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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fixiervorrichtung, die
mit einer bilderzeugenden Vorrichtung wie etwa einem Kopierer, einem
Laserdrucker, einem Faxgerät
und dergleichen verwendet wird.
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Unter
Fixiervorrichtungen, die mit einer bilderzeugenden Vorrichtung wie
etwa einem Kopierer, einem Laserdrucker, einem Faxgerät und dergleichen
verwendet werden, gibt es zum Beispiel eine Fixiervorrichtung von
Heizwalzenbauart.
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Eine
derartige Fixiervorrichtung von Heizwalzenbauart umfasst eine Heizwalze
(Fixierwalze), die von einer internen Wärmequelle wie etwa einer Halogenheizeinrichtung
geheizt wird, die auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten ist,
und eine Andruckwalze, die Elastizität aufweist und gegen die Heizwalze
gedrückt
wird. Ein Aufzeichnungsmaterial wird in einen Spalt (Fixierspaltabschnitt)
zwischen der Heizwalze und der Andruckwalze eingeführt, um
zwischen diesen eingeklemmt und befördert zu werden, wodurch ein
nicht fixiertes Tonerbild thermisch auf das Aufzeichnungsmaterial
fixiert wird.
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In
letzter Zeit wurden thermische Fixiervorrichtungen von Filmheizbauart
vorgeschlagen (siehe zum Beispiel die offengelegten japanischen
Patentanmeldungen Nr. 63-313182,
1-263679, 2-157878, 4-44075 bis 4-44083 und 4-204980 bis 4-204989).
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Die
US-Patentschrift US-A-5,563,696 offenbart eine Bildfixiervorrichtung
mit einer Leistungssteuerung während
eines Blattdurchlaufs. Die offenbarte Vorrichtung zielt demnach
darauf ab, eine Spalttemperatur während des eigentlichen Fixiervorgangs
konstant zu halten. Sie weist eine Steuerung zum Steuern einer elektrischen
Energieversorgung an eine Heizeinrichtung auf, um eine von einem
Detektor erfasste vorbestimmte konstante Temperatur bereitzustellen,
wobei die Steuerung in der Lage ist, die vorbestimmte Temperatur
umzuschalten, während
ein Aufzeichnungsmaterial gerade durch einen Spalt geführt wird.
Mit der auf diese Weise vorgeschlagenen Anordnung kann ein Anhaften
von Toner an einem Fixierfilm jedoch nicht effizient vermieden werden.
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Die
thermischen Fixiervorrichtungen von Filmheizbauart umfassen im Allgemeinen
einen an einem Halteelement gesicherten Heizkörper, einen wärmebeständigen Film,
der sich verlagert, während er
mit dem Heizkörper
in Kontakt ist, und eine Andruckwalze, die mit dem Heizkörper zusammenwirkt, um
einen Spalt zwischen diesen mit der Zwischenschaltung des Films
zu bilden. Durch Einklemmen und Befördern eines Aufzeichnungsmaterials,
das ein Tonerbild auf diesem trägt,
durch den Spalt, wird das Tonerbild thermisch auf das Aufzeichnungsmaterial
fixiert.
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Die
thermischen Fixiervorrichtungen von Filmheizbauart werden nicht
nur als eine Vorrichtung zum thermischen Fixieren von einem nicht
fixierten Tonerbild auf eine Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials
eingesetzt, um ein permanent fixiertes Bild zu bilden, sondern werden
weit verbreitet auch verwendet als eine Vorrichtung zum Heizen des
Aufzeichnungsmaterials, das das Tonerbild auf diesem trägt, um eine
Oberflächeneigenschaft
des Aufzeichnungsmaterials zu verbessern, eine Vorrichtung zum Bewirken
eines Vorfixierprozesses, eine Vorrichtung zum Bewirken eines Blattheizprozesses
und andere Vorrichtungen.
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Bei
derartigen thermischen Fixiervorrichtungen von Filmheizbauart kann
als der Heizkörper
eine Heizeinrichtung verwendet werden, die eine niedrige Wärmekapazität aufweist
und in der Lage ist, schnell aufgeheizt zu werden, zum Beispiel
ein sogenannter keramischer Heizer, bestehend aus einem keramischen
Substrat mit guter Isolations- und Wärmeleitfähigkeit und einer Widerstandswärme erzeugenden Schicht,
die auf dem Substrat bereitgestellt ist und angepasst ist, um Hitze
durch Energiezufuhr zu erzeugen. Des Weiteren kann eine Temperatur
des Heizköpers,
da ein Dünnfilmmaterial
mit niedriger Wärmekapazität als der
Film verwendet werden kann für
eine kurze Zeit erhöht
werden, mit dem Ergebnis, dass es nicht notwendig ist, elektrische
Energie in einem Bereitschaftszustand zuzuführen. Auch wenn ein zu heizendes
Aufzeichnungsmaterial unverzüglich
in die Fixiervorrichtung eingeführt
wird, kann der Heizkörper
dementsprechend ausreichend auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt
werden, bevor das Aufzeichnungsblatt den Fixierspaltabschnitt erreicht,
wodurch eine Wartezeit verringert wird (wodurch eine Schnellstartfähigkeit
und einen Bedarfsbetrieb erreicht werden), die elektrische Energie
eingespart wird und eine Erhöhung
der Temperatur des Inneren eines Hauptgehäuses der bilderzeugenden Vorrichtung
unterdrückt
wird.
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Es
ist ideal, dass das nicht fixierte Tonerbild, das auf der Oberfläche des
Aufzeichnungsmaterials geboren bzw. getragen wird, überall moderat
erwärmt
und geschmolzen wird und auf das Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.
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Liegt
jedoch Kaltversatz- bzw. „Cold
Offset"-Toner (der
nicht adäquat
geschmolzen ist) oder Heißversatz-
bzw. „Hot
Offset"-Toner (der übermäßig geschmolzen
ist) vor, wird solcher Toner an die Fixierwalze und den Fixierfilm übertragen,
die mit der Oberfläche
des Aufzeichnungsmaterials in Kontakt stehen.
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Sind
die Temperaturen eines oberen und eines unteren Drehelements gleich,
wird der Versatz- bzw. „Offset"-Toner an eines der Drehelemente übertragen,
das eine schlechte Formtrennfähigkeit
aufweist. Andererseits, wenn die Temperaturen des oberen und des
unteren Drehelements unterschiedlich sind, neigt der Versatztoner
dazu, an das Drehelement mit der niedrigeren Temperatur übertragen
zu werden, weil der Toner auf dem Drehelement mit niedrigerer Temperatur
leichter verfestigt. Insbesondere bei der Fixiervorrichtung, die
eine geringe Wärmekapazität aufweist,
wie etwa die Filmheizbauart, befindet sich die Andruckwalze in einem
kalten Zustand, da dem Heizkörper
im Druckwarte-(Bereitschafts-) Zustand keine Energie zugeführt wird.
Wird der Druck aus diesem Zustand heraus gestartet, ist die Andruckwalze
dementsprechend immer noch kalt, obwohl der Heizkörper und
der Film durch Energiezufuhr geheizt werden. In diesem Zustand wird der
von dem Spalt eingeklemmte Toner, wenn der Film und die Andruckwalze
gedreht werden, an die Andruckwalze übertragen. Häuft sich
derartiger Toner an, ändert
sich die Härte
und/oder Formtrenneigenschaft des Drehelements, was einen schlechten Einfluss
auf die Fixierfähigkeit
hat.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend genannten
herkömmlichen
Nachteile zu beseitigen, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin,
eine Bildfixiervorrichtung zu schaffen, die eine Fixierfähigkeit
für einen
langen Zeitraum beibehalten kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bildfixiervorrichtung
zu schaffen, die eine Anhäufung
von Toner auf einer Andruckwalze unterdrücken kann.
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Die
Erfindung erreicht die vorstehenden Aufgaben durch Bereitstellung
einer Bildfixiervorrichtung gemäß unabhängigem Anspruch
1 und einer Fixiervorrichtung gemäß unabhängigem Anspruch 6.
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Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
der Vorrichtungen gemäß der Erfindung
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
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Weitere
Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Erläuterung
ersichtlich, die sich auf die begleitenden Zeichnungen bezieht.
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1 zeigt
eine schematische Aufriss-Schnittansicht einer bilderzeugenden Vorrichtung
gemäß der Erfindung;
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2 zeigt
eine schematische Aufriss-Schnittansicht einer Fixiervorrichtung
gemäß der Erfindung;
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3 ist
ein Diagramm, das eine Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
sowie eine Temperaturbeziehung zwischen einem Fixierfilm und einer
Andruckwalze zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, das eine Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
sowie eine Temperaturbeziehung zwischen einem Fixierfilm und einer
Andruckwalze zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das eine Steuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
sowie eine Temperaturbeziehung zwischen einem Fixierfilm und einer
Andruckwale zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das eine Steuerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
sowie eine Temperaturbeziehung zwischen einem Fixierfilm und einer
Andruckwalze zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das eine herkömmliche
Steuerung und eine Temperaturbeziehung zwischen einem Fixierfilm
und einer Andruckwalze zeigt;
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8 ist
ein Diagramm, das eine Steuerung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel sowie eine Temperaturbeziehung
zwischen einem Fixierfilm und einer Andruckwalze zeigt;
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9 ist
ein Diagramm, das eine Steuerung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel sowie eine Temperaturbeziehung
zwischen dem Fixierfilm und der Andruckwalze zeigt;
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10A ist eine Darstellung, die eine Temperaturerfassung
zeigt, wenn das fünfte
Ausführungsbeispiel
der Erfindung angewandt wird, und
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10B ist eine Darstellung, die eine Temperaturerfassung
zeigt, wenn die Erfindung nicht angewandt wird;
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11 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
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12 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel;
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13 ist
ein Diagramm, das eine Änderung der
Temperatur der Andruckwalze beim siebten Ausführungsbeispiel zeigt;
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14 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel;
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15 ist
ein Diagramm, das eine Änderung der
Temperatur der Andruckwalze beim achten Ausführungsbeispiel zeigt;
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16 ist
ein Diagramm, das eine Temperatursteuerung eines beim ersten Ausführungsbeispiel gezeigten
Fixierdrehelement zeigt;
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17 ist
ein Diagramm, das eine Aussetzdrucktemperatur bei der Temperatursteuerung
beim ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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18 ist
ein Diagramm, das eine Temperatursteuerung bei Aussetzdruck gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
zeigt; und
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19 ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Temperatur eines
Fixierdrehelements und einer Temperatur bei einem Nachheizen bei
Druckstart zeigt.
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Die
Erfindung wird nun in Verbindung mit Ausführungsbeispielen von dieser
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
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<Erstes Ausführungsbeispiel>
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1 zeigt
eine bilderzeugende Vorrichtung mit einer Fixiervorrichtung gemäß der Erfindung.
Im Übrigen
ist 1 eine schematische Aufriss-Schnittansicht eines
Laserstrahldruckers als ein Beispiel der bilderzeugenden Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Zunächst wird
ein Aufbau des Laserstrahldruckers (der hierin nachstehend als "bilderzeugende Vorrichtung" bezeichnet wird)
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Der
Laserstrahldrucker, der in 1 gezeigt ist,
umfasst einen trommelförmigen
elektrofotografischen lichtempfindlichen Körper (der hierin nachstehend
als "lichtempfindliche
Trommel" bezeichnet wird) 1 als
ein Bildtrageelement. Die lichtempfindliche Trommel 1 wird
von einem Hauptkörper
M der bilderzeugenden Vorrichtung drehbar gelagert und durch eine
(nicht gezeigte) Einrichtung einer Antriebseinrichtung mit einer
vorbestimmten Prozessgeschwindigkeit in einer durch den Pfeil R1
gezeigten Richtung gedreht.
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Um
die lichtempfindliche Trommel 1 herum sind in einer Reihenfolge
entlang einer Drehrichtung von dieser angeordnet: eine Ladewalze
(Ladeeinheit) 2, eine Belichtungseinrichtung 3,
eine Entwicklungseinheit 4, eine Übertragungswalze (Übertragungseinheit) 5 und
eine Reinigungseinheit 6.
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An
einem unteren Teil des Hauptkörpers
M ist eine Blattzufuhrkassette 7 angeordnet, die blattförmige Aufzeichnungsmaterialien
P wie etwa Papierblätter
enthält,
und in einem Beförderungspfad für ein Aufzeichnungsblatt
P sind in einer Reihenfolge von einer stromaufwärts liegenden Seite in Richtung einer
stromabwärts
liegenden Seite angeordnet: eine Blattzufuhrwalze 15, ein
Paar Beförderungswalzen 8, ein
Oberseitensensor 9, eine Beförderungsführung 10, eine Fixiervorrichtung 11 gemäß der Erfindung, ein
Paar Beförderungswalzen 12,
ein Paar Entladungswalzen 13 und ein Blattausstoßfach 14.
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Als
nächstes
wird ein Betrieb der bilderzeugenden Vorrichtung mit dem vorstehend
genannten Aufbau beschrieben.
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Die
lichtempfindliche Trommel 1, die von der (nicht gezeigten)
Antriebseinrichtung in der Richtung R1 gedreht wird, wird mit Hilfe
der Ladewalze 2 mit vorbestimmter Polarität und vorbestimmtem
Potenzial gleichmäßig geladen.
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Die
geladene lichtempfindliche Trommel 1 wird einer Bildbelichtung
L durch die Belichtungseinrichtung 3 wie etwa einem optischen
Lasersystem auf Grundlage von Bildinformationen unterzogen, mit dem
Resultat, dass Ladungen von dem belichteten Bereich weggenommen
werden, wodurch ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird.
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Das
elektrostatische Latentbild wird durch die Entwicklungseinheit 4 entwickelt.
Die Entwicklungseinheit 4 weist eine Entwicklungswalze 4a auf. Durch
Anlegen einer Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungswalze 4a haftet
Toner an dem elektrostatischen Latentbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 an,
wodurch das Latentbild als ein Tonerbild entwickelt (visualisiert)
wird.
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Das
Tonerbild wird durch die Übertragungswalze 5 auf
das Aufzeichnungsmaterial P wie etwa ein Papierblatt übertragen.
Das Aufzeichnungsmaterial P ist in der Blattzufuhrkassette 7 enthalten,
wird durch die Blattzufuhrwalze 15 zugeführt und
wird durch das Paar Beförderungswalzen 8 befördert. Dann
durchläuft
das Aufzeichnungsblatt den Oberseitensensor 9 und wird
in einen Übertragungsspalt zwischen
der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Übertragungswalze 5 eingeführt. In
diesem Fall wird ein vorderes Ende des Aufzeichnungsmaterials P von
dem Oberseitensensor 9 erfasst, wodurch die Beförderung
des Aufzeichnungsmaterials mit dem Tonerbild auf der lichtempfindlichen
Trommel 1 synchronisiert wird. Durch Anlegen einer Übertragungsvorspannung
an die Übertragungswalze 5 wird
das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 auf das
Aufzeichnungsmaterial an einer vorbestimmten Position auf diesem übertragen.
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Das
Aufzeichnungsmaterial P, auf dem das nicht fixierte Tonerbild geboren
bzw. getragen wurde, wird entlang der Beförderungsführung 10 an die Fixiervorrichtung 11 befördert, wo
das nicht fixierte Tonerbild geheizt und unter Druck gesetzt und
auf die Oberfläche
des Aufzeichnungsmaterials P fixiert wird. Im Übrigen wird die Fixiervorrichtung 11 nachstehend
vollständig
beschrieben.
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Nach
dem Fixieren wird das Aufzeichnungsmaterial P von dem Paar Beförderungswalzen 12 befördert und
wird von dem Paar Ausstoßwalzen 13 in das
Blattausstoßfach 14 ausgestoßen, das
auf der oberen Fläche
des Hauptkörpers
M gebildet ist.
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Andererseits
wird (nicht auf das Aufzeichnungsmaterial P übertragener) Toner, der auf
der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibt (wobei solcher
Toner hierin nachstehend als "Übertragungsresttoner" bezeichnet wird),
nachdem das Tonerbild übertragen
wurde, von einer Reinigungslamelle 6a der Reinigungseinheit 6 entfernt, und
wird der entfernte Toner für
eine spätere
Bilderzeugung verwendet.
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Durch
Wiederholung der vorstehend genannten Vorgänge kann eine fortlaufende
Bilderzeugung durchgeführt
werden.
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Als
nächstes
wird ein Beispiel der Fixiereinheit 11 gemäß der Erfindung
unter Bezugnahme auf 2 vollständig beschrieben. 2 zeigt
eine Aufriss-Schnittansicht entlang der (durch den Pfeil K gezeigten)
Beförderungsrichtung
des Aufzeichnungsmaterials P.
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Die
in 2 gezeigte Fixiereinheit 11 umfasst hauptsächlich eine
keramische Heizeinrichtung (die hierin nachstehend einfach als "Heizer" bezeichnet wird) 20 als
einen Heizkörper
zum Heizen bzw. Erwärmen
des Toners, einen Fixierfilm (Fixierdrehelement) 25, der
den keramischen Heizer 20 umschließt, eine Andruckwalze (weiteres
Drehelement) 26, die gegen den Fixierfilm 25 gedrückt wird,
eine Temperatursteuereinrichtung 27 zum Steuern einer Temperatur
des keramischen Heizers 20 und eine Drehsteuereinrichtung 28 zum
Steuern einer Beförderung
des Aufzeichnungsmaterials P.
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Der
keramische Heizer 20 ist aufgebaut durch Bildung eines
Widerstandsmusters 20b auf einem aus Aluminium hergestellten
wärmebeständigen Substrat 20a,
zum Beispiel durch Bedrucken und durch Beschichten einer Glasschicht 20c auf
der gemusterten Oberfläche,
und erstreckt sich in einer Links-Rechts-Richtung, die senkrecht
zu der (durch den Pfeil K gezeigten) Beförderungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials
P ist (d.h. länger
als die Breite des Aufzeichnungsmaterials P). Der keramische Heizer 20 wird
durch eine an dem Hauptkörper
M angebrachte Heizerhalterung 22 getragen. Die Heizerhalterung 22 ist
gebildet aus einem kreisförmigen
wärmebeständigen Harzelement
und fungiert auch als Führungselement
zur Führung
einer Drehung des Fixierfilms 25, der später beschrieben
wird.
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Der
Fixierfilm 25 ist gebildet aus einem kreisförmigen wärmebeständigen Harzelement
(zum Beispiel aus Polyimid) und ist frei oder locker bzw. lose auf
dem keramischen Heizer 20 und der Heizerführung 22 angepasst.
Der Fixierfilm 25 wird von der (später beschriebenen) Andruckwalze 26 derart
gegen den keramischen Heizer 20 gedrückt, das die Rückseite
des Fixierfilms 25 gegen die untere Fläche des keramischen Heizers 20 stößt. Der
Fixierfilm 25 wird in einer durch den Pfeil R25 gezeigten
Richtung gedreht, wenn das Aufzeichnungsmaterial P durch die Drehung
der Andruckwalze 26 in einer durch den Pfeil R26 gezeigten
Richtung in die durch den Pfeil K gezeigte Richtung befördert wird.
Die linke und die rechte Kante des Fixierfilms 25 werden
durch (nicht gezeigte) Führungsabschnitte
der Heizerhalterung 22 derart gelenkt, dass der Fixierfilm
nicht entlang der Längsrichtung
des keramischen Heizers 20 entfernt bzw. versetzt wird.
Des Weiteren ist auf einer inneren Fläche des Fixierfilms 25 Fett
bzw. Schmiere beschichtet, um einen Gleitwiderstand zwischen dem Film
und dem keramischen Heizer 20 und der Heizerführung 22 zu
reduzieren.
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Die
Andruckwalze 26 ist aufgebaut durch Bereitstellung einer
wärmebeständigen Formtrennschicht 26b auf
einer äußeren Randfläche eines
metallischen Kerns 26a. Der Fixierfilm 25 wird
von unten durch eine äußere Fläche der Formtrennschicht 26b gegen
den keramischen Heizer 20 gedrückt, um zwischen dem Fixierfilm 25 und
der Andruckwalze 26 einen Fixierspaltabschnitt N auszubilden.
Eine Breite (Spaltbreite) a (in der Drehrichtung) der Andruckwalze 26 in
dem Fixierspaltabschnitt N wird gewählt, um den Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial
P auf geeignete Weise zu heizen unter Druck zu setzen.
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Die
Drehsteuereinrichtung 28 umfasst einen Motor 29 zum
Drehen der Andruckwalze 26 und eine CPU 30 zum
Steuern einer Drehung des Motors 29. Es wird zum Beispiel
ein Schrittmotor als der Motor 29 verwendet, so dass die
Andruckwalze 26 in der Richtung R26 fortlaufend gedreht
werden kann und stoßweise
bzw. intermittierend um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden
kann. Das heißt,
dass das Aufzeichnungsmaterial P durch Wiederholung der Drehung
und des Stillstands der Andruckwalze 26 Schritt für Schritt
befördert
werden kann.
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Die
Temperatursteuereinrichtung 27 umfasst eine CPU 23 zum
Steuern eines Triac bzw. Zweiwegthyristors 24, um eine
Erfassungstemperatur eines Thermistors bzw. Heißleiters (Temperaturerfassungselement) 21,
der an der Rückseite
des keramischen Heizers 20 angebracht ist, auf einer vorbestimmten
Solltemperatur zu halten, und zum Steuern einer Energiezufuhr an
den keramischen Heizer 20.
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Wie
vorstehend erwähnt
wird in der Fixiervorrichtung 11, während das Aufzeichnungsmaterial gerade
durch die Drehung der Andruckwalze 26 in der Richtung R26
durch den Fixierspaltabschnitt N befördert wird, der Toner auf dem
Aufzeichnungsmaterial P durch den keramischen Heizer 20 geheizt bzw.
erwärmt.
In diesem Fall kann die Beförderung des
Aufzeichnungsmaterials P durch Steuerung der Drehung der Andruckwalze 26 mit
Hilfe der Drehsteuereinrichtung 28 auf geeignete Weise
gesteuert werden, und kann die Temperatur des keramischen Heizers 20 durch
die Temperatursteuereinrichtung 27 auf geeignete Weise
gesteuert werden.
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Es
wird nun die Erfindung vollständig
erläutert.
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7 zeigt
Temperaturbedingungen der Oberfläche
des Fixierfilms ("Filmoberfläche" in 3 bis 7)
und der Andruckwalze 26, wenn eine (hierin nachstehend
als "Druck" bezeichnete) Bilderzeugung
durch Verwendung einer herkömmlichen
Fixiersequenz bewirkt wird. Bei der herkömmlichen Fixiertemperatursteuerung
wurde die Temperatur der Andruckwalze und des Fixierfilms herabgesetzt,
da der Heizer 20 bei einer Nachdrehung abgestellt (-geschaltet)
wurde. In einem solchen Zustand wurde der an der Oberfläche des
Fixierfilms anhaftende Toner in einem nicht erweichten Zustand an
die Andruckwalze 26 übertragen.
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird eine Temperatursteuerung derart bewirkt, dass der an dem Fixierfilm 25 anhaftende
Toner in dem Fixierspaltabschnitt N auf eine Temperatur erhitzt
wird, die größer ist
als eine Tonererweichungstemperatur, wenn der Druck abgeschlossen
ist, wodurch die Tonerpartikel zusammen gebunden werden, um nicht
an die Andruckwalze 26 übertragen
zu werden.
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Um
den an dem Fixierfilm 25 anhaftenden Versatztoner zu erweichen,
ist es erforderlich, dass die Temperatur des Toners auf nicht weniger
als 120°C
erhöht
wird.
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3 zeigt
eine Fixiertemperatursteuerung in diesem Fall sowie eine Beziehung
zwischen Temperaturen der Fixierfilmoberfläche und der Andruckwalze 26.
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"Nachdrehung" und "Nachsteuerung von Temperatur" in 3 sind
Temperatursteuerungen, wenn der Druck abgeschlossen ist. Wie aus 3 ersichtlich
wird die konstante Temperatur bei der Nachdrehung unverzüglich nach
dem Druck im Gegensatz zu dem herkömmlichen Fall beibehalten,
obwohl die Fixiertemperatursteuertemperatur mit 185°C im Wesentlichen
gleich zu derjenigen im herkömmlichen Fall
ist. Die Temperatur der Andruckwalze wird auf 120°C (Tonererweichungstemperatur)
erhöht.
Wenn angehalten, wird eine Temperatursteuerung ferner auf solche
Weise bewirkt, dass durch Bewirken eines schnellen Heizens die Temperaturen
der Andruckwalze und der Filmoberfläche in dem Fixierspaltabschnitt
auf eine Temperatur gebracht werden, die zum Erweichen des Toners
ausreichend ist. Dadurch können
die Tonerpartikel in dem Fixierspaltabschnitt N durch die Hilfe
einer Ausdehnung der Andruckwalze 26 zusammen gebunden
werden. Nachdem die Tonerpartikel gebunden sind, wird die Temperatursteuerung
abgeschlossen.
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Da
der Fixierspaltabschnitt N durch die Andruckwalze 26 mit
einer hohen Wärmekapazität und den
Fixierfilm mit einer niedrigen Wärmekapazität (einfach
abzukühlen)
gebildet wird, tritt bei der Temperatur von mehr als 120°C (Tonererweichungstemperatur)
ein Zustand auf (siehe "C" in 3),
dass die Temperatur der Oberfläche
des Fixierfilms kleiner wird als die Temperatur der Andruckwalze 26 (die sich
allmählich
vermindert). Dementsprechend beginnt es, dass gebundener Toner an
den kalten Fixierfilm 25 übertragen wird.
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In
einem solchen Zustand kann der Toner, wenn die Fixiervorrichtung 11 gedreht
wird, um einen nächsten
Druck zu bewirken, selbst wenn die Tonerpartikel alleine schwerlich
auf dem Fixierfilm 25 gehalten werden können, einfach auf dem Fixierfilm
gehalten werden, indem die Tonerpartikel zusammen gebunden werden.
Auch kann die Übertragung
des auf dem Fixierfilm 25 gehaltenen Toners in dem Fixierspaltabschnitt
N auf die Andruckwalze 26 unterdrückt werden. Im Übrigen kann
die Menge des an dem Fixierfilm anhaftenden Toners erhöht werden, wenn
die Fixiervorrichtung 11 gedreht wird, indem die Temperatur
des Fixierspaltabschnitts N unter den Tonererweichungspunkt herabgesetzt
wird.
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Da
das Aufzeichnungsmaterial P, das in den Fixierspaltabschnitt N eintritt,
Raumtemperatur aufweist, besteht eine Temperaturdifferenz zwischen
der Oberfläche
des Fixierfilms und dem Aufzeichnungsmaterial P. Die Menge des auf
dem Fixierfilm 25 gehaltenen Toners in dem Fixierspaltabschnitt
N ist ein nicht sichtbares Maß,
und solcher Toner haftet an dem Aufzeichnungsmaterial P an und wird
von dem Fixierfilm entfernt.
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Da
ein Teil der äußeren Oberfläche der
Andruckwalze 26, der nach dem Druck in dem Fixierspaltabschnitt
N angehalten wird, immer variiert, wenn die Andruckwalze 26 angehalten
wird, kann die Verschmutzung durch Wiederholung des Drucks von der
gesamten äußeren Oberfläche der
Andruckwalze 26 entfernt werden. Demnach kann verhindert
werden, dass sich die Tonerverschmutzung auf der Andruckwalze 26 ansammelt
bzw. -häuft.
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Wenn
Intervalldauertests (2 Blätter
pro 10 Minuten) unter der herkömmlichen
Temperatursteuerung durchgeführt
wurden, wurde herausgefunden, dass die Andruckwalze verschmutzt
ist, nachdem ungefähr
2000 Blätter
bearbeitet wurden. Im Gegensatz dazu wurde bei dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
herausgefunden, dass durch Bewirkung der Temperatursteuerung, bei
der die Nachdrehungstemperatursteuerung 165°C beträgt, die Nachsteuerung der Temperatur
200°C (5
Sekunden) beträgt
und die Temperatur des Fixierspaltabschnitts bei einem nächsten Druck
nicht mehr als 100°C
beträgt,
die Menge des an der Andruckwalze 26 anhaftenden Toners
im Vergleich zu der herkömmlichen
Temperatursteuerung auf die Hälfte
oder weniger reduziert werden kann und die Tonerverschmutzung sogar
dann nicht auftritt, wenn 4000 Blätter bearbeitet wurden (Intervalldauertest).
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Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ist es daher selbst dann, wenn eine Dispergierung in einer Oberflächenbeschichtung
der Andruckwalze 26 vorhanden ist, nicht erforderlich,
dass die Oberflächenbeschichtung
der Andruckwalze 26 mit hoher Genauigkeit beibehalten wird,
da die Toneranhaftung an der Andruckwalze 26 effektiv verhindert werden
kann. Deshalb kann ein Ausstoß bzw.
eine Ertragsleistung der Andruckwalze 26 verbessert werden,
und so kann die gesamte Vorrichtung billiger gemacht werden.
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<Zweites Ausführungsbeispiel>
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Bei
dem vorstehend angeführten
ersten Ausführungsbeispiel
haftet der Toner durch die Temperatursteuerung bei der Nachdrehung
an den Fixierfilm 25 an, um die Tonerverschmutzung von
der Andruckwalze 26 zu entfernen. In diesem Fall wird die
Verschmutzung der Andruckwalze 26 erheblich unterdrückt. Es
liegt jedoch noch keine adäquate
Spanne für
die Lebensdauer der Walze vor. Um die Verschmutzung der Andruckwalze 26 weiter
zu unterdrücken, kann
bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung durch Bewirkung der Temperatursteuerung für die Oberfläche des
Fixierfilms und der Andruckwalze vor dem Druck verhindert werden,
dass der Toner auf die Andruckwalze 26 übertragen wird.
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4 zeigt
die Temperatursteuerung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
Im Übrigen
wird, da der Aufbau der gesamten bilderzeugenden Vorrichtung und
der Aufbau der Fixiervorrichtung 11 die gleichen sind wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
eine Erläuterung
von diesen ausgelassen.
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In
der Vergangenheit wurde das Heizen, wie gemäß 7 gezeigt,
zu der gleichen Zeit gestartet, wann die Drehung eines Motors gestartet
wurde. Im Gegensatz dazu wird bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
eine Steuerung bewirkt, bei der ein Teil der Andruckwalze 26,
der sich in dem Fixierspaltabschnitt N befindet, verlagert wird,
wenn das Drucksignal in einer Bedingung eingegeben wird, dass zwischen
der Oberfläche
des Fixierfilms und der Andruckwalze 26 keine Temperaturdifferenz
existiert (d.h. eine Steuerung, bei der die Drehung gestartet wird,
bevor das Heizen gestartet wird). 4 zeigt die
Temperaturen der Oberfläche
des Fixierfilms und der Andruckwalze 26 in diesem Fall.
Wie aus 7 gesehen werden kann, wird
der innerhalb des Fixierspaltabschnitts N vorhandene Toner bei dem
herkömmlichen
Fall, da die Temperatur der Oberfläche des Fixierfilms plötzlich erhöht wird
und die Temperatur der Andruckwalze 26 langsam erhöht wird,
bevor die Vordrehung gestartet wird, an die Andruckwalze 26 übertragen,
die eine niedrigere Temperatur aufweist. Bei dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
wird durch Drehung der Andruckwalze 26, bevor das Heizen
gestartet wird, der Teil der Andruckwalze 26 verlagert,
der sich in dem Fixierspaltabschnitt N befindet, mit dem Ergebnis,
dass verhindert werden kann, dass der auf dem Fixierfilm 25 gehaltene
Toner in dem Fixierspaltabschnitt N an die Andruckwalze 26 übertragen
wird. Im Übrigen
kann in diesem Fall eine effektivere Wirkung erzielt werden, wenn
die Temperatur des Fixierspaltabschnitts N unter der Tonererweichungstemperatur
gehalten wird. Die Tatsache, dass eine Drehung entsprechend einer
Spaltbreite a des Fixierspaltabschnitts N in dem Zustand bewirkt wird,
dass keine Temperaturdifferenz vorliegt, ist effektiver, um die Übertragung
des Toners an die Andruckwalze 26 zu unterdrücken.
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Da
das Aufzeichnungsmaterial P, das in den Fixierspaltabschnitt N eintritt,
Raumtemperatur aufweist, besteht des Weiteren eine Temperaturdifferenz zwischen
der Oberfläche
des Fixierfilms und dem Aufzeichnungsmaterial P. Die Menge des auf
dem Fixierfilm 25 gehaltenen Toners in dem Fixierspaltabschnitt
N ist ein nicht sichtbares Maß,
und derartiger Toner haftet an dem Aufzeichnungsmaterial P an und wird
von dem Fixierfilm entfernt.
-
Wenn
Intervalldauertests (2 Blätter
pro 10 Minuten) unter der herkömmlichen
Temperatursteuerung durchgeführt
wurden, wurde herausgefunden, dass die Andruckwalze verschmutzt
ist, nachdem ungefähr
2000 Blätter
bearbeitet wurden. Im Gegensatz dazu kann die Dauerhaltbarkeit der
Andruckwalze durch Verwendung des veranschaulichten Ausführungsbeispiels
entsprechend ungefähr
6000 Blättern sichergestellt
werden. Deshalb kann verhindert werden, dass sich der Toner auf
der Andruckwalze 26 ansammelt, und somit kann die Verschlechterung
der Fixiervorrichtung 11 einschließlich der Andruckwalze 26 verringert
werden, um die gesamte Vorrichtung billiger zu machen, und kann die
Lebensdauer der Fixiervorrichtung 11 verlängert werden.
-
<Drittes Ausführungsbeispiel>
-
Bei
dem vorstehend angeführten
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
kann durch Verringerung der Menge des Toners, der bei der Vordrehung bzw.
der Nachdrehung von der Oberfläche
des Fixierfilms an die Andruckwalze 26 übertragen wird, eine Tonerverschmutzung
auf der Andruckwalze 26 unterdrückt werden, um die Dauerhaltbarkeit
der Fixiervorrichtung 11 zu verlängern. Des Weiteren wird bei
diesen Ausführungsbeispielen
die Verschmutzung der Andruckwalze 26 erheblich verringert.
-
In
Folge einer Dispergierungsoberflächenbeschichtung
und einer Herstellungsdimension der Andruckwalze 26 kann
der von der Fixiervorrichtung 11 auf das Aufzeichnungsmaterial
P übertragene
Toner jedoch sichtbar werden, um so ein schlechtes Bild zu verursachen.
-
Um
dies zu vermeiden, werden bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung
die Vordrehung und die Nachdrehung nach Bedarf bzw. auf Aufforderung
gesteuert, so dass die Menge des übertragenen Toners optimiert
wird, wodurch das schlechte Bild verhindert wird, während die
Tonerverschmutzung der Fixiervorrichtung 11 reduziert wird.
-
5 zeigt
eine derartige Fixiertemperatursteuerung. Des Weiteren sind auch
die Temperaturen der Oberfläche
des Fixierfilms und der Andruckwalze 26 unter dieser Steuerung
gezeigt. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
verwendete Vordrehungssteuerung eingesetzt und wird eine Nachdrehungssteuerung
bewirkt, die für
eine derartige Vordrehungssteuerung geeignet ist.
-
Beim
zweiten Ausführungsbeispiel
könnte die
Menge des Toners, der von der Oberfläche des Fixierfilms an die
Andruckwalze 26 übertragen
wird, im Vergleich zu der herkömmlichen
Temperatursteuerung weiter reduziert werden. Um eine größere Menge
an Toner bei der Vordrehung auf dem Fixierfilm 25 zu halten,
wird die Steuerung zum Heizen des Fixierspaltabschnitts N (wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel)
bei dem dritten Ausführungsbeispiel jedoch
vor dem vorhergehenden Druck abgeschlossen. Der Toner in dem Bindungszustand
wird von dem Fixierspaltabschnitt durch Vordrehung für den momentanen
Druck verlagert, um nicht an die Andruckwalze übertragen zu werden, und der
während des
Drucks an dem Fixierfilm anhaftende Toner wird in einer unsichtbaren
Form an dem Aufzeichnungsmaterial P anhaften. Durch Änderung
der Temperatursteuerung der Nachdrehung und der Nachsteuerung der
Temperatur kann die Bindungsmenge von Toner auf der Oberfläche des
Fixierfilms und die Menge von an das Aufzeichnungsmaterial P übertragenem
Toner optimiert werden.
-
Durch
Bewirkung der Steuerung, bei der die Temperatur der Nachdrehung
165°C beträgt und die Nachsteuerung
der Temperatur 200°C
(5 Sekunden) beträgt,
und durch Verlagerung des Fixierspaltabschnitts N bei der Nachdrehung
tritt gemäß dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
(obwohl die Verschmutzung bei dem herkömmlichen Fall nach Durchlauf
von 2000 Blättern
aufgetreten ist) selbst nach Durchlauf von 20000 Blättern keinerlei
Verschmutzung auf und weist das Ausgabebild keine sichtbare Verschmutzung
auf.
-
Durch
Bewirkung einer derartigen Steuerung kann die Lebensdauer der Fixiervorrichtung 11 verlängert werden
und kann das Auftreten des schlechten Bildes verhindert werden,
was Vorteile sind, die den herkömmlichen
Fällen überlegen
sind.
-
<Viertes Ausführungsbeispiel>
-
Bei
dem vorstehend angeführten
ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
wird durch Reinigung des Teils der Andruckwalze 26, das
sich in dem Fixierspaltabschnitt N befindet, nachdem jeder Druck abgeschlossen
ist, verhindert, dass sich die Verschmutzung wie etwa Toner auf
der Andruckwalze 26 anhäuft.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie es in 6 gezeigt ist, kann die Dauerhaltbarkeit
weiter verlängert
werden, indem im Wartezustand immer die Reinigungssequenz durchgeführt wird.
-
Wie
gemäß 6 gezeigt
beurteilt ein Thermistor bzw. Heißleiter (Temperaturerfassungselement) 21,
nachdem der Druck abgeschlossen ist, dass der Fixierspaltabschnitt
N hinlänglich
kalt wird. Außerdem
wird die Reinigungswirkung verbessert, indem die Verlagerung des
Fixierspaltabschnitts N wiederholt wird, wie es vorstehend erwähnt ist.
-
Durch
Bewirken der Temperatursteuerung von 200°C (für 5 Sekunden) in dem Wartezustand, nachdem
die Nachdrehung von 12 mm bewirkt wurde, und durch Wiederholen des
Wartens zum Abkühlen
auf 20°C
tritt gemäß diesem
Ausführungsbeispiel (obwohl
die Verschmutzung bei dem herkömmlichen Fall
nach Durchlauf von 2000 Blättern
aufgetreten ist) selbst nach Durchlauf von 500000 Blättern keinerlei Verschmutzung
auf.
-
Durch
Verwendung dieses Ausführungsbeispiels
kann die Verschlechterung der Fixiervorrichtung 11 reduziert
werden, wodurch die gesamte Fixiervorrichtung billiger gemacht wird,
da effektiv verhindert werden kann, dass sich die Verschmutzung auf
der Andruckwalze 26 anhäuft.
Des weiteren kann die Dauerhaltbarkeit der Fixiervorrichtung 11 verlängert werden.
-
Bei
dem vorstehend angeführten
ersten bis vierten Ausführungsbeispiel
kann die Erfindung, obwohl ein Beispiel erläutert wurde, dass die Fixiervorrichtung
von Filmheizbauart ist, auf eine Fixiervorrichtung von Heizwalzenbauart
angewandt werden, wie sie z.B. aus EP-A-0 743 571 bekannt ist, und bei der eine
Heizwalze und eine Andruckwalze als Fixierdrehelemente verwendet
werden.
-
Als
nächstes
wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben,
bei dem eine Fixiertemperatur während des
Drucks ordnungsgemäß eingestellt
werden kann, während
die Verhinderungssequenz einer Toneranhaftung (an einer Andruckwalze)
bewirkt wird.
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<Fünftes
Ausführungsbeispiel>
-
In
der Vergangenheit wurde das Heizen, wie es in 7 gezeigt
ist, zu der gleichen Zeit gestartet, wann die Drehung eines Motors
gestartet wurde.
-
Im
Gegensatz dazu wird bei einem fünften Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie es in 8 gezeigt ist, eine Steuerung
bewirkt, bei der ein Teil der Andruckwalze 26, der sich
in dem Fixierspaltabschnitt N befindet, verlagert wird, wenn das
Drucksignal in einem Zustand eingegeben wird, dass zwischen der
Oberfläche
des Fixierfilms und der Andruckwalze 26 keine Temperaturdifferenz
existiert (d.h. eine Steuerung, bei der die Drehung gestartet wird,
bevor das Heizen gestartet wird). Wie aus 7 ersichtlich
ist, wird der innerhalb des Fixierspaltabschnitts N vorhandene Toner
bei dem herkömmlichen
Fall, da die Temperatur der Oberfläche des Fixierfilms plötzlich erhöht wird
und die Temperatur der Andruckwalze 26 während der
Nachdrehung langsam erhöht
wird, an die Andruckwalze 26 übertragen, die eine niedrigere
Temperatur aufweist.
-
Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird die Temperatursteuerung wie folgt bewirkt. Wenn der Druck abgeschlossen
ist, wird der Fixierspaltabschnitt N nämlich auf eine Temperatur geheizt
bzw. erwärmt,
die größer ist
als die Temperatur zum Erweichen des an dem Fixierfilm 25 anhaftenden
Toners, um die Tonerpartikel zusammen zu binden, wodurch verhindert
wird, dass der Toner an die Andruckwalze 26 übertragen
wird.
-
Um
den an dem Fixierfilm 25 anhaftenden Versatztoner zu erweichen,
ist es erforderlich, dass die Temperatur des Toners auf nicht weniger
als 120°C
erhöht
wird.
-
9 zeigt
eine Fixiertemperatursteuerung in diesem Fall sowie eine Beziehung
zwischen einer Temperatur der Fixierfilmoberfläche und der Andruckwalze 26. "Nachdrehung" und "Nachsteuerung von
Temperatur" in 9 sind
Temperatursteuerungen, wenn der Druck abgeschlossen ist. Wie aus 9 ersichtlich
wird die konstante Temperatur bei der Nachdrehung unverzüglich nach
dem Druck im Unterschied zu dem herkömmlichen Fall beibehalten, obwohl
die Fixiertemperatursteuertemperatur mit 185°C im Wesentlichen die gleiche
ist wie bei dem herkömmlichen
Fall. Die Temperatur der Andruckwalze wird auf 120°C (Tonererweichungstemperatur)
erhöht.
Des Weiteren wird, wenn die Walze angehalten wird, eine Temperatursteuerung
auf eine solche Weise bewirkt, dass die Temperaturen der Andruckwalze und
der Filmoberfläche
in dem Fixierspaltabschnitt N durch Bewirkung eines schnellen Heizens
auf eine Temperatur gebracht werden, die ausreichend ist zum Erweichen
des Toners. Diese Steuertemperatur kann für ungefähr fünf Sekunden auf 200°C gehalten werden.
Dadurch können
die Tonerpartikel in dem Fixierspaltabschnitt N mit der Hilfe einer
Ausdehnung der Andruckwalze 26 zusammen gebunden werden. Nachdem
die Tonerpartikel gebunden sind, wird die Temperatursteuerung abgeschlossen.
-
Da
der Fixierspaltabschnitt N durch die Andruckwalze 26 mit
einer hohen Wärmekapazität und den
Fixierfilm mit einer niedrigen Wärmekapazität (einfach
abzukühlen)
gebildet wird, tritt bei der Temperatur von nicht weniger als 120°C (Tonererweichungstemperatur)
ein Zustand ein (siehe "G" in 9),
dass die Temperatur der Oberfläche
des Fixierfilms kleiner wird als die Temperatur der Andruckwalze 26 (die
sich allmählich
verringert). Dementsprechend beginnt es, dass der gebundene Toner
an dem kalten Fixierfilm 25 anhaftet.
-
In
einem solchen Zustand kann der Toner durch Zusammenbinden der Tonerpartikel
leicht auf dem Fixierfilm 25 gehalten werden, wenn die
Fixiervorrichtung 11 gedreht wird, sogar wenn die Tonerpartikel
alleine schwerlich an dem Fixierfilm 25 zu halten sind.
Außerdem
kann die Übertragung
des auf dem Fixierfilm 25 in dem Fixierspaltabschnitt N
gehaltenen Toners auf die Andruckwalze 26 unterdrückt werden.
Im Übrigen
kann die Menge des an dem Fixierfilm 25 anhaftenden Toners
weiter erhöht
werden, indem die Temperatur des Fixierspaltabschnitts N unter den
Tonererweichungspunkt gesenkt wird.
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Da
das Aufzeichnungsmaterial P, das in den Fixierspaltabschnitt N eintritt,
Raumtemperatur aufweist, besteht zwischen der Oberfläche des
Fixierfilms und dem Aufzeichnungsmaterial P eine Temperaturdifferenz.
Die Menge des auf dem Fixierfilm 25 in dem Fixierspaltabschnitt
N gehaltenen Toners ist ein nicht sichtbares Maß, und derartiger Toner haftet
an dem Aufzeichnungsmaterial P an und wird von dem Fixierfilm 25 entfernt.
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Da
ein Teil der äußeren Oberfläche der
Andruckwalze 26, der in dem Fixierspaltabschnitt N nach
dem Druck angehalten wird, immer variiert, wenn die Andruckwalze 26 angehalten
wird, kann die Verschmutzung durch Wiederholung des Drucks von der
gesamten äußeren Oberfläche der
Andruckwalze 26 entfernt werden. Demnach kann verhindert
werden, dass sich die Tonerverschmutzung auf der Andruckwalze 26 ansammelt
bzw. -häuft.
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Es
wird nun ein Fall betrachtet, bei dem der nächste Druck nach der Tonerentfernungssteuerung bewirkt
wird.
-
Normalerweise
wird im Fall einer Fixiervorrichtung 11, die einen derartigen
Fixierfilm 25 aufweist, die Temperatur der Fixiervorrichtung 11 gemessen,
bevor der Druck gestartet wird (bevor das Heizen der Fixiervorrichtung 11 gestartet
wird), und wird die Steuertemperatur während des Drucks (während des
Fixierens) auf Grundlage des Erwärmungszustands
der Vorrichtung, d.h. des Grads an Erwärmung, bestimmt. Der Grund
dafür besteht
darin, dass dem Aufzeichnungsmaterial P übermäßige Wärme zugeführt wird, was einen Versatz
verursacht, wenn die Fixiervorrichtung 11 unverzüglich nach
dem vorhergehenden Druck gut gewärmt
ist, und eine schlechte Fixierung erfolgen wird, wenn eine nicht
ausreichende Wärme
an das Aufzeichnungsmaterial zugeführt wird.
-
Wird
dieses System jedoch mit der vorstehend angeführten Tonerentfernungssequenz
kombiniert, wird eine Temperaturerfassung falsch werden, da die
Wärme nur
dem Fixierspaltabschnitt N zugeführt
wird. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird die Temperatur
der Fixiervorrichtung 11 erfasst, nachdem der Teil, der
durch Nachheizen nach dem vorhergehenden Druck geheizt wurde, aus dem
Fixierspaltabschnitt N verlagert ist, wodurch das vorstehende Problem
gelöst
wird. Die Temperaturerfassung kann durch Verwendung des Thermistors bzw.
Heißleiters 21 durchgeführt werden,
der an dem keramischen Heizer 20 angebracht ist.
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10A zeigt die Temperaturerfassung gemäß dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel und 10B zeigt die Temperaturerfassung, auf die das
veranschaulichte Ausführungsbeispiel
nicht angewandt ist.
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11 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm gemäß dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel.
In 11 gibt jeder hohe Pegel in Bezug auf "Drucksignal", "Heizer heizen", "Fixiereinheit (Fixiervorrichtung)
starten" und "Temperatur erfassen" einen Energiezufuhrzustand
oder einen Startzustand an.
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Verfahren
zum Bestimmen der Steuertemperatur während des Drucks auf Grundlage
der Temperatur der Fixiervorrichtung 11, die auf diese
Weise erfasst wird, sind zum Beispiel offenbart in den offengelegten
japanischen Patentanmeldungen Nr. 5-289562, 6-242700 und 7-248700.
-
Bei
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
kann der Erwärmungszustand
der Vorrichtung korrekt gemessen werden, wenn der Zustand der Fixiervorrichtung 11 erfasst
wird, da Teile der Andruckwalze 26 und des Fixierfilms 25 verwendet
werden, die nicht erwärmt
werden. Andererseits verbleibt in dem Fall, auf den das veranschaulichte
Ausführungsbeispiel
nicht angewandt ist, wenn der Druck unverzüglich nach dem vorhergehenden
Druck erneut bewirkt wird, die Hitze noch in dem Fixierspaltabschnitt N,
mit dem Ergebnis, dass die schlechte Fixierung auftreten wird, da
die Steuertemperatur für
den nächsten
Druck niedriger eingestellt wird.
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Wenn
Intervalldauertests (2 Blätter
pro 10 Minuten) unter der herkömmlichen
Temperatursteuerung ausgeführt
wurden, wurde herausgefunden, dass die Andruckwalze verschmutzt
ist, nachdem ungefähr
2000 Blätter
bearbeitet wurden. Im Gegensatz dazu wurde bei dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
durch Bewirkung der Temperatursteuerung, bei der die Nachdrehungstemperatursteuerung 165°C beträt, die Nachsteuerung
der Temperatur 200°C
(5 Sekunden) beträgt
und die Temperatur des Fixierspaltabschnitts im nächsten Druck
nicht mehr als 100°C
(erster Temperatursteuerwert) beträgt, herausgefunden, dass durch
Bewirkung der Temperatursteuerung (erste Temperatursteuerung) die
Menge des an der Andruckwalze 26 anhaftenden Toners im Vergleich
zu der herkömmlichen
Temperatursteuerung auf die Hälfte
oder weniger reduziert werden kann und die Tonerverschmutzung selbst
dann nicht auftritt, nachdem 4000 Blätter bearbeitet wurden (Intervalldauertest).
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Demnach
ist es bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich,
dass die Oberflächenbeschichtung
der Andruckwalze 26 mit hoher Genauigkeit beibehalten wird,
selbst wenn eine Dispergierung in der Oberflächenbeschichtung der Andruckwalze 26 vorhanden
ist, da die Toneranhaftung an der Andruckwalze 26 effektiv
verhindert werden kann. Demnach kann ein Ausstoß bzw. eine Ertragsleistung
der Andruckwalze 26 verbessert werden, und somit kann die
gesamte Vorrichtung billiger gemacht werden.
-
Im Übrigen ist
es bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel höchst wünschenswert,
dass eine Zeitsteuerung zum Erfassen der Temperatur der Fixiervorrichtung 11 ungefähr einer
halben Umdrehung der Andruckwalze 26 entspricht. Der Grund
dafür besteht
darin, dass der erwärmte
Teil in dieser Position am weitesten von dem Fixierspaltabschnitt
N entfernt ist und ein Teil, der entfernt von dem Fixierspaltabschnitt
war, und an den die Hitze nicht übertragen
wird, den Fixierspaltabschnitt N erreicht. Der Grund für einen
Einsatz der Andruckwalze 26 als die Referenz besteht darin,
dass die Andruckwalze die Erfassung der Temperatur des keramischen
Heizers 20 thermisch beeinflusst.
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<Sechstes Ausführungsbeispiel>
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Bei
dem vorstehend angeführten
fünften Ausführungsbeispiel
wird das Walzenpaar um den vorbestimmten Betrag gedreht, bevor der
Heizer hochgefahren wird, und dann wird die Temperatur des Heizers
erfasst. Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die Temperatur vor der Drehung gemessen und,
wenn nicht erwärmt, wird
die erfasste Temperatur zum Bestimmen der Steuertemperatur wie sie
ist verwendet, und, nur wenn erwärmt,
wird die Andruckwalze 26 gedreht, um den Fixierspaltabschnitt
N zu verlagern, und danach wird die Temperaturerfassung bewirkt.
Eine Beurteilung, ob erwärmt
oder nicht, wird durch Verwendung eines Schwellenwerts von 50°C (zweite
Steuertemperatur) durchgeführt.
Ist die Temperatur nicht kleiner als 50°C, wird dies als der erwärmte Zustand beurteilt,
und ist die Temperatur kleiner als 50°C, wird dies als der nicht erwärmte Zustand
beurteilt.
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Als
Folge hiervon wird die Fixiervorrichtung 11 nicht übermäßig gedreht,
wodurch die Last an der Fixiervorrichtung 11 reduziert
wird. Wird der Fixierspaltabschnitt N in dem Zustand niedriger Temperatur
gestartet, wird ein Anlaufdrehmoment erhöht, um eine übermäßige Last
auf Getrieben und dem Fixierfilm 25 auszuüben, da
eine Viskosität
von dem beschichteten Fett auf der Innenseite des Fixierfilms 25 groß ist. Dies
ist nicht wünschenswert.
Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
kann eine Unannehmlichkeit wie etwa ein Überspringen eines Zahnrads
und/oder Falten bzw. Knittern des Fixierfilms 25 vermieden
werden.
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<Siebtes Ausführungsbeispiel>
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Während bei
dem vorstehend angeführten sechsten
Ausführungsbeispiel
das Startverfahren bei dem Druck geändert wurde, wird dies bei
einem siebten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ebenfalls bei der Nachdrehung bewirkt. Das heißt, dass
der Fixierspaltabschnitt N auf eine Temperatur aufgeheizt wird,
die größer ist
als die Tonererweichungstemperatur (ungefähr 100°C), nachdem die Walze bei Beendigung
des Drucks angehalten ist, und das Heizen für ungefähr fünf Sekunden den Toner schmilzt,
um relativ große Tonerpartikel
zu bilden. Nachdem die Temperatur des Fixierspaltabschnitts N unter
den Tonererweichungspunkt herabgesetzt ist, wird dann das Walzenpaar
in dem nicht heizenden Zustand gedreht, um den Fixierspaltabschnitt
N zu verlagern. Ein derartiger Verlagerungsbetrag ist größer als
die Spaltbreite des Fixierspaltabschnitts N und kleiner als eine
Umdrehung.
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12 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm gemäß dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel.
Jeder hohe Pegel gibt einen Energiezufuhrzustand oder einen Start-(Dreh-)
Zustand an. Werden die Walzen unverzüglich auf einer Temperatur
unterhalb der Erweichungstemperatur (zum Beispiel 90°C) gedreht, können die
Walzen sehr sanft bzw. reibungslos gedreht werden, da das Fett gut
erwärmt
ist und die geringe Viskosität
an diesem Punkt vorliegt. Dieser Zustand ist gemäß 13 gezeigt.
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Wird
eine solche Drehung zu der Nachdrehung hinzugefügt, kann der nächste Druck
unverzüglich
gestartet werden. Das heißt,
wenn der Druck gestartet wird, kann der saubere Zustand beibehalten werden,
ohne die erste Druckzeit zu verlängern
und die Fixiervorrichtung 11 zu beschädigen, da der Teil der Andruckwalze,
der sich in dem Spalt befindet, nicht verlagert werden muss und
die Temperaturerfassung zum Erfassen des Erwärmungszustands der Vorrichtung
unverzüglich
durchgeführt
werden kann.
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<Achtes Ausführungsbeispiel>
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Während bei
dem vorstehend angeführten fünften Ausführungsbeispiel
ein Beispiel erläutert wurde,
dass die Fixiervorrichtung 11 während der Nachdrehung fortgesetzt
geheizt wird, um 120°C
beizubehalten, wird das Heizen bei einem achten Ausführungsbeispiel
der Erfindung bei der Nachdrehung gestoppt. Zum Beispiel wenn ein
hinteres Ende des Aufzeichnungsmaterials P durch einen Blattsensor erfasst
wird, der an einer stromabwärts
gelegenen Seite der Fixiervorrichtung 11 angeordnet ist,
wird das Heizen gestoppt, um die Fixiervorrichtung abzukühlen. Zwischenzeitlich
wird die Drehung aufrechterhalten.
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14 zeigt
ein Zeitablaufdiagram gemäß dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel.
Jeder hohe Pegel gibt einen Energiezufuhrzustand oder einen Startzustand
an. Da das Heizen bei der Nachdrehung gestoppt wird, sind die Temperatur
der Andruckwalze 26 und diejenige des Fixierfilms 25 niedrig.
Demnach wird nach einem Stillstand die Abkühlungsgeschwindigkeit erhöht, nachdem
der Fixierspaltabschnitt N geheizt wurde, wodurch die Temperatur
des Fixierspaltabschnitts N einfach unter den Erweichungspunkt verringert
werden kann, bevor der nächste
Druck gestartet wird. Dieser Zustand ist gemäß 15 gezeigt.
In 15 bezeichnet die obere Kurve die Oberflächentemperatur
der Andruckwalze 26 in dem Fixierspaltabschnitt und bezeichnet
die untere Kurve die Oberflächentemperatur des
Films in dem Fixierspaltabschnitt.
-
Das
achte Ausführungsbeispiel
kann auch auf das sechste und das siebte Ausführungsbeispiel angewandt werden.
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Gemäß dem vorstehend
angeführten
ersten bis achten Ausführungsbeispiel
wird der sich in dem Fixierspaltabschnitt befindliche Toner in dem
Zustand, dass die Drehelemente gestoppt werden, nachdem der Druck
abgeschlossen ist, auf die Temperatur geheizt, die größer ist
als die Tonererweichungstemperatur (16), um
die Tonerpartikel durch Schmelzen zusammen zu binden, um die Übertragung
des Toners zu erleichtern, und wird der Toner an dem Fixierfilm
(oder der Fixierwalze) anhaften, indem der Toner durch natürliche Abstrahlung abkühlt. An
dem Punkt, wenn der Druck abgeschlossen ist, haftet der geschmolzene
und gebundene Toner durch Abkühlung
an dem Film (der eine schlechte Formtrennfähigkeit aufweist) an, da die
Andruckwalze noch erwärmt
ist.
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Durch
Drehung des Fixierdrehelements in einem derartigen Zustand, wenn
die Tonerpartikel alleine schwerlich auf dem Fixierfilm zu halten
sind, kann der Toner durch Zusammenbinden der Tonerpartikel einfach
auf dem Fixierfilm gehalten werden. Außerdem kann die Übertragung
des Toners in dem Fixierspaltabschnitt auf die Andruckwalze unterdrückt werden.
(Wenn die Fixiervorrichtung gedreht wird, kann die Menge des an
dem Fixierfilm anhaftenden Toners weiter erhöht werden, indem die Temperatur des
Fixierspaltabschnitts unter den Tonererweichungspunkt gesenkt wird.)
-
Wird
der Druck in dem Zustand gestartet, dass der Toner an dem Fixierfilm
anhaftet, besteht zwischen der Oberfläche des Fixierfilms und dem Aufzeichnungsmaterial
eine Temperaturdifferenz, da das Aufzeichnungsmaterial, das in den
Fixierspaltabschnitt eintritt, Raumtemperatur aufweist. Die Menge des
in dem Fixierspaltabschnitt auf dem Fixierfilm gehaltenen Toners
ist ein nicht sichtbares Maß,
und derartiger Toner haftet an dem Aufzeichnungsmaterial an und
wird von dem Fixierfilm entfernt. Selbst wenn der Toner an der Andruckwalze
anhaftet, wird der Toner dementsprechend an den Film übertragen
und von dem Aufzeichnungsmaterial während des nächsten Drucks entfernt, wenn
der Toner in dem Spalt erwärmt
und abgekühlt
wird, nachdem der Druck abgeschlossen ist.
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Da
ein Teil der äußeren Oberfläche der
Andruckwalze, der nach dem Druck in dem Fixierspaltabschnitt angehalten
wird, immer variiert, wenn die Andruckwalze gestoppt wird, kann
die Verschmutzung durch Wiederholung des Drucks von der gesamten äußeren Oberfläche der
Andruckwalze entfernt werden. Demnach kann verhindert werden, dass
sich die Tonerverschmutzung auf der Andruckwalze anhäuft bzw.
-sammelt.
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Da
der Spaltabschnitt bei den vorstehenden Beispielen jedoch jedes
Mal, nachdem der Druck abgeschlossen ist, immer mit der vorbestimmten
Temperatur (für
ungefähr
fünf Sekunden)
geheizt wird, wie gemäß 17 gezeigt
ist, wird der Spaltabschnitt, wenn die Intervalldrucke fortwährend bewirkt werden,
für jedes
Mal im Wesentlichen fortlaufend geheizt.
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Da
die Temperatur der Andruckwalze durch ein derartiges Erhitzen erhöht wird,
wird der Toner in dem Spaltabschnitt nicht ausreichend abgekühlt, mit dem
Ergebnis, dass der Toner über
das Aufzeichnungsmaterial effizient entfernt werden kann.
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Die
folgenden Ausführungsbeispiele
können das
Problem lösen,
das auftritt, wenn die Intervall- bzw. Aussetzdrucke fortlaufend
bewirkt werden.
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<Neuntes Ausführungsbeispiel>
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Bei
gemäß 16 und 17 gezeigten Steuerungen
wird es schwer werden, den Spaltabschnitt zu kühlen, und wird es schwer werden,
dass der Toner an dem Fixierfilm anhaftet, da das Heizen in einem
Anfangszustand mit einer vorbestimmten Temperatur bewirkt wird,
nachdem der Druck abgeschlossen ist, ungeachtet des Zustands des
Fixierdrehelements, obwohl der Spaltabschnitt mäßig geheizt wird und der Toner
an dem Fixierfilm anhaftet, nachdem mehrere Aufzeichnungsmaterialien
bedruckt sind, in dem erwärmten
Zustand des Fixierdrehelements, wenn der Spaltabschnitt auf die
gleiche Temperatur wie diejenige in dem Anfangszustand erhitzt ist.
Wie gemäß 17 gezeigt
wird die Fixiereinheit ferner heiß, wodurch der heiße Versatz
bewirkt wird, indem das Heizen des Spaltabschnitts wiederholt wird.
-
Bei
einem neunten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie gemäß 18 gezeigt,
wird eine Temperatur (Heizertemperatur) der Fixiereinheit (Fixiervorrichtung)
gemessen, bevor der Druck gestartet wird. In diesem Fall wird die
Nachheizsteuertemperatur auf 200°C
gewählt,
wenn die Temperatur kleiner ist als 105°C, und wird die Nachheizsteuertemperatur auf
180°C gewählt, wenn
die Temperatur größer ist als
105°C. Auf
diese Weise wird die Temperatur der Andruckwalze moderat beibehalten,
selbst wenn das Nachheizen jedes Mal bewirkt wird, wenn die Drucksignale
kontinuierlich eingegeben werden, wodurch der Toner in dem Spaltabschnitt
ausreichend abgekühlt
wird. Deshalb kann der Toner über
das Aufzeichnungsmaterial entfernt werden und können Probleme wie etwa ein
schlechtes Bild in Folge von heißem Versatz und eine Erhöhung der
Temperatur innerhalb der Vorrichtung verhindert werden.
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Im Übrigen wird
das Nachheizen im Fall des fortlaufenden Drucks bewirkt, nachdem
der fortlaufende Druck abgeschlossen ist.
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In
einer Umgebung mit einer Temperatur von 23°C und einer Luftfeuchtigkeit
von 60% wurde in den herkömmlichen Fällen der
heiße
Versatz zum Beispiel nach Durchlauf von 50 Blättern erzeugt, wodurch die
Andruckwalze verschmutzt wurde, wenn ein Blattdurchlaufdauertest
in einem Druckmodus bewirkt wurde, in dem ein Aufzeichnungsmaterial,
das 10% bis 15% CACO3 enthält, alle
25 Sekunden bedruckt wird (d.h. das Nachheizen jedes Mal bewirkt wird).
Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wurde jedoch herausgefunden, dass sogar nach Durchlauf von 20000
Blättern
der heiße
Versatz und die Verschmutzung der Andruckwalze nicht aufgetreten
sind.
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Durch
das veranschaulichte Ausführungsbeispiel
können
Probleme wie etwa ein schlechtes Bild in Folge von heißem Versatz
und eine Erhöhung der
Temperatur innerhalb der Vorrichtung verhindert werden und kann
verhindert werden, dass sich die Tonerverschmutzung auf dem Fixierdrehelement
anhäuft,
wodurch Unannehmlichkeiten wie etwa das Anhaften des Aufzeichnungsmaterials
um das Fixierdrehelement und eine übermäßige Verschmutzung des Aufzeichnungsmaterials
in Folge der auf dem Fixierdrehelement angehäuften Tonerverschmutzung verhindert
werden können.
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<Zehntes Ausführungsbeispiel>
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Bei
einem zehnten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie gemäß 19 gezeigt,
wird die Temperatur des Fixierdrehelements zu Beginn des Drucks
erfasst und wird eine Temperatur des Nachheizens auf Grundlage einer
erfassten Temperatur bestimmt. Folglich kann die Temperatursteuertemperatur
des Nachheizens von dem Anfangszustand bis zu dem gut erwärmten Zustand
der Andruckwalze geändert
werden, mit dem Ergebnis, dass das Fixierdrehelement immer auf der
optimalen Temperatur gehalten werden kann, wodurch der Toner (der
die Verschmutzung verursacht) effizient entfernt werden kann.
-
In
einer Umgebung mit einer Temperatur von 23°C und einer Luftfeuchtigkeit
von 60% wurde in den herkömmlichen
Fällen
der heiße
Versatz zum Beispiel nach Durchlauf von 50 Blättern erzeugt, wodurch die
Andruckwalze verschmutzt wird, wenn ein Blattdurchlaufdauertest
in einem Druckmodus bewirkt wurde, in dem Aufzeichnungsmaterialien,
die 10% bis 15% CACO3 enthalten, verwendet
werden und das Nachheizen jedes Mal bewirkt wird. Bei dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
wurde jedoch herausgefunden, dass der heiße Versatz und die Verschmutzung
der Andruckwalze selbst nach Durchlauf von 50000 Blättern nicht
aufgetreten sind. Da sich die optimalen Temperatursteuertemperaturen
natürlich
aufgrund der Wärmekapazität der Fixiervorrichtung
und dergleichen für
jede Fixiervorrichtung voneinander unterscheiden, kann die Heizzeitperiode
auf Grundlage des Zustands des Fixierdrehelements gesteuert werden.
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Durch
das veranschaulichte Ausführungsbeispiel
können
Probleme wie etwa ein schlechtes Bild in Folge von heißem Versatz
und eine Erhöhung der
Temperatur innerhalb der Vorrichtung verhindert werden und kann
verhindert, dass sich die Tonerverschmutzung auf dem Fixierdrehelement
anhäuft,
wodurch Unannehmlichkeiten wie das Anhaften des Aufzeichnungsmaterials
um das Fixierdrehelement herum und eine übermäßige Verschmutzung des Aufzeichnungsmaterials
in Folge der an dem Fixierdrehelement angehäuften Tonerverschmutzung verhindert
werden können.
Des Weiteren kann eine unnormale Erhöhung der Temperatur des Fixierdrehelements
verhindert werden, um eine gute Bildausgabe zu erhalten, und kann
die Erhöhung
der Temperatur innerhalb der Vorrichtung vermieden werden, da ein Energieverbrauch
unterdrückt
werden kann.
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Während bei
den vorstehend angeführten Ausführungsbeispielen
die Temperatur des Nachheizens auf Grundlage der Temperatur der
Andruckwalze vor Start des Drucks eingestellt wurde, wenn der fortlaufende
Druck bewirkt wird, da die Andruckwalze allmählich erwärmt wird, ist es wünschenswert,
dass die Temperatursteuertemperatur während des Fixierprozesses allmählich gesenkt
wird, um die Temperatur des Spalts auf der Temperatur zu halten,
die für die
Fixierung geeignet ist. Wird die Temperatursteuertemperatur während des
Fixierprozesses auf diese Weise umgeschaltet, kann die eingestellte
Temperatur des Nachheizens nach dem Fixierprozess dementsprechend
auf Grundlage der Fixiertemperatur während des Fixierprozesses eingesellt
werden.
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Während bei
den vorstehend angeführten Ausführungsbeispielen
die Fixiervorrichtung von Filmheizbauart erläutert wurde, kann die Erfindung auf
eine Fixiervorrichtung von Heizwalzenbauart mit einer Heizwalze
und einer Andruckwalze wirkungsvoll angewandt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend angeführten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sonder es können
verschiedene Änderungen
und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung vorgenommen
werden.