DE2654628C2

DE2654628C2 - Fixierstation für elektrostatische Kopiergeräte

Info

Publication number: DE2654628C2
Application number: DE2654628A
Authority: DE
Inventors: Ronald Edward Boulder Col. Gaitten; Paul Daniel Lafayette Col. Jachimiak; James Andrew Boulder Col. Machmer; Alvin Leroy Paris Ky. Wittwer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-12-11
Filing date: 1976-12-02
Publication date: 1984-09-06
Also published as: JPS5272238A; AU501545B2; FR2334986B1; GB1515225A; FR2334986A1; DE2654628A1; US4207059A; AU2041276A; JPS5537753B2; BE848209A; CA1062761A

Description

aufweist, wobei

C_n

die Zeit in Stunden, in der jeweils eine von mehreren aufeinanderfolgenden Zonen der umlaufenden Andruckrolle im Kontakt mit der Fixierrolle steht,

kcal
die spezifische Wärme in

mhK

k_c die thermische Leitfähigkeit in

kcal
kg K

und

Pc die Dichte des wärmeisolierenden Überzugs der Andruckrolle in kg m-³ bedeuten.

4. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Arbeitszustand, der durch

7} = 455 K, T_s = 305 K,

T₁ = 355K₁Jf= 12,20 und

Os = 5,61

bestimmt ist, der wärmeisolierende Überzug (9) eine Wärmeaufnahmefähigkeit von o_c = 9,6 aufweist, wobei

Tf.u- jeweils die Temperatur der Oberfläche der elastischen Schicht auf der Fixierwalze, des Papiers bei der Zufuhr, bzw. des wärmeisolierenden Überzugs der Andruckwalze und

OfM- jeweils die zugehörige Wärmeaufnahmefähigkeit bedeuten.

5. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (9) eine thermische Leitfähigkeit k_c = 0,21, eine spezifische Wärme C_1x = 0,25 und eine Dichte p_L = 176 aufweist.

6. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) der Andruckrolle (2) aus starrem Material besteht und daß sich der Überzug (9) über die gesamte Umfangsfläche des Kerns erstreckt.

7. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (9) der Andruckrolle (2) aus Aluminium besteht.

8. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (9) der Andruckrolle(2) aus Fluorpolymer besteht.

9. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (9) aus einem fluorinierten Äthylen-Propylen-Mischpolymerisat besteht.

10. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (9) aus Polyurethan-verstärktem fluorinierten Äthylen-Propylen-Klischpolymerisat besteht.

11. Fixierstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (9) eint Dicke von 0,1 bis 0,12 mm aufweist.

12. F'xierstation nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (8) der Andruckrolle (2) als Hohlzylinder mit einer Wandungsdicke von ca. 12 mm ausgebildet ist.

35 Die Erfindung bezieht sich auf eine Fixierstation für elektrostatische Kopiergeräte zur Druck/Wärme-Fixierung eines auf einem Träger befindlichen Tonerbildes durch ein rotierendes Rollenpaar, das aus einer geheiz-

4n ten Fixierrolle und einer an ihrem Umfang eine Wärmeisolierschicht tragenden Andruckrolle besteht, die beide breiter sind als der zur Biidfixierung zwischen ihnen hindurchgeführte Träger des Tonerbildes und die außerhalb des Trägers in direktem Oberflächenkontakt miteinander stehen.

In elektrostatischen Kopiergeräten werden Toneraufschmclzvorrichtungen zur Fixierung des thermoplastischen Tonerbildes auf dem Kopienträger benutzt. Der Kopienträger besteht vorzugsweise aus bandförmigen oder blattförmigem Material. Die Bilder werden durch Wärme- und Druckeinwirkung fixiert, wenn der Kopienträger zwischen einer geheizten Fixierrolle und einer mit dieser in Kontakt stehenden Andruckrolle hindurchläuft. Die geheizte Fixierrolle wird gegen die das Tonerbild tragende Oberfläche des Kopienträgers gepreßt, während die Andruckrolle hierbei den Kopienträger abstützt. Um eine saubere und haltbare Fixierung der Bilder zu erreichen, ist es notwendig, daß die Temperatur der Fixierrolle innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten wird, wobei das Temperaturprofil der Fixierrolle entlang deren Oberfläche von besonderer Bedeutung ist. Die Temperatur von Oberflächenbereich zu Oberflächenbereich der Fixierrolle muß den gleichen Wert behalten, um sicherzustellen, daß einerseits die Kopienqualität über das gesamte Bild einheitlich ist und andererseits eine sichere Freigabe des geschmolzenen Bildes durch die Fixierrolle erfolgt, sobald der Kopienträger das Rollenpaar verläßt.

Wenn der Kopienträger zwischen der geheizten Fixierrolle und der Andruckrolle hindurchgeführt wird, absorbiert er Wärme von der Fixierrolle. Im allgemeinen wird das Papier des Trägermaterials durch das Rollenpaar seitlich hindurchgeführt, d. h, d?ß sich die Längsausdehnung des Papiers parallel zu den Drehachsen der Fixierrolle und der Andruckrolle erstreckt. In einem elektrostatischen Kopiergerät, das für die Verwendung von Papier einer einheitlichen Länge vorgesehen ist, wird üblicherweise die Länge der Fixierrolle und der Andruckrolle entsprechend der Länge des Papierformats bemessen sein. Abgesehen von den Endzonen der Heizroile stellen sich somit beim Betrieb des Gerätes einheitliche Erwärmungs- und Abkühlungsbedingungen entlang ihrer gesamten Länge ein. Im einzelnen bedeutet dies, daß über die gesamte Länge der Fixierrolle dieser eine einheitliche Wärmemenge entnommen und dem Papier zugeführt wird. Da die thermischen Eigenschaften des Papiers hinsichtlich einer thermischen Isolierung der Andruckrolle von der Fixierrolle über die gesamte Ausdehnung des Papiers im wesentlichen einheitlich sind, nimmt auch die Andruckrolle einheitliche Temperaturwerte an.

In elektrostatischen Kopiergeräten, die unterschiedliche Papierformate verwenden, wie beispielsweise Papier unterschiedlicher Länge, muß das Druck/Wärme-Fixierrollenpaar in seiner Länge so bemessen sein, daß es zur Aufnahme des größten Papierformats geeignet ist. Wird ein Papier großen Formats durch das Rollenpaar hindurchgeführt, stellt sich über dessen Länge ein einheitliches Temperaturprofil ein. Wenn andererseits ein kleines Papierformat benutzt wird, bleibt die Fixitrrolle während des Fixiervorganges an einem Ende oder an beiden Enden im direkten Kontakt mit der Andruckrolle. Die Andruckrolle entnimmt daher der Fixierrolle in den Bereichen des direkten Kontaktes Wärme in einer Rate, die durch ihre eigenen thermischen Eigenschaften bestimmt ist. Bei den bekannten Fixierstationen ist die Andruckrolle so ausgebildet, daß die Rate, in der Wärme von der Fixierrolle übernommen wird, nicht die gleiche ist, wie in den Bereichen, wo sich der Kopienträger zwischen Andruckrolle und Fixierrolle befindet. Hieraus ergibt sich, daß das Temperaturprofil über die Fixierrolle nicht einheitlich bleibt. Der direkte Kontakt der Fixierrolle mit der Andruckrolle wird insbesondere auch in den Endbereichen der Andruckrolle, die selbst beim größten Papierformat in direktem Kontakt mit der Andruckrolle stehen, zu einer zusätzlichen Erwärmung.

In den Bereichen, in denen ein direkter Kontakt zwischen Fixierrolle und Andruckrolle stattfindet, akkumuliert sich die Wärme in der Andruckrolle, wobei mit jedem erneuten Kontakt einer bestimmten Zone der Andruckrolle der Temperaturwert dieser Zone erhöht wird. Die erhöhte Temperatur bewirkt, daß weniger zusätzliche Wärme von der Fixierrolle übernommen wird. Hieraus ergibt sich, daß nicht nur eine unterschiedliche Wärmemenge in den Bereichen des direkten Kontaktes zwischen Fixierrolle und Andruckrolle auf die Andruckrolle übergeht als im Bereich des Kopienträgers, sondern daß sich diese Wärmemenge auch mit jedem Mal ändert, wenn eine bestimmte Zone der Andruckrolle bei der Drehung der Rollen mit der Fixierrolle in Berührung kommt.

Bei elektrostatischen Kopiergeräten für unterschiedliche Papierformaie wurden bereits Vorschläge gemacht, um die Entstehung unterschiedlicher Temperaturen entlang der Fixierrolle zu vermeiden. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, separate Temperatursteuereinrichtungen vorzusehen, um die Temperatur der Fixierrolle über ihre Länge einheitlich zu halten. Diese zusätzlichen Maßnahmen erhöhen jedoch den Herstellungsaufwand und damit die Gesamtherstellkosten des Geräts. Außerdem erfordern diese Einrichtungen zusätzliche Steuerungen für ihre Aktivierung, wenn kleine Papierformate von der Maschine verarbeitet werden, sowie für ihre Deaktivierung, wenn große Papierformate zu verarbeiten sind.

Es wurde ferner vorgeschlagen. Heizelemente in zwei verschiedenen Längen für die Fixierrolle vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, die Fixierrolle jeweils über eine Länge aufzuheizen, die der Länge des benutzten Papierformats des Kopienträgers entspricht. Auch in diesem Falle sind zusätzliche Steuermittel notwendig, um die verschiedenen Heizeinrichtungen zur richtigen Zeit einzuschalten. Dieser Vorschlag erhöht somit ebenfalls die Herstellungskosten des Kopiergeräts erheblich.

Des weiteren ist eine Fixiereinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte bekannt, bei der die Andruckrolle an ihrem Umfang eine relativ dicke wärmeisolierende Schicht aufweist und bei der der Kern der Andruckrolle aus Stahl besteht, d. h. aus einem Material mit gegenüber Aluminium oder Kupfer erheblich schlechteren Wärmeleiteigenschaften (DE-OS 24 36 218). Auch bei dieser Einrichtung treten die oben erwähnten Nachteile einer unkontrollierten Wärmeakkumulation auf, die zu unstabilen Arbeitsbedingungen in der Fixierstation und damit zu einer Beeinträchtigung der Kopienqualität führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für elektrostatische Fixiergeräte eine Druck/Wärme-Fixierstation anzugeben, die unter Vermeidung der erläuterten Nachteile und unabhängig von Format des zur Anwendung kommenden Kopienträgers weitgehend einheitliche Temperaturverhältnisse über die gesamte Länge des Druck/Wärme-Fixierrollenpaares vorsieht. Die Maßnahmen zur Lösung dieser Aufgabe sind aus dem Anspruch 1 ersichtlich. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert.

In der Figur is» eine Fixierstation in Gestalt eines Druck/Wärme-Fixierrollenpaares dargestellt, das eine geheizte Fixierrolle 1 und eine Andruckrolle 2 umfaßt. Diese Rollen werden von in entgegengesetzter Richtung rotierenden Achsen getragen, die mit dem erforderlichen Rollenanpreßdruck beaufschlagt und durch einen Motor 3 angetrieben werden. Das blattförmige Material, welches das zu fixierende Tonerbild trägt, wie beispielsweise ein Papierblatt 4, wird zwischen den Rollen hindurchgeführt, wobei eine Fixierung des Tonerbildes erfolgt.

Die Fixierrolle 1 weist einen dünnen, im wesentlichen starren zylindrischen Mantel 5 auf, der aus gut wärmeleitendem Material hergestellt ist, wie beispielsweise Aluminium. Die Oberfläche des Mantels 5 ist mit einer dünnen glatten Schicht 6 aus einem Siliciumelastomer versehen, die widerstandsfähig gegen Wärmeeinwirkung und deformierbar ist unter dem Druck der Andruckrolle 2.

Die Andruckrolle 2 besteht aus einem Kern 8, der gute ."/ärmelcitende Eigenschaften besitzt. Der Kern 8 hat eine zylindrische Form und ist in seinem Inneren rippenförmig ausgestaltet mit Hohlräumen zwischen den einzelnen Rippen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Kern 8 aus Aluminium und besitzt eine

Dicke seiner zylindrischen Wandung von ca. 12 mm.

Auf der äußeren Oberfläche des Kernes 8 befindet sich ein wärnieisolierender Überzug 9, der in der bevorzugten Ausführungsform die gesamte äußere Oberfläche des Kernes 8 überdeck! und aus mil Polyurelhanverstärktcm fluorinierten Äthylen-Propylen-Misch polymerisat besteht. Derartiges Material wird beispielsweise von der Firma Dupont Corporation unter der Bezeichnung Dupont Teflori-S der Serie 958-200 vertrieben.

Das Material des Überzugs 9 wird gemäß seiner Wärmeübertragungseigenschaft ausgewählt. Die Wiirnieübcriragungseigcnschaft dieser Schicht soll im wesentlichen der Wärmeübertragiingscigenschaft des Kopienirägers. d. h. des Papierblaites 4 entsprechen. Ks sind daher beim Aufbau der dargestellten Fixiersialion zunächst die thermischen Eigenschaften des Papiers, im besonderen dessen Wärmeübertragungseigenschaft im be/Lig auf die geheizte Fixierrolle 1 und die Andrückrolle 2 zu bestimmen. Hierzu werden bestimmte physikalische Eigenschaften des Papiers in einer Formel zusammengefaßt, um eine Aussage darüber zu erhallen, welche Wärmemenge das Papier von der geheizten Fixierrolle aufnehmen kann. Diese letztere Eigenschaft wird als Wärnieaufnahmefähigkeit oder Wärmeabgabefähigkeit definiert. Jeder der beiden Ausdrücke ist verwendbar: wenn jedoch die Wärmemenge gemessen werden soll, die ein Körper aufnimmt, im Gegensatz zur Wärmemenge, die er abgibt, wird der Ausdruck »Wärmeaufnahmefähigkeit« bevorzugt, und umgekehrt. Die Wärmeaufnahmefähigkeit ist definiert durch die folgende Gleichung:

Schicht auf der Oberfläche der Fixierrolle in K.
die Temperatur des Papiers bei der Zuführung zum Durchgang durch das Druck/Wärme-Fixierrollenpaar in K.
die Wärmeabgabefähigkeit der elastomeren

[kcal
—
m

k die thermische Leitfähigkeit in —^- ,

LhmKj

kg
l> das spezifische Gewicht—~.

C_n die spezifische Wärme in sind.

LkgKj

D,e Werte dieser Eigenschaften weisen für die verschiedenen Papiertypen, die in elektrostatischen Kopiergeräten Verwendung finden, nur geringfügige Unterschiede auf. Solches Papier hat typischerweise eine thermische Leitfähigkeit von 0,11, eine spezifische Wärme von 0,40 und ein spezifisches Gewicht von 70. Werden diese Werte in Gleichung (1) eingesetzt, ergibt sich eine Wärmeaufnahmefähigkeit von

kcal Ί

m²h"²K_T

Mit Hilfe dieses Wertes ist es möglich, die Wärme zu berechnen, die von der geheizten Fixierrolle 1 auf das Papier übergeht, während dieses beim Durchgang zwischen den Rollen 1 und 2 in aufeinanderfolgenden Zonen begrenzter Fläche mit der geheizten Rolle in Berührung kommt Dieser Wärmeübergang wird durch die folgende Gleichung bestimmt:

die Wärmeaufnahmcfähigkeii des
kcal

(2)

worin:

Tf die Oberflächentemperatur der elastomeren

Papiers in

θ die Papier-Fixierrollen-Kontaktzeit in[h]sind.

Im gleichmäßigen Arbeitszustand des elektrostatischen Kopiergeräts, d.h., nachdem dieses auf Arbeitstemperatur gebracht worden ist, sind die Werte für die obigen Eigenschaften beispielsweise die folgenden: Τ, = 455 K, di = 12,20 und θ = 5 · 10-^h h. Werden diese Werte in die Gleichung (2) eingesetzt, so kann ermittelt u erden, daß der Wärmeübergang von der geheizten

Fixierrollc 1 auf das Papier den Wert 1.46 —j- hat.

L πι J

Der Wärmeübergang von der Fixierrolle 1 ist in Fig. 1 durch Pfeile »A« veranschaulicht.

Bei der Bestimmung der Wärme, die zwischen der beheizten Fixierrolle 1 und der Schicht 9 der Andrückrolle 2 übertragen wird, muß beachtet werden, daß die Andruckrolle während des Arbeitszustandes der Maschine relativ heiß ist und bis zum doppelten der Temperatur des Papiers erwärmt werden kann. Die tatsächliche Temperatur der Andruckrolle bei einem direkten Kontakt mit der Fixierrolle 1 kann in herkömmlicher Weise mit 355 K bestimmt werden. Dies ist eine ungefähre Temperatur, wie sie sich über den zylindrischen Kern 8 und die Oberflächenschicht 9 verteilt einstellt. Um bei dieser relativ hohen Temperatur des Überzugs Wärme aus der Fixierrolle 1. die eine Temperatur von annähernd 455 K besitzt, mit einer Rate zu entnehmen, die die Verhältnisse im Papier simuliert, muß die Wärmeaufnahmefähigkeit der Schicht geringfügig größer sein als die des Papiers. Die Wärmeaufnahmefähigkeit oc des für die Schicht 9 verwendeten, oben erwähnten Materials wurde mit 9,61 errechnet. Dieser Wert wird durch Anwendung der Gleichung (1) erhalten, worin für kc = 0,21. für C_pc = 0.25 und für p_L. = 176 eingesetzt werden.

Wird in der Wärmeübertragungsgleichung (2) der Wert de = 9,61 und für die Temperatur T der wärmeisolierenden Schicht 9 der Wert 355 K benutzt, läßt sich ermitteln, daß der Wärmeübergang von der geheizten Fixierrolle 1 auf jede Zone der Andruckrolle bei einem direkten Kontakt mit der Fixierrolle gleich dem Wert Γkcal1

1,36 —j- ist. Innerhalb der praktischen Begrenzun-LmJ

gen der Arbeitsbedingungen der Maschine wird diese Wärmeübertragungsrate als im wesentlichen gleich der Wärmeübertragungsrate von der Fixierrolle auf das Papier angesehen. Unter den normalen Operationsbedingungen der Maschinen können die verschiedenen Charakteristika zur Bestimmung des Wärmeüberganges unterschiedliche Werte haben.

Die obige Wärmeübergangsgleichung (2) ist nur dann gültig, wenn die beiden Körper, zwischen denen der Wärmeübergang stattfindet, in einem guten Kontakt miteinander stehen. Des weiteren müssen die betrachteten Körper im bezug auf ihre seitliche Ausdehnung homogen sein, um einen eindimensionalen Wärmefluß sicherzustellen. Schließlich wird für beide Körper eine unbegrenzte Dicke in der Richtung des Wärmeflusses

angenommen für die Zeit, über welche der Wärmefluß gemessen wird. Diese letzte Forderung bestimmt die minimale Dicke des Überzugsmaterials. Um einen vernachlässigbaren Fehler bei der Anwendung der Wärmeübergangsgleichung (3) zu erhalten, wird die minimale Dicke der Überzugsschicht durch folgenden Gleichung bestimmt:

D-1,5

1/2

(3)

Werden die Werte für das Schichtmaterial in die obige Gleichung eingesetzt, ergibt sich, daß die minimale Dicke der Oberflächenschicht in der Größenordnung von 0,1 mm liegt.

Zusätzlich zu der Bedingung, eine minimale Dicke für die Beschichtung zu wählen, um die Wärmeübertragungsgleichung (2) für die Bestimmung der Wärmeübertragungsrate zwischen der Fixierrolle und entweder dem Papier oder der Andruckrolle zu benutzen, ist es notwendig, daß diese Beschichtung nicht zu dick ausgebildet wird. Die Einhaltung einer oberen Grenze für die Schichtdicke ist notwendig, um sicherzustellen, daß der Wärmeübergang in jeder Zone der Schicht während des direkten Kontakts mit der Fixierrolle durch die Schicht zur Grenzfläche zwischen der Schicht und dem zylindrischen Kern 8 der Andruckrolle 2 erfolgt. Dies ist von Bedeutung, um sicherzustellen, daß die Wärmemenge, die von einer bestimmten Zone, welche zuletzt in Kontakt mit der geheizten Fixierrolle gestanden hat, sich von der Überzugsschicht in das Innere der Fixierrolle verteilt, bevor diese Zone erneut in Kontakt mit der Fixierrolle gelangt. Während der Operation der Maschine wird nur ein kleiner Teil der Wärme in der Schicht in die diese umgebende Luft abgegeben. Der J5 Hauptanteil der Wärme wird in den Aluminiumkern 8 übertragen. In Fig. 1 ist der direkte Wärmeübergang von der Fixierrolle in die Überzugsschicht der Andruckrolle durch Pfeile B angegeben, während die von dieser Schicht in das Innere des Kerns 8 übertragene Wärme durch Pfeile Cbezeichnet ist. Wenn die Überzugsschicht auf der Andruckrolle zu dick ist, wird die während des Kontaktes mit der Fixierrolle in die Überzugsschicht übertragene Wärme nicht an den Aluminiumkern abgegeben. Statt dessen verbleibt diese Wärme in der Überzugsschicht, so daß die Oberflächentemperatur relativ hohe Werte annimmt. Praktische Anwendungen haben ergeben, daß eine Schichtdicke von 0,11 mm akzeptabel ist, wenn die einzelnen Zonen der Andruckrolle 50 bis lOOmal pro Minute in Kontakt mit der Fixierrolle gelangen. Die obere Grenze der Dicke der Üherzugsschicht kann jedoch etwas höher als dieser Wert liegen.

Nachdem die Wärme aus der Andruckzone des Überzugs in den Aluminiumkern 9 der Andruckrolle übertragen worden ist, kann diese Zone erneut in Kontakt mit der Fixierrolle 1 gehen, wobei durch die gewählten Parameter das Vorhandensein von Papier simulierend Wärme mit der gleichen Rate von der Fixierrolle abgezogen wird wie durch das Papier. Unter den typischen Arbeitsbedingungen der Fixierstation liegt das Bogenmaß einer jeden Kontaktzone auf dem Überzug 9 der Andruckrolle 2 beim Kontakt mit der Fixierrolle 1 in der Größenordnung von 5 mm, und die Geschwindigkeit der Bewegung der Oberzugsschicht durch die Kontaktzone beträgt etwa 30 cm pro Sekunde. Bei der darge- stellten Fixierstation bleibt somit jede Kontaktzone etwa 50mal so lang ohne Kontakt mit der Fixierrolle t, als sie mit dieser im Kontakt steht Diese Zeit ist mehr als ausreichend für die notwendige Wärmeverteilung innerhalb der Andruckrolle 2. Es wurde ermittelt, daß der Austritt der Wärme aus der Überzugsschicht der Andruckrolle 2, der nach dem Kontakt mit der Fixierrolle 1 beginnt, im wesentlichen bereits nach einer Zeit beendet ist, in der die Andruckrolle eine Drehung von etwa 120' ausgeführt hat.

Zusätzlich zu den oben erläuterten Wärmeübertragungseigenschaften weist die Überzugsschicht auf der Andrückrolle 2 weitere physikalische Eigenschaften auf, welche die korrekte Arbeitsweise des elektrostatischen Kopiergeräts sicherstellen. So besitzt der Überzug eine niedrige Oberflächenenergie und minimiert dadurch die Möglichkeit, daß an ihr thermoplastisches Pulver haften bleibt. Zum anderen ist der Oberflächenbezug bei der Arbeitstemperatur der Maschine stabil. Wie oben bereits angegeben wurde, beträgt die Durchschnittstemperatur der Oberflächenschicht 9 und des Kernes 8 der Andruckrolle 2 ca. 355 K, wenn sich diese außer Kontakt mit der Fixierrolle 1 befindet. Wenn dagegen die Überzugsschicht in Kontakt mit der Fixierrolle steht, ist sie einer Übergangstemperatur von 410K ausgesetzt. Diese Übergangstemperatur bestimmt sich aus der folgenden Gleichung:

Ö_c

Die Überzugsschicht gemäß der Erfindung besitzt auch günstige Abriebseigenschaften, die sie widerstandsfähig gegen Abnützung machen. Dies ist von Bedeutung, da Fixierstationen des dargestellten Typs üblicherweise eine Abstreiferplatte aufweisen, die mit leichtem Druck gegen die Oberfläche der Andruckrolle gepreßt wird, um thermoplastisches Pulver zu entfernen, das sich auf dieser Oberfläche festgesetzt haben könnte. Die Funktion der Abstreiferplatte bewirkt einen Abrieb an der Oberfläche der Überzugsschicht 9. Weiterhin ist diese Oberfläche dem Abrieb durch das die Fixierstation durchlaufende Papier ausgesetzt. Die erfindungsgemäße Überzugsschicht vermeidet eine vorzeitige Abnutzung durch derartige Abriebsbeanspruchungen.

Der zylindrische Kern 8 besitzt eine Dicke von etwa 12 mm. Hierdurch ist es möglich, daß die dem Kern an dessen Ende oder Enden zugeführte Wärme axial durch den Kern abfließen kann. Dieser Wärmefluß wird in Fig. 1 durch die Pfeile Ddargestellt und hat den Effekt, daß das Temperaturprofil des Kerns ausgeglichen wird. Dieser Wärmefluß leitet zusätzlich die von der Fixierrolle 1 empfangene Wärme zur Rückseite des Papiers, wie dies durch die Pfeile Ein Fig. 1 gezeigt ist. Dieser Ausgleichswärmefluß hat den Vorteil, daß mit dem Transport des Papiers aus der Fixierstation und in der Folge aus dem Kopiergerät auch die in das Papier übertragene Wärme aus der Fixierstation und in der Folge aus der Maschine entfernt wird. Insofern dient das Papier hilfsweise als Transportmittel für die Abführung von Abwärme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fixierstation für elektrostatische Kopiergeräte zur Druck/Wärme-Fixierung eines auf einem Träger s befindlichen Tonerbildes durch ein rotierendes Rollenpaar, das aus einer geheizten Fixierrolle und einer an ihrem Umfang eine Wärmeisolierschicht tragenden Andruckrolle besteht, die beide breiter sind als der zur Bildfixierung zwischen ihnen hindurchgeführte Träger des Tonerbildes und die außerhalb des Trägers in direktem Oberflächenkontaki miteinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (2) aus einem Kern (8) aus gut wärmeleitendem Material besteht und der auf diesem befindliche wärmeisolierende Überzug (9) eine Dikke in der Größenordnung von 0,1 mm aufweist und solche Wärmeübertragungseigenschaften besitzt, daß er die innerhalb eines Flächenteils während des direkten Kontakts mit der Fixierrolle jeweils von dieser aufgenommene Wärmemenge während der weiteren Drehung der Andruckrolle, abzüglich der an die Luft abgegebenen Wärmemenge zum Kern (8) der Andruckrolle in solchem Maße überträgt, daß bis zum erneuten Kontakt des gleichen Flächenteils mit der Fixierrolle ein Wärmeausgleich innerhalb der Andruckrolle stattgefunden hat.

2. Fixierstation nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (9) aus einem Material hergestellt ist, welches im wesentlichen den gleichen Wärmeleitwert aufweist wie ein zu verwendender Kopienträger.

3. Fixierstation nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Überzug (9) der Andruckrolle eine minimale Dicke von