DE3016098C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fixiervorrich­ tung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan­ spruchs 1.

Eine derart ausgebildete Fixiervorrichtung ist aus der JP-OS 54-37 752 bekannt. Bei der bekannten Fixiervor­ richtung wird das Trennmittel über ein Auftragselement aus porigem Kunstharz aufgebracht. Spezielle Angaben in bezug auf den Porengehalt dieses Kunstharzes sowie die Dicke des Auftragselementes sind in dieser Veröff­ entlichung jedoch nicht enthalten. Dies trifft auch auf die Viskosität des verwendeten Trennmittels zu. Mit dem bekannten Auftragselement ist eine beständige, sparsame und gleichmäßige Aufbringung von Trennmittel nicht mög­ lich. Darüber hinaus besteht hierbei die Oberfläche der Fixierwalze aus Silikonkautschuk, der das Trennmittel absorbiert, so daß es nicht möglich ist, einen beständi­ gen Kontakt mit dem Auftragselement aufrechtzuerhalten.

In der US-PS 39 64 431 ist ein Auftragselement in Form einer Walze beschrieben, die in Kontakt mit einer Fixier­ walze steht, deren Oberfläche aus Silikonkautschuk be­ steht. Die Auftragswalze selbst besteht aus einem äu­ ßeren Abschnitt aus geschäumtem Silikonkautschuk und einer Welle. Weitere Angaben über den Porengehalt der Auftragswalze sind nicht gemacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fixier­ vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die eine besonders beständige, sparsame und gleichmäßige Aufbrin­ gung von Trennmittel sicherstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fixiervor­ richtung der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanpsruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die Probleme des vorstehend genannten Standes der Technik überwun­ den. Das erfindungsgemäß ausgebildete Auftragselement in Kombination mit einem speziellen Trennmittel sorgt für eine sparsame und gleichmäßige Aufbringung des Trenn­ mittels, so daß die Verluste von Trennmittel relativ ge­ ring gehalten werden können. Die spezielle Porenstruktur des Auftragselementes verhindert, daß das Trennmittel durch das Auftragselement dringt. Die erfindungsgemäße Lösung gestattet eine einfache Steuerung der aufzubrin­ genden Menge an Trennmittel, wobei insbesondere in be­ ständiger Weise eine relativ geringe Trennmittelmenge abgegeben wird. Ferner wird kein Trennmittel vergeudet, wenn sich die Vorrichtung außer Betrieb befindet.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung weist die Fixiervorrichtung eine Einrichtung zur Erhitzung der ersten Fixierwalze auf. Hierdurch wird eine Erwär­ mung des Trennmittels erreicht, wodurch die Vorteile einer beständigen Aufbringung verbessert werden. Wird nicht erhitzt, so kann der Durchgang des Trennmittels wesentlich eingeschränkt werden, wodurch sich eine spar­ same Aufbringung ergibt.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Reinigungsein­ richtung vorgesehen, die mit der Oberfläche der ersten Fixierwalze abstromseitig von der Position, in der das Auftragselement oder das Zwischenelement an der Oberflä­ che der ersten Fixierwalze anliegt, in Kontakt steht. Die Reinigungseinrichtung ist vorzugsweise ein elasti­ scher Abstreifer. Durch das erfindungsgemäß ausgebilde­ te Auftragselement, das selbst als Reinigungsvorrichtung wirkt, wird die Funktion dieser Reinigungseinrichtung entlastet.

Dadurch, daß das Auftragselement zweckmäßigerweise aus einer Vielzahl von Schichten aus porigem Kunstharz be­ steht, wird eine Vergrößerung des Regulierbereiches er­ reicht.

Durch die in den Ansprüchen 7 und 8 beschriebenen Druck­ einrichtungen läßt sich eine Vergleichmäßigung des Auf­ tragsdruckes erzielen.

Weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes bzw. Weiterbildungen desselben sind in den übrigen Un­ teransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fixiervorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie X-X in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie Y-Y in Fig. 1;

Fig. 4 ein Beispiel eines Hemmelementes;

Fig. 5 ein weiteres Beispiel für ein Hemmele­ ment;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fixiervorrichtung;

Fig. 7 bis 10 Abwicklungsansichten von Steuerelementen;

Fig. 11 bis 15 weitere Ausführungsbeispiele der Fixiervorrichtung;

Fig. 16 ein weiteres Beispiel für ein Hemm­ element; und

Fig. 17 bis 22 weitere Ausführungsbeispiele der Fixiervorrichtung.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine erste Fixierwalze 1 mit einem Metall-Hohlrohr 2, das mit einer dünnen Beschich­ tung 3 aus einem Absatz- bzw. Ablagerungs- oder Ansatz- Verhütungsmaterial, wie Siliconkautschuk, Tetrafluoräthy­ len-Harz oder dgl., überzogen ist. In der Höhlung der Walze 1 ist ein Heizelement 4 angeordnet, mit dem die Umfangsfläche der Walze 1 auf eine für das Schmelzen und Fixieren von Toner geeignete Temperatur (von üb­ licherweise 150 bis 200°C) erwärmt wird. Mit 5 ist eine zweite Fixierwalze (Andruckwalze) bezeichnet, in der eine Dornwalze 6 sitzt, die mit einer dicken Beschichtung 7 aus weichem elastischem Ablagerungs-Verhütungs-Material, wie z. B. Siliconkautschuk, überzogen ist. Die Andruckwalze wird gegen die erste Fixierwalze 1 gedrückt und gemäß der Darstel­ lung an der Andruckstelle elastisch verformt, so daß ein Walzenspalt-Bereich entsteht, in welchem ein Bild­ trägermaterial P zwischen der Andruckwalze und der ersten Fixierwalze eingeklemmt wird. Eine der Walzen 1 und 5 wird mittels eines nicht gezeigten Motors drehend angetrieben, während die andere Walze durch die Reibung mit der angetriebenen Walze in Umlauf versetzt wird, d. h. die Walzen 1 und 5 drehen sich jeweils in der Pfeilrichtung, wobei sie an dem Walzenspalt-Bereich das Tonerbild-Trägerpapier P einklemmen und transportieren. Dabei wird ein Tonerbild T durch Wärme geschmolzen und haftet an dem Papier P, so daß es fixiert wird. Die das Tonerbild tragende Fläche des Papiers P wird gegen die erste Fixierwalze 1 gedrückt. Das Papier P wird mittels einer Führungsplatte 8 zugeführt und in den Walzenspalt-Be­ reich befördert, wonach es nach Durchlaufen des Walzen­ spalts von den Walzen mittels Messern bzw. messerarti­ gen Elementen 9 und 10 gelöst wird, die schwach gegen die Walzen 1 bzw. 5 angedrückt sind.

11 bezeichnet ein Auftragselement aus einem Film aus nichtfasrigem hoch­ molekularem Kunstharz, der nicht wie ein Schwamm Lufteinschlüsse enthält, sondern feine durchgehende Poren hat, die hinsichtlich des Außendurchmessers gleich sind. Als Material für diesen Film ist gewöhnlich fluorhaltiges Harz geeig­ net, das hinsichtlich der Wärmebeständigkeit, der Ab­ riebfestigkeit und der Ölbeständigkeit hervorragend ist, eine gleichmäßige Oberfläche hat, glatt, weich und sehr flexibel ist und auch im Hinblick auf eine Absatzverhütung gute Eigenschaften besitzt. Hierfür ist am besten Tetrafluoräthylen-Harz geeig­ net, das hinsichtlich der vorstehend angeführten Eigen­ schaften überragend ist. Zu Tetrafluoräthylen-Harz mit feinen durchgehenden Poren zählen unter diversen Handels­ bezeichnungen vertriebene Materialien. Das Herstellungsverfahren und die Eigen­ schaften dieses Tetrafluoräthylen-Harzes sind in der japanischen Patentveröffentlichung No. 13 560/1967, der japanischen Patentveröffentlichung No. 3 068/1973, der JP-OS No. 7 284/1971 und der JP-OS 22 881/1975 beschrie­ ben. Natürlich bestehen hinsichtlich der bei der Fixier­ vorrichtung verwendbaren Harzmaterialien keine Ein­ schränkungen; vielmehr können auch andere fluorhaltige Harze oder Vinylchlorid- Harze mit feinen durchgehenden Poren verwendet werden.

In jedem Fall sind die Durchmesser der in dem vorangehend genannten Kunstharzmaterial geformten fei­ nen durchgehenden Poren über das ganze Harzmaterial hinweg sehr regelmäßig, so daß sich die Durchmesserver­ teilung auf nahezu 100% in einem sehr engen Bereich um den Durchschnittsdurchmesser herum befindet.

Gemäß den Figuren ist das Auftragselement 11 aus dem Film aus hochmolekula­ rem Kunstharz mit feinen durchgehenden Poren zu einem langgestreckten, relativ flachen Beutel geformt, der sich in Längsrichtung der Walze 1 erstreckt und in der Drehrichtung der Walze schmal ist, wobei der Öffnungs­ teil des Beutels bzw. der Tasche an einem Tragrahmen 12 befestigt ist. Das Auftragselement 11 ist mit wärme­ beständigem Filz 13 gefüllt, in dem Siliconöl absor­ biert und dadurch gespeichert ist, so daß an der Berüh­ rungsfläche zwischen dem Filz 13 und dem Auftragselement 11 das Öl aus dem Filz 13 dem Auftragselement 11 zugeführt wird. An dem Tragrahmen 12 ist mit Hilfe von Schrauben ein Deckel 14 angebracht. Eine auf diese Weise aufgebaute Auftragvor­ richtung C kann aus der Fixiervorrichtung dadurch ent­ nommen werden, daß sie entlang von Führungsschienen 15 zur Ansichtsseite gemäß den Fig. 2 und 3 hin herausgezo­ gen wird. Nach einer derartigen Entnahme der Auftragvor­ richtung C aus der Fixiervorrichtung kann der Deckel 14 geöffnet und dem Filz 13 Siliconöl zugeführt werden, wonach die Auftragvorrichtung C wieder längs den Führungsschienen 15 eingeführt und damit in die Fixiervorrichtung eingesetzt wird. Alternativ kann die Auftragvorrichtung C als Kassette ausgebildet sein, die bei Aufbrauch des Öls in dem Filz 13 aus der Fixiervor­ richtung auf die vorstehend beschriebene Weise herausge­ zogen wird, wonach eine andere Auftragvorrichtung einge­ führt und eingesetzt wird, deren Filz 13 mit Öl impräg­ niert ist. In jedem Fall wird bei dem Einsetzen der Auftragvorrichtung C in die Fixiervorrichtung die Boden­ fläche des Auftragselementes 11 aus dem hochmolekularen Kunstharz­ film mit den feinen durchgehenden Poren durch das Gewicht der Auftragvorrichtung C oder durch die Feder­ kraft einer zum Herunterdrücken des Deckels 14 vorge­ sehenen Feder 16 gegen die erste Fixierwalze 1 gedrückt. Der Film des Auftragselementes besitzt eine gute Flexibilität, und auch der Filz 13 ist elastisch verformbar, so daß durch das Andrücken die Bodenfläche des Auftragselementes 11 längs der Um­ fangsfläche der Walze 1 verformt wird, wodurch der Film eine gleichförmige Oberflächenberührung mit der Walze 1 hat, wie es in den Figuren dargestellt ist. Auf diese Weise sickert das Siliconöl aus dem Filz 13 über die feinen durchgehenden Poren des Films zur Filmober­ fläche aus und wird an der Berührungsfläche zwischen dem Auftragselement 11 und der Walze 1 auf die Walze aufgebracht.

Wie schon beschrieben wurde, werden die feinen durchgehenden Poren des Films des Auftragselementes 11 niemals von Toner oder Papierstaub bzw. Papier­ pulver verstopft, so daß nicht die Schwierigkeit auf­ tritt, daß mit der Zeit die Menge des aufgebrachten Öls abnimmt, wie es bei Verwendung von Filz festzustellen ist, oder daß streifenförmige Auftragsunregelmäßigkei­ ten entstehen. Bei dem Andrücken der Auftragvorrichtung C gegen die Walze 1 auf die vorstehend beschriebene Weise pflegt jedoch das Öl in dem in dem Auftragelement aus dem Film enthaltenen Filz 13 an den Endbereichen des Films stärker zur Filmoberfläche hin auszusickern als an dem Mittelbereich des Films in Richtung der Achse der Walze gesehen. Falls keine Gegenmaßnahme getroffen werden, würde sich demnach die auf den Mittelbereich der Walze 1 aufgebrachte Ölmenge von der auf die gegenüberliegenden Endbereiche der Walze aufgebrachten Ölmenge unterscheiden, wobei auf die Endbereiche mehr Öl aufgebracht werden würde, so daß die vorstehend angeführten Unzulänglichkeiten ent­ stehen.

Daher ist bei dem Ausführungsbeispiel 1 gemäß den Fig. 1, 2 und 3 in den Flächen A, die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien bzw. Schraffur dargestellt sind, nämlich an den einander gegenüberliegenden Endteilen des Auftragelementes 11 (in bezug auf die Längsrichtung der Walze 1 und demgemäß die Längsrichtung des Auftragelementes 11) ein Hemmelement 17 (dünner Film) aus einem Silicon-Abdich­ tungsmittel bzw. -Isoliergrund oder einem ähnlichen Material mit guter Flexibilität auf die Innenfläche des Auftragselementes 11 aufgebracht (die der die Walze 1 berührenden Fläche gegenüberliegt), um damit die durchgehenden Poren an den einander gegenüberliegenden Endbereichen A des Auftragselementes 11 zu schließen. Dementsprechend sickert an den Flächen bzw. Bereichen A, an denen das Hemmelement 17 (Dichtungsmit­ lel-Film) aufgebracht ist, das Siliconöl aus dem Filz 13 nicht zur Oberfläche des Auftragselementes 11 aus. Anderer­ seits sickert auf der Fläche bzw. dem Bereich B in Fig. 1, nämlich an dem Filmbereich, an dem kein Dichtungsmit­ tel aufgebracht wurde, das Siliconöl über die feinen durchgehenden Poren zu der Oberfläche des Auftragselementes 11 aus und wird auf die Walze 1 aufgebracht; auf dieser Fläche bzw. diesem Bereich B ist die aus dem Filz 13 über die feinen durchgehenden Poren zu der Filmoberfläche aus­ sickernde Ölmenge in bezug auf die Längsrichtung der Walze gleichmäßig.

Natürlich wird die Fläche B des Auftragselementes 11 mit der Fixierwirkfläche der Walze 1 in Berührung gebracht. Am günstigsten wird die Länge der Fläche B in der Längs­ richtung der Walze so gewählt, daß die einander gegen­ überliegenden Enden der Fläche B (in bezug auf die Längsrichtung der Walze) geringfügig außerhalb der einander gegenüberliegenden Enden der Fixierwirkfläche (in bezug auf die Längsrichtung der Walze) liegen, jedoch können die einander gegenüberliegenden Enden der Fläche B auch mit den einander gegenüberliegenden Enden der Fixierwirkfläche übereinstimmen oder geringfügig innerhalb derselben liegen. Falls die Länge der Fixier­ wirkfläche im ersten Fall a, im zweiten Fall b und im dritten Fall c ist, wird der Abstand d ₁ nach Fig. 1, nämlich der Abstand d ₁ zwischen dem Ende der Länge a und dem Ende der Länge b, in Längsrichtung der Walze zweckdienlich auf ungefähr 1 bis ungefähr 10 mm gewählt, während der Abstand d ₂, nämlich der Abstand zwischen dem Ende der Länge c und dem Ende der Länge b, zweckdienlich auf ungefähr 1 bis ungefähr 50 mm gewählt wird. Die Länge d der Fläche A in Längsrichtung der Walze, nämlich der Abstand d zwi­ schen dem Ende der Länge b und dem Ende des Films 11 wird zweckdienlich auf ungefähr 2 bis ungefähr 25 mm gewählt. Natürlich können die optimalen Werte für die Abstände d, d ₁ und d ₂ entsprechend folgenden Faktoren verändert werden: Volumen des Auftragselementes 11, Länge der Tasche in Richtung der Walzenachse, Berüh­ rungsfläche zwischen der Tasche und der Walze 1, Berüh­ rungsandruck zwischen diesen, Durchschnittsdurchmesser der durchgehenden Poren, Anteil bzw. Häufigkeit der Poren usw.; bei einer in einem elektrophotographischen Gerät oder dgl. verwendeten gewöhnlichen Fixiervorrich­ tung werden jedoch die Abstände im allgemeinen inner­ halb der vorstehend genannten Bereiche gewählt. Das im vorstehenden bezüglich der Abstände d, d ₁ und d ₂ gesag­ te gilt auch für die im folgenden beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiele.

Mit dem vorstehend benutzten Ausdruck "Fixierwirk­ fläche" der Walze ist die Fläche der Umfangsfläche der Walze bezeichnet, gegen die das Tonerbild-Trägermate­ rial gedrückt wird. Die Walze ist üblicherweise so aufgebaut, daß sie länger als die Breite der Fixierwirkfläche ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spiel wurde das Silicon-Dichtungsmittel oder ein ähn­ liches Material auf die Flächen A aufgebracht, um in diesen die durchgehenden Poren zu schließen, jedoch kann auch an den Flächen A ein hochmolekularer Kunst­ harzfilm, der keine Poren hat, so daß er für das Sili­ conöl undurchlässig ist, und der gut flexibel ist, mit dem Film mit den durchgehenden Poren des Auftragselementes verbunden bzw. vereinigt werden, um dadurch die Poren zu schließen. Beispielsweise kann auf einen Film des Auftragselementes 11 (mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 320°C) ein Film 17′ aus Tetrafluoräthylen-Propylen-Hexafluorid-Copolymer­ harz (mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 260°C) aufge­ bracht werden, auf welchen dann ferner ein Film 17′′ aus Tetrafluoräthylen-Harz (mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 320°C) aufgebracht werden kann, wonach diese Filme erwärmt und verpreßt werden, so daß sie miteinan­ der verbunden werden. Die Erwärmungstemperatur liegt in diesem Fall zweckdienlich zwischen 250 bis 300°C und damit vorzugsweise unter den Schmelzpunkten des Filmes des Auftragselementes 11 und des Filmes 17′′ und über dem Schmelzpunkt des Films 17′. Die Filme 17′ und 17′′ sind porenfrei und für das Siliconöl gänzlich undurchlässig. Falls ein leicht zu schmelzen­ der Film als Zwischenschicht verwendet wird, kann ein guter Verbindungszustand erzielt werden; es kann jedoch allein die Schicht bzw. der Film 17′ oder allein die Schicht bzw. der Film 17′′ auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Films des Auftragselementes 11 erwärmt werden und mit dem Film verbunden werden. Alternativ kann an den Flächen A ein Film 17′′′ aus hochmolekularem Kunst­ harz, das gleichfalls feine durchgehende Poren hat, mit dem Film mit den durchgehenden Poren verbunden wer­ den. In diesem Fall kann der Film 17′′′ unter Zwischen­ setzung des Films 17′ nach Fig. 4 zwischen dem Film des Auftragselementes und dem Film 17′′′ angeordnet werden, jedoch kann der Film 17′′′ auch direkt mit dem Film des Auftragselementes dadurch ver­ bunden werden, daß er auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Films des Auftragselementes erwärmt und angedrückt wird. In diesem Fall steht ein Teil der durchgehenden Poren des Films des Auftragselementes mit einem Teil der durchgehenden Poren des Films 17′′′ in Verbindung, so daß eine sehr geringe Menge an Öl aus dem Filz 13 zu der Oberfläche des Films des Auftragselementes aussickert. Es steht jedoch nur ein Teil der Poren miteinander in Verbindung, während die übrigen durch­ gehenden Poren des Films des Auftragselementes durch die porenfreie Fläche des Films 17′′′ geschlossen werden, so daß die an den Flächen A aussickernde Ölmenge weitaus geringer als die an der Fläche B aussickernde ist. Folglich kann auch mit diesem Verfahren zur Schließung der Poren eine zufriedenstellende Wirkung im Vergleich zu dem Fall erzielt werden, daß keine Maßnahmen getroffen werden.

Das Material für den Film 17′′′ kann dem Material des Filmes für das Auftragselement 11 entsprechen oder von diesem verschieden sein.

Neben den vorstehend genannten Verfahren des Auf­ bringens eines Hemmelelementes 17 (Dichtungsmittel- bzw. Isoliergrund-Film) oder der Sperr-Filme 17′, 17′′ oder 17′′′ auf die Flä­ chen A ist es auch möglich, die Flächen A des Films des Auftragselementes zu erwärmen und zu pressen, um dadurch einen Teil oder alle durchgehenden Poren in diesen Flächen einzudrücken bzw. zu zerstören. Wenn in diesem Fall nur ein Teil der Poren eingedrückt wird, sickert noch wie im Falle des Aufbaus nach Fig. 5 eine sehr geringe Ölmenge zu der Oberfläche des Films des Auftragselementes aus, jedoch ist diese Menge sehr gering im Vergleich zu der Ölmenge an der Fläche B, so daß eine weitaus stärkere Wirkung erzielt wird als in dem Fall, bei dem keinerlei Behandlung bzw. Bearbei­ tung erfolgt. Demgemäß werden hier sowohl das Element bzw. Material, das für das Siliconöl gänzlich undurch­ lässig ist, wie das Hemmelement 17, die poren­ freien Sperr-Filme 17′ und 17′′ oder das Auftragselement 11, an dem in den Flächen A alle durchgehenden Poren unter Erwär­ mung zerstört wurden, sowie auch das Element bzw. Mate­ rial, das für das Siliconöl teilweise durchlässig ist, wie der Sperr-Film 17′′′ mit den feinen durchgehenden Poren oder das Auftragselement 11, bei dem an den Flächen A ein Teil der durchgehenden Poren unter Erwärmung zerstört wurde, als Sperr- bzw. Hemmelement oder Hemmaterial bezeichnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1, 2 und 3 wurden an den Endteilen des Auftragselementes 11 in bezug auf die Längsrichtung der Walze 1 nicht nur der Film-Be­ reich M, der mit der Walze 1 in Berührung steht, son­ dern auch der Film-Seitenteil N, der mit der Außenluft in Berührung steht, einer Ölsperr- oder Öldurchlaßvermin­ derungs-Behandlung unterzogen; demgegenüber kann eine derartige Behandlung auch nur an der mit der Walze 1 in Berührung stehenden Fläche M des Endteils des Auftragselementes 11 ausgeführt werden. Es ist jedoch günstiger, die Ölsperr- oder Öldurchlaßverminderungs-Behandlung sowohl an der Fläche N als auch an der Fläche M auszuführen, da nicht nur an der Fläche M, sondern auch an der Fläche N eine starke Tendenz zum Aussickern des Öls an den Endteilen des Auftragselementes 11 in bezug auf die Längsrichtung der Walze besteht. Wenn an der Fläche bzw. dem Bereich N keine Ölsperr- oder Öldurch­ laßverminderungs-Behandlung erfolgt, würde demnach das an der Fläche N aussickernde Öl herabfließen und die Endteile der Walze 1 befeuchten. Um dies zu verhindern, sollte daher das genannte Hemmelement oder Hemmaterial an beiden Flächen N und M aufgebracht werden. Um ein Befeuchten der Walze durch das Herabfließen von aus der Seite des Auftragselementes 11 aussickerndem Öl zu verhindern, kann ferner das Hemmelement nicht nur an den Endteilen des Auftragselementes 11 in bezug auf die Längsrichtung der Walze, sondern auch an dem Mittelteil an den Seiten des Auftrags­ elementes 11 angebracht werden, um da­ durch dort die Ölsperr- oder Öldurchlaßverringerungs-Be­ handlung auszuführen. Nachstehend wird ein Ausführungs­ beispiel mit einem derartigen Aufbau beschrieben.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt dieses Ausfüh­ rungsbeispiels, der dem Schnitt Y-Y nach Fig. 1 bzw. der Fig. 3 entspricht, während der dem Schnitt X-X in Fig. 1 entsprechende Schnitt des Ausführungs­ beispiels gleich dem gemäß Fig. 2 ist. Bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 6 ist das Hemmelement 17 nicht nur an den Endteilen des Auftragselementes 11 (in bezug auf die Längsrichtung der Walze), sondern auch an dem Mittelteil desselben an dessen Seiten aufgebracht, die gemäß den vorstehenden Ausführungen nicht mit der Walze 1, sondern mit der Umgebungsluft in Berührung stehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 können statt des Hemmelementes 17 beide Filme 17′ und 17′′ aus dem porenfreien hochmolekularen Kunstharz oder wenigstens einer der Filme mit der Seite des Auftragselementes 11 verbunden werden. Eine weitere Möglichkeit bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 besteht darin, daß statt des Aufbringens des Hemmelementes 17 die feinen durchgehenden Poren an der Seite des Auftragselementes zum Teil oder alle durch Erwärmen und Pressen einge­ drückt werden. In jedem Fall ist gemäß den Darstellun­ gen in den Fig. 7, 8, 9 und 10 bei dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 6 die Fläche bzw. der Bereich B des Auftrags­ elementes gänzlich von der Fläche bzw. dem Bereich A umgeben, in welchem das Siliconöl nicht zur Filmober­ fläche aussickert oder die Menge des aussickernden Öls stark verringert ist. Natürlich wird die Fläche bzw. der Bereich B mit der Fixierwirkfläche der Walze 1 in Berührung gebracht.

Die Fig. 7, 8, 9 und 10 sind Abwicklungsansichten des Auftragselementes 11. In der Fig. 7 hat der Bereich B die Form eines langgestreckten Rechtecks. (Dabei entspricht die Längsrichtung des Bereichs B der Längsrichtung der Walze 1.) Nach Fig. 7 können die Enden des Bereichs B bogenförmig ausgebildet sein, wie es durch die gestrichelten Linien dargestellt ist.

Bei einer Vorrichtung, bei der wahlweise Papier­ blätter P mit unterschiedlichen Breitenabmessungen in bezug auf die Längsrichtung der Walze der Fixierbehand­ lung unterzogen werden, unterscheidet sich die von der mit dem Mittelteil des Bereichs B in Berührung stehen­ den Walzenoberfläche verbrauchte Ölmenge von der mit mindestens einem Endabschnitt des Bereichs B in Berüh­ rung stehenden Walzenoberfläche verbrauchten Ölmenge, da mit der Walzenoberfläche an dem Mittelteil Papier P jeglicher Breite in Berührung kommt, während mit der Walzenoberfläche an dem Endteil nur Papier P mit großer Breite in Berührung kommt. Demgemäß ist bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel die Breite des Bereichs B (in bezug auf die Drehrichtung der Walze) an einem Bereich B ₁, der mit der Umfangsfläche der Walze 1 in Berührung steht, die nur mit Papier maximaler Breite in Berührung kommt, kleiner als die Breite des Bereichs B (in bezug auf die Drehrichtung der Walze) an einem Bereich B ₂, der mit der Walzenumfangsfläche in Berührung steht, die sowohl mit Papier kleinster Breite als auch mit Papier größter Breite in Berührung kommt; damit ist die an dem Bereich B ₁ aufgebrachte Ölmenge geringer als die an dem Bereich B ₂ aufgebrachte. Das Auftrags- und Hemmelement nach Fig. 8 wird bei einer Fixiervorrichtung verwendet, die so aufgebaut ist, daß Papier beliebiger Breite unter Aus­ richtung eines Rands desselben in der Breitenrichtung auf eine gemeinsame Bezugslinie S an einem Ende der Fixierwalze 1 transportiert wird. Der nach Fig. 8 linke Endbereich der Fläche bzw. des Bereichs B wird an der Bezugslinie S mit der ersten Fixierwalze 1 in Berührung ge­ bracht. Nach Fig. 8 nimmt die Breite des Bereichs B an dem Bereich B ₁ allmählich in Längsrichtung ab; demgegen­ über kann dieser Bereich auch ähnlich wie der Bereich B ₂ rechteckförmig ausgebildet werden, wie es durch die gestrichelten Linien dargestellt ist. Dies gilt auch für die nachfolgenden Beispiele. Von Bedeutung ist, daß die Breite des Bereichs B der Elemente 11 und 17 an wenig­ stens einem Endteil bezüglich der Längsrichtung der Walze, d. h. an dem Teil, der mit der Walzen-Fixierwirk­ fläche in Berührung steht, die für Papier maximaler Breite wirksam ist, kleiner als an dem Mittelteil bezüg­ lich der Längsrichtung der Walze gewählt wird, d. h., an dem Teil, der mit der Walzen-Fixierwirkfläche in Berührung steht, die gemeinsam für Papier jeglicher Breite verwendet wird.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel, das gegenüber dem der Fig. 8 verbessert ist. Bei dem Bei­ spiel nach Fig. 8 ist die Breite des Bereichs B an der Bezugslinie S gleich der Breite in dem Mittelteil. Falls die Walze ausreichend länger als die Breite des Papiers mit der maximalen Breite gemacht wird und dem­ entsprechend auch die Länge des Auftragselementes 11 in Längsrich­ tung der Walze und somit die Länge des Bereichs A in Längsrichtung der Walze auch ausreichend lang gewählt wird, kann die Menge des an dem Bereich B aussickernden Öls von einem Ende zum anderen Ende des Bereichs B ₂ bezüglich der Längsrichtung der Walze sehr gleichförmig gehalten werden; demgegenüber sind jedoch die genannten Längen gewöhnlich begrenzt. Daher ist gewöhnlich in dem Bereich B die Menge des aussickernden Öls an dem End­ teil an der Bezugslinie S größer als an dem Mittelteil. Um diese Unzulänglichkeit auszuschalten, wird daher bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 die Breite eines mit dem Teil an der Bezugslinie S in Berührung stehen­ den Endteils B′ des Bereichs B etwas kleiner als die Breite an dem Mittelteil gemacht. Die Breite an dem linken Ende des Endteils B′ ist größer als die Breite am rechten Ende des Bereichs B ₁. Ein derartiger Endteil B′ kann an jedem Endteil des Bereichs B nach Fig. 7 vorgesehen werden.

Fig. 10 zeigt einen Film für die Verwendung in einer Fixiervorrichtung, die so aufgebaut ist, daß die Breitenmitten von Papierblättern verschiedener Breiten­ formate über die Längsmitte S′ der Walze laufen. Bei diesem Beispiel sind die einander entgegengesetzten Endteile B ₁′ des Bereichs B , die mit der Walzen-Fixier­ wirkfläche in Berührung stehen, welche nur für die Endteile von großformatigem Papier wirksam ist, schmä­ ler als der Mittelbereich B ₂. Der Bereich B ist in bezug auf die Längsmittellinie symmetrisch. Bei dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel tritt natürlich auch die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 beschriebene Wirkung auf.

Wenn an dem Bereich A gemäß den Fig. 7 bis 10 auf die vorangehend beschriebene Weise das Abdichtungsmit­ tel aufgebracht oder ein weiterer Film angefügt wird, wirken diese als Einlage, die den Film verstärkt.

Nachstehend werden als Bezug Daten eines Versuchs angegeben, bei dem ein Film nach Fig. 7 verwendet wur­ de. Als Film des Auftragselementes 11 wurde ein FLUOROPORE-Film mit einer Dicke von 0,2 mm verwendet. Der Durchschnittsdurchmes­ ser der durchgehenden Poren war 1 µm (wobei sich die Porendurchmesser-Verteilung zu 100% in dem Bereich von ±0,4 µm um diesen Durchmesser 1 µm herum konzen­ trierte), während der Porenanteil 80% betrug. Der Rechteck-Bereich B hatte eine Länge von 300 mm und eine Breite von 7 mm; der Bereich B wurde an seiner ganzen Fläche mit der Walze in Berührung gebracht. Der Berüh­ rungsandruck betrug ungefähr 1 g/mm². Die Länge des Bereichs A an dem Endteil des Auftragselementes 11 in Längsrichtung der Walze (d in Fig. 1) war 5 mm. Die Viskosität des verwendeten Siliconöls war 10 000 mm²/s (cSt) (bei Raumtemperatur). Die Temperatur der Walze 1 lag zwischen 190 und 200°C, während ihre Umfangsge­ schwindigkeit 120 mm/s betrug. Der Bereich A wurde durch Aufbringen eines Silicon-Abdichtungsmittels zum Schließen der durchgehenden Poren behandelt, so daß der Porenanteil an diesem Bereich A offensichtlich "0" war.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung lag die Ölverbrauchsmenge in der Größenordnung von 0,00005 bis 0,0001 cm³ je Blatt Papier im Format B4 der japani­ schen Industrienorm (JIS). Das Öl wurde gleichförmig auf die Walze 1 aufgebracht. Während eines Fixiervor­ gangs für 100 000 Blatt Papier des Formats B4 sind nie­ mals die Mängel aufgetreten, daß die an den Endteilen aufgebrachte Ölmenge angestiegen ist und das Papier durch das Öl ver­ schmutz wurde oder daß zwischen den Walzen 1 und 5 ein Schlupf aufgetreten ist und damit das Tonerbild be­ schädigt oder zerstört wurde. Natürlich trat auch niemals ein Ansetzen bzw. Ablagern des Toners und ein Umwickeln des Papiers um die Walze auf. Selbst nach Fixieren an 100 000 Blatt Papier im Format B4 waren die durchgehenden Poren des Auftragselementes 11 nicht mit Toner oder Papierstaub verstopft.

Wenn vergleichsweise das Öl ohne Ausgestaltung des Bereichs A aufgebracht wurde, war die Ölverbrauchsmenge 0,0001 bis 0,0003 cm³ je Blatt Papier im Format B4 und damit ungefähr das 3fache der bei dem vorstehend be­ schriebenen Versuch verbrauchten Menge.

Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Fixiervorrichtung. In Fig. 11 ist 18 eine zweite Fixierwalze (Auf­ tragwalze) mit einer Metall-Kernwalze 19, die mit einer dünnen Schicht 20 aus Tetrafluoräthylen-Harz überzogen ist. Die Auftragwalze steht mit einer ersten Fixierwalze 1 in Berührung, die eine dünne Beschichtung 3 aus Silicon­ kautschuk hat und in Pfeilrichtung gedreht wird. Ein Auftragselement 11 aus FLUOROPORE, das in eine beutelartige Form gebracht ist, ist an einem Rahmen 12 befestigt, wobei das Auftragselement 11 nach irgendeinem der vorstehend beschrie­ benen Verfahren mit dem Bereich A ausgestaltet ist, während die der Fixierwirkfläche entsprechende Fläche der Walze 18 mit dem Bereich B des Auftragselementes 11 in Berüh­ rung gebracht ist. Die der Fixierwirkfläche entsprechen­ de Fläche der Walze 18 ist diejenige Umfangsfläche der Walze 18, die die Umfangsfläche der Walze 1 berührt, welche mit dem Tonerbild-Trägermaterial in Berührung kommt. Für die Kontaktstelle des Bereichs B mit der Walze 18 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 gilt das gleiche wie das in Verbindung mit den Fig. 1 und 7 bis 10 bezüglich der Kontaktstelle des Bereichs B des Auftragselementes 11 mit der Walze 1 ausge­ führte.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das über die feinen durchgehenden Poren des offenen Bereichs des Auftragselementes 11 aus dem Filz 13 aussickernde Siliconöl zuerst auf die Walze 18 und danach mit der Drehung der Walze 18 auf die Fixierwalze 1 aufgebracht. Die Walze 18 kann durch die Reibungskraft zwischen ihr und der Walze 1 in Umlauf versetzt werden, jedoch alternativ auch mittels eines nicht gezeigten Motors drehend angetrieben wer­ den. In diesem Fall kann die Walze 18 auch in Gegenrich­ tung zur Pfeilrichtung umlaufen, wobei in jedem Fall dann, wenn die Walze 18 drehend so angetrieben wird, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit geringer als die Um­ fangsgeschwindigkeit der Walze 1 ist, die Menge des auf die Walze 1 aufgebrachten Öls verringert werden kann. (In diesem Fall wird die Beschichtung 3 vorzugsweise aus abriebfestem Tetrafluoräthylen-Harz gebildet).

Ferner kann auch zwischen der Walze 1 und dem Auftragselement 11 anstelle der Auftragswalze eine Mehrstufen-Reihe drebarer Auftragwalzen oder ein umlaufendes Endlosband verwendet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist der Filz bzw. das Element 13 nicht mit Siliconöl vorimprägniert, sondern wird aus einer Ölwanne 21 mit Siliconöl gespeist. 22 ist ein Filz bzw. Filzband, dessen unteres Ende in das Öl in der Wanne 21 ein­ taucht, während 23 ein Filz bzw. Filzband ist, dessen unteres Ende durch ein in dem Deckel 14 ausgebildetes Loch hindurch gegen den Filz 13 stößt. Der Filz 22 und der Filz 23 sind über einen Filz 24 verbunden. Bei Drehung der Walzen 1, 5 und 18 stößt gemäß der Darstel­ lung der Filz 24 gegen die Filze 22 und 23, so daß das Öl aus der Wanne 21 durch Kapillarwirkung über die Filze 22, 24 und 23 dem Filz 13 zugeführt wird; bei Stillstand der Walzen 1, 5 und 18, d. h. während der Ruhezeit der Fixiervorrichtung, weist der Filz 24 einen Abstand zu den Filzen 22 und 23 auf, so daß die Zufuhr des Öls unterbrochen ist. Diese Art der Zufuhr des Öls aus einer Ölwanne ist auch bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen anwendbar.

Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen sind die Hemmelemente 17, 17′, 17′′ und 17′′′ an der Rückseite des Auftragselementes 11 angebracht. Gemäß der Darstellung in den Fig. 12 und 13 kann jedoch das Hemmelement 17 (oder mindestens eines der Hemmele­ mente 17′, 17′′ und 17′′′) nach den genannten Verfahren auch an der (mit der Oberfläche der Walze in Berührung stehenden) Vorderfläche des Auftragselementes 11 angebracht werden. Ferner kann mittels der genannten Verfahren das Hemmele­ ment 17 (oder wenigstens eines der Hemmelemente 17′, 17′′ und 17′′′) an beiden Flächen des Auftragselementes 11 angebracht werden. Fig. 12 ist eine dem X-X Schnitt in Fig. 1 entsprechenden Ansicht, während Fig. 13 eine dem Y-Y-Schnitt in Fig. 1 entsprechende Ansicht ist.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 14 und 15 hat ein gegen die hintere Fläche des Auftragselementes 11 in den durch gestrichelte Linien in Fig. 1 angedeuteten Bereichen A stoßendes Hemmelement 131 (Filz) eine höhere Faserdichte als ein in dem Bereich B gegen die hintere Fläche des Auftragselementes 11 stoßender Filz 132, d. h. das Hemmelement 131 hat eine geringere Ölabsorptionsfähigkeit je Volumens­ einheit als der Filz 132 und somit auch eine geringere Ölhaltefähigkeit und eine geringere Fähigkeit, dem Auftragselement 11 das Öl zuzuführen. Wenn das Hemmelement 131 ein Filz aus durch Wärme schmelzbaren Fasern, wie ein Filz aus Nylon­ fasern, ist und seine Oberfläche oder zumindest die gegen das Auftragselement 11 stoßende Oberfläche vorerwärmt wird, um die Oberflächenfasern zu schmelzen und möglichst viele Zwischenräume zwischen den Fasern auszufüllen, wird auf wirkungsvolle Weise die Menge des aus dem Hemmelement 131 aussickernden Öls weiter verringert. In jedem Fall kann durch die Verwendung des entsprechenden Filzes hoher Dichte die Menge des in den Bereichen A zu der Oberfläche des Auftrags­ elementes 11 aussickernden Siliconöls im Vergleich zu der­ jenigen an dem Bereich B beträchtlich verringert wer­ den. Wenn ferner an der Stelle des Hemmelementes 131 ein nicht mit Siliconöl imprägniertes elastisches Material, wie fluorhaltiger Kautschuk, verwendet wird, kann die Menge des an den Bereichen A zu der Oberfläche des Auftragselementes 11 aussickernden Öls noch wirkungsvoller auf "0" oder nahe "0" gebracht werden. Andererseits ist an der Oberfläche des Films an dem Bereich B, der mit der Walze 1 in Berührung steht, die aus dem Filz 132 über die feinen durchgehenden Poren des Auftragselementes 11 zu der Oberfläche des Films aussickernde Ölmenge weder zu groß noch zu klein, sondern gerade zum Verhindern eines Absetzens des To­ ners oder eines Umwickelns des Papiers P um die Walze angepaßt und darüber hinaus in bezug auf die Achsrich­ tung der Walze im wesentlichen gleichmäßig. Fig. 14 ist eine dem X-X-Schnitt in Fig. 1 entsprechende An­ sicht, während Fig. 15 eine dem Y-Y-Schnitt in Fig. 1 entsprechende Ansicht ist. Das in bezug auf die Ab­ stände d, d ₁ und d ₂ in Fig. 1 gesagte gilt auch bei diesem Ausführungsbeispiel und bei den folgenden Ausfüh­ rungsbeispielen.

Bei dem Bereich B besteht zum Verhindern des Aus­ sickerns und Abfließens des Öls an der Seite des Auftrags­ elementes 11, nämlich an der der Außenluft ausgesetzten Fläche eine Methode darin, den an dem der Seite des Auftragselementes entsprechenden Teilbereich gegen die Rückfläche desselben stoßenden Oberflächenbereichs zu erwärmen, um damit die Fasern an diesem Oberflächenbe­ reich zu schmelzen und dadurch die Faserzwischenräume zu verringern, wodurch die Kraft für das Aussickern des Öls aus diesem Bereich verringert wird; es ist jedoch technisch schwierig, nur die Oberfläche eines Teils des Filzes zu erwärmen und zu schmelzen. Daher ist es bes­ ser, das Hemmelement 131 mit der hohen Faserdichte so zu ge­ stalten, daß er gemäß der Darstellung in Fig. 16 in Längsrichtung der Walze eine langgestreckte Öffung 131′ hat, und diese Öffnung 131′ mit dem Filz 132 gerin­ ger Faserdichte zu füllen. Das Hemmelement 131 stößt gegen den Bereich A des Auftragselementes 11 nach Fig. 7, während gegen den Bereich B nach Fig. 7 die Unterfläche des Filzes 132 stößt. Die Oberfläche des Hemmelementes 131, die gegen das Auftrags­ element 11 stößt, kann vorzugsweise erwärmt werden, um dort die Fasern zu schmelzen und die Faserzwischenräume zu verringern. Wird der als Hemmelement dienende Filz gemäß der Darstellung in Fig. 16 verwendet, wirkt er als eine Art Stützgehäuse, das die Form des die Walze berührenden Auftragselementes gegenüber einer Dre­ hung der Walze aufrechterhält und ferner die Fläche und Lage der Berührung des Auftragselementes 11 mit der Walze konstant hält.

Fig. 17 ist eine Schnittansicht des Teils einer Vorrichtung mit dem Hemmelement 131 nach Fig. 16, wobei die Schnittansicht dem Y-Y-Schntt in Fig. 1 ent­ spricht, während die Schnittansicht des Teils bei die­ sem Ausführungsbeispiel, die dem X-X-Schnitt in Fig. 1 entspricht, die gleiche wie in Fig. 14 ist. Falls das Hemmelement 131 nach Fig. 16 aus fluorhaltigem Kaut­ schuk oder einem ähnlichen Material besteht, das keine Ölabsorptionsfähigkeit und Ölhaltefähigkeit hat, wird eine noch stärkere Wirkung erzielt.

Ferner kann natürlich die Bodenöffnung 131′′ des Elements 131 nach Fig. 16 wie der Bereich B in den Fig. 8, 9 oder 10 geformt werden. In jedemm Fall stößt das Hemmelement 131 gegen den gestrichelt dargestell­ ten Bereich A des Auftragselementes 11, während das Element 132 für die Ölzufuhr gegen den Bereich B stößt.

Nachstehend werden als Anhaltspunkt die Daten eines Versuchs angegeben, bei dem die Vorrichtung gemäß den Fig. 14 oder 15 verwendet wurde. Als Auftragselement 11 wurde ein FLUOROPORE-Film mit einer Dicke von 0,2 mm verwen­ det. Der Durchschnittsdurchmesser der durchgehenden Poren war 1 µm (bei einer 100%igen Konzentration der Porendurchmesser-Verteilung in dem Bereich von ±0,4 µm um diesen Durchmesser von 1 µm herum), während der Porenanteil 80% war. Der Berührungsdruck betrug unge­ fähr 1 g/mm². Die Länge des Bereichs A an dem Endteil des Auftragselementes 11 in Längsrichtung der Walze (d in Fig. 1) betrug 5 mm. Die Viskosität des verwen­ deten Siliconöls war 10 000 mm²/s (cSt) (bei Raumtempe­ ratur). Die Temperatur der Walze 1 betrug 190 bis 200 °C, während die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 120 mm/s war. Der Filz 132 war ein Nylonfaser-Filz mit einer Dicke von 5 mm und einer Faserdichte von ungefähr 300 g je m², während der Filz des Hemmelementes 131 ein Nylonfaser-Filz mit einer Dicke von 5 mm und einer Faserdichte von ungefähr 530 g je m² war, dessen Oberflächenschicht einer Erwär­ mungs- und Schmelzbehandlung unterzogen wurde. Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wurde je Blatt Papier im Format B4 der japanischen Industrienorm (JIS) eine Ölmenge in der Größenordnung von 5 × 10^-5 bis 2 × 10^-4 cm³ verbraucht. Das Öl wurde gleichförmig auf die Walze 1 aufgetragen. Während des Fixier-Arbeitsab­ laufes für 100 000 Blatt Papier des Formats B4 traten kaum die Unzulänglichkeiten auf, daß die Menge des an den Endteilen aufgebrachten Öls ungewöhnlich angestie­ gen war und ein Anquellen gegenüber dem Mittelteil der Walze 5 an der Kautschukschicht der Walze 5 verursacht hatte, daß das Papier mit dem Öl verschmutzt wurde und daß zwischen den Walzen 1 und 5 Schlupf entstand, so daß das Tonerbild beschädigt wurde. Natürlich trat kein Ansetzen des Toners und Wickeln des Papiers um die Walze auf. Selbst nach dem Fixieren der 100 000 Blätter Papier im Format B4 waren die durchgehenden Poren des Auftragselementes 11 nicht mit Toner oder Papierstaub zugesetzt.

An der Stelle der Auftragsvorrichtung C nach Fig. 11 kann die in Verbindung mit den Fig. 14, 15, 16 und 17 beschriebene Auftragvorrichtung C verwendet werden. Dies ist in Fig. 18 gezeigt. Das im Zusammenhang mit der Fig. 11 gesagte gilt auch bei dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 18.

Das filmartige Element 11 aus Kunstharz mit feinen durchgehenden Poren kann dadurch hergestellt werden, daß klumpenförmiges Kunstharz mit feinen durchgehenden Poren mit Hilfe einer Walze oder dgl. gestreckt wird. Vergleicht man den Streckungsprozentsatz des Films bei Aufbringen einer Kraft in Richtung der Filmoberfläche, so ist das Streckungsausmaß in der Richtung, in der der Film bei der angeführten Bearbeitung gestreckt wurde, geringer als das Streckungsausmaß in der dazu senkrechten Rich­ tung. Demgemäß ist es vorteilhaft, in Richtung, in der der Film des Auftragselementes 11 gestreckt wurde, mit der Drehrichtung der Walze 1 oder 18 an dem Teil, an dem die Berührung statt­ findet, in Übereinstimmung oder zum Schnitt zu bringen. Dies geschieht deshalb, weil der Film in der Richtung, in der er gestreckt wurde, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen eine Streckungsverformung aufgrund der Reibungskraft durch die Walzendrehung hat. Falls jedoch der Reibungskoeffizient zwischen dem Film und der Walze gering ist, kann der Film unter Ausrich­ tung in irgendeiner beliebigen Richtung gegen die Walze gedrückt werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen wird in dem Bereich der Berührung mit der Walze nur ein einziger Flüssigkeitsmengen-Steuerfilm eines Auftragselementes ver­ wendet. Zur weiteren Verringerung der Menge der auf die Walze aufgebrachten Flüssigkeit kann jedoch die Steuerschicht auch aus mehreren schichtweise angeordneten Filmen aus Kunstharz mit feinen durch­ gehenden Poren gebildet werden.

Gemäß den Fig. 19 und 20 wird durch Erwärmen und Pressen ein Film 11′ aus Kunstharz mit feinen durch­ gehenden Poren mit der Rückseite des Auftragselementes 11 verbun­ den. Ferner wird auf die Rückseite des Films 11′ ein Silicon-Abdichtungsmittel (Hemmelement 17) aufgebracht. Der Bereich A, an dem das Abdichtungsmittel aufgebracht wird, ent­ spricht dem in Verbindung mit den Fig. 1, 2, 3, 7, 8, 9 und 10 beschriebenen. Anstelle des Aufbringens des Abdichtungsmittels können die vorangehend genannten porenlosen Kunstharz-Filme 17′ und 17′′ oder kann der Film 17′′′ mit den feinen Poren an dem Bereich A mit der Rückseite des Films 11′ verbunden werden. Weitere Mög­ lichkeiten bestehen darin, die Hemmelemente 17, 17′, 17′′ oder 17′′′ in dem Bereich A zwischen das Auftragselement 11 und den Film 11′ einzulagern oder sie an der Oberfläche des Auftrags­ elementes 11 anzubringen. Fig. 19 ist eine dem X-X- Schnitt in Fig. 1 entsprechende Ansicht, während Fig. 20 eine dem Y-Y-Schnitt in Fig. 1 entsprechende Ansicht ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 19 und 20 kann das Material des Films 11′ gleich dem Material des Auftragselementes 11 oder von diesem verschieden sein. Ferner kann auch der Film 11′ hinsichtlich der Filmdicke, des durchschnittlichen Porendurchmessers der feinen durch­ gehenden Poren und des Porenanteils gleich dem Film des Auftragselementes 11 oder von diesem verschieden sein. In jedem Fall wird durch die Schichtung der entsprechenden Filme ein Teil der durchgehenden Poren des Elementes 11 durch den geschlossenen Flächenbereich des Films 11′ geschlossen, jedoch steht der übrige Teil mit den durchgehenden Poren des Films 11′ in Verbindung. Dadurch wird der in Erscheinung tretende Porenanteil der Schicht aus diesen Filmen geringer als die ursprünglichen Porenanteile der Filme. Ferner ist es vorteilhaft, die Dehnungs- bzw. Streckungs-Widerstands-Eigenschaften der Schicht da­ durch zu verbessern, daß die Filme miteinan­ der so verbunden werden, daß die Richtungen, in denen sie gestreckt wurden, zueinander senkrecht sind oder einander schneiden. Dadurch kreuzt selbst dann, wenn die Schicht unter irgendeiner beliebigen Ausrichtung mit der Walze in Berührung gebracht wird, die Streckungsrichtung mindestens eines dieser Filme die Drehrichtung der Walze im spitzen Winkel. Am günstigsten ist es, die Schicht mit der Walze in einer solchen Ausrichtung in Berührung zu bringen, daß die Streckrichtung eines der Filme mit der Drehrichtung der Walze 1 übereinstimmt. Die Filme können jedoch zuverlässig auch so miteinander verbunden werden, daß ihre Streckungsrich­ tungen miteinander übereinstimmen. Für die Vorrichtung kann ferner auch eine Schicht verwendet werden, die durch Erwärmen, Pressen und Zusammenfügen von drei oder mehr Filmen aus Kunstharz mit feinen durchgehenden Poren gebildet ist, wobei auch in diesem Fall das vorstehend gesagte gilt.

Ferner kann auch die in Verbindung mit den Fig. 19 und 20 beschriebene Auftragvorrichtung C als Auftragvor­ richtung C nach Fig. 11 verwendet werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen wird das von dem Filz 13 oder 132 absorbierte und gespeicherte Öl der Bodenfläche des Auftragselementes 11, nämlich dem mit der Walze in Berührung stehenden Teil des Auftragselementes zugeführt; dem­ gegenüber kann ein derartiges Ölspeicherelement wegge­ lassen und das Innere des Beutels mit Öl gefüllt wer­ den. Hinsichtlich der Ölspeicherelemente 13 oder 132 besteht keine Einschränkung auf Filz; vielmehr kann irgendein beliebiges Material verwendet werden, das zur Absorption und Speicherung des Öls geeignet ist, wie beispielsweise fasriges Material, wie gewebtes Tuch, ungewebtes Tuch, oder ein ähnliches Material oder aber ein Material, wie Schwamm oder dgl. Ferner kann das Element 131 aus einem fasrigen Material, wie gewebtem Tuch oder ungewebtem Tuch, Schwamm oder Siliconkaut­ schuk, unter der Voraussetzung bestehen, daß die Ölab­ sorptionsfähigkeit je Volumeneinheit und damit die Ölspeicherflüssigkeit je Volumeneinheit geringer als bei dem Element 132 ist. Das Element 131 kann gemäß den vorangehenden Ausführungen auch aus einem Material bestehen, das für die Absorption des Siliconöls völlig ungeeignet ist. Somit kann das Ele­ ment 131 aus einem Material bestehen, das hinsichtlich des Flüs­ sigkeitshaltevermögens je Volumeneinheit schlechter als das Element 132 ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen wurde ein filmartiges Element aus Kunstharz mit feinen durchgehenden Poren verwendet; es ist jedoch auch möglich, die Flüssigkeitsmenge durch Verwendung eines stabförmigen oder plattenförmigen Elements aus derartigem Kunstharz zu steuern.

Ferner wurde bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Kunstharz-Element mit feinen durchgehenden Poren in Reibungsberührung mit der Walze gebracht, um dadurch die Absatzverhütungs-Flüssigkeit auf die Walze aufzubringen. Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 21 und 22 sind jedoch gleichfalls vor­ teilhaft. Bei diesen Ausführungsbeispielen hat die Auftragvorrichtung C die Form einer Walze. Mit 13 ist eine Filzschicht bezeichnet, die um eine Kernwalze 26 gewickelt ist und die eine ausreichende Festigkeit zum Einhalten der Walzenform hat; die Filzschicht ist mit dem Siliconöl imprägniert. Die Oberfläche dieser Öl­ speicherungs-Schicht ist mit einer Filmschicht bedeckt, die miteinander verbundene Kunstharz-Filme aus FLUOROPORE oder einem ähnlichen Material mit feinen durchgehenden Poren aufweist. Diese walzenartige Auf­ tragvorrichtung wird mit der ersten Fixierwalze 1 in Berührung gebracht und in Pfeilrichtung durch die Reibungskraft zwischen ihr und der Walze 1 in Umlauf versetzt oder aber mittels eines Motors drehend angetrieben. Das in dem Filz 13 imprägnierte Siliconöl sickert über die miteinander in Verbindung stehenden feinen durchgehen­ den Poren des Films 11′ und des Auftragselementes 11 aus und wird mit der Drehung der Filmschicht auf die Walze 1 aufgebracht. Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Berührung zwischen dem Auftragselement 11 und der Walze 1 an­ nähernd eine Linienberührung ist und die Berührungs­ fläche zwischen ihnen sehr klein ist, so daß daher in Verbindung mit der Wirkung der Schichtung aus den Fil­ men des Auftragselementes 11′ die Menge des auf die Walze 1 aufgebrach­ ten Öls wirtschaftlich bzw. sparsam dosiert werden kann. Ferner sammelt sich selbst bei langer Ruhezeit der Fixiervorrichtung wenig oder gar kein Öl in dem Berührungsabschnitt zwischen dem Auftragselement 11 und der Walze 1.

Fig. 21 ist eine dem X-X-Schnitt in Fig. 1 entsprechende Ansicht, während Fig. 22 eine dem Y-Y-Schnitt in Fig. 1 entsprechende Ansicht ist. An den Endteilen der walzenförmigen Auftragvorrichtung C sind an der Innenfläche des inneren Films 11′, zwischen dem Film 11′ und dem Auftragselement 11 oder an der Oberfläche bzw. Außenflä­ che des Auftragselementes 11 die Hemmelemente 17, 17′, 17′′ oder 17′′′ angebracht. Alternativ dazu können die Endteile der walzenförmigen Auftragvorrichtung C mit einem Mate­ rial 131 gefüllt werden, das eine schlechtere Flüssig­ keitsspeicherfähigkeit je Volumenseinheit als der Filz 13 hat. Ferner kann die walzenförmge Auftragvorrich­ tung C gemäß den Fig. 21 und 22 mit der Auftragwalze 18 nach Fig. 11 in Berührung gebracht werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen werden der Durchmesser der durchgehenden Poren des zur Steuerung der Flüssigkeitsmenge verwendeten Kunstharz­ materials, der Porenanteil, die Dicke des Kunstharzmate­ rials und die Viskosität der Absatzverhütungs-Flüssig­ keit dadurch festgelegt, daß Faktoren, wie die Viskosi­ tät des geschmolzenen Toners, die Eigenfestigkeit bzw. Steifheit des Tonerbild-Trägermaterials, die Oberflä­ chenspannung der Fixierwalze, die Umfangsgeschwindig­ keit der Fixierwalze usw., in Rechnung gezogen werden, wobei der Durchschnittsdurchmesser der durchgehenden Poren des Auftragselementes 11 0,1 bis 5 µm sein, der Porenanteil 20 bis 95% sein und die Dicke des Films 0,05 bis 1 mm sein muß, während die Viskosi­ tät des Trennmittels (Absatzverhütungs-Flüssigkeit) in einem sehr weiten Bereich von 100 bis 100 000 mm²/s (cSt) bei Raum­ temperatur liegen kann. Zur Steigerung der Menge der aufgebrachten Flüssigkeit kann die Viskosität des Trennmittels niedrig gewählt werden, der Durchschnittsdurchmesser der durchgehenden Poren des filmartigen Materials des Auftragselementes groß gewählt werden, der Porenanteil des Materials groß gewählt werden und/oder die Dicke des Films groß ge­ wählt werden. Zur Verminderung der Menge aufgetragener Flüssigkeit wird die Wahl entgegengesetzt zur vor­ stehend genannten getroffen.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführunsbei­ spielen wird das Trennmittel mittels der Auftragvorrichtung C direkt der Fixierwalze zugeführt; die Ausgestaltung kann jedoch auch so getroffen werden, daß das Trennmittel zuerst mittels der Auftragvorrichtung C auf eine An­ druckwalze aufgebracht wird und von dieser dann der Fixierwalze zugeführt wird.

Ferner wurde bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Vorrichtung gezeigt, bei der der Toner zum Fixieren erwärmt und geschmolzen wird; die Fixiervorrichtung ist jedoch auch als Andruck- Fixiervorrichtung verwendbar, bei der das Tonerbild- Trägermaterial zwischen den Walzen eines Paars sehr kräftig eingeklemmt und transportiert wird, wobei das Tonerbild durch den Druck an dem Trägermaterial fixiert wird.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist ferner 25 ein Rakel bzw. ein Abstreifer, der aus fluor­ haltigem Kautschuk oder dgl. besteht und gegen die Walze 1 gedrückt ist. Die Rakel 25 beseitigt von der Umfangsfläche der Walze 1 irgendwelchen Toner oder Papierstaub, der an dem Auftragselement 11 oder der Walze 18 vor­ beigelangt ist, und verhindert, daß diese Stoffe an dem Papier P an dem Walzenspalt-Abschnitt haften. Tatsäch­ lich wird der Toner oder der Papierstaub, die an der Walze 1 haften, zum größten Teil an dem Anfangsberüh­ rungsabschnitt zwischen dem Auftragselement 11 und der Walze in Drehrichtung der Walze abgefangen, so daß er sich an der Vorderfläche des Elementes 11 sammelt. Der Toner oder der Papierstaub, die sich auf diese Weise an der Vorder­ fläche des Elementes 11 sammeln, können auf einfache Weise mittels eines Tuchs oder dgl. abgewischt werden, d. h. das Element 11 hat zusätzlich zu seiner Funktion des Aufbringens des Trennmittels auf die Walzenoberfläche und des Ausquetschens der Flüssigkeit die Funktion einer Reinigungsvorrichtung.

Hinsichtlich des Trennmittels besteht keine Einschränkung auf Siliconöl; vielmehr können auch flüssiges Polypropylen, flüssiges Polyäthy­ len oder dgl. verwendet werden.

Claims (21)

1. Fixiervorrichtung mit

• a) einer ersten und einer zweiten Fixierwalze, zwischen denen ein Bildträger zur Fixierung eines Tonerbildes geführt wird,
• b) einer Auftragvorrichtung mit einem Auftragselement aus porigem Kunstharz zum Auftragen eines Trennmittels auf die sich bewegende Oberfläche der rotierenden er­ sten Fixierwalze oder auf die Oberfläche eines bewegli­ chen Zwischenelementes, das das Trennmittel aufbring, während es sich in Kontakt mit der Oberfläche der er­ sten Fixierwalze bewegt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• c) das Auftragselement (11) einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,1-5 µm, einen Porenanteil von 20-95% und eine Dicke von 0,05-1 mm besitzt und daß das Trennmittel eine Viskosität von 100-100 000 cSt bei Raumtemperatur aufweist.

2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Erhitzung der ersten Fixierwalze (1) aufweist.

3. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch eine Reinigungseinrichtung (25), die mit der Oberfläche der ersten Fixierwalze (1) abstrom­ seitig von der Position, in der das Auftragselement (11) oder das Zwischenelement (18) an der Oberfläche der er­ sten Fixierwalze (1) anliegt, in Kontakt steht.

4. Fixiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Reinigungseinrichtung (25) ein elastischer Abstreifer ist.

5. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragselement (11) aus einer Vielzahl von Schichten aus porigem Kunstharz besteht.

6. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragvorrichtung (C) das Trennmittel speichert und die Fixiervorrichtung eine Führungsschiene (15) aufweist, die einerseits ein Entfernen der Auftragvorrichtung (C) und andererseits einen Kontakt des Auftragselementes (11) mit der Oberfläche der ersten Fixierwalze (1) oder der Oberfläche des beweglichen Zwischenelementes (18) ermög­ licht.

7. Fixiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß sie eine Einrichtung (16) aufweist, die die Auf­ tragvorrichtung (C) an die Oberfläche der ersten Fixier­ walze (1) oder des beweglichen Zwischenelementes (18) preßt.

8. Fixiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (16) eine Vielzahl von Druckfe­ dern aufweist, die in Längsrichtung der ersten Fi­ xierwalze (1) oder des beweglichen Zwischenelementes (18) auf die Auftragvorrichtung (C) einwirken.

9. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsele­ ment (11) taschenförmig ausgebildet ist und zusätzlich zur Kontaktfläche (M), die das Auftragselement mit der ersten Fixierwalze (1) oder dem beweglichen Zwischen­ element (18) bildet, Seitenflächen (N) aufweist und Elemente (13, 131, 132) besitzt, die zur Aufrechterhal­ tung der Taschenform im Auftragselement enthalten sind.

10. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Auftragselementes (11) aus Fluorkunstharz besteht und daß das Trennmittel Silikonöl ist.

11. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsele­ ment (11) in Längsrichtung der ersten Fixierwalze (1) bzw. des beweglichen Zwischenelementes (18) mindestens in einem seiner Randbereiche (A) eine geringere Poro­ sität aufweist als in seinem mittleren Bereich (B).

12. Fixiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die geringe Porosität im Kontaktbereich (M) des Auftragselementes (11) mit der ersten Fixier­ walze (1) bzw. dem beweglichen Zwischenelement (18) vor­ gesehen ist.

13. Fixiervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragselement (11) in mindes­ tens einem Randbereich (B ₁, B′, B ₁′) des Bereichs (B) eine geringere Breite aufweist als in dessen mittlerem Bereich (B ₂).

14. Fixiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der Randbereiche (B ₁′) des Be­ reichs (B) der Breitendifferenz zwischen Bildträgern in Großformat und Kleinformat entspricht.

15. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragsele­ ment (11) in Drehrichtung der ersten Fixierwalze (1) bzw. des beweglichen Zwischenelementes (18) aufstromseitig und abstromseitig des Kontaktbereiches (M) Seitenflächen­ bereiche (N) aufweist, die eine geringere Porosität besitzen als der Kontaktbereich (M).

16. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die geringere Porosität aus ei­ ner teilweisen oder vollständigen Schließung oder Zer­ störung der Poren resultiert.

17. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die geringere Porosität aus der Anordnung eines Hemmelementes resuliert, das den Durchsatz des Trennmittels durch das Auftragsele­ ment (11) reduziert oder verhindert.

18. Fixiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei dem Hemmelement (17, 131) um Filz mit einer hohen Faserdichte oder im Kautschuk han­ delt.

19. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragselement (11) eine einer Streckbehandlung unterzogene Kunstharz­ lage aufweist, deren Streckrichtung mit der Drehrichtung der ersten Fixierwalze (1) bzw. des beweglichen Zwischen­ elementes (18) zusammenfällt.

20. Fixiervorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragselement (11) mindestens zwei, einer Streckbehandlung unterzogene Kunstharzlagen aufweist, die derart laminiert sind, daß sich die Richtungen überschneiden, in denen sie gestreckt wurden.