und eine Gesamtlast, die durch das zweite Druckmittel 6 aufgebracht wird, F2 ist. Eine Reibungskraft wird angegeben durch: Reibungskraft = Koeffizient von Reibung × Gesamtlast (7)
  • Folglich kann der Ausdruck (5) auch durch einen Ausdruck (8) ausgedrückt werden: μ1 × F1 + μ1' × F2 > μ3 × F2 (8)
  • Durch Umformen des Ausdrucks (8) erhalten wir: μ1 × F1/F2 > μ3 – μ1' (9)
  • Wenn F2 < F1, wird die linke Seite des Ausdrucks (9) groß, und ein Bereich, für den die Reibungskoeffizienten μ1, μ1' und μ3 gelten, wird vergrößert. Diese Tatsache bedeutet, dass viel an Freiheit bei der Auswahl der Oberflächenmaterialien, der Ölbeschichtungsbedingungen, der Ölarten und der Ölviskositäten gewonnen wird.
  • Im ersten Walzenspaltabschnitt 21 ist eine grobe Gesamtlast zum Gewährleisten einer großen Reibungskraft erforderlich, um die Fixier/Befestigungs-Leistung und die Fixierwalzen-Walzenspaltbreite zu gewährleisten und zu verhindern, dass das Tonerbild durcheinander gebracht wird. Eine bevorzugtere Gesamtlast für die Fixiervorrichtung der Erfindung reicht von 10 kgf bis 130 kgf (für die Breite von A3). Im zweiten Walzenspaltabschnitt 22 ist eine mittlere Reibungskraft erforderlich, derart, dass, wenn der erhitzte Gegenstand gelockert wird, dieser nicht auf der Fixierwalze rutscht, und wenn er gespannt wird, dieser auf der Fixierwalze rutscht. Aus diesem Grund ist die Reibungskraft, die für den zweiten Walzenspaltabschnitt 22 erforderlich ist, kleiner als für den ersten Walzenspaltabschnitt 21. Bei der Fixiervorrichtung der Erfindung beträgt die Gesamtlast vorzugsweise zwischen 400 gf und 14 kgf (A3-Breite).
  • Als nächstes wird ein Fixierwalzenantriebsverfahren beschrieben.
  • 2 ist ein Schema, das zum Erläutern eines Beispiels eines Walzenantriebsverfahrens zum Zwangsantreiben der ersten Walze 1 und der dritten Walze 3 von Nutzen ist. Eine Umfangsfläche 31 der ersten Walze steht mit einer Umfangsfläche 32 der zweiten Walze und einer Umfangsfläche 33 der dritten Walze in Kontakt. Das Zahnrad mit einem Teilkreis 34, welches mit der ersten Walze 1 koaxial ist und daran befestigt ist, wird durch das Zahnrad mit einem Teilkreis 39, welches direkt mit einem Motor gekoppelt ist, über ein Antriebs/Transfer-Zahnrad, das einen Teilkreis aufweist, angetrieben. Die dritte Walze 3 ist mit einem Zahnrad mit einem Teilkreis 37 ausgestattet, welches mit der dritten Walze an sich koaxial ist. Das Zahnrad mit dem Teilkreis 37 steht mit dem Zahnrad mit dem Teilkreis 34 der ersten Walze in Kontakt und wird durch letzteres angetrieben.
  • Es folgt nun ein konkretes Beispiel der Fixierwalzenanordnung, welche das Walzenzwangsantriebsverfahren realisiert. Der Durchmesser der Umfangsfläche 31 der ersten Walze beträgt 40 mm. Die Anzahl von Zähnen des Zahnrads mit dem Teilkreis 34 beträgt 81 (Modul 0,5). Der Durchmesser der Umfangsfläche 33 der dritten Walze beträgt 15 mm, und die Anzahl seiner Zähne beträgt 29 (Modul: 0,5). In diesem Beispiel ist, wenn die erste und die dritte Walze zwangsangetrieben werden, die Umfangsfläche 33 der dritten Walze um 5% schneller als die Umfangsfläche 31 der ersten Walze in deren Bewegung.
  • Wenn die Umfangsgeschwindigkeiten V1 und V3 der ersten und der dritten Walze die folgende Bedingung erfüllen: BV1 < V3 ≤ 1,05 × V1 (10)ergeben sich folgende Vorteile. Wenn diese Walzen ohne dazwischen vorliegendes Papier angetrieben werden, erfolgt eine geringe Verlagerung der Oberflächen der ersten und der dritten Walze. Die Dauerhaftigkeit der Walzen wird verbessert, zumal keine unerwünschte Verformung der Oberflächenglieder verursacht wird. Die Anzahl von Fixiervorgängen der Fixiervorrichtung, innerhalb welcher die Fixiervorrichtung imstande ist, ihre normalen Fixierfunktionen auszuüben, wird erhöht.
  • Ein Beispiel für das Zwangsantriebsverfahren, bei dem die erste und die dritte Walze zwangsangetrieben werden und die zweite Walze ebenfalls zwangsangetrieben wird, wird in der Folge beschrieben.
  • 3 ist ein Schema, das zum Erläutern eines anderen Walzenzwangsantriebsverfahrens zum Zwangsantreiben der ersten, der zweiten und der dritten Walze in der Fixiervorrichtung von Nutzen ist. Bei der Walzenanordnung für dieses Antriebsverfahren werden zusätzlich zwei Zahnräder verwendet: eines ist ein Zahnrad mit einem Teilkreis 35, das an der ersten Walze befestigt ist, und das andere ist ein Zahnrad mit einem Teilkreis 36, das an der zweiten Walze befestigt ist. Diese Zahnräder sind mit der ersten und der zweiten Walze jeweils koaxial. Das Zahnrad mit dem Teilkreis 36 wird durch das Zahnrad mit dem Teilkreis 35 angetrieben. Die übrige Konstruktion der Walzenanordnung ist im Wesentlichen dieselbe wie jene der Walzenanordnung aus 2.
  • Ein konkretes Beispiel der Walzenanordnung wird nun dargelegt. Der Durchmesser der Umfangsfläche 32 der zweiten Walze beträgt 40 mm. Die Anzahl von Zähnen des Zahnrads mit dem Teilkreis 35, welches an der ersten Walze befestigt ist, beträgt 78 (Modul 0,5). Der Durchmesser der Umfangsfläche 32 der zweiten Walze beträgt 40 mm, und die Anzahl der Zähne davon beträgt 82 (Modul: 0,5). Bei diesem Beispiel ist, wenn diese Walzen zwangsangetrieben werden, die Umfangsfläche 32 der zweiten Walze um 5% langsamer als die Umfangsfläche 31 der ersten Walze in deren Bewegung.
  • Da die erste und die zweite Walze V1 und V2 unter den folgenden Bedingungen 0,95 × V1 ≤ V2 ≤ V1 (11) zwangsangetrieben werden, ergeben sich folgende Vorteile. wenn diese Walzen ohne dazwischen vorliegendes Papier angetrieben werden, werden die Oberflächen der ersten und der zweiten Walze geringfügig zueinander verlagert. Die Dauerhaftigkeit der Walzen wird verbessert, zumal keine unerwünschte Verformung der Oberflächenglieder verursacht wird. Die Anzahl von Fixiervorgängen der Fixiervorrichtung, innerhalb welcher die Fixiervorrichtung imstande ist, ihre normalen Fixierfunktionen auszuüben, wird erhöht.
  • Während die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben wurde, sollte es sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt ist. Ein Riemen oder eine Kette und ein Kettenrad sowie die Zahnräder können zum Übertragen der Zwangsantriebskräfte verwendet werden. Während bei der oben genannten Ausführungsform die Antriebskraft von der ersten Walze 1 auf die dritte Walze 3 übertragen wird, kann sie über Zahnräder auf die erste Walze und die dritte Walze übertragen werden. In diesem Fall kann das Modul des Zahnrads, welches die jeweilige Walze direkt antreibt, erhöht werden. Es kann einem Hochlast-Drehmoment zum Antreiben der Fixiervorrichtung standhalten und somit ist seine hohe Dauerhaftigkeit gewährleistet.
  • Die Dicke eines Papierblatts beträgt 70 bis 100 μm. Im Fall der Postkarte ist eine dünne Postkarte 150 μm und eine dicke 250 μm dick. Die erste, die zweite und die dritte Walze sind der Dicke und Härte der Gummischichten nach verschieden, und manche verwenden überhaupt keine Gummischicht. Wenn die Aufzeichnungsblätter, die verschiedene Dicken aufweisen, am ersten und am zweiten Walzenspaltabschnitt erfasst werden, sind die Ausmaße der Verformung der Gummischichten verschieden. Dies führt zum Unterschied in der Transportgeschwindigkeit. Beim Vergleichen eines Papierblatts und eines Briefumschlags erweisen sich ihre Dicken als sehr verschieden. Bei gleicher Walzenwinkelgeschwindigkeit ist die Transportgeschwindigkeit des Briefumschlags langsamer als jene des Papiers. Wenn die Transportgeschwindigkeit durch die dritte Walze 3, wenn der Briefumschlag transportiert wird, langsamer ist, als wenn ein Blatt Papier transportiert wird, kann wirksam verhindert werden, dass der Briefumschlag beschädigt wird. Daher wird zum wirksamen Verhindern des Beschädigens von Briefumschlägen die dritte Walze 3 schneller oder die zweite Walze 2 langsamer gedreht, wenn nur der Briefumschlag transportiert wird.
  • Ein mögliches Mittel zum Variieren der Antriebsgeschwindigkeit der dritten Walze 3, wenn nur der Briefumschlag transportiert wird, ist, die erste und die dritte Walze durch getrennte Motoren anzutreiben und die Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze mittels eines Geschwindigkeitsreglers zu variieren oder eine elektromagnetische Kupplung zu verwenden, die im Antriebskraftübertragungsweg zur dritten Walze angeordnet ist und die Walzengeschwindigkeit durch Verwendung der Kupplung zu variieren. Dasselbe Mittel kann entsprechend auf die zweite Walze 2 für denselben Zweck angewandt werden.
  • 4 ist ein Schema, das beim Erläutern eines weiteren Antriebsverfahrens, bei welchem die erste, die zweite und die dritte Walze gesondert angetrieben werden, von Nutzen ist. In der Figur sind Zahnräder durch Teilkreise dargestellt. Ein Zahnrad 42 ist an der ersten Walze 41 befestigt, und das Zahnrad 42 wird durch ein Zahnrad 44, welches an einem Motor A befestigt ist, über ein Zahnrad 43 angetrieben. Ein Zahnrad 46 ist an der zweiten Walze 45 befestigt, und ein Zahnrad 46 wird durch ein Zahnrad 48, das an einem Motor B befestigt ist, über ein Zahnrad 47 angetrieben. Ein Zahnrad 50 ist an der dritten Walze 49 befestigt, und ein Zahnrad 50 wird durch ein Zahnrad 52, das an einem Motor C befestigt ist, über ein Zahnrad 51 angetrieben.
  • Bei einer derartigen Anordnung kann eine optimale Geschwindigkeit, bei der keine Falten im Papier verursacht werden, entsprechend der Dicke und der Art des verwendeten Papiers eingerichtet werden.
  • Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 5 bis 7 die Konstruktion einer anderen Ausführungsform der Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 5 ist eine schematische Ansicht, welche eine Anordnung der Fixiervorrichtung des Bildformapparates der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Was nun die Fixiervorrichtung betrifft, ist eine Heizwalze 101 vorgesehen, die ein Heizglied mit einem Heizmittel 111, beispielsweise einer Halogenlampe, ist. Die Heizwalze 101 ist drehbar gelagert, so dass sie in Richtung des Pfeils r in der Zeichnung gedreht werden kann. Auf dem äußeren Umfang der Heizwalze 101 sind ein erstes Druckglied, ein erstes Umschaltmittel und ein zweites Druckglied vorgesehen, welche der Reihe nach in der Drehrichtung (Pfeil r in der Zeichnung) der Heizwalze 101 angeordnet sind. In diesem Fall setzt sich das erste Druckglied aus einer ersten Druckwalze 102 zusammen, und das erste Umschaltmittel setzt sich aus einer beweglichen Führung 103 zusammen. Das zweite Druckglied setzt sich aus einer Mehrzahl von Walzen zusammen, das heißt, das zweite Druckglied setzt sich aus einer Gruppe aus den zweiten Druckwalzen 104 und einer dritten Druckwalze 105 zusammen.
  • Die erste Druckwalze 102 des ersten Druckglieds, die zweite Druckwalzengruppe 104 des zweiten Druckglieds und die dritte Druckwalze 105 werden durch ein gut bekanntes Druckmittel, beispielsweise eine Feder, gegen die Heizwalze 101 gedrückt. Demzufolge sind jeweils ein erster Walzenspaltabschnitt 102a, eine zweite Walzenspaltabschnittsgruppe 104a, die sich aus einer Mehrzahl von Walzenspalten zusammensetzt, und ein dritter Walzenspaltabschnitt 105a ausgebildet. Die bewegliche Führung 103 des ersten Umschaltmittels ist drehbar rund um einen Hebeldrehpunkt 110 angebracht. Daher kann die bewegliche Führung 103 des ersten Umschaltmittels auf zwei Stellungen eingestellt werden. Eine ist eine erste Stellung, auf welcher ein vorderes Ende 103a der beweglichen Führung 103 von der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 getrennt ist, und die andere ist eine zweite Stellung, in welcher das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 auf eine Position nahe der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 gestellt ist oder das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 mit der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 in Kontakt kommt.
  • In 5 ist die bewegliche Führung 103 auf die erste Stellung eingestellt. Die zweite Druckwalzengruppe 104 wirkt als zweites Umschaltmittel, was später beschrieben wird. Die zweite Druckwalzengruppe 104 kann selektiv auf zwei Stellungen eingestellt werden. Eine ist eine erste Stellung, in welcher die zweite Druckwalzengruppe 104 mit dem äußeren Umfang der Heizwalze 101 in Kontakt kommt, und die andere ist eine zweite Stellung, in welcher die zweite Druckwalzengruppe 104 vom äußeren Umfang der Heizwalze 101 getrennt ist. In 5 ist die zweite Druckwalzengruppe 104 auf die erste Stellung eingestellt. Vor dem ersten Walzenspaltabschnitt 102a ist eine Blattführung 112 zum Führen eines Aufzeichnungsblattes vor dem Fixieren vorgesehen, und dem dritten Walzenspaltabschnitt 105a nachgelagert ist eine Blattführung 113 zum Führen eines Aufzeichnungsblattes nach dem Fixieren vorgesehen.
  • Ein Aufzeichnungsblatt 106 mit einem Tonerbild, welches noch nicht fixiert wurde, wird durch die Blattführung 112 zum Führen eines Aufzeichnungsblattes vor dem Fixieren geführt und in Richtung des Pfeils P, der in der Zeichnung dargestellt ist, bewegt. Auf diese Weise wird das Aufzeichnungsblatt 106 zum ersten Walzenspaltabschnitt 102a geführt. Als nächstes tritt, da die bewegliche Führung 103 auf die erste Stellung eingestellt ist, in welcher das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 in einer von der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 getrennten Position angeordnet ist, das Aufzeichnungsblatt 106 zwischen der Führungsoberfläche 103b der beweglichen Führung 103 und der Heizwalze 101 hindurch und wird zur zweiten Walzenspaltabschnittsgruppe 104a und zum dritten Walzenspaltabschnitt 105a geführt. Nachdem das Aufzeichnungsblatt 106 durch die zweite Walzenspaltabschnittsgruppe 104a und den dritten Walzenspaltabschnitt 105a hindurchgeführt wurde, wird es durch die Aufzeichnungsblattführung 113 zum Führen eines Aufzeichnungsblattes nach dem Fixieren geführt und in Richtung des Pfeils Q, der in der Zeichnung dargestellt ist, ausgetragen. Wie oben beschrieben wird, tritt das Aufzeichnungsblatt 106 in einem Durchgang über die Walzenspaltabschnitte 102a, 104a, 105a durch, und dieser Durchgang wird als erster Förderdurchgang 114 definiert. Wenn das Aufzeichnungsblatt 106 im ersten Förderdurchgang 114 durchtritt, tritt es durch die größte Anzahl von Walzenspaltabschnitten hindurch. Demzufolge wird der Zeitraum zum Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken einer Tonerschicht am längsten.
  • 6 ist eine schematische Ansicht, welche einen Betrieb eines Beispiels der Fixiervorrichtung des Bildformapparats der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Die in 6 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in 5 dargestellten Anordnung folgendermaßen. Die bewegliche Führung 103 des ersten Umschaltmittels wird rund um den Hebeldrehpunkt 110 in Richtung des Pfeils V in der Zeichnung gedreht, so dass das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 auf eine Position nahe der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 gestellt wird oder das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 mit der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 in Kontakt gebracht wird, das heißt, die bewegliche Führung 103 wird auf die zweite Stellung eingestellt.
  • Ein Aufzeichnungsblatt 106, welches ein Tonerbild aufweist, das noch nicht fixiert wurde, wird durch die Blattführung 112 zum Führen eines Aufzeichnungsblatts vor dem Fixieren geführt und in Richtung von Pfeil P, der in der Zeichnung dargestellt ist, bewegt. Auf diese Weise wird das Aufzeichnungsblatt 106 zum ersten Walzenspaltabschnitt 102a geführt. Als nächstes wird, zumal die bewegliche Führung 103 auf die zweite Stellung eingestellt ist, in welcher das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 mit der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 in Kontakt gebracht wird, das Aufzeichnungsblatt 106 auf einer Führungsoberfläche 103c der beweglichen Führung 103 geführt und in Richtung von Pfeil T in der Zeichnung ausgetragen. Wie oben beschrieben wird, tritt das Aufzeichnungsblatt 106 in einem Durchgang durch, in dem nur der erste Walzenspaltabschnitt 102a angeordnet ist. Dieser Durchgang ist als zweiter Förderdurchgang 115 definiert. Wenn das Aufzeichnungsblatt 106 im zweiten Förderdurchgang 115 hindurchgeführt wird, tritt es durch lediglich einen Walzenspaltabschnitt. Demzufolge wird der Zeitraum zum Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken einer Tonerschicht am kürzesten. In diesem Zusammenhang sind andere beteiligte Elemente und der Betrieb dieselben wie jene der in 5 dargestellten Anordnung.
  • 7 ist eine schematische Ansicht, die einen Betrieb eines anderen Beispiels der Fixiervorrichtung des Bildformapparats der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die in 7 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in 5 dargestellten Anordnung folgendermaßen. Die zweite Druckwalzengruppe 104 wird in Richtung des Pfeils U in der Zeichnung bewegt, derart, dass die Druckwalzen vom äußeren Umfang der Heizwalze 101 getrennt sind, das heißt, die zweite Druckwalzengruppe 104 wird auf die zweite Stellung eingestellt. In diesem Fall dient die zweite Druckwalzengruppe 104 als zweites Umschaltmittel.
  • Ein Aufzeichnungsblatt 106, das ein Tonerbild aufweist, welches noch nicht fixiert wurde, wird durch die Blattführung 112 zum Führen eines Aufzeichnungsblatts vor dem Fixieren geführt und in Richtung von Pfeil P, der in der Zeichnung dargestellt ist, bewegt. Auf diese Weise wird das Aufzeichnungsblatt 106 zum ersten Walzenspaltabschnitt 102a geführt. Als nächstes wird, zumal die bewegliche Führung 103 auf die erste Stellung eingestellt ist, in welcher das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103, bei dem es sich um das erste Umschaltmittel handelt, von der äußeren Umfangsfläche der Heizwalze 101 getrennt ist, das Aufzeichnungsblatt 106 zwischen der Führungsoberfläche 103b der beweglichen Führung 103 und der Heizwalze 101 geführt. Auf diese Weise wird das Aufzeichnungsblatt 106 in einen Raum geführt, der zwischen der zweiten Druckwalzengruppe 104 und der Heizwalze 101 gebildet wird. Dann wird das Aufzeichnungsblatt 106 veranlasst, durch den dritten Walzenspaltabschnitt 105a hindurchzutreten, und durch die Blattführung 113 zum Führen eines Aufzeichnungsblatts nach dem Fixieren geführt und in Richtung des Pfeils S in der Zeichnung ausgetragen. Wie oben beschrieben wird, wird das Aufzeichnungsblatt 106 in einem Durchgang über die Walzenspaltabschnitte 102a, 105a befördert, und dieser Durchgang ist als dritter Förderdurchgang 116 definiert. Wenn das Aufzeichnungsblatt 106 im dritten Förderdurchgang 116 durchgeführt wird, tritt es durch zwei Walzenspaltabschnitte. Demzufolge wird der Zeitraum zum Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken einer Tonerschicht kürzer als jener des vorhin beschriebenen ersten Förderdurchgangs 114 und länger als jener des vorhin beschriebenen zweiten Förderdurchgangs 115. In diesem Zusammenhang sind andere beteiligte Elemente und der Betrieb dieselben wie jene der in 5 dargestellten Anordnung.
  • Um selektiv zwischen den Anordnungen, die in 5, 6 und 7 dargestellt sind, entsprechend den Gegebenheiten umzuschalten, können die bewegliche Führung 103, welche das erste Umschaltmittel darstellt, und die zweite Druckwalzengruppe 104, welche das zweite Umschaltmittel darstellt, drehbar gelagert sein und durch ein gut bekanntes Antriebsmittel, beispielsweise eine Nocke und eine Kupplung, selektiv angetrieben werden, so dass sie auf die erste Stellung bzw. auf die zweite Stellung eingestellt werden können.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es, wenn das erste und das zweite Umschaltmittel, die in der Fixiervorrichtung des Bildformapparats der vorliegenden Erfindung angeordnet sind, jeweils zwischen der ersten und der zweiten Stellung umgeschaltet werden, möglich, einen aus der Gruppe umfassend den ersten 114, den zweiten 115 und den dritten Förderdurchgang 116 auszuwählen, so dass die Anzahl von Walzenspaltabschnitten, durch welche das Aufzeichnungsblatt tritt, geändert werden kann.
  • Wenn ein Blatt aus normalem Papier als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet wird, um ein mehrfarbiges Bild zu fixieren, wird das Aufzeichnungsblatt 106 veranlasst, durch den dritten Förderdurchgang 116 zu treten, so dass das Tonerbild fixiert werden kann, das heißt, die Tonerschicht tritt durch zwei Walzenspaltabschnitte hindurch. Auf Grund des Vorhergesagten ist es möglich, die Tonerschicht zu erhitzen, zu fixieren und zusammenzudrücken, so dass die Tonerschicht zu einer dünnen Schicht geformt werden kann, welche keine Hohlräume aufweist, ohne die Fixiergeschwindigkeit zu verringern, und das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, kann beseitigt werden. Demzufolge war es möglich, ein mehrfarbiges Bild zu erhalten, dessen Farbgebungsqualität hoch war.
  • Wenn ein transparentes Blatt als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet wird, um ein mehrfarbiges Bild zu fixieren, dann wird das Aufzeichnungsblatt 106 veranlasst, durch den ersten Förderdurchgang 114 zu treten, so dass das Tonerbild fixiert werden kann, das heißt, die Tonerschicht tritt durch eine Reihe von Walzenspaltabschnitten. Auf Grund des Vorhergesagten ist es möglich, die Tonerschicht zu erhitzen, zu fixieren und zusammenzudrücken, so dass die Tonerschicht zu einer dünnen Schicht geformt werden kann, welche keine Hohlräume und keine Tonerkorngrenzen aufweist, ohne die Fixiergeschwindigkeit zu verringern, und die Tonerschichtoberfläche kann zu einer Spiegeloberfläche geformt werden. Demzufolge war es möglich, ein mehrfarbiges Bild zu erhalten, dessen Transparenz hoch war und auf welchem Licht nur selten diffundiert wurde.
  • Was die Informationen, um ein Aufzeichnungsblatt und ein zu formendes Bild zu bezeichnen, betrifft, werden folgende Informationen bereitgestellt.
    • (1) Größeninformationen, um die Größe eines Aufzeichnungsblattes, beispielsweise A3, A4, Briefumschlag und Postkarte, auszudrücken.
    • (2) Materialinformationen, um das Material eines Aufzeichnungsblattes, beispielsweise ein transparentes Blatt, glattes Papier, hochwertiges Papier und Bondpapier, zum Ausdruck zu bringen.
    • (3) Farbmodusinformationen, um auszudrücken, ob das Drucken auf einem Aufzeichnungsblatt einfarbig oder mehrfarbig ist.
    • (4) Glanzinformationen, um den Glanz eines Aufzeichnungsblatts auszudrücken, um zu bestimmen, ob eine fixierte Tonerschichtoberfläche als matte Oberfläche von niedrigem Glanz oder als Glanzoberfläche von hohem Glanz hergestellt wird.
  • Gemäß der jeweiligen Kombination der oben genannten Punkte wird das Umschaltmittel, das in der Fixiervorrichtung des Bildformapparats angeordnet ist, umgeschaltet. Es folgen nun Erläuterungen der Kombination der oben genannten Punkte, um das Umschaltmittel zum Fixieren eines Tonerbildes umzuschalten. In diesem Zusammenhang gibt es eine große Anzahl von Kombinationen aus den Informationen über Aufzeichnungsblätter und Bilder. Demnach werden in Tabelle 1 mehrere Beispiele der Kombinationen dargelegt.
  • Figure 00450001
  • In der Tabelle drückt das Zeichen "–" aus, dass keine Einschränkungen auferlegt werden.
  • Die in Tabelle 1 beschriebenen Beispiele 1 bis 8 werden nunmehr erläutert:
  • (1) Beispiel 1
  • Beispiel 1 ist ein Fall, in dem ein transparentes Blatt im A4-Format als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet und ein mehrfarbiges Bild auf dem transparenten Blatt fixiert wird. Die Größeninformationen "A4" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "transparentes Blatt" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "mehrfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Gemäß einer vorgegebenen Abfolge wird das Steuermittel derart betrieben, dass das erste Umschaltmittel in die erste Stellung umgeschaltet werden kann und auch das zweite Umschaltmittel in die erste Stellung umgeschaltet werden kann. Auf Grund des oben genannten Umschaltvorgangs kann der erste Durchgang 114 gebildet werden. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt durch eine Mehrzahl von Walzenspaltabschnitten. Demnach können Hohlräume und Tonerkorngrenzen aus dem Inneren der Tonerschicht entfernt werden, und die Tonerschicht wird erhitzt, fixiert und zusammengedrückt, bis die Tonerschichtoberfläche eine Spiegeloberfläche wird. Auf diese Weise war es möglich, ein fixiertes mehrfarbiges Bild zu erhalten, dessen Transparenz hoch war und auf welchem Licht selten diffundiert wurde.
  • (2) Beispiel 2
  • Beispiel 2 ist ein Fall, in dem ein Blatt aus glattem Papier vom Format A3 als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet und ein mehrfarbiges Bild auf dem Blatt aus glattem Papier fixiert wird. Die Größeninformationen "A3" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "glattes Papier" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "mehrfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Gemäß einer vorgegebenen Abfolge wird das Steuermittel derart betrieben, dass das erste Umschaltmittel auf die erste Stellung umgeschaltet werden kann und auch das zweite Umschaltmittel auf die erste Stellung umgeschaltet werden kann. Auf Grund des oben genannten Umschaltvorgangs kann der erste Durchgang 114 gebildet werden. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt durch eine Mehrzahl von Walzenspaltabschnitten. Demnach kann das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, beseitigt werden, und die Tonerschicht wird während eines langen Zeitraums erhitzt, fixiert und zusammengedrückt, bis die Tonerschichtoberfläche eine Spiegeloberfläche wird. Auf diese Weise war es möglich, ein fixiertes mehrfarbiges Bild zu erhalten, dessen Farbgebungsqualität hoch war, und die Oberfläche des fixierten mehrfarbigen Bildes war hochgradig glänzend, wobei der Glanz nicht kleiner als 40 war, so dass ein Unterschied zwischen dem Glanz des auf diese Weise geformten Bildes und dem Glanz von glattem Papier im Hintergrund gering war.
  • (3) Beispiel 3
  • Beispiel 3 ist ein Fall, in dem ein Blatt aus rauem Papier vom Format A4 als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet und ein einfarbiges Bild auf dem Blatt aus rauem Papier fixiert wird. Die Größeninformationen "A4" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "raues Papier" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "einfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Gemäß einer vorgegebenen Abfolge wird das Steuermittel derart betrieben, dass das erste Umschaltmittel auf die zweite Stellung umgeschaltet werden kann und auch das zweite Umschaltmittel auf die erste Stellung umgeschaltet werden kann. Auf Grund des oben genannten Umschaltvorgangs kann der zweite Durchgang 115 gebildet werden. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt nur durch einen Walzenspaltabschnitt. Demnach wird das Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken der Tonerschicht auf ein Minimum beschränkt, und die Tonerschicht enthält eine Reihe von Hohlräumen. Auf diese Weise war es möglich, ein fixiertes Bild zu erhalten, dessen Tonerschichtoberfläche als matte Oberfläche mit Unregelmäßigkeiten ausgebildet wurde, wobei der Glanz nicht höher als 3 war, so dass ein Unterschied zwischen dem Glanz des auf diese weise geformten Bildes und dem Glanz von rauem Papier im Hintergrund gering war.
  • (4) Beispiel 4
  • Beispiel 4 ist ein Fall, in dem eine Postkarte oder ein Briefumschlag als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet und ein einfarbiges Tonerbild auf die Postkarte oder den Briefumschlag fixiert wird. Die Farbmodusinformationen "einfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Gemäß einer vorgegebenen Abfolge wird das Steuermittel derart betrieben, dass das erste Umschaltmittel auf die zweite Stellung umgeschaltet werden kann und auch das zweite Umschaltmittel auf die erste Stellung umgeschaltet werden kann. Auf Grund des oben genannten Umschaltvorgangs kann der zweite Durchgang 115 gebildet werden. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt nur durch einen Walzenspaltabschnitt. Demnach wird das Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken der Tonerschicht auf ein Minimum beschränkt, so dass eine Wärmemenge, mit welcher die Postkarte oder der Briefumschlag beaufschlagt wird, reduziert werden kann. Demzufolge war es möglich, ein Einrollen der Postkarte, welches durch Wärmeverformung verursacht wurde, zu beseitigen. Es war auch möglich, Falten aus dem Briefumschlag zu entfernen.
  • (5) Beispiel 5
  • Beispiel 5 ist ein Fall, in welchem ein Blatt aus normalem Papier von A4-Format als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet und ein mehrfarbiges Tonerbild auf dem Blatt aus normalem Papier fixiert wird. Die Größeninformationen "A4" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "normales Papier" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "mehrfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Gemäß einer vorgegebenen Abfolge wird das Steuermittel derart betrieben, dass das erste Umschaltmittel auf die erste Stellung umgeschaltet werden kann und auch das zweite Umschaltmittel auf die zweite Stellung umgeschaltet werden kann. Auf Grund des oben genannten Umschaltvorgangs kann der dritte Durchgang 116 gebildet werden. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt durch zwei Walzenspaltabschnitte. Demnach kann das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, beseitigt werden, wobei die Tonerschicht allerdings einige Hohlräume und Tonerkorngrenzen enthält. Infolge des Vorhergesagten war es möglich, ein fixiertes mehrfarbiges Bild, dessen Farbgebungsqualität hoch war, von mittlerem Glanz zu erhalten, wobei die Unregelmäfligkeiten der Tonerschichtoberfläche gering waren. In diesem Fall betrug der mittlere Glanz etwa 10, und ein Unterschied des mittleren Glanzes der Tonerschicht und des Glanzes des normalen Papiers im Hintergrund war gering.
  • (6) Beispiel 6
  • Beispiel 6 ist ein Fall, in dem ein Blatt aus normalem Papier vom Format A4 als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet und ein hochgradig glänzendes mehrfarbiges Tonerbild auf dem Blatt aus normalem Papier fixiert wird. Die Größeninformationen "A4" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "normales Papier" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "mehrfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Darüber hinaus werden die Glanzinformationen "hoher Glanz", welche von einem Benutzer mittels eines Glanzbezeichnungsschalters angegeben werden, der am Bildformapparat angeordnet ist, in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Durch die Größeninformationen, die Materialinformationen und die Farbmodusinformationen des Aufzeichnungsblattes wird bestimmt, dass der dritte Förderdurchgang 116 zu verwenden ist, und der Glanz des auf diese Weise fixierten mehrfarbigen Bildes ist mittel. Allerdings wird den angegebenen Glanzinformationen (hoher Glanz) der Vorrang gegeben, so dass der erste Förderdurchgang 114 gewählt wird. Andererseits schaltet das Steuermittel das erste Umschaltmittel gemäß einer vorgegebenen Abfolge auf die erste Stellung um, und das Steuermittel schaltet auch das zweite Umschaltmittel auf die erste Stellung um, so dass der erste Förderdurchgang 114 gebildet werden kann. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt durch eine Reihe von Walzenspaltabschnitten, und das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, kann beseitigt werden, und die Tonerschicht wird während eines langen Zeitraums erhitzt, fixiert und zusammengedrückt, bis die Tonerschichtoberfläche eine Spiegeloberfläche wird. Auf diese Weise war es möglich, ein hochgradig glänzendes fixiertes mehrfarbiges Bild zu erhalten, dessen Farbgebungsqualität hoch war, und der Glanz des fixierten Bildes war nicht kleiner als 40, wobei der Glanz des normalen Papiers auf dem Hintergrund mittel war.
  • (7) Beispiel 7
  • Beispiel 7 ist ein Fall, in dem ein Blatt normalen Papiers vom Format A4 als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet wird und ein niedergradig glänzendes einfarbiges Tonerbild auf dem Blatt aus normalem Papier fixiert wird. Die Größeninformationen "A4" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "normales Papier" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "einfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Darüber hinaus werden die Glanzinformationen "niedriger Glanz", welche von einem Benutzer mittels eines Glanzbezeichnungsschalters angegeben werden, der am Bildformapparat angeordnet ist, in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Durch die Größeninformationen, die Materialinformationen und die Farbmodusinformationen des Aufzeichnungsblattes wird bestimmt, dass der dritte Förderdurchgang 116 zu verwenden ist, und der Glanz des auf diese Weise fixierten einfarbigen Bildes ist mittel. Allerdings wird den angegebenen Glanzinformationen (niedriger Glanz) der Vorrang gegeben, so dass der zweite Förderdurchgang 115 gewählt wird. Andererseits schaltet das Steuermittel das erste Umschaltmittel gemäß einer vorgegebenen Abfolge auf die zweite Stellung um, und das Steuermittel schaltet auch das zweite Umschaltmittel auf die erste Stellung um, so dass der zweite Förderdurchgang 115 gebildet werden kann. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt nur durch einen Walzenspaltabschnitt, und das Erhitzen, Fixieren und Zusammendrücken der Tonerschicht wird auf ein Minimum beschränkt, so dass die Tonerschicht eine Reihe von Hohlräumen enthält. Auf diese Weise war es möglich, ein niedergradig glänzendes fixiertes einfarbiges Bild zu erhalten, dessen Tonerschichtoberfläche unregelmäßig war, und der Glanz des fixierten Bildes war nicht größer als 3, wobei der Glanz des normalen Papiers im Hintergrund mittel war.
  • (8) Beispiel 8
  • Beispiel 8 ist ein Fall, bei dem ein Blatt glatten Papiers vom Format A3 als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet wird und ein mittelgradig glänzendes mehrfarbiges Tonerbild auf einem Blatt glatten Papiers fixiert wird. Die Größeninformationen A4 werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, die Materialinformationen "glattes Papier" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben, und die Farbmodusinformationen "mehrfarbig" werden in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Darüber hinaus werden die Glanzinformationen "mittlerer Glanz", welche von einem Benutzer mittels eines Glanzbezeichnungsschalters angegeben werden, der am Bildformapparat angeordnet ist, in die CPU des Bildformapparats eingegeben. Durch die Größeninformationen, die Materialinformationen und die Farbmodusinformationen des Aufzeichnungsblattes wird bestimmt, dass der erste Förderdurchgang 114 zu verwenden ist, und der Glanz des auf diese Weise fixierten mehrfarbigen Bildes ist hoch. Allerdings wird den angegebenen Glanzinformationen (mittlerer Glanz) der Vorrang gegeben, so dass der dritte Förderdurchgang 116 gewählt wird. Andererseits schaltet das Steuermittel das erste Umschaltmittel gemäß einer vorgegebenen Abfolge auf die erste Stellung um, und das Steuermittel schaltet auch das zweite Umschaltmittel auf die zweite Stellung um, so dass der dritte Förderdurchgang 116 gebildet werden kann. Demzufolge tritt das Aufzeichnungsblatt durch zwei Walzenspaltabschnitte, und das Überdecken der unteren Tonerschicht, welches durch die obere Tonerschicht erfolgt, kann beseitigt werden. Allerdings wird die Tonerschicht während eines langen Zeitraums erhitzt, fixiert und zusammengedrückt, bis die Tonerschichtoberfläche wenige Hohlräume und Tonerkorngrenzen enthält. Auf diese Weise war es möglich, ein mittelgradig glänzendes, glattes, fixiertes mehrfarbiges Bild zu erhalten, dessen Farbgebungsqualität hoch war, und der Glanz des fixierten Bildes war etwa 110, wobei der Glanz des glatten Papiers im Hintergrund hoch war.
  • Wie in Beispiel 1 bis 8 mit Bezug auf zumindest einem aus der Gruppe, umfassend Größeninformationen, Materialinformationen, Farbmodusinformationen und Glanzinformationen, oder, alternativ dazu, mit Bezug auf Kombinationen aus diesen dargestellt wird, wird das Umschaltmittel, das in der Fixiervorrichtung vorgesehen ist, die im Bildformapparat angeordnet ist, umgeschaltet. Auf Grund des Vorhergesagten kann der Glanz eines fixierten Bildes in einem Bereich vom hohen Glanz bis zum niedrigen Glanz gemäß der Vorliebe eines Benutzers verändert werden, wie aus Beispiel 2, 3, 5, 6, 7 und 8 hervorgeht. Ferner ist im Fall des Formens eines mehrfarbigen Bildes die Farbgebungsqualität hoch, wie aus Beispiel 2, 5, 6 und 8 hervorgeht. Weiterhin kann die Transparenz eines mehrfarbigen Bildes, das auf einem transparenten Blatt gebildet wird, verbessert werden, wie aus Beispiel 1 hervorgeht.
  • Ferner war es, wie aus Beispiel 4 hervorgeht, möglich, eingerollte Stellen aus einer Postkarte und auch Falten aus einem Briefumschlag zu entfernen.
  • Als nächstes wird nachstehend der Vorgang des Behebens eines Staus erläutert, welcher durchzuführen ist, wenn die Fixiervorrichtung durch ein Aufzeichnungsblatt blockiert wird.
  • Wenn ein Aufzeichnungsblatt 106 irrtümlich zwischen dem vorderen Ende 103a der beweglichen Führung 103 und der Heizwalze 101 in der in 6 dargestellten Anordnung einführt wurde, wurde die bewegliche Führung 103 derart gedreht, dass das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 auf die erste Stellung gestellt werden konnte, die in 5 dargestellt ist, und das Aufzeichnungsblatt 106, das sich zwischen dem vorderen Ende 103a der beweglichen Führung 103 und der Heizwalze 101 verfangen hatte, wurde freigegeben und problemlos aus der Fixiervorrichtung entfernt.
  • Wenn ein Aufzeichnungsblatt 106 blockiert wurde, während es durch die zweite Walzenspaltgruppe 104a in der in 5 dargestellten Anordnung durchtrat, wurde die zweite Walzenspaltgruppe 104a in die zweite Stellung, die in 7 dargestellt ist, bewegt. Auf Grund des oben genannten Vorgangs wurde das Aufzeichnungsblatt 106, welches sich an der zweiten Walzenspaltgruppe 104a verfangen hatte, freigegeben und problemlos aus der Fixiervorrichtung entfernt.
  • wenn die Fixiervorrichtung durch ein Aufzeichnungsblatt 106 blockiert wurde, das irrtümlich zwischen dem vorderen Ende 103a der beweglichen Führung 103 und der Heizwalze 101 eingeführt wurde und an der zweiten Walzenspaltgruppe 104a in der in 6 dargestellten Anordnung ankam, wurde die bewegliche Führung 103 derart gedreht, dass das vordere Ende 103a der beweglichen Führung 103 auf die erste Stellung, die in 5 dargestellt ist, eingestellt werden konnte, und auch die zweite Walzenspaltgruppe 104a wurde in die in 7 dargestellte zweite Stellung bewegt. Auf Grund des oben genannten Vorgangs wurde das Aufzeichnungsblatt 106, das sich an dem vorderen Ende 103a der beweglichen Führung 103 und der Heizwalze 101 und auch an der zweiten Walzenspaltgruppe 104a verfangen hatte, freigegeben und problemlos aus der Fixiervorrichtung entfernt.
  • Wie in den vorangehenden drei Fällen erläutert wurde, kann sogar im Fall des Auftretens eines Staus, bei dem sich das Aufzeichnungsblatt in der Fixiervorrichtung verfängt, das Aufzeichnungsblatt durch Bewegen des Umschaltmittels problemlos aus der Fixiervorrichtung entfernt werden.
  • In diesem Zusammenhang wird bei der Anordnung der in 5 bis 7 dargestellten Beispiele die zweite Druckwalzengruppe 104 umgeschaltet. Allerdings können die zweite Druckwalzengruppe 104 und die dritte Druckwalze 105 gleichzeitig umgeschaltet werden. Alternativ dazu können die zweite Druckwalzengruppe 104 und die dritte Druckwalze 105 feststehend sein, und die erste Druckwalze 102 kann umgeschaltet werden.
  • Wenn die Anordnung, bei der die erste Druckwalze 102 feststehend ist, verwendet wird, ermöglicht dies die folgenden Vorteile. Bei der Anordnung, bei der die erste Druckwalze 102 feststehend ist, ist es verglichen mit einem Fall, bei dem die erste Druckwalze 102 umgeschaltet wird, möglich, einen Abstand vom Walzenspaltabschnitt 102a zwischen der Heizwalze 101 und der ersten Druckwalze 102 zum vorderen Ende der Blattführung 112 zum Führen eines Aufzeichnungsblattes vor dem Fixieren, zu verringern. Demzufolge besteht keine Möglichkeit, dass ein Ende des Aufzeichnungsblattes 106 mit der Heizwalze 101 oder der ersten Druckwalze 102 kollidiert. Daher ist es möglich, das Aufzeichnungsblatt 106 stabil in den Walzenspaltabschnitt 102a einzuführen. Andererseits sind, wenn die Anordnung, bei welcher die erste Druckwalze 102 umgeschaltet wird, verwendet wird, folgende Vorteile möglich. Bei der oben genannten Anordnung führt die erste Druckwalze auch eine Funktion zum Umschalten des Durchgangs für ein Aufzeichnungsblatt aus, welche ursprünglich eine Funktion ist, die von der beweglichen Führung 103 auszuführen ist. Daher ist es möglich, die bewegliche Führung 103 wegzulassen. Demzufolge ist es möglich, das Auftreten eines Blattstaus zu vermeiden. Infolgedessen kann die Häufigkeit des Auftretens eines Staus in der Fixiervorrichtung reduziert werden.
  • 8 ist eine schematische Darstellung, welche eine Anordnung einer anderen Ausführungsform der Fixiervorrichtung des Bildformapparats der vorliegenden Erfindung darstellt. Um eine Wiederholung von Erläuterungen, die bereits bei 5 und 7 gemacht wurden, zu vermeiden, werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile in 5 und 8 zu bezeichnen, und die Erläuterungen an dieser Stelle weggelassen.
  • Die zweite Druckwalze 108 ist drehbar an einem Ende 9a einer Befestigungsplatte 109 angebracht, und das andere Ende der Befestigungsplatte 109 ist drehbar am Hebeldrehpunkt 109b angebracht. Wenn die Befestigungsplatte 109 durch ein gut bekanntes Druckmittel, beispielsweise eine Feder, drehend in Richtung der Heizwalze 101 gedrückt wird, wird die zweite Druckwalze 108 in Druckkontakt mit der Heizwalze 101 gebracht. Demnach kann die zweite Druckwalze 108 zwischen der ersten Stellung, in welcher der Walzenspaltabschnitt 108a gebildet wird, und der zweiten Stellung, in welcher die zweite Druckwalze 108 durch die Wirkung einer gut bekannten Feder oder Nocke in die Richtung W in der Zeichnung schwingt, umgeschaltet werden.
  • Wenn die zweite Druckwalze 108 auf die erste Stellung gestellt ist, tritt das Aufzeichnungsblatt 106, welches in Richtung des Pfeils P aus 8 befördert wird, durch die Walzenspaltabschnitte 102a, 108a, die durch die erste Druckwalze 102 bzw. die zweite Druckwalze 108 gebildet werden, und wird in einen vorderen Endabschnitt 106a eingeführt. Dieser Aufzeichnungsblatt-Förderdurchgang wird als erster Förderdurchgang 117 bezeichnet.
  • Wenn die zweite Druckwalze 108 auf die zweite Stellung umgeschaltet wird, wird die zweite Druckwalze 108 durch ein gut bekanntes Mittel in Richtung des Pfeils W gedreht, das heißt, die zweite Druckwalze 108 wird in die Stellung der zweiten Druckwalze 108b bewegt. Unter den oben genannten Bedingungen wird das Aufzeichnungsblatt 106 in Richtung des Pfeils P befördert und tritt durch den ersten Walzenspaltabschnitt 102a hindurch. Dann wird das Aufzeichnungsblatt 106 vom äußeren Umfang der Heizwalze 101 getrennt und in den vorderen Endabschnitt 106b eingeführt. Dieser Aufzeichnungsblatt-Förderdurchgang wird als zweiter Förderdurchgang 118 bezeichnet.
  • Wenn das Aufzeichnungsblatt 106 im ersten Förderdurchgang 117 befördert wird, wird es an zwei Walzenspaltabschnitten an die Heizwalze 101 gedrückt und die äußere Umfangsfläche der Heizwalze 102 entlang befördert. Demzufolge wird das Aufzeichnungsblatt 106 mit einer großen Wärmemenge beaufschlagt, und Toner wird vollständig fixiert und gepresst. Daher wird Toner vollständig miteinander vermischt und zur Gestalt eines dünnen Films geformt, der keine Korngrenzen aufweist, und die Tonerschichtoberfläche wird glatt wie die Oberfläche eines Spiegels. Demzufolge war es, wenn das Tonerbild auf einem transparenten Blatt fixiert wurde, möglich, eine hochgradige Transparenz vorzusehen. Wenn das Tonerbild auf einem Blatt aus glattem Papier fixiert wurde, war es möglich, ein Bild mit hohem Glanz vorzusehen, und ein Unterschied zwischen dem Glanz des Aufzeichnungsblattes und dem Glanz des Bildes war gering. Um ein hochgradig glänzendes Bild auf einem Blatt aus rauem Papier zu formen, unter dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Gestaltungsqualität und auch unter dem Gesichtspunkt des Gerechtwerdens der Vorliebe eines Benutzers, wurde ein Bild auf ein Blatt aus rauem Papier fixiert. Infolgedessen war es möglich, ein Bild mit hohem Glanz auf dem Blatt aus rauem Papier von niedrigem Glanz zu formen.
  • Wenn das Aufzeichnungsblatt 106 im zweiten Förderdurchgang 118 transportiert wird, wird es nur an einem walzenspaltpunkt gegen die Heizwalze 1 gedrückt. Daher wird Toner in einen halbfixierten Zustand versetzt, wobei er jedoch auf dem Aufzeichnungsblatt 106 ausreichend fixiert werden kann. Im oben genannten Zustand enthält die Tonerschicht eine Reihe von Hohlräumen, und die Oberfläche der Tonerschicht ist äußerst unregelmäßig, so dass der Glanz des Bildes niedrig ist. Folglich war, wenn das Tonerbild auf einem Blatt aus rauem Papier fixiert wurde, ein Unterschied zwischen dem Glanz des Aufzeichnungsblattes und dem Glanz des aufgezeichneten Bildes gering. Um ein Bild von niedrigem Glanz auf einem Blatt aus glattem Papier zu bilden, wurde ein Tonerbild auf dem Blatt aus glattem Papier fixiert. Infolgedessen war es möglich, ein Bild von niedrigem Glanz auf dem Blatt aus glattem Papier von hohem Glanz zu bilden.
  • Wenn ein Aufzeichnungsblatt im zweiten Förderdurchgang 118 transportiert wurde, wurde das Aufzeichnungsblatt mit einer geringen Wärmemenge beaufschlagt. Daher war es, wenn ein Tonerbild auf einem Briefumschlag oder einer Postkarte fixiert wurde, möglich, ein hervorragendes fixiertes Bild, das weder Falten noch eingerollte Stellen aufwies, vorzusehen.
  • Bezug nehmend auf die schematische Darstellung aus 8 werden oben die Anordnung und der Betrieb eines anderen Beispiels der vorliegenden Erfindung erläutert. Gemäß der in 8 dargestellten Anordnung konnte, auch wenn das Aufzeichnungsblatt 106 am Walzenspalt 102a oder 108a infolge des Auftretens eines Staus angehalten wurde, das Aufzeichnungsblatt 106 problemlos entfernt werden, wenn die zweite Druckwalze 108 in die Stellung 108b geschwungen wurde.
  • In diesem Zusammenhang sollte festgehalten werden, dass die Anordnung der Fixiervorrichtung des Bildformapparats der vorliegenden Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen, die in 5 bis 8 abgebildet sind, beschränkt ist.
  • Beispielsweise kann die folgende Anordnung verwendet werden. In den in 5 bis 7 dargestellten Anordnungen wird kurzfristig bestimmt, dass ein Briefumschlag oder eine Postkarte veranlasst wird, durch einen rechten Endabschnitt des Walzenspalts 102a in der axialen Richtung durchzutreten. Die zweite Druckwalzengruppe 104, welche dem rechten Endabschnitt des Walzenspalts 102a in der axialen Richtung entspricht, wird nicht über die Länge eines Briefumschlags oder einer Postkarte mit der Heizwalze 101 in Kontakt gebracht. Auf Grund des Vorhergesagten tritt, solange die bewegliche Führung 103 nicht von der ersten in die zweite Stellung umgeschaltet wird, der Briefumschlag oder die Postkarte nur durch den Walzenspaltabschnitt 102a, und ein Aufzeichnungsblatt, welches länger als der Briefumschlag oder die Postkarte ist, wird veranlasst, durch die Walzenspaltabschnitte 102a, 104a und 105a zu treten.
  • Wenn die oben genannte Anordnung im Fall des abwechselnden Fixierens von Briefumschlägen oder Postkarten und A4-Blättern verwendet wird, ist es nicht erforderlich, die Stellung der beweglichen Führung 103 umzuschalten. Demzufolge wird es möglich, abwechselnd Aufzeichnungsblätter und Briefumschläge oder Postkarten mit hoher Geschwindigkeit zuzuführen.
  • Auf dieselbe Weise kann, wenn die zweite Druckwalze 108 dazu gebracht wird, mit der Heizwalze 101 in Druckkontakt zu kommen, derart, dass sie in der in 8 dargestellten Anordnung nicht mit einem Briefumschlag oder einer Postkarte in Kontakt gebracht werden kann, dieselbe Wirkung erzielt werden.
  • In den in 5 bis 7 dargestellten Anordnungen sind die zweite Druckwalzengruppe 104, die Heizwalze 101, die erste Druckwalze 102 und die dritte Druckwalze 105 derart angeordnet, dass sie sich in der Längsrichtung über eine Strecke fortsetzen, die länger als die maximale Breite des maximal großen Aufzeichnungsblattes 106 ist. Auf Grund der vorhin dargelegten Anordnung wird, wenn das maximal große Aufzeichnungsblatt 106 fixiert wird, die gesamte Breite des Aufzeichnungsblattes 106 gleichmäßig mit den Walzenspaltabschnitten 102a, 104a, 105a in Kontakt gebracht, so dass die Tonerschicht gleichmäßig erhitzt, fixiert und zusammengedrückt werden kann. Folglich ist es, wenn ein transparentes Blatt als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet wird, um ein Tonerbild auf dem transparenten Blatt zu fixieren, möglich, eine gleichmäßige Transparenz auf dem gesamten transparenten Blatt zu erhalten. Wenn das Tonerbild auf einem Blatt Papier fixiert wird, ist es möglich, einen gleichmäßigen Glanz auf dem gesamten Blatt Papier zu erhalten.
  • Auf dieselbe Weise, wie oben beschrieben wird, sind bei der in 8 dargestellten Anordnung die Heizwalze 101, die erste Druckwalze 102 und die zweite Druckwalze 108 derart angeordnet, dass sie sich in der Längsrichtung über eine Strecke fortsetzen, die länger als die maximale Breite des maximal großen Aufzeichnungsblattes 106 ist. Auf Grund der vorhin dargelegten Anordnung ist es, wenn ein transparentes Blatt als Aufzeichnungsblatt 106 verwendet wird, um ein Tonerbild auf dem transparenten Blatt zu fixieren, möglich, eine gleichmäßige Transparenz auf dem gesamten transparenten Blatt zu erhalten. Wenn das Tonerbild auf einem Blatt Papier fixiert wird, ist es möglich, einen gleichmäßigen Glanz auf dem gesamten Blatt Papier zu erhalten.
  • Ferner können die vorhin genannten Ausführungsformen kombiniert und in den Bildformapparat eingegliedert werden, wie aus 9 hervorgeht. Die in 9 dargestellte Fixiervorrichtung wird derart gebildet, dass die bewegliche Führung 103 in 7 in die in 1 dargestellte Fixiervorrichtung eingegliedert ist. Ähnliche Funktionsweisen und Wirkungen, welche in den vorhin genannten Ausführungsformen beschrieben wurden, können auch bei dieser Ausführungsform realisiert werden.
  • Bei der Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden die erste und die dritte Walze zwangsangetrieben, so dass die Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze höher als die der ersten Walze ist. Daher ist die Transportgeschwindigkeit unabhängig von der Papierdicke, den Oberflächenbedingungen der zweiten und der dritten Walze, beispielsweise den Ölbeschichtungsbedingungen, und der Temperatur der ersten, der zweiten und der dritten Walze stabil, und somit wird eine Verschlechterung der Fixier/Befestigungs-Leistung vermieden. Darüber hinaus werden keine Falten und keine Staus verursacht.
  • Ferner kann durch geeignetes Regeln einer Reibungskraft zwischen der jeweiligen Walze und dem Papier ein geeigneter Schlupf im ersten und im zweiten Walzenspaltabschnitt entsprechend dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Durchhangs des Papiers zwischen dem ersten und dem zweiten Walzenspaltabschnitt verursacht werden. Demzufolge wird das Bild nicht durcheinander gebracht.
  • Die zweite Walze kann auch zwangsangetrieben werden. Demzufolge ist, auch wenn das Papier, selbst wenn dieses dick und von großer Größe (breit) ist, transportiert wird, eine Bremskraft durch die zweite Walze wirksam, so dass die Freiheit bei einer Auswahl der Oberflächenmaterialien und der Oberflächenrauheit erhöht wird. Gute Wartbarkeit, hohe Dauerhaftigkeit und eine erhöhte Anzahl von Fixiervorgängen können innerhalb der Fixiervorrichtung erzielt werden.
  • Ferner kann ein zweiter Druck am zweiten Walzenspaltabschnitt niedriger als ein erster Druck am ersten Walzenspaltabschnitt sein. Gemäß dem Ausdruck (9) wird ein Bereich, für welchen die Reibungskoeffizienten gelten, vergrößert. Daher wird eine große Freiheit bei der Auswahl der Oberflächenmaterialien, der Ölbeschichtungsbedingungen, der Ölarten und der Ölviskositäten ermöglicht, und die Offset-Leistung verbessert.
  • Ferner sehen, wie oben beschrieben wird, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Bildformapparat vor, in welchem ein Tonerbild auf einem Aufzeichnungsblatt geformt und auf diesem fixiert wird, wenn Toner durch eine Fixiervorrichtung erhitzt wird, und die Fixiervorrichtung umfasst: eine Mehrzahl von Walzenspaltabschnitten, die zusammengesetzt sind aus Heizgliedern und Druckgliedern; und ein Umschaltmittel zum Umschalten der Anzahl von Walzenspaltabschnitten, durch welche das Aufzeichnungsblatt durchtritt. Demzufolge können ferner die folgenden Wirkungen von der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden.
  • Es ist möglich, ein fixiertes Tonerbild zu erhalten, dessen Farbgebungsqualität hoch ist.
  • Es ist möglich, ein fixiertes Tonerbild zu erhalten, dessen Transparenz hoch ist, wenn ein Bild auf einem transparenten Blatt fixiert wird.
  • Es ist möglich, eine kompakte Fixiervorrichtung zu erhalten, deren Verarbeitungsgeschwindigkeit hoch ist, wobei die oben genannten Punkte erfüllt werden.
  • Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Umschaltmittel entsprechend den Größeninformationen, den Materialinformationen, den Farbmodusinformationen und den Glanzinformationen eines Aufzeichnungsblattes umgeschaltet. Daher ist es möglich, für alle Arten von Aufzeichnungsblättern die geeignetste Fixierbedingung auszuwählen.
  • Es ist möglich, die Bildung eines fixierten Bildes zu realisieren, dessen Glanz ähnlich dem Glanz eines Aufzeichnungsblattes ist, das heißt, es ist möglich, ein Bild zu erhalten, auf welchem niemand ein Gefühl eines Missverhältnisses empfindet.
  • Das Fixieren erfolgt sogar auf einem speziellen Aufzeichnungsblatt wie einem Briefumschlag oder einer Postkarte sowie auf einem Blatt Papier ohne das Verursachen von eingerollten Stellen und Falten.
  • Es ist möglich, ein hervorragendes transparentes Bild auf einem transparenten Blatt mit derselben hohen Geschwindigkeit wie jener beim Fixieren eines Tonerbildes auf einem Blatt aus normalem Papier zu fixieren.
  • Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Druckglied beweglich ausgebildet und wird als Umschaltmittel verwendet. Daher können folgende Wirkungen vorgesehen werden.
  • Beim Auftreten eines Blattstaus kann das Aufzeichnungsblatt problemlos ergriffen werden, und der Wartungskomfort der Fixiervorrichtung ist hoch. Es ist möglich, ein fixiertes Tonerbild mit verschiedenen Glanzwerten auf verschiedenen Arten von Aufzeichnungsblättern zu formen. Daher können die folgenden Wirkungen vorgesehen werden.
  • Es ist möglich, ein hervorragendes fixiertes Tonerbild entsprechend der Art eines Aufzeichnungsblattes unter dem Gesichtspunkt des Gerechtwerdens der Vorliebe eines Benutzers und der Verbesserung der Gestaltung eines Bildes zu erhalten.

Claims (20)

  1. Fixiervorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium, umfassend: eine erste Walze (1) zum Erhitzen des Aufzeichnungsmediums (12); eine zweite Walze (2), die gegen die erste Walze (1) gedrückt wird, um dazwischen einen ersten Walzenspaltabschnitt zu bilden; und eine dritte Walze (3), die gegen die erste Walze (1) gedrückt wird, um dazwischen einen zweiten Walzenspaltabschnitt zu bilden, wobei das Aufzeichnungsmedium durch den ersten und den zweiten Walzenspaltabschnitt hindurchtritt, wobei folgende Bedingung erfüllt wird: M1 + M1' > M3 > M1'M1: Reibungskraft zwischen einer Oberfläche der ersten Walze (1) und dem Aufzeichnungsmedium (12) im ersten Walzenspaltabschnitt; M1': Reibungskraft zwischen der Oberfläche der ersten Walze (1) und dem Aufzeichnungsmedium (12) im zweiten Walzenspaltabschnitt, und M3: Reibungskraft zwischen einer Oberfläche der dritten Walze (3) und dem Aufzeichnungsmedium (12) im zweiten Walzenspaltabschnitt, wobei die erste und die dritte Walze (1, 3) zwangsangetrieben werden, so dass eine Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze (3) höher als jene der ersten Walze (1) ist.
  2. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Walze (2) zwangsangetrieben wird, so dass eine Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Walze (2) niedriger als jene der ersten Walze (1) ist.
  3. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein zweiter Druck am zweiten Walzenspaltabschnitt niedriger als ein erster Druck am ersten Walzenspaltabschnitt ist.
  4. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die folgende Bedingung erfüllt wird: V1 < V3 ≤ 1, 05 × V1V1: Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze (1), und V2: Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze (3).
  5. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die folgende Bedingung erfüllt wird: V1 < V3 ≤ 1, 05 × V1 0,95 × V1 ≤ V2 ≤ V1V1: Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze (1), V2: Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Walze (2), und V3: Umfangsgeschwindigkeit der dritten Walze (3).
  6. Fixiervorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend: ein Umschaltmittel (103) zum Umschalten der Anzahl von Walzenspaltabschnitten (102a, 105a), durch welche das Aufzeichnungsmedium (106) hindurchtritt.
  7. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um je nachdem, ob das Tonerbild, welches auf dem Aufzeichnungsmedium (106) gebildet wird, einfarbig oder mehrfarbig ist, umzuschalten.
  8. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um entsprechend dem Material des Aufzeichnungsmediums (106) umzuschalten.
  9. Fixiervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um entsprechend einer Größe des Aufzeichnungsmediums (106) umzuschalten.
  10. Fixiervorrichtung. gemäß Anspruch 6, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um entsprechend dem Glanz eines Bildes, welches fixiert wurde, umzuschalten.
  11. Bildformapparat, umfassend: eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium, umfassend: eine Heizwalze (101) zum Erhitzen eines Aufzeichnungsmediums (106); eine erste Druckwalze (102), die gegen die Heizwalze (101) gedrückt wird, um dazwischen einen ersten Walzenspaltabschnitt (102a) zu bilden; eine zweite Druckwalze (104), die gegen die Heizwalze (101) gedrückt wird, um dazwischen einen zweiten Walzenspaltabschnitt (104a) zu bilden; und ein Umschaltmittel (103), welches zwischen der ersten und der zweiten Druckwalze (102, 104) in einem Transportweg eines Aufzeichnungsmediums angeordnet ist, wobei das Umschaltmittel (103) die Anzahl der Walzenspaltabschnitte (102a, 104a), durch welche das Aufzeichnungsmedium (106) hindurchtritt, umschaltet; wobei folgende Bedingung erfüllt wird: M1 + M1' > M3 > M1'M1: Reibungskraft zwischen einer Oberfläche der Heizwalze (101) und dem Aufzeichnungsmedium (106) im ersten Walzenspaltabschnitt (102a), M1': Reibungskraft zwischen der Oberfläche der Heizwalze (101) und dem Aufzeichnungsmedium (106} im zweiten Walzenspaltabschnitt (104a), und M3: Reibungskraft zwischen einer Oberfläche der ersten Druckwalze (102) und dem Aufzeichnungsmedium (106) im zweiten Walzenspaltabschnitt (104a), wobei die Heizwalze und die zweite Druckwalze (101, 104) zwangsangetrieben werden, so dass eine Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Druckwalze (104) höher als jene der Heizwalze (101) ist, wobei der Bildformapparat weiterhin Blattzufuhrmittel (112) zum Zuführen von Blättern Papier zur Fixiervorrichtung umfasst.
  12. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei die erste Druckwalze (102) zwangsangetrieben wird, so dass eine Umfangsgeschwindigkeit der ersten Druckwalze (102) niedriger als jene der Heizwalze (101) ist.
  13. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei ein zweiter Druck am zweiten Walzenspaltabschnitt (104a) niedriger als ein erster Druck am ersten Walzenspaltabschnitt (102a) ist.
  14. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei folgende Bedingung erfüllt wird: V1 < V3 ≤ 1,05 × V1V1: Umfangsgeschwindigkeit der Heizwalze (101), und V3: Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Druckwalze (104).
  15. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei folgende Bedingung erfüllt wird: V1 < V3 ≤ 1,05 × V1 0,95 × V1 ≤ V2 ≤ V1V1: Umfangsgeschwindigkeit der Heizwalze (101), V2: Umfangsgeschwindigkeit der ersten Druckwalze (102), und V3: Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Druckwalze (104).
  16. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei das Umschaltmittel (103) eine bewegliche Führung (103) umfasst, die auf eine erste und eine zweite Position eingestellt wird; und wobei das Aufzeichnungsmedium (106) mittels der beweglichen Führung (103) vom ersten zum zweiten Walzenspaltabschnitt (102a, 104a) geführt wird, wenn diese auf die erste Position eingestellt ist, und wobei das Aufzeichnungsmedium (106) veranlasst wird, nur durch den ersten Walzenspaltabschnitt (102a) zu treten, wenn die bewegliche Führung (103) auf die zweite Position eingestellt ist.
  17. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um je nachdem, ob das Tonerbild, welches auf dem Aufzeichnungsmedium (106) gebildet wird, einfarbig oder mehrfarbig ist, umzuschalten.
  18. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um entsprechend dem Material des Aufzeichnungsmediums (106) umzuschalten.
  19. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um entsprechend einer Größe des Aufzeichnungsmediums (106) umzuschalten.
  20. Bildformapparat gemäß Anspruch 11, wobei das Umschaltmittel (103) ausgebildet ist, um entsprechend dem Glanz eines Bildes, welches fixiert wurde, umzuschalten.
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