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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Schmelzfixiervorrichtung,
wie sie einem elektrofotografischen Gerät unter Verwendung eines elektrofotografischen
Prozesses, wie einem Kopiergerät,
einem Faxgerät
und einem Drucker, verwendet wird, genauer gesagt, eine Schmelzfixiervorrichtung,
wie sie in einem elektrofotografischen Vollfarbengerät verwendet
wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Für
eine Schmelzfixiervorrichtung, wie sie in einem elektrofotografischen
Gerät,
wie einem Kopiergerät und
einem Drucker verwendet wird, wird allgemein ein Heizwalzen-Schmelzverfahren
verwendet. Gemäß dem Heizwalzen-Schmelzverfahren
wird ein Aufzeichnungsblatt, auf dem ein nicht aufgeschmolzenes
Tonerbild erzeugt wurde, durch einen Raum zwischen einem Paar von
Walzen geführt,
die erwärmt
und gegeneinander gedrückt
werden, wodurch das Tonerbild aufgeschmolzen und auf dem Aufzeichnungsblatt
fixiert wird. Jedoch zeigt das Heizwalzen-Schmelzverfahren ein Problem
dahingehend, dass leicht ein sogenannter Offseteffekt auftritt,
bei dem der auf dem Aufzeichnungsblatt aufgeschmolzene Toner an
den Walzen anhaftet. Die Häufigkeit
des Offseteffekts ist bei einem elektrofotografischen Farbgerät besonders
hoch, da ein Farbtoner schlechte Formtrenneigenschaften im Vergleich
zu herkömmlichem
schwarzem Toner aufweist.
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Daher wird, um den Offseteffekt zu
verhindern, ein Offsetverhinderungsmittel mit kleiner Oberflächenenergie,
wie sie Silikonöl,
im Wesentlichen auf die gesamte Walzenoberfläche der bei derzeitigen elektrofotografischen
Geräten
verwendeten Schmelzfixiervorrichtung aufgetragen, insbesondere bei
elektrofotografischen Farbgeräten.
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Unter Bezugnahme auf die 14 wird nun eine typische Ölauftragevorrichtung
erläutert,
wie sie für eine
Schmelzfixiervorrichtung dieses Typs verwendet wird.
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Die Ölauftragevorrichtung verfügt über eine Ölauftragewalze 61,
einen Ölauftragefilz 62,
eine Ölbegrenzungsschneide 68,
einen Ölbehälter 69 usw.
Der Ölauftragefilz 62 ist
auf solche Weise vorhanden, dass sein oberes Ende mit der Ölauftragewalze 61 in
Berührung
steht und sein unteres Ende in das im Ölbehälter 69 aufbewahrtes Öl 70 eingetaucht
ist. Der Ölauftragefilz 62 hebt
das Öl 70 im Ölbehälter 69 durch
Kapillarwirkung an und trägt
dasselbe auf die gesamte Oberfläche
der Ölauftragewalze 61 auf.
Die Ölbegrenzungsschneide 68 wird
mit einem bestimmten Ruck gegen die Ölauftragewalze 61 gedrückt, und
sie kratzt überschüssiges Öl ab, so
dass eine bestimmte Ölmenge
gleichmäßig über die
Oberfläche
der Ölauftragewalze 61 verteilt
aufgetragen wird. Das so nivellierte Öl wird einem Druckkontaktabschnitt
H zwischen der Ölauftragewalze 61 und
der Schmelzwalze 51 auf die Letztere übertragen und auf die gesamte
Oberfläche
der Schmelzwalze 51 aufgebracht.
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Wie es z. B. in der Offenlegung Nr.
111963/1983 (Tokukaisho Nr. 58-111963) zu einer japanischen Patentanmeldung
offenbart ist, wird ein poröses
Material auf Fluorbasis (z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), wie GORETEX® von
W. L. Gore Inc.) als Material für
den Ölauftragevorrichtungfilz 62 vorgeschlagen,
um die Menge an zugeführtem Öl zu verringern.
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Jedoch bestehen bei der herkömmlichen Ölauftragevorrichtung
die folgenden fünf
Probleme.
- ((1)) Wenn der Toner an der Oberfläche der
Schmelzwalze 51 anhaftet (nachfolgend wird dieser Effekt
als Offset bezeichnet), haftet der Toner auch über die Ölauftragewalze 61 am Ölauftragefilz 62 an.
Wenn dies geschieht, werden die Poren des aus einem porösen Material
auf Fluorbasis bestehenden Ölauftragefilzes 62 mit
dem Toner verstopft, und infolge dessen kann der Ölauftragefilz 62 das Öl nicht
mehr an die Ölauftragewalze 61 liefern.
- ((2)) Die Menge des auf die Ölauftragewalze 63 aufgetragenen Öls variiert
abhängig
von der Oberflächenrauhigkeit
derselben. Das heißt,
dass dann, wenn die Oberflächenrauhigkeit
der Ölauftragewalze 61 klein ist,
eine kleinere Menge an Öl über den
Kantenabschnitt der Ölbegrenzungsschneide 68 hinaus
mitgeführt wird,
so dass die Menge des auf die Ölauftragewalze 61 aufgetragenen Öls abnimmt;
andererseits nimmt die Menge des aufgetragenen Öls zu, wenn die Oberflächenrauhigkeit
der Ölauftragewalze 61 groß ist. Bei der
herkömmlichen Ölauftragevorrichtung
nimmt die Oberflächenrauhigkeit der Ölauftragewalze
61 im Gebrauch ab, da die Ölbegrenzungsschneide 68 wiederholt über die Ölauftragewalze 61 gleitet.
Demgemäß nimmt
die Menge des aufgetragenen Öls
schließlich über die
Lebensdauer der Schmelzfixiervorrichtung ab, was schließlich zu
einem Offset oder dergleichen führt.
Umgekehrt wird, wenn das Öl
mit ausreichender Menge zugeführt
wird, um den Offset über
die Lebensdauer hinweg zu verhindern, das Öl zu Beginn der Lebensdauer übermäßig zugeführt, wodurch
die Menge an gebrauchtem Öl
in unerwünschter
Weise zunimmt.
- ((3)) Die Menge des auf die Ölauftragewalze 61 aufgetragenen Öls variiert
auch abhängig
vom Presskontaktdruck im Randabschnitt der Ölbegrenzungsschneide 68 gegen
die Ölauftragewalze 61.
Das heißt,
dass umso mehr Öl
aufgetragen wird, je niedriger der Presskontaktdruck ist, wohingegen
umso weniger Öl
aufgetragen wird, je höher
derselbe ist.
Bei der herkömmlichen Ölauftragevorrichtung
ist der Presskontaktdruck der Ölbegrenzungsschneide 68 im Allgemeinen
wegen der Verbiegung derselben und der Verbiegung der Ölauftragewalze 61 in
ihren Längsrichtungen
in jedem Endabschnitt im Allgemeinen höher als im zentralen Abschnitt.
Demgemäß variiert
die Menge des aufgetragenen Öls
in der Längsrichtung.
Wenn das Öl
auf die oben genannte Weise ungleichmäßig aufgetragen wird, tritt
ein Bildmangel auf, wie nicht konstanter Glanz und unerwünschte Übertragungsvariationen
eines OHP.
- ((4)) Da der Ölauftragefilz 62,
die Ölbegrenzungsschneide 68 und
dergleichen gegen die Ölauftragewalze 61 gedrückt werden,
ist das Antriebsmoment für
diese so groß,
dass sie zwangsweise angetrieben werden muss. Jedoch ist es schwierig,
die Ölauftragewalze 61 auf
stabile Weise anzutreiben, und sie beginnt leicht entsprechend der
Antriebszahnweite in Bezug auf die Schmelzwalze 51 zu schwingen.
Im Ergebnis wird das Öl
nahe dem Antriebszahnrad entsprechend der Antriebszahnweite ungleichmäßig aufgetragen
(dieser Effekt wird nachfolgend als Ölstreifenbildung bezeichnet).
Wenn das Öl
auf die obige Weise ungleichmäßig aufgetragen
wird, tritt ein Bildmangel auf, wie nicht konstanter Glanz.
- ((5)) Offset tritt auf, wenn die Menge des aufgetragenen Öls zu klein
ist. Andererseits verbleibt, wenn zu viel Öl aufgetragen wird, in einem
Zyklus der Schmelzwalze 51 ein Bildabschnitt als Memoryeffekt
auf einem Aufzeichnungsblatt zurück
(nachfolgend wird dieser Effekt als Ölgeisterbild bezeichnet). Ein Ölgeisterbild tritt
aus dem folgenden Grund auf. Öl
wird nämlich
im Toner im Bildabschnitt absorbiert, dagegen nicht im Nicht-Bildabschnitt,
was zu beträchtlichen
Mengenschwankungen des Öls über die
Schmelzwalze 51 hinweg führt. Wenn sich unter diesen
Bedingungen die Schmelzwalze 51 einmal dreht und das Öl erneut
durch die Ölauftragewalze 61 aufgetragen
wird, sind die dadurch hervorgerufenen Mengenschwankungen nicht beseitigt
und das Öl
wird immer noch ungleichmäßig aufgetragen,
was das Ölgeisterbild
hervorruft. Das Ölgeisterbild
bewirkt einen Bildmangel, wie nicht konstanten Glanz und unerwünschte Transmissionsschwankungen
eines OHP.
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JP-A-63174079 und JP-A-63174080 offenbaren
beide eine Trennmittel-Beschichtungsvorrichtung mit einer Zuführeinrichtung
aus Fluorharzfasern.
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US-A-4,309,957 offenbart eine Schmelzfixiervorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, mit einer Verbundstoff-Zuführeinrichtung, die über zwei Überzugsschichten
aus Teflon verfügt,
die auf eine Trägerschicht
aus Nylon aufgebracht sind. Bei dieser Schmelzfixiervorrichtung
besteht ein Trennfluid, das auf ein Kopierblatt übertragen wird, aus Silikonöl, und die
Menge desselben liegt im Bereich von 3 l bis 32 ml und ferner ungefähr 60 und
63 ml.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung,
eine Schmelzfixiervorrichtung zu schaffen, die ein Formtrennmittel auf
stabile Weise an eine Schmelzwalze liefern kann.
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Um diese Aufgabe zu lösen, ist
durch die Erfindung eine Schmelzfixiervorrichtung geschaffen, wie
sie im Anspruch 1 spezifiziert ist. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine Schmelzfixiervorrichtung ist
mit Folgendem versehen: einer Schmelzeinrichtung zum Aufschmelzen
eines nicht-aufgeschmolzenen Tonerbilds auf ein Aufzeichnungsmaterial
durch Erwärmen
und Druckausübung;
und einer Zuführeinrichtung
zum Zuführen
von Silikonölen
als Formtrennmittel zur Schmelzeinrichtung, wobei eine die Schmelzeinrichtung
berührende
Fläche
der Zuführeinrichtung
aus Fluorharzfasern besteht, wobei die Zuführeinrichtung über eine
Deckfaserschicht aus Fluorharzfasern und einer Trägerfaserschicht
verfügt,
wobei die Deckfaserschicht auf einer Fläche der Trägerfaserschicht vorhanden ist
und die Trägerfaserschicht
aus Aramidfasern besteht, wobei die Zuführeinrichtung das Silikonöl der Schmelzeinrichtung
zuführt, so
dass diese das Silikonöl
mit einer Menge im Bereich von 10 mg bis 20 mg, einschließlich, pro
Aufzeichnungsmaterial der Größe A4 auf
eine Aufzeichnungsfläche
des Aufzeichnungsmaterials aufträgt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der Schmelzfixiervorrichtung kann mit Folgendem versehen sein: einer
Auftrageeinrichtung zum Auftragen von Silikonöl auf eine Schmelzfläche der
Schmelzeinrichtung zum Entfernen von auf der Schmelzfläche anhaftendem
Toner, wobei die Fläche
der Zuführeinrichtung
die Auftrageeinrichtung an Stelle der Schmelzeinrichtung berührt.
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Gemäß den obigen Anordnungen wird
auf einem Aufzeichnungsmaterial wie einem Papierblatt, das zur Schmelzeinrichtung,
wie einer Schmelzwalze, transportiert wird, ein nicht-aufgeschmolzenes
Tonerbild erzeugt, so dass das nicht-aufgeschmolzene Tonerbild darauf
aufgeschmolzen wird. Ferner wird das Formtrennmittel, d. h. Silikonöl, von der
mit dem Schmelzabschnitt in Berührung
stehenden Vorführeinrichtung
an die Schmelzeinrichtung geliefert. Wenn die Auftrageeinrichtung
zwischen der Zuführeinrichtung
und der Schmelzeinrichtung vorhanden ist, wird das Formtrennmittel
von der Zuführeinrichtung über die
Auftrageeinrichtung an die Schmelzeinrichtung geliefert und auf
diese aufgetragen. Daher ist die Schmelzeinrichtung oder die Auftrageeinrichtung
so angeordnet, dass sie den Zuführabschnitt
berührt.
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So kann der nicht-aufgeschmolzene
Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial über die Schmelzeinrichtung
oder die Auftrageeinrichtung, die die Schmelzeinrichtung berührt, an
der Zuführeinrichtung
anhaften. Unter diesen Bedingungen kann, wenn eine beträchtliche
Tonermenge an der Zuführeinrichtung
anhaftet, das Silikonöl
nicht in stabiler Weise zugeführt
werden, solange nicht eine Gegenmaßnahme ergriffen wird. Demgemäß besteht,
gemäß der obigen
Anordnung, die Oberfläche
der Zuführeinrichtung,
die mit der Schmelzeinrichtung oder der Auftrageeinrichtung in Berührung steht,
aus Fluorharzfasern. Bei Ausbildung auf diese Weise tritt selbst
dann, wenn die Berührungsfläche mit
Toner verschmutzt wird, kein Verstopfen auf, und das Silikonöl kann zugeführt werden,
solange nicht die Berührungsfläche vollständig mit
Toner bedeckt ist. So wurde es möglich,
das Silikonöl über die
Gesamtlebensdauer der Schmelzfixiervorrichtung auf stabile Weise
zuzuführen.
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Für
ein vollständigeres
Verständis
der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen Bezug zu nehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine beispielhafte Anordnung
einer Schmelzfixiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht, die schematisch eine andere beispielhafte Anordnung
einer Schmelzfixiervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Anordnung der
Schmelzfixiervorrichtung der 1 oder 2 zeigt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Ölauftragewalze zeigt, die in
der Schmelzfixiervorrichtung der 1 oder 2 mit einer Schmelzwalze
in Kontakt steht;
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5 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines die Schmelzfixiervorrichtung
der 1 verwendenden Laserdruckers
zeigt;
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6 ist
ein Kurvenbild, das Mengenschwankungen von durch ein Ölauftrage-Filzmaterial aufgetragenem Öl über die
gesamte Alterung bei kontinuierlichem Durchlauf von Blättern zeigt;
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7 ist
ein Kurvenbild, das Mengenschwankungen des aufgetragenen Öls abhängig von
einer Änderung
der Oberflächenrauhigkeit
einer Ölauftragewalze über die
Gesamtlebensdauer bei kontinuierlichem Durchlauf von Blättern zeigt;
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8 ist
eine Ansicht zum Erläutern
eines Oberflächenzustands
der Ölauftragewalze
nach einer Polierbehandlung;
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9(a) ist
eine Ansicht zum Erläutern
eines Falls, in dem die Polierbehandlung an der Ölauftragewalze in einer Vorwärtsrichtung
in Bezug auf eine Ölbegrenzungsschneide
ausgeführt
wird;
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9(b) ist
eine Ansicht zum Erläutern
eines Falls, in dem die Polierbehandlung an der Ölauftragewalze in einer Rückwärtsrichtung
in Bezug auf eine Ölbegrenzungsschneide
ausgeführt
wird;
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10(a) ist
ein Kurvenbild, das Verteilungen der Menge aufgetragenen Öls und der
Oberflächenrauhigkeit
bei einem Vergleichsbeispiel zeigt, bei dem die Ölauftragewalze auf solche Weise
poliert ist, dass die Oberflächenrauhigkeit
in jedem Endabschnitt größer als
im zentralen Abschnitt ist;
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10(b) ist
ein Kurvenbild, das Verteilungen der Menge aufgetragenen Öls und der
Oberflächenrauhigkeit
für den
Fall zeigt, dass die Ölauftragewalze
auf solche Weise poliert wird, dass die Oberflächenrauhigkeit sowohl in jedem
Endabschnitt als auch im zentralen Abschnitt gleich ist;
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11 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines Hauptteils
einer Schmelzfixiervorrichtung gemäß einer anderen beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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12 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Schmelzfixiervorrichtung
gemäß noch einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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13(a) ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Schmelzfixiervorrichtung
zeigt, bei der ein Ölauftragefilz
direkt eine Schmelzwalze berührt;
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13(b) ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Schmelzfixiervorrichtung
zeigt, bei der der Ölauftragefilz
direkt mit einem Schmelzband in Berührung steht; und
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14 ist
eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer herkömmlichen
Schmelzfixiervorrichtung zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform 1
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 erläutert die folgende Beschreibung
eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schmelzfixiervorrichtung
in einem monochromen Laserdrucker als Beispiel eines elektrofotografischen
Geräts
verwendet, jedoch besteht für
die Anwendung der Schmelzfixiervorrichtung keine Beschränkung auf
einen Laserdrucker.
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Wie es in der 5 dargestellt ist, verfügt der Laserdrucker
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform über einen
Blattzuführabschnitt 10,
eine Bilderzeugungsvorrichtung 20, einen Laserscanabschnitt 30 und
eine Schmelzfixiervorrichtung 50.
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Beim auf die obige Weise aufgebauten
Laserdrucker wird jedes Blatt P vom Blattzuführabschnitt 10 zur
Bilderzeugungsvorrichtung 20 transportiert. Die Bilderzeugungsvorrichtung 20 erzeugt
auf Grundlage eines vom Laserscanabschnitt 30 emittierten
Laserstrahls 34 ein Tonerbild, und sie überträgt das so erzeugte Tonerbild
auf das als Aufzeichnungsmaterial transportierte Papierblatt P.
Das Blatt P, auf das Tonerbild übertragen
wurde, wird weiter zur Schmelzfixiervorrichtung 50 transportiert,
so dass das Tonerbild auf ihm fixiert wird. Schließlich wird
das Blatt P mit dem darauf aufgeschmolzenen Tonerbild durch Blatttransportrollen 41 und 42,
die stromabwärts
entlang der Richtung vorhanden sind, in der das Blatt P ausgehend
von der Schmelzfixiervorrichtung 50 transportiert wird,
zur Außenseite
des Geräts
ausgegeben. Kurz gesagt, wird jedes Blatt P von einer Blattzuführschale 10 zur
Bilderzeugungsvorrichtung 20 und weiter zur Schmelzfixiervorrichtung 50 auf
einem Weg transportiert, der in der Zeichnung durch einen Pfeil
G gekennzeichnet ist, und es wird zur Außenseite des Geräts ausgegeben.
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Der Blattzuführabschnitt 10 verfügt die Blattzuführschale 11,
eine Blattzuführrolle 12,
eine Blatttrenn-Reibungsplatte 13, eine Druckausübungsfeder 14,
ein Blatterfassungs-Stellglied 15, einen Blatterfassungssensor 16 und
eine Steuerschaltung 17.
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Bei Ausgabe eines Druckbefehls werden
die auf die Blattzuführschale 11 aufgelegten
Blätter
P nacheinander Blatt für
Blatt durch die Aktionen der Blattzuführrolle 12, der Blatttrenn-Reibungsplatte 13 und
der Druckausübungsfeder 14 in
den Drucker geliefert. Jedes so zugeführte Blatt P drückt das
Blatterfassungs-Stellglied 15 herunter, woraufhin der Blatterfassungssensor 16 ein
elektrisches Signal ausgibt, das das Durchlaufen des Blatts P als
Befehl zum Starten des Bilddruckvorgangs mitteilt. Die Steuerschaltung 17 wird durch
die Wirkung des Blatterfassungs-Stellglieds 15 aktiviert,
und sie sendet ein Bildsignal an eine Laserdioden-Emissionseinheit 31 im
Laserscanabschnitt 30, um dadurch die Ein/Aus-Aktion der
Laserdiode zu steuern.
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Der Laserscanabschnitt 30 verfügt über die
Laserdioden-Emissionseinheit 31, einen Scanspiegel 32, einen
Scanspiegelmotor 33 sowie Reflexionsspiegel 35, 36 und 37.
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Der Scanspiegel 32 wird
durch den Scanspiegelmotor 33 so angetrieben, dass er sich
mit einer schnellen, konstanten Geschwindigkeit dreht. Anders gesagt,
scannt, in der 5, der
Laserstrahl 34 einen fotoempfindlichen Körper 21 (der
unten beschrieben wird) rechtwinklig in Bezug auf die Zeichenebene
ab. Der von der Laserdioden-Emissionseinheit 31 emittierte
Laserstrahl 34 wird durch die Reflexionsspiegel 36, 35 und 37 reflektiert
und auf den fotoempfindlichen Körper 21 gestrahlt.
Hierbei belichtet der Laserstrahl 34 den fotoempfindlichen
Körper 21 selektiv
auf Grundlage der Ein/ Aus-Information von der Steuerschaltung 17.
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Die Bilderzeugungsvorrichtung 20 verfügt über den
fotoempfindlichen Körper 21,
eine Übertragungswalze 22,
ein Ladeelement 23, eine Entwicklungswalze 24,
eine Entwicklungseinheit 25 und eine Reinigungseinheit 26.
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Die Bilderzeugungsvorrichtung 20 erzeugt,
unter Verwendung des Laserstrahls 34, durch selektives Entladen
der Oberflächenladungen
auf dem fotoempfindlichen Körper 21,
der durch das Ladeelement 23 vorab aufgeladen wurde, ein
elektrostatisches, latentes Bild. Der für die Entwicklung verwendete
Toner ist in der Entwicklungseinheit 25 gelagert. Der durch
entsprechendes Rühren
in der Entwicklungseinheit 25 geladene Toner haftet an
der Oberfläche
der Entwicklungswalze 24 an. Demgemäß kann auf dem fotoempfindlichen
Körper 21 durch
die Wirkung des elektrischen Feldes, das auf Grund einer Entwicklungsvorspannung
erzeugt wird, die an die Entwicklungswalze 24 angelegt
wird und des Oberflächenpotenzials
des fotoempfindlichen Körpers 21, ein
dem elektrostatischen, latentes Bild entsprechendes Tonerbild erzeugt
werden.
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Das vom Blattzuführabschnitt 10 als
Aufzeichnungsmaterial transportierte Blatt P wird vorwärts transportiert,
während
es durch den fotoempfindlichen Körper 21 und
die Übertragungswalze 22 eingebettet
ist. Dann wird der Toner auf dem fotoempfindlichen Körper 21 elektrisch
an das Blatt P angezogen und er wird durch die Wirkung des elektrischen
Felds, das durch eine an die Übertragungswalze 22 angelegte Übertragungsspannung
entsteht, darauf übertragen.
Toner, der nicht übertragen
wurde, wird durch die Reinigungseinheit 26 gesammelt.
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Anschließend wird das Blatt P zur Schmelzfixiervorrichtung 50 transpor tiert.
Dann werden durch eine Druckausübungswalze 52 und
die Schmelzwalze 51, die als Schmelzeinrichtung dient und
auf 175°C
gehalten wird, ein angemessener Druck bzw. eine angemessene Temperatur
auf das Blatt P übertragen,
woraufhin der Toner auf dem Blatt P geschmolzen und fixiert wird,
um dadurch auf stabile Weise ein Bild zu erzeugen.
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Dann wird das Blatt P durch die Blatttransportrolle 41 und 42 weiter
transportiert und zur Außenseite des
Geräts
ausgegeben.
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Als Nächstes wird die Schmelzfixiervorrichtung 50,
die das für
die Erfindung charakteristische Merkmal ist, unter Bezugsnahme auf
die 1 bis 3 detailliert erläutert. Die 1 und 2 sind schematische Schnittansichten
der erfindungsgemäßen Schmelzfixiervorrichtung 50,
und die 3 ist eine schematische
perspektivische Ansicht einer Ölauftragevorrichtung.
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Die Schmelzwalze 51 besteht
aus einem Hohlkernmaterial 51a aus Aluminium, das mit einer
Formtrennschicht 51b aus Silikonkautschuk beschichtet ist.
Die Druckausübungswalze 52 besteht
aus einem Kernmaterial 52a aus rostfreiem Stahl, das mit
einer elastischen Schicht 52b aus Silikonkautschuk beschichtet
ist. Die Druckausübungswalze 52 wird
durch eine nicht dargestellte Druckausübungseinrichtung mit einem
bestimmten Druck gegen die Schmelzwalze 51 gedrückt. Innerhalb
der Schmelzwalze 51 ist eine Heizerlampe 53 vorhanden,
die die Oberfläche
der Schmelzwalze 51 auf eine bestimmte Temperatur (hier
150°C) erwärmt.
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Eine Ölauftragevorrichtung 60 verfügt über eine Ölauftragewalze 61,
einen Ölauftragefilz 62,
einen Ölsammelfilz 63,
eine Filzhalteplatte 64, Filzhalteplatte-Lagerachsen 65a und 65b,
Druckausübungsfedern 66a und 66b,
eine Ölbegrenzungsschneide 67,
einen Ölbehälter 68 und
einen Halterahmen 69. Der Ölbehälter 68 ist mit Öl 70 in
Form von Demethylsilikonöl
(KF-96 von Shin-Etsu
Chemical Co., Ltd.) gefüllt.
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Die als Auftrageeinrichtung dienende Ölauftragewalze 61 besteht
aus einem Kernmaterial 61a aus rostfreiem Stahl, das durch
Druckformen mit einer Schicht 61b von 0,5 mm Dicke aus
LTV(Low Temperature Vulcanizing)-Silikonkautschuk beschichtet ist.
Die Ölauftragewalze 61 ist
so gelagert, dass sie sich in Bezug auf den Halterahmen 69 frei
drehen kann. Die mittlere Oberflächenrauhigkeit
der LTV-Silikonkautschukschicht 61b in ihrer Längsrichtung,
d. h. die Oberflächenrauhigkeit
(mittlere Rauhigkeit entlang der Mittellinie) Ra, ist durch doppeltes
Anwenden einer Polierbehandlung auf 0,55 um eingestellt. Es ist
jedoch zu beachten, dass die Polierbehandlung auf solche Weise angewandt
wird, dass die Oberflächenrauhigkeit
im zentralen Abschnitt und in jedem Endabschnitt der Ölauftragewalze 61 in
deren Längsrichtung
differiert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird die Polierbehandlung an der Ölauftragewalze 61 angewandt,
um im zentralen Abschnitt Ra = 0,4 um und in jedem Endabschnitt
Ra = 0,7 μm
zu erzielen. Jedoch ist die Ausgestaltung der Ölauftragewalze 61 nicht
auf das Obige beschränkt.
Zum Beispiel kann, wie es in der 2 dargestellt
ist, die Ölauftragewalze 61 aus
einem Kernmaterial 61a aus rostfreiem Stahl, einer LTV-Silikonkautschukschicht 61b von
0,5 mm Dicke, die durch Kompressionsformen so hergestellt wurde,
dass sie das Kernmaterial 61a beschichtet, und einer anderen
LTV-Silikonkautschukschicht 61c von 0,04 mm Dicke, die
so hergestellt wurde, dass sie die LTV-Silikonkautschukschicht 61b bedeckt,
bestehen. In diesem Fall muss die Ölauftragewalze 61 nicht
poliert werden und die mittlere Oberflächenrauhigkeit in der Längsrichtung
beträgt Ra
= 0,26 μm.
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Die Ölauftragewalze 61 wird
durch eine nicht dargestellte Druckausübungseinrichtung mit einem
bestimmten Druck gegen die Schmelzwalze 51 gedrückt. Die Ölauftragewalze 61 ist
so eingebaut, dass sie durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung
so angetrieben wird, dass sie sich in der durch einen Pfeil D in
der Zeichnung gekennzeichneten Richtung dreht, wenn sich die Schmelzwalze 51 in
einer durch den Pfeil C in der Zeichnung gekennzeichneten Richtung
dreht. Die Umfangsgeschwindigkeit der Ölauftragewalze 61 ist
auf 83 mm/s eingestellt, was geringfügig langsamer als die Umgangsgeschwindigkeit
der Schmelzwalze 51, d. h. 85 mm/s, ist (wodurch das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis 0,976
beträgt).
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Die obige Umfangsgeschwindigkeit
kann durch die unten angegebene Anordnung eingestellt werden, jedoch
kann die Umfangsgeschwindigkeit auch aus der Anordnung aufgefunden
werden. Wie es in der 4 dargestellt
ist, steht die Ölauftragewalze 61 über Zahnräder 51g und 61g mit
der Schmelzwalze 51 in Eingriff, so dass sie drehend angetrieben
wird, wenn sich die Schmelzwalze dreht. Hierbei beträgt der Durchmesser der
Schmelzwalze 51 30 mm, und der Modul und die Zahnanzahl
des Zahnrads 51g betragen 0,5 bzw. 60 (der Durchmesser
des Teilungskreises ist 30 mm). Andererseits beträgt der Durchmesser
der Ölauftragewalze 61 18,06
mm, und die Zahnanzahl des Zahnrads 61g beträgt 37.
Das Zahnrad 61g ist mit einem bestimmten Intervall vom
Zahnrad 51g beabstandet, um mit diesem in Eingriff zu stehen.
So kann das Umfangs geschwindigkeitsverhältnis der Ölauftragewalze und der Schmelzwalze 51 wie
folgt aufgefunden werden: (18,06 × 60)/(30/37)
= 0,976.
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Der als Zuführeinrichtung dienende Ölauftragefilz 62 ist
ein 2 mm dicker Filz aus PTFE(Polytetrafluorethylen)-Fasern, und
der als Rückliefereinrichtung
dienende Ölsammelfilz 63 ist
ein 2 mm dicker Filz aus Aramidfasern (Nomex von du Pont, (E. I.)
von Nemours & Co.).
Der Ölauftragefilz 62 und
der Ölsammelfilz 63 sind über einen
PET(Polyethylenterephthalat)-Film 71 von 0,1 mm Dicke aufeinander
laminiert. Der Ölsammelfilz 63 der
zwei Laminatfilze ist ferner auf die Filzhalteplatte 64 aus
kaltgewalztem Stahl (SPCC) von 1 mm Dicke auflaminiert und die oben
genannten Elemente sind zu einem Körper integriert. Der Ölbehälter 68 ist
unter der Filzhalteplatte 64 vorhanden. Die Filzhalteplatte 64 wird
durch die Filzhalteplatte-Lagerachsen 65a und 65b gehalten,
die fest an der Oberseite des Ölbehälters 68 so
vorhanden sind, dass sie sich frei drehen kann.
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Die Länge des Ölauftragefilzes 62 ist
auf solche Weise eingestellt, dass sein oberes Ende mit der Ölauftragewalze 61 in
Berührung
steht und sein anderes Ende in das im Ölbehälter 68 als Formtrennmittel
aufbewahrte Öl 70 eingetaucht
ist. Der Ölsammelfilz 63 ist
auf solche Weise vorhanden, dass sein oberes Ende nahe bei der Ölbegrenzungsschneide 67 liegt
und sein unteres Ende in den Ölbehälter 68 eingetaucht
ist. Jedoch ist die Länge
des Ölsammelfilzes 63 so
eingestellt, dass sein unteres Ende die Flüssigkeitsfläche des Öls 70 selbst dann
nicht berührt,
wenn das Öl 70 bis
zu seiner Maximalmenge in den Ölbehälter 68 eingefüllt ist. Die
Filzhalteplatte 64 wird in jedem Endabschnitt durch die
Druckausübungsfedern 66a und 66b mit
einem bestimmten Druck zur Ölauftragewalze 61 hin
gedrückt,
wodurch der Ölauftragefilz 62 die Ölauftragewalze 61 mit einem
bestimmten Druck berührt.
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Die Ölbegrenzungsschneide 67 besteht
aus einem rostfreien Schneidenhalter 67a, einem Schneidenträger 67b aus
Fluorkautschuk und einem Schneidenbeschichtungsmaterial 67c aus
einer Fluorharzlage. Die Ölbegrenzungsschneide 67 wird
durch eine nicht dargestellte Druckausübungseinrichtung mit bestimmtem Druck
gegen die Ölauftragewalze 61 gedrückt.
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Bei der auf die obige Weise aufgebauten Ölauftragevorrichtung 60 wird
das Öl
durch die Kapillarwirkung des Ölauftragefilzes 62 aus
dem Ölbehälter 68 angehoben
und auf die ganze Oberfläche
der Ölauftragewalze 61 aufgetragen.
Das auf die Ölauftragewalze 61 aufgetragene Öl wird zur Ölbegrenzungsschneide 67 hin
transportiert, wenn sich die Ölauftragewalze 61 in
der durch den Pfeil D in der Zeichnung gekennzeichneten Richtung
dreht. Dann wird durch den Randabschnitt A der als Nivellierungseinrichtung
dienenden Ölbegrenzungsschneide 67 überschüssiges Öl abgekratzt,
so dass eine bestimmte Ölmenge
gleichmäßig über die
ganze Ölauftragewalze 61 aufgetragen
wird, woraufhin das Öl
im Kontaktabschnitt B zwischen der Ölauftragewalze 61 und
der Schmelzwalze 51 an die Schmelzwalze 51 übertragen
wird und auf deren ganze Oberfläche
aufgetragen wird. Das vom Randabschnitt A der Ölbegrenzungsschneide 67 abgekratzte Öl wird im Ölsammelfilz 63 absorbiert
und über
den PET-Film 71 im Ölbehälter 68 gesammelt.
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Nun wird der Ölauftragefilz 62 gemäß der Erfindung
unter Bezugnahme auf Versuchsergebnisse detailliert erläutert.
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Zunächst werden Mengenschwankungen
des aufgetragenen Öls
auf dem Aufzeichnungsmaterial während
der Alterung durch kontinuierliches Hindurchführen von Blättern gesondert unter Verwendung
von porösem
PTFE (Stand der Technik) und dem aus PTFE-Fasern bestehenden Ölauftragefilz 62 (Erfindung)
als Ölauftrageelement
gemessen, und das zugehörige
Ergebnis wird unten erläutert.
Die Menge des aufgetragenen Öls
wird auf die folgende Weise gemessen. Es werden nämlich zwei
OHP-Folien aufgeschichtet und durch einen Druckkontaktabschnitt
(nachfolgend als Schmelzklemmabschnitt bezeichnet) zwischen der
Schmelzwalze 51 und der Ölauftragewalze 52 hindurchgeführt. Dann
wird die Menge des auf die Aufzeichnungsfläche aufgetragenen Öls durch
die Massendifferenz der OHP-Folie bestimmt, die die Schmelzwalze 51 berührt hat,
was für
die Zeitpunkte vor und nach dem Durchlaufen durch den Schmelzklemmabschnitt
erfolgt.
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Die OHP-Folie wird als Aufzeichnungsmaterial
verwendet, da es schwierig ist, die Menge aufgetragenen Öls herauszufinden,
wenn ein normales Papierblatt verwendet wird. Genauer gesagt, verdampft,
wenn ein normales Papierblatt verwendet wird, die Feuchtigkeit im
Papierblatt durch die Wärme
im Druckkontaktabschnitt, und die Masse des Papierblatts selbst ändert sich
vor und nach dem Durchlauf. So es ist es sehr schwierig, alleine
die Menge des aufgetragenen Öls
auf Grundlage der Massendifferenz des Papierblatts vor und nach
dem Durchlauf aufzufinden.
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Die Messergebnisse als Mengenvariationen
des aufgetragenen Öls
beim Stand der Technik und bei der Erfindung mittels des obigen
Messverfahrens sind grafisch in der 6 dargestellt.
Das Kurvenbild zeigt, dass im Fall des herkömmlichen porösen PTFE
die Menge des aufgetragenen Öls
drastisch von den anfänglichen
16 mg/A4 auf 8 mg/A4 fällt,
wenn 30000 Blätter
durchgelaufen sind, wodurch Offset hervorgerufen wird. Dies tritt
auf, da die Ölauftragefläche mit
Toner verschmutzt ist und dann die Poren mit dem Toner unabhängig davon
verstopft werden, wie fein die Verschmutzung ist, und das Öl nicht
mehr zugeführt
werden kann.
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Andererseits kann im Fall des Ölauftragefilzes 62 gemäß der Erfindung,
der aus PTFE-Fasern besteht, das Öl selbst dann, wenn die Ölauftragefläche mit
Toner verschmutzt ist, zugeführt
werden, solange nicht die Auftragefläche vollständig mit dem Toner bedeckt
ist. So ist die Menge des durch den Ölauftragefilz 62 aufgetragenen Öls während der
gesamten Lebensdauer der Schmelzfixiervorrichtung auf ungefähr 16 mg/A4
stabilisiert.
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Als Nächstes wird die Ölauftragewalze 61 der
Erfindung unter Bezugnahme auf die Versuchsergebnisse detailliert
erläutert.
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Mengenvariationen des aufgetragenen Öls und der
Verschmutzung auf dem Ölauftragefilz 62 während der
gesamten Alterung bei kontinuierlichem Durchlauf von Blättern werden
unter Verwendung von Proben 1–4, wie
unten dargelegt, als Oberflächenüberzugsschicht
der Ölauftragewalze 61 gemessen,
wobei die zugehörigen
Ergebnisse in der unten folgenden Tabelle 1 angegeben und grafisch
in der 7 dargestellt
sind.
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PROBEN 1–4
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PROBE 1: HTV(High Temperature Vulcanizing)-Silikonkautschuk
von 0,5 mm Dicke, der durch Druckformen hergestellt wird und an
dem eine Polierbehandlung einmal ausgeführt wird.
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PROBE 2: LTV-Silikonkautschuk von
0,5 mm Dicke, der durch Druckformen hergestellt wird und an dem
eine Polierbehandlung einmal ausgeführt wird.
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PROBE 3: LTV-Silikonkautschuk von
0,5 mm Dicke, der durch Druckformen hergestellt wird und an dem
eine Polierbehandlung zweimal ausgeführt wird.
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PROBE 4: LTV-Silikonkautschuk von
0,5 mm Dicke, der durch Druckformen hergestellt wurde und mit LTV-Silikonkautschuk
von 0,04 mm Dicke beschichtet wurde.
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Das Kurvenbild der 7 zeigt, dass die Tendenz besteht, dass
die Menge aufgetragenen Öls
während
der Lebensdauer bei jeder Probe allmählich abnimmt. Auch zeigt das
Kurvenbild, dass die Verringerungsmenge des aufgetragenen Öls umso
kleiner ist, je kleiner die Oberflächenrauhigkeit der Ölauftragewalze 61 ist,
wodurch eine stabile Ölauftragefunktion
erzielt wird. Dies, da, wie es in der obigen Tabelle 1 dargelegt
ist, bei Proben mit größerer Oberflächenrauhigkeit
das Funktionsvermögen
variiert, wenn die Oberflächenrauhigkeit
abnimmt, während
die Ölbegrenzungsschneide 67 wiederholt über die
Oberfläche
der Ölauftragewalze 61 gleitet.
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Jedoch erscheint, wie es unten beschrieben
wird, ein Ölgeisterbild
dann auf, wenn die Menge des aufgetragenen Öls 20 mg/A4 überschreitet.
Hierbei gibt 20 mg/A4 an, dass 20 mg Öl pro Aufzeichnungsmaterial der
Größe A4 aufgetragen
werden. Im Fall der Probe 1 mit einer anfänglichen Oberflächenrauhigkeit
Ra von 1,13 μm überschreitet
die Menge des am Anfang der Lebensdauer aufgetragenen Öls 20 mg/A4.
So tritt ein Ölgeisterbild
auf, oder es ist die Gesamtmenge des verwendeten Öls in unerwünschter
Weise erhöht.
Daher beträgt
die Oberflächenrauhigkeit
Ra der Ölauftragewalze 61 vorzugsweise
0,9 μm oder
weniger.
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Wie es aus der obigen Tabelle 1 ersichtlich
ist, ist die Tonerverschmutzung auf dem Ölauftragefilz 61 umso
geringer, je kleiner die Oberflächenrauhigkeit
Ra ist. Ferner sind, wie es aus dem Kurvenbild der 7 erkennbar ist, die Mengenschwankungen
des aufgetragenen Öls
umso geringer, je kleiner die Oberflächenrauhigkeit Ra der Ölauftragewalze 61 ist.
Andererseits ist es bekannt, dass die Menge des aufgetragenen Öls unter
10 mg/A4 fällt,
wenn die Oberflächenrauhigkeit
Ra kleiner als 0,1 um ist. Wenn dies geschieht, tritt Offset auf,
wie es unten beschrieben wird. Angesichts des Vorstehenden beträgt die Oberflächenrauhigkeit
Ra der Ölauftragewalze 61 vorzugsweise
0,1 um oder mehr.
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Die Messergebnisse zur Oberflächenrauhigkeit
werden dann erhalten, wenn die Ölbegrenzungsschneide 67 mit
einem Gewicht von 2 kgf (pro 230 mm Länge) gegen die Ölauftragewalze 61 gedrückt wird. Jedoch
wird ein ähnlicher
Effekt bei idealen Druckausübungsbedingungen
erzielt: ein Gewicht von 1–3
kgf pro 230 mm Länge,
wobei das Öl
auf stabile Weise aufgetragen wird, ohne dass eine große Belastung
auf die Ölauftragewalze 61 ausgeübt würde.
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Um die Oberflächenrauhigkeit der Ölauftragewalze 61 innerhalb
des obigen Bereichs (zwischen 0,1 μm und 0,9 μm, einschließlich) einzustellen, ist es
wirkungsvoll, die Polierbehandlung mehr als einmal anzuwenden, wenn
die Oberflächenüberzugsschicht
der Ölauftragewalze 61 aus
durch Druckgießen
hergestelltem LTV-Silikonkautschuk (Probe 3) besteht. Jedoch wird
eine gewünschte
Oberflächenrauhigkeit
ohne Anwenden einer Polierbehandlung dann erzielt, wenn die Oberflächenüberzugsschicht
durch Beschichtungsformen aus LTV-Silikonkautschuk hergestellt wird
(Probe 4). Angesichts des Vorstehenden wird bei der vorliegenden
Ausführungsform
die Ölauftragewalze 61 der
Probe 3 oder 4 verwendet.
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Andererseits zeigt die obige Tabelle
1, dass die Tonerverschmutzung auf dem Ölauftragefilz 62 abhängig von
den Arten der Ölauftragewalze 61 beträchtlich
variiert. Wenn der Toner an der Schmelzwalze 51 anhaftet
(wenn Offset auftritt), haftet auch etwas des anhaftenden Toners
an der Ölauftragewalze 61 an,
wodurch es zu einer Tonerverschmutzung auf dem Ölauftragefilz 62 kommt.
Aus der obigen Tabelle 1 ist es ersichtlich, dass die Menge des
an der Ölauftragewalze 61 anhaftenden
Toners umso kleiner ist, je kleiner die Oberflächenrauhigkeit der Ölauftragewalze 61 ist,
wodurch es zu weniger Verschmutzung auf dem Ölauftragefilz 62 kommt.
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Der Vergleich zwischen den Proben
1 und 2 zeigt, dass hinsichtlich der Verschmutzungen auf dem Ölauftragefilz 62 eine
beträchtliche
Differenz besteht, wenn die Differenz ihrer Oberflächenrauhigkeiten
eher klein ist. So wird davon ausgegangen, dass der LTV-Silikonkautschuk
der Probe 2 bessere Formtrenneigenschaften zu Toner als der HTV-Silikonkautschuk
der Probe 1 hat. Daher ist es bevorzugt, als Oberflächenmaterial
LTV-Silikonkautschuk zu verwenden.
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Als Nächstes wird die Beziehung zwischen
der Polierrichtung an der Oberfläche
der Ölauftragewalze 61,
wenn die Polierbehandlung ausgeführt
wird, und der Menge des auf das Aufzeichnungsmaterial aufgetragenen Öls untersucht,
und das zugehörige
Ergebnis ist in der folgenden Tabelle 2 angegeben.
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Wenn die Polierbehandlung an der
Oberfläche
der Ölauftragewalze 61 ausgeführt wird,
sorgt die polierte Ölauftragewalze 61 für Oberflächenreibung
in der Umfangsrichtung. Das heißt,
dass ein beispielhafter Oberflächenzustand
der polierten Ölauftragewalze 61 in
der 8 veranschaulicht
ist. Genauer gesagt, kommt es, wenn die Ölbegrenzungsschneide 67 in
der durch einen Pfeil E gekennzeichneten Richtung in Bezug auf die Ölauftragewalze 61 wirkt,
zu einer großen
Reibung, wohingegen dann, wenn die Ölbegrenzungsschneide 67 in
der durch einen Pfeil F gekennzeichneten entgegengesetzten Richtung
wirkt, eine kleine Reibung auftritt. Die beim Versuch angewandte "Vorwärts"richtung ist in der 9(a) veranschaulicht, und
sie bedeutet, dass die Ölauftragewalze 61 in
einer Richtung vorhanden ist, die für geringe Reibung gegenüber der Schmelzwalze 51 und
der Ölbegrenzungsschneide 67 sorgt.
Die beim Versuch angesprochene "Rückwärts"richtung ist in der 9(b) dargestellt, und sie
bedeutet, dass die Ölwalze 61 in
einer Richtung vorhanden ist, die für große Reibung sorgt.
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Die obige Tabelle 2 zeigt, dass die
Oberflächenrauhigkeit
während
der ganzen Lebensdauer (nachdem 60000 Blätter durchgelaufen sind) weniger
variiert, wenn die Ölauftragewalze 61 in
der Vorwärtsrichtung vorhanden
ist, als dann, wenn sie in der Rückwärtsrichtung
vorhanden ist. Auch ist die Menge des aufgetragenen Öls, wenn
die Ölauftragewalze 61 in
der Vorwärts richtung
vorhanden ist, im Vergleich zum Fall stabilisiert, wenn sie in der
Rückwärtsrichtung
vorhanden ist. Als Nächstes
wird die Beziehung zwischen Verteilungen der Oberflächenrauhigkeit
in der Längsrichtung
der Ölauftragewalze 61 der
Figur liegenden Ausführungsform
und dem auf sie aufgetragenen Öl
untersucht, und das zugehörige
Ergebnis ist grafisch in der 10(a) dargestellt.
Wie bereits angegeben, ist die Ölauftragewalze 61 der
vorliegenden Ausführungsform
poliert, um für
die Beziehung Re > Rc
zu sorgen, wobei Rc die Oberflächenrauhigkeit
im zentralen Abschnitt ist und Re die Oberflächenrauhigkeit in jedem Endabschnitt
ist. Zu Vergleichszwecken sind die Verteilungen der Oberflächenrauhigkeit
in der Längsrichtung
der Ölauftragewalze 61 und
die Menge des auf sie aufgetragenen Öls, wenn die Ölauftragewalze 61 poliert
ist, um für
Re = Rc zu sorgen, in der 10(b) grafisch
dargestellt.
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Im Vergleichsfall ist die Menge des
aufgetragenen Öls
im zentralen Abschnitt erhöht
und in jedem Endabschnitt verringert. Dies, da der Presskontaktdruck
der Ölbegrenzungsschneide 67 gegen
die Ölauftragewalze 61 in
jedem Endabschnitt wegen der Verbiegung der Ölbegrenzungsschneide 67 auf
Grund des Andrückens
in jedem Endabschnitt größer als
im zentralen Abschnitt ist. Demgegenüber ist die Ölauftragewalze 61 der
vorliegenden Ausführungsform
so ausgebildet, dass sie in jedem Endabschnitt über eine größere Oberflächenrauhigkeit als im zentralen
Abschnitt verfügt.
Demgemäß wird in
jedem Endabschnitt mehr Öl
als im Vergleichsfall aufgetragen, wodurch der nachteilige Effekt
aufgehoben wird, der durch die unerwünschten Mengenschwankungen
des aufgetragenen Öls
durch die Verbiegung der Ölbegrenzungsschneide 67 hervorgerufen
wird. Demgemäß wurde
es möglich,
eine gleichmäßige Verteilung
des aufgetragenen Öls über die Ölauftragewalze 61 in
deren Längsrichtung
zu erzielen.
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Die Oberflächenrauhigkeit in jedem Endabschnitt
der Ölauftragewalze 61 kann
durch verschiedene Verfahren größer als
im zentralen Abschnitt gemacht werden, und zugehörige Beispiele sind: ((1))
Die Zuführrate
eines Poliermittels, wie eines Schleifsteins und eines Umschlingungsfilms,
werden für
jeden Endabschnitt der Ölauftragewalze 61 schneller
als für
den zentralen Abschnitt derselben eingestellt; und ((2)) die Polierbehandlung
wird im zentralen Abschnitt stärker
als in jedem Endabschnitt ausgeführt.
Bei der Erfindung sind beide Verfahren ((1)) und ((2)) anwendbar.
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Als Nächstes wird die Beziehung zwischen
dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis
der Ölauftragewalze 61 und
der Schmelzwalze 51 und der Bildqualität (insbesondere Ölstreifenbildung)
unter Bezugnahme auf die Versuchsergebnisse detailliert erläutert. Die
Beziehung zwischen dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis Vo/Vf
der Ölauftragewalze 61 und
der Schmelzwalze 51 und der Häufigkeit von Ölstreifenbildung
wird untersucht, und das zugehörige
Ergebnis ist in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
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Aus dem obigen Ergebnis ist es ersichtlich,
dass es ideal ist, für
das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis
vo/Vf = 1 für
die Ölauftragewalze 61 und
die Schmelzwalze 51 zu sorgen. Da jedoch die Schmelzwalze 51 und
die Ölauftragewalze 61 während des
Betriebs erwärmt
werden, und da die Umfangsgeschwindigkeit jeder derselben abhängig von
der aktuellen Temperatur variiert, ist es bevorzugt, wenn die Schwankung
des Umfangsgeschwindigkeitsverhältnisses
berücksichtigt
wird, das Umfangsverhältnis
Vo/Vf im Bereich zwischen 0,95 und 1 einschließlich (0,95 ≤ Vo/Vf ≤ 1) einzustellen,
um das Auftreten von Ölstreifenbildung
zu verhindern. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform
das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis
vo/Vf auf 0,976 eingestellt.
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Als Nächstes wird die Beziehung zwischen
der Menge aufgetragenen Öls
und der Bildqualität
(insbesondere der Offset und Ölgeisterbilder)
unter Bezugnahme auf das Versuchsergebnis detailliert erläutert. Die Beziehung
zwischen der Menge aufgetragenen Öls und dem Offset und Ölgeisterbildern
auf dem Aufzeichnungsmaterial wird untersucht und das zugehörige Ergebnis
ist in der folgenden Tabelle 4 dargelegt.
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Die obige Tabelle 4 zeigt, dass dann,
wenn die Menge des aufgetragenen Öls 20 mg/A4 überschreitet, auf
Grund eines Ölgeisterbilds
ein Bildmangel auftritt, und dass, wenn die Menge des aufgetragenen Öls unter 10
mg/A4 fällt,
ein Bildmangel durch Offset auftritt. Demgemäß liegt die angemessene Menge
des aufgetragenen Öls
zum Aufrechterhalten der Bildqualität im Bereich zwischen 10 mg/A4
und 20 mg/A4. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Menge des
aufgetragenen Öls
im Anfangsstadium auf 15,7 mg/A4 eingestellt, und auf 12,3 mg/A4
nach dem Durchlauf von 60000 Blättern,
was durch Auswählen
des Materials der Ölbegrenzungsschneide 67 und
durch Einstellen der Oberflächenrauhigkeit
der Ölauftragewalze 61,
der Ölviskosität und des
Drucks auf die Ölbegrenzungsschneide 67 usw.
erfolgt.
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Ausführungsform 2
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Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschreibt die folgende Beschreibung eine andere beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung. Eine Schmelzfixiervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
ist mit der Ausnahme der Anordnung des Ölauftragefilzes mit ihrem Gegenstück der Ausführungsform
1 identisch, und andere Erläuterungen
als solche zum Ölauftragefilz
werden der Zweckdienlichkeit der Erläuterung halber hier weggelassen.
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Die 11 veranschaulicht
eine Anordnung eines Ölauftragefilzes 72 gemäß der Ausführungsform
2 der Erfindung. Wie es bei der Ausführungsform 1 erläutert wurde,
zeigen Fasern auf Fluorbasis, wie PTFE-Fasern, hervorragen des Funktionsvermögen, wenn
sie als Material des Ölauftragefilzes 62 verwendet
werden, jedoch besteht ein Nachteil dahingehend, dass sie nicht
leicht herstellbar sind und daher relativ teuer sind. Demgemäß ist der Ölauftragefilz 72 der
vorliegenden Ausführungsform,
wie es in der 11 dargestellt
ist, eine Doppelschichtstruktur unter Verwendung zweier Faserarten,
wobei ein PTFE-Faserabschnitt 72a als Deckfaserschicht
und ein Aramidfaserabschnitt 62b als Trägerfaserabschnitt aufeinander
laminiert sind. Der Ölauftragefilz 72 ist
auf solche Weise angebracht, dass der PTFE-Faserabschnitt 72a die Ölauftragewalze 61 berührt. Der
PTFE-Faserabschnitt 72a ist 0,5 mm dick, während der
Aramidfaserabschnitt 72b 1,5 mm dick ist, und beide Faserarten
sind fest aufeinander laminiert, wobei die Fasern durch Vernadelung
miteinander verwoben sind.
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Demgemäß fallen die Fasern des PTFE-Faserabschnitts 72a nicht
ab, während
die Ölauftragewalze 61 wiederholt über ihn
gleitet, wodurch im Wesentlichen dassselbe Funktionsvermögen, d.
h. dieselbe Beständigkeit,
wie beim herkömmlichen
einschichtigen Filz erzielt wird. Aramidfasern kosten ungefähr 1/5 von PTFE-Fasern,
und sie können
leicht hergestellt werden. Demgemäß können, wie bei der vorliegenden
Ausführungsform,
wenn PTFE-Fasern nur dort verwendet werden, wo sie mit der Ölauftragewalze 61 in
Kontakt gebracht werden und demgemäß das PTFE eigene Funktionsvermögen erforderlich
ist, die Kosten des Ölauftragefilzes 72 auf
die Hälfte
oder weniger im Vergleich zu denen eines Ölauftragefilzes 62 verringert
werden, bei dem alleine PTFE-Fasern verwendet sind. Darüber hinaus
kann der Ölauftragefilz 72 leicht
hergestellt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Aramidfaserabschnitt 72b dort
verwendet, wo er mit der Ölauftragewalze 61 in
Kontakt gebracht wird; jedoch kann jedes beliebige wärmebeständige Fasermaterial
ebenfalls verwendet werden.
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Ausführungsform 3
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Bei den Ausführungsformen 1 und 2 erfolgte
eine Erläuterung
für eine
Schmelzfixiervorrichtung unter Verwendung einer Schmelzwalze 51 als
beispielhafte Anwendung der Erfindung. Jedoch kann die Erfindung bei
einer Schmelzfixiervorrichtung unter Verwendung eines Schmelzbands
an Stelle der Schmelzwalze 51 verwendet werden. In der 12 ist eine schematiche
Schnittansicht einer derartigen Schmelzfixiervorrichtung mit einem
Schmelzband 101 dargestellt. Da die Ölauftragevorrichtung identisch
mit denen ist, die bei den Ausführungsformen
1 und 2 verwendet sind, wird der Erläuterung derselben hier der
Zweckdienlichkeit der Erläuterung
halber weggelassen.
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Das Schmelzband 101 ist über eine
Antriebswalze 102 und eine Zugwalze 103 hinweg
vorhanden. Durch die Zugwalze 103 wird ein bestimmter Zug
auf das Schmelzband 101 ausgeübt, und es wird dann, wenn sich
die Antriebswalze 102 dreht, so angetrieben, dass es sich
um diese und die Zugwalze 103 dreht. Hierbei wird durch
das Schmelzband 101 und eine Druckausübungswalze 104 ein
Schmelzklemmabschnitt gebildet. Der Toner wird dadurch aufgeschmolzen
und auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert, dass dieses mit einem darauf ausgebildeten
nicht-aufgeschmolzenen Tonerbild durch den Schmelzklemmabschnitt
geführt
wird.
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Das Schmelzband 101 kann
durch verschiedene Verfahren beheizt werden, z. B.:
- ((1)) innerhalb der Antriebswalze 102 ist eine Heizquelle
vorhanden, und das Schmelzband 101 wird über die
Antriebswalze 102 erwärmt;
- ((2)) das Schmelzband 101 besteht aus einem Heizelement;
- ((3)) hinter dem Schmelzband 101 ist im Schmelzklemmabschnitt
eine gesonderte Heizquelle vorhanden; usw.
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Die Versuchsergebnisse zeigen, dass
mit einer Schmelzfixiervorrichtung unter Verwendung des obigen Bandverfahrens
im Wesentlichen dieselben Effekt erzielt werden können, wie
sie mit den Ausführungsformen
1 und 2 erzielt werden. Demgemäß ist es
ersichtlich, dass die Erfindung auch bei einer Schmelzfixiervorrichtung
unter Verwendung des Bandverfahrens angewandt werden kann.
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Bei jeder der obigen Ausführungsformen
wird Öl
auf die Ölauftragewalze 61,
die mit der Schmelzwalze 51 oder dem Schmelzband 101 in
Kontakt steht, dadurch aufgetragen, dass der Ölauftragefilz 62 oder 72 mit ihr
in Kontakt gebracht wird. Jedoch ist die Anordnung nicht auf das
Vorstehende beschränkt,
und dasselbe kann dadurch erzielt werden, dass, wie es in den 13(a) und 13(b) dargestellt ist, der Ölauftragefilz 62 oder 72 in
direkten Kontakt mit der Schmelzwalze 72 oder dem Schmelzband 101 gebracht
wird.
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Wie erläutert, ist eine Schmelzfixiervorrichtung
gemäß der beanspruchten
Erfindung eine solche mit einer Schmelzeinrichtung zum Aufschmelzen
eines nicht-aufgeschmolzenen Tonerbilds auf ein Aufzeichnungsmaterial
durch Erwärmen
und Druckausübung,
und mit einer Zuführeinrichtung
zum Auftragen von Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung durch Kontakt mit dieser oder mittels
einer die Schmelzeinrichtung berührenden
Auftrageeinrichtung, mit einem Aufbau auf solche Weise, dass mindestens
eine Fläche
der Zuführeinrichtung,
die die Schmelzeinrichtung oder die Auftrageeinrichtung berührt, aus
Fluorharzfasern besteht. Gemäß der obigen
Anordnung wird die Zuführeinrichtung
nicht leicht mit Toner verschmutzt, und selbst dann, wenn Toner
an derselben anhaftet, tritt kein Verstopfen auf, was es ermöglicht,
das Formtrennmittel auf stabile Weise zuzuführen.
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Eine andere Schmelzfixiervorrichtung
der beanspruchten Erfindung ist eine solche mit einer Schmelzeinrichtung
zum Aufschmelzen eines nicht-aufgeschmolzenen Tonerbilds auf ein
Aufzeichnungsmaterial durch Erwärmen
und Druckausübung,
einer eine Fläche
der Schmelzeinrichtung berührenden
Auftrageeinrichtung und einer Zuführeinrichtung zum Auftragen
von Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung durch Zuführen des Formtrennmittels zur
Auftrageeinrichtung, mit einem Aufbau auf solche Weise, dass die
mittlere Mittellinienrauhigkeit der Oberfläche der Auftrageeinrichtung
im Bereich zwischen 0,1 μm
und 0,9 μm
einschließlich
liegt. Gemäß dem obigen
Aufbau variiert die Menge aufgetragenen Silikonöls über die Lebensdauer hinweg
nicht sehr stark, wodurch an Gesamtmenge des verwendeten Formtrennmittels
gespart wird.
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Noch eine andere Schmelzfixiervorrichtung
gemäß der beanspruchten
Erfindung ist eine solche mit einer Schmelzeinrichtung zum Aufschmelzen
eines nicht-aufgeschmolzenen
Tonerbilds auf eine Aufzeichnungsmaterial durch Erwärmen und
Druckausübung,
einer Auftrageeinrichtung aus einer eine Fläche der Schmelzeinrichtung
berührenden
Walze und einer Zuführeinrichtung
zum Auftragen von Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung durch Zuführen des Silikonöls zur Auftrageeinrichtung,
mit einem Aufbau auf solche Weise, dass die Oberflächenrauhigkeit
der Auftrageeinrichtung in jedem Endabschnitt größer als im zentralen Abschnitt
ihrer Längsrichtung
ist. Gemäß der obigen
Anordnung ist die Menge des aufgetragenen Formtrennmittels über die
Auftrageeinrichtung in deren Längsrichtung
gleichmäßig, wodurch
ein Bildmangel beseitigt ist, der dadurch hervorgerufen wird, dass
das Formtrennmittel ungleichmäßig aufgetragen
wird.
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Noch eine andere Schmelzfixiervorrichtung
der beanspruchten Erfindung ist eine solche mit einer Schmelzeinrichtung
zum Aufschmelzen eines nicht-aufgeschmolzenen Tonerbilds auf ein
Aufzeichnungsmaterial durch Erwärmen
und Druckausübung,
einer Auftrageeinrichtung aus einer eine Fläche der Schmelzeinrichtung
berührenden
Walze, einer Zuführeinrichtung
zum Auftragen von Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung durch Zuführen des Formtrennmittels zur
Auftrageeinrichtung, und einer Nivelliereinrichtung zum Nivellieren des
auf die Auftrageeinrichtung aufgetragenen Silikonöls, mit
einem Aufbau auf solche Weise, dass die Auftrageeinrichtung so vorhanden
ist, dass sie die Schmelzeinrichtung und die Nivelliereinrichtung
berührt
und sich in einer Richtung dreht, die für kleine Oberflächenreibung
zur Schmelzeinrichtung und zur Nivelliereinrichtung entlang der
Umfangsrichtung sorgt. Gemäß der obigen
Anordnung variiert die Oberflächenrauhigkeit
der Auftrageeinrichtung über
die Lebensdauer hinweg so gering, dass die Menge des aufgetragenen
Formtrennmittels stabilisiert ist, um dadurch an Menge des verwendeten
Formtrennmittels zu sparen, während
die Zuverlässigkeit
der Schmelzfixiervorrichtung verbessert ist.
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Noch eine andere Schmelzfixiervorrichtung
der beanspruchten Erfindung ist eine solche mit einer Schmelzeinrichtung
zum Aufschmelzen eines nicht-aufgeschmolzenen Tonerbilds auf ein
Aufzeichnungsmaterial durch Erwärmen
und Druckausüben,
einer Auftrageeinrichtung aus einer Walze, die eine Fläche der Schmelzeinrichtung
berührt,
und einer Zuführeinrichtung
zum Auftragen von Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung durch Zuführen des Silikonöls zur Auftrageeinrichtung,
einem Aufbau auf solche Weise, dass das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit
der Auftrageeinrichtung zur Umfangsgeschwindigkeit der Schmelzeinrichtung im
Bereich zwischen 0,95 und 1 einschließlich liegt. Gemäß der obigen
Anordnung wird eine Schwingung der Auftrageeinrichtung unterdrückt, und
daher kann sie so angetrieben werden, dass sie sich auf stabile
Weise dreht. Auch kann das Auftreten von Ölstreifenbildung unterdrückt werden
und infolge dessen kann ein Bildmangel beseitigt werden.
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Noch eine andere Schmelzfixiervorrichtung
der beanspruchten Erfindung ist eine solche mit einer Schmelzeinrichtung
zum Aufschmelzen eines nicht-aufgeschmolzenen Tonerbilds auf ein
Aufzeichnungsmaterial durch Erwärmen
und Druckausübung
und einer Zuführeinrichtung
zum Auftragen von Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung mittels Kontakt mit dieser oder einer
diese berührenden
Auftrageeinrichtung, mit einem Aufbau auf solche Weise, dass die
Zuführeinrichtung
das Silikonöl
auf die Schmelzeinrichtung aufträgt
und diese das Silikonöl
mit einer Menge im Bereich von 10 mg bis 20 mg, einschließlich, pro
Aufzeichnungsmaterial der Größe A4 auf
das Aufzeichnungsmaterial überträgt. Gemäß der obigen
Anordnung kann, wenn Öl
als Formtrennmittel verwendet wird, das Auftreten sowohl eines Offsets
als auch von Ölgeisterbilden
verhindert werden, um dadurch einen Bildmangel zu beseitigen.
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Nachdem die Erfindung auf diese Weise
beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten variiert
werden kann. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom
Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und alle Modifizierungen,
wie sie für
den Fachmann ersichtlich sind, sollen im Schutzumfang der folgenden
Ansprüche
enthalten sein.
