DE2309464C3

DE2309464C3 - Thermal fusing device for toner images

Info

Publication number: DE2309464C3
Application number: DE19732309464
Authority: DE
Inventors: Masaharu Tanashi Tokio; Ueda Ken Tokio; Odajima Hiromichi; Fukase Yasushi; Yokohama; Terajima Yasuhiko Kokubunji Tokio; Segawa Michio; Yumoto Hidekazu; Mizobe Takahito; Tokio; Aoki (Japan)
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1972-02-29
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1976-10-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmeschmelzfi- «iereinrichtung für Tonerbilder aus zwei einander gegenüberliegenden Heizeinrichtungen, zwischen denen das Tonerbild hindurchführbar ist, wobei jede Heizeinrichtung aus einer Halbschale besteht, in der ein blattförmiges Heizelement aus wenigstens einem Metall- «treifen angeordnet ist.The invention relates to a thermal fusing device for toner images composed of two mutually opposite one another Heating devices between which the toner image can be passed, each heating device consists of a half-shell in which a sheet-shaped heating element made of at least one metal «Is arranged in a strip.

Es sind zahlreiche Verfahren zur Herbeiführung einer Schmelzfixierung bekannt, wie z. B. die Verfahren, bei denen Wärmeleitung oder Wärmestrahlung angewendet wird. Bei den mit Wärmestrahlung arbeitenden Verfahren wiederholt das in der Wärmeschmelzfitierung vorgesehene Heizelement die Erzeugung und Abstrahlung von Wärme, und daher wird es wiederholt ausgedehnt und zusammengezogen, wenn es Wärme erzeugt und abstrahlt. Daher muß ein solches Heizelement aus einem Material hergestellt werden, das eine tolche wiederholte Ausdehnung und Zusammenziehung vertragen kann. Es ist ferner erwünscht, daß ein lolches Heizelement nach dem Anlegen einer elektrischen Energie rasch die Fixiertemperatur erreicht. Um in dieser Hinsicht beste Ergebnisse zu erzielen, soll die Wärmekapazität des Heizelements auf ein Minimum lierabgesetzt werden, während das effektive Flächenverhältnis des Heizelements auf ein Maximum erhöht werden soll. Aus diesem Grund wird für das Heizelement allgemein ein außerordentlich dünnes Metallblatt verwendet. Jedoch führt ein solches Metallblatt auf Grund seiner außerordentlich geringen Dicke zu Nachteilen, wie einem übermäßigen Durchbiegen des Elements, wodurch es sehr schwierig ist. die richtige Warmeschmelzfixierung zu bewirken.Numerous methods for inducing fusion are known, e.g. B. the procedures, where thermal conduction or thermal radiation is used will. In the processes that work with thermal radiation, this is repeated in thermal fusion provided heating element to generate and radiate heat, and therefore it is repeated expanded and contracted as it generates and radiates heat. Therefore, such a heating element must be be made of a material that is capable of such repeated expansion and contraction can tolerate. It is also desirable that a hole heating element after the application of an electrical Energy quickly reaches the fixing temperature. For best results in this regard, the Heat capacity of the heating element can be reduced to a minimum while the effective area ratio of the heating element is increased to a maximum shall be. For this reason, an extremely thin metal sheet is generally used for the heating element used. However, due to its extremely small thickness, such a metal sheet has disadvantages, such as excessive flexing of the element, making it very difficult. the correct hot melt fixation to effect.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmeschmelzfikiereinrichtung der einleitend genannten Art so auszuführen, daß auch ein Heizelement in Form eines düntien Metallblatts so gehalten wird, daß einwandfreie Wärmeschmelzfixierung erhalten wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindutig dadurch, daß der bzw. die Metallstreifen zwischen parallelen, zylindrischen, sich über die Breite der Metallstreifen erstrekkenden Stützelementen aus hitzebeständigen, isolierenden Material freibeweglich gehaltei sind.The object of the invention is to provide a heat melting device of the type mentioned in the introduction so that a heating element in the form of a thin Metal sheet is held so that proper heat fusion fixation is obtained. Is resolved this task according to the invention in that the or the metal strip between parallel, cylindrical, over the width of the metal strips extending support elements made of heat-resistant, insulating Material is freely moveable.

Durch die Erfindung ist eine Wärmeschmelzfixiereinrichtung geschaffen, bei der das Heizelement an beliebig vielen Stellen abgestützt werden kann. Somit kann ein unerwünschtes Durchbiegen des blattförmigen Heizelements verhindert werden, so daß die Wärmeführung einwandfrei erfolgt. Zufolge der nur punktförmigen Berührung zwischen den zylindrischen Slützelementen ergibt sich weiterhin nicht nur geringe Reibung, so daß gute Beweglichkeit des Heizelements gewährleistet ist, sondern auch geringer Wärmeverlust, wozu auch noch die Bildung der Stützelemente aus hitzebeständigem, isolierendem Material beiträgtThe invention provides a thermal fusion fixing device in which the heating element can be connected to any can be supported in many places. Thus, undesired bending of the sheet-shaped Heating element can be prevented, so that the heat transfer takes place properly. As a result of the only punctiform Contact between the cylindrical support elements results not only in low friction, so that good mobility of the heating element is guaranteed, but also low heat loss, The formation of the support elements from heat-resistant, insulating material also contributes to this

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.

F i g. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Wärmeschmelzfixiereinrichtung gemäß der Erfindung;F i g. Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a thermal fusion fixing device according to the invention;

F i g. 2 ist eine Draufsicht, in Richtung der Linie H-II von F i g. 1 gesehen;F i g. Fig. 2 is a plan view, taken in the direction of line H-II from F i g. 1 seen;

F i g. 3 ist eine Querschnittansicht nach der Linie IH-IIl von Fig.2.F i g. 3 is a cross-sectional view along the line IH-III of FIG.

Die in der Zeichnung dargestellte Wärmeschmelzfixiereinrichtung weist zwei Halbschalen 1 auf, die in sich senkrecht gegenüberliegender Lage angeordnet sind. In jeder Halbschale 1 ist ein streifenförmiges Heizelement 2 angeordnet, das in der Halbschale dadurch abgestützt ist, daß es sowohl an seiner Oberseite als auch an seiner Unterseite von parallelen Stützelementen 3 freibeweglich gehalten ist. Jedes Stützelement 3 ist aus einem hitzebeständigen und elektrisch isolierenden Material, wie aus keramischem Stoff oder Quarzglas hergestellt, um Wärmeverluste zu vermeiden.The heat fusion fixing device shown in the drawing has two half-shells 1, which in itself are arranged vertically opposite position. In each half-shell 1 is a strip-shaped heating element 2 arranged, which is supported in the half-shell in that it is both on its top and is held freely movable on its underside by parallel support elements 3. Each support element 3 is off a heat-resistant and electrically insulating material, such as ceramic material or quartz glass manufactured to avoid heat loss.

Jedes Stützelement besitzt ferner vorzugsweise zylinder-, stab- oder drahtförmige Gestalt mit im wesentlichen kreisrundem Querschnitt, um die Reibung zwi sehen den Stützelementen und dem Heizelement auf einem Minimum zu halten. Die Stützelemente 3 sind in jeder Halbschale 1 in zweckentsprechenden Abständen voneinander angeordnet und können mit den Seitenwänden der Halbschale 1 verbunden sein.Each support element also preferably has a cylindrical, rod-like or wire-like shape with a substantially circular cross-section to see the friction between the support elements and the heating element to a minimum. The support elements 3 are in each half-shell 1 at appropriate intervals arranged from one another and can be connected to the side walls of the half-shell 1.

Es ist natürlich auch möglich, jedes Stützelement 3 aus einem Metallstab zu bilden, der mit einem hitzebeständigen und elektrisch isolierenden Material überzogen ist.It is of course also possible to form each support element 3 from a metal rod with a heat-resistant and coated with electrically insulating material.

Das Heizelement 2 (F i g. 2) ist aus einem Blatt aus einem Metall, wie Nickel. Molybdän, einer Nickel-Chrom-Legierung od. dgl. hergestellt, und es ist mit Schlitzen 4 versehen, die sich waagerecht im wesentlichen von Ende zu Ende des Blatts erstrecken und in abwechselnder Weise eingeschnitten sind, um eine Mehrzahl von parallelen geraden Streifenteilen 5 zu bilden, deren jeder in der Mitte längs seiner Lage gebogen ist, wie dies aus F i g. 3 ersichtlich ist. Diese Ausbildung verleiht dem Heizelement 2 in seiner Längsrichtung eine hohe Biegefestigkeit, welche die Verminderung der erforderlichen Anzahl von Stützelementen 3 ermöglicht. Ferner ist. da das Heizelement 2 und seine Stützelemente 3 lediglich punktweise miteinander in Berührung sind, die Reibung zwischen ihnen beträchtlich herabgesetzt und es tritt auch nur ein geringer Wärmeverlust auf.The heating element 2 (Fig. 2) is made from a sheet of a metal such as nickel. Molybdenum, a nickel-chromium alloy Od. The like. Manufactured, and it is provided with slots 4 which are essentially horizontal extending from end to end of the sheet and cut in alternating fashion to form a To form a plurality of parallel straight strip parts 5, each of which is bent in the middle along its position is, as shown in FIG. 3 can be seen. This training gives the heating element 2 in its longitudinal direction high flexural strength, which reduces the number of support elements required 3 enables. Furthermore is. since the heating element 2 and its support elements 3 only point to each other in Contact, the friction between them is considerably reduced and there is only a little bit less Heat loss on.

Die für die Elektrophotographie zu verwendende Wärmeschmelzfixiereinrichtung gemäß der Erfindung weist somit Heizelemente auf, deren jedes aus einem dünnen Metallblatt besteht, in einem Behälter angeordnet ist und in dem Behälter durch Stützelemente lose abgestützt ist, die im wesentlichen kreisrunden Querschnitt haben und aus einem hitzebeständigen und elektrisch isoliei enden Material hergestellt sind; so daß jedes Heizelement 2 zwischen den Stützelementen frei bewegbar ist und sich entsprechend der Erhitzungsbedingung frei auszudehnen und zusammenzuziehen vermag, so daß keine Störung bei der Ausführung der Wärmeschmelzfixierung hervorgerufen wird.The thermal fusion fixing device to be used for electrophotography according to the invention thus has heating elements, each of which consists of a thin sheet of metal, arranged in a container and is loosely supported in the container by support elements which are substantially circular in cross section have and are made of a heat-resistant and electrically insulating material; so that each Heating element 2 is freely movable between the support elements and according to the heating condition able to expand and contract freely, so that no disturbance in the execution of the Thermal fusion fixation is caused.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispie! der Erfindung gegeben.The following is a preferred embodiment! given the invention.

B e i s ρ i eB e i s ρ i e

Ein 50 Mikrometer dickes Blatt aus einer Nickel-Chrom-Legierung wurde waagerecht und in abwechselnder Weise mit sich im wesentlichen von Ende zu Ende des Blatts erstreckenden Schlitzen versehen, um eine Mehrzahl von parallelen geraden und jeweils an einem Ende miteinander verbundenen Streifenteilen zu bilden, und jeder dieser Streifenteile wurde in der Mitte längs seiner Länge: gebogen, um so ein Heizelement zu bilden. Dieses Heizelement wurde dadurch abgestützt, daß es an seiner Oberseite und an seiner Unterseite mittels aus Quarzglas bestehender Röhrchen gehalten wurde, und dann wurde es in jeden von zwei Halbschalen eingeführt, die in sich senkrecht gegenüberliegender Lage angeordnet waren, um auf diese Weise eine Vorrichtung zur Herbeiführung einer Wärmeschmelzfixierung zu bilden.A sheet of nickel-chromium alloy 50 micrometers thick was laid horizontally and in alternation Way provided with slots extending substantially from end to end of the sheet in order to a plurality of parallel straight strip parts, each connected to one another at one end and each of these strip parts was bent in the middle along its length: so as to become a heating element form. This heating element was supported by having it at its top and bottom by means of tubes made of quartz glass, and then it was placed in each of two half-shells introduced, which were arranged in a perpendicular opposite position to in this way a Forming apparatus for inducing thermal fusion.

Danach wurden Papierblätter, deren jedes ein Tonerbild trug, nacheinander zwischen das obere und das untere Heizelement geführt, um die Fixierung der Bilder zu bewirken. Die Energiezufuhr wurde nach dem Kopieren des Blatts unterbrochen, und dann wurde, nachdem sich die Heizelemente auf Raumtemperatur abgekühlt hatten, erneut Energie zugeführt, um den Fixiervorgang an dem nächsten Blatt zu wiederholen. In dieser Weise wurden die Fixiervorgänge wiederholt, bis 10 000 Kopieblätter erhalten waren. Es wurde festgestellt, daß die verwendeten Heizelemente ihre ursprüngliche Gestalt behalten hatten und sich während des ganzen Arbeitsvorgangs nicht verändert hatten.After that, sheets of paper, each bearing a toner image, were successively sandwiched between the upper and the lower heating element to effect the fixation of the images. The energy supply was after Copying of the sheet was interrupted, and then after the heating elements were brought to room temperature had cooled, energized again to repeat the fusing process on the next sheet. In in this way, the fixing operations were repeated until 10,000 copy sheets were obtained. It was determined, that the heating elements used had retained their original shape and during had not changed during the entire work process.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Thermal fusing device for toner images of two opposing heating devices, between which the toner image can be passed is, wherein each heating device consists of a half-shell in which a sheet-shaped heating element is arranged from at least one metal strip, characterized in that the metal strip or strips between parallel, cylindrical support elements made of heat-resistant, insulating material are kept freely movable.