DE69825927T2

DE69825927T2 - Fixiervorrichtung

Info

Publication number: DE69825927T2
Application number: DE69825927T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Sakurai-shi Kagawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: EP0866386A3; US5940672A; DE69825927D1; EP0866386B1; JPH10260604A; EP0866386A2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung zur Verwendung in einer elektrographischen Vorrichtung, die einen elektrographischen Prozess verwendet, wie Kopiergeräte, Facsimile-Geräte und Drucker, und insbesondere eine Fixiervorrichtung zur Verwendung in einer elektrographischen Vorrichtung, die einen vollfarbigen Druck herstellen kann.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine in Druckern und Kopiergeräten verwendete, herkömmliche Fixiervorrichtung nutzt eine Heißrollenfixiermethode zum Fixieren des Tonerbilds auf einem Aufzeichnungspapier, wobei das Papier mit dem vorfixierten Tonerbild durch ein Paar von erwärmten und mit Druck beaufschlagten Rollen befördert wird, um den Toner auf dem Papier zu schmelzen.
Jedoch tritt in der oben beschriebenen Heißrollenfixiermethode ein sogenanntes Offset-Phänomen auf, bei dem der geschmolzene Toner auf dem Aufzeichnungspapier an der Rolle haftet, was zu einem Problem geworden ist. Insbesondere in einer farb-elektrographischen Vorrichtung waren die Trenneigenschaften der farbigen Toner gegenüber der Rolle nicht gut, verglichen mit herkömmlichen schwarzen Tonern, und das Offset-Phänomen ist deutlich aufgetreten.
Deshalb ist es in der Fixiervorrichtung einer elektrographischen Vorrichtung Ausstattung, insbesondere in einer farb-elektrographischen Vorrichtung, unerlässlich, ein Offset-Verhinderungsmittel mit einer kleinen Oberflächenenergie, wie Silikonöl, auf die Oberfläche der Rolle aufzubringen, um so das Offset-Phänomen zu verhindern.
Als nächstes wird eine typische Ölaufbringvorrichtung zur Verwendung in diesem Typ von Fixiervorrichtungen erklärt. Die Ölaufbringvorrichtung umfasst Ölaufbringrolle, Ölaufbringfilz, Ölkontrollklinge, Öltank und so weiter. Der Ölaufbringfilz ist so positioniert, dass dessen oberer Endabschnitt die Ölaufbringrolle kontaktiert, und dessen unterer Endabschnitt in das Öl innerhalb des Öltanks eingetaucht wird. Durch die Kapillarwirkung des Ölaufbringfilzes wird das Öl aus dem Öltank herausgeholt und auf die Oberfläche der Ölaufbringrolle aufgebracht. Von dem auf die Oberfläche der Ölaufbringrolle aufgebrachten Öl wird dann das überschüssige Öl durch die Ölkontrollklinge weg gewischt, welche gegen die Ölaufbringrolle mit einer vorbestimmten Kraft gedrückt wird, um das Öl auf der Rolle auf eine vorbestimmte Menge auszugleichen, und dann wird das Öl weiter auf die Oberfläche einer Fixierrolle an einem Kontaktabschnitt B der Ölaufbringrolle und der Fixierrolle aufgebracht.
Wie in der Japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 59-37797 offenbart ist, wird typisch eine dünne Blattfeder als ein Mittel zum Stützen des Ölaufbringfilzes und Druckbeaufschlagen desselben gegen die Ölaufbringrolle verwendet. Die dünne Blattfeder ist eine Blattfeder mit einem L-förmigen Querschnitt aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,2 mm und sie presst den Ölaufbringfilz an die Ölaufbringrolle entlang der Längsrichtung der Rolle, während sie an dem Öltank durch ein Fixiermittel befestigt ist.
Jedoch traten in der oben genannten Methode zum Drücken des Ölaufbringfilzes an die Ölaufbringrolle durch Verwendung einer dünnen Blattfeder die folgenden Probleme auf:

(1) der dünne Blattfilm kann sich während des Herstellungsprozesses biegen und verdrehen, und es ist schwierig, den Ölaufbringfilz gegen die Längsrichtung der Ölaufbringrolle in einer einheitlichen Weise zu halten; und
(2) der dünne Blattfilm hat geringe Freiheit beim Festlegen von dessen Design durch die Einschränkungen aufgrund der Größe seines Fixierabschnitts und wegen des Haltens des Filzes, so dass die Federkonstante nicht auf einen kleinen Wert eingestellt werden kann, was zu einer Änderung in dem Kontaktzustand des Ölaufbringfilzes und der Ölaufbringrolle durch Montagefehler und zu einer Änderung in der Dicke des Ölaufbringfilzes durch Abrieb führt.

Als eine Folge wird Öl ungleichmäßig aufgebracht, was Probleme verusacht, wie Offset, Ölflecken am Ende von Papieren und Zuführfehler von Papieren. Andererseits verbleibt das durch die Ölkontrollklinge weg gewischte, überschüssige Öl an dem Kontaktabschnitt (Abschnitt A in der Zeichnung) der Ölkontrollklinge und der Ölaufbringrolle, wobei jedoch, wenn die Vorrichtung für einen relativ langen Zeitraum durch Mehrfachdrucken und dergleichen betrieben wird, das Öl, das nicht länger am Kontaktabschnitt verbleiben kann, überläuft und den Innenraum der Vorrichtung verschmutzt.
Aus US-A 4,378,752 und aus Patent Abstracts of Japan, Vol. 006, Nr. 159 (P-136), einer Zusammenfassung von JP-A 57-76580, sind bereits Fixiervorrichtungen mit einem Fixierdruckbeaufschlagungsmittel, einem Trennstoffzuführmittel, einem Aufbringglied, einem Halteglied, einem Aufbringdruckglied und einem Stützglied bekannt.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Lösung der obigen Probleme ab, und stellt eine Fixiervorrichtung mit einer einheitlichen und stabilen Ölaufbringwirkung bereit, welche das Auftreten eines ungleichmäßigen Aufbringens und Ölflecken auf Papieren verhindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fixierdruckbeaufschlagungsmittel zum Fixieren eines vorfixierten Tonerbilds auf einem Aufzeichnungsmedium durch Druckbeaufschlagen und Heizen des Aufzeichnungsmediums mit dem vorfixierten Tonerbild; und ein Trennstoffzuführmittel, welches einen Trennstoff einer Aufbringoberfläche zuführt, welche entweder eine Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels oder eine Kontaktoberfläche, die die Oberfläche zum Zuführen des Trennstoffs zur Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels kontaktiert, ist, wobei das Trennstoffzuführmittel ein Aufbringglied zum Aufbringen des Trennstoffs auf die Aufbringoberfläche durch Kontaktieren der Aufbringoberfläche, ein Halteglied zum Halten des Aufbringglieds, ein Aufbringdruckbeaufschlagungsglied zum Druckbeaufschlagen des Aufbringmittels auf der Aufbringoberfläche durch Pressen des Halteglieds, und ein Stützglied zum bewegbaren Stützen des Halteglieds hin und weg von der Aufbringoberfläche umfasst. Das genannte Aufbringdruckbeaufschlagungsglied übt Druck auf das Halteglied und auf das Aufbringglied aus, und die Oberfläche des Hal teglieds ist so geformt, dass sie ungefähr entlang der Gestalt der Aufbringoberfläche verläuft, so dass das Aufbringglied die Aufbringoberfläche einheitlich kontaktiert.
In der obigen Struktur muss das Halteglied keine Funktion zum Drücken des Aufbringglieds haben, sondern nur eine Funktion zum Halten des Aufbringglieds, so dass die Freiheit bei Materialwahl, Design von Formen und dergleichen erhöht ist. Deshalb ist die Größengenauigkeit des Halteglieds im Vergleich zu der herkömmlichen dünnen Blattfeder verbessert, und ein einheitlicher Kontakt des Aufbringglieds auf der Rolle ist verwirklicht.
Da ferner das Halteglied in der Kontakt- und Trennrichtung entgegen der Aufbringoberfläche bewegbar gestützt und durch ein Druckbeaufschlagungsmittel unter Druck gesetzt ist, ändert sich die Druckkraft nicht leicht durch eine Änderung der Fixierposition des Halteglieds oder durch Abrieb des Aufbringglieds. Deshalb kann eine Trennstoffaufbringung mit einer stabilen Funktion für einen langen Zeitraum mit nur kleinen funktionellen Unterschieden zwischen den hergestellten Produkten erreicht werden.
Ferner meint in der vorliegenden Struktur der Ausdruck "Aufbringoberfläche" entweder eine Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels selbst oder es ist durch diesen Ausdruck zum Beispiel eine Kontaktoberfläche eines Gegenstands, der die Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels kontaktiert, und eine Fixierrollenoberfläche oder eine Ölaufbringrollenoberfläche, welche die Fixierrolle kontaktiert, gemeint.
In der Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Halteglied aus einem plattenförmigen Metall geformt, und dessen Oberfläche ist ungefähr längs der Form der Aufbringoberfläche geformt, so dass das Aufbringglied die Aufbringoberfläche einheitlich kontaktiert.
Eine typische Aufbringoberfläche zum Aufbringen des Trennstoffs durch ein Trennstoffzuführmittel ist so geformt, dass sie die Gestalt einer Rolle hat, wie die Oberfläche einer Fixierdruckbeaufschlagungsrolle und einer Ölzuführrolle, welche diese kontaktiert. Jedoch wird durch Formen des Halteglieds derart, dass dieses eine Form ungefähr längs der Form der Aufbringoberfläche hat, nicht nur die die Fixierrolle und die Ölaufbringrolle kontaktierende Fläche erhöht, sondern es wird auch die mechanische Festigkeit des Halteglieds verbessert. Deshalb wird die durch Kompression verursachte Belastung des Halteglieds vermindert und der Trennstoff kann einheitlich und in einer stabilen Weise aufgebracht werden.
In der Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung weist das Aufbringglied einen durch das Halteglied gehaltenen, oberen Endabschnitt, und einen in einen Speichertank zum Speichern des Trennstoffs eingefügten, unteren Endabschnitt auf, und das Stützglied ist ein Drehstützglied, welches das Halteglied drehbar stützt und an dem Speichertank in der Fläche, nahe dort, wo das Halteglied eingefügt ist, befestigt ist.
In der obigen Struktur ist das Stützglied zum Stützen des Halteglieds eine Drehhebelstütze, die an dem Speichertank nahe dort, wo das Halteglied eingefügt ist, befestigt ist, so dass der mit der Bewegung des Aufbringglieds zur Fixierrolle und der Ölaufbringrolle hin oder davon weg einher gehende Widerstand relativ klein ist, und der an der Fixierrolle und der Ölaufbringrolle aufgebrachte Druck stabilisiert ist.
In der Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst das Aufbringglied einen Filz, und die Druckkraft durch das aufbringende Druckbeaufschlagungsglied beträgt mehr als 10 N und weniger als 50 N.
Durch die obige Struktur kontaktiert der Filz oder das Aufbringglied die Aufbringoberfläche mit einer geeigneten Druckkraft, was Probleme verhindert, wie Motorstörungen, die durch die Zunahme des Antriebsmoments der Fixiervorrichtung, Überabrieb des Filzes, und den mangelhaften Kontakt des Filzes mit der Rolle verursacht sind. Deshalb kann ein stabiles Aufbringen des Trennmittels erreicht werden.
Die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fixierdruckbeaufschlagungsmittel zum Fixieren eines vorfixierten Tonerbilds auf einem Aufzeichnungsmedium durch Druckbeaufschlagen und Heizen des Aufzeichnungsmediums mit dem vorfixierten Tonerbild, und ein Trennstoffzuführmittel, welches einen Trennstoff einer Aufbringoberfläche zuführt, welche entweder eine Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels oder eine Kontaktoberfläche, die die Oberfläche zum Zuführen des Trennstoffs zur Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels (51) kontaktiert, ist, wobei das Trennstoffzuführmittel einen Speichertank zum Speichern des Trennstoffs, ein Aufbringglied zum Heraufbefördern des Trennstoffs in dem Speichertank und Aufbringen des Trennstoffs auf die Aufbringoberfläche durch Kontaktieren der Oberfläche, und ein Ausgleichsglied zum Ausgleichen des aufgebrachten Trennstoffs umfasst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen ist
1 eine Querschnittsansicht der Fixiervorrichtung des Stands der Technik;
2 eine vereinfachte Ansicht der Struktur der Fixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine vereinfachte, schematische Ansicht der Fixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine vereinfachte Ansicht der Struktur des Laserdruckers mit der Fixiervorrichtung von 2;
5 eine Kurve, welche die Ölaufbringmengenverteilung in der Längsrichtung der Fixierrolle zeigt;
6 eine Kurve, welche das Verhältnis zwischen der Montageposition des Filzhalteglieds und der Ölaufbringmenge zeigt; und
7 eine Kurve, welche das Verhältnis zwischen der Montageposition des Filzhalteglieds und dem dynamischen Drehmoment der Ölaufbringrolle zeigt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Vor einer Erklärung der vorliegenden Erfindung wird eine typische herkömmliche Ölaufbringvorrichtung zur Verwendung in diesem Typ von Fixiervorrichtungen im Detail unter Bezugnahme auf 1 erklärt.
Eine typische herkömmliche Ölaufbringvorrichtung umfasst eine Ölauf bringrolle 61, Ölaufbringfilz 62, Ölkontrollklinge 68, Öltank 69 und so weiter. Der Ölaufbringfilz 62 ist so positioniert, dass dessen oberer Endabschnitt die Ölaufbringrolle 61 kontaktiert, und dessen unterer Endabschnitt in das Öl 72 innerhalb des Öltanks 69 eingetaucht ist. Durch die Kapillarwirkung des Ölaufbringfilzes 62 wird das Öl 72 aus dem Öltank 69 heraufbefördert und auf die Oberfläche der Ölaufbringrolle 61 aufgebracht. Von dem auf die Oberfläche der Ölaufbringrolle 61 aufgebrachten Öl wird dann das überschüssige Öl durch die Ölkontrollklinge 68 weg gewischt, die mit einer vorbestimmten Kraft gegen die Ölaufbringrolle gedrückt wird, um das Öl auf der Rolle bis zu einer vorbestimmten Menge auszugleichen, und dann wird das Öl auf die Oberfläche einer Fixierrolle 51 an einem Kontaktabschnitt B der Ölaufbringrolle 61 und der Fixierrolle 51 aufgebracht.
Wie in der Japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 59-37797 offenbart ist, wird eine dünne Blattfeder 73 typisch als ein Mittel zum Stützen des Ölaufbringfilzes 62 und Druckbeaufschlagen desselben gegen die Ölaufbringrolle 61 eingesetzt. Die dünne Blattfeder 73 ist eine Blattfeder mit einem L-förmigen Querschnitt, gefertigt aus rostfreiem Stahl, mit einer Dicke von 0,2 mm, und sie drückt den Ölaufbringfilz 62 an die Ölaufbringrolle 61 längs der Längsrichtung der Rolle, während sie an dem Öltank 69 durch ein Befestigungsmittel 74 befestigt ist.
Weiter unten folgt eine Erklärung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 bis 4. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Fixiervorrichtung zur Verwendung in einem einfarbigen Laserdruck erklärt.
Der Laserdruck gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in 4 gezeigt, worin 20 eine Bildformungsvorrichtung zeigt, 30 einen Laserscanner zeigt, und 50 eine Fixiervorrichtung zeigt.
In dem Laserdruck mit der obigen Struktur wird ein Papier P von dem Papierzuführabschnitt 10 der Bildformungsvorrichtung 20 weg befördert. In der Bildformungsvorrichtung 20 wird, basierend auf Laserlicht 34 aus dem Laserscanner 30, ein Tonerbild geformt, und das Tonerbild wird auf das Papier P übertragen, das ein befördertes Aufzeichnungsmedium ist. Dann wird das Papier P mit dem übertragenen Tonerbild zu der Fixiervorrichtung 50 befördert, wo das Tonerbild auf dem Papier P fixiert wird. Schließlich wird das Papier P mit dem fixierten Tonerbild durch die Papierförderrollen 41 und 42, die an dem unterem Strom der Papierförderung montiert sind, aus der Vorrichtung ausgeworfen. Das heißt, das Papier P wird von dem Papierzuführschacht 11 zur Bildformungsvorrichtung 20 und dann zu der Fixiervorrichtung 50 entlang eines Pfads, der in der Figur durch einen Pfeil D gezeigt ist, befördert.
Der Papierzuführabschnitt 10 umfasst eine Papierzuführablage 11, eine Papierrolle 12, eine Papiertrennreibungsplatte 13, eine Druckfeder 14, ein Papiererfassungsstellglied 15, einen Papiererfassungssensor 16, und einen Kontrollkreis 17. Das auf der Papierablage 11 angebrachte Papier P wird nach dem Empfangen eines Druckbefehls durch die Funktion der Papierrolle 12, der Papiertrennreibungsplatte 13 und einer Druckfeder 14 stückweise in den Drucker geführt. Das zugeführte Papier P schlägt das Papiererfassungsstellglied 15 nach unten, wobei ein elektrisches Signal an den optischen Papiererfassungssensor 16 ausgegeben wird, und befehligt den Beginn eines Bilddruckvorgangs. Der durch die Bewegung des Papiererfassungsstellglieds 15 initiierte Kontrollkreis 17 sendet eine Bildsignal zu einer Laserdiodenlichtemissionseinheit 31 des Laserscanners 30 und kontrolliert den An/Aus-Zustand der Licht emittierenden Diode. Der Laserscanner 30 umfasst die Laserdiodenlichtemissionseinheit 31, einen Abtastspiegel 32, einen Abtastspiegelmotor 33 und Reflexionsspiegel 35, 36 und 37.
Der Abtastspiegel 32 wird durch den Abtastspiegelmotor 33 mit einer hohen und regelmäßigen Geschwindigkeit gedreht. Das heißt, in 4 tastet das Laserlicht 34 die Papieroberfläche in einer vertikalen Richtung ab. Das von der Laserdiodenlichtemissionseinheit 31 ausgesandete Laserlicht 34 wird durch die Reflexionsspiegel 35, 36 und 37 auf einen photoempfindlichen Körper (Trommel) 21 gelenkt, dessen ausführliche Erklärung folgt. Zu diesem Zeitpunkt strahlt das Laserlicht 34 selektiv auf den photoempfindlichen Körper (Trommel) 21, basierend auf der An/Aus-Information aus dem Kontrollkreis 17.
Die Bildformungsvorrichtung 20 umfasst einen photoempfindlichen Körper (Trommel) 21, eine Übertragungsrolle 22, eine Ladeeinheit 23, eine Entwicklungsrolle 24, eine Entwicklungseinheit 25, und eine Reinigungseinheit 26. Durch das Laserlicht 34 wird die durch die Ladeeinheit 23 aufgeladene Oberfläche des photoempfindlichen Körpers (Trommel) entladen, um ein e lektrostatisches latentes Bild zu formen. Der für die Entwicklung vorgesehene Toner wird in der Entwicklungseinheit 25 gespeichert. Der innerhalb der Entwicklungseinheit 25 gespeicherte Toner haftet durch eine Bewegung an der Entwicklungsrolle 24 an, und durch die Wirkung der der Entwicklungsrolle 24 zugeführten Entwicklungsvorspannung und des durch das Oberflächenpotenzial des photoempfindlichen Körpers (Trommel) geformten Felds, wird ein dem elektrostatischen latenten Bild entsprechendes Tonerbild auf dem photoempfindlichen Körper (Trommel) 21 geformt.
Das von dem Zuführabschnitt 10 zugeführte Papier P wird dann zwischen dem photoempfindlichen Körper (Trommel) 21 und der Übertragungsrolle 22 befördert. Dann wird durch die Wirkung des Felds, das von der an die Übertragungsrolle 22 angelegten Übertragungsspannung bereit gestellt wird, der Toner auf dem photoempfindlichen Körper (Trommel) 21 auf das Papier P übertragen, und gleichzeitig wird der vor-übertragene Toner durch die Reinigungseinheit 26 gesammelt.
Dann wird das Papier P auf die Fixiervorrichtung 50 übertragen. Auf die Oberfläche der Fixierrolle 51 wird durch eine Ölaufbringvorrichtung 60 Silikonöl einheitlich aufgebracht, um das Anhaften von Toner auf der Oberfläche der Fixierrolle 51 zu verhindern. Dem zur Fixiervorrichtung 50 beförderten Papier P wird durch die Druckrolle 52 und die Fixierrolle 51, die eine Temperatur von 170°C hat, eine geeignete Temperatur und Druckkraft auferlegt. Dann wird der Toner geschmolzen und auf dem Papier fixiert, was ein erstes Bild liefert. Das Papier P wird durch die Papierbeförderungsrolle 41 und 42 befördert und zur Außenseite der Vorrichtung ausgeworfen.
Als nächstes wird die Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht der Fixiervorrichtung 50 der vorliegenden Erfindung, und 3 ist ein vereinfachte Querschnittsansicht. Die Fixierrolle 51 umfasst ein Hohlkernmaterial 51a aus Aluminium, und eine aus Silikongummi geformte Trennschicht 51b, die die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt. Die Druckrolle 52 umfasst ein Kernmaterial 52a aus rostfreiem Stahl, und eine aus Silikongummi geformte, elastische Schicht 52b, die die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, und welche mit einem vorbestimmten Druck durch ein nicht gezeigtes Druckbeaufschla gungsmittel gegen die Fixierrolle 51 gedrückt wird. In dem Innern der Fixierrolle 51 ist ein Heizlampe 53 montiert, die die Oberfläche der Fixierrolle 51 auf eine vorbestimmte Temperatur heizt.
Die Ölaufbringvorrichtung 60 umfasst eine Ölaufbringrolle 61, einen Ölaufbringfilz 62, einen Ölsammelfilz 63, eine Filzhalteplatte 65, Filzhalteplatte-Stützachsen 66a und 66b, Druckfedern 67a und 67b, eine Ölkontrollklinge 68, einen Öltank 69 und eine Stützflamme 70. Ein Silikonöl 71 (Produktname "KF-96, hergestellt von Shinetsu Kagaku Kogyo) ist in den Öltank 69 gefüllt. Die Ölaufbringrolle 61 umfasst ein Kernmaterial 61a aus rostfreiem Stahl, und eine Silikongummischicht 62b, welche die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt, welche so gestützt ist, dass sie gegen den Stützrahmen 70 rotiert. Ferner wird die Ölaufbringrolle 61 durch ein nicht gezeigtes Druckbeaufschlagungsmittel mit einem vorbestimmten Druck gegen die Fixierrolle gedrückt, und durch ein nicht gezeigtes Antriebsmittel so angetrieben, dass sie sich mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie die Fixierrolle 51 dreht.
Der Ölaufbringfilz 62 und der Ölsammelfilz 63 verwenden eine aromatische Polyamidfaser mit einer Dicke von 2 mm (Handelsname: Conex, hergestellt durch Teijin K.K.), welche mit einem zwischenliegenden PET-Film 64 mit einer Dicke von 0,1 mm miteinander verklebt. Diese verklebten Filze werden durch Anhaften an der Filzhalteplatte 65 aus SPCC (kalzgewalzte Stahlplatte) mit einer Dicke von 1 mm auf der Seite des Ölsammelfilzes 63 einheitlich gehalten.
Der Filzhalteabschnitt der Filzhalteplatte 65 ist so geformt, dass er einen Querschnitt in Segmentform hat, um eine große Kontaktfläche mit der Ölaufbringrolle entlang der Krümmung der Oberfläche der Ölaufbringrolle 61 auszubilden. Der Querschnitt der Filzhalteplatte 65 in Segmentform verbreitert nicht nur die Kontaktfläche des Ölaufbringfilzes 62 und der Ölaufbringrolle 61, sondern verbessert auch die mechanische Festigkeit der Filzhalteplatte 65, was zu einer Verminderung der Verformung der Filzhalteplatte 65 durch Druck führt, und ist ferner dahingehend vorteilhaft, dass der Kontakt der Ölaufbringfilzes 62 mit der Ölaufbringrolle 61 ausgeglichen wird.
Auf dem unteren Abschnitt der Filzhalteplatte 65 ist ein Öltank 69, und die Filzhalteplatte 65 wird durch die Filzhalteplatte-Stützachsen 66a und 66b, die auf der oberen Oberfläche des Öltanks 69 befestigt sind, drehbar gestützt. Die Ölkontrollklinge 68 wird durch ein nicht gezeigtes Druckbeaufschlagungsmittel mit einem vorbestimmten Druck an die Ölaufbringrolle 61 gedrückt. Durch drehbares Stützten des Ölaufbringfilzes 62 und Positionieren der Hebelstütze nahe dem Einfügeabschnitt des Ölaufbringfilzes 62 an dem Öltank 69, wird der mit Bewegung hin und weg von der Ölaufbringrolle 61 einher gehende Widerstand vermindert, und die Druckbeaufschlagung des Ölaufbringfilzes 62 gegen die Fixierrolle 51 und die Ölaufbringrolle 61 werden stabilisiert.
Der Ölaufbringfilz 62 ist mit einer solchen Länge geformt, dass dessen oberes Ende die Ölaufbringrolle 61 kontaktiert und das untere Ende in das Öl 71 innerhalb des Öltanks 69 eintaucht. Ferner kontaktiet das obere Ende des Ölsammelfilzes 63 die Ölkontrollklinge 68, und das untere Ende des Ölsammelfilzes 63 wird in den Öltank 69 eingefügt. Jedoch wird das untere Ende des Ölsammelfilzes 63 so bestimmt, dass dessen Länge die Oberfläche des Öls sogar dann nicht berührt, wenn das Öl 71 in den Öltank 69 voll eingefüllt ist. Wenn das untere Ende des Ölsammelfilzes 63 die Öloberfäche berührt, wird das Öl innerhalb des Öltanks 69 durch die Kapillarwirkung des Ölsammelfilzes 63 aufgesaugt, was ein Sammeln des Öls unmöglich macht.
Die Filzhalteplatte 65 wird durch Druckfedern 67a und 67b an deren beiden Endabschnitte in die Richtung der Ölaufbringrolle 61 gedrückt, wie in 3 gezeigt ist. Als ein Ergebnis kontaktiert der Ölaufbringfilz 62 die Ölaufbringrolle 61 mit einem vorbestimmten Druck.
Die Filzhalteplatte 65 kann sich drehen, und da die Einfügeposition des Ölaufbringfilzes 62 und Ölsammelfilzes 63 in den Öltank 69 nahe der Drehhebelstütze der Filzhalteplatte 65 ist, sind die Reibung der Filze 62 und 63 mit dem Öltank 69 und der Widerstand der Filzhalteplatte 65 bei einer Drehung wegen der Steifheit der Filze 62 und 63 minimal, was eine weiche Drehbewegung der Filzhalteplatte 65 ermöglicht.
In einer Ölaufbringvorrichtung mit der obigen Struktur wird das durch die Kapillarwirkung von dem Öltank 69 aufgesaugte Öl 71 auf die Oberfläche der Ölaufbringrolle 61 aufgebracht. Das auf die Ölaufbringrolle 61 aufge brachte Öl 71 bewegt sich durch die Drehung der Ölaufbringrolle 61 zur Ölkontrollklinge 68 (in die Richtung von Pfeil C in der Figur). Zu diesem Zeitpunkt wird überschüssiges Öl an dem Kontaktabschnitt A der Ölkontrollklinge 68 und der Ölaufbringrolle weg gewischt, und Öl wird in einer vorbestimmten Menge verteilt. Dann wird Öl auf die Oberfläche der Fixierrolle 51 an dem unter Druck gesetzten Kontaktabschnitt B der Ölaufbringrolle 61 und der Fixierrolle 51 übertragen. Das an dem Kontaktabschnitt A weg gewischte, überschüssige Öl wird durch den Ölsammelfilz 63 absorbiert und entlang des PET-Films 64 in den Öltank 69 zurückgebracht. Die Wirkung des PET-Films 64 liegt nicht nur darin, das durch den Ölsammelfilz 63 gesammelte Öl in den Öltank 69 zu leiten, sondern auch die Sammelfähigkeit des Ölsammelfilzes 63 durch vollständiges Trennen des Ölaufbringfilzes 62 und des Ölsammelfilzes 63 zu erhalten. Wenn es keinen PET-Film 64 gibt, wird das durch den Ölaufbringfilz 62 aufgesaugte Öl auch zu dem Ölsammelfilz 63 geleitet, so dass die Ölsammelfähigkeit des Filzes 63 deutlich vermindert ist.
Als Nächstes wird das auf der vorliegenden Erfindung basierende Experiment erklärt.
Zunächst wird ein Experiment bezüglich der Druckbeaufschlagungsmethode des Ölaufbringfilzes erklärt. Als Druckbeaufschlagungsmethode des Filzes wurden zwei Druckbeaufschlagungsmethoden durchgeführt, um die Ölaufbringwirkung zu studieren, wobei in einem Fall eine Filzhalteplatte 65 (gefertigt aus SPCC mit einer Dicke von 1 mm) verwendet wurde, die benutzt wird, wenn das Filzhalteglied den Filz hält, wie oben beschrieben wurde (es wird Bezug auf 2 genommen), und wobei eine Druckfeder 67 als das Druckmittel verwendet wurde, und in dem Vergleichsfall eine dünne Blattfede 73 (gefertigt aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,2 mm) verwendet wurde, die sowohl die Funktion zum Halten und Unter-Druck-setzen des Filzes als Filzhalteglied (es wird Bezug auf 1 genommen) hat.
5 bis 7 zeigen das Ergebnis des vorliegenden Experiments. 5 zeigt die Verteilung der Ölaufbringung auf die Fixierrolle. Als Verfahren zum Messen der Verteilung der Ölaufbringung wird ein in der Längsrichtung der Fixierrolle 51 in zehn Teile geteiltes OHP-Blatt durch den druckbeaufschlagten Kontaktabschnitt (im Weiteren als der Fixierklemmabschnitt bezeichnet) der Fixierrolle 51 und der Druckbeaufschlagungsrolle 52 geführt, und die Ölhaftungsmenge wird aus dem Unterschied in der Masse von jedem OHP-Blatt vor und nach der Messung berechnet. Ein OHP-Blatt wird deshalb verwendet, weil wenn ein normales Papier verwendet wird, es schwierig ist, die Ölhaftungsmenge aus dem Unteschied der Masse des Papiers vor und nach der Messung zu berechnen, da sich die Masse des Papiers selbst vor und nach der Messung durch die Verdampfung von Wasser innerhalb des Papiers durch die an dem Fixierklemmabschnitt zugeführte Wärme ändert. Entsprechend dem Ergebnis von 5 kann festgestellt werden, dass durch die Druckbeaufschlagungsmethode des Stands der Technik, die Menge von in der Längsrichtung der Rolle aufgebrachtem Öl ungleichmäßig ist, und dass die Menge von in dem Mittelabschnitt aufgebrachtem Öl ungefähr der Hälfte der Menge Öl emtspricht, die auf die beiden Endabschnitte aufgebracht wird. Dies liegt daran, weil der Ölaufbringfilz 62 an dem Mittelabschnitt die Ölaufbringrolle 61 nicht gut kontaktiert, da Blattfedern dazu neigen sich in dem Herstellungsprozess zu verbiegen, und in dem Experiment war der Mittelabschnitt der Blattfeder in Richtung weg von der Ölaufbringrolle verbogen. Andererseits wird in der Druckbeaufschlagungsmethode der vorliegenden Erfindung eine gleichmäßige Ölaufbringung realisiert. Dies liegt daran, dass die Filzhalteplatte 65 (das Filzhalteglied) aus SPCC gefertigt ist, das leichter zu verarbeiten ist als eine dünne Blattfeder, und in der Verarbeitungsgenauigkeit überlegen ist, mit nur einer sehr geringen Menge an Verbiegung oder Torsion. Deshalb ist ein gleichmäßiger Kontakt des Ölaufbringfilzes zur Ölaufbringrolle 61 möglich.
Als Nächstes ist das Ergebnis der Messung der Änderung der Ölaufbringmenge basierend auf Montagefehler des Filzhalteglieds (die dünne Blattfeder 73 und die Filzhalteplatte 65) in 6 gezeigt, und das Ergebnis des Experiments der dynamischen Drehmomentänderung der Ölaufbringrolle 61 gemäß Montagefehlern des Filzhalteglieds ist in 7 gezeigt. Das experimentelle Verfahren ist wie folgt. Der Ursprung des XY-Koordinatensystems in den 1 und 2 wird als die Standardbefestigungsposition des Filzhalteglieds eingestellt. Dann wird die Befestigungsposition des Filzhalteglieds in einem Intervall von 0,5 mm von +2 mm bis –1 mm in der durch die X-Achse vorgegebenen Richtung bewegt. An jeder Befestigungsposition des Filzhalteglieds wurde die Ölaufbringrolle gedreht, und das dynamische Drehmoment der Ölaufbringrolle und die Menge des auf die Oberfläche der Ölaufbringrolle (in einer Drehung) aufgebrachten Öls wurde gemessen.
Aus dem Ergebnis von 6 kann gelernt werden, dass sich die Druckkraft des Filzes ändert, wenn sich die Befestigungsposition der dünnen Blattfeder 73 ändert, und dass sich die Ölaufbringmenge mit der Befestigungsposition des Filzhalteglieds ändert. Wenn sich insbesondere die Position des Filzhalteglieds 73 von der Ölaufbringrolle 61 entfernt, ist wahrscheinlich, dass ein Ölaufbringmangel auftritt, und wenn sich die Befestigungsposition um 1 mm von der Standardposition unterscheidet, ist die auf die Ölaufbringrolle 61 aufgebrachte Ölmenge fast bei 0, so dass eine Verschiebung im Übertragungstest auftrat. Andererseits wird durch die Druckbeaufschlagungsmethode der vorliegenden Erfindung der Filz durch eine Druckfeder 67 gedrückt, so dass die Druckkraft des Filzes nicht von der Montageposition des Filzhalteglieds (Filzhalteplatte) 65 abhängt. Sogar wenn sich die Position der Filzhalteplatte 65 ändert, ist die Änderung in der Druckkraft klein, so dass gesagt werden kann, dass die Änderung in der Menge der Ölaufbringung entsprechend der Montageposition des Filzhalteglieds 65 klein ist.
Das gleiche kann für das dynamische Drehmoment der Ölaufbringrolle 61 aus dem in 7 gezeigten Ergebnis gesagt werden. In dem herkömmlichen Verfahren ist die Änderung der Drehmoments entsprechend der Montageposition des Filzhalteglieds 73 groß, jedoch ist in dem vorliegenden Verfahren die Änderung des Drehmoments gemäß der Montageposition des Filzhalteglieds 65 klein.
Als nächstes wurde der Zusammenhang zwischen der Druckkraft der Druckfeder 67 und dem dynamischen Drehmoment der Ölaufbringrolle 61, und der Zusammenhang zwischen der Druckkraft der Druckfeder 67 und der Abriebmenge des Ölaufbringfilzes 62 im Experiment untersucht. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. (Tabelle 1)

1) Die Abriebmenge des Ölaufbringfilzes ist die Abriebmenge durch Freirollenaltern entsprechend einem Drucken von 60000 Stück Papier

In der Fläche, wo die Druckkraft über 10 N ist, ist die Ölaufbringmenge stabil bei einer Menge von ungefähr 20 mg/A4. Wenn jedoch die Druckkraft unter 10 N ist, ist die Ölaufbringmenge auf 14,3 mg/A4 vermindert, und durch einen Drucktest konten Bildfehler wie Öllinien und Verschiebungen, die durch einen Ölaufbringmangel verursacht wurden, beobachtet werden. Es wird angenommen, dass der Grund, weshalb diese auftreten, darin liegt, dass mit einer Druckkraft von weniger als 10 N, der Kontakt des Ölaufbringfilzes mit der Ölaufbringrolle instabil ist, und teilweise Aufbringmängel auftreten. Aus diesem Grund sollte die Druckkraft unter dem Gesichtspunkt der Ölaufbringmenge auf über 10 N eingestellt werden.
Andererseits sollte die Druckkraft unter dem Gesichtspunkt einer Verminderung des dynamischen Drehmoments der Ölaufbringrolle und des Abriebs des Ölaufbringfilzes minimal sein. Wenn insbesondere die Druckkraft über 50 N wird, wird der Abrieb des Ölaufbringfilzes gravierend, und durch ein Freirollenaltern entsprechend dem Drucken von 60000 Stück Papier wird der Ölaufbringfilz mit einer anfänglichen Dicke von 2 mm auf eine Dicke von 0,9 mm reduziert (Abriebmenge 1,1 mm), welcher in der Praxis nicht mehr länger verwendet werden konnte. Aus diesen Experimenten ergibt sich, dass die Druckkraft auf das Filzhalteglied vorzugsweise über 10 N und unter 50 N sein sollte, und in der vorliegenden Ausführungsform wird die Druckkraft auf 30 N eingestellt.
Als Nächstes wird das Ergebnis einer Untersuchung der Ölsammelleistung des Ölsammelfilzes 63 unter Verwendung der experimentellen Ergebnisse erklärt.
Wie oben dargelegt, wird das durch die Ölkontrollklinge 68 weg gewischte, überschüssige Öl durch den Ölsammelfilz 63 gesammelt und zu dem Öltank 69 zurückgebracht. Wenn jedoch die Ölsammelleistung des Ölsammelfilzes 63 niedrig ist und die Ölsammelmenge niedriger ist als das durch die Ölkontrollklinge 68 weg gewischte Öl, tritt im kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung ein Ölleck auf. Um die Bedingung für ein zuverlässiges Sammeln des Öls zu finden, wurde deshalb der Zusammenhang zwischen der Spezifikation (der Faserdurchmesser und die Beladungsmenge) und der Ölviskosität und der Ölsammelleistung im Experiment untersucht. Das Ergebnis des Experiments ist in Tabelle 2 gezeigt. (Tabelle 2)

1) Ölaufbringfilz-Spezifikation: Faserdurchmesser 2 denier, Beladungsmenge 500 g/m²
2) Bewertung der Ölleckage wurde durchgeführt durch kontinuierliches Altern der Vorrichtung in der Ausführungsform (Laserdrucker) für 24 Stunden, und wenn eine Leckage innerhalb des Druckers aus der Fixiervorrichtung gefunden wurde, war das Ergebnis X, und wenn sie nicht gefunden wurde, war das Ergebnis O.

Wenn der gleiche Filz (mit einem Faserdurchmesser von 2 denier und einer Beladungsmenge von 500 g/m²) für den Ölaufbringfilz 62 und den Ölsammelfilz 63 (Experiment 1) verwendet wurde, war die Ölwischmenge durch die Ölkontrollklinge größer als die Ölsammelmenge durch den Ölsammelfilz 63, was zu einer Ölleckage führte.
Ein Reduzieren der Beladungsmenge war als Mittel zum Erhöhen der Ölsammelmenge des Ölsammelfilzes nicht wirksam (Experiment 2), jedoch war vielmehr ein Erhöhen des Faserdurchmessers wirksam. Wenn ein Filz mit einem Faserdurchmesser von 10 denier verwendet wurde, war die Ölsammelmenge größer als die Ölwischmenge, was deshalb eine Ölleckage verhinderte (Experiment 3).
Wenn weiterhin der Ölaufbringfilz und der Ölsammelfilz die gleiche Spezifikation hatten, konnte durch Verwenden eines Öls mit einer niedrigen Viskosität gezeigt werden, dass die Ölsammelmenge erhöht wird (Experiment 4).
Wenn die Ölviskosität vermindert wurde (100 cs), ist die Ölhaltekraft der Ölaufbringrolle vermindert, und als Ergebnis ist das von dem Ölaufbringfilz auf die Ölaufbringrolle aufgebrachte Öl vermindert, und das durch die Ölkontrollklinge weg gewischte Öl wird auch vermindert. In diesem Fall ist die Wirkung einer Erhöhung der Ölsammelleistung kleiner als wie durch Erhöhen des Faserdurchmessers des Filzes in Experiment 3, jedoch ist die Menge des weg gewischten Öls auch vermindert, wie oben erklärt ist, so dass die Ölsammelmenge größer ist als die Ölwischmenge, und eine Ölleckage konnte verhindert werden. Wenn die Tatsache berücksichtigt wird, dass Öl mit einer Viskosität von weniger als zweistelligen cs (Dutzende cs) eine hohe Verflüchtigung hat, ist es nicht nur möglich, dass das Ladegerät innerhalb der Vorrichtung verschmutzt wird, sondern es hat auch einen niedrigen Flammpunkt (ein Öl mit einer Viskosität von 30 cs hat einen Flammpunkt von weniger als 300°C). Unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit sollte die niedrigste Viskosität des Öls vorzugsweise 100 cs sein.
Wenn ferner die Viskosität des Öls über 500 cs ist, ist die Ölwischmenge sogar dann größer als die Ölsammelmenge, wenn ein Ölsammelfilz 63 mit einem großen Faserdurchmesser (10 denier) verwendet wird, und eine Ölleckage tritt auf (Experiment 5). Deshalb sollte die obere Grenze der Ölviskosität vorzugsweise 300 cs sein.
Das gleiche kann gesagt werden, wenn ein geschäumtes Elastomer, wie Silikonschwammgummi, als das Aufbringglied und das Sammelglied verwendet wird. In diesem Fall sollte die Schaumrate des Ölsammelglieds höher eingestellt werden als jene des Ölaufbringglieds, um eine Ölleckage zu verhindern. Der bevorzugte Bereich der Ölviskosität ist 100 cs bis 300 c, welcher der gleiche ist, als wie wenn Filz verwendet wird.
Die Fixiervorrichtung umfasst Mittel zum Halten des Aufbringglieds und ein Mittel zum Unter-Druck-setzen des Aufbringglieds, das in verschiedener Weise eingestellt wird. Deshalb hat das Halteglied nur eine Funktion zum Halten des Aufbringglieds, was zu einer freieren Wahl von Design und Material führt. Dies erhöht im Vergleich zu herkömmlichen dünnen Blattfedern die Größengenauigkeit des Halteglieds, und ein einheitlicher Kontakt zur Rolle des Aufbringglieds wird realisiert. Ferner ist das Halteglied zur Rolle hin und von dieser weg bewegbar gestützt, so dass ein Montagefehler des Halteglieds oder der Abrieb des Aufbringglieds zu keiner Änderung in der Druckkraft führt, und ein stabiles Aufbringen des Trennstoffs mit kleinen Leistungsunterschieden zwischen den Produkten erreicht werden konnte.
Ferner kann eine Fixiervorrichtung ein Aufbringglied zum Aufbringen des Trennstoffs, ein Ausgleichsglied zum Ausgleichen des durch das Aufbringglied aufgebrachten Trennstoffs und das Sammelglied zum Sammeln des durch das Ausgleichsglied weg gewischten, überschüssigen Trennstoffs umfassen. Deshalb konnte der Trennstoff an dem Kontaktabschnitt des Ausgleichsglieds und der Rolle durch das Sammelglied zu dem Tank geführt werden, und sogar wenn die Vorrichtung kontinuierlich für einen langen Zeitraum betrieben wird, verbleibt ein überschüssiger Trennstoff nicht an dem Kontaktabschnitt, was ein Lecken von Trennstoff von dem Kontaktabschnitt zu dem Innern der Vorrichtung verhindert.

Claims

Fixiervorrichtung (50), welche umfasst: ein Fixierdruckbeaufschlagungsmittel (51) zum Fixieren eines vorfixierten Tonerbilds auf einem Aufzeichnungsmedium (P) durch Unter-Drucksetzen und Heizen des Aufzeichnungsmediums (P) mit dem vorfixierten Tonerbild; und ein Trennstoffzuführmittel (60), welches einen Trennstoff (71) einer Aufbringoberfläche zuführt, welche entweder eine Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels (51) oder eine Kontaktoberfläche, die die Oberfläche zum Zuführen des Trennstoffs (71) zur Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels (51) kontaktiert, ist; welches Trennstoffzuführmittel (60) umfasst: ein Aufbringglied (62) zum Aufbringen des Trennstoffs (71) auf die Aufbringoberfläche durch Kontaktieren der Aufbringoberfläche; ein Halteglied (65) zum Halten des Aufbringglieds (62); ein Aufbringdruckbeaufschlagungsglied (67) zum Unter-Druck-setzen des Aufbringmittels (62) auf der Aufbringoberfläche durch Pressen des Halteglieds (65); und ein Stützglied (66) zum Stützen des Halteglieds (65), so dass das Aufbringglied (62) zu der Aufbringoberfläche hin und von ihr weg bewegt werden kann, wobei das Aufbringdruckbeaufschlagungsglied (67) Druck auf das Halteglied (65) und auf das Aufbringglied (62) ausübt und wobei die Oberfläche des Halteglieds (65) so geformt ist, dass sie ungefähr entlang der der Gestalt der Aufbringoberfläche verläuft, so dass das Aufbringglied (62) die Aufbringoberfläche einheitlich kontaktiert.
Fixiervorrichtung (50) nach Anspruch 1, bei welcher das Aufbringdruckbeaufschlagungsglied (67) eine hintere Oberfläche des Halteglieds (65) auf das Fixierdruckbeaufschlagungsmittel (51) presst.
Fixiervorrichtung (50) nach Anspruch 1, bei welcher das Aufbringdruckbeaufschlagungsglied (67) Federglieder (67a, 67b) umfasst.
Fixiervorrichtung (50) nach Anspruch 1, bei welcher das Trennstoffzuführmittel (60) ein Rollerglied (61) umfasst, das den Trennstoff (71) auf die Oberfläche des Fixierdruckbeaufschlagungsmittels (51) aufbringt.
Fixiervorrichtung (50) nach Anspruch 1, bei welcher das Trennstoffzuführmittel (60) ferner ein Ausgleichsglied (68) umfasst, und wobei das Ausgleichsglied (68) so positioniert ist, dass es kontinuierlich an die Aufbringoberfläche stößt.
Fixiervorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (65) aus einem plattenförmigen Metall geformt ist.
Fixiervorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringglied (62) einen oberen Endabschnitt aufweist, der durch das Halteglied (65) gehalten ist, und einen, durch einen Speichertank (69) zum Speichern des Trennstoffs (71) eingefügten, unteren Endabschnitt; und das Stützglied (66) ein Drehstützglied ist, welches das Halteglied (65) drehbar stützt und an dem Speichertank (69) in dem Bereich, wo das Halteglied (65) eingefügt ist, befestigt ist.
Fixiervorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringglied (62) einen Filz umfasst, und die Druckbeaufschlagungskraft durch das Aufbringdruckbeaufschlagungsmittel (67) über 10 N und unter 50 N beträgt.