DE2063950C3 - Schmelzfixiereinrichtung für thermoplastische Tonerbilder - Google Patents

Description

Härte aufweist als die der Andruckfläche.

Verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Ansprüchen zu ersehen. Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein elektrophotographisches Kopiergerät, das mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Fixiereinrichtung ausgestattet ist,

Fig.2, 2A, 2B, 2C vereinfachte Darstellungen verschiedener vorteilhafter Ausführungsformen der Aufschmelz-Fixiereinrichtung nach der Erfindung,

F i g. 3 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform bei der das beheizte Element und das Andruckelement aus endlosen Riemen besteht,

F i g. 4 eine Kurvendarstellung über den Verlauf der Offsetdruck-Grenzen bei verschiedenen Temperaturwerten und Anpreßdrücken zwischen dem beheizten Element und dem Andruckelement.

F i g. 5 eine weitere Kurvendarstellung für die als Abriebskennwert ausgedrückte Aufschmelzqualität in Abhängigkeit von der Temperatur für verschiedene Anpreßdrücke und

F i g. 6 ein Blockdiagramm für eine Tempratarsteuereinrichtung, wie sie in Verbindung mit den Einrichtungen von Fig. 2, 2A, 2B, 2C und 3 Verwendung finden kann.

In F i g. I ist ein elektrographisches Kopiergerät dargestellt, das ein Gehäuse 1 aufweist, in welchem auf einer Achse 3 eine Trommel 2 im Uhrzeigersinn drehbar montiert ist. Die Trommel 2 trägt eine photoleitfähige Schicht 4. Entlang des Umfanges der Trommel 2 sind die verschiedenen Stationen zur Ausführung des elektrophotographischen Prozesses angeordnet, der während einer Umdrehung der Trommel ausgeführt wird. Eine erste Station besteht aus einer Korona-Aufladeeinheit 5, die zur Aufbringung einer gleichförmigen elektrostatischen Ladung auf die photoleitfähige Schicht 4 dient. Diese Korona-Aufladeeinrichtung 5 besteht aus mehreren dünnen Drähten 6, die an ein hohes Spannungspotential angelegt sind. Die nächste Station dient zur Ablichtung des zu reproduzierenden Originals, das mit seiner Bildseite nach unten auf eine iiansparente Tragscheibe 7 gelegt wird, die aus Glas, Polymethylmetacrylat oder einem ähnlichen Material bestehen kann.

Das Original wird durch einen Lichtblitz aus den Lichtquellen 8, hinter denen sich Reflektoren 9 befinden, beleuchtet. Die Strahlung von den Lichtquellen 8 wird durch die schwarzgefärbten Teile des Originals absorbiert und von den hellen Bildteilen reflektiert. Die reflektierte Strahlung erzeugt ein Abbild auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 4 von dem Original. L/ie nächste Station ist eine Entwicklungseinrichtung 10, die von einem Teil des Gehäuses und von Gehäusewandungen 11 und 12 umgeben ist. Das Gehäuse bildet im unteren Teil einen Behälter für Entwicklermaterial 13. Dieses Material besteht aus einer Mischung von herkömmlichen elektroskopischem Tonerpulver und Trägerpartikeln für dieses Pulver. Das Material wird durch ein angetriebenes endloses Transportband 15, auf dem sich kleine Förderschaufeln 14 befinden, aufgenommen und über das auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 4 befindliche elektrostatische Bild unter Wirkung des Transportbandes 15 gestreut, wobei das elektrostatische Feld des Bildmusters das Tonerpulver von den Trägerpartikcln abzieht und in den betreffenden Bildbereichen festhält, wodurch diese sichtDf.,- werden. Die Trägerpartikeln fallen zusammen mit dem zur Bildentwicklung nicht benötigten Tonerpulver in den durch die Gehäusewandung begrenzten unteren Teil des Gehäuses der Entwicklerstation zurück. Durch nicht dargezeigte Mittel wird periodisch neues Tonerpulver in die Entwicklerstation nachgefüllt.

Um das elektroskopische Tonerpulver-Bild auf ein Blatt Bildempfangsmaterial zu übertragen, wird eine Übertragungsstation benutzt, die eine Einrichtung zur Zuführung von Bildempfangsmaterial, vorzugsweise einen Stapel von Papierblättern 16 sowie eine Transporteinrichtung 17 enthält, die jeweils das zuoberst liegende Papierblatt einzeln in einen Kontakt mit der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht und so auch mit dem elektroskopischen Tonerpulver-Bild bringt. Die Übertragungsstation enthält weiterhin eine Korona-Entladeeinrichtung 18, die an ein hohes Potential angeschlossen ist und dazu dient, eine Ladung auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials mit der gleichen Polarität herzustellen, wie sie die Ladung hat. die durch die Korona-Aufladeeir .chtung 5 auf die Schicht 4 gebracht wurde. Die elektrosratische Ladung auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials bewirkt eine Übertragung des elektroskopischen Tonemulver-Bildes von der Oberfläche der Schicht 4 auf die ihr zugewandte Oberfläche des Bildempfangsmaterials. Das Tonerpulver-Bild befindet sich danach unfixiert auf dem Bildempfangsmaterial. Da nicht alles Tonerpuiver von der Schicht 4 übertragen wird, ist die letzte Station innerhalb des vollständigen elektrophotographischen Reproduzierzyklus eine Säuberungsstation, die eine Roilenbürste 21 enthält, die sich in einem Vakuumgehäuse 22 befindet und durch nicht dargestellte Mittel angetrieben wird. Das Gehäuse 72 ist an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen. Die Fasern der Röhrenbürste 21 stehen in Kontakt mit der Oberläche der photoleitfähigen Schicht 4. Die Säuberungsstation kann auch eine nicht dargestellte Lampe enthalten, deren Strahlung zur Beseitigung von elektrostatischen Restladungen auf der photoleiifähigen Schicht 4 dienen kann.

Jas auf das Bildempfangsmaterial übertragene Tonerpulver-Bild wird auf das Blatt aufgeschmolzen, wenn dieses eine Aufschmelz-Fixierstation 23 passiert. Diese Station enthält eine beheizte Fixierrolle 24 und eine Andruckrolle 25, die mit der Fixierrolle 24 in Kontakt steht. Die Fixierrolle 24 besteht aus einem wärmeleitenden Tubus 26, der beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium hergestellt ist und in dessen Innerem eine Infrarotlampe 27 angeordnet ist. Auf dem Umfang des Tubus 26 befindet sich eine elastische Isolierschicht, die gegen hohe Temperaturen unempfindlich ist. Ein geeignetes Material für diese Isolierschicht ist z. B. Siliciumgummi. Die Leistung der Lampe hängt von der Transportgeschwindigkeit des Bildempfangsmaterials du.xh die Fixierstation ab. Für eine Transportgeschwindigkeit von ca. 80 cm pro Sekunde wurden z. B. zwei nebeneinander angeordnete Infrarotlampen verwendet, die eine Leistung von ca. 50 Watt pro cm aufwieseil. Der Tubus 26 bestand dabei aus Kupfer, sein Innendurchmesser betrug 76,2 mm und seine Dicke 3,2 mm. Die Dicke des Tubus 26 ijt nicht kritisch, da Kupfer ein sehr guter Wärmeleiter ist. Dagegen ist die Dicke der elastischen Isolierschicht zu beachten, da sich der Wärmefluß oder die Wärmeleitfähigkeit dieser Schichi mit zunehmender Dicke verringert. Im erläuterten Falle betrug die Dicke ca. 0.25 mm; sie kann ledoch eine Dicke zwischen 0.075 und 0.5 mm

aufweisen. Die untere Begrenzung der Dicke der Isolierschicht wird durch die Festigkeit und Deformierbarkeit des Schichtmaterials bei Einwirkung großer Drücke bestimmt. Eine relativ dicke Isolierschicht mit mehr als 0,<!5 mm hat den Vorteil, daß einzelne Trägerpartikel-Perlen, die bei Verwendung einer Entwicklereinrichtung der vorbeschriebenen Art mit dem Tonerpulver auf das Bildempfangsmaterial übertragen werden können, die beheizte Fixierrolle 24 nicht beschädigen. Die Isolierschicht muß einen hohen Temperaturwiderstand und eine beträchtliche Härte aufweisen. Das Material der Isolierschicht sollte wenigstens eine Temperatur von ca. 300^cC ohne Verlust seiner Eigenschaften aushalten, und es sollte vorzugsweise eine Shore-Härte A von 30 bis 35 aufweisen.

Die Andrückrolle 25 wird gegen die beheizte Fixierrolle 24 mit einer AnpreDkraft gedruckt, die in der dargestellten Ausführung von einem durch Druckluft betätigten Kolben 29 geliefert wird, der unter dem Einfluß eines nicht dargestellten Druckregulators steht. Die Andruckrolle 25 besteht vorzugsweise aus einem Formkörper 30 aus einem elastomeren Material mit hoher Wärmebeständigkeit wie beispielsweise Siliciumgummi. Der Körper 30 ist jedoch dicker als die Isolierschicht auf der beheizten Fixierrolle 24. Der Formkörper 30 kann eine Shore-Härte A von 40 bis 70, vorzugsweise aber von 65 aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Formkörper 30 ein gegossener Formkörper in Gestalt einer Rolle, der auf eine konzentrische Achse 31 aufgezogen ist.

Die vorausgehend beschriebene Einrichtung ist im Detail in der schematischen Darstellung von Fig. 2 veranschaulicht. Eine Abwandlung dieser Einrichtung zeigt die F i g. 2A, wo die Infrarotlampe 27 von F i g. 2 durch ein Widerstandsheizelement 32 ersetzt worden sind. Das Widerstandselement 32 kann entweder im Zentrum der beheizten Fixierrolle 24 oder in der Nähe der Oberfläche der Fixierrolle 24 angeordnet sein. Ein Beispiel für die letztere Ausführung zeigt die Fig. 2B, wo anstelle eines Tubus 26 aus Kupfer ein elastomerer Formkörper in Gestalt einer Rolle das Widerstandsheizelement 32 in seinem Inneren nahe seiner GuciPiätlic enthält. Der Furmkürper ist dabei auf einer Achse 32 befestigt. Eine weitere Ausführungsform für das beheizte Element der Fixiereinrichtung 23 von Fig. 1 zeigt die Fig. 2C, gemäß der die zwei Fixierrollen 24 und die Andruckrolle 24' Heizelemente enthalten. Die Heizelemente sind INfrarotlampen 27 und 27'. Statt dessen können jedoch auch Heizelemente und Ausbildungen der in den Fig.2A und 2B dargestellten Art in Verbindung mit der Anordnung von F i g. 2C benutzt werden. Die Umfangsschichten 28 und 28' der Rollen 24 und 24' bestehen aus einem elastomeren Werkstoff mit hohem Temperaturwiderstand. Auch hierfür wird Siliciumgummi bevorzugt Die Schicht 28' auf der als Andruckrolle wirkenden Rolle 24' ist dicker als die Schicht auf der beheizten Fixierrolle 24. Hierdurch wird der Kontaktbereich zwischen der das Tonerpulver-Bild tragenden Oberfläche des Bildempfangsmaterial und der beheizten Fixierrolle 24 während des Aufschmelzvorgangs vergrößert Die Schicht 28' hat auch eine größere Härte als der Formkörper 30 der Andruckrolle 25 in den Ausführungen von F i g. 2, 2A und 2B. Zur Vereinfachung der Darstellungen wurde bei der Anordnung von F i g. 2C die Einrichtung zur Erzeugung des Anpreßdruckes nicht dargestellt.
Anstatt von Rollen als Transport- und Fixierelemente der Fixierstation, wie es die F i g. 2 und 2Λ bi* 2C zeiger kann ein Paar endloser Riemen 34 und 35 benutz werden, von denen jeder auf zwei Achsen 36 und 3, montiert ist (Fig. 3). Im Fixierriemen 34 ist eil Widerstandsheizelement 38 angeordnet, in einer ähnli chen Weise wie bei der Einrichtung von Fig. 2B. Beidi Riemen 34 und 35 bestehen aus einem Elastomer mi hohem Temperatiirwiderstand, wobei der Andruckrie men 35 eine größere Härte als der beheizte Fixierrie men 34 aufweist. Die Umlaufrichtung der Riemen 34 um 35 ist durch Pfeile 39 angegeben. Es ist dadurcl ersichtlich, daß das Bildempfangsmaterials, welches da: Tonerpulver-Bild trägt, von der Eingangsseite 40 di< Aufschmelz-Fixiereinrichtung zur Ausgangsseite 41 hir durchläuft. Eine solche mit Transportriemen arbeitend! Einrichtung hat den Vorteil, daß die Zeit, in welcher da: beheizte, den Aufschmelzvorgang bewirkende, Fixier element mit dem Tonerbild in Kontakt ist, erhöht wird Die Anforderungen an das Tonerpulver könner hierdurch verringert werden. Die Andruckkraft zwi sehen den Riemen wird durch einen Druckluftkolben 4ί hervorgerufen, der unter dem Einfluß eines nich dargestellten Druckregulators steht. Durch den Kolber 42 werden die beiden Riemen 34 und 35 wenigstens irr ausgangsseitigen Bereich 41 der Aufschmelz-Fixierstation gegeneinandergepreßt.

In Abwandlung der Einrichtung von F i g. 3 kann auch der Andnickriemen 35 ein Heizelement enthalten, wie es sich im Fixierriemen 34 befindet. Des weiteren kann die Einrichtung von Fig.3 entsprechend der Einrichtungen von F i g. 2,2A und 2C abgewandelt werden.

Es ist noch nicht vollständig geklärt, warum bei Verwendung der dargestellten Einrichtungen während des Aufschmelzvorganges eine Flüssigkeit auf der Oberfläche des beheizten Fixierelementes, welches die Nachdruckerscheinungen verhindert, entbehrlich ist. Eine Erklärung hierfür beruht auf dem Umstand, daß die elastische Oberfläche des Andruckelementes eine größere Härte als die des beheizten Fixierelementes aufweist. Die elastische Oberfläche wird während des Aufschmelzens des harzigen Tonerpulvers aufgrund der Anpreßkraft deformiert. Während sich das Tonerpulver noch im gescnmoizenen Zustand befindet und die deformierte Oberflächenschicht in ihre Originalform zurückkehrt, löst sie sich vom Tonermaterial, wobei Scherungskräfte wirksam werden, welche verhindern, daß sich das Tonermaterial am beheizten Fixierelement nach Art des Offsetdruckes festsetzt. Bei Verwendung einer relativ weichen, elastischen Gummischicht und einer hohen Anpreßkraft wird das Auftreten von Scherungskräften begünstigt Wenn ein Abschnitt Jer weichen Schicht in einen anfänglichen Kontakt mit der harten Oberfläche des Andruckelementes gelangt, ist die Oberfläche dieses Abschnittes nahezu in ihrer Normalform und die Oberflächenreibung bestimmt eine gleiche Geschwindigkeit für die Oberflächenbereiche. Mit Fortschreiten des Kontaktes verringert sich der Oberflächenradius des Abschnittes. Entsprechend dem Poissonschen Verhältnis ist die radiale Zusammenpressung von einer orthogonalen Dehnung begleitet Als Resultat der Friktionswirkung tritt daher eine Scherkraft auf. Wenn das Bildempfangsmaterial die Fixierstation passiert, wird dieses einer ähnlichen Beanspruchung ausgesetzt, die jedoch in erster Linie auf der

■ Rückseite des Blattes wirksam wird.

F i g. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Bereiche, in denen Offsetdruck-Erscheinungen auftreten sowie die diese Bereiche begrenzenden Kurven in

Abhängigkeit von der Temperatur des beheizten Elementes und des Andruckclcmenics und von der Anpreßkrafi /wischen diesen Elementen. Eine Kurve 60 ist dem beheizten (-"lenient und eine Kurve 61 dem Amiruckelement zugeordnet. In einer realisierten Aiisführungsform der dargestellten Aufschmelz-Fixiereinrichtung wurde eine beheizte Fixicrrolle 24 mit einer !.any ^von ca. 200 mm und einem ca. 1,6 mm dicken Kupfertubiis verwendet, die cine Shore Härte A von JO aufweist. Die Anprclikraft betrug ca. OJ kg pro cm, bezogen auf die Länge der beheizten I i.sierrollc. Die Andruckrolle 25 bestand aus einem massiven Formkörper. der aus Siliciumg'immi hergestellt war, welcher eine Shore-Märtc A von 45 aufweist. Wahrend der Meßoperalionen wurde Papier mit einer Geschwindigkeit von 50 cm pro Sekunde zwischen den beiden Rollen hilldurchgeführt, um ein mit herkömmlichen Tonerpulver sichtbar gemachtes Bild aufzuschmelzen. Den

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Nachdruckerscheinungeii zugeführt. Der links von der Kurve 60 der beheizten Fixierrolle befindliche Bereich 43 wird als kalter Offsetbereich bezeichnet, und der rechts dieser Kurve befindliche Bereich 44 wird als heißer Offsetbereich bezeichnet. In der Zone zwischen den Kurven 60 und 61 treten keine Nachdruckcrscheinungen bzw. Offsetdruck-F.rscheinungen auf. In dieser /one wurde bei Durchführung eines Abriebtesls der noch zu beschreibenden Art eine Abricbqualität von 70 festgestellt. Im kalten Offsetbereich findet oft ein Nachdruck von fetten Buchstaben statt, der auf dem Bildempfangsmaterial den Bildabdruck und die Ränder von Zeichen zurück läßt. Das harzige Tonerpulver wird auf der beheizten Fixicrrollc erwärmt und nach einer Umdrehung dieser Rolle auf das laufende oder nächste Bild übertragen. Im heißen Offsetbereich bleiben oft die einzelnen Tonerpartikeln der Bildfläche und der Ränder von Zeichen an der Fixierrolle haften, wobei jedoch ein gut aufgeschmolzenes, untergrundfreies Bild erhalten wird. Die im heißen Offsetbereich an der beheizten Fixierrolle haftenden Tonerpartikeln lassen sich nur sehr schwer von dieser Rolle entfernen; oft ist zur Säuberung der Fixierrolle ein Lösungsmittel notwendig. Aufgrund der verschiedenen Eigenschaften zwischen den Bereichen 43 und 44 läßt das auf ein Bildempfangsmaterial aufgeschmolzene Bild erkennen, ob die Anpreßkraft und die Temperatur auf einem solchen Wert sind, daß die Aufschmelz· Fixiereinrichtung in einem der Grenzbereiche 43 oder 44 arbeitet und welcher Grenzbereich dies ist. Hieraus kann eine Anzeige für eine entsprechende Änderung der Werte für die Temperatur und die Ar.preßkraft gewonnen werden, um eine Operation der Einrichtung in der nachdruckfreien Zone zu gewährleisten.

Eine weitere Erklärung dafür, daß unter den angegebenen Bedingungen von Temperatur und Anpreßkraft keine Nachdruck- bzw. Offsetdruck-Erscheinungen auftreten, besteht darin, daß der Überzug des beheizten Fixierelementes den Wärmefluß steuert. Diese Erklärung wird dadurch gestützt, daß Nachdruckerschein mgen bei allen Temperaturwerten und Anpreßdrücken auftreten, wenn das beheizte Element eine unbeschichtete heiße Metallrolle ist. sogar wenn eine die Nachdruckerscheinungen normalerweise verhindernde Flüssigkeit benutzt wird. Bei einer solchen Anordnung ist der Wärmeflußpfad sehr kurz und der Wärmefluß zum Tonerpulver-Bild ist groß. Im Gegensatz hierzu haben die vorausgehend beschriebenen Ausführungen der AufschmelzFixiereinrichtung gemäß der Erfindung eine große, von Nachdruck- bzw. Offsetdruck-F.rscheinungen freie Zone, insbesondere, wenn ein Papierblatt mit einem entsprechenden Tonerpulver-Bild durch die Fixiereinrichtung geführt wird. Der Wärmeflußpfad . zum Tonerbild ist in diesem Falle lang, da er auch die Papierdicke enthalt. Der Hil/efluß wird durch den Tcmperaturabfall im Überzug des beheizten F.lcmentes und im Papier im Vergleich zur Verwendung von unbeschiclitetcn. beheizten Elementen erheblich verrin-

in gert.

Um die Aufschmcl/.qualilät des fixierten Toncrbildcs zu beurteilen, kann ein mechanisches Abriebverfahren unter Verwendung von einem Stück Filterpapier benutzt werden. Der am Filterpapier haftende Betrag

■', von Tonerpulver wird optisch gemessen. Dies geschieht dadurch, daß ein sauberes Stück Filterpapier, dessen optische Reflexion bekannt ist, auf einem beweglichen Vakuum-Abricbkopf angeordnet wird, auf dem es durch

uC5 TäKüüdiS iil SciiiOf

gci'ianci'i wifu.

Der Kopf ist gelenkig angeordnet, um an einer festen Vakuum-Trägerplatte zur Anlage zu kommen und von dieser abgehoben zu werden. Auf der Platte befindet sich das Papier mit dem aufgeschmolzenen Tonerpulver-Bild. Eine Reflexionseinrichtung, die eine einstellbare Lichtquelle und eine Photozelle mit einem kalibrierten Meßbereich von Null bis 100 aufweist, wird auf das saubere Filterpapier fokussiert. Die Lichtstärke wird so eingestellt, daß die Photozelle einen Strom von 100 Mikroampere liefert, um ein Ablesen der Meßzahl 100 /u ermöglichen. Nun wird der Abriebkopf in Kontakt mit dem Tonerpulver-Bild gebracht und mehrmals hin und her bewegt, beispielsweise lOmal, wobei das Filterpapier einen Abrieb des Tonerbildes verursacht. Nach (irreichen der vorbestimmten Anzahl Abriebsbewegungen wird der Abriebkopf abgehoben. Die Reflexionseinrichtung wird auf das Filterpapier fokussiert, wobei die Intensität der Lichtquelle die gleiche ist. wie vor Beginn des Abriebtests. Kann eine Maßzahl tOO abgelesen werden, so liegt eine vollständig aufgeschmolzene Kopie vor, während die Maßzahl 30 eine schlecht aufgeschmolzene Kopie angibt. Eine gute Fixiprniialilät liput vor wenn Meßzahlen von 70 oder mehr angezeigt werden.

Die Fig. 5 zeigt eine Kurvendarstellung für drei verschiedene Werte der Anpreßkraft in Abhängigkeit von der Temperatur und der nach dem vorausgehend beschriebenen Verfahren bestimmten Abriebqualität. Die in F i g. 5 angegebenen Werte wurden mit einer Fixiereinrichtung der in Fig. 2 dargestellten Art erreicht, wobei eine Papier-Transportgeschwindigkeit durch die Rollen 24 und 25 von ca. 40 cm pro Sekunde benutzt wurde. Die beheizte Fixierrolle 24 und die Andruckrolle 25 waren je 28 cm lang. Es wurden Anpreßdrücke von 2 kg pro cm und 2,45 kg pro cm und 3 kg pro cm. jeweils bezogen auf die Rollenlänge, verwendet. Für eine Anpreßkraft von 2 kg pro cm und eine Temperatur von 216° C wurde eine unzureichende Abriebsqualität von weniger als 70 festgestellt.

In Fig.6 ist eine Temperatursteuereinrichtung in Form eines vereinfachten Blockdiagramms veranschaulicht, wie sie in Verbindung mit den vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen der Auf schmelz-Fixiereinrichtung Anwendung finden kann. Eine Schaltung 45 enthält zwei voneinander unabhängig wirkende Wheatstonsche Brücken, von denen eine mit Wechselstrom und die andere mit Gleichstrom beschickt wird. Es wird ein Temperaturfühler in Form eines Thermistors 46 als gemeinsamer Zweig der Schaltung 45

benutzt. Line Gleichstromquelle 47 versorgt die betätigt ein Relais 51, über welches die Stromzufuhr zu

gleichstrombetricbene Brückenschaltung. die ein Signal einer Infrarotlampe 52 erfolgt, so daß die Temperatur

/ur Temperaturanzeige- oder Meßschaltiing 48 abgibt. jeweils auf dem in der Steuereinrichtung eingestellten

l-ine Wechselstromquelle 49 versorgt die andere Wen gehalten wird. Als Temperatursteuereinrichtung

Drücke, die ein Sieueisignal /u einem vierstufigen . gemäß I" i g. 6 kann eine herkömmliche Steiicreinrich-

Vcrslärker 50 liefert. Das verstärkte Steuersignal lung verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schmelzfixiereinrichtung für thermoplastische Tonerbilder, weiche das zu fixierende Bild zwischen einer endlosen, umlaufenden, beheizten Fixierfläche und einer endlosen umlaufenden Andruckfläche führt, deren das Bild kontaktierende Schichten aus elastischem Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktierende Schicht der beheizten Fixierfläche (24, 34) eine geringere Härte aufweist als die der Andruckfläche (24', 25, 35).

2. Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelschicht einer beheizten Rolle (24) als Fixierfläche dient und eine geringere Härte aufweist als die äußere Mantelschicht einer Andruckrolle (24', 25).

3. Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen beheizten, endlosen FixierrieiK-jn (34) und einen endlosen Andruckriemen (35). Jt'e im Bereich von zwei l-aufrollenpaaren (36, 37) sowie im dazwischenliegenden Bereich aneinander anliegen und von denen der Fixierriemen eine geringere Härte aufweist als der Andruckriemen.

4. Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Fixierrolle (24) und die Andruckrolle (24', 25) bzw. das eine Laufrollenpaar (36) mit einer Anpreßkraft von mehr als 0,5 kg pro cm Rollenlänge gegeneinander gedruckt sind.

5. Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daL die Anpreßkraft mehr als 2 kg pro cm Rollcilänge beträgt, und daß die Heizleistung für die beheizte .'ixierrolle, bzw. den beheizten Fixierriemen auf eine Oberflächentemperatur von mindestens 200⁰C bei einer Transportgeschwindigkeit von wenigstens 40 cm pro Sekunde eingestellt ist.

6. Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Fixierrolle bzw. der beheizte Fixierriemen auf eine Oberflächentemperatur von 250⁰C eingestellt ist.

7. Schmelzfixiereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Fixierrolle (24) aus einem Hohlzylinder (26) besteht, auf dem sich ein Überzug (28) aus elastischem Material befindet, der wenigstens 0,07 mm dick ist, und daß im Inneren des Hohlzylinders eine Wärmequelle (27) angeordnet ist.

8. Schmelzfixiereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Fixierrolle (24) aus einem auf einer Achse (33) angeordneten zylindrischen Formkörper aus elastischem Material besteht und daß in der Nähe der Oberfläche des Formkörpers ein elektrisches Widerstandsheizelement (32) eingebettet ist.

9. Schmelzfixiereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (24') als Hohlzylinder ausgebildet ist und in ihrem Inneren eine Wärmequelle (27') aufweist.

10. Schmelzfixicreinriclilung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (25) aus einem zylindrischen Formkörper aus elastischem. hit/.cbesländiKem Material besteht.

Die Erfindung betrifft eine Schmelzfixiereinrichtung für thermoplastische Tonerbilder, welche das zu fixierende Bild zwischen einer endlosen, umlaufenden, beheizten Fixierfläche und einer endlosen, umlaufenden Andruckfläche führt, deren das Bild kontaktierende Schichten aus elastischem Material bestehen.

Bekannte Fixiereinrichtungen für elektrophotographische Kopiergeräte arbeiten nach dem Aufschmelzverfahren (z. B. US-PS 32 56 002). Das elektrostatisch auf einem Trägerblatt erzeugte Tonerpulver-tlild wird einer Wärmequelle ausgesetzt, die ein Schmelzen des aus harzigem Material bestehenden Tonerpulvers bewirkt, welches dabei mit der Oberfläche des Trägerblattes eine feste Haftverbindung eingeht Die Wärmezufuhr kann über eine von innen oder außen beheizte Fixierrolle erfolgen, an die eine Andruckrolle gepreßt wird. Das Trägerblatt durchläuft die beiden Rollen. Hierbei kommt die 3ildoberfläche mit der beheizten Fixierrolle in Kontakt, wodurch der Aufschmelzvorgang ausgelöst wird.

Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß beim Durchlauf mehrerer Bildträger durch die Rollen είπε Nachdruckerscheinung nach Art des Offsetdruckes auftritt Von einem durch die Rollen laufenden Bildträger bleibt ein Teil des Tonerpulvers am Umfang der beheizten Fixierrolle haften und wird während des Durchlaufes des nächsten Bildträgars auf diesen übertragen. Hierdurch wird die K.opierqualität erheblich beeinträchtigt.

Bei einer derartigen Einrichtung ist es auch bekannt, die Andruckrolle mit einer Silikongummihüllse zu versehen, um die Andruckverhältnisse zu verbessern, und die beheizte Fixierrolle mit einer Teflonschicht zu überziehen, die aufgrund ihrer wachsähnlichen Struktur abweisend auf das Tonpulver wirkt (DE-OS 14 97 216). Hierdurch werden die Nachdruckerscheinungen zwar vermindert, aber keineswegs beseitigt. Zur Vermeidung dieses Nachteils hat es sich deshalb bei den obigen Einrichtungen als notwendig erwiesen, der beheizten Fixierrolle laufend eine geeigne-e Flüssigkeit, wie beispielsweise Silikonöl, zuzuführen, die ein Anhaften von Tonerpulver an ihr verhindert.

Es existiert auch bereits ein Vorschlag, zur Vermeidung einer derartigen Flüssigkeitszufuhr die beheizte Fixierrolle mit einer elastischen Schicht zu versehen, die ihrerseits einen Überzug aus einem besonderen Material mit das Tonet pulver abweisenden Eigenschaften besitzt. Die Wärmezufuhr erfolgt dabei durch eine außerhalb der Rolle angeordnete Wärmequelle. Die elastische Schicht, die aus Silikongummi besteht, dient hier neben der Herstellung guter Andruckverhältnisse insbesondere der Wärmeisolierung, um zu verhindern, daß die von außen zugeführte Wärme in das Innere der Rolle abgeleitet wird.

Es ist bei Kopiergeräten dieser Art ferner bekannt, das Trägerblatt mit dem Tonerpulver-Bild zwischen zwei beheizten Gummirollen hinduichzuführen (US-PS 28 51373). Die oben erläuterten Probleme werden durch diese Anordnung nicht gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ~ine Fixiereinrichtung der eingangs erläuterten Art anzugeben, bei eier die Zufuhr einer Nachdruckerscheinung verhindernden Flüssigkeit vermieden werden kann und die bei einfachem Aufbau ein gleichmäßiges Aufschmelzen des Tonerpulvers während einer hohen Transpo"!- gcsehwindigkeit des Bildträgers gestattet Erfindungsgemaß wird ü.es dadurch erreicht, daß die kontaktiercncle Schicht dor beheizten Fixierfläche eine ιτπιη'ργρ