DE1956160A1 - Heating roller for a contact heat fixing device - Google Patents

Heating roller for a contact heat fixing device

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DE1956160A1
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roller
heating
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Helbig Erich H
Davids Walter Patrick
Reese Franklin Smith
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating

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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. E Weickmann, I 3OO j OyPatent attorneys Dipl.-Ing. E Weickmann, I 3OO j Oy

Dipl.-Iν«. H, Weickmann, DiPL.-PiiYs, Dk. K. FinckeDipl.-Iν «. H, Weickmann, DiPL.-PiiYs, Dk. K. Fincke

Dipl.-Chem, B. HuberDipl.-Chem, B. Huber

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XEROX 001ΡΟΕΑΤ10ΪΓ, Roohester, Ιϊ,Υ« 14603, Y«St«A· XEROX 001ΡΟΕΑΤ10ΪΓ, Roohester, Ιϊ, Υ «14603, Y« St «A · Heizrolle für eine Kontakt-HitzefixiervorrichtungHeat roller for a contact heat fuser

Die Erfindung betrifft eine Heizrolle für eine Kontakt-Hitaefixiervorriohtung, in der insbesondere elektrofotografische iulverbilder zur Fixierung zwiaohen die Heizrolle und eine sie berührende Andrückrolle geführt werden«The invention relates to a heating roller for a contact Hitaefixiervorriohtung, in which in particular electrophotographic powder images for fixing between the Heat roller and a pressure roller touching it out will"

Bei der Kontakt-Hitzefixierung elektrofotografisoher Pulverbiider treten Schwierigkeiten daduroh auf, daS das Bildpulver bei Berührung alt der erhitzten fixierfläche oft vom Bildträger entfernt wird· Die meisten bekannten Bildpulverarten schmelzen innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches ohne Ablösung« Ist die Temperatur der Heizrolle relativ gering, so wird nur soviel Warne auf das Bildpulver übertragen, daß dessen äußere Schichten duroh Wärmeeinwirkung fixiert werden· Der alt dem Bildträger in unmittelbarer Berührung stehende Seil des Bildpulvers bleibt unbeeinfluSt« Deshalb tritt eine stärkere Bindung swieehen der Heiirolle und dem Bildpulver auf al« zwieohen diesem und dem Bildträger, wodurch •loh da· Bildpulver abluttn und auf die Bolle übergehen kann· Wird andertr«tit« dl« Temperatur der Heiarolle au hooh, to wird auvlel Wärmeenergie von ihr auf das Bild··In the case of contact heat fixing, electrophotographic isoher Difficulties arise with powder images because the image powder is often removed from the image carrier when it comes into contact with the heated fixing surface. Most of the time known types of picture powder melt within a certain temperature range without detachment Warn on the image powder that its exterior Layers are fixed by the action of heat · The old The rope of the image powder in direct contact with the image carrier remains unaffected The marriage roll and the picture powder are bound to a stronger bond between this and the picture support, whereby • loh da · peel off the picture powder and transfer it to the ball Can · Will change the temperature of the hot roll au hooh, to will auvlel heat energy from her on the picture ··

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pulver übertragen, wodurch dieses verflüssigt wird. Is haftet dann auch nioht mehr am Bildträger, sondern fließt leicht auf die Heizrolle, so daß das Ergebnis auch wieder eine Ablösung istePowder transferred, whereby it is liquefied. Is then no longer adheres to the image carrier, but flows easily onto the heating roller, so that the result there is also another replacement

Bei der Kontakt-Hitzefixierung werden heiße Druckrollen mit hoher thermischer Masse als berührende Wärmeenergie quelle verwendete Sie bestehen aus einem massiven Kern eines in seiner Struktur dichten Materials wie ζ·Β· Kupfer, das in seinem Inneren große Wärmemengen leicht aufnehmen und speichern kann. Eine Strahlungsquelle wie ζ·Ββ eine Quarzlampe steht in thermischer Verbindung mit der relativ massiven Rolle und dient zu deren Überführung in den Betriebszustand und dessen Beibehaltung während des Fixiervorganges.In the case of contact heat setting, hot pressure rollers are used with a high thermal mass used as a contact heat energy source. They consist of a massive The core of a structurally dense material such as ζ · Β · copper, which has a large amount of heat inside can easily record and store. A radiation source like ζ · Ββ a quartz lamp is in thermal connection with the relatively massive role and serves to bring it into the operating state and maintain it during the fixing process.

Bei vielen fixiervorgängen ist der Temperaturbereich zwischen heißer und kalter Ablösung des Bildpulvers relativ schmal· Eine genaue Steuerung der Oberflächentemperatur einer relativ massiven Fixierrolle innerhalb eines derart schmalen Bereiohes ist extrem schwierig, da die Vorgänge der dabei auftretenden Wärmeleitung ziemlich komplex sind· Bei einem System mit großer thermischer Masse tritt eine merkliohe Verzögerung zwischen der Zuführung von Wärmeenergie und deren Auswirkung auf die Oberflächentemperatur auf« Diese Verzögerung führt zur Beeinträchtigung der Qualität der fixierten Bilder·For many fusing processes, the temperature range is between hot and cold detachment of the picture powder relatively narrow · Precise control of the surface temperature a relatively massive fixing roller within such Narrow area is extremely difficult because the processes involved in the conduction of heat are quite complex are · In a system with a large thermal mass, there is a long delay between the supply of Thermal energy and its effect on the surface temperature «This delay leads to impairment the quality of the fixed images

Ein weiteres Problem bei der Kontakt-Hitzefixierung ist die ungleichmäßige Wärmθverteilung auf der Heiarolle· Diese ist normalerweise auf Lagerungen angeordnet, die aus einem festen Material wie i»B« Stahl bostehen. Ss hat eich jedoch geseigt, daß diese Lagerungen Stellen, guter Wärmeableitung iiiid, die dem iixitrvorgang ineb·-Another problem with contact heat fixation is the uneven distribution of heat on the heating roll This is usually arranged on bearings made of a solid material such as i "B" steel. Ss However, it has become known that these bearings are places good heat dissipation iiiid, which ineb ·

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sondere an den Rollenenden Wärme entziehen· Aus diesen Gründen ist es zwar möglich, den inneren Teil der Bolle innerhalb des Temperaturbereiches zwischen heißer und kalter Ablösung des Bildpulvers zu halten, für die Sollenenden trifft dies jedoch nicht zu0 sondere at the roll ends heat · For these reasons, escape is possible, to keep the inner part of the Bolle within the temperature range between hot and cold detachment of the image powder for the desired ends, however this does not apply 0

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Heizrolle zu schaffen, mit der diese Schwierigkeiten vermieden werden und bei der eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf der gesamten Oberfläche möglich ist·The object of the invention is to create a heating roller with which these difficulties can be avoided and with which an even heat distribution over the entire surface is possible

Pur eine Heizrolle der eingangs beschriebenen Art löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, daß eine längliche und dünnwandige Rollenhülse aus gut wärmeleitfähigem Material, in deren Innerem eine Wärmequelle angeordnet ist, an ihren beiden Enden mit Kappen aus sohlecht wärmeleitfähigem Material verschlossen ist, die mit aufeinander ausgerichteten Drehachsen verseilen sindoPur solves a heating roller of the type described above the invention achieves this object in that an elongated and thin-walled roller sleeve made of good thermal conductivity Material, inside of which a heat source is arranged, at both ends with caps made of poorly thermally conductive material Material is closed, which are stranded with aligned axes of rotation o

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben Es zeigen:The invention is described below with reference to an embodiment shown in the figures Show it:

Fig»1 eine schematische Darstellung einer elektrofotografischen Reproduktionsmasohine, die mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Rollenfixierer ausgerüstet ist,Fig. 1 is a schematic representation of an electrophotographic Reproductive machines that come with a equipped according to the invention trained roller fixer is,

Figo2 eine Draufsicht auf die in Fig»1 gezeigte Fixiervorrichtung, FIG. 2 shows a plan view of the fixing device shown in FIG. 1,

Fig.5 eine Rückansicht der in Fig.1 gezeigten Fixiervorrichtung ,FIG. 5 is a rear view of the fixing device shown in FIG ,

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Fig»4 eine Seitenansicht der in Figo1 gezeigten Fixiervorrichtung, Figure "4 is a side view of the fixing device shown in FIG o 1,

figo5 den Schnitt 5-»5 aus fig·5»figo5 cut 5- »5 from fig · 5»

Pig*6 eine vergrößerte Teildarstellung des Umgangs der in der Fixiervorrichtung verwendeten Rollen,Pig * 6 an enlarged partial representation of the handling the rollers used in the fuser,

Figo7 eine vergrößerte Teildarstellung der erfindungsgemäßen Heizrolle undFigo7 shows an enlarged partial representation of the invention Heating roller and

Figo8 einen Teilschnitt einer in der Heizrolle angeordneten Heizfläche· Figo8 a partial section of a heating surface arranged in the heating roller

In Fig»1 ist eine elektrofotografische Kopier- oder Reproduktionsmaschine mit ihren einzelnen Funktionseinheiten dargestellt. Vie bei allen derartigen Einrichtungen wird ein Lichtbild eines zu reproduzierenden Schriftstückes auf die sensitivierte Oberfläche einer elektrofotografischen Bildplatte zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildes projiziert« Das latente Bild wird danach mit einem ihm entgegengesetzt geladenen Entwicklerstoff entwickelt, der auoh als Toner bezeichnet wird» Dadurch entsteht ein elektrofotografie sches Pulverbild, das dem latenten Bild entspricht· Das Pulverbild wird dann elektrostatisch auf einen Bildträger übertragen, auf dem es mit einer Fixiereinrichtung zur Bildung einer dauerhaften Aufzeichnung fixiert wird·In Fig. 1 is an electrophotographic copying or reproducing machine shown with their individual functional units. Vie with all such institutions is a photo of a document to be reproduced on the sensitized surface of a projected electrophotographic imaging plate to produce an electrostatic latent image «The latent The image is then developed with an oppositely charged developer, which also acts as a toner is called »This creates an electrophotography powder image corresponding to the latent image · The The powder image is then electrostatically transferred to an image carrier, on which it is fixed with a fixing device is fixed to form a permanent record

Bei der dargestellten Maschine wird ein zu reproduzierendes Originalsohriftetüok D auf eine durchsichtig· Auflageplatte P aufgelegt, die in einer Beleuchtungsvorrichtung 10 auf der linken Seite der Maschine fest an·»In the machine shown, an original earring cover D to be reproduced is placed on a transparent Support plate P is placed, which is firmly attached to a lighting device 10 on the left side of the machine.

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geordnet ist» Die von dem Qriginalschriftstück reflektierten Bildstrahlen werden mit einem optischen System auf die lichtempfindlich« Oberfläche der elektrofotografischen Bildplatte projiziert, wodurch diese in Bildkonfiguration belichtet wird. Die Bildplatte Jhat die Form eines flexiblen Selenbandes 12, das auf der Bandführungsvorrichtung 11 angeordnet ist.ordered is »The reflected from the original document With an optical system, image rays are directed onto the light-sensitive «surface of the electrophotographic Projected image plate, whereby it is exposed in image configuration. The Jhat the form of a flexible selenium tape 12, which is arranged on the tape guide device 11.

Die Bandfübungsvorrichtung 11 ist im nahmen der Maschine einschiebbar gelagert und führt das Selenband 12 mit konstanter Geschwindigkeit in der durch den Pfeil bezeichneten Richtung. Während dieser Bewegung wird das Lichtbild des OriginalsohriftStückes blitzartig auf die Bandoberfläche übertragene Dadurch wird die fotoleitfähige Schicht in den belichteten !"läohenteilen entladen, so daß ein latentes elektrostatisches Bild in einer dem Lichtbild entsprechenden Konfiguration erzeugt wird. Bei Weiterbewegung wird die Bandoberfläche mit dem elektro«* statischen Bild an die Entwioklungsstelle B gebraoht, an der eine Entwicklungsvorrichtung 14 angeordnet ist· Mit dieser wird der Entwicklerstoff auf den oberen Bereich des Bandes übertragen, so daß er über die nach oben geneigte Bandoberfläche naoh unten kaskadiert wird und da« mit eine Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes bewirkt· Bei der Bewegung des Entwicklerstoffes über die geladene Bildfläche werden die !Donerteilehen von den Bildfläohenteilen angezogen und machen damit das latente elektrostatische Bild sichtbar·The band exercise device 11 is in the machine mounted in a retractable manner and guides the selenium tape 12 at a constant speed in the direction indicated by the arrow designated direction. During this movement, the light image of the original ear pin piece flashes up This causes the belt surface transferred to become the most photoconductive Discharge layer in the exposed parts, so that an electrostatic latent image is formed in a configuration corresponding to the light image. at The belt surface is moved further with the electro «* static image to the development point B. of which a developing device 14 is arranged · With this is the developer material transferred to the upper area of the belt, so that it is inclined over the upward Belt surface is cascaded near the bottom and there « with a development of the electrostatic latent image causes · When the developer moves over the charged image area, the donor parts are attracted by the image area parts and thus make the latent part electrostatic image visible

Das entwickelte Bild wird dann auf dem Band an eine BiIdübertragungestelle 0 gebraoht, an der ein Kopieblatt mit einer der Bandgeschwindigkeit entsprechenden öesohwindigktit an das Band heranbewegt wird« Hiersu dient einThe developed image is then sent to an image transfer location on the belt 0 brewed, on which a copy sheet with an oesohwindigktit corresponding to the belt speed is moved towards the belt «Hiersu serves a

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Transportmechanismus 16, mit dem die Kopieblätter von einer Blattlagerung 18 an die Übertragungsstelle O gebracht werden.Transport mechanism 16 with which the copy sheets are brought from a sheet storage 18 to the transfer point O will.

Daa Kopieblatt wird vom Band 12 wieder abgelöst und zu einer Fixiervorrichtung 20 bewegt, in der das entwiokelte und übertragene elektrofotografische Pulverbild auf dem Kopieblatt dauerhaft fixiert wird. Nach dem damit verbundenen Einsohmelzvorgang wird die fertige Kopie mit einem Förderband 21 an einer Ausgabestelle aus der Reproduktionsmasohine ausgegeben·The copy sheet is detached from the belt 12 again and closed a fixing device 20 in which the developed and transferred electrophotographic powder image is placed is permanently fixed to the copy sheet. After the associated melting-in process, the finished copy is made issued with a conveyor belt 21 at an output point from the reproduction machine

Zur Bewegung des Selenbandes 12 in zeitlichem Zusammenhang mit der Blitzbelichtung, zum Transport und zur Kaskadierung des Entwicklerstoffes, zur Förderung der Kopieblätter an die Bildübertragungsstelle 0 und durch die Hitzefixiervorriohtung kann eine gemeinsame Antriebsvorrichtung vorgesehen sein.»To the movement of the selenium band 12 in a temporal context with the flash exposure, for transporting and cascading the developer material, for promoting the Copy sheets to the image transfer station 0 and through the heat fixing device can be a common drive device be provided."

Die vorstehende Beschreibung mag zum Verständnis der allgemeinen Arbeitsweise einer für die Anwendung der Erfindung geeigneten elektrofotografischen Kopiermaschine ausreichen.The above description may help to understand the general operation of an electrophotographic copier suitable for practicing the invention sufficient.

Wie aus Fig.2 - 6 hervorgeht, wird als Hitzefixiervorriohtung 20 eine Kontaktrollenanordnung verwendet, deren Rahmen die untere Rolle trägt und aus zwei Seitenplatten 25 und 26 gebildet ist, die durch eine Grundplatte 27 miteinander verbunden sind· Diese ist am Hauptrahmen der Maeohine befestigt. Der Rahmen der Fixiervorrichtung ist ferner mit einer an der Hinterkante jeder Seitenplatte 25 und 26 befestigten hinteren Verstrebung 28 und einer nioht dargestellten vorderen Verstrebung versehen.As can be seen from Fig. 2-6, as a heat fixing device 20 uses a contact roller arrangement whose frame supports the lower roller and consists of two side plates 25 and 26, which are connected to one another by a base plate 27. This is on the main frame attached to the Maeohine. The frame of the fuser is further provided with a rear strut 28 and 28 attached to the rear edge of each side panel 25 and 26 provided a front strut not shown.

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Die direkte Kontaktfixierung eines Pulverbildes auf einem Papierblatt geschieht duroh Einführen des Blattes zwischen die erhitzte untere Rolle 30 und eine diese während des Fixiervorganges unter Druck berührende obere Fixierrolle 31· Das Bildblatt wird mit den Führungsschienen 32, die zwischen dem Transport 16 und der Fixiervorrichtung 20 vorgesehen sind, in den Spaltzwischen den Rollen 30 und 31 geleitet·The direct contact fixation of a powder image a sheet of paper is done by inserting the sheet between the heated lower roller 30 and one of them Upper fixing roller 31 contacting under pressure during fixing operation · The image sheet is moved with the guide rails 32, which are provided between the transport 16 and the fixing device 20, into the gap between the rollers 30 and 31

Wie aus den Fig*2, 5 und 6 hervorgeht, besteht die untere Rolle aus einem tragenden dünnwandigen Metallzylinder 33» der an seinen beiden Enden mit Abschlußkappen 34 aus wärmeisolierendem Material verschlossen ist· Jede der Kappen 34 ist mit einer Aohse 35 bzwo 36 verbunden, diese Achsen dienen zur drehbaren Lagerung der Rolle 30 innerhalb der Fixiervorrichtung 20· Die Enden der Aohsen 35 und 36 sind in Lagern 37 in den Seitenplatten 25 und 26 angeordnet» 'As can be seen from FIGS. 2, 5 and 6, there is the lower one Roll made of a supporting thin-walled metal cylinder 33 »which is closed at both ends with end caps 34 made of heat-insulating material · Each of the caps 34 is connected to an Aohse 35 or 36, these axes serve for the rotatable mounting of the roller 30 within the fixing device 20 · the ends the Aohsen 35 and 36 are arranged in bearings 37 in the side plates 25 and 26 »'

Die obere Fixierrolle 31 besteht aus einem Metallzylinder 40, der auf einer Aohse 41 mit den an seiner Innenfläche Yorgesehenen Kappen 42 befestigt ist· Eine relativ dicke Hülse 43 aus nichtleitendem, abhäsivem Stoff, ζ·Β· Tetrafluorethylen, umgibt den Zylinder 40 und soll so dick sein, daß sie bei Druokberührung mit der unteren Fixierrolle 30 eine Eindruckstelle bildet. Die Aohse 41 ist mit ihren Enden in Lagerungen 44 und 45 der Seitenplatten 25 und 26 angeordnet· Jede Lagerung 44 und 45 iet gegenüber einer gemeinsamen Aohse begrenzt schwenk«· laar, wojbu ein Stift 46-in der Seitenplatte 25 und ein drehbarer Lagerblook 44 sowie ein aweiter Stift 47 mit einem Lagerblook 45 an der Seitenplatte 26 dient· 33ie Lagerplatt en 44 und 45 werden in einer gemeinsamen Rioh-The upper fixing roller 31 consists of a metal cylinder 40, which is fastened on an axle 41 with the caps 42 provided on its inner surface · A relative thick sleeve 43 made of non-conductive, adhesive material, ζ · Β · Tetrafluoroethylene, surrounds the cylinder 40 and should be so thick that it touches the lower one with pressure Fixing roller 30 forms an impression point. The Aohse 41 is with its ends in bearings 44 and 45 of the side plates 25 and 26 arranged · Each bearing 44 and 45 has limited pivoting relative to a common axis «· laar, wojbu a pin 46-in the side plate 25 and a rotatable bearing look 44 and an additional pin 47 with a bearing look 45 on the side plate 26 is used Bearing plates 44 and 45 are in a common Rioh

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tung um die durch die Stifte 46 und 47 bestimmte Achse geschwenkt, wodurch die obere Fixierrolle 31 relativ zur unteren Fixierrolle 30 bewegt wird»device pivoted about the axis determined by the pins 46 and 47, whereby the upper fixing roller 31 is relatively is moved to the lower fixing roller 30 »

Die Schwenkbewegung der Lagerblöoke 44 und 45 erfolgt mit einem durch Druckluft betätigten Antriebsmechanismus, wodurch eine Anhebung oder Absenkung der oberen Fixierrolle 31 relativ zur unteren Fixierrolle 30 erreicht wird. Der Antriebsmechanismus enthält einen Hocken 50, dessen Arbeitsfläche eine geneigte Ebene ist, die einen Mitnehmer 5t in vertikaler Richtung bewegt. Dieser hat die Form eines Rades und ruht auf der geneigten Ebene des Nockens 50, wenn dieser aus der in Figo3 gezeigten Lage in zwei möglichen Richtungen bewegt wird. Der Mitnehmer 51 ist an einem Arm 52 drehbar gelagert und zwischen den Enden einer Querverstrebung 53 "befestigt. Ein Ende dieser Verstrebung ragt über die Seitenplatte 25 hinaus und ist mit einem Gelenk 54 verbunden, das über einen Stift 55 mit dem Lagerblook 44 gekoppelt ist. In ähnlicher Weise ist das andere Ende der Verstrebung 53 mit einem Gelenk 56 verbunden, das mit dem Lagerblock 45 über einen Stift 57 gekoppelt ist· Die Bewegung des Nockens 50 nach links oder rechts (Fig.3) Terursacht eine Bewegung des Mitnehmers 51 nach oben oder unten in vertikaler Richtung· Dadurch wird eine entsprechende Bewegung der Querverstrebung 53 bewirkt, so daß die Enden der Lagerblöoke 44 und 45 gleichzeitig die Rolle 31 relativ zur Fixierrolle 30 bewegen.The pivoting movement of the bearing blocks 44 and 45 takes place with a drive mechanism operated by compressed air, causing a raising or lowering of the upper Fixing roller 31 is achieved relative to the lower fixing roller 30. The drive mechanism includes a Squat 50, the work surface of which is an inclined plane that moves a driver 5t in the vertical direction. This has the shape of a wheel and rests on the inclined plane of the cam 50, when this from the in Figo3 is moved in two possible directions. The driver 51 is rotatably mounted on an arm 52 and attached between the ends of a cross brace 53 ". One end of this brace protrudes over the side plate 25 and is connected to a joint 54 which is coupled to the bearing look 44 via a pin 55. Similarly, the other end of the strut 53 is connected to a hinge 56 that is connected to the bearing block 45 is coupled via a pin 57 · The movement of the cam 50 to the left or right (Fig. 3) causes a Movement of the driver 51 upwards or downwards in the vertical direction · This causes a corresponding movement the cross brace 53 causes the ends of the Lagerblöoke 44 and 45 at the same time the roller 31 relative move to fixing roller 30.

Eine Bewegung des Nockens 50 naoh links oder rechte (Fig·3) erfolgt duroh einen Druokluftzylinder mit Kolben 58, der über eine Leitung 59 mit einer Druckluftquell· 60 verbunden ist· Diese kann wiederum mit der Steuer» schaltung der Maschine verbunden sein, so daß die Pixier-Movement of the cam 50 to the left or right (Fig. 3) occurs through a compressed air cylinder with a piston 58, which is connected to a compressed air source via a line 59 60 is connected · This can in turn with the tax » circuit of the machine, so that the pixel

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rollen 30 und 31 nur dann .zueinander bewegt werden, wenn ein Kopieblatt zwischen sie geführt wird»rolls 30 and 31 can only be moved towards each other when a copy sheet is passed between them »

Me untere Fixierrolle 30 wird duroh die obere Fixier*· rolle 31 während deren Druckberührung in der in Fig.5 gezeigten Sichtung gedreht· Die Aohse 41 der oberen Hol» Ie 31 ist mit einem Antriebsrad 61 versehen, das über einen Zahnriemen 62 mit dem Antriebssystem der Kopiermaschine gekoppelt ist· Steht die Holle 31 mit der Rolle 30 in Berührung, so wird die Aohse 41 angetrieben, woduroh sich auch die untere Holle 30 dreht· Wie in Fig·6 gezeigt ist, hat die untere Holle 30 eine Außenfläche, die härter ist als die auf der oberen Holle 31 vorgesehene und zusammendrückbare Teflonhülse· Bei Druckberührung beider Hollen bildet sich eine Vertiefung 63 an der oberen Holle, deren Umfangswinkel ausreicht, um eine Antriebskraft auf die untere Holle zu übertragen· Der Winkel der Vertiefung 63 liefert ferner eine vergrösserte Arbeitsfläche, auf die die untere Holle einwirken kann, so daß der Bildträger für längere Zeit mit der Heizrolle in thermischer Berührung steht. Diese längere Berührungszeit ermöglicht die Übertragung einer zur Fixierung eines duroh die Hollen geführten Bildes ausreichenden Wärmeenergie· Es zeigte sich, daß eine gute Fixierqualität auf Papierblättern erreloht werden kann, wenn die Oberfläohe der unteren Rolle auf eine Temperatur Ton oa. 1820O erhitzt iet und eine Kraft von ca. 222 kg auf eine Gegenrolle auegeübt wird, die eine Länge Ton 28 om hat und eine Teflonhülee von 4«8 mn Dioke trägt·The lower fixing roller 30 is rotated by the upper fixing roller 31 during its pressure contact in the sighting shown in FIG the copying machine is coupled · If the pulley 31 is in contact with the roller 30, the shaft 41 is driven, whereby the lower pulley 30 also rotates · As shown in Fig. 6, the lower pulley 30 has an outer surface which is harder is as the compressible Teflon sleeve provided on the upper sleeve 31 When both sleeves come into contact with pressure, a recess 63 forms on the upper sleeve, the circumferential angle of which is sufficient to transmit a driving force to the lower sleeve The angle of the recess 63 also provides an enlarged one Working surface on which the lower cover can act so that the image carrier is in thermal contact with the heating roller for a longer period of time. This longer contact time enables the transfer of heat energy sufficient to fix an image passed through the halls. It has been found that good fixing quality can be achieved on sheets of paper when the surface of the lower roller is at a temperature of Ton or the like. 182 0 O is heated and a force of approx. 222 kg is exerted on a counter-roller, which has a length of tone 28 mm and a Teflon sleeve of 4 "8 mn Dioke.

Wie tui Fig.7 hervorgeht, besteht die untere Heizrolle 30 au» einer relativ dünnwandigen, längliohen Hülse 73 au« wäraeleitfähigen Material wie z.B. Aluminium· DieAs shown in Fig. 7, there is the lower heating roller 30 made of a relatively thin-walled, elongated sleeve 73 made of thermally conductive material such as aluminum

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Enden der Hülse haben einen erweiterten Innendurchmesser, so daß sie Abschlußkappen 34 aufnehmen können. Diese bestehen aus einem wärmeunempfindlichen Phenolmaterial oder aus jedem anderen geeigneten Stoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit und sind in der Hülse mit konischen Sprengringen 74 befestigt. In der linken Kappe (Mge7) ist ein Aohsstück 35 befestigt, dessen Oberfläche zur besseren Halterung gerändelt ist. In ähnlicher Weise ist die Abschlußkappe 34 am anderen Ende der Hülse 73 mit einem hohlen Achsstück 36 versehen· Die Achsstücke 35 und 36 sind aufeinander und auf die Hittellinie der Hülse ausgerichtet und in Lagerungen in den Seitenplatten 25 und 26 angeordnet.Ends of the sleeve have an enlarged inner diameter so that they can receive end caps 34. These consist of a heat-insensitive phenolic material or any other suitable material with a lower level Thermal conductivity and are secured in the sleeve with conical snap rings 74. In the left cap (Mge7) an Aohsstück 35 is attached, the surface of which is knurled for better retention. In a similar way the end cap 34 at the other end of the sleeve 73 is provided with a hollow axle piece 36 · The axle pieces 35 and 36 are on top of each other and on the center line of the Sleeve aligned and positioned in bearings in side plates 25 and 26.

Wie aus Pig.6 und 7 hervorgeht, ist die Innenfläche der Rolle 30 mit einer Heizfläche 75 versehen. In Pig«8 ist dargestellt, daß diese Heizfläche aus einem bandförmigen Widerstandsheizelement 76 gebildet ist, das zwischen zwei nichtleitenden Plastikfolien 77 liegt. Das Heizelement 76 ist mit seinen beiden Enden an die elektrischen Klemmen 78 angeschlossen, über die es mit einer Stromquelle verbunden werden kann. Derartige Heizflächen sind von der Rogers Corporation of Willimantio, Connecticut, erhältlich· Die Heizfläche ist an die Innenfläche der Hülse 73 angelegt und hat eine Länge, die mindestens der Länge eines auf die Rolle geführten Bildträgers entspricht. Bei der Herstellung wird ein flaohes Blatt dieser Heizfläche zu einer rollenartigen Form gewickelt und in die Hülse eingesohoben. Die natürliche Neigung des normalerweise flachen Materials, seine flaohe Lage wieder einzunehmen, bewirkt einen selbsttätigen Andruok an die Innenfläche der Hülse.As can be seen from Pig. 6 and 7, the inner surface is the Roller 30 is provided with a heating surface 75. In Pig «8 it is shown that this heating surface consists of a band-shaped Resistance heating element 76 is formed, which lies between two non-conductive plastic films 77. The heating element 76 has both ends connected to the electrical terminals 78, via which it is connected to a power source can be. Such heating surfaces are available from Rogers Corporation of Willimantio, Connecticut The heating surface is applied to the inner surface of the sleeve 73 and has a length which is at least the length of one corresponds to the role of guided image carrier. During the manufacturing process, a fluffy sheet is added to this heating surface wound in a roll-like shape and lifted into the sleeve. The natural tendency of the normally flat material to resume its fluffy position causes an automatic andruok to the inner surface of the sleeve.

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Ein Wärmefühler 80 ist in die Hülse 73 ungefähr in deren Mitte eingebettete Er kann ein Thermistor beliebiger Art sein, der aus einem wärmeempfindliohen Widerstands— element bzw· einer Sonde innerhalb einer isolierenden Halterung beispielsweise aus Bakelit besteht· Die isolierende Halterung hat einen Durohmesser, der ein Einsetzen der Sonde in die Führung 83 ermöglicht, welohe in der Hülse befestigt isto Wie aus Fig«6 und 7hervorgeht, befindet sich der Fühler 80 naoh Einsetzen in die Führung 83 nahe der Außenfläche der Hülse· Ein konstanter leichter Druck wird auf ihn ausgeübt, um sein Ende mit der Hülse in Berührung zu halten· Eine auf diese Weise angeordnete Sonde kann die Außentemperatur der Rolle auswerten, wenn ein Bildblatt in die Fixiervorrichtung eingegeben ist· Ein Teil des nichtleitenden Plastikstoffes 77 ist entfernt, um eine Anordnung der Heizfläche rings um den Wärmefühler zu ermöglichen.A heat sensor 80 is embedded in the sleeve 73 approximately in the middle. It can be any thermistor Type consisting of a heat-sensitive resistance element or a probe within an insulating Bracket, for example, is made of Bakelite · The insulating bracket has a Durohmesser that allows for insertion the probe into the guide 83, which is fastened in the sleeve. As can be seen from FIGS Guide 83 near the outer surface of the sleeve · A constant light pressure is applied to it, around its end having to keep the sleeve in contact A probe arranged in this way can evaluate the outside temperature of the roller, when an image sheet is put in the fixing device · Part of the non-conductive plastic 77 is removed to allow placement of the heating surface around the heat sensor.

Wie in Figo7 dargestellt ist, ragt die hohle Aohse 36 über die Abschlußkappe 34 hinaus und ist mit zwei Schleifringen 85 versehen, die über die Leitungen 90 und 91 mit dem Fühler 80 verbunden sind. Die Schleifer 87 verbinden die Schleifringe 85 mit der Temperatursteuerung 71· Ein zweiter Satz Schleifringe 86 ist auf der Aohse 36 vorgesehen und über die leitungen 92 und 93 mit den Anschlüssen 78 der Heizfläche 75 verbundene Die Schleifringe 86 sind mit der Heizspannungsquelle 70 über die Sohleifer 88 verbunden·As shown in FIG. 7, the hollow shaft 36 protrudes over the end cap 34 and is provided with two slip rings 85, which over the lines 90 and 91 are connected to the sensor 80. The grinders 87 connect the slip rings 85 to the temperature controller 71 · A second set of slip rings 86 is provided on the Aohse 36 and via the lines 92 and 93 with the Connections 78 of the heating surface 75. The slip rings 86 are connected to the heating voltage source 70 via the Soleifer 88 connected

Die Heizspannungsquelle 70 wird mit der Temperatursteuerung 71 gesteuert, die wiederum duroh den Wärmefühler 80 gesteuert wird· Die Temperatursteuerung T1 enthält eine Brüokenschaltung, die auf den vorgegebenen Meßbe-The heating voltage source 70 is controlled by the temperature controller 71, which in turn is controlled by the heat sensor 80 is controlled · The temperature control T1 contains a bridge circuit, which is based on the specified measuring

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reich abgeglichen ist. Fällt die gemessene Temperatur aus diesem Bereich heraus, so ermöglicht der damit verbundene Fehlabgleich der Brüokensehaltung einen Stromfluß, der zur Steuerung der Heizspannungsquelle diente Abhängig von der gemessenen Temperatur wird dadurch der Heizstrom erhöht oder verringert.is richly balanced. If the measured temperature falls outside of this range, the associated temperature enables Incorrect adjustment of the bridge holding a current flow, that was used to control the heating voltage source. Depending on the measured temperature, this becomes the Heating current increased or decreased.

Die Außenfläche der Heizrolle 30 ist mit einer dünnen Schicht eines die Ablösung des Toners verhindernden Materials überzogen· Obwohl die Heizrolle hinsichtlich ihrer Temperatur genau in dem vorgegebenen Bereich gehalten werden kann, werden die Tonerablösungseigenschaften der Holle durch Aufbringen einer dünnen Schicht eines abhäsiven Stoffes weiter verbessert« Jeder Stoff mit einer derartigen Eigenschaft des 11Ioslassens" von Tonerstoffen, beispielsweise Tetrafluoräthylen, kann als Überzug für die Rolle verwendet werden·The outer surface of the heating roller 30 is coated with a thin layer of a material preventing the toner from detaching. Although the temperature of the heating roller can be kept exactly within the specified range, the toner detachment properties of the roller are further improved by applying a thin layer of an adhesive substance « any substance having such a property of 11 Ioslassens "toner materials, for example tetrafluoroethylene, can be used as a coating for the role ·

Die von der Heizfläche gelieferte Wärmeenergie wird gut über die leitfähige Hülse übertragen,und steht schnell auf der Außenfläche der Bolle zur Verfügung· Da die Abschlußkappen der Rolle aus relativ wärmeunempfindlichem Stoff geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, wird nur sehr wenig Wärme an die sonstigen Teile der Anordnung abgeleitet· Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ermöglicht daher die Ausbildung einer gleichmäßigen Oberflächentemperatur der Rolle, kurze Anheizzeit und ein fast yerzögerungsfreies Anspreohen auf die Temperatursteuerung·The thermal energy supplied by the heating surface is transferred well via the conductive sleeve and is quickly established available on the outer surface of the Bolle · As the end caps the role of relatively insensitive to heat If there are substances with low thermal conductivity, only very little heat is dissipated to the other parts of the arrangement. The device described above therefore enables the formation of a uniform surface temperature the role, short heating-up time and almost instantaneous response to the temperature control

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Aueführungsbeispiels beschrieben, ist auf dieses jedoch nioht beschränkt· Alle im Rahmen der folgenden Ansprüohe möglichen Ausführungsformen werden durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt·The invention has been described above on the basis of an exemplary embodiment, but is not limited to this. All possible embodiments within the scope of the following claims are supported by the basic idea the invention includes

00983 R /168100983 R / 1681

Claims (1)

PatentansprücheClaims Xi Heizrolle für eine Kontakt-Hitzefixiervorriclrtung, in der insbesondere elektrofotograiisehe Pulverbild er zur Fixierung zwischen die Heizrolle und eine sie berührende Andrückrolle geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine längliche und dünnwandige Rollenhülse (73) aus gut wärmeleitfähigem Material, in deren Innerem eine Wärmequelle {15) angeordnet ist, an ihren beiden Enden mit Zappen (34) aus schlecht wärmeleitfähigem Material verschlossen ist, die mit aufeinander ausgerichteten Drehachsen (35» 36) versehen sind· Xi heating roller for a contact heat fixing device, in which in particular electrophotographic powder images are guided between the heating roller and a pressure roller touching it for fixation, characterized in that an elongated and thin-walled roller sleeve (73) made of a material with good thermal conductivity, inside which a heat source { 15) , is closed at both ends with tabs (34) made of poorly thermally conductive material, which are provided with axes of rotation (35 »36) aligned with one another. 2· Heizrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmefühler (80) in die Oberfläche der Hülse (73) eingebettet ist und eine Meßgröße für die Oberfläohentemperatur der Heizrolle (30) liefert. 2 heating roller according to claim 1, characterized in that that a heat sensor (80) is embedded in the surface of the sleeve (73) and a measured variable for supplies the surface temperature of the heating roller (30). 3· Heizrolle nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß der Wärmefühler (80) mit einer Steuervorrioh·- tung (71) zur Steuerung der Wärmequelle (75) verbunden ist· 3 · heating roller of claim 2, daduroh in that the heat sensor (80) having a Steuervorrioh · - tung (71) for controlling the heat source (75) · Heizrolle naoh einem der vorhergehenden Ansprüohe, daduroh gekennzeichnet, daß als schlecht wärmeleitfähiges Material ein Phenol verwendet ist· 4 heating roller according to one of the preceding claims, characterized in that a phenol is used as a poorly thermally conductive material 5« Heizrollt naoh einem der vorhergehenden Aneprüoht, daduroh gekennzeichnet, daß dl· Außenfläche der Hülse (79) mit einem das Anhaften anderer Stoff· 5 «Heating rolls according to one of the preceding tests, characterized by the fact that the outer surface of the sleeve (79) is covered with a material that prevents other substances from adhering. 009835/1681009835/1681 -H--H- verhindernden (abhäsiven) Material (79) überzogen ist·preventive (adhesive) material (79) coated is· 6β Heizrolle naoh Anspruch. 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (79) aus Tetrafluoräthylen besteht,6β heating roller according to requirement. 5 »characterized by that the coating (79) consists of tetrafluoroethylene, 7. Heizrolle naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (75) aus bandförmigen elektrischen Heizelementen (76) besteht, die in ein nichtleitendes Tuch (77) eingebettet sind ο7. heating roller naoh one of the preceding claims, characterized in that the heat source (75) consists of band-shaped electrical heating elements (76) embedded in a non-conductive cloth (77) are ο 009835/1681009835/1681 LeerseiteBlank page
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