DE2259213A1

DE2259213A1 - Tonerbild-fixiereinrichtung fuer ein xerografisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE2259213A1
Application number: DE2259213A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Ariyama; Shigeru Muramatsu; Ryoichi Namiki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-12-04
Publication date: 1973-06-14
Also published as: US3811821A; DE2265396C3; DE2259213C3; GB1417415A; DE2265587C2; DE2259213B2; DE2265396B1

Description

DR. BERG D!t*L.-!NÖ. STAPF

PATcNT AN WÄLTF β MÜNCHEN SO. MAUERKIRCHERSTR. 48

Anwaltsakte 23 192

Kabushiki Kaisha Ricoh Tokyo / Japan

Tonerbild-Pixiereinrichtung für ein xerografisches

' Kopiergerät

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tonerbild-Fixiereinrichtung für ein xerografisches Kopiergerät, bei welchem

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jeweils ein Tonerbild tragende Aufzeichnungsblätter zwischen einem in gegenseitiger Druckanlage gehaltenen Walzenpaar hindurchführbar sind und bei den wenigstens eine Walze des Paares zum Verschmelzen und Fixieren des Tonerbildes auf dem jeweiligen Aufzeichnungsblatt beheizbar ist.

In einem elektrofotografischen oder sogenannten xerografischen Abbildungsverfahren wird auf der limfangsfläche einer mit Selen beschichteten Trommel ein positives elektrostatisches Ladungsbild erzeugt. Ein gewöhnlich als Toner bezeichnetes dunkelfarbiges Pulver aus einem schmelzbaren Material wird negativ aufgeladen und an den eine positive Ladung tragenden Stellen des Ladungsbildes zum Anhaften gebracht, so daß ein Pulver- oder Tonerbild entsteht. Das Tonerbild wird auf ein Blattmaterial übertragen und anschließend in einem Fixierverfahren erhitzt und dabei dauerhaft gemacht. In dem Fixierverfahren wird das Blattmaterial gewöhnlich zwischen einer erhitzten Fixierwalze und einer in Druckanlage daran befindlichen Andruckwalze hindurchgeführt, wobei das Pulver des Tonerbildes auf dem Blattmaterial zum Schmelzen und zum Anhaften am Blattmaterial gebracht wird.

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Dieses Verfahren weist noch einige Mangel auf. An der..., _; mit dem Tonerbild in Berührung kommenden Umfangsfläche der Fixierwalze bleibt eine gewisse Menge des Toners haften, welche sich dann auf nachfolgenden Blättern abdrückt · und diese damit verunreinigt. Ist die Temperatur der Fixierwalze zu niedrig, dann haftet unverschmolzenes Pulver daran und drückt sich offsetähnlich auf den nachfolgenden Blättern ab. Ist andererseits die Temperatur der Fixierwalze zu hoch, so kann geschmolzenes Pulver daran anhaften und nachfolgende Blätter verunreinigen. Zur Verhinderung einer solchen Offset-Verunreinigung der Aufzeichnungsblätter erscheint es daher zweckmäßig, für die Fixierwalze ein geeignetes Material zu wählen, an welchem der Toner nur schwer anhaftet, und die Fixiertemperatur sorgfältig zu steuern. Die Steuerung der Fixiertemperatur ist jedoch recht schwierig. Ein weiterer Mangel besteht in der Neigung der Aufzeichnungsblätter, sich auf die Fixierwalze aufzuwickeln.

Um diesen Nachteilen zu begegnen soll durch die Erfindung unter anderem eine Einrichtung vorgesehen- werden, welche das Ablösen oder Abführen der Vorderkante der einzelnen Aufzeichnungsblätter von der Fixierwalze sicherstellt und bei der keine Offset-Verunreinigung der Bl'ätter durch an der Fixierwalze· anhaftendem Toner auftritt.

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Die Erfindung schafft eine Vorrichtung mit wenigstens einer beheizten Walze zum Aufschmelzen und Fixieren eines in einem elektrofotografischen Verfahren auf einem Aufzeichnungsblatt gebildeten Tonerbildes.

Gemäß der Erfindung weist eine Fixiereinrichtung der genannten Art eine Fixierwalze aus einem Material, an welchem der Toner nicht gut haftet, und eine Andruckwalze aus einem Material, an dem der Toner gut haftet, auf, so daß allenfalls an der Umfangsfläche der Fixierwalze anhaftende kleinere Tonermengen in Abwesenheit eines Aufzeichnungsblattes zwischen den beiden Walzen auf die Andruckwalze übertragen werden, wodurch die Umfangsfläche der Fixierwalze jederzeit von anhaftendem Toner freigehalten und das Verunreinigen der Aufzeichnungsblätter vermieden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Fixierwalze aus einem elastischen Material gefertigt ist, an welchem das Pulver des Tonerbildes nicht gut haftet, daß eine Andruckwalze aus einem relativ starren Material gefertigt ist, an welchem das Pulver gut haftet, daß die Andruckwalze einen kleineren Durchmesser hat als die Fixierwalze und daß die beiden Walzen so angeordnet sind, daß die an der Fixierwalze in Druckanlage befindliche Andruckwalze in der Umfangsfläche der Fixierwalze eine kleine Vertiefung schafft, so daß sich die einzelnen Aufzeich-

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nungsblätter ohne Aufwickein auf die Fixierwalze leicht von dieser ablösbar sind und ein Anhaften von "Pulver des Tonerbildes an der Umfangsfläche der Fixierwalze vermieden ist.

Somit schafft die Erfindung eine Einrichtung mit einer Heiz- oder Fixierwalze und einer Andruckwalze, von denen' die Heiz- und Fixierwalze eine Umfangsfläche aufweist, an welcher Toner eines in einem elektrofotografischen Verfahren auf einem Aufzeichungsblatt erzeugten Tonerbildes schlecht haftet und die Andruckwalze eine umfangsfläche hat, an der der Toner gut haftet. Das Aufzeichungsblatt wird zum Fixieren des darauf erzeugten Tonerbildes zwischen den beiden .Walzen hindurchgeführt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht einer vereinfachten Grundform einer Fixiereinrichtung gemäß Erfindung, .

Fig. 2 eine schematisierte Teil-Sei.tenansich.t einer Aus-...

führ.ungsform mit einer Heizwalze zum Beheizen der _: . . .Fixierwalze, - - · _: .. .

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Flg. 3 eine schematisierte Seitenansicht einer Ausführung mit Reinigungswalzen für die Fixier- und die Andruckwalze,

Fig. 4 eine schematisierte Seitenansicht einer Ausführungsform mit einer Fixierwalze aus einem elastischen Werkstoff und einer Andruckwalze aus relativ starrem Werkstoff und

Fig. 5 eine schematisierte Seitenansicht der Ausführung nach Fig. 4 mit einer Anzahl von Reinigungswalzen.

An einer drehbar in einem Rahmen F gelagerten Fixierwalze 1 befindet sich eine Andruckwalze 2 in Druckanlage. Die Walzen 1 und 2 sind in der jeweiligen Pfeilrichtung antreibbar. In den Walzen 1 und 2 sind stabförmige Heizkörper 3 bzw. iJ angeordnet.

Die Fixierwalze 1 ist aus Silikongummi oder-kautschuk oder einem anderen Material gefertigt, an welchem ein zum Entwickeln von Bildern verwendetes Pulver nur schlecht haftet Die Andruckwalze 2 ist aus Metall oder einem anderen Material, an dem das Pulver gut haftet. Die Fixierwalze 1 weist eine gewisse Elastizität auf, während die Andruckwalze starr ist.

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Eine mit ihrer Vorderkante in Anlage an der Andruckwalze 2 gehaltene Klinge oder ein Abstreifmesser 5 dient zum Abstreifen von daran haftenden Verunreinigungen. Ein in einem bekannten elektrofotografischen Verfahren mit einem Pulver- oder Tonerbild 7 versehenes Aufzeichnungsblatt 6 wird in Richtung des Pfeiles 8 zwischen die beiden Walzen 1 und 2 hinein bewegt.

Selbst wenn die Fixierwalze 1 aus einem Material ist, an dem das Pulver des Tonerbildes nicht gut haftet, können geringe Mengen des Pulvers an der Umfangsfläche der Fixierwalze hängen bleiben. Da die beiden Walzen 1 und 2 jedoch nach dem Durchgang des Aufzeichnungsblattes dazwischen in gegenseitige Anlage kommen, wechselt allenfalls an der Umfangsfläche der Fixierwalze 1 haftender Toner auf die · Umfangsfläche der Andruckwalze 2 über und bleibt dort haften. Die Andruckwalze 2 dient somit gleichzeitig als Reinigungswalze für die Fixierwalze 1, so daß die bisher dafür notwendigen Reinigungseinrichtungen in Fortfall kommen können. Auch ohne solche Reinigungseinrichtungen läßt sich die Umfangsfläche der Fixierwalze 1 jederzeit frei von anhaftendem Toner halten. '

Anstelle der Stabheizkörper J> und 4 kann zum Beheizen der beiden Walzen 1 und 2 ein Heizkörper 11 mit einem

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Reflektor 12 nahe an der Umfangsfläche der Fixierwalze angeordnet oder eine Heizwalze 13 in Anlage an der Umfangsfläche der Fixierwalze 1 geführt sein, so daß die Fixierwalze 1 direkt und die Andruckwalze 2 indirekt beheizt werden (Fig. 2).

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung enthält eine Fixierwalze 31 und eine in Druckanlage daran gehaltene Andruckwalze Die beiden Walzen sind in den entsprechenden Pfeilrichtungen antreibbar und enthalten jeweils einen Heizkörper 33 bzw. 34. Die Walzen 31 und 32 sind beide aus Silikongummi oder einem anderen elastischen Material, an welchem der Toner nicht gut haftet. Aus Aluminium oder einem anderen starren Werkstoff, an dem der Toner gut haftet, gefertigte Reinigungswalzen 35, 36 befinden sich in Druckanlage an den Walzen 31 bzw. 32.

Beim Durchgang eines Aufzeichnungsblattes 6 zwischen den Walzen 31 und 32 kann an deren Umfangsflächen eine gewisse Pulvermenge haften bleiben, wechselt jedoch bald darauf auf die Reinigungswalzen 35 und 36 über und bleibt dort halten. Damit sind die Fixierwalze 31 und die Andruckwalze jederzeit frei von anhaftendem Pulver, so daß es nicht zu einer Gffset-Verunreinigung der Aufzeichnungsblätter durch die Fixierwalze 31 kommen kann. Sobald an den Umfangsflä-

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chen der Reinigungswalzen 35, 36 etwas Pulver anhaftet, verbessert sich die Reinigungswirkung der Walzen, da das Haftvermögen des Pulvers an den Walzen in Abhängigkeit von dem schon daran haftenden Pulver zunimmt. Im Gebrauch vergrößert sich der Durchmesser der Walzen 35 und 36, aufgrund des zunehmenden Haftvermögens des Pulvers daran vermögen sie jedoch die Fixierwalze 3I und die Andruckwalze 32 weiterhin wirksam zu reinigen, -

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform weist eine Fixierwalze 41 aus einem elastischen Material, an welchem das Pulver des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsblatt nur schlecht haftet, und eine Andruckwalze 42 aus einem starren Material auf. Die Andruckwalze 42 hat einen kleineren Durchmesser als die Fixierwalze 4l, so daß die in Druckanlage an der Fixierwalze 41 gehaltene Andruckwalze 42 in der ümfangsflache der Fixierwalze eine Vertiefung schafft, während sich die beiden Walzen in den angegebenen Pfeilrichtungen drehen. Die Umfangsfläche der Fixierwalze 4l wird mittels eines mit einem Reflektor-43 versehenen Heizkörpers 44 oder mittels einer Heizwalze 13 entsprechend der in Fig. 2 dargestellten beheizt. Die Andruckwalze ist aus Aluminium oder einem anderen·Metall, an welchem das Pulver gut haftet. Eine mit ihrer Vorderkante in Anlage an der Umfangsfläche der Andruckwalze 42 gehaltene

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Klinge 45 dient zum Abstreifen von Verunreinigungen von derselben. Ein Aufzeichnungsblatt 6 mit einem darauf gebildeten Tonerbild 7 wird mittels (nicht gezeigter) Vorschubeinrichtungen in Richtung des Pfeiles 8 zwischen die beiden Walzen 41 und 42 eingeführt. An der Ablaufseite des Förderweges für das Blatt 6 sind zunächst den Umfangsflachen der Walzen 4l und 42 Blattableiter 46 bzw. 49 angeordnet um das gegebenenfalls an der einen oder anderen Walze anhaftende Aufzeichnungsblatt abzuheben.

Um das Anhaften von Toner an der Fixierwalze 41 vollständig zu verhindern kann deren Umfangsfläche mit Sllikonöl benetzt oder mittels einer Reinigungswalze gereinigt werden. Bleibt an der Fixierwalze 41 eine gewisse Menge Pulver des Tonerbildes 7 haften, so wird dies von selbst auf die Andruckwalze überführt, da es an der ersteren schlecht und an der letzteren besser haftet. Daher wird die Fixierwalze 41 jederzeit frei von anhaftendem Pulver gehalten und die Neigung des Aufzeichnungsblattes, sich darum aufzuwickeln, ist beseitigt.

Beim Austritt des Aufzeichnungsblattes 6 zwischen den einander berührenden Flächen der Walzen 41 und 4 2 wird es aufgrund der in der Fixlerwalze 41 geschaffenen Vertiefung gebogen, so daß sich sein vorderer Rand entlang einer gestrichelt gezeichneten Bahn 11 bewegt und das Blatt 6 sich von selbst von der Fixierwalze 41 löst.

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In einer praktischen Ausführung wird eine aus Silikongummi gefertigte Fixierwalze 41 mit einem Durchmesser von 50 mm auf 160 bis l80 ⁰C und eine aus Eisen gefertigte Andruckwalze 42 mit einem Durchmesser von 30 mm auf 135 bis 155 ⁰C erhitzt. Bei Durchlauf eines Aufzeichnungsblattes 6 zwischen den Walzen 41 und 42 mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/sec ist eine ausreichende Fixierung des Tonerbildes erzielbar, ohne daß Pulver an der Walze 41 haften bleibt oder das Blatt 6 darauf aufgewikkelt wird. " .

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung mit einer Fixierwalze 51 aus einem Werkstoff, an dem das Pulver nur schlecht haftet, und einer Andruckwalze 52 aus einem Werkstoff, an dem das Pulver ebenfalls schlecht oder nur wenig besser haftet. An den Walzen 51 und 52 sind Reinigungswalzen 53 bzw. 54 aus Metall oder einem anderen starren Werkstoff, an welchem das Pulver gut haftet, in Druckanlage gehalten. An der Fixierwalze 51 und der Andruckwalze 52 anhaftendes Pulver wechselt auf die Reinigungswalzen 53, 5¹* über und bleibt daran haften, so daß die Walzen 51 und 52 jederzeit von anhaftendem Pulver freigehalten werden. Mit Zunahme der Menge des an den Reinigungswalzen 53, 54 haftenden Pulvers steigert sich die Reinigungswirkung der Wal- · zen, da das anhaftende. Pulver die Klebfähigkeit der WaI-

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zenoberflachen erhöht.

Zur weiteren Steigerung der Reinigungswirkung können die Reinigungswalzen 35_} 36 oder 53, 5¹J in Fig. 3 bzw. 5 so weit erhitzt werden, daß das an ihren Oberflächen haftende Pulver erweicht wird. Zu diesem Zweck kann in jeder Reinigungswalze ein Heizelement angeordnet sein oder die Walzen können von außen her beheizt werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

(1. Tonerbild-Fixiereinrichtung für ein xerografisches Kopiergerät, bei welchem jeweils ein Tonerbild tragende Aufzeichnungsblätter zwischen einem in gegenseitiger Druckanlage gehaltenen Walzenpaar hindurchführbar sind und bei dem wenigstens eine Walze des Paares zum Verschmelzen und Fixieren des Tonerbildes auf dem jeweiligen Aufzeichnungsblatt beheizbar ist, dadurch gekennz e i chne t, daß die eine, als Fixierwalze (1, 31, 4l, 51) dienende Walze des Paares, an welcher das Tonerbild in Anlage zu bringen ist, wenigstens an ihrem Umfang aus einem Material besteht, an dem der Toner schlecht haftet und daß wenigstens eine mit der Fixierwalze (1, 31, 41, 51) in Anlage gehaltene drehbare weitere Walze (2, 42, 52, 35) wenigstens an ihrem Umfang aus einem Material besteht, an dem Toner gut haftet.
2. Fixiereinrichturig nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Walze (2, 42, 52, 35) wenigstens an ihrem Umfang aus Metall, vorzugsweise Stahl oder Aluminium, besteht..

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3. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Walze die andere als Andruckwalze (2, 42, 52) dienende Walze des Walzenpaares ist.
4. Fixiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze lehne t, daß die weitere Walze eine gesonderte Reinigungswalze (35) ist.
5. Fixiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Umfangsflache der Fixierwalze (1, 31, 41, 51) aus Silikonkautschuk gebildet ist.
6. Fixiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an der Andruckwalze (32, 52) eine Reinigungswalze (36, 54) in Druckanlage gehalten ist, welche eine Umfangsflache aufweist, an der der Toner gut haftet.
7. Fixiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwalze (41, 51) wenigstens am Umfang elastisch verformbar ist, daß die Andruckwalze (42, 52)

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eine starre Umfangsfläche aufweist und daß unter der Druckanlage der Andruckwalze (42, 52) eine leichte Vertiefung in der Umfangsfläche der Fixierwalze (4l, 51) gebildet ist.
8. Fixiereinrichtung nach Anspruch 7>dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwalze (4l, 51) aus Silikonkautschuk und die Andruckwalze (42, 52) aus Stahl gefertigt ist.
9. Fixiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierwalze (1, 31, 4l, 51) auf eine höhere Temperatur aufgeheizt ist, als die Andruckwalze (2, 32, 42, 52).
10. Fixiereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprü-che 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungswalze(n) (35, 36, 53> 54) bis zum Erweichen von daran haftendem Toner aufheizbar sind.

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