-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung, die bei einer
Bilderzeugungsvorrichtung, wie einem elektrofotografischen Kopiergerät, einem elektrofotografischen
Laserdrucker u.ä.,
Verwendung findet, und ein Speichermedium zum Speichern eines Programms
zum Durchführen
eines Reinigungsprozesses der Fixiervorrichtung, das von einem Computer
gelesen werden kann.
-
In
der Vergangenheit wurden als Fixiervorrichtung zur Verwendung bei
einer Bilderzeugungsvorrichtung, beispielsweise einem elektrofotografischen
Kopiergerät,
einem elektrofotografischen Laserdrucker u.ä., eine Fixiervorrichtung vom
Heizrollentyp und eine auf Anforderung arbeitende Fixiervorrichtung
vorgeschlagen. Bei der Fixiervorrichtung vom Heizrollentyp wird
ein Paar von Rollen (eine Fixierrolle und eine Druckrolle) mit einer
Heizvorrichtung gegeneinander gepresst, um dazwischen einen Spalt
auszubilden. Durch das Hindurchschicken eines Bogens als Aufzeichnungsmaterial
(beispielsweise eines Papierbogens) durch den Spalt wird der Toner
auf dem Bogen verschmolzen und damit auf dem Bogen fixiert.
-
Bei
dem Rollenpaar handelt es sich bei der Fixierrolle, die mit der
Vorderseite des Bogens (der den Toner lagert) in Kontakt tritt,
um eine zylindrische Rolle mit einer Oberfläche aus einem Material mit
einem guten Formtrennvermögen,
wobei darin eine Halogenheizeinrichtung (Heizvorrichtung) zum Erhitzen
des Toners angeordnet ist. Die Druckrolle, die mit der Rückseite
des Bogens in Kontakt steht, wird von einem Kernzylinder und einer
auf den Kernzylinder aufgebrachten elastischen Schicht gebildet
und dient zum geeigneten Unterdrucksetzen der Tonerschicht.
-
Obwohl
es ideal ist, wenn der gesamte Toner auf der Vorderseite des Bogens
thermisch verschmolzen wird, um an der Vorderseite des Bogens fixiert
zu werden, kann durch kalten Toner, der nicht vollständig verschmolzen
wurde, heißen
Toner, der übermäßig stark
verschmolzen wurde, und/oder Toner, der auf elektrostatische Weise
an der Fixierrolle haftet, eine "Tonerverunreinigung" entstehen. Eine derartige
Tonerverunreinigung haftet an der Oberfläche der Rolle (Fixierrolle
oder Druckrolle), die ein gerirgeres Formtrennvermögen besitzt.
-
Wenn
die Fixierrolle ein geringeres Formtrennvermögen als die Druckrolle besitzt,
haftet die Tonerverunreinigung an der Fixierrolle. Da in diesem Fall
die Fixierrolle während
der Bilderzeugung immer auf die Tonerschmelztemperatur erhitzt wird,
befindet sich die Toner verunreinigung in einem geschmolzenen Zustand.
Da somit die Tonerverunreinigung durch Vermischen mit einem Tonerbild
auf dem nächsten
Bogen auf einen nächsten
Bogen verschoben wird, besteht das Problem, daß die Fixierrolle kontinuierlich
verunreinigt wird. Die Tonerverunreinigung verbleibt jedoch kaum
auf der Oberfläche
der Fixierrolle. In einem derartigen Fall kann somit das Bild auf
dem Bogen verunreinigt werden.
-
Wenn
andererseits die Druckrolle ein geringeres Formtrennvermögen besitzt
als die Fixierrolle, wird die auf die Fixierrolle übertragene
Tonerverunreinigung auf die Druckrolle übertragen. Da die Temperatur
der Druckrolle geringer ist als die der Fixierrolle, wird die übertragene
Tonerverunreinigung nicht immer vollständig auf der Druckrolle verschmolzen. Des
weiteren tritt die Druckrolle nicht mit dem Tonerbild auf der Vorderseite
des Bogens in Kontakt, so daß die
Tonerverunreinigung nicht vom Tonerbild mitgeführt wird, was zur Folge hat,
daß die
Tonerverunreinigung auf der Druckrolle angesammelt wird. Wenn die
Tonerverunreinigung in großem
Umfang auf der Druckrolle angesammelt wird, haftet der Bogen an
der Druckrolle oder wird die angesammelte Tonerverunreinigung auf
einmal auf die Rückseite des
Bogens übertragen,
wodurch der Bogen verunreinigt wird, da das Formtrennvermögen der
Druckrolle herabgesetzt wird.
-
Bei
der auf Anforderung arbeitenden Fixiervorrichtung finden anstelle
der Halogenheizeinrichtung und der Fixierrolle der Fixiervorrichtung
vom Heizrollentyp eine Heizvorrichtung, wie eine keramische Heizvorrichtung, und
ein Dünnfilm
aus Polyimid Verwendung, um die Wärmekapazität der Fixiervorrichtung zu
reduzieren und dadurch einen raschen Start zu ermöglichen
sowie Energie oder Kraft zu sparen.
-
Bei
einer derartigen auf Anforderung arbeitenden Fixiervorrichtung ist
es nicht erforderlich, die Fixiervorrichtung vorzuerhitzen, da die
Wärmekapazität gering
und das Temperaturansprechvermögen ausgezeichnet
sind, so daß eine
Temperaturfeinsteuerung durchgeführt
und die Fixiervorrichtung ausgeschaltet werden kann, wenn kein Durchlauf
des Bogens stattfindet.
-
Wenn
jedoch bei der auf Anforderung arbeitenden Fixiervorrichtung die
vorstehend erwähnte Temperatursteuerung
durchgeführt
wird, wird im Vergleich zur Fixiervorrichtung vom Heizrollentyp
die Temperatur kaum erhöht
(maximal etwa 100°C),
da die Druckrolle nicht erhitzt wird, wenn kein Durchlauf des Bogens
stattfindet. Somit wird die auf die Fixierrolle versetzte und auf
die Druckrolle übertragene
Tonerverunreinigung nicht auf der Druckrolle verschmolzen und verbleibt
in einem ausgehärteten
Zustand auf derselben.
-
Da
ein derartiger Zustand existiert, selbst wenn eine Reinigung durchgeführt wird,
indem ein Reinigungspapier verwendet wird, wie in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung 3-58074 (1991) (d.h. ein Bogen, auf
dem ein Vollbild fixiert war) beschrieben, kann der ausgehärtete Toner
auf der Druckrolle nicht entfernt werden. Vielmehr kann in einigen
Fällen
das auf dem Reini gungspapier befindliche Vollbild vom ausgehärteten Toner
auf der Druckrolle abgestreift werden, so daß die Tonerverunreinigung auf
der Druckrolle gefördert
wird.
-
Wenn
bei der Fixiervorrichtung vom Heizrollentyp und bei der auf Anforderung
arbeitenden Fixiervorrichtung ein Reinigungsprozeß unter
Verwendung des Reinigungspapiers durchgeführt wird, ist es erforderlich,
das Reinigungspapier, auf dem das Vollbild vorher ausgebildet wurde,
in umgekehrter Weise zum normalen Bogendurchlauf zuzuführen (d.h.
in einer Weise, in der das Vollbild mit der Druckrolle in Kontakt
gebracht wird). Somit ist der Reinigungsvorgang problematisch, oder
es kann ein irrtümlicher Reinigungsvorgang
durchgeführt
werden.
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fixiervorrichtung zu
schaffen, bei der eine Tonerverunreinigung in wirksamer Weise entfernt
werden kann, ohne daß ein
Reinigungspapier verwendet werden muß, um auf diese Weise die mit
der Verwendung des Reinigungspapiers verbundenen Probleme zu beseitigen.
-
Dieses
Ziel wird mit einer Fixiervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
-
Die
vorliegende Erfindung sieht daher eine Fixiervorrichtung vor, die
ein Paar von Fixierelementen aufweist, von denen mindestens eines
drehbar ist, wobei ein Spalt zwischen den Fixierelementen gebildet
ist und ein Aufzeichnungsmaterial, das einen nicht fixierten Toner
trägt,
durch den Spalt gefördert und
am Spalt erhitzt wird, um den nicht fixierten Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial
zu fixieren. Die Vorrichtung besitzt einen Reinigungsmodus zum Reinigen
der Fixierelemente, bei dem das Aufzeichnungsmaterial durch den
Spalt festgeklemmt und der Aufzeichnungsbogen durch eine wiederholte
Drehung und ein wiederholtes Stoppen des drehbaren Fixierelementes
gefördert
wird.
-
Des
weiteren sieht die vorliegende Erfindung ein Speichermedium zum
Speichern eines Programms in einem computerlesbaren Zustand vor, welches
Programm einen Schritt zum Festklemmen eines Bogens durch einen
Spalt zwischen einem Paar von Fixierelementen, von denen mindestens
eines drehbar ist, und einen Schritt zum Fördern des Bogens durch wiederholte
Drehung und wiederholtes Stoppen des drehbaren Fixierelementes aufweist.
-
Das
andere Ziel der vorliegenden Erfindung wird aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich.
-
Von
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
schematische Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung mit
einer Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
2 eine
Schnittansicht der Fixiervorrichtung der vorliegenden Erfindung;
-
3 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
4 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
5 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
6 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
7 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
8 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
9 ein
Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Reinigungsvorgangs gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
10 eine vergrößerte schematische
Ansicht eines Spaltes zur Verdeutlichung der siebten Ausführungsform;
-
11 eine Ansicht, die den Temperaturübergang
des Spaltes gemäß der siebten
Ausführungsform
zeigt;
-
12 eine vergrößerte schematische
Ansicht eines Spaltes zur Verdeutlichung einer achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
13 eine Ansicht zur Verdeutlichung eines Tonererweichungspunktes;
-
14 eine Ansicht, die ein Aufzeichnungsmuster eines
zum Reinigen verwendeten Bogens zeigt;
-
15 eine schematische Schnittansicht, die eine
andere Fixiervorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt;
-
die 16A, 16B und 16C schematische Schnittansichten, die eine weitere
Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen; und
-
die 17A und 17B schematische Schnittansichten
noch einer weiteren Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit Ausführungsformen
derselben anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert.
-
<Erste Ausführungsform>
-
1 zeigt
eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Fixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 ist
eine schematische Schnittansicht, die einen Laserdrucker als Beispiel
der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt. Zuerst wird in Verbindung mit 1 die Konstruktion
des Laserdruckers (hiernach als "Bilderzeugungsvorrichtung" bezeichnet) erläutert.
-
Der
in 1 gezeigte Laserdrucker umfasst ein trommelförmiges elektrofotografisches
lichtempfindliches Element (hiernach als "lichtempfindliche Trommel" be zeichnet) 1 als
Bildträgerelement.
Diese lichtempfindliche Trommel 1 wird von einem Hauptkörper M der
Vorrichtung drehbar gelagert und wird von einer Antriebseinrichtung
(nicht gezeigt) mit einer vorgegebenen Prozessgeschwindigkeit in
der durch den Pfeil R1 angedeuteten Richtung gedreht.
-
Um
die lichtempfindliche Trommel 1 herum sind in Drehrichtung
derselben eine Aufladungsrolle (Aufladungsvorrichtung) 2,
eine Belichtungseinrichtung 3, eine Entwicklungsvorrichtung 4,
eine Transferrolle (Transfervorrichtung) 5 und eine Reinigungsvorrichtung 6 in
dieser Reihenfolge angeordnet.
-
Eine
Blattzuführkassette 7,
die Blätter
(beispielsweise Papierblätter)
P enthält,
ist an einem unteren Teil des Hauptkörpers M angeordnet. Entlang einer
Förderbahn
sind in dieser Reihenfolge eine Blattzuführrolle 15, Förderrollen 8,
ein Topsensor 9, eine Förderführung 10,
eine Fixiervorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Erfindung,
Förderrollen 12, Abgaberollen 13 und
eine Abgabeschale 14 angeordnet. Als nächstes wird die Funktionsweise
der Bilderzeugungsvorrichtung erläutert.
-
Die
von der Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) in Richtung R1 gedrehte
lichtempfindliche Trommel 1 wird von der Aufladungsrolle 2 mit
einer vorgegebenen Polarität
und einem vorgegebenen Potential aufgeladen. Nach dem Aufladen wird
die lichtempfindliche Trommel 1 einer Bildbelichtung L von
der Belichtungseinrichtung 3, bei spielsweise einem optischen
Lasersystem, in Abhängigkeit von Bildinformationen
unterzogen, so daß auf
diese Weise Ladungen vom belichteten Abschnitt entfernt werden,
um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Dieses latente
elektrostatische Bild wird von der Entwicklungsvorrichtung 4 entwickelt.
Die Entwicklungsvorrichtung 4 besitzt eine Entwicklungsrolle 4a. Durch
Aufbringen einer Entwicklungsvorspannung auf die Entwicklungsvorrichtung 4 wird
Toner zum Haften am latenten elektrostatischen Bild gebracht, um
das Bild als Tonerbild zu entwickeln (zu visualisieren).
-
Das
Tonerbild wird von der Transferrolle 5 auf das Blatt P übertragen.
Das Blatt P wird von der Blattzuführkassette 7 über die
Blattzuführrolle 15 zugeführt und
wird von den Förderrollen 8 gefördert. Dann
passiert das Blatt den Topsensor 9 und dringt in einen Übertragungsspalt
zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Transferrolle 5 ein.
In diesem Fall wird das Spitzenende des Blattes P vom Topsensor 9 detektiert,
um auf diese Weise das Blatt mit dem Tonerbild auf der lichtempfindlichen
Trommel 1 zu synchronisieren. Eine Übertragungsvorspannung wird
auf die Transferrolle 5 aufgebracht, was zur Folge hat,
daß das
Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 in eine
vorgegebene Position auf dem Blatt P übertragen wird.
-
Das
Blatt P, auf das das nicht fixierte Tonerbild übertragen wurde, wird entlang
der Förderführung 10 der
Fixiervorrichtung 11 (später vollständig beschrieben) zugeführt, in
der das nicht fixierte Tonerbild erhitzt und unter Druck gesetzt
wird, um auf der Oberseite des Blattes P fixiert zu werden. Das
Blatt, auf dem das Tonerbild fixiert wurde, wird von den Förderrollen 12c gefördert und
von den Abgaberollen 13 auf die Abgabeschale 14 abgegeben,
die auf der Oberseite der Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen ist.
Nachdem das Tonerbild übertragen
worden ist, wird der auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibende
Toner (Resttoner) von einem Reinigungsblatt 6a der Reinigungsvorrichtung 6 entfernt,
um die nächste
Bilderzeugung vorzubereiten.
-
Durch
Wiederholung der obigen Vorgänge werden
die Bilder nacheinander geformt.
-
Als
nächstes
wird in Verbindung mit 2 ein Beispiel der Fixiervorrichtung 11 gemäß der vorliegenden
Erfindung vollständig
beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht entlang
der Blattförderrichtung (durch
den Pfeil K gezeigt).
-
Die
in 2 gezeigte Fixiervorrichtung 11 umfaßt hauptsächlich einen
Fixierfilm (ein filmförmiges
drehbares Fixierelement) 25, eine Druckrolle (drehbar als
Fixierelement) 26, die gegen den Fixierfilm 25 gedrückt wird,
eine keramische Heizeinrichtung (Heizelement) 20 zum Erhitzen
des Toners durch den Fixierfilm 25, eine Temperatursteuereinrichtung 27 zum
Steuern der Temperatur der keramischen Heizeinrichtung 20 und
eine Drehsteuereinrichtung 28 zum Steuern der Förderung
des Blattes P.
-
Bei
der keramischen Heizeinrichtung 20 handelt es sich um eine
Widerstandsheizeinheit, die durch Ausbilden eines Widerstandsmusters 20b auf einem
hitzeresistenten Substrat 20a aus Aluminiumoxid über eine
Drucktechnik und durch Beschichten der Oberfläche des Substrates mit einer
Glasschicht 20c ausgebildet wurde. Die keramische Heizeinrichtung
ist nach links und rechts (senkrecht zur Ebene der 2)
in bezug auf die Blattförderrichtung
(gezeigt durch den Pfeil K) verlängert,
so daß die
Heizeinrichtung länger
ist als die Breite des Blattes P. Die keramische Heizeinrichtung 20 wird
von einem Heizeinrichtungshalter 22 gelagert, der am Hauptkörper M befestigt
ist. Der Heizeinrichtungshalter 22 ist aus einem hitzeresistenten
Harz halbkreisförmig
ausgebildet und wirkt als Führungselement
zum Führen
der Drehung des Fixierfilmes 25.
-
Der
Fixierfilm 25 besitzt eine Wärmekapazität, die geringer ist als die
der Druckrolle 26, und ist aus einem hitzeresistenten Harz,
wie Polyimid, zylindrisch geformt. Eine Formtrennschicht aus Fluorharz ist
auf der Oberfläche
des Filmes vorgesehen. Die Gesamtdicke des Fixierfilmes 25 beträgt 100 μm oder weniger.
Der Fixierfilm ist frei μm
die keramische Heizeinrichtung 20 und den Heizeinrichtungshalter 22 montiert.
Er wird von der Druckrolle 26 (später beschrieben) gegen die
keramische Heizeinrichtung 20 gepreßt, so daß die Rückseite des Fixierfilmes 25 gegen
die Unterseite der keramischen Heizeinrichtung 20 gedrückt wird.
Der Fixierfilm 25 wird in der durch den Pfeil R25 gezeigten
Richtung gedreht, wenn das Blatt P in der Richtung K durch die Drehung
der Druckrolle 26 in der durch den Pfeil R26 gezeigten Richtung
gefördert
wird. Das linke und rechte Ende des Fixierfilmes 25 werden
durch Führungsabschnitte
(nicht gezeigt) des Heizelementhalters 22 so reguliert,
daß der
Film nicht von der Längsrichtung
der keramischen Heizeinrichtung 20 abweicht. Des weiteren
ist Fett auf die Innenseite des Fixierfilmes aufgebracht, um den
Gleitwiderstand zwischen dem Fixierfilm und dem keramischen Heizelement 20/der
Heizelementführung 22 zu
reduzieren.
-
Die
Druckrolle 26 wird von einem Metallkernzylinder 26a und
einer elastischen hitzeresistenten Formtrennschicht 26b aus
Silikonkautschuk gebildet, die auf den Kernzylinder aufgebracht
ist. Der Fixierfilm 25 wird von der Formtrennschicht 26b von
unten gegen die keramische Heizeinrichtung 20 gedrückt, um
einen Fixierspalt N zwischen dem Fixierfilm und der Druckrolle zu
bilden. Die Breite (Spaltbreite) a der Druckrolle 26 am
Fixierspalt N in Drehrichtung der Rolle (d.h. in Blattförderrichtung)
wird so ausgewählt, daß der Toner
auf dem Blatt P in geeigneter Weise erhitzt und unter Druck gesetzt
werden kann.
-
Die
Drehsteuereinrichtung 28 umfaßt einen Motor 29 zum
drehbaren Antreiben der Druckrolle 26 und eine CPU 30 zum
Steuern der Drehung des Motors 29. Beispielsweise findet
ein Schrittmotor als Motor 29 Verwendung, so daß die Druckrolle
in der Richtung R26 kontinuierlich oder über einen vorgegebenen Winkel
intermittierend gedreht werden kann. Mit anderen Worten, das Blatt
P kann schrittweise durch Wiederholung der Drehung und des Stoppens
der Druckrolle 26 gefördert
werden.
-
Die
Temperatursteuereinrichtung 27 umfaßt einen Thermistor (Temperaturdetektionseinrichtung) 21,
der an der Rückseite
der keramischen Heizeinrichtung 20 befestigt ist, und eine
CPU 23 zum Steuern eines Triac 24 auf der Basis
der vom Thermistor 21 detektierten Temperatur der Heizeinrichtung,
um die Stromzufuhr der keramischen Heizeinrichtung 20 zu
steuern. Wie vorstehend erwähnt,
wird bei der Fixiervorrichtung 11, während das Blatt (Aufzeichnungsmaterial)
P, das den nicht fixierten Toner trägt, durch die Drehung der Druckrolle 26 in
der Richtung R26 durch den Fixierspalt gefördert wird, der Toner auf dem
Blatt von der keramischen Heizeinrichtung 20 erhitzt. In
diesem Fall können
durch Steuern der Drehung der Druckrolle 26 mit Hilfe der
Drehsteuereinrichtung 28 die Förderung des Blattes P und die Temperatur
der keramischen Heizeinrichtung 20 in geeigneter Weise
gesteuert werden.
-
Als
nächstes
wird die Reinigung der Fixiervorrichtung 11 in Verbindung
mit dem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm erläutert. In
bezug auf die Fixiervorrichtung 11 wird ein Modus zur Durchführung des
normalen Fixiervorganges als "Fixiermodus" bezeichnet, während ein
Modus zur Durchführung
der Reinigung als "Reinigungsmodus" bezeichnet wird.
-
Zuerst
befindet sich die Fixiervorrichtung 11 in einem Wartezustand
im Startzustand (S1). Wenn in diesem Zu stand die Bedienungsperson
eine Reinigung wünscht,
wird die Bilderzeugungsvorrichtung über ein Signal von einem Operationspaneel
am Hauptkörper
M oder einem Wirtcomputer (nicht gezeigt) auf den Reinigungsmodus
(S2) geschaltet. Im Reinigungsmodus der Bilderzeugungsvorrichtung beginnt
die Zufuhr eines Reinigungsblattes (ein zum Reinigen verwendetes
Blatt P, das bei der dargestellten Ausführungsform einem normalen Blatt
B entspricht und hiernach als "Papierblatt" bezeichnet wird)
(S3), so daß dieses
einzige Papierblatt der Fixiervorrichtung 11 zugeführt wird,
ohne ein Bild auf dem Blatt zu erzeugen. In diesem Fall kann der
Satz "Reinigung
beendet" auf dem
Blatt aufgezeichnet werden.
-
Der
Zeitpunkt, wenn das Vorderende des Papierblattes den Fixierspalt
N (nachfolgend bloß als "Spalt N" bezeichnet) erreicht,
kann auf der Basis der Fördergeschwindigkeit
des Papierblattes und des Zeitpunktes, an dem das Vorderende den
Topsensor 9 passiert, berechnet werden. In entsprechender Weise
kann der Zeitpunkt, bei dem das Vorderende des Papierblattes den
Spalt N verläßt, berechnet werden.
Die Detektion, ob das Vorderende des Papierblattes den Spalt N verlässt oder
nicht, kann durchgeführt
werden, indem das Vorderende des Papierblattes mit Hilfe eines Sensors
detektiert wird, der abstromseitig des Spaltes angeordnet ist. Wenn
die Tatsache, daß das
Vorderende des Papierblattes den Spalt N verlässt, detektiert wird (S4),
wird der Motor 29 gestoppt, um die Drehungen des Fixierfilmes 25 und
der Druckrolle 26 zu stoppen, und wird die Stromzufuhr
zur keramischen Heizeinrichtung 20 (hiernach nur als "Heizeinrichtung 20" bezeichnet) eingeschaltet
(S5). Ferner werden die Zeit t eines Timers auf 0 gesetzt und das
Erhitzen des Spaltes durch die Heizeinrichtung 20 begonnen
(S6, S7).
-
Während bei
dem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm die Heizeinrichtung 20 in
diesem Punkt eingeschaltet wird, kann sie bereits vorher eingeschaltet
worden sein, so daß die
Temperatur auf einen Wert eingestellt wird, der geringer ist als
der beim Druckprozeß,
so daß auf
diese Weise das Gleitdrehmoment des Fixierfilmes 25 reduziert
wird. Hierdurch wird das Prinzip genutzt, daß die Viskosität des auf der
Innenfläche
des Fixierfilmes 25 angeordneten Fettes mit einer Erhöhung der
Temperatur abnimmt. Um die Adhäsion
von anhaftenden Materialien, wie beispielsweise dem an der Oberfläche der
Druckrolle haftenden Toner, am Reinigungsblatt durch Erweichung
der anhaftenden Materialien zu erleichtern, kann die Oberfläche der
Druckrolle 26 in einem gewissen Ausmaß erhitzt werden, bevor das
Papierblatt in den Spalt N eindringt. In diesem Fall muß in einem Zustand,
in dem die Temperatur der Heizeinrichtung 20 auf der Temperatur
beim Druckvorgang gehalten wird, die Druckrolle 26 diverse
Umdrehungen durchführen.
-
In
jedem Fall wird zum gleichen Zeitpunkt, bei dem der Motor 29 gestoppt
wird (d.h. die Drehungen des Fixierfilmes 25 und der Druckrolle 26 gestoppt
werden), die Zählung
des Timers gestartet. Es wird festgestellt, ob die Zeit t des Timers
eine Zeitdauer t1 überschreitet,
während
der der. an der Oberfläche
der Druckrolle 26 haftende Toner erweicht wird, um die
Adhäsion
des Toners am Papierblatt zu ermöglichen
(S8). Alternativ kann festgestellt werden, ob die Temperatur der
Heizeinrichtung 20, die vom Thermistor detektiert wurde,
eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
Die vorgegebene Temperatur ist vorzugsweise ein Erweichungspunkt
oder ein Schmelzpunkt des Toners (ein Verfahren zum Messen des Erweichungspunktes
wird später
beschrieben). Nachdem die an der Oberfläche der Druckrolle anhaftenden
Materialien einmal auf diese Weise erweicht worden sind, werden
sie, wenn das Papierblatt um eine Strecke a, die der Spaltbreite
entspricht, durch Antrieb des Motors 29 gefördert worden
ist (S9), von der Oberfläche
der Druckrolle 26 gelöst
und auf die Rückseite
des Papierblattes übertragen.
-
Durch
Wiederholung der Erweichung der anhaftenden Materialien und der
Förderung
des Papierblattes um die Spaltbreite während einer Umdrehung der Druckrolle 26 kann
die gesamte Oberfläche
der Druckrolle 26 gereinigt werden.
-
Nachdem
bei der dargestellten Ausführungsform
das Papierblatt um die der Spaltbreite entsprechende Strecke a in
Schritt S9 gefördert
worden ist, wird der Motor 29 gestoppt, um die Drehungen
der Druckrolle 26 und des Fixierfilmes 25 zu stoppen (S10).
Die Schritte S6 bis S10 werden wiederholt, bis das hintere Ende
des Papierblattes in den Spalt N eindringt.
-
Wenn
das hintere Ende des Reinigungsblattes in den Spalt N eindringt
(S11), wird der Motor 29 mit normaler konstanter Geschwindigkeit
gedreht (S12). Wenn festgestellt wird, daß das Blatt den Spalt N verlässt (S13),
wird der Reinigungsmodus beendet (S14). Das Timing zum Beenden des
Reinigungsmodus kann nicht nur nach der Zeit ausgewählt werden, nachdem
das hintere Ende des Papierblattes in den Spalt eingetreten ist,
sondern auch in Abhängigkeit davon,
wenn die gesamte Oberfläche
der Druckrolle 26 mindestens einmal im Spalt gestoppt worden
ist.
-
Als
nächstes
wird das Verfahren zum Messen des Erreichungspunktes des Toners
erläutert. Der
Erweichungspunkt wird als Temperatur T0 bezeichnet,
die mit dem folgenden Verfahren gemessen wird. Natürlich kann
das Meßverfahren
auf der Basis des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahrens
modifiziert werden. Die Messung wurde wie folgt durchgeführt. Es
wurde ein Durchflusstester vom Typ CFT-500 A (hergestellt von der
Firma Shimazu Seisakusho Co., Ltd.) verwendet, und eine Extrusionslast
von 20 kg wurde auf ein Mundstück (Düse) mit
einem Durchmesser von 0,2 mm und einer Dicke von 1,0 mm aufgebracht,
um eine Kolbenabsenkgröße-Temperatur-Kurve
in bezug auf den Toner (hiernach als "Erweichungs-S-Kurve" bezeichnet) bei einem konstanten Temperaturanstieg
mit einer Geschwindigkeit von 6°C/min
nach einer Vorerhitzungszeit von 300 sec bei einer eingestellten
Ausgangstemperatur von 70 % zu ermitteln. Als Toner wurde gereinigter
Toner von 1 bis 3 g verwendet, und die Querschnittsgröße des Kolbens
wurde mit 1,0 cm2 ausgewählt.
-
Die
Erweichungs-S-Kurve entspricht normalerweise einer in 13 gezeigten Kurve. Wenn die Temperatur mit konstanter
Rate ansteigt, wird der Toner allmählich er hitzt und der Tonerzufluß begonnen (Abwärtsbewegung
des Kolbens von A → B).
Wenn die Temperatur weiter erhöht
wird, gelangt der Toner in einen geschmolzenen Zustand und fließt zum größten Teil
(B → C → D), und
die Abwärtsbewegung des
Kolbens wird gestoppt (D → E).
Die Höhe
H der Erweichungs-S-Kurve gibt die Gesamtfließmenge wieder, während die
Temperatur T0 am Punkt C entsprechend H/2
den Erweichungspunkt angibt. Bei den Ausführungsformen 1, 2, 3, 4, 5,
6, 7 und 8 wurde ein Toner mit einem Erweichungspunkt von etwa 110°C verwendet.
-
Als
nächstes
werden Beispiele der ersten Ausführungsform
beschrieben.
-
<Beispiel 1>
-
Es
wird eine Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben, bei der die Fördergeschwindigkeit
des Blattes mit 50 mm/sec, der Durchmesser der Druckrolle 26 mit
25 mm, die Gummidicke der Formtrennschicht 26b der Druckrolle 26 mit
3 mm, die Spaltbreite a mit 5 mm und der Abstand vom Topsensor 9 zur Mitte
des Spaltes mit 150 mm ausgewählt
wurden. Während
des normalen Druckvorganges wurde die Temperatur der Heizeinrichtung 20 so
gesteuert, daß sie
auf 150°C
bis 190°C
gehalten wurde. Der Grund dafür
ist darin zu sehen, daß die
Wärme gleichmäßig auf
das Blatt aufgebracht wird, indem die Heizeinrichtung 20 unter
Berücksichtigung
des Zustandes, daß die
Druckrolle 26 abgekühlt
wird, auf den Zustand hoher Temperatur gesteuert wird und unter
Berücksichtigung
des Zustandes, daß die
Druckrolle 26 erwärmt wird,
auf den Zustand niedriger Temperatur gesteuert wird. Wie man dem
Ablaufdiagramm der 3 entnehmen kann, beginnt nach
dem Start der Blattzuführung
das Blatt, aus dem Spalt N auszutreten, wenn eine Zeitdauer von
(150 + 2,5)/50 sec abgelaufen ist, nachdem das Vorderende des Blattes
den Topsensor 9 verlassen hat (S4).
-
An
diesem Punkt wird der Motor 29 gestoppt, um das Blatt innerhalb
des Spaltes einzufangen. In diesem Zustand wird mit dem Erhitzen
begonnen. Die Steuertemperatur für
das Erhitzen wird so ausgewählt,
daß sie
190°C über dem
Erweichungspunkt des Toners liegt. Nach einer Erregung um eine Sekunde
wird der Motor 29 erneut angetrieben, um das Blatt um eine
Strecke zuzuführen,
die der Spaltbreite a von 5 mm entspricht. Danach wird der Motor 29 wieder
gestoppt. Ein solcher schrittweise erfolgender Zuführvorgang,
bei dem der Motor gestoppt wird, nachdem das Blatt um die Spaltbreite
zugeführt
worden ist, wird für
eine Umdrehung der Druckrolle 26 oder mehr wiederholt.
Da bei Ausführungsbeispiel
1 die äußere Umfangslänge der
Druckrolle 26 78,5 mm beträgt, ist es erforderlich, daß der schrittweise
erfolgende Zuführprozeß 16 mal
oder mehr wiederholt wird.
-
Wenn
das hintere Ende des Blattes in den Spalt N eindringt, wird der
schrittweise erfolgende Zuführvorgang
beendet und das Blatt mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert und
abgegeben. Dann wird der Motor gestoppt. Bei diesem Verfahren wurde
festgestellt, daß die
an der Druckrolle 26 haftende Tonerverunreinigung um 90
% oder mehr entfernt wurde und nur restlicher Toner von 10 % nicht von
der Druckrolle 26 abgelöst
wurde und am Blatt während
des normalen Druckvorganges haftete, so daß auf diese Weise eine ausgezeichnete
Reinigungseffizienz erzielt wurde.
-
<Beispiel 2>
-
In
Beispiel 2 wurde die Druckrolle 26 erwärmt, bevor das Blatt in den
Spalt N eindrang, um das Reinigungsvermögen zu verbessern und die Reinigungszeit
zu verringern.
-
Wie
man dem Ablaufdiagramm der 3 entnehmen
kann, wird nach dem Start der Blattzufuhr und vor dem Eindringen
des Blattes in den Spalt N die Heizeinrichtung 20 auf 190°C gesteuert.
Das Vorderende des Blattes beginnt, den Spalt N zu verlassen, wenn
eine Zeitdauer von (150 + 2,5)/50 sec abgelaufen ist, nachdem das
Vorderende des Blattes den Topsensor 9 verlassen hat (S4).
-
Bei
diesem Punkt wird der Motor 29 gestoppt, um das Blatt im
Spalt einzufangen. In diesem Zustand wird das Erhitzen begonnen.
Die Steuertemperatur zum Erhitzen wird um 190°C höher gewählt als der Erweichungspunkt
des Toners. Nachdem eine Erregung um 0,5 sec durchgeführt. wurde,
wird der Motor 29 wieder angetrieben, um das Blatt um eine Strecke
von 5 mm zu fördern.
Danach wird der Motor 29 wieder gestoppt (schrittweise
Zuführung).
Dieser schrittweise erfolgende Zuführprozeß wird für eine Umdrehung der Druckrolle 26 oder
mehr wiederholt. Da die äußere Umfangslänge der
Druckrolle 26 78,5 mm beträgt, ist es erforderlich, daß der schrittweise er folgende
Zuführprozeß 16 mal
oder mehr wiederholt wird. Wenn das hintere Ende des Blattes in
den Spalt N eindringt, wird der schrittweise erfolgende Zuführprozeß beendet
und das Blatt mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert und
abgegeben. Dann wird der Motor gestoppt.
-
Bei
diesem Verfahren wurde festgestellt, dass die an der Druckrolle 26 haftende
Tonerverunreinigung um 93 % oder mehr entfernt und nur restlicher
Toner von 7 % nicht von der Druckrolle 26 abgelöst wurde
und am Blatt während
des normalen Druckvorganges haftete. Auf diese Weise wurde eine ausgezeichnete
Reinigungseffizienz erzielt.
-
Während bei
dem vorstehend beschriebenen Beispiel 1 etwa 27 sec (einschließlich der Start/Stop-Zeiten
des Motors 29) für
die Reinigung bei einer Umdrehung der Druckrolle 26 erforderlich waren,
konnte bei Beispiel 2 die Reinigungszeit stark reduziert werden,
da die Druckrolle in etwa 19 sec gereinigt werden konnte.
-
<Zweite Ausführungsform>
-
Bei
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde die erste Ausführungsform verbessert, um das
Reinigungsvermögen
weiter zu steigern. Der Toner sowie die Abmessungen der Bilderzeugungsvorrichtung
und der Fixiervorrichtung, die bei der zweiten Ausführungsform
verwendet wurden, waren die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
-
Die
Steuerung der zweiten Ausführungsform wird
in Verbindung mit dem in 4 gezeigten Ablaufdiagramm erläutert. Ein
Unterschied gegenüber der
ersten Ausführungsform
besteht darin, daß die Erregung
der Heizeinrichtung ausgeschaltet wird, während der Motor gestoppt ist.
-
Zuerst
befindet sich in einem Startzustand (S21) die Fixiervorrichtung 11 in
einem Wartezustand. Wenn eine Bedienungsperson in diesem Zustand
eine Reinigung wünscht,
wird die Bilderzeugungsvorrichtung durch ein Signal von einem Operationspaneel
des Hauptkörpers
M oder einem Wirtcomputer (nicht gezeigt) auf den Reinigungsmodus geschaltet
(S22). Im Reinigungsmodus der Bilderzeugungsvorrichtung wird mit
der Zuführung
eines Reinigungsblattes (ein zum Reinigen verwendetes Blatt P, das
bei der dargestellten Ausführungsform
einem normalen Blatt P entspricht, das hiernach als "Papierblatt" bezeichnet. wird)
begonnen (S23), so daß ein
einziges Papierblatt der Fixiervorrichtung 11 zugeführt wird,
ohne daß ein
Bild auf dem Blatt erzeugt wird. In diesem Fall kann der Satz "Reinigung beendet" auf dem Blatt aufgezeichnet
werden.
-
Der
Zeitpunkt, wenn das Vorderende des Papierblattes den Fixierspalt
N (hiernach lediglich als "Spalt
N" bezeichnet) erreicht,
kann auf der Basis der Fördergeschwindigkeit
des Papierblattes und des Zeitpunktes, wenn das Vorderende den Topsensor 9 passiert,
berechnet werden. In entsprechender Weise kann der Zeitpunkt, bei
dem das Vorderende des Papierblattes den Spalt N verlässt, be rechnet
werden. Die Detektion, ob das Vorderende des Papierblattes den Spalt
N verlassen hat oder nicht, kann durchgeführt werden, indem das Vorderende
des Papierblattes mit Hilfe eines abstromseitig vom Spalt angeordneten
Sensors detektiert wird. Wenn die Tatsache, daß das Vorderende des Papierblattes
den Spalt N verlässt,
detektiert wird (S24), wird der Motor 29 gestoppt, um die
Drehungen des Fixierfilmes 25 und der Druckrolle 26 zu
stoppen (S25), und die Stromzufuhr (Erregung) zur keramischen Heizeinrichtung 20 (hiernach
lediglich als "Heizeinrichtung 20'' bezeichnet) wird eingeschaltet,
die Zeit t eines Timers auf 0 gesetzt und das Erhitzen des Spaltes
von der Heizeinrichtung 20 begonnen (S26, S27).
-
Während die
Heizeinrichtung 20 an diesem Punkt eingeschaltet wird,
wie im Ablaufdiagramm der 4 gezeigt
ist, kann sie auch vorher bereits eingeschaltet worden sein, so
daß die
Temperatur auf einen Wert eingestellt wird, der geringer ist als
der im Druckprozeß,
um auf diese Weise das Gleitdrehmoment des Fixierfilmes 25 zu
verringern. Hierdurch wird von dem Prinzip Gebrauch gemacht, daß die Viskosität des auf
der Innenfläche
des Fixierfilmes 25 angeordneten Fettes durch Erhöhung der
Temperatur abnimmt. Um die Adhäsion
von Materialien, wie Toner, die an der Oberfläche der Druckrolle haften, am
Reinigungsblatt durch Erweichung der anhaftenden Materialien zu
erleichtern, kann die Oberfläche der
Druckrolle 26 in einem gewissen Ausmaß erhitzt werden, bevor das
Papierblatt in den Spalt N eindringt. In diesem Fall muß in dem
Zustand, in dem die Temperatur der Heizeinrichtung 20 auf
der Temperatur im Druckvorgang gehalten wird, die Druckrolle 26 um
diverse Umdrehungen gedreht werden.
-
In
jedem Fall wird zur gleichen Zeit, wenn der Motor 29 gestoppt
wird (d.h. die Umdrehungen des Fixierfilmes 25 und der
Druckrolle 26 gestoppt werden), die Zählung des Timers begonnen.
Es wird festgestellt, ob die Zeit t des Timers die Heizzeitdauer
t1, während
der der Toner, der an der Oberfläche
der Druckrolle 26 haftet, erweicht wird, um die Adhäsion des
Toners am Papierblatt zu ermöglichen
(S28), übersteigt.
Alternativ dazu kann festgestellt werden, ob die Temperatur der
Heizeinrichtung 20, die vom Thermistor detektiert wird,
eine vorgegebene Temperatur übersteigt.
Bei der vorgegebenen Temperatur handelt es sich vorzugsweise um
den Erweichungspunkt oder Schmelzpunkt des Toners. Nachdem die an
der Oberfläche
der Druckrolle haftenden Materialien einmal auf diese Weise erweicht
worden sind, wird die Erregung der Heizeinrichtung 20 ausgeschaltet,
um einen heizfreien Zustand zu erreichen (S29), und es wird abgewartet,
bis die Temperatur der Heizeinrichtung 20 unter eine vorgegebene
Temperatur gefallen ist. Bei der vorgegebenen Temperatur kann es
sich um den Erweichungspunkt des Toners handeln, solange wie die
Tonertemperatur niedriger gemacht wird als der Erweichungspunkt.
Bei der dargestellten Ausführungsform
wird festgestellt, ob der Zählwert
des Timers eine vorgegebene Zeit t2 (Zeitdauer, während der
die Temperatur der Heizeinrichtung unter die vorgegebene Temperatur
fällt) übersteigt
(S30). Es kann festgestellt werden, ob die vom Thermistor detektierte Temperatur
eine vorgegebene Temperatur ist, die geringer ist als der Erweichungspunkt
des Toners, oder nicht.
-
Wenn
die an der Druckrolle 26 anhaftenden Materialien auf diese
Weise im Spalt gekühlt
werden, haften die Materialien fester am Papierblatt als an der Druckrolle 26 aufgrund
der Differenz in der Oberflächenrauhigkeit
und Oberflächenenergie
zwischen der Druckrolle 26 und dem Papierblatt. Mit anderen Worten,
die Materialien, die vor der Erweichung an der Oberfläche der
Druckrolle 26 haften, haften stärker am Papierblatt als an
der Druckrolle nach dem Erweichen/Kühlen. Wenn dann das Papierblatt
um eine Strecke, die der Spaltbreite entspricht, durch Antrieb des
Motors 29 gefördert
wird (S31), werden die anhaftenden Materialien von der Oberfläche der
Druckrolle 26 gelöst
und auf die Rückseite
des Papierblattes übertragen.
-
Auf
diese Weise kann durch Erweichen des Toners auf der Oberfläche der
Druckrolle 26 während des
Stoppens des Papierblattes der erweichte Toner die unebene Oberfläche des
Papierblattes erreichen und am Papierblatt haften. Obwohl das Papierblatt gefördert werden
kann, so wie es ist, ist es wirksamer, wenn das Papierblatt gefördert wird,
nachdem der Toner erweicht und dann abgekühlt ist. Durch einmaliges Kühlen des
Toners wird der in die unebene Oberfläche des Papierblattes eingedrungene
Toner verfestigt, so daß er
fest am Papierblatt haftet, wodurch der Reinigungseffekt verbessert
und ein Papierstau oder ein Falten des Blattes verhindert wird, der
bzw. das durch ein vom Toner, der während des Förderns vom Papierblatt herunterfällt, gebildetes Hindernis
verursacht werden kann.
-
Durch
Wiederholen des Erweichens und Kühlens
der anhaftenden Materialien und der Förderung des Papierblattes über die
Spaltbreite während einer
Umdrehung der Druckrolle 26 kann die gesamte Oberfläche der
Druckrolle 26 gereinigt werden.
-
Nachdem
bei der dargestellten Ausführungsform
das Papierblatt in Schritt S31 über
die der Spaltbreite entsprechende Strecke a gefördert worden ist, wird der
Motor 29 gestoppt, um die Drehungen der Druckrolle 26 und
des Fixierfilmes 25 zu stoppen (S32). Die Schritte S26
bis S32 werden wiederholt, bis das hintere Ende des Papierblattes
in den Spalt N eindringt.
-
Wenn
das hintere Ende des Reinigungsblattes in den Spalt N eindringt
(S33), wird der Motor 29 mit normaler konstanter Geschwindigkeit
gedreht (S34). Wenn festgestellt wird, dal3 das Blatt den Spalt
N verlässt
(S35), wird der Reinigungsmodus beendet (S36). Das Timing zur Beendigung
des Reinigungsmodus kann nicht nur in bezug auf einen Zeitpunkt,
nachdem das hintere Ende des Papierblattes in den Spalt eingetreten
ist, sondern auch in Abhängigkeit
davon ausgewählt
werden, wenn die gesamte Oberfläche
der Druckrolle 26 mindestens einmal im Spalt gestoppt worden
ist.
-
Als
nächstes
werden Ausführungsbeispiele der
zweiten Ausführungsform
erläutert.
-
<Ausführungsbeispiel 1>
-
Es
wird eine Bilderzeugungsvorrichtung erläutert, bei. der die Fördergeschwindigkeit
des Blattes mit 50 mm/sec, der Durchmesser der Druckrolle 26 mit
25 mm, die Gmmidicke der Formtrennschicht 26b der Druckrolle 26 mit
3 mm, die Spaltbreite a mit 5 mm und der Abstand vom Topsensor 9 zur
Mitte des Spaltes mit 150 mm ausgewählt wurden. Während des
normalen Druckvorganges wird die Temperatur der Heizeinrichtung 20 so
gesteuert, daß sie
auf 150°C
bis 190°C
gehalten wird. Der Grund für
eine gleichmäßige Wärmezufuhr
zum Blatt ist darin zu sehen, daß die Heizeinrichtung 20 unter
Berücksichtigung
des Zustandes, daß die
Druckrolle 26 abgekühlt wird,
auf einen Zustand hoher Temperatur gesteuert wird und unter Berücksichtigung
des Zustandes einer Erwärmung
der Druckrolle 26 auf einen Zustand niedriger Temperatur
gebracht wird. Wie im Ablaufdiagramm der 4 gezeigt,
beginnt nach dem Start der Blattzufuhr das Blatt den Spalt N zu
verlassen, wenn eine Zeitdauer von (150 + 2,5)/50 sec abgelaufen
ist, nachdem das Vorderende des Blattes den Topsensor 9 verlassen
hat (S24).
-
An
diesem Punkt wird der Motor 29 gestoppt, um das Blatt im
Spalt einzufangen. In diesem Zustand wird mit dem Erhitzen begonnen.
Die Steuertemperatur zum Erhitzen wird 190°C höher als der Erweichungspunkt
des Toners ausgewählt,
und nach der Durchführung
einer Erregung über
eine Sekunde wird die Erregung gestoppt, um das Erhitzen zu beenden.
Nach dem Ablauf von 0,5 sec, wenn die Heiz einrichtungstemperatur
auf 130°C
gefallen ist, wird der Motor 29 wieder angetrieben, um
das Blatt um eine Strecke zu fördern,
die der Spaltbreite a von 5 mm entspricht. Danach wird der Motor 29 wiederum gestoppt.
Ein derartiger Heiz- und Kühlprozeß wird über eine
Umdrehung der Druckrolle 26 oder mehr wiederholt. Da im
Falle von Ausführungsbeispiel
1 die äußere Umfangslänge der
Druckrolle 26 78,5 mm beträgt, ist es erforderlich, daß der schrittweise
erfolgende Zuführprozeß 16 mal
oder mehr wiederholt wird.
-
Wenn
das hintere Ende des Blattes in den Spalt N eindringt, wird der
schrittweise erfolgende Zuführprozeß beendet,
und das Blatt wird mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert und
abgegeben. Dann wird der Motor gestoppt. Bei diesem Verfahren wurde
festgestellt, daß die
an der Druckrolle 26 haftende Tonerverunreinigung um 95
% oder mehr entfernt und nur restlicher Toner von 5 % nicht von der
Druckrolle 26 abgelöst
wurde und während
des normalen Druckvorganges am Blatt haftete. Auf diese Weise wurde
eine ausgezeichnete Reinigungseffizienz erhalten.
-
<Ausführungsbeispiel 2>
-
Bei
Ausführungsbeispiel
2 wird die Druckrolle 26 erwärmt, bevor das Blatt in den
Spalt N eindringt, um das Reinigungsvermögen zu verbessern und die Reinigungszeit
zu verringern.
-
Wie
im Ablaufdiagramm der 4 gezeigt, wird die Heizeinrichtung 20 auf
190°C gesteuert, nachdem
die Blattzufuhr begonnen wurde und bevor das Blatt in den Spalt
N eindringt. Das Vorderende des Blattes beginnt den Spalt N zu verlassen,
wenn eine Zeitdauer von (150 + 2,5)/50 sec abgelaufen ist, nachdem
das Vorderende des Blattes den Topsensor 9 verlassen hat
(S24).
-
An
diesem Punkt wird der Motor 29 gestoppt, um das Blatt im
Spalt einzufangen. In diesem Zustand wird mit dem Erhitzen begonnen.
Die Steuertemperatur zum Erhitzen wird mit 190°C ausgewählt. Nach Durchführung der
Erregung über
0,5 sec wird die Erregung gestoppt. Nach dem Ablauf von 0,5 sec, wenn
die Temperatur der Heizeinrichtung auf 130°C gefallen ist, wird der Motor
wiederum angetrieben, um das Blatt über eine Strecke von 5 mm zu
fördern. Danach
wird dieser Heiz- und Kühlprozeß für eine Umdrehung
der Druckrolle 26 oder mehr wiederholt. Da die äußere Umfangslänge der
Druckrolle 26 78,5 mm beträgt, ist es erforderlich, daß der Prozeß 16 mal
oder mehr wiederholt wird. Wenn das hintere Ende des Blattes in
den Spalt N eindringt, wird der schrittweise durchgeführte Zuführprozeß beendet und
das Blatt mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert und
abgegeben. Dann wird der Motor gestoppt.
-
Bei
diesem Verfahren wurde festgestellt, daß die an der Druckrolle 26 haftende
Tonerverunreinigung um 98 % oder mehr entfernt und restlicher Toner
von 2 % nicht von der Druckrolle 26 gelöst wurde, so daß er am
Blatt während des
normalen Druckvorganges haftete. Auf diese Weise wurde eine ausgezeichnete
Reinigungseffizienz erzielt.
-
Während bei
dem obigen Ausführungsbeispiel
1 etwa 35 sec (einschließlich
der Heiz/Kühlzeit von
24,0 sec und der Start/Stop-Zeit des Motors 29) für die Reinigung
bei einer Umdrehung der Druckrolle 26 erforderlich waren,
konnte beim Ausführungsbeispiel
2 die Reinigungszeit stark reduziert werden, da die Druckrolle in
etwa 27 sec gereinigt werden konnte.
-
<Dritte Ausführungsform>
-
Bei
einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurden die erste und zweite Ausführungsform
verbessert, um das Reinigungsvermögen weiter zu steigern. Der
Toner und die Dimensionen der Bilderzeugungsvorrichtung sowie der
Fixiervorrichtung, die bei der dritten Ausführungsform eingesetzt wurden,
entsprechen denen der zweiten Ausführungsform.
-
Die
Steuerung der dritten Ausführungsform wird
in Verbindung mit dem in 5 gezeigten Ablaufdiagramm erläutert. Ein
Unterschied gegenüber der
ersten und zweiten Ausführungsform
besteht darin, daß nach
dem Stoppen der gesamten Umdrehungsfläche der Druckrolle 26 im Spalt über mindestens
ein Mal die Steuertemperatur der Heizeinrichtung erhöht wird.
-
Zuerst
befindet sich in einem Startzustand (S41) die Fixiervorrichtung 11 in
einem Wartezustand. Wenn in diesem Zustand die Bedienungsperson
eine Reinigung wünscht,
wird die Bilderzeugungsvorrichtung über ein Signal von einem Operationspaneel
am Hauptkörper
M oder einem Wirtcomputer (nicht gezeigt) in den Reinigungsmodus
umgeschaltet (S42). Im Reinigungsmodus der Bilderzeugungsvorrichtung
wird mit der Zufuhr eines einzigen Blattes begonnen (S43), so daß das einzige
Papierblatt der Fixiervorrichtung 11 zugeführt wird,
ohne ein Bild auf dem Blatt zu erzeugen. In diesem Fall kann der
Satz "Reinigung
beendet" auf dem
Blatt aufgezeichnet werden.
-
Der
Zeitpunkt, wenn das Vorderende des Papierblattes den Spalt N erreicht,
kann auf der Basis der Fördergeschwindigkeit
des Papierblattes und des Zeitpunktes, wenn das Vorderende den Topsensor 9 passiert,
berechnet werden. In entsprechender Weise kann der Zeitpunkt berechnet
werden, wenn das Vorderende des Papierblattes den Spalt N verläßt. Die
Detektion, ob das Vorderende des Papierblattes den Spalt N verlassen
hat oder nicht, kann durchgeführt
werden, indem das Vorderende des Papierblattes mit Hilfe eines abstromseitig
des Spaltes angeordneten Sensors detektiert wird. Wenn die Tatsache,
daß das
Vorderende des Papierblattes den Spalt N verlassen hat, detektiert
worden ist (S44), wird der Motor 29 gestoppt (S45), die
Heizeinrichtung 20 eingeschaltet und die Zeit t eines Timers
auf 0 gesetzt sowie das Erhitzen des Spaltes von der Heizeinrichtung 20 begonnen
(S46, S47).
-
Während gemäß dem in 5 gezeigten
Ablaufdiagramm die Heizeinrichtung 20 an diesem Punkt eingeschaltet wird,
kann sie bereits vorher eingeschaltet worden sein, so daß die Temperatur
auf einen Wert eingestellt wird, der geringer ist als der im Druckprozeß. Auf diese
Weise wird das Gleitdrehmoment des Fixierfilmes 25 reduziert.
Hierbei wird von dem Prinzip Gebrauch gemacht, daß die Viskosität des auf
der Innenseite des Fixierfilmes 25 angeordneten Fettes
durch Erhöhen
der Temperatur absinkt. Um die Adhäsion von Materialien, wie Toner,
die an der Oberfläche
der Druckrolle haften, am Reinigungsblatt durch das Erweichen der
anhaftenden Materialien zu erleichtern, kann die Oberfläche der Druckrolle 26 in
einem gewissen Ausmaß erhitzt
werden, bevor das Papierblatt in den Spalt N eindringt. In diesem
Fall muß in
einem Zustand, in dem die Temperatur der Heizeinrichtung 20 auf
der Temperatur im Druckvorgang gehalten wird, die Druckrolle 26 um
diverse Umdrehungen gedreht werden.
-
In
allen Fällen
wird zur gleichen Zeit, wenn der Motor 298 gestoppt wird,
die Zählung
des Timers begonnen. Es wird festgestellt, ob die Zeit t des Timers
eine Heizzeitdauer t1, während
der der an der Oberfläche
der Druckrolle 26 haftende Toner erweicht wird, um eine
Adhäsion
des Toners am Papierblatt zu ermöglichen, übersteigt
(S48). Alternativ dazu kann festgestellt werden, ob die Temperatur
der Heizeinrichtung 20, die vom Thermistor detektiert wurde,
eine vorgegebene Temperatur übersteigt. Nachdem
die auf der Oberfläche
der Druckrolle haftenden Materialien einmal auf diese Weise erweicht worden
sind, wird die Erregung der Heizeinrichtung 20 ausgeschaltet
(S49), und es wird gewartet, bis die Temperatur der Heizeinrichtung 20 unter
eine vorge gebene Temperatur absinkt. Bei der vorgegebenen Temperatur
handelt es sich vorzugsweise um den Erweichungspunkt des Toners.
Bei der dargestellten Ausführungsform
wird festgestellt, ob der Zählwert des
Timers eine vorgegebene Zeit t2 (die Zeitdauer, während der
die Heizeinrichtungstemperatur unter die vorgegebene Temperatur
fällt) übersteigt
(S50). Es kann festgestellt werden, ob die vom Thermistor detektierte
Temperatur eine vorgegebene Temperatur ist oder nicht.
-
Wenn
die an der Druckrolle 26 haftenden Materialien auf diese
Weise innerhalb des Spaltes gekühlt
werden, haften sie infolge der Differenz in der Oberflächenrauhigkeit
und der Oberflächenenergie zwischen
der Druckrolle 26 und dem Papierblatt fester am Papierblatt
als an der Druckrolle 26. Mit anderen Worten, die Materialien,
die vor der Erweichung an der Oberfläche der Druckrolle 26 hafteten,
haften stärker
am Papierblatt als an der Druckrolle nach dem Erweichen/Abkühlen. Wenn
dann das Papierblatt durch den Antrieb des Motors 29 um
eine Strecke gefördert
wird, die der Spaltbreite entspricht (S51), wird das haftende Material
von der Oberfläche der
Druckrolle 26 gelöst
und auf die Rückseite
des Papierblattes übertragen.
-
Auf
diese Weise kann durch einmaliges Kühlen des Toners der Reinigungseffekt
verbessert und ein Blattstau oder ein Falten des Blattes verhindert werden,
der bzw. das sonst durch ein Hindernis verursacht worden wäre, welches
durch den vom Papierblatt während
des Förderns
fallenden Toner bewirkt wird.
-
Durch
Wiederholen des Erweichens und Abkühlens der anhaftenden Materialien
und des Förderns
des Papierblattes um die Spaltbreite während einer Umdrehung der Druckrolle 26 kann
die gesamte Oberfläche
der Druckrolle gereinigt werden.
-
Wenn
das hintere Ende des Papierblattes den Spalt N noch nicht verlassen
hat (S53), nachdem die Reinigung der Druckrolle 26 über eine
Umdrehung (die einer Umdrehung entsprechende Drehstrecke) beendet
worden ist, wird die Steuertemperatur weiter um 10°C erhöht (S55).
Das Programm kehrt zu Schritt S46 zurück, und die Reinigung der Druckrolle über eine
Umdrehung (die nächste
einer Umdrehung entsprechende Drehstrecke) wird durchgeführt. Da
in diesem Fall die Druckrolle 26 und die an der Oberfläche der
Druckrolle haftende Tonerverunreinigung im Vergleich zur vorhergehenden
Reinigung über
eine Umdrehung weiter erhitzt werden, kann die Tonerverunreinigung,
die durch die vorhergehende Reinigung über eine Umdrehung nicht entfernt
werden konnte, entfernt werden. Obwohl in diesem Fall die Temperatur
der Heizeinrichtung 20 diverse Male erhöht werden kann, sind die Anstiegsgröße der Steuertemperatur
für jede
Umdrehung und die Zahl der aufeinanderfolgenden Umdrehungen, bei
der eine Temperaturerhöhung
stattfindet, für
jede Vorrichtung festgelegt, da eine Sicherheitsvorrichtung betätigt werden kann,
wenn die Temperatur zu hoch wird.
-
Während in
Verbindung mit der dargestellten Ausführungsform ein Beispiel erläutert wurde,
bei dem nach Förde rung
des Papierblattes um eine der Spaltbreite a entsprechenden Strecke
der Motor gestoppt wird, kann die Strecke a des schrittweisen Zuführprozesses
auch nicht der Spaltbreite entsprechen. Nachdem die gesamte Oberfläche der
Druckrolle 26 mindestens einmal im Spalt N gestoppt wurde,
kann die Steuertemperatur erhöht
werden.
-
Wenn
das hintere Ende des Reinigungsblattes in den Spalt N eindringt
(S53), wird der Motor 29 mit der normalen konstanten Geschwindigkeit
gedreht (S56). Wenn das Reinigungsblatt über die Förderrollen 12 und
die Abgaberollen 13 auf die Abgabeschale 14 abgegeben
wird, wird festgestellt, daß die Reinigung
beendet ist (S57), und der Reinigungsmodus wird beendet (S58). Der
Grund dafür
besteht darin, daß das
Papierblatt daran gehindert wird, sich vom hinteren Ende her aufzuwickeln,
um auf diese Weise einen Papierstau zu verhindern, indem das hintere
Ende des Blattes in einfacher Weise von der Druckrolle 26 getrennt
wird.
-
<Ausführungsbeispiel 1>
-
Es
wird nunmehr eine Bilderzeugungsvorrichtung erläutert, bei der die Fördergeschwindigkeit des
Blattes mit 50 mm/sec, der Durchmesser der Druckrolle 26 mit
25 mm, die Gummidicke der Formtrennschicht 26b der Druckrolle 26 mit
3 mm, die Spaltbreite a mit 5 mm und der Abstand vom Topsensor 9 bis
zur Mitte des Spaltes mit 150 mm ausgewählt wurden. Während des
normalen Druckvorganges wird die Temperatur der Heizeinrichtung 20 so gesteuert,
daß sie
auf 150°C
bis 190°C
gehalten wird. Der Grund für eine
gleichmäßige Zuführung der Wärme zum
Blatt ist darin zu sehen, daß die
Heizeinrichtung 20 im Hinblick auf den Zustand, daß die Druckrolle 26 abgekühlt wird,
auf einen Zustand hoher Temperatur und im Hinblick auf den Zustand,
daß die
Druckrolle 26 erwärmt
wird, auf einen Zustand niedriger Temperatur gesteuert wird. Gemäß dem Ablaufdiagramm
der 5 beginnt nach dem Start der Blattzufuhr das Blatt
den Spalt N zu verlassen, wenn eine Zeitdauer von (150 + 2,5)/50
sec abgelaufen ist, nachdem das Vorderende des Blattes den Topsensor 9 verlassen
hat (S44).
-
An
diesem Punkt wird der Motor 29 gestoppt, um das Blatt im
Spalt einzufangen. In diesem Zustand wird mit dem Erhitzen begonnen.
Die Steuertemperatur zum Erhitzen wird mit 190°C ausgewählt, und nachdem die Erregung über eine
Sekunde durchgeführt
worden ist, wird das Erhitzen beendet. Nach dem Ablauf von 0,5 sec
wird, wenn die Temperatur der Heizeinrichtung bis auf 130°C abgefallen
ist, der Motor 29 wieder angetrieben, um das Blatt um eine
Strecke von 5 mm zu fördern.
Danach wird dieser Heiz- und
Kühlprozeß für eine Umdrehung
der Druckrolle 26 oder mehr wiederholt. Da im Falle des Ausführungsbeispiels
1 die äußere Umfangslänge der
Druckrolle 26 78,5 mm beträgt, ist es erforderlich, daß der schrittweise
durchgeführte
Zuführprozeß 16 mal
oder mehr wiederholt wird.
-
Wenn
ein Reinigungsblatt einer A4-Größe verwendet
wird, kann die Reinigung von 3,78 Umdrehungen der Druckrolle 26 durchgeführt werden.
Bei dieser dritten Ausführungsform
wird bei der ersten Umdrehung der Druckrolle 26 mit einer
Temperatur von 190°C,
bei der zweiten Umdrehung mit einer Temperatur von 200°C und bei
der dritten Umdrehung mit einer Temperatur von 210°C gereinigt.
Die verbleibende 0,78-Umdrehung wird auf den Vorder- und Hinterrandabschnitt
des Papierblattes aufgeteilt.
-
Wenn
das Vorderende des Blattes in den Spalt N eindringt, wird der schrittweise
erfolgende Zuführprozeß beendet
und das Blatt mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert und
abgegeben. Dann wird der Motor gestoppt. Bei diesem Verfahren wurde
festgestellt, daß die
an der Druckrolle 26 haftende Tonerverunreinigung um 99
% oder mehr entfernt und restlicher Toner von 1 % nicht von der Druckrolle 26 gelöst wurde
und während
des normalen Druckvorganges am Blatt haftete, so daß auf diese
Weise eine ausgezeichnete Reinigungseffizienz erzielt wurde.
-
Während bei
einem Beispiel der dritten Ausführungsform
wie bei der ersten Ausführungsform der
Fall erläutert
wurde, bei dem die Erregung der Heizeinrichtung während des
Stoppens des Motors abgeschaltet wird, kann selbst dann, wenn die
Erregung der Heizeinrichtung nicht abgeschaltet wird, durch Erhöhung der
Steuertemperatur für
jede Umdrehung der Reinigungseffekt verbessert werden.
-
Des
weiteren kann ebenfalls bei der dritten Ausführungsform wie bei der zweiten
Ausführungsform
der Prozeß zum
Aufwärmen
der Oberfläche
der Druckrolle 26, bevor das Papierblatt in den Spalt eindringt,
um auf diese Weise die anhaftenden Materialien zu erweichen, hinzugefügt werden.
Während
bei der dritten Ausführungsform
ein Beispiel erläutert wurde,
bei dem die Steuertemperatur für
jede Umdrehung der Druckrolle 26 erhöht wird, um die Wärmerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung pro Zeiteinheit zu erhöhen, kann auch die Wärmemenge
für jede Umdrehung
erhöht
werden. Genauer gesagt, nicht die Temperatur wird für jede Umdrehung
erhöht,
sondern die Heizzeitdauer kann für
jede Umdrehung erhöht
werden.
-
<Vierte Ausführungsform>
-
Ferner
kann während
des kontinuierlichen Blattdurchgangs bei Erhitzung der Druckrolle
auf die Temperatur, bei der die Tonerverunreinigung auf der Druckrolle
verschmolzen wird, das schrittweise geförderte Blatt an der Druckrolle
vom Vorderende desselben aus haften.
-
Bei
einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die erste bis dritte Ausführungsform
verbessert, um weiter zu verhindern, daß sich das Blatt um die Rolle
wickelt. Der Toner und die Dimensionen der Bilderzeugungsvorrichtung
sowie der Fixiervorrichtung, die bei der vierten Ausführungsform
Verwendung finden, entsprechen denen der ersten bis dritten Ausführungsform.
Ein Unterschied gegenüber
der ersten bis dritten Ausführungsform
besteht darin, daß das
erste Stoppen des Motors bewirkt wird, nachdem das Vorderende des
Blattes zwischen den Vorderelementen festgeklemmt worden ist.
-
Die
Steuerung der vierten Ausführungsform wird
in Verbindung mit dem in 6 gezeigten Ablaufdiagramm erläutert.
-
Als
erstes befindet sich in einem Startzustand (S61) die Fixiervorrichtung 11 in
einem Wartezustand. Wenn in diesem Zustand die Bedienungsperson
eine Reinigung wünscht,
wird die Bilderzeugungsvorrichtung über ein Signal von einem Operationspaneel
am Hauptkörper
M oder einem Wirtcomputer (nicht gezeigt) in den Reinigungsmodus
geschaltet (S62).
-
Im
Reinigungsmodus der Bilderzeugungsvorrichtung beginnt die Zufuhr
eines einzelnen Blattes, so daß dieses
einzelne Papierblatt der Fixiervorrichtung 11 zugeführt wird,
ohne ein Bild auf dem Blatt zu erzeugen. In diesem Fall. kann der
Satz "Reinigung
beendet" auf dem
Blatt aufgezeichnet werden.
-
Nachdem
bei der vierten Ausführungsform das
Vorderende des Papierblattes das Paar der Förderrollen 12 (1)
(Paar von Förderelementen)
erreicht hat, die an der Fixiervorrichtung 11 angeordnet sind,
wird der Motor gestoppt. Der Zeitpunkt, bei dem das Vorderende des
Papierblattes das Paar der Förderrollen 12 erreicht,
kann auf der Basis der Fördergeschwindigkeit
des Papierblattes und des Zeitpunktes, bei dem das Vorderende den
Topsensor 9 passiert, errechnet werden. Die Detektion,
ob das Vorderende des Papierblattes das Paar der Förderrollen 12 erreicht
hat oder nicht, kann durchgeführt
werden, indem das Vorderende des Papierblattes mit Hilfe eines unmittelbar
abstromseitig des Paares der Förderrollen 12 angeordneten
Sensors detektiert wird.
-
Es
wird festgestellt, ob das Vorderende des Papierblattes zwischen
dem Paar der Förderrollen 12 festgeklemmt
worden ist (S64). Wenn dies der Fall ist, wird der Motor 29 gestoppt
(S65), und das Erhitzen des Spaltes wird mit der Heizeinrichtung 20 begonnen
(S66). Der Grund dafür,
warum der Reinigungsvorgang zum Entfernen der anhaftenden Materialien
durch Stoppen der Druckrolle 26 durchgeführt wird,
nachdem das Vorderende des Papierblattes zwischen dem Paar der Förderrollen 12 festgeklemmt
worden ist, ist darin zu sehen, daß das Vorderende des Reinigungsblattes
daran gehindert wird, durch die Förderkraft des Paares der Förderrollen 12 um
die Druckrolle 26 gewickelt zu werden.
-
Während gemäß dem in 6 gezeigten
Ablaufdiagramm die Heizeinrichtung 20 an diesem Punkt eingeschaltet
wird, kann die Heizeinrichtung auch bereits vorher eingeschaltet
worden sein, so daß die
Temperatur auf eine Temperatur eingestellt wird, die niedriger ist
als die im Druckprozeß,
um auf diese Weise das Gleitdrehmoment des Fixierfilmes 25 zu
reduzieren. Hierbei wird das Prinzip genutzt, daß die Viskosität des auf
der Innenfläche
des Fixierfilmes 25 angeordneten Fettes durch Erhöhung der Temperatur
abnimmt. Um des weiteren die Adhäsion der
Materialien, wie Toner, die an der Oberfläche der Druckrolle haften,
durch Erweichen der haftenden Materialien am Reinigungsblatt zu
erleichtern, kann die Oberfläche
der Druckrolle 26 in einem gewissen Ausmaß erhitzt
werden, bevor das Papierblatt in den Spalt N eindringt. In diesem
Fall muß in
einem Zustand, in dem die Temperatur der Heizeinrichtung 20 auf
der Temperatur beim Druckvorgang gehalten wird, die Druckrolle 26 um
diverse Umdrehungen gedreht werden.
-
In
allen Fällen
wird zur gleichen Zeit, wenn der Motor 29 gestoppt wird,
die Zählung
des Timers begonnen (S66, S67). Es wird festgestellt, ob die Zeit t
des Timers eine Heizzeitdauer t1 übersteigt, während der
der an der Oberfläche
der Druckrolle 26 haftende Toner erweicht wird, um die
Adhäsion
des Toners am Papierblatt zu ermöglichen
(S68). Alternativ dazu kann festgestellt werden, ob die Temperatur
der Heizeinrichtung 20, die vom Thermistor detektiert worden
ist, eine vorgegebene Temperatur übersteigt. Nachdem die an der
Oberfläche
der Druckrolle haftenden Materialien auf diese Weise einmal erweicht worden
sind, wird die Erregung der Heizeinrichtung 20 abgeschaltet
(S69), und es wird gewartet, bis die Temperatur der Heizeinrichtung 20 unter
eine vorgegebene Temperatur abgesunken ist. Bei der dargestellten
Ausführungsform
wird festgestellt, ob der Zählwert
des Timers eine vorgegebene Zeit t2 (Zeitdauer, während der
die Heizelementtemperatur unter die vorgegebene Temperatur fällt) übersteigt
(S70).
-
Auch
bei der vierten Ausführungsform
kann wie bei. der dritten Ausführungsform
anstelle des Timers entschieden werden, ob die vom Thermistor detektierte
Temperatur eine vorgegebene Temperatur ist oder nicht.
-
Wenn
die an der Druckrolle 26 haftenden Materialien auf diese
Weise im Spalt abgekühlt
werden, haften diese Materialien infolge des Unterschiedes in der
Oberflächenrauhigkeit
und der Oberflächenenergie
zwischen der Druckrolle 26 und dem Papierblatt fester am
Papierblatt an der Druckrolle 26. Mit anderen Worten, die
Materialien, die an der Oberfläche
der Druckrolle 26 vor dem Erweichen hafteten, haften am
Papierblatt nach dem Erweichen/Abkühlen fester als an der Druckrolle.
Wenn dann das Papierblatt durch den Antrieb des Motors 29 um
eine Strecke a gefördert
wird, die der Spaltbreite entspricht (S71), werden die anhaftenden
Materialien von der Oberfläche
der Druckrolle 26 gelöst
und auf die Rückseite
des Papierblattes übertragen.
Auf diese Weise kann der Reinigungseffekt durch einmaliges Kühlen des
Toners verbessert und ein Papierstau oder ein Falten des Blattes
verhindert werden, der bzw. das sonst durch ein Hindernis verursacht
werden könnte,
welches durch den vom Papierblatt während der Förderung herabfallenden Toner
bewirkt wird.
-
Durch
Wiederholung des Erweichens und Kühlens der anhaftenden Materialien
und der Förderung
des Papierblattes über
die Spaltbreite während einer
Umdrehung der Druckrolle 26 kann die gesamte Oberfläche der
Druckrolle gereinigt werden.
-
Wenn
das hintere Ende des Reinigungsblattes in den Spalt N eindringt
(S73), wird der Motor 29 mit der normalen konstanten Geschwindigkeit
gedreht (S74). Wenn festgestellt wird, daß das Blatt den Spalt N verlassen
hat (S75), wird der Reinigungsmodus beendet (S76). Dadurch wird
verhindert, daß das Papierblatt
von seinem hinteren Ende aus aufgewickelt wird, so daß auf diese
Weise ein Papierstau verhindert wird, indem das hintere Ende des
Blattes in einfacher Weise von der Druckrolle 26 getrennt
wird.
-
<Ausführungsbeispiel 1>
-
Es
wird eine Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben, bei der die Fördergeschwindigkeit
des Blattes mit 50 mm/sec, der Durchmesser der Druckrolle 26 mit
25 mm, die Gummidicke der Formtrennschicht 26b der Druckrolle 26 mit
3 mm, die Spaltbreite a mit 5 mm und der Abstand vom Topsensor 9 bis zum
Paar der Förderrollen 12 mit
200 mm ausgewählt
wurden. Während
des normalen Druckvorganges wird die Temperatur der Heizeinrichtung 20 so gesteuert,
daß sie
auf 150°C
bis 190°C
gehalten wird. Der Grund für
eine gleichmäßige Zuführung der Wärme zum
Blatt ist darin zu sehen, daß die
Heizeinrichtung 20 im Hinblick auf den Zustand, daß die Druckrolle 26 abgekühlt ist,
auf einen Zustand hoher Temperatur und im Hinblick auf den Zustand,
daß die Druckrolle 26 erwärmt ist,
auf einen Zustand niedriger Temperatur gesteuert wird. Gemäß dem in 6 gezeigten
Ablaufdiagramm erreicht nach dem Start der Blattzufuhr das Vorderende
des Blattes das Paar der Förderrollen 12,
wenn eine Zeitdauer von 200/50 sec abgelaufen ist, nachdem das Vorderende
des Blattes den Topsensor 9 verlassen hat (S64).
-
An
diesem Punkt wird der Motor 29 gestoppt, um das Blatt im
Spalt einzufangen. In diesem Zustand wird die Heizeinrichtung gestartet.
Die Steuertemperatur zum Erhitzen wird mit 190°C ausgewählt. Nachdem eine Erregung über eine
Sekunde durchgeführt
worden ist, wird das Erhitzen beendet. Nachdem 0,5 sec abgelaufen
sind, wird der Motor 29, wenn die Heizeinrichtungstemperatur
auf 130°C
gefallen ist, wieder angetrieben, um das Blatt um eine Strecke von
5 mm zu fördern.
Danach wird ein derartiger Heiz- und Kühlprozeß für eine Umdrehung der Druckrolle 26 oder
mehr wiederholt. Da die äußere Umfangslänge der
Druckrolle 26 78,5 mm beträgt, ist es erforderlich, daß der schrittweise
erfolgende Zuführprozeß 16 mal
oder mehr wiederholt wird.
-
Wenn
das hintere Ende des Blattes in den Spalt N eindringt, wird der
schrittweise erfolgende Zuführprozeß beendet
und das Blatt mit einer konstanten Geschwindigkeit gefördert und
abgegeben. Dann wird der Motor gestoppt.
-
Bei
diesem Verfahren wurde festgestellt, daß die an der Druckrolle 26 haftende
Tonerverunreinigung um 95 % oder mehr entfernt und restlicher Toner
von 5 % nicht von der Druckrolle 26 gelöst wurde, so daß er während des
normalen Druckvorganges am Blatt haftete. Auf diese Weise wurde
eine ausgezeichnete Reinigungseffizienz erzielt.
-
Wenn
bei der ersten bis dritten Ausführungsform
die Verunreinigung der Oberfläche
der Druckrolle 26 ernsthafter Natur ist, besteht die Gefahr,
daß das
Reinigungsblatt um die Druckrolle 26 gewickelt wird und
es zu einem Papierstau kommt. Da jedoch bei der vierten Ausführungsform
der Motor gestoppt wird, nachdem das Vorderende des Blattes zwischen dem
Paar der Förderrollen 12 festgeklemmt
worden ist, besteht keine Gefahr, daß ein Papierstau verursacht
wird.
-
Während bei
der vierten Ausführungsform
in einem Beispiel beschrieben wurde, daß die Erregung der Heizeinrichtung
während
des Stoppens des Motors ausgeschaltet wird, wie dies bei der ersten
Ausführungsform
der Fall ist, kann die Erregung der Heizeinrichtung auch nicht ausgeschaltet
werden.
-
Ferner
kann auch bei der vierten Ausführungsform
wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform der Prozeß zum Erwärmen der
Oberfläche
der Druckrolle 26, bevor das Papierblatt in den Spalt eintritt,
um auf diese Weise die anhaftenden Materialien zu erweichen, hinzugefügt werden.
-
<Fünfte
Ausführungsform>
-
Eine
fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft einen Reinigungsmodus, bei dem
die Druckrolle 26 erwärmt
wird, bevor das Blatt in den Spalt eindringt. Nachdem bei der fünften Ausführungsform
die Temperatur der Oberfläche
der Druckrolle über
den Erweichungspunkt des Toners erhöht worden ist, wird die Blattzufuhr
begonnen. Der Tuner und die Dimensionen der Bilderzeugungsvorrichtung
und der Fixiervorrichtung, die bei der fünften Ausführungsform Verwendung finden,
sind die gleichen wie bei der ersten bis vierten Ausführungsform.
-
Die
Steuerung bei der fünften
Ausführungsform
wird in Verbindung mit dem in 7 gezeigten Ablaufdiagramm
erläutert.
-
Zuerst
befindet sich in einem Startzustand (S81) die Fixiervorrichtung 11 in
einem Wartezustand. Wenn in diesem Zustand eine Bedienungsperson
eine Reinigung wünscht,
wird die Bilderzeugungsvorrichtung über ein Signal von einem Operationspaneel
am Hauptkörper
M oder einem Wirtcomputer (nicht gezeigt) in den Reinigungsmodus
geschaltet. Wenn festgestellt wird, daß die Bilderzeugungsvorrichtung
in den Reinigungsmodus geschaltet worden ist (S82), werden die Drehung
des Motors (Antriebsquelle für
die Druckrolle 26) und die Erregung der Heizeinrichtung 20 gestartet
(S83).
-
Wenn
festgestellt wird, daß die
Temperatur T der Oberfläche
der Druckrolle höher
ist als der Erweichungspunkt (Erweichungstemperatur) T2 des
Toners (oder die Temperatur T1 erreicht, bis das Reinigungsblatt
den Spalt N erreicht) (S84 = JA), wird die Blattzufuhr begonnen
(S85). Es wird festgestellt, ob das hintere Ende des Reinigungsblattes
in den Spalt N eindringt (S86). Wenn dies der Fall ist, wird die
Heizeinrichtung eingeschaltet (S87).
-
Wenn
dann festgestellt wird, daß die
Blattabgabe beendet ist (S88), wird der Motor gestoppt (S89) und
der Reinigungsvorgang beendet (S90).
-
<Ausführungsbeispiel 1>
-
Es
wird eine Bilderzeugungsvorrichtung erläutert, bei der die Fördergeschwindigkeit
des Blattes mit 50 mm/sec, der Durchmesser der Druckrolle mit 25
mm, die Gummidicke der Formtrennschicht 26b der Druckrolle
mit 3 mm, die Spaltbreite mit 5 mm und der Abstand vom Topsensor
zur Mitte des Spaltes mit 150 mm ausgewählt wurden.
-
Während des
normalen Druckvorgangs wird die Temperatur der Heizeinrichtung 20 so
gesteuert, daß 150°C bis 190°C aufrechterhalten
werden. Der Grund dafür,
warum die Wärme
gleichmäßig dem Blatt
zugeführt
wird, ist darauf zurückzuführen, daß die Heizeinrichtung
20 im Hinblick auf einen Zustand, bei dem die Druckrolle 26 abgekühlt ist,
auf einen Zustand hoher Temperatur und im Hinblick auf einen Zustand,
bei dem die Druckrolle 26 erwärmt ist, auf einen Zustand
niedriger Temperatur gesteuert wird.
-
Wenn
gemäß dem in 7 gezeigten
Ablaufdiagramm der Reinigungsmodus begonnen wird (S81), wird die
Drehung des Motors gestartet, während
die Temperatur, der Heizeinrichtung 20 auf 190° gesteuert
wird, um die Druckrolle 26 20 sec lang zu drehen (S83).
Infolgedessen wird die Oberfläche
der Druckrolle bis auf etwa 110°C
(Erweichungstemperatur T1 des Toners) erhitzt,
so daß auf diese
Weise der Toner auf der Oberfläche
der Druckrolle erweicht wird.
-
Bei
diesem Beispiel wird anstelle der Tatsache, daß die Temperatur der Oberfläche der
Druckrolle direkt gemessen wird, die Heizzeitdauer gemessen. Wenn
festgestellt wird, daß die
Temperatur T der Oberfläche
der Druckrolle eine Temperatur T1 erreicht,
mit der die anhaftenden Materialien in ausreichender Weise erweicht
werden können
(S84), wird die Blattzufuhr begonnen (S85), um die anhaftenden Materialien
auf das Blatt zu übertragen.
Da normalerweise die Oberfläche
der Druckrolle eine Formtrennfähigkeit
besitzt, die größer ist
als die der Oberfläche des
Papierblattes, kann der erweichte Toner in einfacher Weise auf das
Papierblatt übertragen
werden, um auf diese Weise den Toner von der Rolle zu entfernen.
-
Wenn
festgestellt wird, daß das
hintere Ende des Reinigungsblattes P in den Spalt eindringt (S86), wird
die Heizeinrichtung ausgeschaltet (S87) und die Blattabgabe durchgeführt. Dann
ist der Reinigungsmodus beendet (S88 bis S90).
-
Da,
wie vorstehend erwähnt,
bei der fünften Ausführungsform
im Gegensatz zu den herkömmlichen
Reinigungsverfahren die Blattzufuhr begonnen wird, nachdem die Oberfläche der
Druckrolle über den
Erweichungspunkt des Toners erhitzt wurde, kann der an der Oberfläche der
Druckrolle haftende Toner auf sichere Weise entfernt werden. Da
es nicht erforderlich ist, daß ein
schwarzes Vollbild auf dem Reinigungspapierblatt erzeugt wird, selbst
wenn die Solltemperatur T1 überschritten
wird, wird die zwischen dem Reinigungspapierblatt P und der Druckrolle 26 wirkende
Adhäsionskraft
nicht zu groß,
was zur Folge hat, daß das
Papierblatt P nicht um die Druckrolle 26 gewickelt wird.
-
Bei
der fünften
Ausführungsform
findet der schrittweise erfolgende Zuführprozeß wie bei der ersten bis vierten
Ausführungsform
Anwendung. Daher kann der gleiche Effekt wie bei der ersten bis
vierten Ausführungsform
erzielt werden.
-
<Sechste Ausführungsform>
-
Bei
einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die fünfte Ausführungsform verbessert, um das
Reinigungsvermögen
weiter zu steigern. Ein Unterschied gegenüber der fünften Ausführungsform besteht darin, daß die Steuertemperatur
der Heizeinrichtung erhöht
wird, nachdem das Vorderende des Blattes aus dem Spalt N getreten
ist. Der Toner und die Dimensionen der Bilderzeugungsvorrichtung
sowie der Fixiervorrichtung, die bei der sechsten Ausführungsform
Anwendung finden, entsprechen denen der fünften Ausführungsform.
-
Die
Steuerung der sechsten Ausführungsform
wird in Verbindung mit dem in 8 gezeigten Ablaufdiagramm
erläutert.
-
Wenn
bei der sechsten Ausführungsform
das Blatt P in den Spalt N eindringt, wird verhindert, daß die Temperatur der
Oberfläche
der Druckrolle um einen Betrag absinkt, der der Wärmemenge
des Blattes entspricht, so daß auf
diese Weise das Reinigungsvermögen
verbessert wird. Da die Schritte S91 bis S93 und die Schritte S98
bis S102 des in 8 gezeigten Reinigungsvorganges
den Schritten S81 bis S84 und den Schritten S86 bis S90 der fünften Ausführungsform
entsprechen, wird auf eine Erläuterung
derselben verzichtet.
-
Wenn
T (Temperatur der Heizeinrichtung) ≥ T1' festgestellt wird
oder festgestellt wird, daß die Temperatur
T der Oberfläche
der Druckrolle die Temperatur T1' übersteigt (S94 = JA), wird
die Blattzufuhr begonnen (S95).
-
Wenn
das Vorderende des Reinigungsblattes aus dem Spalt N tritt, wird
die Entscheidung in Schritt S96 zu "JA",
und in diesem Fall wird die Temperatur T der Heizeinrichtung auf
T3' (T2' > T1') eingestellt (S97).
Bei der Temperatur T2' handelt es sich um eine Temperatur,
die zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Oberfläche der
Druckrolle über
T1 erforderlich ist, selbst wenn die Wärmemenge
des Papierblattes P hinzugefügt
wird. Die Temperatur T1 ist vorzugsweise
größer als
der Erweichungspunkt des Toners.
-
Während in
Schritt S96 der Reinigungsmodus gemäß der sechsten Ausführungsform
ein Beispiel erläutert
wurde, bei dem die Wärmeerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung 20 pro Zeiteinheit groß war, ist
die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges Beispiel beschränkt. Die
Oberflächentemperatur
T der Druckrolle kann vielmehr auf die Solltemperatur T1' eingestellt werden,
indem die Geschwindigkeit der Druckrolle 26 und der Druck
des Spaltes N (Heizspaltdruck) verändert werden.
-
<Ausführungsbeispiel 1>
-
Wenn
der Reinigungsmodus begonnen wird, wird die Temperatur T der Heizeinrichtung
so gesteuert, daß T1' =
190°C erhalten
wird, und wird die Druckrolle 26 über 20 sec gedreht. Danach
wird das Blatt zugeführt.
Nachdem das Blatt P in den Spalt N eingedrungen ist, wird beim Verlassen
des Vorderendes des Blattes aus dem Spalt N die Temperatur T der
Heizeinrichtunig so gesteuert, daß T2' = 200°C erzalten
wird.
-
Wenn
das hintere Ende des Blattes P aus dem Spalt N tritt, wird die Erregung
der Heizeinrichtung 20 ausgeschaltet und das Blatt abgegeben. Dann
wird der Reinigungsmodus beendet.
-
Da
bei der sechsten Ausführungsform
die Temperatur der Oberfläche
der Druckrolle selbst dann nicht absinkt, wenn das Blatt P vom Spalt
N festgeklemmt wird, kann die Tonerverunreinigung an der Druckrolle
auf sichere Weise gereinigt werden. Damit kann verhindert werden,
daß sich
der Toner wiederum auf der vorhergehenden Tonerverunreinigung ansammelt.
-
<Ausführungsbeispiel 2>
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
2 wird der Schritt S97 im Ausführungsbeispiel
1 so modifiziert, daß die
Zeitdauer zur Übertragung
der Wärme
auf die Druckrolle 26 verlängert wird, indem die Geschwindigkeit
des Motors herabgesetzt wird, während
die Temperatur der Heizeinrichtung auf T1' gehalten wird, um
auf diese Weise die vom Blatt P absorbierte Wärmemenge zu kompensieren. Es
kann dabei der gleiche Effekt wie bei Ausführungsbeispiel 1 erwartet werden.
-
Als
Verfahren zur Herabsetzung der Geschwindigkeit des Motors kann die
Drehzahl des Motors auf 1/2 oder 1/3 herabgesetzt oder wie bei der ersten
bis vierten Ausführungsform
der schrittweise ablaufende Zuführprozeß angewendet
werden. Des weiteren kann die Geschwindigkeit des Motors selbst nicht
verändert
werden, sondern statt dessen die Geschwindigkeit der Druckrolle 26,
indem eine Vorrichtung mit gleicher Geschwindigkeit u.ä. verwendet wird.
-
Gemäß Ausführungsbeispiel
2 kann ein guter Reinigungsvorgang wie bei Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt werden.
Da die Temperatur der Heizeinrichtung nicht über die während des normalen Druckvorganges
aufrechterhaltene Temperatur der Heizeinrichtung erhöht wird,
wird die nutzbare Lebensdauer eines Sicherheitselementes (nicht
gezeigt) und des Halters für
die Heizeinrichtung, die mit der Heizeinrichtung in Kontakt stehen,
nicht verkürzt
und werden diese Elemente nicht beeinträchtigt.
-
Wenn
bei der sechsten Ausführungsform
der schrittweise durchgeführte
Zuführprozeß Anwendung
findet wie bei der ersten bis vierten Ausführungsform, kann der gleiche
Effekt wie bei der ersten bis vierten Ausführungsform erzielt werden.
-
<Siebte Ausführungsform>
-
Bei
einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die erste bis sechste Ausführungsform
so modifiziert, daß der
Energieverbrauch verringert und eine wirksame Reinigung über eine
kurze Zeitdauer durchgeführt
wird. Ein Unterschied gegenüber
den Reinigungsmodi bei der ersten bis sechsten Ausführungsform
besteht darin, daß die
Wärmeerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung pro Zeiteinheit, während die Erregung der Heizeinrichtung
ausgeschaltet ist, geringer ist, bevor das Blatt den Fixierspalt
erreicht, als während
des Stoppens der Druckrolle.
-
Der
Toner, die Bilderzeugungsvorrichtung und die Fixiervorrichtung,
die bei der siebten Ausführungsform
Verwendung finden, entsprechen denen der vorhergehenden Ausführungsformen.
Die gleichen oder ähnlichen
Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Da sich einige
Dimensionen von denen der ersten bis sechsten Ausführungsform
unterscheiden, werden diese Unterschiede in geeigneter Weise beschrieben.
-
Die
Steuerung der siebten Ausführungsform ist
im Ablaufdiagramm der 9 verdeutlicht.
-
Als
erstes befindet sich die Fixiervorrichtung 11 in einem
Startzustand (S111) in einem Wartezustand. Wenn in diesem Zustand
die Bedienungsperson eine Reinigung der Druckrolle 26 wünscht, wird die
Bilderzeugungsvorrichtung über
ein Signal vom Operationspaneel oder dem Wirtcomputer in den Reinigungsmodus
geschaltet (S112).
-
Im
Reinigungsmodus der Bilderzeugungsvorrichtung wird in einem Schritt
S113 mit der Zufuhr eines Blattes von der Blattzuführkassette
(Blattzuführabschnitt) 7 begonnen.
Gleichzeitig wird der Motor 29 eingeschaltet sowie die
Erregung der Heizeinrichtung 20 begonnen, um mit dem Erhitzen
zu beginnen. Mit anderen Worten, das einzelne Papierblatt wird vom
Blattzuführabschnitt
der Fixiervorrichtung zugeführt,
ohne ein Bild auf dem Blatt zu erzeugen, während die Druckrolle 26 erwärmt wird.
Die rotierende Druckrolle 26 wird vorerhitzt, indem die
Wärme von
der Heizeinrichtung 20 über
den Fixierfilm 25 am Spalt N empfangen wird. In diesem
Fall wird die Wärmeerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung 20 pro Zeiteinheit auf ein erstes vorgegebenes
Niveau gesteuert. Die Steuertemperatur der Heizeinrichtung in Schritt
S113 ist vorzugsweise größer als
der Erweichungspunkt des Toners und wird bei der siebten Ausführungsform
mit 180°C
ausgewählt.
Die Steuertemperatur der Heizeinrichtung wird vorzugsweise niedriger
gewählt
als die maximale Temperatur der Heizeinrichtung, wenn die Drehung
der Rolle gestoppt wird.
-
Das
vom Blattzuführabschnitt 7 zugeführte Blatt
P erreicht den Spalt N. Nachdem das Vorderende des Blattes vom Spalt
festgeklemmt worden ist, wird der Motor gestoppt (S115) und dadurch
die Förderung
des Blattes gestoppt, wenn das Vorderende bis zu einer vorgegebenen
Position gefördert
wird, nachdem es den Spalt N verlassen hat (S114).
-
Der
Zeitpunkt, an dem das vom Blattzuführabschnitt zugeführte Papierblatt
den Spalt N erreicht, kann auf der Basis der Fördergeschwindigkeit des Papierblattes
und des Zeitpunktes, an dem das Vorderende den Topsensor 9 passiert,
berechnet werden. Auch die Zeit, bis das Vorderende des Blattes,
das den Spalt N verlassen hat, in die vorgegebene Position gefördert worden
ist, kann berechnet werden. Alternativ dazu kann das Vorderende
des Papierblattes von einem Sensor detektiert werden, der abstromseitig
des Spaltes N angeordnet ist. Wenn festgestellt wird, daß das Vorderende
des Blattes bis in die vorgegebene Position gefördert worden ist (S114 = JA),
wird der Motor gestoppt (S115) und dadurch die Förderung des Blattes gestoppt.
In Schritt S114 kann festgestellt werden, ob das Blatt zwischen dem
Paar von Förderrollen
festgeklemmt worden ist.
-
Das
Einschalten der Heizeinrichtung in Schritt S116 dient dazu, die
Heizeinrichtung weiter Wärme
erzeugen zu lassen, und zwar mehr als im Falle von Schritt S113,
d.h, die Wärmerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung 20 pro Zeiteinheit auf ein zweites
vorgegebenes Niveau zu ver ändern,
das größer ist
als das erste vorgegebene Niveau. Infolgedessen wird damit begonnen,
am Spalt N die an der Oberfläche
der Druckrolle haftenden Materialien (Tonerverunreinigung ta; 10) und die Druckrolle 26 zu erhitzen.
-
11 zeigt die Temperaturübergänge des Thermistors, der Druckrollenseite
und der Papierblattseite, wenn die Druckrolle unter Verwendung einer
Fixiervorrichtung mit einer Druckrolle mit einem Außendurchmesser
von 20 mm (Aluminiumkern mit einem Durchmesser von 13 mm) und einer
Heizeinrichtung mit einer elektrischen Leistung von etwa 400 W und
Errichtung eines Spaltes mit einer Breite von etwa 4,5 mm gereinigt
wird.
-
10 ist eine schematische vergrößerte Ansicht des Spaltes.
wenn im Reinigungsmodus der Motor gestoppt wird (S115), wird der
Abschnitt des Toners, der mit der Druckrolle 26 in Kontakt
steht, erweicht, da die Druckrolle 26 erwärmt ist.
Da jedoch die Oberfläche
des Toners ta, die mit Luft in Kontakt steht, mehr gekühlt wird
als die Druckrollenseite und da sich das zugeführte Blatt P im wesentlichen
auf Raumtemperatur befindet, wird die Oberflächenwärme des Toners ta an der Blattseite
vom zu kühlenden Papierblatt
weiter absorbiert.
-
Die
Heizeinrichtung wird eingeschaltet, um die Wärmeerzeugungsmenge pro Zeiteinheit
zu erhöhen
(S116), und das Erhitzen wird fortgesetzt, bis die designierte Heiztemperatur
von etwa 200°C
vom Thermistor detektiert wird (S117). In diesem Fall ist der Toner
auf der Blattseite vollständig
aufgeschmolzen, um in das Papier einzudringen und an diesem zu haften.
Die Wärme
des Toners auf der Seite der Druckrolle wird jedoch von der Druckrolle 26 absorbiert,
so daß die
Temperatur des Toners auf der Seite der Druckrolle nicht so stark
erhöht
wird (siehe 11).
-
Wenn
die designierte Heiztemperatur von etwa 200°C vom Thermistor detektiert
wird (S117), wird die Erregung der Heizeinrichtung 20 abgeschaltet
(S118). Die Temperatur der Heizeinrichtung wird gesenkt, indem die
Heizeinrichtung ausgeschaltet wird, wodurch der Spalt N gekühlt wird.
Wie in 11 gezeigt, wird der Toner
auf der Seite des Blattes rasch abgekühlt, so daß er am Papierblatt haftet,
da die Wärmekapazität des Fixierfilmes
25/Papierblattes P gering ist. Der Toner auf der Seite der Druckrolle,
auf der die Wärmekapazität groß ist, befindet
sich jedoch im erweichter. Zustand.
-
Wenn
die designierte Kühltemperatur
von etwa 180°C
vom Thermistor detetiert wird (S119), wird der Motor angetrieben,
um das Blatt P um eine Strecke a zu fördern, die der Spaltbreite
entspricht (S120). Als designierte Kühltemperatur ist die Tonertemperatur
auf der Blattseite vorzugsweise geringer als der Erweichungspunkt
des Toners.
-
Durch
Fördern
des Blattes über
die der Spaltbreite a entsprechende Strecke wird der Toner ta auf
dem Oberflächenabschnitt
der Druckrolle, der dem Spalt N entspricht, auf einen Oberflächenabschnitt
des Blattes übertragen,
der dem Oberflächenabschnitt
der Druckrolle entspricht, so daß auf diese Weise dieser Toner
vom Oberflächenabschnitt
der Druckrolle gelöst
und entfernt wird.
-
Die
obigen Schritte S115 bis S120 werden wiederholt, bis das Blatt P
in die designierte Position gefördert
worden ist (vorgegebene Längenförderung).
Durch diese Wiederholung wird der Toner ta auf der Oberfläche der
Druckrolle sukzessive über eine
Länge,
die der Spaltbreite entspricht, am Blatt zum Haften gebracht, wodurch
dieser Toner vom Oberflächenabschnitt
der Druckrolle gelöst
und entfernt wird. Schließlich
wird die gesamte Oberfläche der
Druckrolle gereinigt.
-
Wenn
das Blatt P durch Wiederholung der obigen Schritte S115 bis S120
in die designierte Position gefördert
wird (S121), wird der Motor mit der normalen konstanten Geschwindigkeit
angetrieben, so daß auf
diese Weise das zum Reinigen der Druckrolle 26 verwendete
Blatt von der Fixiervorrichtung 11 abgegeben wird (S122).
Wenn festgestellt wird, daß die
Blattabgabe beendet ist, wird der Reinigungsmodus für die Druckrolle
beendet (S123).
-
Da
die Wärmekapazität der Druckrolle 26 groß ist, kann
die Druckrolle durch das Vorerhitzen eine große Wärmemenge ansammeln, bis das
Blatt P in den Spalt N eintritt. Da sich andererseits das zugeführte Blatt
P immer im wesentlichen auf Raumtemperatur befindet und ein gutes
Ansprechvermögen besitzt,
kann das Blatt, wie in 11.
gezeigt, bis auf die vom Thermistor 21 an der Heizeinrichtung
festgelegte Temperatur erhitzt und gekühlt werden. Aus diesem Grund
kann der Toner an der Blattseite zum Haften am Blatt gebracht werden,
während
der Toner auf der Seite der Druckrolle 26 im erweichten
Zustand gehalten wird.
-
Natürlich variieren
die vom Thermistor in den Schritten S117 und S119 festgelegten Temperaturen mit
der Wärmekapazität der Fixiervorrichtung 11,
der elektrischen Leistung der Heizeinrichtung, dem Erweichungspunkt
des Toners u.ä.
-
Wie
in Schritt S113 kann durch Einschalten der Heizeinrichtung gleichzeitig
mit der Blattzufuhr das Gleitdrehmoment des Fixierfilmes 25 reduziert werden.
Hierbei wird das Prinzip ausgenutzt, daß die Viskosität des an
der Innenfläche
des Fixierfilmes 25 angeordneten Fettes durch die Erhöhung der
Temperatur abnimmt. Durch Vorerhitzen der Druckrolle 26, die
eine große
Wärmekapazität besitzt,
kann der Kern der Druckrolle aufgewärmt werden.
-
Indem
die Wärmeerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung pro Zeiteinheit in Schritt S113 geringer reduziert
wird als die Wärmeerzeugungsmenge der
Heizeinheit pro Zeiteinheit in Schritt S117, kann der Energieverbrauch
zum Vorerhitzen unterdrückt werden,
so daß auf
diese Weise Energie gespart und eine Reinigung in wirksamer Weise über eine
kurze Zeit durchgeführt
wird.
-
<Achte Ausführungsform>
-
Eine
achte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbessert die siebte Ausführungsform,
so daß eine
ungleichmäßige Tonerverunreinigung
auf wirksame Weise beseitigt werden kann. Der Unterschied gegenüber der
siebten Ausführungsform besteht
darin, daß die
Breite der schrittweise erfolgenden Zuführung kleiner ist als die Hälfte der
Spaltbreite. Der Toner, die Bilderzeugungsvorrichtung und die Fixiervorrichtung,
die bei der achten Ausführungsform
Verwendung finden, entsprechen denen der siebten Ausführungsform.
-
12 ist eine schematische vergrößerte Ansicht des Spaltes.
Wie gezeigt, ist die Dichte der Tonerverunreinigung ta, die an der
Druckrolle 26 haftet, nicht gleichmäßig, sondern ungleichmäßig, und in
manchen Fällen
verändert
sich die Dichte der Tonerverunreinigung ta im Spalt N, wie in 12 gezeigt.
-
Wenn
in diesem Zustand der Toner abgegeben wird, besteht die Gefahr,
daß der
Toner noch an der Druckrolle 26 haftet und nicht entfernt
wird, obwohl nahezu der gesamte Toner ta gereinigt werden kann,
da die Haftkraft zwischen dem Toner und dem Papierblatt P am Tonerabschnitt
mit niedriger Dichte nur schwach ist.
-
Um
dies zu vermeiden, wird bei der achten Ausführungsform die Breite der schrittweise
erfolgenden Zuführung
so ausgewählt,
daß sie
geringer wird als die Hälfte
der Spaltbreite. Hierdurch wird, nachdem die Dichte des To ners an
der vorderen Hälfte des
Spaltes durch das Erhitzen im wesentlichen gleichmäßig gemacht
worden ist, dieser Toner zur hinteren Hälfte des Spaltes verschoben.
Durch erneutes Erhitzen dieses Toners in der hinteren Hälfte des
Spaltes dringen die an der Seite des Blattes haftenden Materialien
in das Blatt P ein und werden dort besonders gut fixiert.
-
Auf
diese Weise kann beim Reinigungsmodus der achten Ausführungsform
die Reinigung auf wirksame Weise durchgeführt werden, selbst wenn die
Tonerverunreinigung an der Druckrolle ungleichmäßig ist.
-
Während bei
den Reinigungsmodi gemäß der fünften bis
achten Ausführungsform
ein Beispiel erläutert
wurde, bei dem ein weißes
Papierblatt, auf dem kein Bild erzeugt wurde, der Fixiervorrichtung zugeführt wird,
wie dies bei der ersten bis vierten. Ausführungsform der Fall ist, kann
auch anstelle des weißen
Papierblattes ein Blatt der Fixiervorrichtung zugeführt werden,
auf dem der Satz "Reinigung
beendet" (Botschaft
für die
Bedienungsperson) ausgebildet wurde.
-
Die
zur Erläuterung
der ersten bis achten Ausführungsform
verwendeten Dimensionen, Temperaturen und Zeiten (Zeitperioden)
sind lediglich beispielhaft. Tatsächlich werden diese Werte auf
unabhängige
Weise in Abhängigkeit
von der Konstruktion der Bilderzeugungsvorrichtung, der Natur des
Toners u.ä.
festgelegt.
-
Ferner
entspricht die Strecke der vom Motor 20 durchgeführten schrittweise
erfolgenden Zuführung
nicht immer der Spaltbreite a. Es gibt jedoch damit kein Problem,
solange wie die gesamte Umfangsfläche der Druckrolle 26 durch
Drehung der Druckrolle um einige Umdrehungen gründlich gereinigt werden kann.
-
Da
bei den obigen Ausführungsformen
die Reinigung unter Verwendung eines weißen Papierblattes durchgeführt wird,
ist es nicht erforderlich, die Vorder-/Rückseite des Reinigungsblattes
zu ermitteln, so daß der
Reinigungsvorgang erleichtert werden kann. Während an einem Beispiel beschrieben wurde,
bei dem ein einziges Blatt zur Durchführung der Reinigung verwendet
wird, kann die Peinigung auch unter Verwendung von diversen Papierblättern durchgeführt werden,
um einen mühsamen
Reinigungsvorgang zu vermeiden. Um einen besonders guten Reinigungseffekt
zu erzielen, kann beispielsweise ein schiefer schwarzer Streifen
auf ein Blatt P mit einem Vorderende P1 und
einem hinteren Ende P2 gedruckt und der
Reinigungsmodus durchgeführt werden,
während
das Blatt dem Spalt N der Fixiervorrichtung 11 in der durch
den Pfeil K' gezeigten
Richtung in einem Zustand zugeführt
wird, in dem die bedruckte Fläche
zur Druckrolle 26 weist.
-
Um
den Reinigungseffekt zu verbessern, wird bevorzugt, die Oberflächenschicht
der Druckrolle 26 aus einer Herzschicht aus PFA, PTFE,
FEP o.ä. mit
gutem Formtrennvermögen
auszubilden oder mit einem Rohr aus einem entsprechenden Harz zu
beschichten.
-
Die
Tatsache, daß die
Reinigung durchgeführt
wird, kann der Bedienungsperson durch Betätigung des optischen Lasersystems
während
des Reinigungsvorganges angezeigt werden. Sie bietet den Vorteil,
daß die
Bedienungsperson daran gehindert wird, eine unerwünschte Manipulation
während
des Reinigungsvorganges durchzuführen.
-
Während bei
der ersten bis achten Ausführungsform
ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem die Fixiervorrichtung 11 mit
dem Fixierfilm 25 Verwendung findet, ist die Erfindung
nicht auf ein derartiges Beispiel beschränkt. Sie kann vielmehr auch
bei herkömmlichen
Fixiervorrichtungen Anwendung finden, bei denen eine Kombination
aus einer Fixierrolle 31 und einer Druckrolle 32 Verwendung
findet, wie in 15 gezeigt.
-
Bei
der Druckrolle 32 handelt es sich um ein drehbares Fixierelement
mit einer Oberflächenschicht 321 aus
Silikonkautschuk, und die Fixierrolle 31 ist ein drehbares
Fixierelement mit einem Kern 311 und einer Formtrennoberflächenschicht 312 aus Fluorharz.
Eine Wärmequelle,
wie eine Halogenheizeinrichtung H, ist in die Fixier- rolle eingearbeitet.
-
Die
vorliegende Erfindung bietet den gleichen Reinigungseffekt in bezug
auf den Fixierfilm 25, der mit der Druckrolle zur Ausbildung
des Spaltes N zusammenwirkt, und die Fixierrolle wie bei der Druckrolle.
Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung ist in bezug auf beliebige
drehbare Fixierelemente wirksam, wie beispiels weise den Fixierfilm 25,
die Fixierrolle u.ä.
sowie die Druckrolle. Solange wie eines der Elemente, die den Spalt
N bilden, ein drehbares Fixierelement ist, ist das andere Element
nicht auf ein drehbares Fixierelement beschränkt, sondern kann ein festes
Anschlagelement sein. Auch bei einer derartigen Anordnung kann der
an der Oberfläche
des drehbaren Fixierelementes, welches gegen das Anschlagelement
gedrückt
wird, haftende Toner auf wirksame Weise entfernt werden.
-
Beispielsweise
kann eine Vorrichtung vom elektromagnetischen Heiztyp Verwendung
finden, bei dem ein dielektrischer Strom erzeugt wird, indem eine
Magnetkraft auf ein leitendes und ferromagnetisches Element einwirkt,
um auf diese Weise durch dieses Element Wärme zu erzeugen.
-
16A ist eine schematische Ansicht einer derartigen
Heizvorrichtung vom elektromagnetischen Heiztyp, bei der eine Führungsstütze 116 mit
einer inneren Filmfläche
und einem im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt aus einem Flüssigkristallpolymer/Phenolharz
geformt ist und innerhalb der Führungsstütze eine
Erregungsspule 152 vorgesehen ist, die von einer Wicklung 152b um
ein Kernelement (Eisenkern) 152a gebildet wird.
-
Ein
zylindrischer Fixierfilm (Heizkörper) 112 ist
lose um eine Einheit aus der Stütze 116 und
der Erregungsspule 152 montiert, und eine Druckrolle 113 wird
unter Zwischenlagerung des Filmes 112 gegen die Einheit
ge- drückt.
-
Wie
in 16B gezeigt, besitzt der Film 112 eine
Dreischichtstruktur einschließlich
einer Substratschicht (Endlosfilm) 112a aus hitzefestem
Harz, wie Polyimid, Polyamidimid, PEEK, PES, PTFE oder FEP, einer
leitenden Schicht 112b, die auf die Außenfläche der Substratschicht 112a aufgebracht
ist und von einer metallischen Schicht, wie Eisen, Kobalt, Nickel,
Kupfer oder Chrom, gebildet wird, und einer Formtrennschicht 112c,
die auf die Außenfläche der leitenden
Schicht 112b aufgebracht ist und aus einem hitzefesten
Harz mit einem guten Tonerformtrennvermögen, wie PTF, PTFE, FEP oder
Kombinationen hiervon, besteht. Während bei diesem Beispiel die
Filmsubstratschicht 112a und die leitende Schicht 112b separate
Schichten sind, kann auch eine Filmsubstratschicht selbst eine leitende
Schicht sein.
-
In
einem Zustand, in dem der Film durch Drehung der Druckrolle 113 gedreht
wird und die leitende Schicht 112b des Filmes 112.
Wärme durch
elektromagnetische Induktion erzeugt, die durch das Anlegen einer
Spannung von einer Erregungsschaltunq an die Erregungsspule 152 hervorgerufen
wird, wird ein Blatt P (das zu erhitzen ist) in den Spalt N eingeführt. Während das
Blatt zusammen mit dem Film 112 in einem Zustand, in dem
das Blatt. in engem Kontakt mit der Unterseite des Filmes steht,
durch den Spalt N geführt
wird, wird die Wärme
des Filmes 112 auf das Aufzeichnungsblatt P übertragen
und auf diese Weise ein nicht fixiertes Tonerbild Ta auf dem Blatt
fixiert.
-
Wie
in 16C gezeigt, kann als andere Heizvorrichtung
vom elektromagnetischen Heiztyp eine Heizvorrichtung verwendet werden,
bei der ein Heizkörper 154 als
flaches plattenförmiges
leitendes Element (aus ferromagnetischem Metall o.ä.) durch Magnetfluß von einer
Erregungsspule 152 erhitzt und ein Druckelement 113 gegen
den Heizkörper 154 unter
Zwischenlagerung eines Filmes 112 gedrückt wird, um dazwischen einen
Spalt N auszubilden. Das Druckelement 113 wird gedreht,
so dass ein in den Spalt N eingeführtes Blatt P einer Wärmebehandlung unterzogen
wird, während
das Blatt durch den Spalt gefördert
wird.
-
Alternativ
dazu können
die folgenden Vorrichtungen Verwendung finden, bei denen sich die Einrichtung
zum Antreiben des Filmes von der in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen
unterscheidet. Die 17A und 17B sind
schematische Ansichten, die diese Vorrichtungen zeigen.
-
Bei
der in 17A gezeigten Vorrichtung ist ein
Endlosfilm 112 zum Fixieren um eine Heizeinrichtung (Wärmeerzeugungskörper) 117,
eine Antriebsrolle 55 und eine Spannrolle 156 gewickelt,
und die Antriebsrolle 155 wird von einer Fixierantriebseinrichtung
M angetrieben, so daß sie
den Fixierfilm 112 dreht. Eine Druckrolle 113 wird
durch Drehung des Fixierfilmes 112 drehbar angetrieben.
-
Bei
der in 17B gezeigten Vorrichtung findet
ein länglicher
Nichtendlosfilm als Fixierfilm 112 Verwen- dung, der von
einer Zuführwelle 158 zu
einer Aufnahmewelle 157 über eine Heizeinrichtung 117 mit
einer vorgegebenen Geschwindigkeit verschoben wird.
-
Wenn
bei den in den 16A bis 16C und 17A und 17B gezeigten
Vorrichtungen die Druckrolle 113 eine angetriebene Rolle
ist, wird durch Veränderung
der Drehzahl der Metallrolle 151, Antriebsrolle 155 oder
Aufnahmewelle 157 oder durch Durchführung der schrittweisen Zuführung in bezug
auf diese Rollen zur Veränderung
der Fördergeschwindigkeit
des Blattes P (d.h. der Geschwindigkeit der Druckrolle 113)
der gleiche Effekt wie bei der ersten bis achten Ausführungsform
erreicht.
-
Bei
den vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Erregung der Heizeinrichtung 20 während des
Stoppens des Blattes ein- oder
ausgeschaltet wird. Anstelle der Ausschaltung der Erregung kann
jedoch auch die Wärmeerzeugungsmenge
der Heizeinrichtung 20 pro Zeiteinheit verringert werden.
Mit anderen Worten, durch Verringerung der Wärmeerzeugungsmenge der Heizeinrichtung 20 pro
Zeiteinheit wird die Wärmemenge
zum Erhitzen der anhaftenden Materialien verringert, so daß auf diese
Weise die erweichten anhaftenden Materialien verfestigt werden können.
-
Ferner
wurde bei der zweiten bis vierten Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei
dem die Temperatur der Heizeinrichtung von einem Timer gesteuert
wird. ES kann jedoch auch eine Detektionseinrichtung zum Detektieren
der Temperatur der Oberfläche der
Druckrolle vorgesehen sein, so daß die Temperatur der Heizeinrichtung
auf Basis der detektierten Temperatur der Oberfläche der Druckrolle gesteuert wird.
Mit anderen Worten, wenn die Temperatur der Oberfläche der
Druckrolle eine vorgegebene Temperatur erreicht, die höher ist
als der Erweichungspunkt des Toners, wird die Erregung der Heizeinrichtung abgeschaltet.
Wenn jedoch die Temperatur der Oberfläche der Druckrolle einen vorgegebenen
Wert erreicht, der niedriger ist als der Erweichungspunkt des Toners,
wird das Blatt um eine Strecke gefördert, die der Spaltbreite
entspricht.
-
Bei
der ersten bis vierten Ausführungsform wurde
ein Beispiel beschrieben, bei dem auf einen Wunsch der Bedienungsperson
nach dem Reinigungsvorgang dieser durchgeführt wird. Der Reinigungsmodus
kann jedoch auch automatisch durchgeführt werden, wann immer die
vorgegebene Anzahl von Aufzeichnungsblättern einem Bildfixiervorgang
unterzogen wird.
-
Obwohl
ein Gemisch aus Toner und CaCo3 das im Papierblatt
oder Papierpulver enthalten ist, am drehbaren Fixierelement haftet,
so daß das
Formtrennvermögen
der Druckrolle verschlechtert wird, kann dieses Gemisch aus Toner
und. CaCO3 oder Papierpulver mit der vorliegenden
Erfindung auf wirksame Weise entfernt werden. Mit anderen Worten, erfindungsgemäß kann eine
Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen werden, die über einen
langen Zeitraum einen Papierstau und eine Bildverunreinigung verhindert.
-
Ferner
kann die Wärmemenge
verändert werden,
so daß die
Erweichung und Verfestigung der anhaftenden Materialien während des
Stoppens der Blattförderung
diverse Male wiederholt werden kann.
-
Die
vorliegende Erfindung kann als Teil eines Systems Anwendung finden,
das eine Vielzahl von Einrichtungen umfasst (beispielsweise einen
Wirtcomputer, Schnittstelleneinrichtungen, einen Leser, einen Drucker
u.ä.),
oder als Teil einer Vorrichtung, die eine einzige Einrichtung aufweist
(beispielsweise ein Kopiergerät,
ein Faxgerät
o.ä).
-
Des
weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Verwirklichung der vorstehend erwähnten Ausführungsformen
beschränkt.
Die Erfindung umfasst vielmehr auch eine Technik oder deckt eine
solche ab, bei der ein Softwareprogrammcode zur Verwirklichung der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
einem Computer (CPU oder MPU) im vorstehend erwähnten System oder der vorstehend
erwähnten Vorrichtung
zugeführt
wird, wobei die vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
durch die Betätigung von
verschiedenen Vorrichtungen mit Hilfe des Computers im vorstehend
erwähnten
System oder der vorstehend erwähnten
Vorrichtung auf der Basis des Programmcodes realisiert werden können.
-
In
diesem Fall verwirklicht der Softwareprogrammcode selbst die Funktionen
der vorstehend erwähnten
Ausführungsformen,
und die vorliegende Erfindung umfasst den Programmcode selbst und eine
Einrichtung zur Zuführung
des Programmcodes zum Computer (spezieller Einspeichermedium zum Speichern
des Programmcodes).
-
Als
Speichermedium zum Speichern eines derartigen Programmcodes kann
beispielsweise eine Floppydisk, eine Hartplatte, eine optische Platte,
eine foto-magnetische Platte, eine CD-ROM, ein Magnetband, eine
Karte für
einen nicht flüchtigen
Speicher, ein ROM u.ä.
Verwendung finden.
-
Nicht
nur dann, wenn die Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
durch Steuern der diversen Vorrichtungen mit Hilfe des Computers
nur in Abhängigkeit
von dem zugeführten Programmcode
verwirklicht werden, sondern auch dann, wenn der Programmcode mit
einem OS (Operationssystem) zusammenwirkt, das auf den Computer
oder andere Applikationssoftware einwirkt, um die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen
zu verwirklichen, wird ein derartiger Programmcode von der vorliegenden
Erfindung abgedeckt.
-
Auch
umfasst die vorliegende Erfindung den Fall, bei dem nach der Speicherung
des zugeführten Programmcodes
in einem Speicher, der in einem Funktionserweiterungspaneel oder
in einer Funktionserweiterungseinheit vorgesehen ist, die mit dem Computer
in Verbindung steht, eine CPU o.ä.,
die im Funktionserweiterungspaneel oder in der Funktionserweiterungseinheit
vorgesehen ist, einen Teil der tatsächlichen Verarbeitung auf der
Basis der Instruktionen des Programmcodes oder die gesamte tatsäch liche
Verarbeitung durchführt,
um auf diese Weise die vorstehend erwähnten Ausführungsformen zu realisieren.
Ein solcher Programmcode wird ebenfalls von der Erfindung abgedeckt.