EP1195661A2 - Extern beheizte verformbare Tonerfixierwalze - Google Patents

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Publication number
EP1195661A2
EP1195661A2 EP01123266A EP01123266A EP1195661A2 EP 1195661 A2 EP1195661 A2 EP 1195661A2 EP 01123266 A EP01123266 A EP 01123266A EP 01123266 A EP01123266 A EP 01123266A EP 1195661 A2 EP1195661 A2 EP 1195661A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toner
roller
layer
fixing roller
toner fixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01123266A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1195661A3 (de
Inventor
Jiann-Hsing Chen
Arun Chowdry
John W. May
Borden H. Mills
David J. Quesnel
Donald Saul Rimai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
NexPress Solutions LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co, NexPress Solutions LLC filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of EP1195661A2 publication Critical patent/EP1195661A2/de
Publication of EP1195661A3 publication Critical patent/EP1195661A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating

Definitions

  • the invention relates to fusing stations and rollers used in electrostatic Images are used, especially an externally heated toner fixing roller with a deformable structure to control run deviations and improve the Picture quality.
  • electrostatographic imaging and transfer processes such as the electrostatographic rendering is a latent electrostatic image on a primary imaging element such as formed on a photoconductor surface and based on a thermoplastic toner powder developed to form a toner image.
  • the toner image is then applied to a recording element, e.g. to transfer a sheet of paper and then in a fuser using heat or pressure, or both on the Fixed receiving element.
  • the fixing element can be a roller, a belt or a other surface with a suitable shape for fixing the thermoplastic Toner powder on the receiving element.
  • the step of fixing in a fuser with A roller usually consists of the receiving element onto which the toner is applied has been applied to pass between an employed pair of rollers in order to to create a contact area known as a fixing gap.
  • a fixing gap To form the gap at least one of the rollers has a compliant or conformable layer on their surface.
  • the heat is applied to the toner by at least one of the rollers transferred to the fixing nip so that the toner partially melts and settles on the Deposits the receiving element.
  • the fixing element is a heated roller, then usually uses a compliant layer with a smooth surface that is connected either directly or indirectly to the roll core. Is the fixing element in Formed into a band (as described here, a band refers to one flexible endless belt that rotates around the heated roller), it usually has one smooth hardened outer surface.
  • Most fixing elements are known, e.g. Simplex fixer, the toner in one Apply passage to only one side of the receiving element.
  • a simplex fixer is called the roller that contacts the unfixed toner, usually toner fixing roller and is usually heated.
  • the roller that touches the other side of the receiving element is the back pressure roller and is usually not heated.
  • Either a roller or Both rollers can have a compliant layer on or near the surface exhibit.
  • Most fuser stations have a toner fuser roller and an employee Using the backing roller, it is common for only one of the two rollers to rotate an external source. The other roller is then through Rotated friction contact.
  • a duplex fuser that has two toner images includes simultaneously on each side of a receiving element through the fixing gap is performed, applied.
  • duplex fuser Differentiation between toner fixing roller and counter pressure roller, since both rollers at Apply heat and pressure to perform similar functions.
  • the first Form uses a deformable platen to lock the fuser gap against a hard one To form the toner fixing roller, e.g. the Docutech 135 manufactured by Xerox®.
  • the second Type uses a deformable fuser roller to make a nip against a hard or to form relatively undeformable backing roll, e.g. from Heidelberg Digital LLC® made Digimaster 9110.
  • a deformable toner fuser roller like the one here includes an adaptable or compliant layer that is thicker than is about 2 mm and in some cases is more than 25 mm thick.
  • a hard toner fuser roller as described here typically includes a rigid cylinder that is relatively thin polymer or conformable elastomer coating, which is usually less than 1.25 mm thick.
  • a deformable toner fixing roller which is in Can be used in conjunction with a hard counter-pressure roller It is easier to detach the receiving element from the heated toner fixing roller because the distorted one Shape of the deformable surface in the gap the receiving element in the direction of relatively undeformable platen roller and away from the much more deformable Toner fixing roller bends.
  • toner fixing rollers usually include a cylindrical core member (which is often made of metal, e.g. aluminum), which with one or more synthetic Layers (which usually comprise polymeric materials made of elastomers) is covered.
  • a cylindrical core member which is often made of metal, e.g. aluminum
  • one or more synthetic Layers which usually comprise polymeric materials made of elastomers
  • a toner fixing roller of this type usually includes one hollow core in which there is a heat source, usually a lamp.
  • the core is surrounded by an elastomer layer, through the heat from the core to the surface is passed and the elastomer layer usually contains fillers for an improved Thermal conductivity.
  • toner fixing roller Another type of toner fixing roller is known as an externally heated toner fixing roller and is caused by surface contact between the toner fixing roller and one or heated several heating rollers.
  • an externally heated toner fixing roller is the Name copier called Eastman Kodak Company® Image Source 120.
  • Externally heated toner fuser rolls are also in US 5,450,183 and US 4,984,027 described.
  • a deformable toner fuser roller can be a compliant or conformable layer of a useful material, e.g. an essentially space-stable Elastomer (those that have a transverse elongation factor of about 0.5).
  • a useful material e.g. an essentially space-stable Elastomer (those that have a transverse elongation factor of about 0.5).
  • an adaptable layer can use a relatively compressible foam with a Have a transverse elongation number that is much lower than 0.5.
  • An adaptable polyimide Foam layer is described in US 4,791,275. US 3,983,287 is a Lithographic printing blanket described which is an adaptable layer with a large Contains number of breakable, small bubbles with rigid walls that are mechanical can be broken to create a closed cell foam that is a has a smooth surface.
  • Receiving elements dissipate most of the heat during the fixing process.
  • the heat along the Can only partially pick up the fuser roller, areas with higher and low temperature along the surface of the toner fixing roller parallel to that Roll axis. Higher or lower temperatures can cause significant smearing of the toner in the fuser with rollers.
  • Improved heat transfer to the surface of an externally heated Toner fixing roller of external heating rollers reduces the temperature of the external one Heating rollers as well as the hardware and the bearings that are used with the external heating rollers are connected.
  • No. 6,016,409 describes a fixing module that has an electronically readable one Includes memory that is permanently connected to the fuser. This enables it Control system of the printing press the codes from the electronically readable memory read during installation to determine parameters for the operation of the module, e.g. the maximum web consumption, the tension and temperature requirements and the Obtain calibration parameters of the thermistor / thermistor.
  • the thickness becomes of the deformable material on the core in the gap is reduced.
  • the deformable Layer is essentially incompressible, is the average speed of the Part of the deformable layer in the fixing gap is naturally larger than that of parts the deformable layer, which are further away from the gap because of the volume flow rate of the elastomer around the roller is constant. This causes the Surface speed of the deformable roll in the nip is different than far from Gap removed.
  • the deformable roller is e.g.
  • Overdrive can be considered quantitative as Circumferential gear ratio, which is the ratio of Circumferential surface velocity measured at a location far from the gap will be expressed.
  • An equal circumferential gear ratio corresponds to that Condition of zero overdrive.
  • the gear ratio in a gap is basically an effective one Transverse elongation of the roller materials, the modules of the roller materials, the employment of the rollers and the resistance forces of the torque of the rollers are determined.
  • the transverse elongation number of polymers with a high molecular weight approaches 0.5, and approaches 0 for very soft polymeric foams.
  • the surface of the roller is in the nip area squeezed, causing a running deviation opposite to the overdrive, a so-called “underdrive” of the surface element with respect to the roller, i.e. the surface velocity is lower at a location far from the gap than the peripheral speed of the roller.
  • a foam or sponge may comprise a felted material, such as that of State of the art is known.
  • Types of foam provided with felt can e.g. manufactured are usually made by using an elastomeric, already made foam under heat is compressed uniaxially, then compressed and cooled then the pressure load is removed.
  • the Lateral stretch which is rather low for soft foam types, even negative values for with Accept foam-like foams or sponges.
  • a deformable roller which is an essentially space-resistant elastomer includes, by distortion / shape change with another roller in a fixing nip is shifted, this causes the deformable layer to be close to both sides of the fixing gap becomes particularly thick, i.e. Before-gap and after-gap surveys exhibit. The highest pressure in the gap is reached near the center of the gap (at the Interface of the connected surfaces and an imagined line between the Centers of the two rollers). Since one roller drives the other, it should Surface speed of the rollers at the point of maximum pressure, close the center of the gap be almost the same. As previously explained, these are Velocities in the pre-gap and post-gap surveys in general different.
  • a possibly serious problem when fixing under overdrive of the rollers is the so-called "differential overdrive", which e.g. with tolerance errors when attaching of the rolls forming the nip, or with the runout of the rolls caused by the Deviations in the roll concentricity or eccentricity are caused, connected is.
  • Out of roundness can have various causes, e.g. Deviations in the thickness of the layers along the roller, deviations in the dimensions of the Core element, a non-central roll axis, etc.
  • the differential overdrive in locally different slip values along a fixing gap may result in that the locally acting gear ratio would otherwise increase Fluctuations or would tend to change along the gap over time which makes parts of the driven roller slower and other parts move faster than would move at the average drive speed.
  • the differential Overdrive can have serious ramifications for fixation, including the Formation of significant errors in the image and the creasing of a recording element to have.
  • All rollers are subject to wear, especially where the edges of the Pick-up elements touch the rollers. Because a relative movement due to Slip between the rollers which increases wear and tear are the Speed change of the surface of the deformable roller while it is in, moved through and out of a fixing nip, which they with a relatively incompressible roller forms, increase the rate of wear of the deformable roller, especially when the deformable roller is the heated fixing element, whereby it should be noted that one Toner fixing roller usually in the nip on a relatively rough and emery type Surface meets. Because the material on the deformable roller every time it goes through the fixing gap is guided, tensioned and relaxed, this tensioning can Signs of fatigue and wear, including roller failure due to cracks in the deformable material or to detachment of the material self.
  • Some toner fixing rollers are constructed so that the film layer of oil is lower Viscosity is used to detach the toner and therefore the receiving element from the toner fixing roller. A relative movement in the fixing gap can Disrupt the oil film unfavorably.
  • An externally heated toner fixing roller usually includes a hollow cylindrical one Core, which is often made of metal.
  • a compliant, adaptable Upholstery layer which may include filler particles to increase mechanical strength and / or Improving thermal conductivity is usually done on the surface of the core formed, which may preferably be coated with a primer to ensure the adhesion of the to improve compliant layer.
  • the roll pad layer is usually out Silicone rubber or silicone polymers such as e.g. Poly (dimethylsiloxane) (PDMS) polymers of low surface energy, which minimize the adhesion of the toner to the roller.
  • Release oils e.g. Poly (dimethylsiloxane) also on the surface of the Toner fixing roller applied to prevent toner from getting caught on the roller.
  • release oils which are commonly referred to as fixing oils
  • a thin barrier layer e.g. a cured polyfluorocarbon can be used on the Upholstery layer are formed to prevent this from being caused by the release oil Prevent impact.
  • Electrophotography can be used to provide high quality multi-color To create toner images when the toner particles are small, i.e. a diameter of have less than about 10 microns and the receiving elements, usually Sheets of paper that are smooth.
  • a common method for creating a multicolor The toner image contains the three-color mixture by subtractive color formation.
  • At a Color mixtures of this type are electrostatic images on a picture one after the other Photoconductor element is formed, each representing a different color, and each image developed with a toner of a different color.
  • the colors correspond one of the three subtractive primary colors (cyan, magenta and yellow) and optional Black.
  • the image-wise electrostatic images for each of the colors can be sequential are formed on the photoconductor element by using filters to Create color separations according to the colors in the image.
  • After the development of the Color separations can be any developed color separation image from the photoconductor transferred in register with the other color toner images to a transfer element become. All color toner images can then be opened in one step from the transfer element a receiving element are transferred where they are fixed or melted to to create a permanent multicolor image.
  • an electrophotographic Apparatus can be used with a number of tandem modules, the Color separation images are formed in each of the four color modules and held in register on one Receiving element are transmitted while the receiving element through the apparatus is moved and held by a transport track.
  • the contact area of a deformable toner fixing roller with the toner-bearing surface of a receiver sheet is determined by the amount of pressure that is exerted by the back pressure roller and by the properties of the deformable Material. The extent of the contact area helps determine the amount of time in which any part of the toner image contacts and is fixed by the toner fixing roller Toner fixing roller is heated.
  • Filler particles can be contained in a barrier layer.
  • US 5,464,698 is a Toner fixing element with a silicone rubber cushion layer and one arranged above it cured fluorocarbon polymer layer described, which a filler with a Particle mixture comprising tin oxide comprises.
  • each one Particle filling element i.e. a base cushion layer with a condensation-hardened PDMS, a barrier layer that covers the base pad and a hardened fluorocarbon polymer and an outer surface layer with a additional way hardened PDMS, with the particle fillers in each layer have one or more of the following oxides: aluminum oxide, iron oxide, calcium oxide, Include magnesium oxide, tin oxide and zinc oxide.
  • the barrier layer which is a Viton TM elastomer (available from DuPont) or a Fluorel TM elastomer (available from Minnesota Mining and Manufacturing) is a material with a relatively low level Tension value, which is usually a modulus of elasticity of less than approximately 10 MPa and therefore has an effect on the mechanical characteristics of the roller including the running deviations that can be neglected.
  • the invention is accordingly based on the object of wearing an external heated toner fuser roller to reduce its useful life for Extend use in electrostatography, while keeping the Reduce run deviations when the toner fuser roller is attached to a fuser nip Back pressure roller is turned on.
  • the need remains an externally heated toner fixing roller, which are not large or small Image defects due to misalignment when used with a Back pressure roller produced more.
  • the present invention addresses the above disadvantages, the externally heated Have toner fixing rollers according to the prior art and creates an externally heated Toner fixing roller, which has a deformable structure with a transverse expansion factor within a predetermined frame.
  • the invention creates an externally heated deformable Toner fixing roller with many layers for improved fixing of toner images in an electrostatographic apparatus.
  • the individual layers of a preferred Toner fixing roller have transverse elongation numbers and elastic moduli within one predetermined frame to apply differential overdrive in a fuser reduce. Due to the reduced overdrive, the roller according to the invention is used only slowly and therefore has a long service life. In addition, the Image quality improved due to the reduced differential overdrive, and the paper wrinkles less.
  • An externally heated toner fixing roller according to the invention with a Ovedrive control can be used in a simplex and duplex fuser.
  • the invention provides a deformable toner fuser roller for use in a Fixing station of an electrostatographic apparatus with a deformable Toner fuser roller for use in an electrostatographic fuser Apparatus with a rigid cylindrical core element, an exchangeable, removable Sleeve element that surrounds the core element and in close but non-adhesive contact stands with the core member and wherein the toner fixing roller is set so that it can be heated by an external heat source.
  • the invention relates to electrostatographic reproduction using a Fixing station and fixing elements arranged therein for thermal fixing of a non fixed toner image on a receiving element, e.g. made of paper including coated paper or plastic, e.g. Films.
  • a fixing element can be a roller, a tape or other surface with a suitable shape for fixing thermoplastic toner powder on the receiving element.
  • the fuser includes preferably two rollers, which are set up and form a fixing nip in which one externally heated toner fixing roller in direct contact with the unfixed toner image comes while the receiving element is frictionally moved through the gap.
  • the externally heated roller is heated by a heat source, preferably with a or several heating rollers is in contact.
  • the heat source can be external Radiation which is picked up by the toner fixing roller, e.g. like one of them or several lamps is generated or another suitable heat source outside the toner fuser roller.
  • the receiving element can be a cut Be an arc or be a continuous path.
  • the unfixed toner image can be single color toner or can be a composite image of two or more single color Include toners, e.g. Spot color or a multicolor image, e.g. black, has cyan, magenta and yellow toners.
  • the unfused toner on the Receiving element is previously e.g. electrostatically from a toner image bearing element, such as. a primary imaging element or a transfer element onto the Transfer receiving element. In electrostatographic reproduction, a photoconductive electrophotographic primary imaging element or a non-photoconductive element electrographic primary imaging element can be used. Dry or liquid toners with dispersion particles can also be used.
  • An inventive fixing element is an external heated deformable roller an overdrive control, a deformable structure that is one or more concentric Layers that surround a core element can include.
  • Deformable toner fixing rollers which are known from the prior art usually have an undesirable Amount of overdrive on leading to premature wear and a shorter life leads and also brings with it differential overdrive, which lead to image defects.
  • the overdrive-controlling structure shows a way to counter these problems roller according to the invention transverse tensile numbers and moduli of elasticity within a predetermined frame.
  • a simplex toner fixing station can have several embodiments to have.
  • a new one externally heated toner fixing roller which has a deformable structure with overdrive control has, in a nip against a hard counter-pressure roller.
  • the warped shape of the deformable toner fixing roller helps in the embodiment Gap thereby to release the receiving element from the toner fixing roller and carry it on towards the hard counter-pressure roller while the receiving element is on the nip comes out, thus helping to prevent paper jams.
  • a deformable externally heated Toner fixing roller according to the invention can also be in a fixing nip to a compliant Back pressure roller are used, which has a deformable structure with overdrive control includes, but in general the solution is not as suitable due to the increased Costs.
  • a simplex fusing roller according to the invention can be used to avoid a to fix the fixed toner image on one side of a recording element that already has a previously fixed toner image on the back.
  • a preferred duplex fixing station comprises a deformable externally heated first toner fixing roller, which has an elastically deformable structure Overdrive control, which is in a fixing gap to an externally heated second Toner fixing roller is employed, which has an elastically deformable structure Has overdrive control.
  • the duplex fuser fixes two unfixed ones Toner images on at the same time, one on the front and one on the back of the Receiving element.
  • Fig. 1 shows a cross section through a first embodiment of an inventive Toner fixing roller, indicated by reference numeral 50, and a rigid cylindrical Core element 51 with a deformable structure 52 with overdrive control that adheres is applied to the core 51.
  • the core element 51 is preferably tubular and preferably comprises a metal, such as. Aluminum or other suitable metal and can be internal Reinforcing elements such as Struts and other parts include. Other materials apart from metal or metal mixtures can also be used.
  • the elastic structure 52 provided with an overdrive control preferably has one Transverse elongation number of less than 0.35, particularly preferably between approximately 0.25 and 0.35 and particularly advantageously between 0.25 and 0.29. So low Obtaining transverse strain numbers is at least one layer of the elastically deformable Structure 52 is generally a foam or can be individual compressible elements such as e.g. include gas-filled bubbles embedded in the elastic mass.
  • the transverse elongation of a material can easily be in one piece of macroscopic size can be measured by compressive stress along a direction of the strip-shaped Material sample is opened, e.g.
  • the corresponding transverse load parallel to the x-axis is measured and the load on the x-axis divided by the voltage of the z-axis becomes.
  • the loads are the same for both axes, but for foam types provided with felt e.g. is not that Case.
  • a value of the transverse elongation of a composite roller can be used different layers, one of which is a foam, using this technique be measured.
  • the resiliently deformable structure 52 which may include one or more layers, is preferably between about 2 mm and 25 mm thick and particularly preferred between about 4 mm and 12 mm thick
  • the elastically deformable structure 52 has more than one layer, the most least rigid layer, preferably a foam or sponge layer, the one open-cell or closed-cell foam including felt Includes foams.
  • the least rigid layer can also be elastomeric particles or include ground parts that have been melted or sintered into a porous mass are.
  • the modulus of elasticity of an elastically deformable foam is usually high lower than that of the solid phase.
  • a typical foam or sponge can be a Have modulus of elasticity that is smaller than that of the solid phase.
  • the modulus of elasticity a foam (or the elastic modulus of any material including Laminates or layered materials) is based on a sample from Macroscopic size determined using a standard technique, such as Measure the Loading the sample along one direction with tension using a suitable commercial device such as an Instron tensile tester and extrapolating the Decrease the curve to zero applied voltage. It is preferred that that Modulus of elasticity of the deformable structure 52 is usually in a frame between about 0.05 to 50 MPa, preferably between about 0.1 to 10 MPa.
  • the thermal conductivity in the radial direction of the deformable structure 52 is preferably less than approximately 2.84 kg ⁇ s -3 ⁇ K -1 within the gap range.
  • the elastically deformable structure 52 may also include one or more of the following: a Particle filler, a composite material or a multi-phase material including a foam.
  • Roller 50 may also include a replaceable, removable sleeve member.
  • the Sleeve member includes a support or reinforcement tape (not shown) that is in close proximity but is non-adhesive contact with the core member 51 and closely surrounds it, wherein the adaptable structure with overdrive control uniformly on the Reinforcement tape sticks.
  • the sleeve can be made using compressed air technology according to the state Technique are attached to or removed from the core 51.
  • the sleeve can also be attached or removed by cooling the core member and thus is shrunk (or heated to expand the sleeve) and the The sleeve is then pushed lengthways over the core element.
  • the reinforcement tape can be stiff, but is preferably flexible.
  • the reinforcing tape has preferably a modulus of elasticity in a range of approximately 100-300 GPa on and the thickness is preferably in a range of approximately 20-500 ⁇ m, in particular preferably between approximately 40-100 ⁇ m.
  • the reinforcement tape which consists of an arch can be produced, e.g. by ultrasonic welding or by an adhesive, a suitable material such as e.g. Metal, an elastomer, plastic or a reinforced material such as include a reinforced silicone strap.
  • the reinforcement tape is in the form of a seamless sheet or tube, the nickel or steel.
  • Fig. 2 (a) shows a cross-sectional view, not on the original scale, of a second one Embodiment of a toner fixing roller according to the invention, which has the reference number 10 wearing.
  • the roller 10 comprises a rigid cylindrical core element 11, which in all Features the core element 51 of the roller 50 shown in FIG. 1 is similar and a elastic structure 15 with an overdrive control that surrounds the core.
  • the structure 15 comprises an elastically adaptable base cushion layer 12, which is on the core 11 is formed, and an elastically compliant toner release layer 14 attached to the adaptable base cushion layer adheres.
  • An optionally thin flexible Barrier layer 13 can be inserted between layers 12 and 14 and glued to them become.
  • the adaptable base cushion layer is 12 adhered to the core 11.
  • the core element 11 is preferably in the form of a cylindrical tube which is made of any suitable material, e.g. Aluminum.
  • the core element can have internal support elements, e.g. Struts, or other internal reinforcement structures, which are not shown.
  • To the liability between the core 11 and the To promote base cushion layer 12 can be a thin primer layer (in Fig. 1 not shown) such as one from the air-dried basic agent GE 4044 (available from General Electric Company) can be used.
  • the toner release layer 14 and the Base cushion layer 12 can be made of the same or different materials.
  • the base cushion layer 12 can comprise a suitable temperature-stable elastomeric material and in particular more than one phase, for example a two-phase material, such as a foam or sponge layer, which can comprise an open-cell or closed-cell foam, including types of foam mixed with felt.
  • the base cushion layer 12 can also comprise elastomeric particles or ground parts that have been melted or sintered into a porous mass.
  • the base cushion layer 12 could also have individual compressible elements, such as, for example, a multiplicity of gas-filled balls or bubbles with a fixed wall, which lie in an elastic mass.
  • the base cushion layer 12 preferably comprises an adaptable material, for example a foam, which has an elastic modulus of less than approximately 0.35, particularly preferably between approximately 0.25 and 0.35 and in the most favorable case between approximately 0.25 and 0.29.
  • a base cushion layer 12 with a foam is preferably relatively stiff, that is to say has a modulus of elasticity preferably in a range between 0.05 MPa and 50 MPa and particularly preferably between approximately 0.1 MPa and 10 MPa.
  • the solid phase of a base cushion layer 12 with a foam preferably comprises an open-cell or closed-cell structure with a modulus of elasticity in a range from approximately 0.5 MPa to 500 MPa and particularly preferably from approximately 1 MPa to 100 MPa.
  • the solid phase of a base cushion layer 12 with a foam can be a fluoroelastomer, eg Viton (from DuPont) or Fluorel (from Minnesota Mining and Manufacturing).
  • the base cushion layer 12 may include a type of rubber, such as an EPDM rubber, that of ethylene propylene diene monomers, which may further include a metal oxide dispersion particle filler, such as iron oxide.
  • the base cushion layer 12 may comprise a poly (dimethylsiloxane) elastomer which contains a metal oxide dispersion particle filler, for example aluminum oxide, iron oxide, calcium oxide, magnesium oxide, nickel oxide, tin oxide, zinc oxide or mixtures thereof.
  • the base cushion layer 12 could also contain a polyimide foam, which could also contain a filler.
  • a filler which is embedded in the solid phase of a base cushion layer 12 preferably comprises particles with an average diameter between approximately 0.1 ⁇ m and 100 ⁇ m and approximately 3 to 30 volume percent of the solid phase of the base cushion layer 12 and particularly preferably comprises an average diameter between about 0.5 ⁇ m and 40 ⁇ m and about 5 to 20 volume percent of the solid phase of the base cushion layer.
  • the base cushion layer 12 preferably has a thickness between approximately 0.5 mm and 25 mm and particularly preferably between 1.25 mm and 12.5 mm.
  • the base cushion layer 12 preferably has a thermal conductivity in the radial direction of less than approximately 2.27 kg.s -3 .K -1 within the gap zone and more preferably in a range between approximately 0.57 to 1.70 kg.s -3 . K -1 in the radial direction within the gap zone.
  • the outer compliant layer or compliant toner release layer 14 preferably has a very smooth outer surface.
  • the toner release layer 14 is preferably very resistant to abrasion and can comprise a suitable elastomeric material with a preferably low surface energy, such as a silicone rubber or a fluoroelastomer.
  • the toner release layer 14 may include a PDMS, preferably a cured poly (dimethylsiloxane) elastomer and silica and titanium fillers.
  • a toner release layer 14 having the appropriate smoothness may include Silastic TM E RTV silicone rubber, available from Dow Corning Corporation.
  • the compliant toner release layer 14 preferably has a thickness in a range of approximately 0.25 mm to 5 mm and particularly preferably in a range of approximately 1 mm to 5 mm.
  • the toner release layer preferably has a thermal conductivity in a range of approximately 1.14 to 2.84 kg ⁇ s -3 ⁇ K -1 and an elastic modulus between approximately 0.05 MPa and 50 MPa, particularly preferably between approximately 0.1 and 10 MPa.
  • the transverse elongation number of the toner release layer is preferably between approximately 0.45 and 0.50.
  • the toner release layer is essentially non-compressible, with the transverse elongation number being between 0.48 and 0.50 (the upper limit describes a rounded number).
  • the compliant toner release layer 14 further comprises a particulate filler, which may be, and is preferably zinc oxide, alumina, iron oxide, calcium oxide, magnesium oxide, nickel oxide, tin oxide, zinc oxide, copper oxide, titanium oxide, silicon oxide, graphite.
  • the particle filler preferably comprises about 5 to 50 percent by volume of the toner release layer, and more preferably about 10 and 35 percent by volume.
  • the filler preferably contributes to the good thermal conductivity in the toner release layer, which reduces the temperature fluctuations near the surface of the roller and thus improves the uniformity in fixing and the image quality.
  • the adaptable base cushion layer 12 preferably has a modulus of elasticity which is of the same order of magnitude as the elastic modulus of the compliant Toner release layer 14.
  • the optionally thin barrier layer 13 may be necessary to prevent fixing oil from penetrating to prevent the base cushion layer 12 and thus the destruction of the base cushion layer 12 to avoid.
  • the barrier layer 13 preferably comprises a fluoropolymer and approximately 20 to 40 percent by volume of the dispersion particle filler.
  • the fluoropolymer is preferably a random copolymer consisting of mixtures of monomer units which be formed from vinylide fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
  • the Filler can be aluminum oxide, iron oxide, calcium oxide, magnesium oxide, nickel oxide, Tin oxide and a mixture of these.
  • the thickness is optional predictable barrier layer is in a range of about 10 microns to 50 microns.
  • Fig. 2 (b) shows a cross section of a preferred third embodiment of the Invention, which is provided with the reference numeral 60.
  • the coated units 11 ', 12 ', 13' and 14 ' correspond in all respects to the dimensions, materials and physical properties of the uncoated units of Fig. 2 (a), namely Core element 11, base cushion layer 12, barrier layer 13 and toner release layer 14.
  • Die Roller 60 includes a replaceable removable sleeve member 17 which is a Reinforcement tape 16 and a base cushion layer 12 ', which on the Reinforcement tape is formed, an optional barrier layer 13 ', which on the Base cushion layer adheres, and a toner release layer 14 'on top of the barrier layer is liable.
  • the sleeve member 17 is preferably a tubular belt and is in close non-adhesive contact with the core element 11 'and surrounds it closely, wherein the adaptable base cushion layer 12 'is uniform on the Reinforcement tape 16 adheres.
  • the reinforcement tape which consists of an arch e.g. by Ultrasonic welding or can be made by an adhesive can also be any suitable material, including metal, elastomer, plastic or a reinforced material such as a reinforced silicone strap.
  • the sleeve can be based on a Conventional compressed air technology applied to the core 11 'or removed from it become.
  • the reinforcing band of a sleeve not applied preferably has one inner diameter, which is slightly smaller than the outer diameter of the core, usually smaller by 300 ⁇ m, and creates a press fit.
  • To apply the Compressed air technology is used to sleeve the core to the tubular sleeve expand something elastically so that it can be pushed onto the core element.
  • a lubricant can either be on the outside of the Core or on the inside of the reinforcement tape.
  • the lubricants include materials that have a low surface energy contact sliding surface generate, such as submicron-sized silicon dioxide, zinc stearate or other particles suitable materials.
  • the reinforcement band preferably has a modulus of elasticity in a frame of approximately 100 GPa - 300 GPa, preferably a thickness in one Frames of approximately 20 ⁇ m - 500 ⁇ m, particularly preferably approximately 40 ⁇ m - 100 ⁇ m.
  • Fig. 2 (c) shows a cross section of a preferred fourth embodiment of the Invention, which is provided with reference numeral 70.
  • the two-stroke units 11 ", 12" and 14 “correspond in dimensions, materials and physical properties the non-dashed units of Fig. 2 (a), namely each Core element 11, base cushion layer 12 and toner release layer 14.
  • the roller 70 comprises a core element 11 "and an elastically deformable structure 15 'with a Overdrive control that surrounds the core.
  • the elastically deformable structure 15 ' comprises a base cushion layer 12 "formed on the core member 11", one Stiffening layer 18, which is in close contact with the base cushion layer and it and a toner release layer 14 "formed on the stiffener.
  • the stiffening layer 18 also serves as a barrier layer to prevent fixing oil from being used Basic cushion layer 12 "penetrates.
  • the stiffening layer 18 is preferred thermally conductive, thin and flexible and has the shape of a tubular belt.
  • the Stiffening layer 18 is preferably seamless.
  • Layer 18 may be a suitable one Include material including polymers and reinforcing elements such as fibers or woven materials.
  • Layer 18 is preferably a thin band of metal with a suitable strong metal comprising plated metals, e.g. Nickel or stainless steel.
  • the layer 18 has a thickness of less than approximately 500 ⁇ m, preferably in a frame of approximately 10-200 ⁇ m and a modulus of elasticity that is greater than about 0.1 GPa, preferably in a range of about 50 to 300 GPa.
  • the preferred material for layer 18 is nickel in the form of a electroformed belt, available e.g. at Stork Screens America, Inc ..
  • the roller 70 can be made by forming the base cushion layer on the core member e.g. in a mold and then the core plus base cushion layer is cooled so it shrinks, e.g. through the use of dry ice, then through Sliding the stiffening layer, e.g. in the form of a seamless metallic belt the base cushion layer. After heating, e.g. to room temperature Toner release layer formed on the stiffening element, e.g. by Solvent coating and harden.
  • Fig. 2 (d) shows a cross-sectional view of a preferred fifth embodiment of the Invention, which is provided with the reference numeral 80.
  • the three-streaked units 11 "', 12"' and 14 "' correspond to the dimensions, materials and physical Properties of the uncoated units from FIG. 2 (a), namely core element 11, Base cushion layer 12 and toner release layer 14.
  • Roller 80 includes a replaceable one and removable sleeve member 17 'comprising a reinforcement band 16', one Base cushion layer 12 "'which is formed on the reinforcing tape is one Stiffening layer 18 'which surrounds the base cushion layer 12 "' and in close contact with and a toner release layer 14 ''' 'formed on the stiffening layer 18'.
  • the sleeve member 17 ' is preferably in the form of a tubular belt and is in non-adhesive contact with the core element 11 "'and closely surrounds this, the adaptable base cushion layer 12 "'evenly on the reinforcement band 16' liable.
  • the stiffening layer 18 ' corresponds to the dimensions in all aspects, Materials and physical properties of layer 18 of FIG. 2 (c), and that Stiffening tape 16 'corresponds in all aspects to the dimensions, materials and physical properties of the stiffening band 16 from FIG. 2 (b).
  • the roller 80 can be made by first attaching the reinforcement tape to the mandrel e.g. by using the compressed air assisted technology described above, Form the base cushion layer 12 "'on the reinforcement tape, e.g.
  • thin sublayers or subbing layers may be provided between any one the adhesive or neighboring interfaces to the coating of the layers, the gluing between the layers and the shear stress at the interfaces between the To promote layers.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the invention Simplex fixing station, which is provided with the reference number 100.
  • An optional barrier layer (not shown) with dimensions and properties which correspond to those of the layers 13 and 13 'in FIGS. 2 (a) and (b) are similar, can be inserted between layers 22 and 23.
  • Base cushion layer 22 has preferred dimensions and features that are the same like that of the adaptable layer 12 of Fig. 2.
  • the Toner release layer 23 preferred dimensions and features that are the same like that of the compliant toner release layer 14 of Fig. 2.
  • a simplex fixing station (not shown) is the roller 20 by a roller that replaces a structure and preferred dimensions and features which are the same as that of roller 50 of Fig. 1.
  • the surface of the roller 20 is external from a heat source in the form of itself in the opposite direction, namely in the direction indicated by the arrows, rotating contacting the heat source Heating rollers 40 and 42, which have corresponding inner heating elements 41 and 43, heated.
  • the heat from the external heat source could be from the Toner fixing roller in the form of radiation, such as are e.g. from one or multiple radiation sources or from any other suitable external heat source.
  • a receiving sheet 110 which is not a fixed toner image 111 and the toner fixing roller 20 is shown is shown as it approaches gap 120.
  • the recording sheet is based on the known mechanical means (not shown), e.g. a roller group or other means, e.g. a moving path, inserted into the gap.
  • the fuser preferably has a drive roller, the other rollers due to the frictional contact with the Drive roller rotated and driven.
  • the drive roller could e.g. the Toner fixing roller 20, with rollers 30, 40 and 42 being the driven rollers.
  • a suitable drive source 29, e.g. are a motor and a mechanical clutch connected to the roller 20 to drive it. If the recording sheet is the Leaves fusing gap, the toner image is fixed on the recording sheet.
  • a heating roller is made from any suitable thermally conductive rigid material, preferably aluminum, and can further a preferably heat-stable thin polymer coating on its surface with low surface energy, e.g. a fluoroelastomer or a Silicone rubber that is typically less than about 1.25 mm thick.
  • a tubular heating roller is preferred.
  • a heating element inside a tubular Heating roller can be an axially central tubular (white) glowing heating lamp, e.g. lamps 41 and 43, or include a resistance filament or other suitable interior Heat source.
  • the heat source is from a feedback loop controlled, e.g. by using a thermocouple for monitoring and control the surface temperature of the toner fixing roller 20 by a programmable Power supply (not shown) is used, which is the temperature of the Lamps 41 and 43 regulated.
  • the counter-pressure roller 30 comprises a core element 31 and an optionally provided surface layer 32 which surrounds the core.
  • the core can be made of a suitable rigid material, eg aluminum, preferably with a cylindrical tube.
  • the optional surface layer 32 is preferably less than 1.25 mm thick and preferably comprises a thermally stable, preferably low surface energy compliant or conformable material such as a silicone rubber such as PDMS or a fluoroelastomer such as Viton TM (from DuPont) or Fluorel TM (from Minnesota Mining and Manufacturing).
  • layer 32 may have a relatively hard poly (tetrafluoroethylene) or other suitable polymeric coating.
  • a bare core that does not include a layer 32 can also have anodized aluminum or copper, for example.
  • a preferred embodiment of a duplex fixing station according to the invention is indicated by the reference symbol 200 in FIG. 4.
  • a first clockwise rotating toner fuser roller, designated 20 ' preferably includes a rigid cylindrical core 21', a base cushion layer 22 'surrounding the core, and a toner release layer 23' surrounding the base cushion layer 22 'as a layer , A barrier layer (not shown) can be inserted between layers 22 'and 23'.
  • a second toner fixing roller 20 "rotating in the opposite direction forms a fixing nip 220 with the first toner fixing roller 20 '.
  • the second toner fixing roller has the same structure as the first toner fixing roller, ie it comprises a rigid cylindrical core 21", a base cushion layer 22 ", which the Core and a toner release layer 23 "that surrounds the base cushion layer 22".
  • the second toner fixing roller 20 is similar to the first toner fixing roller 20 '. Both rollers generally have similar features to roller 20, and the prime and dashed units of FIG. 4 correspond to the similar units that are numbered in FIG. 2 with uncoated reference numerals. Nevertheless, the two toner fixing rollers 20 'and 20 "can differ in certain dimensions, for example roller diameter, layer thickness etc. and can also differ in terms of the materials and their properties.
  • Each of the toner fixing rollers is heated by an external heat source, for example by contact with one or more heating rollers, indicated as 40 'and 42' for the rollers 20 'and 40 “and 42” for the roller 20 ", the corresponding heat sources being shown as internal light bulbs 41', 43 ', 41" and 43 " are.
  • the heat sources for heating the heating rollers 20 'and 20 " can be external radiation received by the toner fixing rollers, such as that emanating from one or more radiation sources, or other suitable external heat sources.
  • a receiving sheet 210 which is located in the fixing gap 220 On each side of the recording element there is an unfixed toner image, which is labeled 211 and 212. After the recording sheet has run through the gap, the toner images are fixed on it.
  • rollers 20 'and 20 are replaced by rollers having a structure and preferred dimensions and features are the same as that of Roller 50 of FIG. 1.
  • Fig. 5 shows a drawing of a toner fixing roller according to the invention, with the Reference number 90 is provided, on the outer surface of which a number of descriptive characters or specification flags that are intended to specify a parameter related to the roller.
  • the outer surface can be one correspond to the outer surface of a roller 90 with a sleeve element, in which case the outer surface of the roller is the outer surface of the sleeve member.
  • the Specification marks are in a small area 92 "on part of the cylindrical surface is located near one end of the roller.
  • the specification indicators are particularly preferred in a small area 92 ' included, preferably near the edge or the edge (the individual Layers including roller 90 are not shown).
  • roller 90 is the sleeve provided with the sleeve
  • the area 92 ' is preferably at the edge of the Sleeve arranged.
  • An enlarged view 92 of either the small area 92 'or 92 " shows that the specification indicators can be in the form of a barcode, such as can be seen from reference numeral 93, which e.g. is readable by a scanner.
  • the Scanner can be attached in an electrophotographic apparatus so that it is a toner fixing roller according to the invention monitored, e.g. during the operation of the apparatus or during a standstill of the apparatus, or the scanner can be provided externally are during the installation of or during the maintenance of an inventive Roller.
  • the specification indicators can be identified using a Specification mark detector 95 can be read, felt or determined.
  • a Specification mark detector 95 can be read, felt or determined.
  • the analog or digital output the specification flag detector 95 to the logic control unit (LCU) sent in an electrostatographic apparatus with a toner fixing roller according to the invention is installed, or it can be processed externally e.g. in a portable computer during installation or maintenance of a or the toner fixing roller of the present invention, or any other suitable one Data processing device / processor are processed.
  • the Specification marks can be optical, magnetic or by radio frequencies to be read.
  • the specification indicators can appropriate markings, including symbols and common words and can be provided with a color code.
  • the specification indicators can also be read visually or evaluated with the eye.
  • a color coded Specification marks on a roller can have a relatively large colored area include, which otherwise has no markings or other features that easily with could be evaluated to a predetermined property of the eye display color-coded roller.
  • a heat-related change in Specification marks can be used to determine the lifespan of a monitor toner fixing roller according to the invention.
  • One color one Specification indicator of a color-coded toner fixing roller according to the invention could e.g. selected to be a slow wear or a heat related slow change due to heat, e.g. one in the making to achieve applied paint, fading or other heat-related Color change as a yardstick for the past lifespan or for the remaining life of the roller could be used.
  • Such Color changes can also be monitored with the eye.
  • the Color change measured using a reflected light beam e.g. by using a densitometer or spectrometer or other suitable means for Measuring the intensity or color of the light from the specification marks, the reflected optical information passed to an LCU or other computer becomes.
  • a specification label can also be used to identify the Measure the rate of wear of a fixation wall according to the invention, e.g. through the Using part of the specification flags with a predetermined one Wear rate.
  • the rate of wear of a specification label can also be optical be measured, e.g. by monitoring the optical density of the reflection of a part the specification marks that may be subject to wear, or by other appropriate measures. Suitable materials for the specification marks are e.g.
  • the specification indicators can be arranged on a sticker that is on the outer surface of the roller is glued on.
  • the Specification marks are also available as an increased area, created by stamping or by otherwise deforming a small area on the outside of the Roller; the deformations can be felt mechanically or otherwise using a Specification tag detector 95 in the form of a contacting probe or by means of other mechanical means can be determined or read.
  • Different types of information can be encoded in the specification flags or be recorded.
  • the outer diameter of a roller are recorded so that the parameters for the gap width accordingly can be adjusted.
  • the temperature frame and the pressure in the fixing gap at Operations can be recorded in the specification flags.
  • the Date of manufacture of the roller can be used for diagnostic purposes in the Specification marks are recorded so that the end of the life of the Roller could be estimated for timely replacement.
  • Specific information for each roller in terms of its life, e.g. measured by their date of manufacture can also be recorded in the specification indicator.
  • Toner fixing roller 90 which may comprise a roller equipped with a sleeve, Specification marks on the outer surfaces of rollers 10, 50, 60, 70 and 80 intended.
  • a sleeved roller it may be useful to use a To provide a specification feature on an inner surface of a sleeve element, or on the surface of the core element. If a specification indicator is on the Core element is provided, it may also be useful to have an opening in the To create a sleeve element so that the specification mark can be determined, if the sleeve element is arranged in the operating position on the core element.
  • Toner fixing roller according to paragraph 8 wherein the elastic modulus of the compliant The toner release layer is in a range between 0.05 MPa and 50 MPa.
  • Toner fixing roller according to paragraph 8 the thickness of the compliant Toner release layer in a frame of between 0.25 mm and 5 mm.
  • the thickness of the compliant Toner release layer is in a frame of 0.25 mm to 1 mm.
  • Toner fixing roller according to paragraph 16 wherein the solid phase in the form of a open-cell or closed-cell structure an elastic modulus in a frame of 0.5 MPa and 500 MPa.
  • roller according to paragraph 25 the solid phase being in the form of an open cell or closed cell structure a modulus of elasticity in a frame of 1 MPa and 100 MPa.
  • the thickness of the adaptable base cushion layer is between 0.5 mm and 25 mm.
  • the thickness of the adaptable Base cushion layer is between 1.25 mm and 12.5 mm.
  • roller according to paragraph 8 the modulus of elasticity being the adaptable Base cushion layer in the same order of magnitude as the elastic modulus of the compliant toner release layer.
  • the toner fuser roller of paragraph 13 wherein the thin barrier layer is a fluoroelastomer plus 20 to 40 volume percent of a particulate filler, which Fluoroelastomer is preferably any copolymer made from blends of Monomer units included among vinylidene, fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoroethylene are selected, and the filler is aluminum oxide, iron oxide, calcium oxide, Has magnesium oxide, nickel oxide, tin oxide and mixtures of these substances.
  • a particulate filler which Fluoroelastomer is preferably any copolymer made from blends of Monomer units included among vinylidene, fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoroethylene are selected, and the filler is aluminum oxide, iron oxide, calcium oxide, Has magnesium oxide, nickel oxide, tin oxide and mixtures of these substances.
  • the toner fuser roller of paragraph 39, wherein the barrier layer has a thickness in one Includes frames from 10 to 50 microns.
  • the hard platen roller is a rigid cylindrical tube optionally coated with an elastomer which is less than 1.25 mm thick and comprises a fluoroelastomer or a silicone rubber.
  • the toner fixing method of paragraph 46 wherein the hard platen roller is a rigid cylindrical tube optionally coated with an elastomer which is less than 1.25 mm thick and comprises a fluoroelastomer or a silicone rubber.

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Abstract

Eine verformbare Tonerfixierwalze (20) zur Verwendung in einer Fixierstation (100, 200) eines elektrostatografischen Apparats mit einem steifen zylindrischen Kernelement (11) dass eine elastisch verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle umfasst, wobei die Tonerfixierwalze (20) so angepasst ist, dass sie von einer Wärmequelle (40,42), die außerhalb der Tonerfixierwalze (20) liegt, beheizt wird und dass die verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Fixierstationen und -walzen, die bei der elektrostatischen Bebilderung benutzt werden, insbesondere eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur zum Kontrollieren von Laufabweichungen und zum Verbessern der Bildqualität.
Bei elektrostatografischen Bebilderungs- und Übertragungsprozessen wie z.B. der elektrostatografischen Wiedergabe wird ein latentes elektrostatisches Bild auf einem primären bilderzeugenden Element wie z.B. einer Fotoleiteroberfläche gebildet und anhand eines thermoplastischen Tonerpuders entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird anschließend auf ein Aufnahmeelement, z.B. einen Papierbogen übertragen und dann in einer Fixierstation anhand von Wärme oder Druck oder beidem auf dem Aufnahmeelement fixiert. Das Fixierelement kann eine Walze sein, ein Riemen oder eine andere Oberfläche mit einer geeigneten Form zum Fixieren des thermoplastischen Tonerpuders auf dem Aufnahmeelement. Der Schritt des Fixieren in einer Fixierstation mit einer Walze besteht üblicherweise darin, das Aufnahmeelement, auf das der Toner aufgebracht worden ist, zwischen einem angestellten Walzenpaar hindurchzuführen, um einen Kontaktbereich, der als Fixierspalt bekannt ist, zu schaffen. Um den Spalt zu bilden, weist mindestens eine der Walzen eine nachgiebige oder anpassungsfähige Schicht auf ihrer Oberfläche auf. Die Wärme wird von mindestens einer der Walzen auf den Toner in dem Fixierspalt übertragen, so dass der Toner teilweise schmilzt und sich auf dem Aufnahmeelement absetzt. Wenn das Fixierelement eine beheizte Walze ist, wird üblicherweise eine nachgiebige Schicht mit einer glatten Oberfläche verwendet, die entweder direkt oder indirekt mit dem Walzenkern verbunden ist. Ist das Fixierelement in Form eines Bands ausgebildet (wie hier beschrieben ist bezieht sich ein Band auf einen flexibles endloses Band, das die beheizte Walze umläuft), weist es üblicherweise eine glatte gehärtete äußere Oberfläche auf.
Die meisten Fixierelemente sind bekannt, wie z.B. Simplexfixierer, die Toner in einem Durchgang nur auf eine Seite des Aufnahmeelements aufbringen. In einem Simplexfixierer heißt die Walze, die den nicht fixierten Toner berührt, üblicherweise Tonerfixierwalze und ist normalerweise beheizt. Die Walze, die die andere Seite des Aufnahmeelements berührt, ist die Gegendruckwalze und ist üblicherweise nicht beheizt. Entweder eine Walze oder beide Walzen können eine nachgiebige Schicht auf der oder in der Nähe der Oberfläche aufweisen. In den meisten Fixierstationen, die eine Tonerfixierwalze und eine angestellte Gegendruckwalze verwenden, ist es üblich, dass nur eine der beiden Walzen drehbar von einer externen Quelle angetrieben wird. Die andere Walze wird dann durch Reibungskontakt mitgedreht.
Eine weitere weniger bekannte Ausführungsform einer Fixierstation mit Walzen, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist eine Duplexfixierstation, die zwei Tonerbilder umfasst, die gleichzeitig auf jede Seite eines Aufnahmeelements, das durch den Fixierspalt geführt wird, aufgebracht werden. In dieser Art Duplexfixierstation gibt es keine richtige Unterscheidung zwischen Tonerfixierwalze und Gegendruckwalze, da beide Walzen beim Anwenden von Wärme und Druck ähnliche Funktionen ausführen.
Zwei Grundarten von beheizten Simplexfixierstationen mit Walzen sind bekannt. Die erste Form verwendet eine verformbare Gegendruckwalze, um den Fixierspalt gegen eine harte Tonerfixierwalze zu bilden, wie z.B. die von Xerox® hergestellte Docutech 135. Der zweite Typ verwendet eine verformbare Tonerfixierwalze, um einen Spalt gegen eine harte oder relativ unverformbare Gegendruckwalze zu bilden, z.B. die von der Heidelberg Digital LLC® hergestellte Digimaster 9110. Eine verformbare Tonerfixierwalze wie sie hier beschrieben ist umfasst eine anpassungsfähige oder eine nachgiebige Schicht, die dicker als ca. 2 mm ist und in einigen Fällen mehr als 25 mm dick ist. Eine harte Tonerfixierwalze wie sie hier beschrieben ist umfasst üblicherweise einen starren Zylinder, der eine relativ dünne Polymer- oder anpassungsfähige Elastomerbeschichtung, die üblicherweise weniger als 1,25 mm dick ist, aufweist. Bei einer verformbaren Tonerfixierwalze, die in Verbindung mit einer harten Gegendruckwalze verwendet wird, lässt sich das Aufnahmeelement leichter von der beheizten Tonerfixierwalze ablösen, weil die verzerrte Form der verformbaren Oberfläche in dem Spalt das Aufnahmeelement in Richtung der relativ unverformbaren Gegendruckwalze und weg von der viel mehr verformbaren Tonerfixierwalze biegt.
Handelsübliche Tonerfixierwalzen umfassen üblicherweise ein zylindrisches Kernelement (das oft aus Metall, z.B. Aluminium ist), welches mit einer oder mehreren synthetischen Schichten (die üblicherweise polymerische Materialien aus Elastomeren umfassen) überzogen ist.
Die handelsüblichste Art von Tonerfixierwalze ist eine, in intern beheizt wird, was bedeutet, dass eine Wärmequelle in der Walze vorgesehen ist, um die Wärme zu erzeugen, die zum Fixieren nötig ist. Eine Tonerfixierwalze dieser Art umfasst normalerweise einen hohlen Kern, in dem sich eine Wärmequelle befindet, üblicherweise eine Lampe. Der Kern ist mit einer Elastomerschicht umgeben, durch die Wärme von dem Kern zur Oberfläche geleitet wird und die Elastomerschicht enthält üblicherweise Füllstoffe für eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit.
Eine weitere Art von Tonerfixierwalze ist als extern beheizte Tonerfixierwalze bekannt und wird durch Oberflächenkontakt zwischen der Tonerfixierwalze und einer oder mehreren Heizwalzen beheizt. Als Beispiel einer extern beheizten Tonerfixierwalze ist der Kopierer mit dem Namen Image Source 120 von Eastman Kodak Company® zu nennen. Extern beheizte Tonerfixierwalzen sind auch in der US 5,450,183 und der US 4,984,027 beschrieben.
Ein verformbare Tonerfixierwalze kann eine nachgiebige oder anpassungsfähige Schicht eines brauchbaren Materials umfassen, z.B. ein im Wesentlichen raumbeständiges Elastomer (solche, die eine Querdehnzahl von ungefähr 0,5 aufweisen). Als Alternative kann eine anpassungsfähige Schicht einen relativ kompressiblen Schaum mit einer Querdehnzahl, die viel niedriger als 0,5 ist, aufweisen. Eine anpassungsfähige polyimide Schaumschicht ist in der US 4,791,275 beschrieben. In der US 3,983,287 ist ein Lithografiedrucktuch beschrieben, das eine anpassungsfähige Schicht mit einer großen Anzahl von brechbaren, kleinen Blasen mit steifen Wänden enthält, die mechanisch zerbrochen werden können, um einen geschlossenzelligen Schaum zu schaffen, der eine glatte Oberfläche aufweist.
Aufnahmeelemente führen die meiste Wärme während des Fixiervorgangs ab. Da Aufnahmeelemente, die schmaler als die Tonerfixierwalze sind, die Wärme entlang der Tonerfixierwalze nur teilweise aufnehmen können, entstehen Bereiche mit höherer und niedriger Temperatur entlang der Oberfläche der Tonerfixierwalze parallel zu der Walzenachse. Höhere oder niedrigere Temperaturen können ein erhebliches Verschmieren des Toners in der Fixiervorrichtung mit Walzen hervorrufen.
Eine verbesserte Wärmeübertragung auf die Oberfläche einer extern beheizten Tonerfixierwalze von externen Heizwalzen reduziert die Temperatur der externen Heizwalzen sowie die der Hardware und der Lager, die mit den externen Heizwalzen verbunden sind.
In der US 6,016,409 ist ein Fixiermodul beschrieben, das einen elektronisch lesbaren Speicher umfasst, der ständig mit dem Fixiermodul verbunden ist. Dies ermöglicht es dem Steuerungssystem der Druckmaschine die Codes vom elektronisch lesbaren Speicher während der Installation zu lesen, um Parameter für den Betrieb des Moduls wie z.B. den maximalen Bahnverbrauch, die Spannung und Temperaturerfordernisse und die Kalibrierungsparameter des Heißleiters/Thermistors zu erhalten.
Wenn eine verformbare Walze verzogen wird, um einen Spalt zu bilden, wird die Dicke des verformbaren Materials auf dem Kern in dem Spalt verringert. Wenn die verformbare Schicht im Wesentlichen inkompressibel ist, ist die Durchschnittsgeschwindigkeit des Teils der verformbaren Schicht in dem Fixierspalt von Natur aus größer als der von Teilen der verformbaren Schicht, die weiter von dem Spalt entfernt sind, da die Volumenfließrate des Elastomers um die Walze konstant ist. Dies führt dazu, dass die Oberflächengeschwindigkeit der verformbaren Walze in dem Spalt anders ist als weit vom Spalt entfernt. Die verformbare Walze ist z.B. eine Antriebswalze, die eine relativ formfeste Gegendruckwalze reibend antreibt, wobei die Gegendruckwalze sich schneller dreht als bei einer formfesten Tonerfixierwalze, ein Phänomen, das unter dem Namen "Overdrive" bekannt ist. Overdrive kann als quantitativ als Umfangsübersetzungsverhältnis, das als Verhältnis der Umfangsoberflächengeschwindigkeit an einer weit vom Spalt entfernten Stelle gemessen wird ausgedrückt werden. Ein gleiches Umfangsübersetzungsverhältnis entspricht der Bedingung von Null Overdrive.
Das Übersetzungsverhältnis in einem Spalt wird im Prinzip durch eine wirksame Querdehnzahl der Walzenmaterialien, der Module der Walzenmaterialien, der Anstellung der Walzen und die Widerstandskräfte des Drehmoments der Walzen bestimmt. Die Querdehnzahl von Polymeren mit einem hohen Molekulargewicht nähert sich 0,5 an, und nähert sich bei sehr weichen polymerischen Schaumstoffen 0 an. In theoretischen Modellrechnungen von K.D. Stack mit dem Titel: "Nichtlineares endliches Elementenmodell von Axialvariationen in Spalt mit Anwendung bei konischen Walzen", [Doktorarbeit an der Universität von Rochester, Rochester, N.Y. (1995)] wurde gezeigt, dass bei speziellen Fällen einer starren zylindrischen Walze, die mit einer Schicht aus verformbaren Material, die ein nicht verformbares sich bewegendes Flächenelement wiederstandslos reibend antreibt, wobei das verformbare Material eine Querdehnzahl von ungefähr 0,3 aufweisen sollte, damit keine Overdrive vorliegt, die in Betracht gezogen werden muss, d.h. ein Übersetzungsverhältnis, das im Wesentlichen einheitlich ist. Für Querdehnzahlen, die größer als ungefähr 0,3 sind, ist die Oberfläche der Walze (die durch den Spalt verzogen wird) in dem Spaltbereich gespannt, wodurch ein Overdrive des Flächenelements mit Hinsicht auf die Walze entsteht. Für Querdehnzahlen, die schmaler als ungefähr 0,3 sind, ist die Oberfläche der Walze in dem Spaltbereich zusammengedrückt, wodurch eine dem Overdrive entgegengesetzte Laufabweichung, einem sogenannten "Underdrive" des Flächenelements mit Hinsicht auf die Walze entsteht, d.h. die Oberflächengeschwindigkeit ist an einer Stelle weit entfernt von dem Spalt kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit der Walze.
Ein Schaum oder Schwamm kann ein mit Filz versehenes Material umfassen, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Mit Filz versehene Schaumarten können z.B. hergestellt werden, indem ein elastomerer, bereits hergestellter Schaum unter Wärme üblicherweise einachsig zusammengedrückt wird, dann gekühlt zusammengedrückt wird und anschließend die Druckbelastung entfernt wird. Mit Filz versetzte Schaumarten haben anisotrope mechanische Eigenschaften, so dass das Elastizitätsmodul und die Querdehnzahl in verschiedenen Richtungen verschieden sein können. So sind z.B. sowohl das Elastizitätsmodul als auch die Querdehnzahl eines mit Filz versetzten Schaummaterials bei einachsigem Zusammendrücken entlang der Druckrichtung, die in einer Ebene rechtwinklig zu der Druckrichtung liegt, verschieden. Darüber hinaus kann die Querdehnzahl, die bei weichen Schaumarten eher niedrig ist, sogar negative Werte bei mit Filz versetzten Schaumarten oder Schwämmen annehmen.
Wenn eine verformbare Walze, die ein im Wesentliches raumbeständiges Elastomer umfasst, durch Verzerrung/Formänderung mit einer anderen Walze in einem Fixierspalt verschoben wird, führt dies dazu, dass die verformbare Schicht in der Nähe beider Seiten des Fixierspalts besonders dick wird, d.h. Vor-Spalt- und Nach-Spalt-Erhebungen aufweisen. Der höchste Druck in dem Spalt wird in der Nähe der Spaltmitte erreicht (an der Schnittstelle der verbundenen Oberflächen und einer vorgestellten Linie zwischen den Mittelpunkten der beiden Walzen). Da eine Walze die andere antreibt, sollte die Oberflächengeschwindigkeit der Walzen an dem Punkt des maximalen Drucks, in der Nähe des Mittelpunkts des Spalts fast gleich sein. Wie vorher bereits erläutert, sind die Geschwindigkeiten im dem Vor-Spalt- und dem Nach-Spalt-Erhebungen im allgemeinen verschieden. Angesichts dieser Tatsachen ist es verständlich, dass es im Kontaktbereich des Spalts Stellen gibt, an denen die Oberflächengeschwindigkeit verschieden ist, d.h. wo Schlupf auftritt. Dieser Schlupf, der im Wesentlichen etwas hinter und ein etwas vor dem Ausgang des Spalts auftreten kann, führt zur Abnutzung der Walze, was gleichzeitig eine kürzere Gebrauchsdauer der Walze bedeutet.
Ein möglicherweise schwerwiegendes Problem beim Fixieren unter Overdrive der Walzen ist der sogenannte "differentielle Overdrive", der z.B. mit Toleranzfehlern beim Anbringen der Walzen, die den Spalt bilden, oder mit der Unrundheit der Walzen, der durch die Abweichungen bei der Walzenkonzentrizität oder Exzentrizität verursacht werden, verbunden ist. Die Unrundheit kann verschiedene Ursachen haben, z.B. Abweichungen in der Dicke der Schichten entlang der Walze, Abweichungen in den Abmessungen des Kernelements, eine nicht mittige Walzenachse usw. Es ist offensichtlich, dass der differentielle Overdrive in örtlich verschiedenen Schlupfwerten entlang eines Fixierspalts resultieren kann, insofern als das lokal wirkende Übersetzungsverhältnis sonst zu Schwankungen oder mit der Zeit zu Veränderungen entlang des Spalts neigen würde, wodurch Teile der angetriebenen Walze sich langsamer und andere Teile sich schneller als mit der Durchschnittsantriebsgeschwindigkeit bewegen würden. Der differentielle Overdrive kann schwerwiegende Konsequenzen für das Fixieren, einschließlich der Bildung von erheblichen Fehlern im Bild und des Verknittern eines Aufnahmeelements haben.
Alle Walzen unterliegen der Abnutzung, insbesondere dort, wo die Kanten der Aufnahmeelemente die Walzen berühren. Da eine relative Bewegung aufgrund von Schlupf zwischen den Walzen die Abnutzung noch steigert, sind die Geschwindigkeitswechsel der Oberfläche der verformbaren Walze, während sie sich in, durch und aus einem Fixierspalt bewegt, den sie mit einer relativ inkompressiblen Walze bildet, erhöhen die Abnutzungsrate der verformbaren Walze noch, insbesondere wenn die verformbare Walze das erhitzte Fixierelement ist, wobei zu beachten ist, das eine Tonerfixierwalze üblicherweise im Spalt auf eine relativ raue und schmirgelartige Oberfläche trifft. Da das Material auf der verformbaren Walze jedes mal, wenn es durch den Fixierspalt geführt wird, gespannt und entspannt wird, kann dieses Spannen zu Ermüdungs- und Abnutzungserscheinungen führen, einschließlich eines Ausfalls der Walze aufgrund von Rissen in dem verformbaren Material oder zu einem Ablösen des Materials selbst.
Um eine hohe Bildqualität bei elektrofotografischen Kopierern/Druckern zu erhalten, müssen Bilddefekte minimiert werden. Eine Art von Fehlern wird durch Verschmieren der Bildpunkte oder anderer Bildmerkmale kleinen Maßstabs in dem Fixierspalt hervorgerufen. Relative Bewegungen, die mit dem Overdrive in Zusammenhang stehen und an manchen Stellen Schlupf zwischen den Walzen in einem Fixierspalt hervorrufen, können dazu führen, dass weich gemachte Tonerpartikel parallel zu der Bewegungsrichtung verschmieren, was die Bildpunkten verlängern kann.
Einige Tonerfixierwalzen sind so aufgebaut, dass die Filmschicht aus Öl von niedriger Viskosität verwendet wird, um das Ablösen des Toners und damit des Aufnahmeelements von der Tonerfixierwalze zu ermöglichen. Eine relative Bewegung in dem Fixierspalt kann den Ölfilm auf unvorteilhafte Weise unterbrechen.
Eine extern beheizte Tonerfixierwalze umfasst üblicherweise einen hohlen zylindrischen Kern, der oftmals aus Metall gebildet ist. Eine nachgiebige, anpassungsfähige Polsterschicht, die Füllerpartikel umfassen kann, um die mechanische Stärke und/oder Wärmeleitfähigkeit zu verbessern, wird üblicherweise auf der Oberfläche des Kerns gebildet, der vorzugsweise mit einem Primer überzogen sein kann, um die Haftung der nachgiebigen Schicht zu verbessern. Die Walzenpolsterschicht ist normalerweise aus Silikongummi oder Silikonpolymeren wie z.B. Poly(dimethylsiloxan) (PDMS) Polymeren von niedriger Oberflächenenergie, die die Haftung des Toners auf der Walze minimieren.
Oft werden Ablöseöle, z.B. Poly(dimethylsiloxan) auch auf die Oberfläche der Tonerfixierwalze aufgebracht, um zu verhindern, dass Toner auf der Walze hängen bleibt. Diese Ablöseöle (die üblicherweise als Fixieröle bezeichnet werden) können bei wiederholter Verwendung in der nachgiebigen Schicht mit dem PDMS zusammenwirken, was mit der Zeit zu einem Anschwellen, Weichwerden und Abnutzen der Walze führt. Eine dünne Sperrschicht, z.B. ein ausgehärtetes Polyfluorokarbon kann auf der Polsterschicht gebildet werden, um diese vom Ablöseöl verursachten negativen Auswirkungen zu verhindern.
Die Elektrofotografie kann dazu verwendet werden, eine hohe Qualität bei mehrfarbigen Tonerbildern zu schaffen, wenn die Tonerpartikel klein sind, d.h. einen Durchmesser von weniger als ungefähr 10 µm aufweisen und die Aufnahmeelemente, üblicherweise Papierblätter, glatt sind. Ein übliches Verfahren zum Erzeugen eines mehrfarbigen Tonerbilds beinhaltet die Dreifarbenmischung durch subtraktive Farbbildung. Bei einer Farbmischung dieser Art werden bildweise nacheinander elektrostatische Bilder auf einem Fotoleiterelement gebildet, wobei jedes eine andere Farbe wiedergibt, und jedes Bild wird mit einem Toner einer anderen Farbe entwickelt. Üblicherweise entsprechen die Farben jeweils einer der drei subtraktiven Primärfarben (Zyan, Magenta und Gelb) und wahlweise Schwarz. Die bildweisen elektrostatischen Bilder für jede der Farben kann nacheinander auf dem Fotoleiterelement gebildet werden, indem Filter verwendet werden, um Farbauszüge entsprechend der Farben in dem Bild zu erzeugen. Nach der Entwicklung der Farbauszüge kann jedes entwickelte Farbauszugsbild von dem Fotoleitelement registerhaltig mit den anderen Farbtonerbildern auf ein Übergabeelement übertragen werden. Alle Farbtonerbilder können dann in einem Schritt von dem Übergabeelement auf ein Aufnahmeelement übertragen werden, wo sie fixiert oder eingeschmolzen werden, um ein permanentes Vielfarbenbild zu schaffen. Alternativ dazu kann ein elektrofotografischer Apparat mit einer Reihe von Tandemmodulen verwendet werden, wobei die Farbauszugsbilder in jedem der vier Farbmodule gebildet werden und registerhaltig auf ein Aufnahmeelement übertragen werden, während das Aufnahmeelement durch den Apparat bewegt wird und von einer Transportbahn gehalten wird.
Um mit der fotografischen Qualität, die anhand der Halogensilbertechnologie erzielt wird, mithalten zu können, ist es wünschenswert, dass diese Vielfarbentonerbilder einen hohen Glanz aufweisen. Daher ist es erstrebenswert, ein sehr glattes Fixierelement vorzusehen, das die Tonerpartikel in der Fixierstation kontaktiert.
Beim Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufnahmeelement, wenn es durch den Fixierspalt geführt wird, wird der Kontaktbereich einer verformbaren Tonerfixierwalze mit der tonertragenden Oberfläche eines Aufnahmebogens durch das Maß an Druck bestimmt, das von der Gegendruckwalze ausgeübt wird und durch die Eigenschaften des verformbaren Materials. Das Ausmaß des Kontaktbereichs hilft dabei, die Zeitspanne festzustellen, in der irgendein Teil des Tonerbildes die Tonerfixierwalze kontaktiert und von der Tonerfixierwalze erhitzt wird.
Füllpartikel können in einer Sperrschicht enthalten sein. In der US 5,464,698 ist ein Tonerfixierelement mit einer Silikongummipolsterschicht und einer darüber angeordneten gehärtetes Fluorcarbonpolymerschicht beschrieben, welche ein Füllmaterial mit einer Teilchenmischung, die Zinnoxid aufweist, umfasst.
In anderen Patentschriften früheren Datums ist eine verbesserte Tonerfixierwalze beschrieben, die drei konzentrische Schichten umfasst, von denen jede ein Teilchenfüllelement aufweist, d.h. ein Grundpolsterschicht mit einem kondensationsgehärtetem PDMS, einer Sperrschicht, die das Grundpolster bedeckt und ein gehärtetes Fluorkarbonpolymer und einer äußere Oberflächenschicht mit einem auf zusätzliche Weise gehärteten PDMS, wobei die Teilchenfüllelemente in jeder Schicht ein oder mehrere der folgenden Oxide aufweisen: Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Zinnoxid und Zinkoxid umfassen. Die Sperrschicht, die ein Viton™-Elastomer (erhältlich bei DuPont) oder ein Fluorel™-Elastomer (erhältlich bei Minnesota Mining and Manufacturing) umfassen kann, ist ein Material mit einem relativ niedrigen Spannungswert, welches üblicherweise ein Elastizitätsmodul von weniger als ungefähr 10 MPa aufweist und daher eine Wirkung auf die mechanischen Merkmale der Walze einschließlich der Laufabweichungen aufweist, die vernachlässigt werden kann.
Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zu Grunde, die Abnutzung einer extern beheizten Tonerfixierwalze zu verringern und so deren Nutzungszeitraum für die Verwendung in der Elektrostatografie zu verlängern, wobei es wichtig bleibt, die Laufabweichungen zu reduzieren, wenn die Tonerfixierwalze in einem Fixierspalt an eine Gegendruckwalze angestellt wird. Um die Bildqualität zu verbessern, bleibt der Bedarf an einer extern beheizten Tonerfixierwalze bestehen, welche keine großen oder kleinen Bilddefekte, die auf Laufabweichung zurückzuführen sind, in Verwendung mit einer Gegendruckwalze mehr produziert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die vorliegende Erfindung behandelt die oben angeführten Nachteile, die extern beheizte Tonerfixierwalzen nach dem Stand der Technik aufweisen und schafft eine extern beheizte Tonerfixierwalze, die eine verformbare Struktur mit einer Querdehnzahl innerhalb eines vorbestimmten Rahmens aufweist. Die Erfindung schafft eine extern beheizte verformbare Tonerfixierwalze mit vielen Schichten zum verbesserten Fixieren von Tonerbildern in einem elektrostatografischen Apparat. Die einzelnen Schichten einer bevorzugten Tonerfixierwalze weisen Querdehnzahlen und Elastizitätsmodule innerhalb eines vorbestimmten Rahmens auf, um differentiellen Overdrive in einer Fixierstation zu verringern. Aufgrund des reduzierten Overdrives, nutzt sich die erfindungsgemäße Walze nur langsam ab und weist daher eine lange Lebensdauer auf. Darüber hinaus wird die Bildqualität aufgrund des reduzierten differentiellen Overdrives verbessert, und das Papier verknittert weniger. Eine erfindungsgemäße extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer Ovedrivekontrolle kann in einer Simplex- und einer Duplexfixierstation verwendet werden.
Die Erfindung schafft eine verformbare Tonerfixierwalze zur Verwendung in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit einer verformbaren Tonerfixierwalze zur Verwendung in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit einem steifen zylindrischen Kernelement, einem austauschbaren, entfernbaren Hülsenelement, das das Kernelement umgibt und in engem, aber nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement steht und wobei die Tonerfixierwalze so eingestellt ist, dass sie durch eine externe Wärmequelle beheizt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Die Zeichnungen geben die Elemente aus Gründen der Deutlichkeit nicht immer im Originalmaßstab wieder.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
einen Querschnitt durch eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur, die ein steifes Kernelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umgibt,
Fig. 2 (a)
einen Querschnitt durch eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur, die ein steifes Kernelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umgibt,
Fig. 2 (b)
einen Querschnitt einer bevorzugten extern beheizten Tonerfixierwalze mit einem Hülsenelement, das eine verformbare Struktur aufweist, welche ein steifes Kernelement gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung umgibt,
Fig. 2 (c)
einen Querschnitt durch eine extern beheizte Tonerfixierwalze mit einer verformbaren Struktur mit einer Versteifungsschicht, wobei die verformbare Struktur, die ein steifes Kernelement gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung umfasst,
Fig. 2 (d)
einen Querschnitt einer bevorzugten extern beheizten Tonerfixierwalze mit einem Hülsenelement, das eine verformbare Struktur mit einem Versteifungselement aufweist, wobei das Hülsenelement ein steifes Kernelement gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung umgibt,
Fig. 3
eine Ansicht einer Simplex-Tonerfixierstation mit einer harten Gegendruckwalze, die in einem Fixierspalt an eine erfindungsgemäße bevorzugte extern beheizte Tonerfixierwalze angestellt ist,
Fig. 4
eine Ansicht einer Duplex-Tonerfixierstation mit einer bevorzugt extern beheizten ersten Tonerfixierwalze, die in einem Fixierspalt an eine erfindungsgemäße bevorzugte extern beheizte zweite Tonerfixierwalze angestellt ist, und
Fig. 5
eine Ansicht der Außenseite einer Tonerfixierwalze mit einer Markierung eines spezifischen Merkmals auf der äußeren Oberfläche in einem kleinen Bereich, der sich erfindungsgemäß nahe des einen Endes der Walze befindet.
Die Erfindung betrifft die elektrostatografische Wiedergabe unter Verwendung einer Fixierstation und darin angeordnete Fixierelemente zum thermischen Fixieren eines nicht fixierten Tonerbildes auf einem Aufnahmeelement, z.B. aus Papier einschließlich beschichteter Papierarten oder Plastik, wie z.B. Folien. Ein Fixierelement kann eine Walze, ein Band oder eine andere Oberfläche mit einer geeigneten Form zum Fixieren von thermoplastischem Tonerpuder auf dem Aufnahmeelement sein. Die Fixierstation umfasst vorzugsweise zwei Walzen, die angestellt sind und einen Fixierspalt bilden, in dem eine extern beheizte Tonerfixierwalze in direkten Kontakt mit dem nicht fixierten Tonerbild kommt, während das Aufnahmeelement reibschlüssig durch den Spalt bewegt wird. Die extern beheizte Walze wird von einer Wärmequelle beheizt, die vorzugsweise mit einer oder mehreren Heizwalzen in Kontakt steht. Alternativ dazu kann die Wärmequelle externe Strahlung sein, die von der Tonerfixierwalze aufgenommen wird, z.B. wie sie von einer oder mehreren Lampen erzeugt wird oder einer anderen geeigneten Wärmequelle, die sich außerhalb der Tonerfixierwalze befindet. Das Aufnahmeelement kann ein geschnittener Bogen sein oder eine fortlaufende Bahn sein. Das nicht fixierte Tonerbild kann einen einfarbigen Toner oder kann ein zusammengesetztes Bild aus zwei oder mehr einfarbigen Tonern umfassen, z.B. Schmuckfarbe oder ein Vielfarbenbild, das z.B. schwarze, zyanfarbene, magentafarbene und gelbe Toner aufweist. Der nicht fixierte Toner auf dem Aufnahmeelement wird zuvor z.B. elektrostatisch von einem tonerbildtragenden Element, wie z.B. einem primären bilderzeugenden Element oder einem Übergabeelement auf das Aufnahmeelement übertragen. Bei der elektrostatografischen Wiedergabe kann ein fotoleitendes elektrofotografisches primäres bilderzeugendes Element oder ein nichtfotoleitendes elektrografisches primäres bilderzeugendes Element verwendet werden. Trockene oder flüssige Toner mit Dispersionsteilchen können ebenfalls verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßes Fixierelement ist eine externe beheizte verformbare Walze mit einer Overdrivekontrolle, einer verformbaren Struktur, die eine oder mehrere konzentrische Schichten, die ein Kernelement umgeben, umfassen kann. Verformbare Tonerfixierwalzen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen normalerweise eine unerwünschte Menge von Overdrive auf, was zu vorzeitiger Abnutzung und einer kürzeren Lebensdauer führt und auch differentiellen Overdrive mit sich bringt, die zu Bilddefekten führen. Um diesen Problemen zu begegnen, weist die die Overdrive kontrollierende Struktur einer erfindungsgemäßen Walze Querdehnzahlen und Elastizitätsmodule auf, die innerhalb eines vorbestimmten Rahmens liegen.
Eine erfindungsgemäße Simplex-Tonerfixierstation kann mehrere Ausführungsformen haben. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform einer Fixierstation, wird eine neue extern beheizte Tonerfixierwalze, die eine verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle aufweist, in einem Spalt an eine harte Gegendruckwalze angestellt. In dieser bevorzugten Ausführungsform hilft die verzogene Form der verformbaren Tonerfixierwalze in dem Spalt dabei, das Aufnahmeelement von der Tonerfixierwalze zu lösen und führt es weiter in Richtung der harten Gegendruckwalze, während das Aufnahmeelement auf dem Spalt heraustritt, und hilft somit, Papierstaus zu verhindern. Eine verformbare extern beheizte erfindungsgemäße Tonerfixierwalze kann auch in einem Fixierspalt an eine nachgiebige Gegendruckwalze angestellt werden, die eine verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle umfasst, aber im Allgemeinen ist die Lösung nicht so geeignet aufgrund der erhöhten Kosten. Eine erfindungsgemäße Simplexfixierwalze kann verwendet werden, um ein nicht fixiertes Tonerbild auf einer Seite eines Aufnahmeelements zu fixieren, die bereits eine zuvor fixiertes Tonerbild auf der Rückseite trägt.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Duplex-Fixierstation umfasst eine verformbare extern beheizte erste Tonerfixierwalze, die eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle aufweist, die in einem Fixierspalt an eine extern beheizte zweite Tonerfixierwalze angestellt wird, die eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle aufweist. Die Duplex-Fixierstation fixiert zwei nicht fixierte Tonerbilder gleichzeitig ein, eins auf der Vorderseite und eins auf der Rückseite des Aufnahmeelements.
Obwohl in den bevorzugten Ausführungsformen nicht genau dargestellt, ist es offensichtlich, dass eine wahlweise vorsehbare zusätzliche Wärmequelle, ob extern oder intern, für das Fixieren an einer Walze in einer erfindungsgemäßen Fixierstation vorgesehen sein kann.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze, die mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist, und ein steifes zylindrisches Kernelement 51 mit einer verformbaren Struktur 52 mit Overdrivekontrolle, die haftend auf dem Kern 51 aufgetragen ist.
Das Kernelement 51 ist vorzugsweise rohrförmig und umfasst vorzugsweise ein Metall, wie z.B. Aluminium oder ein anderes geeignetes Metall und kann interne Verstärkungselemente, wie z.B. Streben und andere Teile umfassen. Andere Materialien abgesehen von Metall oder Metallgemischen können ebenfalls verwendet werden.
Die elastische mit einer Overdrivekontrolle versehene Struktur 52 weist vorzugsweise eine Querdehnzahl von weniger als 0,35 auf, besonders bevorzugt zwischen ungefähr 0,25 und 0,35 und besonders vorteilhaft zwischen 0,25 und 0,29 auf. Um solch niedrige Querdehnzahlen zu erhalten, ist mindestens eine Schicht der elastisch verformbaren Struktur 52 im Allgemeinen ein Schaum oder kann einzelne komprimierbare Elemente wie z.B. gasgefüllte Blasen umfassen, die in die elastische Masse eingebettet sind. Die Querdehnzahl eines Materials kann leicht an einem Stück von makroskopischer Größe gemessen werden, indem eine Druckspannung entlang einer Richtung des leistenförmigen Materialmusters aufgeschlagen wird, z.B. auf der z-Achse in einem kartesischen Koordinatensystem, die entsprechende Querbelastung parallel zur x-Achse (oder y-Achse) gemessen wird und die Belastung der x-Achse durch die Spannung der z-Achse geteilt wird. Bei einem isotropen Schaum oder schwammförmigen Material sind die Belastungen für beide Achsen gleich, aber für mit Filz versehene Schaumarten z.B. ist dies nicht der Fall. Darüber hinaus kann ein Wert der Querdehnzahl einer zusammengesetzten Walze mit verschiedenen Schichten, wovon eine ein Schaum ist, anhand dieser Technik leicht gemessen werden.
Die elastisch-verformbare Struktur 52, die eine oder mehrere Schichten umfassen kann, ist vorzugsweise zwischen ungefähr 2 mm und 25 mm dick und insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 4 mm und 12 mm dick
Wenn die elastisch verformbare Struktur 52 mehr als eine Schicht aufweist, ist die am wenigsten steife Schicht vorzugsweise eine Schaum- oder eine Schwammschicht, die einen offenzelligen oder geschlossenzelligen Schaumstoff einschließlich mit Filz versetzte Schaumstoffe umfasst. Die am wenigsten steife Schicht kann auch elastomere Partikel oder gemahlene Teile umfassen, die in eine poröse Masse eingeschmolzen oder gesintert worden sind. Das Elastizitätsmodul eines elastisch verformbaren Schaums ist üblicherweise viel niedriger als das der festen Phase. Ein typischer Schaum oder Schwamm kann ein Elastizitätsmodul aufweisen, das kleiner ist, als das der festen Phase. Das Elastizitätsmodul eines Schaums (oder das Elastizitätsmodul irgendeines Materials einschließlich Schichtpressstoffe oder schichtförmige Materialien) wird anhand eines Musterstücks von makroskopischer Größe mit einer Standardtechnik bestimmt, wie z.B. Messen der Belastung des Musterstücks entlang einer Richtung unter Spannungsaufwendung mit einem geeigneten handelsüblichen Gerät wie einem Instron Zugprüfgerät und Extrapolieren des Abfalls der Kurve auf Null aufgewendete Spannung. Es ist bevorzugt, dass das Elastizitätsmodul der verformbaren Struktur 52 üblicherweise in einem Rahmen zwischen ungefähr 0,05 bis 50 MPa liegt, vorzugsweise zwischen ungefähr 0,1 bis 10 MPa liegt.
Die Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung der verformbaren Struktur 52 liegt bevorzugt bei weniger als ungefähr 2,84 kg·s-3·K-1 innerhalb des Spaltsbereichs.
Um die mechanischen Eigenschaften der elastisch verformbaren Struktur 52 anzupassen oder zu steuern, kann sie auch ein oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: ein Teilchenfüllstoff, ein zusammengesetztes Material oder ein mehrphasiges Material einschließlich eines Schaums.
Die Walze 50 kann auch ein ersetzbares abnehmbares Hülsenelement umfassen. Das Hülsenelement umfasst ein Stütz- oder Verstärkungsband (nicht dargestellt), das in nahem aber nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement 51 ist und dieses eng umgibt, wobei die anpassungsfähige Struktur mit Overdrivekontrolle einheitlich an dem Verstärkungsband haftet. Die Hülse kann anhand einer Presslufttechnik nach dem Stand der Technik an dem Kern 51 befestigt werden oder von ihm entfernt werden. Die Hülse kann auch befestigt oder entfernt werden, indem das Kernelement gekühlt wird und somit zum Schrumpfen gebracht wird (oder erhitzt wird, um die Hülse auszudehnen) und die Hülse dann der Länge nach über das Kernelement geschoben wird. Das Verstärkungsband kann steif sein, aber es ist vorzugsweise biegsam. Das Verstärkungsband weist vorzugsweise ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von ungefähr 100 - 300 GPa auf und die Dicke liegt vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 20 - 500 µm, insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 40 - 100 µm. Das Verstärkungsband, das aus einem Bogen hergestellt werden kann, z.B. durch Ultraschallschweißen oder durch eine Klebemasse, kann auch ein geeignetes Material wie z.B. Metall, ein Elastomer, Plastik oder ein verstärktes Material wie z.B. einen verstärkten Silikonriemen umfassen. Vorzugsweise ist das Verstärkungsband in Form einer nahtlosen Bahn oder Röhre ausgebildet, die Nickel oder Stahl aufweist.
Fig. 2 (a) zeigt eine Querschnittsansicht, nicht im Originalmaßstab, einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze, die das Bezugszeichen 10 trägt. Die Walze 10 umfasst ein steifes zylindrischen Kernelement 11, das in allen Merkmalen dem Kernelement 51 der in Fig. 1 dargestellten Walze 50 ähnlich ist und eine elastische Struktur 15 mit einer Overdrivekontrolle, die den Kern umgibt. Die Struktur 15 umfasst eine elastisch anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12, die auf dem Kern 11 gebildet wird, und eine elastisch nachgiebige Tonerlöseschicht 14, die an der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht haftet. Eine wahlweise dünne biegsame Sperrschicht 13 kann zwischen den Schichten 12 und 14 eingefügt und an diese geklebt werden. In der zweiten Ausführungsform ist die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12 an dem Kern 11 angehaftet.
Das Kernelement 11 ist vorzugsweise in Form einer zylindrischen Röhre ausgebildet, die aus irgendeinem geeigneten Material besteht, z.B. Aluminium. Das Kernelement kann innere Stützelemente aufweisen, z.B. Streben, oder andere innere Verstärkungsstrukturen, die nicht dargestellt sind. Um die Haftung zwischen dem Kern 11 und der Grundpolsterschicht 12 zu fördern, kann eine dünne Primerschicht (in Fig. 1 nicht dargestellt) wie z.B. einer aus dem luftgetrockneten Grundmittel GE 4044 (erhältlich bei General Electric Company) verwendet werden. Die Tonerablöseschicht 14 und die Grundpolsterschicht 12 können aus denselben oder anderen Materialien bestehen.
Die Grundpolsterschicht 12 kann ein geeignetes temperaturstabiles elastomerisches Material umfassen und insbesondere mehr als eine Phase, z.B. ein zweiphasiges Material, wie z.B. eine Schaum- oder Schwammschicht, die einen offenzelligen oder geschlossenzelligen Schaum umfassen kann, einschließlich mit Filz versetzte Schaumarten. Die Grundpolsterschicht 12 kann auch elastomerische Teilchen oder gemahlene Teile umfassen, die in eine poröse Masse eingeschmolzen oder gesintert worden sind. Alternativ dazu könnte die Grundpolsterschicht 12 auch einzelne komprimierbare Elemente aufweisen, wie z.B. eine Vielzahl von gasgefüllten Kugeln oder Blasen mit einer festen Wand, die in einer elastischen Masse liegen. Vorzugsweise umfasst die Grundpolsterschicht 12 ein anpassungsfähiges Material, z.B. einen Schaum, der ein Elastizitätsmodul von weniger als ungefähr 0,35, insbesondere vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25 und 0,35 aufweist und im günstigsten Fall zwischen ungefähr 0,25 und 0,29. Vorzugsweise ist eine Grundpolsterschicht 12 mit einem Schaum relativ steif, d.h. weist ein Elastizitätsmodul vorzugsweise in einem Rahmen zwischen 0,05 MPa und 50 MPa auf und insbesondere vorzugsweise zwischen ungefähr 0,1 MPa und 10 MPa. Die feste Phase einer Grundpolsterschicht 12 mit einem Schaum umfasst vorzugsweise eine offenzellige oder geschlossenzellige Struktur mit einem Elastizitätsmodul in einem Rahmen von ungefähr 0,5 MPa bis 500 MPa und insbesondere vorzugsweise von ungefähr 1 MPa bis 100 MPa. Die solide Phase einer Grundpolsterschicht 12 mit einem Schaum kann ein Fluorelastomer, z.B. Viton (von DuPont) oder Fluorel (von Minnesota Mining und Manufacturing) sein. Alternativ dazu kann die Grundpolsterschicht 12 eine Gummiart enthalten, z.B. ein EPDM Gummi, das von Ethylen Propylen Dien Monomeren, die des Weiteren einen Metalloxiddispersionsteilchenfüllstoff umfassen können, wie z.B. Eisenoxid. Als eine weitere Alternative kann die Grundpolsterschicht 12 ein Poly(dimethylsiloxan) Elastomer umfassen, das einen Metalloxiddispersionsteilchenfüllstoff, z.B. Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid, Zinkoxid oder Mischungen aus diesen. Die Grundpolsterschicht 12 könnte auch einen polyimiden Schaum enthalten, der auch einen Füllstoff enthalten könnte. Ein Füllstoff, der in der festen Phase einer Grundpolsterschicht 12 eingebettet ist umfasst vorzugsweise Partikel mit einem mittleren Durchmesser zwischen ungefähr 0,1 µm und 100 µm und ungefähr 3 bis 30 Volumenprozent der festen Phase der Grundpolsterschicht 12 und insbesondere bevorzugt umfasst es einen mittleren Durchmesser zwischen ungefähr 0,5 µm und 40 µm und ungefähr 5 bis 20 Volumenprozent der soliden Phase der Grundpolsterschicht. Die Grundpolsterschicht 12 weist vorzugsweise eine Dicke zwischen ungefähr 0,5 mm und 25 mm auf und insbesondere bevorzugt zwischen 1,25 mm und 12,5 mm. Die Grundpolsterschicht 12 weist vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als ungefähr 2,27 kg·s-3·K-1 innerhalb der Spaltzone und noch bevorzugter in einem Rahmen zwischen ungefähr 0,57 bis 1,70 kg·s-3·K-1 in radialer Richtung innerhalb der Spaltzone auf.
Die äußere nachgiebige Schicht oder nachgiebige Tonerablöseschicht 14 weist vorzugsweise eine sehr glatte äußere Oberfläche auf. Die Tonerablöseschicht 14 ist vorzugsweise gegen Abreibung sehr resistent und kann ein geeignetes elastomeres Material mit einer vorzugsweise niedrigen Oberflächenenergie umfassen, wie z.B. ein Silikongummi oder ein Fluorelastomer. Die Tonerablöseschicht 14 kann z.B. ein PDMS umfassen, vorzugsweise ein ausgehärtetes Poly(dimethylsiloxan)elastomer und Siliziumdioxid- und Titandioxidfüllstoffe. Eine Tonerablöseschicht 14, die die geeignete Glätte aufweist kann Silastic™ E RTV Silikongummi, bei Dow Corning Corporation erhältlich, umfassen. Die nachgiebige Tonerablöseschicht 14 weist vorzugsweise eine Dicke in einem Rahmen von ungefähr 0,25 mm bis 5 mm auf und insbesondere bevorzugt in einem Rahmen von ungefähr 1 mm bis 5 mm auf. Die Tonerablöseschicht weist vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit in einem Rahmen von ungefähr 1,14 bis 2,84 kg·s-3·K-1 und ein Elastizitätsmodul zwischen ungefähr 0,05 MPa und 50 MPa auf, insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 0,1 und 10 MPa auf. Die Querdehnzahl der Tonerablöseschicht liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 0,45 und 0,50. Vorzugsweise ist die Tonerablöseschicht im Wesentlich nicht komprimierbar, wobei die Querdehnzahl zwischen 0,48 und 0,50 liegen sollte (der obere Grenzwert beschreibt eine abgerundete Zahl). Die nachgiebige Tonerablöseschicht 14 umfasst des Weiteren einen Teilchenfüllstoff, der Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Kupferoxid, Titanoxid, Silikonoxid, Graphit und eine Mischung aus diesen sein kann und vorzugsweise Zinkoxid ist. Der Teilchenfüllstoff umfasst vorzugsweise ungefähr 5 bis 50 Volumenprozent der Tonerablöseschicht und insbesondere bevorzugt ungefähr 10 und 35 Volumenprozent. Vorzugsweise trägt der Füllstoff zu der guten Wärmeleitfähigkeit in der Tonerablöseschicht bei, die die Temperaturschwankungen nahe der Oberfläche der Walze verringert und somit die Einheitlichkeit beim Fixieren und die Bildqualität verbessert.
Vorzugsweise weist die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12 ein Elastizitätsmodul auf, das in derselben Größenordnung liegt wie das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht 14.
Die wahlweise dünne Sperrschicht 13 könnte dazu nötig sein, Fixieröl am Eindringen in die Grundpolsterschicht 12 zu hindern und damit das Zerstören der Grundpolsterschicht 12 zu vermeiden. Die Sperrschicht 13 umfasst vorzugsweise ein Fluorpolymer und ungefähr 20 bis 40 Volumenprozent des Dispersionsteilchenfüllstoffes. Das Fluorpolymer ist vorzugsweise ein zufälliges Kopolymer, das aus Mischungen von Monomereinheiten, die aus Vinylidfluorid, Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen gebildet werden. Der Füllstoff kann Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid und eine Mischung aus diesen sein. Vorzugsweise liegt die Dicke der wahlweise vorsehbaren Sperrschicht liegt in einem Rahmen von ungefähr 10 µm bis 50 µm.
Fig. 2 (b) zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung, die mit dem Bezugszeichen 60 versehen ist. Die eingestrichenen Einheiten 11', 12', 13' und 14' entsprechen in jeder Hinsicht den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften der ungestrichenen Einheiten aus Fig. 2 (a), nämlich Kernelement 11, Grundpolsterschicht 12, Sperrschicht 13 und Tonerablöseschicht 14. Die Walze 60 umfasst ein ersetzbares entfernbares Hülsenelement 17, das ein Verstärkungsband 16 und eine Grundpolsterschicht 12' aufweist, die auf dem Verstärkungsband gebildet wird, eine wahlweise vorsehbare Sperrschicht 13', die an der Grundpolsterschicht haftet, und eine Tonerablöseschicht 14', die auf der Sperrschicht haftet, umfasst. Das Hülsenelement 17 ist vorzugsweise ein röhrenförmiger Riemen und steht in engen nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement 11' und umgibt dieses eng, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12' einheitlich an dem Verstärkungsband 16 haftet. Das Verstärkungsband, das aus einem Bogen z.B. durch Ultraschallschweißen oder durch einen Kleber hergestellt sein kann, kann auch irgendein geeignetes Material umfassen, einschließlich Metall, Elastomere, Plastik oder ein verstärktes Material wie z.B. ein verstärkter Silikonriemen. Vorzugsweise ist das Verstärkungsband in Form einer nahtlosen Bahn oder Röhre ausgebildet, die Nickel oder Stahl umfasst, vorzugsweise ein durch Galvanoformung hergestellter Riemen aus Nickel, der bei Stork Screens America, Inc., erhältlich ist. Die Hülse kann anhand einer herkömmlichen Presslufttechnik auf den Kern 11' aufgebracht oder von ihm entfernt werden. Das Verstärkungsband einer nicht aufgebrachten Hülse weist vorzugsweise einen inneren Durchmesser auf, der etwas kleiner als der äußere Durchmesser des Kerns ist, üblicherweise um 300 µm kleiner, und eine Presspassung schafft. Zum Aufbringen der Hülse auf den Kern wird die Presslufttechnik verwendet, um die röhrenförmige Hülse elastisch etwas auszudehnen, so dass sie auf das Kernelement geschoben werden kann. Um dieses Aufschieben zu erleichtern, kann ein Gleitmittel entweder auf die Außenseite des Kerns oder auf die Innenseite des Verstärkungsbands aufgetragen werden. Die Gleitmittel umfassen Materialien, die eine Kontaktgleitfläche mit niedriger Oberflächenenergie erzeugen, wie z.B. submikrometergroße Siliziumdiopxid-, Zinkstearatteilchen oder andere geeignete Materialien. Nachdem die Hülse in der richtigen Position auf den Kern aufgebracht worden ist, und die Druckluft abgestellt wurde, gibt die gespannte Hülse nach und umgibt das Kernelement eng. Die Hülse könnte alternativ dazu aufgebracht oder entfernt werden, indem das Kernelement gekühlt wird und somit zum Schrumpfen gebracht wird (oder indem die Hülse erwärmt wird, um sie auszudehnen) und die Hülse über das Kernelement geschoben wird. Das Verstärkungsband 16 kann steif sein, ist jedoch vorzugsweise biegsam. Das Verstärkungsband weist vorzugsweise ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von ungefähr 100 GPa - 300 GPa auf, eine Dicke vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 20 µm - 500 µm, insbesondere bevorzugt ungefähr 40 µm - 100 µm.
Fig. 2 (c) zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten vierten Ausführungsform der Erfindung, die mit Bezugszeichen 70 versehen ist. Die zweigestrichenen Einheiten 11", 12" und 14" entsprechen in den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften den nicht mit Strichen versehenen Einheiten aus Fig. 2 (a), nämlich jeweils Kernelement 11, Grundpolsterschicht 12 und Tonerablöseschicht 14. Die Walze 70 umfasst ein Kernelement 11" und eine elastisch verformbare Struktur 15' mit einer Overdrivekontrolle, die den Kern umgibt. Die elastisch verformbare Struktur 15' umfasst eine Grundpolsterschicht 12", die auf dem Kernelement 11" gebildet wird, eine Versteifungsschicht 18, die in engem Kontakt mit der Grundpolsterschicht steht und sie umgibt, und eine Tonerablöseschicht 14", die auf dem Versteifungselement gebildet ist. Die Versteifungsschicht 18 dient auch als Sperrschicht um zu verhindern, dass Fixieröl zur Grundpolsterschicht 12" durchdringt. Die Versteifungsschicht 18 ist vorzugsweise wärmeleitend, dünn und biegsam und hat die Form eines röhrenförmigen Riemens. Die Versteifungsschicht 18 ist vorzugsweise nahtlos. Die Schicht 18 kann ein geeignetes Material umfassen, einschließlich Polymere und Verstärkungselemente wie Fibern oder gewebte Materialien. Vorzugsweise ist die Schicht 18 ein dünnes Band aus Metall mit einem geeigneten starken Metall, das plattierte Metalle umfasst, so z.B. Nickel oder rostfreien Stahl. Die Schicht 18 weist eine Dicke von weniger als ungefähr 500 µm auf, vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 10 - 200 µm und ein Elastizitätsmodul, das größer ist als ungefähr 0,1 GPa, vorzugsweise in einem Rahmen von ungefähr 50 bis 300 GPa. Das bevorzugte Material für die Schicht 18 ist Nickel in Form eines galvanogeformten Riemens, erhältlich z.B. bei Stork Screens America, Inc.. Die Walze 70 kann hergestellt werden, indem die Grundpolsterschicht auf dem Kernelement gebildet wird, z.B. in einer Form und dann der Kern plus Grundpolsterschicht gekühlt wird, damit er zum Schrumpfen gebracht wird, z.B. durch die Verwendung von Trockeneis, dann durch Schieben der Versteifungsschicht, z.B. in Form eines nahtlosen metallischen Riemens, auf die Grundpolsterschicht. Nach dem Erwärmen, z.B. auf Raumtemperatur wird die Tonerablöseschicht auf dem Versteifungselement gebildet, z.B. durch Lösungsmittelbeschichtung und aushärten.
Fig. 2 (d) zeigt eine Querschnittsansicht einer bevorzugten fünften Ausführungsform der Erfindung, die mit dem Bezugszeichen 80 versehen ist. Die dreigestrichenen Einheiten 11"', 12"' und 14"' entsprechen den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften den ungestrichenen Einheiten aus Fig. 2 (a), nämlich Kernelement 11, Grundpolsterschicht 12 und Tonerablöseschicht 14. Die Walze 80 umfasst ein ersetzbares und entfernbares Hülsenelement 17', das ein Verstärkungsband 16' umfasst, eine Grundpolsterschicht 12"', die auf dem Verstärkungsband gebildet wird, eine Versteifungsschicht 18', die die Grundpolsterschicht 12"' umgibt und in engem Kontakt mit ihr ist, und eine Tonerablöseschicht 14''', die auf der Versteifungsschicht 18' gebildet ist. Das Hülsenelement 17' hat vorzugsweise die Form eines röhrenförmigen Riemens und ist in nicht haftendem Kontakt mit dem Kernelement 11"' und umgibt dieses eng, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht 12"' gleichmäßig auf dem Verstärkungsband 16' haftet. Die Versteifungsschicht 18' entspricht in allen Aspekten den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften der Schicht 18 aus Fig. 2 (c), und das Versteifungsband 16' entspricht in allen Aspekten den Abmessungen, Materialien und physikalischen Eigenschaften dem Versteifungsband 16 aus Fig. 2 (b). Die Walze 80 kann hergestellt werden, indem zuerst das Verstärkungsband auf dem Aufspanndorn befestigt wird, z.B. durch Anwendung der oben beschriebenen pressluftunterstützten Technik, Bilden der Grundpolsterschicht 12"' auf dem Verstärkungsband, z.B. in einer Form und dann Kühlen des zusammengesetzten Aufspanndorns mit dem Verstärkungsband 16' und der Grundpolsterschicht 12"', um die Anordnung zum Schrumpfen zu bringen, z.B. durch Verwendung von Trockeneis, und anschließendes Schieben der Versteifungsschicht 18', z.B. in Form eines nahtlosen metallischen Riemens, auf die Grundpolsterschicht 12"'. Nach dem Erwärmen, z.B. auf Raumtemperatur, wird die Tonerablöseschicht 14"' auf der Versteifungsschicht 18' gebildet, z.B. durch Beschichten mit Lösemittel und Aushärten, woraufhin das fertige Hülsenelement von dem Aufspanndorn entfernt werden kann, indem die pressluftunterstützen Technik angewandt wird, und das Hülsenelement nachfolgend auf dem Kernelement befestigt wird, z.B. durch Verwendung der pressluftunterstützen Technik oder der Kühltechnik, um eine fertige Tonerfixierwalze zu schaffen.
Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Schichten für die Walzen 10, 50, 60, 70 und 80 können dünne Unterschichten oder Haftschichten vorgesehen sein zwischen irgendeiner der Haft- oder benachbarter Schnittstellen, um die Beschichtung der Schichten, das Kleben zwischen den Schichten und die Scherspannung an den Schnittstellen zwischen den Schichten zu fördern.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Simplexfixierstation, die mit dem Bezugszeichen 100 versehen ist. Eine sich drehende Tonerfixierwalze 20, die sich in die von dem Pfeil angezeigte Richtung bewegt, umfasst einen zylindrischen Kern 21, eine anpassungsfähige Grundpolsterschicht 22, die den Kern umgibt, und eine nachgiebige Tonerablöseschicht oder äußere Schicht 23, die auf der Grundpolsterschicht haftet. Eine wahlweise vorgesehene Sperrschicht (nicht dargestellt) mit Abmessungen und Eigenschaften, die denen der Schichten 13 und 13' in den Fig. 2 (a) und (b) ähnlich sind, kann zwischen den Schichten 22 und 23 eingefügt werden. Grundpolsterschicht 22 hat bevorzugte Abmessungen und Merkmale, die die gleichen sind, wie die der anpassungsfähigen Schicht 12 aus Fig. 2. In ähnlicher Weise weist die Tonerablöseschicht 23 bevorzugte Abmessungen und Merkmale auf, die die gleichen sind, wie die der nachgiebigen Tonerablöseschicht 14 aus Fig. 2. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Simplexfixierstation (nicht dargestellt) wird die Walze 20 durch eine Walze ersetzt, die eine Struktur und bevorzugte Abmessungen und Merkmale aufweist, die die gleichen sind, wie die der Walze 50 aus Fig. 1. Die Oberfläche der Walze 20 wird extern von einer Wärmequelle in Form von sich in Gegenrichtung, nämlich in die von den Pfeilen angezeigte Richtung, drehenden die Wärmequelle kontaktierenden Heizwalzen 40 und 42, die entsprechende innere Heizelemente 41 und 43 aufweisen, beheizt. Alternativ dazu könnte die Wärme der externen Wärmequelle von der Tonerfixierwalze in Form von Strahlung aufgenommen werden, wie sie z.B. von einer oder mehreren Strahlungsquellen zur Verfügung gestellt wird oder von irgendeiner anderen geeigneten externen Wärmequelle. Eine sich in Gegenrichtung, nämlich in die von einem Pfeil angezeigte Richtung, drehende harte Gegendruckwalze 30, bildet einen Fixierspalt 120 mit einer nachgiebigen Tonerfixierwalze 20. Ein Aufnahmebogen 110, der ein nicht fixiertes Tonerbild 111 trägt und der Tonerfixierwalze 20 gegenüberliegt, ist dargestellt, wie sie sich dem Spalt 120 nähert. Das Aufnahmebogen wird anhand der bekannten mechanischen Mittel (nicht dargestellt), wie z.B. einer Walzengruppe oder anderer Mittel, z.B. eine sich bewegende Bahn, in den Spalt eingeführt. Die Fixierstation hat vorzugsweise eine Antriebswalze, wobei die anderen Walzen durch den Reibungskontakt mit der Antriebswalze gedreht und angetrieben werden. Die Antriebswalze könnte z.B. die Tonerfixierwalze 20 sein, wobei die Walzen 30, 40 und 42 die angetriebenen Walzen sind. Eine geeignete Antriebsquelle 29, wie z.B. ein Motor und eine mechanische Kupplung sind mit der Walze 20 verbunden, um diese anzutreiben. Wenn der Aufnahmebogen den Fixierspalt verlässt, wird das Tonerbild auf dem Aufnahmebogen fixiert.
Obwohl zwei Heizwalzen 40 und 42 in der Fig. 3 dargestellt sind, können eine oder mehrere Walzen verwendet werden. Eine Heizwalze wird aus irgendeinem geeigneten wärmeleitenden steifen Material hergestellt, vorzugsweise Aluminium, und kann des weiteren eine vorzugsweise wärmestabile dünne Polymerbeschichtung auf ihrer Oberfläche mit niedriger Oberflächenenergie umfassen, z.B. ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi, das üblicherweise weniger als ungefähr 1,25 mm dick ist. Eine röhrenförmige Heizwalze ist bevorzugt. Ein Heizelement im Innern einer röhrenförmigen Heizwalze kann eine axial mittige röhrenförmige (weiß)glühende Heizlampe, z.B. Lampen 41 und 43, umfassen oder einen Widerstandsheizfaden oder eine andere geeignete innere Wärmequelle. Vorzugsweise wird die Wärmequelle von einem Rückkopplungskreis gesteuert, z.B. durch Verwendung eines Thermoelements zum Überwachen und Steuern der Oberflächentemperatur der Tonerfixierwalze 20, indem eine programmierbare Spannungsenergieversorgung (nicht dargestellt) verwendet wird, die die Temperatur der Lampen 41 und 43 reguliert.
Die Gegendruckwalze 30 umfasst ein Kernelement 31 und eine wahlweise vorsehbare Oberflächenschicht 32, die den Kern umgibt. Der Kern kann aus einem geeigneten steifen Material, z.B. Aluminium, vorzugsweise mit einer zylindrischen Röhre gemacht sein. Die wahlweise vorgesehene Oberflächenschicht 32 ist vorzugsweise weniger als 1,25 mm dick und umfasst vorzugsweise ein thermisch stabiles vorzugsweise eine niedrige Oberflächenenergie aufweisendes, nachgiebiges oder anpassungsfähiges Material, z.B. ein Silikongummi, wie PDMS oder ein Fluorelastomer wie Viton™ (von DuPont) oder Fluorel™ (von Minnesota Mining und Manufacturing). Alternativ dazu kann die Schicht 32 eine relativ hartes Poly(tetrafluorethylen) oder eine andere geeignete polymerische Beschichtung aufweisen. Ein bloßer Kern, der keine Schicht 32 umfasst, kann z.B. auch eloxiertes Aluminium oder Kupfer aufweisen.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Duplexfixierstation wird von dem Bezugszeichen 200 in Fig. 4 angegeben. Eine erste sich im Uhrzeigersinn drehende Tonerfixierwalze, die mit dem Bezugszeichen 20' versehen ist, umfasst vorzugsweise einen steifen zylindrischen Kern 21', eine Grundpolsterschicht 22', die den Kern umgibt, und eine Tonerablöseschicht 23', die die Grundpolsterschicht 22' als Schicht umgibt. Eine Sperrschicht (nicht dargestellt) kann zwischen den Schichten 22' und 23' eingefügt werden. Eine zweite sich in entgegengesetzter Richtung drehende Tonerfixierwalze 20" bildet einen Fixierspalt 220 mit der ersten Tonerfixierwalze 20'. Die zweite Tonerfixierwalze hat die gleiche Struktur wie die erste Tonerfixierwalze, d.h. sie umfasst einen steifen zylindrischen Kern 21", eine Grundpolsterschicht 22", die den Kern umgibt, und eine Tonerablöseschicht 23", die die Grundpolsterschicht 22" umgibt. Die zweite Tonerfixierwalze 20" ist ähnlich der ersten Tonerfixierwalze 20'. Beide Walzen weisen im Allgemeinen ähnliche Merkmale wie die Walze 20 auf und die eingestrichen und zweigestrichenen Einheiten von Fig. 4 entsprechen den ähnlichen Einheiten, die in Fig. 2 mit ungestrichenen Bezugszeichen versehen sind. Dennoch können die zwei Tonerfixierwalzen 20' und 20" in bestimmten Abmessungen verschieden sein, so z.B. Walzendurchmesser, Schichtdicke etc. und können sich auch was die Materialien und deren Eigenschaften anbelangt unterscheiden. Jede der Tonerfixierwalzen wird von einer externen Wärmequelle beheizt, z.B. durch Kontakt mit einer oder mehreren Heizwalzen, die als 40' und 42' für die Walzen 20' und 40" und 42" für die Walze 20" angegeben sind, wobei die entsprechenden Wärmequellen als innere Glühlampen 41', 43', 41" und 43" dargestellt sind. Alternativ dazu können die Wärmequellen zum Beheizen der Heizwalzen 20' und 20" externe Strahlung sein, die von den Tonerfixierwalzen aufgenommen wird, wie sie z.B. von einer oder mehreren Strahlungsquellen ausgeht, oder andere geeignete externe Wärmequellen. Ein Aufnahmebogen 210, der sich dem Fixierspalt 220 nähert, ist dargestellt. Auf jeder Seite des Aufnahmeelements befindet sich ein nicht fixiertes Tonerbild, das mit 211 bzw. 212 bezeichnet ist. Nachdem der Aufnahmebogen durch den Spalt gelaufen ist, sind die Tonerbilder auf ihm fixiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Duplexfixierstation (nicht dargestellt) werden die Walzen 20' und 20" durch Walzen ersetzt, die eine Struktur und bevorzugte Abmessungen und Merkmale aufweisen, die die gleichen sind, wie die der Walze 50 aus Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine Zeichnung einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze, die mit dem Bezugszeichen 90 versehen ist, auf deren äußerer Oberfläche sich eine Reihe von deskriptiven Zeichen oder Spezifizierungskennzeichen befinden, die vorgesehen sind, um ein auf die Walze bezogenes Parameter anzugeben. Die äußere Oberfläche kann einer äußeren Oberfläche einer Walze 90 mit einem Hülsenelement entsprechen, in welchem Fall die äußere Oberfläche der Walze die äußere Oberfläche des Hülsenelements ist. Die Spezifizierungskennzeichen sind in einem kleinen Bereich 92", der auf einem Teil der zylindrischen Oberfläche in der Nähe eines Endes der Walze liegt, angeordnet. Insbesondere bevorzugt sind die Spezifizierungskennzeichen in einem kleinen Bereich 92' enthalten, der vorzugsweise in der Nähe der Kante oder des Randes (die einzelnen Schichten einschließlich der Walze 90 sind nicht dargestellt). In dem Fall, in dem Walze 90 die mit einer Hülse versehene Walze ist, ist der Bereich 92' vorzugsweise am Rand der Hülse angeordnet. Eine vergrößerte Ansicht 92 entweder des kleinen Bereichs 92' oder 92" zeigt, dass die Spezifizierungskennzeichen in Form eines Barcodes vorliegen können, wie anhand des Bezugszeichens 93 zu sehen ist, der z.B. von einem Scanner lesbar ist. Der Scanner kann in einem elektrofotografischen Apparat befestigt sein, so dass er eine erfindungsgemäße Tonerfixierwalze überwacht, z.B. während des Betriebs des Apparats oder während eines Stillstands des Apparats, oder der Scanner kann extern vorgesehen werden während der Installation von oder während der Wartung einer erfindungsgemäßen Walze. Im allgemeinen können die Spezifizierungskennzeichen anhand eines Spezifizierungskennzeichendetektors 95 gelesen, ertastet oder ermittelt werden. Wie in Fig. 13 anhand des gestrichelten Pfeils B dargestellt ist, kann die analoge oder digitale Ausgabe des Spezifizierungskennzeichendetektors 95 an die Logiksteuerungseinheit (LCU) geschickt werden, die in einem elektrostatografischen Apparat mit einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze eingebaut ist, oder sie kann extern verarbeitet werden, z.B. in einem tragbaren Computer während der Installation oder der Wartung einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze oder sie kann in irgendeiner anderen geeigneten Datenverarbeitungsvorrichtung/Prozessor verarbeitet werden. Die Spezifizierungskennzeichen können optisch, magnetisch oder durch Radiofrequenzen gelesen werden. Zusätzlich zu einem Barcode 93 können die Spezifizierungskennzeichen geeignete Markierungen, einschließlich Symbolen und gewöhnlichen Wörtern umfassen und können mit einem Farbcode versehen sein. Die Spezifizierungskennzeichen können auch visuell gelesen oder mit dem Auge ausgewertet werden. Ein farbcodiertes Spezifizierungskennzeichen auf einer Walze kann einen relativ großen farbigen Bereich umfassen, der sonst keine Markierungen oder andere Merkmale aufweist, die leicht mit dem Auge ausgewertet werden könnten, um eine vorbestimmte Eigenschaft der farbcodierten Walze anzuzeigen. Ein wärmebedingte Veränderung der Spezifizierungskennzeichen kann dazu verwendet werden, um die Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze zu überwachen. Eine Farbe eines Spezifizierungskennzeichens einer farbcodierten erfindungsgemäßen Tonerfixierwalze könnte z.B. ausgewählt werden, um eine wärmebedingte langsame Abnutzung oder eine wärmebedingte langsame Veränderung einer ersten, z.B. einer bei der Herstellung aufgetragenen Farbe zu erzielen, wobei ein Verblassen oder eine andere wärmebedingte Farbveränderung als Maßstab für die bereits vergangene Lebensdauer oder für die verbleibende Lebensdauer der Walze verwendet werden könnte. Eine solche Farbveränderung kann auch mit dem Auge überwacht werden. Vorzugsweise wird die Farbveränderung anhand eines reflektierten Lichtstrahls gemessen, z.B. durch Verwendung eines Densitometers oder eines Spektrometers oder eines anderen geeigneten Mittels zum Messen der Intensität oder Farbe des Licht von den Spezifizierungskennzeichen, wobei die reflektierte optische Information an eine LCU oder einen anderen Computer weitergegeben wird. Ein Spezifizierungskennzeichen kann auch verwendet werden, um die Abnutzungsrate einer erfindungsgemäßen Fixierwalle zu messen, z.B. durch die Verwendung eines Teil der Spezifizierungskennzeichen mit einer vorbestimmten Abnutzungsrate. Die Abnutzungsrate eines Spezifizierungskennzeichens kann auch optisch gemessen werden, z.B. durch Überwachen der optischen Dichte der Reflektion eines Teils der Spezifizierungskennzeichen, die der Abnutzung ausgesetzt sein können, oder durch andere geeignete Maßnahmen. Geeignete Materialien für die Spezifizierungskennzeichen sind z.B. Tinten, Farben, magnetische Materialien, reflektierende Materialien und ähnliches, die direkt auf die Oberfläche der Walze aufgetragen werden können. Alternativ dazu können die Spezifizierungskennzeichen auf einem Aufkleber angeordnet sein, der auf die äußere Oberfläche der Walze aufgeklebt ist. Alternativ dazu können die Spezifizierungskennzeichen auch als erhöhte Fläche vorliegen, durch Einstanzen erzeugt werden oder durch ein anderes Verformen eines kleinen Bereichs auf der Außenseite der Walze; die Verformungen können mechanisch ertastet oder anders anhand eines Spezifizierungskennzeichendetektors 95 in Form einer kontaktierenden Sonde oder anhand anderer mechanischer Mittel ermittelt oder gelesen werden.
Verschiedene Arten der Information können in den Spezifizierungskennzeichen codiert oder aufgezeichnet werden. So kann z.B. der äußere Durchmesser einer Walze aufgezeichnet werden, so dass die Parameter für die Spaltbreite dementsprechend eingestellt werden können. Der Temperaturrahmen und der Druck im Fixierspalt beim Betrieb können in den Spezifizierungskennzeichen aufgezeichnet werden. Das Herstellungsdatum der Walze kann für diagnostische Zwecke in den Spezifizierungskennzeichen festgehalten werden, so dass das Ende der Lebensdauer der Walze für ein rechtzeitiges Ersetzen geschätzt werden könnte. Spezifische Informationen für jede Walze bezüglich ihrer Lebensdauer, z.B. gemessen an ihrem Herstellungsdatum können auch in den Spezifizierungskennzeichen aufgezeichnet werden.
Vorzugsweise werden gemäß der zuvor beschriebenen Art für die erfindungsgemäße Tonerfixierwalze 90, die eine mit einer Hülse bestückte Walze umfassen kann, Spezifizierungskennzeichen an den äußeren Oberflächen der Walzen 10, 50, 60, 70 und 80 vorgesehen. Im Fall einer mit einer Hülse versehenen Walze kann es nützlich sein, ein Spezifizierungsmerkmal auf einer inneren Oberfläche eines Hülsenelements vorzusehen, oder auf der Oberfläche des Kernelements. Wenn ein Spezifizierungskennzeichen auf dem Kernelement vorgesehen ist, kann es auch nützlich sein, eine Öffnung in dem Hülsenelement zu schaffen, damit das Spezifizierungskennzeichen ermittelt werden kann, wenn das Hülsenelement in Betriebsposition auf dem Kernelement angeordnet ist.
Es ist offensichtlich, dass die erfindungsgemäßen Spezifizierungskennzeichen von der elektronisch gespeicherten Information verschieden sind, wie sie in der US 6,016,409 beschrieben ist, die ein Modul mit einem elektronisch lesbaren Speicher umfasst, wobei das Steuerungssystem der Druckmaschine die Codes aus dem elektronisch lesbaren Speicher liest. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Spezifizierungskennzeichen eine Veränderung auf der Oberfläche der Walze 90 und weist keine elektronischen Informationen an sich auf. Dennoch kann die von dem Spezifizierungskennzeichendetektors 95 erkannte Information anschließend in eine elektronische Form gebracht werden, z.B. in einem Computer.
In den oben genannten bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Simplex-und Duplexfixierstationen führt die Verwendung von Schichten mit Overdrivekontrolle in nachgiebigen Tonerfixierwalzen zu niedrigen Abnutzungsraten, insbesondere der Tonerfixierwalzen in Kontakt mit den relative harten und abreibenden Aufnahmeelementen wie z.B. Papier. Bilddefekte größeren Maßstabs, z.B. Verknittern und Verschmieren während des Fixiervorgangs, werden verringert und somit die Bildqualität erhöht.
Nach der vorangehenden Beschreibung ist es offensichtlich, das die Erfinder die Erfindung wie in den folgenden nummerierten Abschnitten angegeben, beschrieben haben.
¶1. Eine verformbare extern beheizte Tonerfixierwalze zum Gebrauch in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit:
  • einem steifen zylindrischen Kernelement;
  • einer elastisch-verformbaren Struktur mit einer Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt,
    • wobei die Tonerfixierwalze so eingestellt ist, dass sie von einer Wärmequelle, die außerhalb der Walze liegt, beheizt wird, und die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist.
    ¶2. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Querdehnzahl in einem Rahmen zwischen 0,25 und 0,35 aufweist.
    ¶3. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa aufweist.
    ¶4. Tonerfixierwalze nach Paragraph 3, wobei die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren ein Elastizitätsmodul zwischen ungefähr 0,1 MPa und 10 MPa aufweist.
    ¶5. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm aufweist.
    ¶6. Tonerfixierwalze nach Paragraph 5, wobei die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Dicke zwischen 4 mm und 12 mm aufweist.
    ¶7. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei die elastisch-verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg·s-3·K-1 innerhalb der mit einer Gegendruckwalze gebildeten Spaltzone aufweist.
    ¶8. Verformbare extern beheizte Tonerfixierwalze zur Verwendung in einer Fixierstation eines elektrostatografischen Apparat mit
  • einem steifen zylindrischen Kernelement;
  • einer elastisch anpassungsfähigen Grundpolsterschicht, die an dem Kernelement haftet;
  • einer elastisch nachgiebigen Tonerablöseschicht, die auf der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht haftet;
    • wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als ungefähr 0,35 aufweist, und die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als ungefähr 0,4 aufweist.
    ¶9. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,25 und 0,35 aufweist.
    ¶10. Tonerfixierwalze nach Paragraph 9, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,25 und 0,29 aufweist.
    ¶11. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,45 und 0,50 aufweist.
    ¶12. Tonerfixierwalze nach Paragraph 11, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl zwischen 0,48 und 0,50 aufweist.
    ¶13. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle des Weiteren eine wahlweise vorsehbare dünne, biegsame, Sperrschicht umfasst, die zwischen der elastisch anpassungsfähigen Grundpolsterschicht und der elastisch nachgiebigen Tonerablöseschicht angeordnet ist und an diesen beiden Schichten festklebt.
    ¶14. Tonerfixierwalze nach Paragraph 1, wobei:
  • die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle auf einem nahtlosen röhrenförmigen Verstärkungsband haftet, das in engem nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement steht; und
  • das Verstärkungsband und die elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle zusammen ein nahtloses röhrenförmiges abnehmbares Hülsenelement bilden, das das Kernelement umgibt.
    • ¶15. Fixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit einer Tonerfixierwalze nach Paragraph 1 und eine Wärmequelle mit einer oder mehreren Heizwalzen, die in direkten Kontakt mit einer externen Oberfläche der Tonerfixierwalze stehen.
    ¶16. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht einen Schaum mit einer festen Phase in Form einer offenzelligen oder geschlossenzelligen Struktur umfasst.
    ¶17. Tonerfixierwalze nach Paragraph 16, wobei der Schaum einen mit Filz versetzten Schaum umfasst.
    ¶18. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen zwischen 0,05 MPa und 50 MPa liegt.
    ¶19. Tonerfixierwalze nach Paragraph 18, wobei das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen zwischen 0,1 MPa und 10 MPa liegt.
    ¶20. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die Dicke der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen von zwischen 0,25 mm und 5 mm liegt.
    ¶21. Tonerfixierwalze nach Paragraph 20, wobei die Dicke der nachgiebigen Tonerablöseschicht in einem Rahmen von 0,25 mm bis 1 mm liegt.
    ¶22. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,14 und 2,27 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶23. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei das Elastizitätsmodul der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht in einem Rahmen von 0,05 MPa und 50 MPa liegt.
    ¶24. Tonerfixierwalze nach Paragraph 23, wobei das Elastizitätsmodul der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht in einem Rahmen von 0,1 MPa und 10 MPa liegt.
    ¶25. Tonerfixierwalze nach Paragraph 16, wobei die feste Phase in Form einer offenzelligen oder geschlossenzelligen Struktur ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,5 MPa und 500 MPa aufweist.
    ¶26. Walze nach Paragraph 25, wobei die feste Phase in Form einer offenzelligen oder geschlossenzelligen Struktur ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 1 MPa und 100 MPa aufweist.
    ¶27. Walze nach Paragraph 8, wobei die Dicke der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht zwischen 0,5 mm und 25 mm beträgt.
    ¶28. Walze nach Paragraph 27, wobei die Dicke der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht zwischen 1,25 mm und 12,5 mm beträgt.
    ¶29. Walze nach Paragraph 8, wobei das Elastizitätsmodul der anpassungsfähigen Grundpolsterschicht in derselben Größenordnung wie das Elastizitätsmodul der nachgiebigen Tonerablöseschicht liegt.
    ¶30. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht in dem Spalt eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶31. Tonerfixierwalze nach Paragraph 30, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht in dem Spalt eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung zwischen 0,57 und 1,70 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶32. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht ein Poly(dimethylsiloxan)-Elastomer, ein Fluorelastomer oder ein EPDM Gummi umfasst.
    ¶33. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die anpassungsfähige Grundpolsterschicht ein polyimides Elastomer umfasst.
    ¶34. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die Grundpolsterschicht des Weiteren einen Teilchenfüllstoff umfasst.
    ¶35. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.
    ¶36. Tonerfixierwalze nach Paragraph 8, wobei die nachgiebige Tonerablöseschicht des Weiteren ein Teilchenfüllstoff umfasst.
    ¶37. Tonerfixierwalze nach Paragraph 36, wobei der Teilchenfüllstoff in der nachgiebigen Tonerablöseschicht aus einer Gruppe von Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Kupferoxid, Titanoxid, Silikonoxid, Graphit oder Mischungen aus diesen Stoffen ausgewählt wird.
    ¶38. Tonerfixierwalze nach Paragraph 36, wobei der Teilchenfüllstoff 5 bis 50 Volumenprozent der nachgiebigen Tonerablöseschicht umfasst.
    ¶39. Tonerfixierwalze nach Paragraph 13, wobei die dünne Sperrschicht ein Fluorelastomer plus 20 bis 40 Volumenprozent eines Teilchenfüllstoffes umfasst, wobei das Fluorelastomer vorzugsweise ein beliebiges Kopolymer ist, das aus Mischungen von Monomereinheiten, die unter Vinyliden, Fluorid, Tetrafluorethylen und Hexafluorethylen ausgewählt werden, besteht und der Füllstoff Aluminiumoxid, Eisenoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zinnoxid und Mischungen aus diesen Stoffen aufweist.
    ¶40. Tonerfixierwalze nach Paragraph 39, wobei die Sperrschicht eine Dicke in einem Rahmen von 10 bis 50 µm umfasst.
    ¶41. Simplexfixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit:
  • einer rotierenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze;
  • einer sich in entgegengesetzte Richtung drehenden harten Gegendruckwalze, die mit der verformbaren Tonerfixierwalze einen Tonerfixierspalt bildet;
    • wobei die verformbare Tonerfixierwalze des Weiteren folgende Elemente umfasst:
    • ein steifes zylinderförmiges Kernelement; und
    • eine elastisch verformbare Struktur mit einer Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt, wobei die elastisch verformbare Struktur eine tatsächliche und eine betriebliche Querdehnzahl von weniger als 0,35 aufweist, und ein tatsächliches und betriebliches Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm und im Fixierspaltbereich eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶42. Simplexfixierstation eines elektrostatografischen Apparates mit:
  • einer rotierenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze;
  • einer in Gegenrichtung rotierenden harten Gegendruckwalze, die mit der verformbaren Tonerfixierwalze einen Tonerfixierspalt bildet;
    • wobei die Tonerfixierwalze des weiteren umfasst:
    • ein steifes zylindrisches Kernelement; und
    • eine elastisch anpassungsfähige Grundpolsterschicht, die auf dem Kernelement haftet,
    wobei die Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als 0,35 aufweist, eine Dicke zwischen 0,5 mm und 25 mm, ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg·s-3·K-1 innerhalb des Spalts;
    • eine wahlweise vorsehbare dünne biegsame Sperrschicht, die auf der Grundpolsterschicht haftet; und
    • eine elastisch nachgiebige Tonerablöseschicht, die auf der Sperrschicht haftet, wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,05 MPa und 50 MPa, eine Dicke zwischen 0,25 mm und 5 mm und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,14 und 2,84 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶43. Duplexfixierstation eines elektrostatografisches Apparats mit:
  • einer sich drehenden, externen beheizten, ersten verformbaren Tonerfixierwalze;
  • einer sich in Gegenrichtung drehenden, extern beheizten, zweiten verformbaren Tonerfixierwalze, die mit der ersten Tonerfixierwalze einen Druckfixierspalt bildet;
    • wobei beide Tonerfixierwalzen oder entweder die erste oder die zweite Tonerfixierwalze des weiteren umfassen:
    • ein steifes zylindrisches Kernelement; und
    • eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement umgibt, die elastisch verformbare Struktur mit einer Querdehnzahl von weniger als 0,35, einem Elastizitätsmodul zwischen 0,05 und 50 MPa, einer Dicke zwischen 2 mm und 25 mm und
    • einer Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg·s-3·K-1 innerhalb des Fixierspaltbereichs.
    ¶44. Duplexfixierstation eines elektrostatografischen Apparats mit:
  • einer sich drehenden, extern beheizten, ersten verformbaren Tonerfixierwalze;
  • einer sich in Gegenrichtung drehenden, extern beheizten, zweiten verformbaren Tonerfixierwalze, die mit der ersten Tonerfixierwalze einen Druckfixierspalt bildet;
    • wobei beide Tonerfixierwalzen oder entweder die erste oder die zweite Tonerfixierwalze
    des Weiteren umfassen:
    • ein steifes zylindrisches Kernelement; und
    • eine elastisch verformbare Grundpolsterschicht, die auf dem Kernelement haftet, wobei die Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als 0,35 aufweist, eine Dicke zwischen 0,5 mm und 25 mm, ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 und 50 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg·s-3·K-1 innerhalb des Spalts; und
    • eine wahlweise vorsehbare dünne biegsame Sperrschicht, die auf der Grundpolsterschicht haftet; und
    • eine elastisch nachgiebige Tonerablöseschicht, die auf der Sperrschicht haftet, wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,05 MPa bis 50 MPa, eine Dicke zwischen 0,25 mm und 5 mm und eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,14 und 2,84 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶45. Tonerfixierverfahren zur Verwendung in einem elektrostatografischen Apparat, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
  • Bilden eines Fixierspalt durch Anstellen einer sich drehenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze und einer sich in Gegenrichtung drehenden, harten Gegendruckwalze, wobei eine der Walzen eine Antriebswalze ist und die andere reibschlüssig durch Druckkontakt in dem Spalt antreibt;
  • zur Verfügung Stellen einer oder mehrerer Heizwalzen, die die Tonerfixierwalze kontaktieren und somit beheizen;
  • Bilden eines nicht fixierten Tonerbildes auf einer Oberfläche des Aufnahmebogens; Einführen der Vorderkante des Aufnahmebogens in den Spalt und Ermöglichen, dass das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufnahmebogen durch den Fixierspalt geführt wird, wobei das nicht fixierte Tonerbild der Tonerfixierwalze gegenüberliegt;
    • wobei die Tonerfixierwalze des Weiteren umfasst:
    • ein steifes zylindrisches Kernelement; und
    • eine elastisch verformbare Struktur mit Overdrivekontrolle, die das Kemelement umgibt,
    wobei die elastisch verformbare Struktur eine Querdehnzahl von weniger als 0,35, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen von 0,05 MPa bis 50 MPa, eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm und eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,84 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶46. Tonerfixierverfahren zur Verwendung in einem elektrostatografischen Apparat, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
  • Bilden eines Fixierspalts durch Anstellen einer sich drehenden, extern beheizten, verformbaren Tonerfixierwalze an eine sich in Gegenrichtung drehende, harte Gegendruckwalze, wobei einer der Walzen eine Antriebswalze ist und die andere eine reibschlüssig durch Druckkontakt in dem Spalt angetriebene Walze;
  • zur Verfügung Stellen einer oder mehrerer Heizwalzen, die die Tonerfixierwalze kontaktieren und somit die Tonerfixierwalze beheizen;
  • Bilden eines nicht fixierten Tonerbildes auf einer Oberfläche des Aufnahmebogens; Einführen der Vorderkante des Aufnahmebogens in den Spalt und Ermöglichen, dass das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufnahmebogen durch den Spalt geführt wird, wobei das nicht fixierte Tonerbild der Tonerfixierwalze gegenüberliegt;
    • wobei die Tonerfixierwalze des Weiteren umfasst:
    • ein steifes zylindrisches Kernelement; und
    • eine elastisch anpassungsfähige Grundpolsterschicht, die auf dem Kernelement haftet,
    wobei die Grundpolsterschicht eine Querdehnzahl von weniger als 0,35, eine Dicke zwischen 0,5 mm und 25 mm, ein Elastizitätsmodul zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung von weniger als 2,27 kg·s-3·K-1 innerhalb des Spalts aufweist;
    • eine wahlweise vorsehbare dünne biegsame Sperrschicht, die auf der Grundpolsterschicht haftet; und
    • eine elastisch nachgiebige Tonerablöseschicht, die auf der Sperrschicht haftet, wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4, ein Elastizitätsmodul in einem Rahmen zwischen 0,05 MPa und 50 MPa, eine Dicke zwischen 0,25 mm und 5 mm und
    • eine Wärmeleitfähigkeit zwischen ungefähr 1,14 und 2,84 kg·s-3·K-1 aufweist.
    ¶47A. Simplexfixierstationen nach Paragraph 41, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.
    ¶47B. Simplexfixierstationen nach Paragraph 42, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.
    ¶48A. Tonerfixierverfahren nach Paragraph 45, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.
    ¶48B. Tonerfixierverfahren nach Paragraph 46, wobei die harte Gegendruckwalze eine steife zylindrische Röhre umfasst, die wahlweise mit einem Elastomer beschichtet ist, das weniger als 1,25 mm dick ist und ein Fluorelastomer oder ein Silikongummi umfasst.
    Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsformen genau beschrieben, wobei Veränderung und Abwandlungen möglich sind.
    Bezugszeichenliste
    10
    Tonerfixierwalze
    11, 11', 11", 11'''
    Kernelement
    12, 12', 12",
    12"' Grundpolsterschicht
    13, 13'
    Sperrschicht
    14, 14', 14",
    14"' Tonerablöseschicht
    15, 15'
    elastisch verformbare Struktur
    16, 16'
    Verstärkungsband
    18, 18'
    Versteifungsschicht
    17, 17'
    Hülsenelement
    20, 20', 20"
    Tonerfixierwalze
    21, 21', 21"
    zylindrischer Kern
    22, 22', 22"
    Grundpolsterschicht
    23, 23', 23"
    Tonerablöseschicht
    29
    Antriebsquelle
    30
    Gegendruckwalze
    31
    Kernelement
    32
    Oberflächenschicht
    40, 40', 40"
    Heizwalze
    41, 41', 41"
    inneres Heizelement
    42, 42', 42"
    Heizwalze
    43, 43', 43"
    inneres Heizelement
    50
    Tonerfixierwalze
    51
    Kernelement
    52
    elastisch verformbare Struktur
    60
    Tonerfixierwalze
    70
    Tonerfixierwalze
    80
    Tonerfixierwalze
    90
    Tonerfixierwalze
    92
    Spezifizierungskennzeichen
    92', 92"
    Spezifizierungskennzeichen
    93
    Barcode
    95
    Spezifizierungskennzeichendetektor
    100
    Simplexfixierstation
    110
    Aufnahmebogen
    111
    nicht fixiertes Tonerbild
    120
    Fixierspalt
    200
    Duplexfixierstation
    210
    Aufnahmebogen
    211
    nicht fixiertes Tonerbild
    212
    nicht fixiertes Tonerbild
    220
    Fixierspalt

    Claims (10)

    1. Eine verformbare Tonerfixierwalze (20) zur Verwendung in einer Fixierstation (100, 200) eines elektrostatografischen Apparats mit:
      einem steifen zylindrischen Kernelement (21);
      einem austauschbaren entfernbaren Hülsenelement (17), das ein Kernelement (21) umgibt und in engem nicht haftenden Kontakt mit dem Kernelement (21) steht; und
      wobei die Tonerfixierwalze (20) so angepasst ist, dass sie von einer externen Wärmequelle (40, 42) beheizt wird.
    2. Tonerfixierwalze nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare entfernbare Hülsenelement (17) des Weiteren folgende Elemente umfasst:
      ein Verstärkungsband (16);
      eine Grundpolsterschicht (12), die auf dem Verstärkungsband (16) gebildet wird;
      eine Versteifungsschicht (18), die die Grundpolsterschicht umgibt und in engem Kontakt mit der Grundpolsterschicht (12) steht; und
      eine Tonerablöseschicht (14), die auf der Versteifungsschicht (18) gebildet wird.
    3. Tonerfixierwalze nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Grundpolsterschicht (12) des Weiteren einen Schaum mit einer Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 umfasst, wobei die Tonerablöseschicht (14) eine Querdehnzahl von mehr als 0,4 umfasst, und die Tonerfixierwalze (20) so angepasst ist, dass sie von einer außerhalb der Tonerfixierwalze (20) angeordneten Wärmequelle (40, 42) beheizt wird.
    4. Tonerfixierwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Spezifizierungskennzeichen (92) auf einer äußeren Oberfläche der Tonerfixierwalze (20)
      dadurch gekennzeichnet, dass die Spezifizierungskennzeichen (92) auf der Tonerfixierwalze (20) vorgesehen sind, um ein auf die Tonerfixierwalze (20) bezogenes Parameter anzuzeigen, das von einem Spezifizierungskennzeichendetektor (95) entweder visuell, mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch oder durch Radiofrequenz ermittelt werden kann.
    5. Verfahren zum Bilden einer verformbaren Tonerfixierwalze (20) zur Verwendung in einer Fixierstation (100, 200) eines elektrostatografischen Apparats, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
      zur Verfügung Stellen eines zylindrischen Kernelements (11) mit einer elastisch verformbaren Struktur (15) mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement (11) umgibt; und
      Anpassen der Tonerfixierwalze (20), so dass sie von einer außerhalb der Tonerfixierwalze (20) angeordneten Wärmequelle (40, 42) beheizt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren vorsieht, dass die elastisch verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren ein
      Spezifizierungskennzeichen (92) umfasst, das ein auf die Tonerfixierwalze (20) bezogenes Parameter zur Verfügung stellt, wobei das
      Spezifizierungskennzeichen (92) entweder visuell, mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch oder per Radiofrequenz ermittelt wird.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren vorsieht, dass die elastisch verformbare Struktur (15) mit Overdrivekontrolle, die das Kernelement (11) umgibt folgende Elemente aufweist:
      eine Grundpolsterschicht (12), die auf dem Kernelement (11) gebildet wird;
      eine wahlweise vorsehbare Sperrschicht (13), die auf der Grundpolsterschicht (12) haftet; und
      eine Tonerablöseschicht (14), die auf der Sperrschicht (13) haftet.
    9. Verfahren nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren das zur Verfügung Stellen der Grundpolsterschicht (12) umfasst, die einen Schaum umfasst, der eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist, und wobei die Tonerablöseschicht eine Querdehnzahl von mehr als 0,4 aufweist.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des zur Verfügung Stellens des Weiteren das zur Verfügung Stellen eines austauschbaren entfernbaren Hülsenelements (17) als elastisch verformbare Struktur (15) vorsieht, wobei das austauschbare entfernbare Hülsenelement (17) des Weiteren die folgenden Elemente umfasst:
      ein Verstärkungsband (16);
      eine Grundpolsterschicht (12) mit einem Schaum, der eine Querdehnzahl zwischen 0,2 und 0,4 aufweist und auf dem Verstärkungsband (16) gebildet ist;
      eine wahlweise vorsehbare Sperrschicht (13), die auf der Grundpolsterschicht (12) haftet; und
      eine Tonerablöseschicht (14), die eine Querdehnzahl von mehr als 0,4 aufweist, welche auf der Sperrschicht (13) haftet.
    EP01123266A 2000-10-04 2001-10-04 Extern beheizte verformbare Tonerfixierwalze Withdrawn EP1195661A3 (de)

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    EP01123266A Withdrawn EP1195661A3 (de) 2000-10-04 2001-10-04 Extern beheizte verformbare Tonerfixierwalze

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    EP (1) EP1195661A3 (de)
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