DE69738252T2

DE69738252T2 - System zum Aufbringen von Fixieröl auf einer Schmelzfixiereinheit

Info

Publication number: DE69738252T2
Application number: DE69738252T
Authority: DE
Inventors: Bart c/o Agfa-Gevaert N.V. IIE 3811 Diels
Original assignee: Punch Graphix International NV
Current assignee: Xeikon Manufacturing NV
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2017-03-15
Also published as: JPH10260602A; DE69738252D1; US5987293A; EP0864941B1; EP0864941A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung für eine elektrographische (Farb-) Druckvorrichtung in der z. B. zwei Bilder auf beide Seiten eines Empfangselements in einem Schritt fixiert werden können.
Stand der Technik
Bei einer elektrographischen Schwarzweißdruckmaschine wird ein photoleitfähiges Element auf ein im Wesentlichen gleichmäßiges Potential aufgeladen, um die Oberfläche davon zu sensibilisieren. Der geladene Teil des photoleitfähigen Elementes wird bildweise exponiert. Das Aussetzen des geladenen photoleitfähigen Elements einer Bestrahlung zerstreut selektiv die Ladung darauf in den bestrahlten Gebieten. Als ein Ergebnis wird ein elektrostatisch gebundenes Bild auf dem photoleitfähigen Element entsprechend der Informationsgebiete, die in dem Originaldokument, das wiedergegeben werden soll, enthalten sind, aufgenommen. Nachdem das elektrostatisch gebundene Bild auf dem photoleitfähigen Element aufgenommen wurde, wird das gebundene Bild entwickelt, indem eine geladene Tonerbürste damit in Kontakt gebracht wird. Ein entwickeltes Tonerbild wird auf dem photoleitfähigen Element gebildet. Das Tonerbild kann nachfolgend in einem oder mehreren Schritten auf ein Empfangselement übertragen werden. Das Empfangselement, das das Tonerbild trägt wird dann erwärmt, um das Tonerbild daran dauerhaft in einer Bildanordnung zu fixieren. Ein Tonerbild kann auch erhalten werden, indem andere elektrografische Systeme verwendet werden. Beim direkten elektrostatischen Drucken zum Beispiel regulieren schaltbare Lochelektroden bildweise die Übertragung des Toners durch den Druckkopf auf das Empfangsmedium. Mehrfarbiges elektrophotografisches Drucken ist im Wesentlichen identisch mit dem Schwarzweißdruck, der im Vorhergehenden beschrieben wurde. Jedoch werden anstatt ein einzelnes gebundenes Bild auf der photoleitfähigen Fläche zu bilden, sukzessive gebundene Teilbilder entsprechend verschiedenen Farben darauf aufgezeichnet. Beginnend mit Farbtrennungsinformationen, die durch Scannen oder Berechnen eines Bildes gemäß dem Additivfarbsystem unter Verwendung von rot, grün und blau (RGB) erhalten wurden, werden die Teilbilddarstellungsdaten berechnet, um ein elektrostatisch gebundenes Bild zu erhalten, das bevorzugt mit einem Toner des Subtraktionsfarbsystems unter Verwendung von magentafarbenem, gelbem und cyanfarbenem Toner entwickelt wird. Dieser Vorgang wird an der Bild-bildenden Station wiederholt oder an mehreren Bild-bildenden Stationen für die jeweiligen Subtraktionsfarbentoner (YMC) vervielfacht durchgeführt. Ein viertes Bild, das schwarzen Toner verwendet, kann vorgesehen werden, um eine bessere Bildwiedergabe zu erreichen. Jedes einzelne Farbkomponententonerbild wird zu dem Empfangselementbogen bei einer überlagerten Farbdeckung mit dem vorhergehenden Tonerbild übertragen, wodurch ein mehrschichtiges Tonerbild auf dem Empfangselement erzeugt wird. Danach wird das mehrschichtige Tonerbild dauerhaft an dem Empfangselement fixiert, wodurch eine Farbkopie oder ein Druck erzeugt wird.
Die Fixierung wird normalerweise durch eine Fixiervorrichtung, die zwei Druckwalzen aufweist, die Druck auf das Empfangselement ausüben, das zwischen die Walzen eingeführt wird, ausgeführt. Auf Grund des Drucks wird der Toner verdichtet und haftet an dem Empfangselement. Normalerweise ist wenigstens eine der Walzen beheizt, um zu verursachen, dass der Toner schmilzt, was ein schnelles Fixieren der Kopie mit hoher Qualität bewirkt. Dadurch wird eine Fixiervorrichtung mit hohem Durchsatz zur Verfügung gestellt. Ein Problem hierbei besteht darin, dass geschmolzener Toner nicht nur an dem Empfangselement haftet, sondern auch dazu neigt, an den Fixierwalzen zu haften, die Druck und Wärme auf das Empfangselement ausüben. Dies verursacht ein Verschmutzen der Walzen mit der Folge von Bildqualitätsmängeln bei Kopien, die nachfolgend gemacht werden.
Um diese Probleme zu vermeiden und um einen gleichmäßigen Druck auszuüben, werden die Fixierwalzen normalerweise aus Gummi hergestellt, das eine geringe Affinität zu der Tonerzusammensetzung aufweist. Um die Tonerablagerung auf den Walzen weiter zu verringern wird ein Trennmittel auf die Fixierwalzen appliziert. Dies ist normalerweise ein Typ von Silikonfixieröl, das eine dünne Schicht auf den Fixierwalzen bildet. Dieses Öl wird normalerweise auf die Fixierwalze durch eine Walze zum Auftragen von Kontaktöl aufgetragen, auf die ein gleichmäßiger Ölfilm durch einen Ölapplikator und eine Dosierklinge aufgebracht wird. Das Öl stellt sicher, dass kein Toner an der Fixierwalze fest haftet. Solch ein System ist in der US-A-5 504 566 beschrieben, wobei ein System zum Auftragen von Öl eine doppelte Dosierklinge verwendet. Jedoch wird ein kleiner Teil des Öls, das auf die Fixierwalze aufgetragen wird auch auf die fertige Kopie übertragen, die in der Fixiervorrichtung fixiert wird. Dieser dünne Ölfilm hat einen Glanz zur Folge, der in der fertigen Kopie sichtbar ist.
Diese Ölablagerung hat auch eine Veränderung der Menge an Öl zur Folge, das auf den Fixierwalzen vorhanden ist, sogar wenn eine frische Versorgung vorgesehen ist. Um gute Tonerablagerungseigenschaften zu erzielen, soll die Menge an Öl auf den Fixierwalzen auf einem bestimmten Niveau gehalten werden. Ein weiteres Problem tritt auf, wenn die Dicke des Ölfilms, der auf die Kopie aufgebracht ist, sich über eine Seite ändert. Diese sichtbare Änderung vom Glanz hat eine verschlechterte Bildqualität für den Betrachter zur Folge. Um diesen Problemen zu begegnen, soll eine schnelle Änderung der Ölfilmdicke vermieden werden. Es kann erkannt werden, dass immer noch ein Bedarf für eine bessere Steuerung des Silikonölauftrags besteht, um gute Ablagerungseigenschaften und eine hohe Bildqualität zu erhalten.
Wenn die Fixiervorrichtung betätigt wird, ohne dass gerade Kopien fixiert werden, stellt das System zum Auftragen von Öl sicher, dass ein Maximum an Öl auf die Fixierwalzen aufgebracht wird.
Wenn die Fixiervorrichtung verwendet wird, um eine Endlospapierbahn zu fixieren, verringert sich der Ölfilm auf den Walzen mit jeder Umdrehung bis ein Minimalwert erreicht ist. In diesem Moment ist die Menge an Öl, die auf dem Papier abgelagert ist, gleich der Menge an Öl, die durch das Auftragungssystem zugeführt wurde. Dieser Maximum- und Minimalwert kann berechnet und gemessen werden. Normale Kopier- oder Druckvorgänge jedoch können nicht für beide Situationen verglichen werden. Zwischen den Kopien nimmt die Menge an Öl auf den Walzen zu, während sie abnimmt, wenn ein Bogen durch den Walzenspalt geführt wird. Diese Abnahme ist nicht kontinuierlich, da die Länge des Papierbogens normalerweise größer als der Umfang der Fixierwalze ist. Während der ersten Umdrehung der Fixierwalze in Kontakt mit dem führenden Teil des Empfangsbogens ist die Fixierwalze vollständig mit Öl versehen und eine bestimmte Menge an Öl wird auf das Papier übertragen. Während der zweiten Umdrehung der Fixierwalze in Kontakt mit dem zweiten Teil des Empfangspapiers ist weniger Öl auf der Walze und eine geringere Menge an Öl wird auf das Papier übertragen. Während weiterer Umdrehungen verringert sich die Ölmenge auf der Walze auf einen Minimalwert. Der Übergang zwischen zwei Bereichen, die eine unterschiedliche Ölbedeckung aufweisen, geschieht stufenweise, für den Betrachter klar sichtbar.
Ein weiteres Problem, das auftritt, ist die Tatsache, dass mehrere Systeme, die Dosierklingen oder -klappen verwenden, Verschleiß an den Fixierwalzen auf Grund der Gleitberührung verursachen.
Ein System zum Auftragen von Öl in einer Fixiervorrichtung ist normalerweise nur für die Walze vorgesehen, die das Tonerbild berührt. Bisher wurde kein System zum Auftragen von Öl zum Fixieren einer doppelseitigen Kopie vorgesehen, bei der zwei Tonerbilder auf beiden Seiten von der Empfangsschicht gleichzeitig fixiert werden.
Es ist die japanische Patentveröffentlichung JP 03418584 (Canon Inc.) bekannt, die eine Fixiervorrichtung offenbart, um ein fertig fixiertes Bild glänzend zu machen, um die Übertragungsfähigkeit zu verbessern und die Klebrigkeit eines Basismaterials, die durch überschüssiges Trennmittel verursacht wird, zu eliminieren, wenn das Basismaterial ein OHP-Bogen (OHP sheet) ist. Die Vorrichtung weist eine beheizte Walze und eine Gegenwalze, die sich damit in Berührung befindet, zwischen denen das Basismaterial hindurch verläuft, auf. Ein System zum Auftragen von Öl, das eine Walze zum Auftragen aufweist, wird mit Berührung mit der beheizten Walze vorgesehen, um Öl darauf aufzubringen. Eine einstellbare Klinge berührt die Walze zum Auftragen, um die Menge an Öl, die der beheizten Walze zugeführt wird, entsprechend der Beschaffenheit des Basismaterials zu steuern.
Ferner ist die japanische Patentveröffentlichung JP 05127555 (Canon Inc.) bekannt, die eine Fixiervorrichtung beschreibt, bei der das Auftreten des Phänomens von Ablagerungen eines Aufnahmematerials auf eine Druckrolle eingeschränkt wird. Die Vorrichtung weist eine Heizwalze auf, um das Tonerbild auf einer Seite von einem Aufnahmematerial zu berühren und eine Kontaktwalze, zwischen denen das Aufnahmematerial hindurch verläuft. Ein System zum Auftragen von Öl, das eine Walze zum Auftragen aufweist, wird mit Kontakt mit der Heizwalze vorgesehen, um eine gesteuerte Menge von Silikonöl darauf aufzubringen. Die Ölmenge, die auf die Heizwalze aufgetragen wird beträgt 0,02 g bis 0,1 g pro DIN A4 Seite.
Zielsetzung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine (Doppel-) Fixiereinheit zur Verfügung zu stellen, die ein System zum Auftragen von Öl aufweist, das eine geeignete Versorgung von Fixieröl zu dem Fixiersystem zur Verfügung stellt, um eine gute Bildqualität zu erhalten. Weitere Ziele und Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wärmedruckfixiervorrichtung zum Fixieren eines stromleitenden Toners auf einem Empfangselement zur Verfügung gestellt, welches mindestens ein Tonerbild auf mindestens einer Seite trägt, mit:

– mindestens einer Fixierwalze zum Berühren des zu fixierenden Tonerbildes,
– einem System zum Auftragen von Öl, welches einen Applikator zum Berühren der Fixierwalze zum Auftragen von Fixieröl auf die Fixierwalze enthält,

_i+1

_i

Das System zum Auftragen von Öl weist bevorzugt eine Walze zum Auftragen von Öl auf, welche die Fixierwalze berührt und das Fixieröl auf die Fixierwalze aufträgt.
Um eine gleichmäßige Ölverteilung und eine geringe Variation in der Ölbedeckung weiter zu verbessern, ist die Fixierwalze bevorzugt mit mindestens einer Ölkompensationswalze in Kontakt mit der Fixierwalze versehen.
Um eine noch bessere Steuerung der Menge an aufgetragenem Öl zu erzielen, können Mittel zur gesteuerten Aufhebung des Kontaktes zwischen der Walze zum Auftragen von Öl und der Fixierwalze vorgesehen werden.
Weitere Verbesserungen können erzielt werden, indem Mittel zur gesteuerten Aufhebung des Kontaktes zwischen der Kompensationswalze und der Fixierwalze vorgesehen werden.
Besonders bevorzugt weist die Berührung der Fixierwalze mit dem System zum Auftragen von Öl und/oder der Kontakt der Fixierwalze mit der Kompensationswalze Wälzberührungen innerhalb der aktiven Fixierbreite auf. Dies verhindert übermäßige Schäden an der Fixierwalze.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Auftragen von Öl zwei Metallwalzen zur Abgabe von Fixieröl von der Ölwanne an die Walze zum Auftragen von Öl mit einer Gummioberfläche auf. Diese Oberfläche kann erhalten werden, indem eine Gummihülse auf dem Walzenkern angebracht wird oder der Kern mit einer Gummioberfläche unter Verwendung von verschiedenen Beschichtungsverfahren beschichtet wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Kompensationswalze einen Kontakt mit einem Reinigungssystem, das eine Reinigungswalze in Kontakt mit der Kompensationswalze zum Aufnehmen von Verunreinigungen, die durch die Kompensationswalze aufgenommen wurden, und optional eine Reinigungsklinge, die die Reinigungswalze berührt, um Verunreinigungen von der Reinigungswalze zu entfernen, aufweist, auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Doppelfixieren vorgesehen, bei der die Fixierwalze eine erste Fixierwalze ist, wobei die Vorrichtung eine zweite für eine zweite Fixierwalze zum Berühren eines Tonerbildes aufweist, welches auf der gegenüberliegenden Seite des Empfangselements aufgetragen wird, und die zweite Fixierwalze die erste Fixierwalze berührt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei:
1 ist eine diagrammartige Darstellung einer Ausführungsform einer Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Kompensationswalze.
2 ist eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Fixiervorrichtung mit einer Reinigungswalze und einer Reinigungsklinge.
3 ist eine diagrammartige Darstellung einer Doppelfixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine diagrammartige Darstellung einer Ausführungsform einer Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Empfangsbogen 1, der ein Tonerbild auf seiner oberen Seite trägt, wird in den Spaltbereich 4 der beiden Fixierwalzen geführt. Die Fixierstation ist mit einer beheizten Fixierwalze 2 und einer Druckwalze 3 versehen. Der Bogen 1 verläuft durch den Spalt 4, der durch die Fixierwalze 2 und die Druckwalze 3 gebildet ist. Das Tonerbild berührt die Fixierwalze 2 und durch den Druck und die Wärme schmilzt der Toner und wird auf dem Empfangsbogen 1 fixiert. Darauf folgend wird der Bogen 1 in einer Aufnahmeeinrichtung gesammelt.
Bei einer spezifischen Ausführungsform besteht die Heizwalze 2, die einen Durchmesser von 73,5 mm aufweist, aus einem Aluminiumkern mit einer Dicke von 4,25 mm und weist eine Gummibeschichtung mit 2,5 mm Gummi, das einen Härtewert von 40 Shorehärte A (40 Shore A) aufweist, auf. Die Gummibeschichtung besteht aus drei Lagen:

– Kern aus versteiftem Silikongummi
– eine Übergangsschicht
– eine äußere Schicht aus reinem unversteiftem Silikongummi.

Der Kern der Fixierwalze 2 kann aus verschiedenen Materialien, wie z. B. Kupfer, Eisen, Aluminium, Nickel, rostfreier Stahl, usw. hergestellt sein. Im Inneren des Kerns befindet sich ein Heizelement, das die Wärme für den Fixiervorgang zuführt. Das Heizelement besteht aus einer Wolfram-Quarz-Lampe, die eine Infrarotstrahlung zur Verfügung stellt, wenngleich viele alternative Heizelemente im Stand der Technik bekannt sind. Ein Heizen kann alternativ mittels eines internen Heizmittels, eines externen Heizmittels oder einer Kombination von Beidem durchgeführt werden.
Die Fixierwalze 2 berührt die Druckwalze 3. Beide bilden einen Spalt 4, wo genügend Wärme und Druck auf den Empfangsbogen 1 appliziert werden kann, so dass das Tonerbild auf dem Bogen 1 fixiert werden kann.
Um zu verhindern, dass sich Toner auf der Oberfläche der Fixierwalze 2 ablagert, wird ein System zum Auftragen von Ablöseöl 5, das die Fixierwalze 2 berührt, vorgesehen.
Das System zum Auftragen von Öl umfasst eine Ölwanne 6, Ölzuführwalzen 7 und 8 und die Walze 9 zum Auftragen von Öl, die das Öl auf die Fixierwalze 2 aufträgt. Bei einer Ausführungsform weist die Walze 9 zum Auftragen von Öl einen Durchmesser von 30 mm auf und besteht aus einem Stahlkern mit einem Außendurchmesser von 15 mm, einer Schicht von 6 mm Schaumgummi und einer äußeren Schicht von 1,5 mm aus Silikongummi. Um eine gleichmäßige konstante Dicke von Öl auf der Walze 9 zum Auftragen sicherzustellen, kann eine Dosierklinge 10 vorgesehen sein.
Es wurde festgestellt, dass keine Ölzunahme genau vor dem Spalt 15 der Walze 9 zum Auftragen und der Fixierwalze 2 auftritt. Die gesamte Summe von

1) der Menge an Öl, die durch die Walze 9 zum Auftragen zugeführt wird und
2) die gesamte Menge an Öl, die sich auf der Fixierwalze 2 genau vor der Walze 9 zum Auftragen befindet,

15

1) der Walze 9 zum Auftragen und
2) der Fixierwalze 2

Somit ist: ti + h = ti+1 + h'wobei

t_i: = die Menge an Öl auf der Fixierwalze 2 bei Position 44 vor der Berührung mit dem System zum Auftragen von Öl 5 ist und gleich der Menge an Öl ist, die auf der Fixierwalze 2 nach der Berührung mit dem Empfangsbogen 1 während der vorhergehenden Drehung verblieben ist.
t_i+1: = Menge an Öl auf der Fixierwalze 2 bei Position 43 nach der Berührung mit dem System zum Auftragen von Öl 5.
h: = Menge an Öl auf der Walze 9 zum Auftragen bei Position 41 vor der Berührung mit der Fixierwalze 2.
h': = Menge an Öl, die durch die Walze 9 zum Auftragen bei Position 42 nach der Berührung mit der Fixierwalze 2 zurückgehalten wird.

Die vorher genannten Mengen an Öl können angegeben werden in:

– Filmdicke (μm) oder
– Masse/Flächeneinheit (μg/Flächeneinheit) oder
– Volumen/Flächeneinheit (μl/Flächeneinheit).

Alle diese Werte stehen zueinander in einer linearen Beziehung.
Der Ölübertragungskoeffizient zwischen der Walze 9 zum Auftragen und der Fixierwalze 2 kann angegeben werden als:
Dies ist ein Wert, der die relative Affinität von dem Fixieröl zu der Walze 9 zum Auftragen und der Fixierwalze 2 beim Vorgang des Auftragens von dem Öl darstellt.
Der Ölübertragungskoeffizient C der Walze 9 zum Auftragen zu der Fixierwalze 2 weist einen Wert von nicht mehr als 0,5 auf, während h bei dieser Ausführungsform typischerweise einen Wert von etwa 0,7 μm Ölfilmdicke auf der Walze 9 zum Auftragen beträgt.
Um eine Abschätzung der Menge an Fixieröl, das auf der Fixierwalze verfügbar ist, durchzuführen, können die nachfolgenden Berechnungen durchgeführt werden:

– Wenn die Fixiereinheit betätigt wird, ohne dass tatsächlich ein Bogen fixiert wird, wird die Ölbedeckung des Systems aufgebaut, bis ein Maximum erreicht ist. Es kann erkannt werden, dass das Gleichgewicht beim Maximalwert mit den folgenden Gleichungen beschrieben werden kann: ti+1 = ti (2)da keine Ölfilmdickenvariationen auf der Fixierwalze 2 auftreten. Wird t_i aus der Gleichung (1) aufgelöst, ergibt sich die folgenden Gleichung:
es kann aus der obigen Gleichung (3) berechnet und durch Substitution der Gleichung (2) bestimmt werden, dass:
– Da die vollständig beölte Fixierwalze zuerst den Bogen 1 berührt, wird ein Teil des Öls auf der Fixierwalze 2 auf das Empfangspapier 1 übertragen.

Ein ähnlicher Übertragungskoeffizient A kann für den Fixierwalzen/Papier-Kontakt definiert werden, obwohl der unfixierte Empfangsbogen 1 nichts zu der Menge an Öl, das sich im Spalt 4 von der Fixierwalze 2 und dem Empfangsbogen 1 befindet, beiträgt.
wobei

t_p: = Die Menge an Öl ist, die durch die Vorderseite 16 des Empfangsbogens 1, der die Fixierwalze 2 berührt, zurückgehalten wird.
t_i+1: = Die Menge an Öl auf der Fixierwalze 2 an der Position 43 nach der Berührung mit dem System 5 zum Auftragen von Öl ist.

Der Wert für A beträgt typischerweise etwa 0,72 abhängig von der Papierart, die in dem Drucker/Kopierer verwendet wird.
Nach der ersten Berührung der Fixierwalze mit dem Empfangsbogen, der fixiert werden soll, kann die Menge an Öl t_1,i, die auf der Fixierwalze 2 an der Position 44 verbleibt, durch Kombination der Formeln (4) und (5) bestimmt werden:
wobei

t_1,i: = Die Menge an Öl ist, die auf der Fixierwalze 2 an der Position 44 nach der Berührung mit dem Bogen 1 während der ersten Drehung zurückbleibt.
A: = Ölübertragungskoeffizient der Berührung von Fixierwalze/Papier.

– Wenn eine konstante Fixierung durchgeführt wird (vorausgesetzt, es ist eine Endlosbahn von Empfangsmaterial 1 vorhanden) verringert sich die Ölbedeckung der Fixierwalze 2 bis ein Minimum in einem stabilen dynamischen System erreicht ist. Beim Gleichgewicht im Minimum ist die Ölbedeckung von dem Papier gleich der Ölaufnahme durch die Fixierwalze 2, da: ti+1 = ti + tp und durch Substitution der Formeln (3) und (5) folgt:
– Wenn die Variation der Ölbedeckung der Fixierwalze 2 an der Position 43 nach der Berührung mit dem System 5 zum Auftragen von Öl vor der ersten Berührung mit der Empfangsschicht 1 während der ersten Drehung der Fixierwalze 2 bis zu der zweiten Drehung der Fixierwalze 2 in Betracht gezogen wird, kann festgelegt werden, dass:
für die erste Drehung und durch Kombination der Formeln (6) und (1) kann berechnet werden, dass:
für die zweite Drehung, wobei

t_1,i+i

= die Menge an Öl ist, die auf der voll beladenen Fixierwalze 2 an der Position 43 während der ersten Drehung der Fixierwalze 2 vor der Berührung mit dem Papier vorhanden ist.

t_2,i+1

= die Menge an Öl ist, die auf der Fixierwalze 2 an der Position 43 während der zweiten Drehung der Fixierwalze 2 vor der Berührung mit dem Papier vorhanden ist.

Es kann berechnet werden, dass das Verhältnis t_2,i+1/t_1,i+1 von verfügbarem Öl auf der Fixierwalze 2 für die erste Drehung zu dem verfügbaren Öl auf der Fixierwalze 2 während der zweiten Drehung an einer Position 43 durch die folgenden Gleichung gegeben ist: t2,i+1/t1,i+i = 1 – A × C (10)
Es wurde beobachtet, dass wenn C kleiner oder gleich 0,5 ist, keine sichtbare Variation der Ölbedeckung auf dem fertigen Druck sichtbar wird, was eine hohe Einschätzung der Bildqualität durch den Betrachter zur Folge hat.
Bei einer Ausführungsform wird das Öl zu der Walze zum Auftragen 9 mittels zweier Walzen 7 und 8 zugeführt, die das Öl aus der Ölwanne 6 aufnehmen. Eine Dosierklinge 10, die die Walze 9 zum Auftragen von Öl berührt, reguliert die Zufuhr von frischem Öl zu der Fixierwalze 2.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fixiereinheit zusätzlich eine Kompensationswalze 11, die die Fixierwalze 2 berührt. Dies ermöglicht eine weitere Reduzierung der Variation der Ölbedeckung des Kopierbogens. Wenn die Fixiereinheit betätigt wird, während kein Bogen hindurchgeführt wird, bildet die Kompensationswalze 11 eine Versorgung mit Fixieröl. Die maximale Ölkapazität der Kompensationswalze 11 hängt von der relativen Affinität des Fixieröls zu der Fixierwalze 2 und der Kompensationswalze 11 ab. Nach mehreren Umdrehungen wird ein maximaler Wert der Ölspeicherung erreicht. Wenn die tatsächliche Fixierung von Tonerbildern erfolgt, verringert sich die Menge an Öl auf der Fixierwalze und die Kompensationswalze führt das gespeicherte Öl allmählich zurück und hilft die Variation der Ölbedeckung der Fixierwalze und den sichtbaren Variationen der Bedeckung mit Öl auf dem Kopierbogen zu verringern.
Eine zweite Ausführungsform der Fixiereinheit wird im Zusammenhang mit 2 beschrieben. Eine nahezu identische Fixiereinheit wird zur Verfügung gestellt, die eine Ölwanne 6, Ölzuführwalzen 7 und 8 aus Metall, eine Walze 9 zum Auftragen, eine Fixierwalze 1, eine Druckwalze 3 und eine Kompensationswalze 11 aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Reinigungsabschnitt 12 an der Kompensationswalze 11 vorgesehen, der folgendes umfasst:

– eine Reinigungswalze 13, die die Kompensationswalze 11 berührt und die Verunreinigungen von der Kompensationswalze aufnimmt, die von der Fixierwalze 2 während des Bildfixiervorgangs aufgesammelt wurden.
– Eine Reinigungsklinge 14, die die Reinigungswalze 13 berührt und die Verunreinigungen, die sich auf der Reinigungswalze 13 angesammelt haben, abkratzt.

Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform berühren die Teile, die die Fixierwalze berühren, diese bevorzugt drehend. Es sind keine Gummi- oder Abkratzelemente vorhanden. Dies ermöglicht eine längere Lebensdauer der Fixierwalze 2. Die Walzen, die die Fixierwalze 2 berühren, werden normalerweise durch separate Antriebsmittel angetrieben. Eine noch weitere Verringerung des Verschleißes, der durch die Drehgeschwindigkeitsunterschiede verursacht wird, kann erreicht werden, wenn die sich berührenden Walzen durch die Fixierwalze 2 selbst durch einen Reibkontakt angetrieben werden. Diese Geschwindigkeitsunterschiede können zwischen sich berührenden Walzen auftreten.
3 zeigt eine Doppelfixiereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei einer Doppelkopiervorrichtung trägt der Empfangsbogen 1 ein Tonerbild auf beiden Seiten. Diese Ausführungsform ist in der Lage, beide Tonerbilder gleichzeitig durch die Fixiereinheit zu fixieren. Anstelle von einer Fixierwalze 2 und einer Druckwalze 3, sind zwei Fixierwalzen 2, 22 vorgesehen, die jeweils eine Seite des Kopierbogens 1 berühren. Beide Fixierwalzen 2, 22 können mit einem im Wesentlichen identischen Ölversorgungssystem 5, 25 versehen sein. Jede der Fixierwalzen 2, 22 kann auch mit einer Kompensationswalze 11, 31 versehen sein, die beide optional mit einem Reinigungssystem 12, 32 versehen sein können. Das Reinigungssystem 12, 32 von jedem der Kompensationswalzen 11, 31 kann eine Reinigungswalze als auch optional eine Reinigungsklinge aufweisen. Auf diese Weise wird eine ausgeglichene Ölversorgung für beide Fixierwalzen 2, 3 zur Verfügung gestellt.
Wenn sich die Systeme zum Auftragen von Öl 5, 25 in einem unausgeglichenen Zustand befinden, und wenn die Fixiereinheit betätigt wird, ohne dass Papier hindurchgeführt wird, wird die Ölwanne z. B. 6 des Systems, das das meiste Öl aufträgt, Öl verlieren, während die Ölwanne 26, des Systems, das am Wenigsten Öl aufträgt, über die sich berührenden Fixierwalzen 2, 22 das verlorene Öl aufnehmen und es zurück in die Ölwanne 26 fördern, die mehr und mehr Öl aufnimmt und eventuell überlaufen wird.
Ein Überlaufen kann vermieden werden, indem überschüssiges Öl zurück in den Haupttank, der das Fixieröl enthält, zurückgeführt wird. Das überschüssige Öl wird dann wiederaufbereitet, um es erneut zu verwenden. Optional kann ein Schritt von einem Filtern auf das zurückfließende Öl appliziert werden.
Andere Lösungen können gefunden werden, um den vorher genannten Ölpumpeffekt zu verringern. Die Drehgeschwindigkeit der Fixierwalzen 2, 22 kann verringert werden, wenn kein Empfangbogen 1 hindurchgeführt wird. Ein anderes Verfahren umfasst die Unterbrechung der Verbindungsleitung zwischen den zwei Ölwannen. Dies kann erreicht werden, indem wenigstens eines der Systeme 5, 25 zum Auftragen von Öl zurückgezogen wird. Sogar ein Umschalten auf einen Zustand ohne Berührung der zwei Fixierwalzen 2, 22 führt zu der Unterbrechung des Pumpeffektes des nicht ausgeglichenen Systems zum Auftragen von Öl.

Claims

Wärmedruckfixiervorrichtung zum Fixieren eines stromleitenden Toners auf einem Empfangselement (1), welches mindestens ein Tonerbild auf mindestens einer Seite trägt, mit: – mindestens einer Fixierwalze (2) zum Berühren des zu fixierenden Tonerbildes, – einem System (5) zum Auftragen von Öl, welches einen Applikator (9) zum Berühren der Fixierwalze (2) zum Auftragen von Fixieröl auf die Fixierwalze (2) enthält, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ölübertragungskoeffizient C des Systems (5) zum Auftragen von Öl zur Fixierwalze (2) nicht höher als 0,5 ist, wobei der Ölübertragungskoeffizient C, welcher die relative Affinität des Fixieröls zur Fixierwalze darstellt, als
definiert ist, wobei t_i+1 = die Menge an Öl auf der Fixierwalze nach der Berührung mit dem System zum Auftragen von Öl ist; t_i = die Menge an Öl auf der Fixierwalze vor der Berührung mit dem System zum Auftragen von Öl ist und der Menge an Öl gleicht, welche nach der Berührung mit dem Empfangsblatt während der vorhergehenden Drehung auf der Fixierwalze übrig bleibt; h = die Menge an Öl auf dem Applikator vor der Berührung mit der Fixierwalze ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Applikator des Systems (5) zum Auftragen von Öl eine Walze (9) zum Auftragen von Öl aufweist, welche die Fixierwalze (2) berührt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche zudem mindestens eine Ölkompensationswalze (11) in Kontakt mit der Fixierwalze (2) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche zudem eine Einrichtung zur gesteuerten Aufhebung des Kontaktes zwischen dem System (5) zum Auftragen von Öl und der Fixierwalze (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, welche zudem eine Einrichtung zur gesteuerten Aufhebung des Kontaktes zwischen der Kompensationswalze (11) und Fixierwalze (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Berührung der Fixierwalze (2) mit dem System (5) zum Auftragen von Öl Wälzberührungen enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Berührung der Fixierwalze (2) mit der Kompensationswalze (11) Wälzberührungen enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das System (5) zum Auftragen von Öl eine Ölwanne (6) und zwei Metallwalzen (7, 8) zur Abgabe des Fixieröls von der Ölwanne (6) an die Walze (9) zum Auftragen von Öl mit einer Gummioberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einem Reinigungssystem (12), wobei das Reinigungssystem Folgendes aufweist: – eine Reinigungswalze (13) in Berührung mit der Kompensationswalze (11) zum Aufnehmen von Verunreinigungen, welche durch die Kompensationswalze (11) gesammelt werden, – optional eine Reinigungsklinge (14), welche die Reinigungswalze (13) berührt, um Verunreinigungen von der Reinigungswalze (13) zu entfernen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Verwendung bei der Doppelfixierung, wobei die Fixierwalze eine erste Fixierwalze (2) ist, die Vorrichtung ein zweites Ölzuführungssystem (25) für eine zweite Fixierwalze (22) zum Berühren eines Tonerbildes aufweist, welches auf der gegenüberliegenden Seite des Empfangselements (1) getragen wird, und die zweite Fixierwalze (22) die erste Fixierwalze (2) berührt, wenn sie nicht das Empfangselement berührt.