DE2250614C3

DE2250614C3 - Fixing device for fusing a thermoplastic toner image on a carrier

Info

Publication number: DE2250614C3
Application number: DE19722250614
Authority: DE
Inventors: Wolfram 6241 Mammolshain Saupe
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1972-10-16
Publication date: 1977-12-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Fixiereinrichtung zum Aufschmelzen eines thermoplastischen Tonerbildes auf einem Träger, die, dem durchlaufenden Tonerbild zugewendet, einen in einem Wannenreflektor angeordneten Wärmestrahler aufweist.The invention relates to a fixing device for fusing a thermoplastic toner image a carrier which, facing the continuous toner image, is arranged in a trough reflector Has radiant heaters.

Auf dem Gebiet der Elektrofotografie ist es in vielen Fällen erforderlich, das auf einem Träger erzeugte Bild aus meist gefärbten, thermoplastischen Teilchen zu fixieren, d. h. die thermoplastischen Teilchen in einen Zustand zu versetzen, in dem sie sich mit dem Trägermaterial, beispielsweise Papier, verbinden. Von der Energieverwertung her gesehen stellt wegen des besonders günstigen Wärmeübergangs die Kontaktfixierung ein sehr günstiges Verfahren dar. Indessen haben sich bei diesem Faierverfahren erhebliche und nur mit großem Aufwand lösbare Probleme ergeben, die daher rühren, daß die thermoplastischen Teilchen in dem erweichten Zustand an dem die Kontaktfixierung bewirkenden Gegenstand haften bleiben und in bildmäßiger Verteilung auf die nächste Kopie übertragen werden.In the field of electrophotography, it is necessary in many cases to have the image formed on a support to fix from mostly colored, thermoplastic particles, d. H. the thermoplastic particles into one To move state in which they connect with the carrier material, for example paper. from From the point of view of energy recovery, the contact fixing is due to the particularly favorable heat transfer a very favorable process. However, considerable and Only with great effort solvable problems arise, which stem from the fact that the thermoplastic particles in the softened state on which the contact fixation causing object stick and transferred to the next copy in an image-wise distribution will.

Aus diesem Grunde werden auch heute noch in weitern Umfang Fixierverfahren ohne Berührung verwendet. Das bekannteste dieser Fixierverfahren wendet einen oder mehrere Strahler an, deren Strahlungsenergie von dem thermoplastischen Material absorbiert wird. Dadurch schmilzt das thermoplastische Material und haftet an dem Träger. Um die Energiebilanz noch weiter zu verbessern, ist die Verwendung von den Strahler zum Teil umgebenden Reflektoren bekannt.For this reason, fixation methods without contact are still widely used today used. The best known of these fixing methods uses one or more emitters, whose Radiant energy is absorbed by the thermoplastic material. This causes the thermoplastic to melt Material and adheres to the carrier. In order to improve the energy balance even further, the use of The reflectors partially surrounding the radiator are known.

jedoch bringt auch die Strahlungsfixierung erhebliche Probleme mit sich. Insbesondere sind die in der Umgebung solcher Strahlungsfixiereinrichtungen auftretenden Temperaturen sehr hoch. Die Oberflächentemperatur eines derartigen Fixierstrahlers kann bei einigen 100⁰C liegen. Aus diesem Grunde besteht eine beträchtliche Brandgefahr, wenn mit brennbaren Trägermaterialien, beispielsweise Papier, gearbeitet wird. Es hat sich gezeigt, daß im Falle des Steckenbleibens eines Papierblattes in einer Strahlungsfixierstation auch das bloße Abschalten der Energiezufuhr zu dem Fixierstrahler wegen des Nachglühens der Strahlerwendel noch nicht ausreicht, um die Brandgefahr zu vermeiden. Die durch das bloße Nachglühen der Wendel des Strahlers auf das ruhende Papier übertragene Energie ist in vielen Fällen so hoch, daß sich das Papier noch entzünden kann.however, radiation fixation also poses significant problems. In particular, the temperatures occurring in the vicinity of such radiation fixing devices are very high. The surface temperature of such a Fixierstrahlers may be at some 100 ⁰ C. For this reason, there is a considerable risk of fire when working with flammable carrier materials, for example paper. It has been shown that if a sheet of paper gets stuck in a radiation fixing station, simply switching off the energy supply to the fixing radiator because of the afterglow of the radiator coil is not sufficient to avoid the risk of fire. The energy transferred to the stationary paper through the mere afterglow of the filament of the radiator is in many cases so high that the paper can still ignite.

Die DT-OS 15 97 881 beschreibt eine Fixiervorrichtung für Tonerbilder mit einem Infrarotstrahler, der von einem Parabolspiegel oder von zwei gegeneinander unter 90° geneigten Ebenen als Reflektoren umgeben ist. Der Parabolspiegel bzw. die beiden Ebenen bilden die Innenwand des unteren Gehäuseteils der Fixiervorrichtung, das mit einem reflektierenden Deckel versehen ist. Der Abstand des Deckels von dem unteren Gehäuseteil ist regelbar und damit auch die Aufheizzeit des Tonerbildes auf dem Träger, der zwischen Deckel und unterem Gehäuseteil hindurchgeführt wird. Ein völliges und schnelles Abschirmen des Infrarotstrahlers von dem Träger bei Stillstand desselben zum Vermeiden eines Trägerbandes ist nicht vorgesehen.The DT-OS 15 97 881 describes a fixing device for toner images with an infrared radiator that of a parabolic mirror or surrounded by two planes inclined at 90 ° to each other as reflectors is. The parabolic mirror or the two levels form the inner wall of the lower housing part of the fixing device, which is provided with a reflective cover. The distance between the lid and the lower one The housing part is adjustable and thus also the heating time of the toner image on the carrier between the cover and the lower housing part is passed through. A complete and quick shielding of the infrared heater of the carrier when it is at a standstill to avoid a carrier tape is not provided.

Aus der US-Patentschrift 36 48 991 ist eine Fixiervorrichtung für Tonerbilder bekannt, bei der ein Infrarotstrahler von einem zylindrischen Reflektor umgeben ist. Der Reflektor ist ortsfest oberhalb des durchlaufenden Trägers angeordnet und liegt einem weiteren, konkaven Reflektor gegenüber, der sich unterhalb des Trägers befindet.From US Pat. No. 3,648,991 a fixing device for toner images is known in which an infrared radiator is surrounded by a cylindrical reflector. The reflector is stationary above the continuous Arranged carrier and is a further, concave reflector opposite, which is below the carrier is located.

Die DT-AS 11 65 413 zeigt eine Fixiervorrichtung, bei der die Wärmestrahler auf zwei schwenkbaren Reflektoren untergebracht sind. In der Ruhestellung werden die während des Durchlaufs des Trägers zur Trägerbahn parallelen Reflektoren um etwa 90° hochgeschwenkt, so daß keine Wärme auf den Träger abgestrahlt wird.The DT-AS 11 65 413 shows a fixing device at which the heat radiators are housed on two swiveling reflectors. Be in the rest position the reflectors, which are parallel to the carrier web, are pivoted up by about 90 ° as the carrier passes through, see above that no heat is radiated onto the carrier.

Um die Brandgefahr für das Trägermaterial nach Möglichkeit auszuschließen, wird in der GB-Patentschrift 13 33 683 eine Fixiervorrichtung beschrieben, die einen zylindrischen Reflektor mit einer Apertur aufweist. Der Reflektor dient als ein mechanisches Sperrblech, das mit der Apertur von dem Träger weggedreht werden kann, um im Falle des Steckenbleibens des Trägers die Bestrahlung desselben schlagartig zu unterbinden.In order to exclude the risk of fire for the carrier material as far as possible, the GB patent 13 33 683 describes a fixing device which has a cylindrical reflector with an aperture having. The reflector acts as a mechanical barrier plate that connects to the aperture of the carrier can be turned away to abruptly irradiate the wearer in the event of the wearer getting stuck to prevent.

Bei den bekannten Lösungen werden entweder die Strahler verschwenkt oder es besteht ein erheblicher Abstand zwischen dem Reflektor und dem Trägermaterial, um den Reflektor als Sperrblech verschwenken zu können, Dadurch werden im ersten Fall die Abmessungen der Fixiervorrichtung unerwünscht groß, und im zweiten Fall ergibt sich wegen des Abstands des Reflektors von dem Trägermaterial eine ungünstigeIn the known solutions, either the radiators are pivoted or there is a considerable one Distance between the reflector and the carrier material to pivot the reflector as a barrier plate can, As a result, the dimensions of the fixing device are undesirably large in the first case, and in the The second case results in an unfavorable one because of the distance between the reflector and the carrier material

Energiebilanz, da ein Teil der abgestrahlten Energie auf Grund des Abstandes wirkungslos bleibt.Energy balance, as part of the radiated energy remains ineffective due to the distance.

Aufgabe der Erfindung ist es, :ine Fixiereinrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß sowohl eine optimale Ausnutzung der Strahlerenergie S zur Fixierung als auch eine Möglichkeit zum schlagartigen Unterbrechen der Bestrahlung des Trägers ermöglicht wird. Zudem soll die Konstruktion einfach und die Wirkungsweise der Vorrichtung sicher sein.The object of the invention is: to improve a fixing device of the type described at the outset in such a way that both an optimal use of the emitter energy S for fixation and a possibility for sudden Interrupting the irradiation of the wearer is made possible. In addition, the construction should be simple and the operation of the device can be certain.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fixiereinrichtung gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß der Reflektor bezüglich der durch seinen Scheitel und den Wärmestrahler bestimmten senkrecht auf der Trägerbahn des Tonerbildes stehenden Ebene aus zwei zueinander symmetrischen Reflektorhälften gebildet ist. und daß die beiden Reflektorhälften längs ihrer im Reflektorscheite! liegenden Trennlinie in einer dazu spiegelsymmetrischen Bewegung aus der offenen Fixierstellung in eine, den Strahler gegenüber der Trägerbahn des Tonerbildes abschirmende, geschlossene Stellung verschwenkbar sind.This object is achieved according to the invention by a fixing device which is characterized in that that the reflector with respect to that determined by its vertex and the heat radiator perpendicular to the Carrier web of the toner image standing plane is formed from two mutually symmetrical reflector halves. and that the two reflector halves along their in the reflector logs! lying dividing line in one of these mirror-symmetrical movement from the open fixation position into one, the radiator opposite the The closed position shielding the carrier web of the toner image can be pivoted.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist aus den Patentunteransprüchen ersichtlich.The further embodiment of the invention is evident from the dependent claims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 zwei schematische Schnittdarsiellungen durch eine erfindungsgemäße Fixiereinrichtung in den beiden verschiedenen Stellungen der Reflektorhälften undFig. 1 through two schematic sectional arrows a fixing device according to the invention in the two different positions of the reflector halves and

Fig. 2 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Stellung der Fixiereinrichtung.Fig. 2 is a perspective, partially broken away Position of the fixing device.

Über einer mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Fixieteinrichtung bewegten Trägerbahn 1, beispielsweise aus Papier, ist ein Strahler 2 angeordnet. Auf der Trägerbahn t befinden sich bildmäßig verteilte, gefärbte, thermoplastische Tonerteilchen .?. Den Strahler 2 umgeben zwei Reflektorhälften 4 und 5, die in dem dargestellten Beispiel das Profil eines Vicrtelkreises haben.Over a carrier web 1 moved at constant speed through a fixation device, for example made of paper, a radiator 2 is arranged. On the carrier web t there are image-wise distributed, colored, thermoplastic toner particles.?. The radiator 2 surround two reflector halves 4 and 5, which in the shown example have the profile of a Vicrtelkreis.

Zwischen den beiden Reflektorhälften 4 und 5 befindet sich eine Platte 6, deren Funktion im Zusammenhang mit F i g. 2 noch nähei erläutert wird.Between the two reflector halves 4 and 5 is a plate 6, whose function in Connection with F i g. 2 will be explained in detail.

Die beiden Reflektorhälften 4,5 können mit ihren der Trägerbahn 1 zugewandten Rändern 7 und 8 in Richtung der Pfeile 9 aus der in der F i g. 1 oben dargestellten Fixierstellung in die in der Fig. 1 unten dargestellten Verschlußstellung bewegt werden. Diese Bewegung kann sehr rasch, beispielsweise im Bruchteil einer Sekunde, erfolgen. Die Ränder 7 und 8 können außerdem, da mit den Reflektorhälften keine Schwenkbewegung durchgeführt werden muß und da zwischen der Trägerbahn 1 und den Reflektorhälften 4, 5 auch kein zusätzliches Verschlußblech eingeführt werden muß, sehr nahe an der Trägerbahn 3 angeordnet sein. Der Abstand kann etwa 1 bis 2 mm betragen. Auf diese Weise wird sowohl eine optimale Ausnutzung der Stahlerenergie ermöglicht als auch die ungenutzte Abstrahlung und Reflexion von der Oberfläche der Trägerbahn 1 nach außen herabgesetzt.The two reflector halves 4.5 can with their the The edges 7 and 8 facing the carrier web 1 in the direction of the arrows 9 from the FIG. 1 above The fixing position shown can be moved into the closed position shown below in FIG. 1. This Movement can take place very quickly, for example in a fraction of a second. The edges 7 and 8 can in addition, since no pivoting movement has to be carried out with the reflector halves and there between the carrier web 1 and the reflector halves 4, 5 also no additional sealing plate are introduced must be arranged very close to the carrier web 3. The distance can be about 1 to 2 mm. To this In this way, optimal utilization of the steel energy is enabled as well as the unused Radiation and reflection from the surface of the carrier web 1 to the outside are reduced.

Zur Erläuterung des Bewegungsablaufs der Reflektorhälften 4, 5 wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen. Die beiden Reflektorhälften 4, 5 weisen an ihren Stirnflächen jeweils zwei zu beiden Seiten über die Bewegungsbahn des Papiers hinausragende Führungsteile 41,42 bzw. 51,52 auf. Die beiden auf einer Seite der Bewegungsbahn angeordneten Führungsteile 41, 51 bzw. 42, 52 sind längs der geraden Oberkante eines Blechstreifens 11 bzw. 12 verschiebbar. Zwischen den Führungsieilen 41 und 51 befindet sich eine Schraubfeder 13, die dazu dient, die beiden Reflektorhälften 4 und 5 schlagartig in die Verschlußstellung zusammenzuziehen. An Haken 14 und 15 können die beiden Reflektorhälften 4, 5 dann aus der geschlossenen Stellung mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuereinrichtung wieder in die offene Fixierstellung zurückgebracht werden.Reference is now made to FIG. 2 to explain the sequence of movements of the reflector halves 4, 5 taken. The two reflector halves 4, 5 each have two on both sides on their end faces Movement path of the paper protruding guide parts 41,42 and 51,52. The two on one side of the Movement path arranged guide parts 41, 51 and 42, 52 are along the straight upper edge of a Sheet metal strip 11 or 12 displaceable. A helical spring is located between the guide parts 41 and 51 13, which serves to pull together the two reflector halves 4 and 5 suddenly into the closed position. On hooks 14 and 15, the two reflector halves 4, 5 can then be removed from the closed Position brought back into the open fixing position with the help of a control device, not shown will.

Zu einer weiteren Erhöhung der Strahlerenergieausbeute können die Stirnflächen der Reflektorhälften 4, 5 von innen verspiegelten Flächen 16, 17 abgeschlossen werden, die durch Stäbe 18 und 19 miteinander verbunden sind.To further increase the radiation energy yield, the end faces of the reflector halves 4, 5 are closed by internally mirrored surfaces 16, 17, which are connected to one another by rods 18 and 19 are connected.

Eine nicht dargestellte automatische Betätigungsvorrichtung führt die Reflektorhälften 4, 5 immer dann in die Verschlußstellung, wenn eine Störung des Trägertransports in der Fixiereinrichtung festgestellt wird.An automatic actuating device, not shown, always leads the reflector halves 4, 5 in the closed position if a disturbance in the carrier transport is detected in the fixing device.

Bei der Bewegung der Reflektorhälften 4 und 5 längs der Oberkanten der Bleche 11 und 12 gleiten die von der Trägerbahn 1 abgewandten Scheitelkanten 20 und 21 der Reflektorhälften 4, 5 an einer Platte 6 als Zwangsführungsvorrichtung auf und ab. Die beiden verschiedenen Stellungen sind dabei aus Fig. 1 ersichtlich. Auf diese Weise ist mit geringstem technischem Aufwand eine sichere Führung der Reflektorhälften 4, 5 während ihrer Verschlußbewegung ermöglicht. Die im Scheitel des Reflektors vorgesehene Zwangsführungseinrichtung kann auch eine Gelenkverbindung zwischen den Reflektorhälfteri 4,5 sein.When the reflector halves 4 and 5 move along the upper edges of the metal sheets 11 and 12, they slide from the Carrier web 1 facing away from apex edges 20 and 21 of the reflector halves 4, 5 on a plate 6 as Forced guidance device up and down. The two different positions are shown in FIG. 1 evident. In this way, the safe management of the Allows reflector halves 4, 5 during their closure movement. The one in the top of the reflector The positive guidance device provided can also be an articulated connection between the reflector halves 4.5 be.

Es wurde gefunden, daß sich mit dem erfindungsgemäß aufgebauten Reflektor sowohl das Entzünden von Papier durch rasches Schließen der Reflektorhälften sicher vermeiden läßt als auch eine beträchtliche Energieeinsparung in der Größenordnung von 5% erzielen läßt. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfacher aufgebaut als bisher bekannte Strahlungsfixierstationen mit Verschlußeinrichtungen.It has been found that with the reflector constructed according to the invention both ignition of paper by quickly closing the reflector halves can be safely avoided as well as a considerable amount Can achieve energy savings of the order of 5%. In addition, the inventive Device constructed more simply than previously known radiation fixing stations with closure devices.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

I. Fixing device for fusing a thermoplastic toner image onto a carrier which, facing the continuous toner image, has a heat radiator arranged in a tub reflector, characterized in that the reflector is perpendicular to the m with respect to the vertex and the heat radiator (2) determined by the reflector backing web (1) of the toner image plane standing from two mutually symmetrical Refleklorhälftcn (4, 5) is formed, and that the two reflector halves (4,5) along their lying in the reflector apex dividing line in a to mirror-\ $ trical movement from the open fixing position can be pivoted into a closed position that shields the radiator (2) from the carrier web (1) of the toner image.

2. Fixing device according to claim 1, characterized in that on both sides of the carrier web (1) of the toner image guide parts (41, 42 or 51, 52) for the reflector halves (4, 5) are arranged which are positively connected to these and, based on the respective reflector halves (4, 5), are mutually displaceable, and that in the apex of the reflector a further forced guidance device is arranged for the reflector halves (4, 5).

3. Fixing device according to claim 2, characterized in that the arranged in the apex Forced guidance device is an articulated connection between the reflector halves (4,5).

4. Fixing device according to claim 2, characterized in that the an- v> in the reflector apex orderly forced guidance device from one in the plane of symmetry of the reflector halves (4, 5) lying plate (6), on the side surfaces of which the apex edges (20,21) of the reflector halves (4,5) are slidingly mounted up and down.