DE2634002A1 - Fixiervorrichtung fuer ein kopiergeraet - Google Patents
Fixiervorrichtung fuer ein kopiergeraetInfo
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Description
G 5o 484/K
Firma KONISHIROKU PHOTO INDUSTRY CO.LTD,, 1-1o, 3-Chome,
Nihonbashi-Muro-machi, Chuo-ku, TOKYO (Japan)
Fixiervorrichtung für ein Kopiergerät
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fixiervorrichtung, im einzelnen
auf eine Oberflächenfixiervorrichtung, für ein elektrofotografisches
Kopiergerät mit einer Fixierplatte, deren Breite im wesentlichen
der maximalen Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter entspricht, und mit einer quer zur Fixierplatte angeordneten
Heizeinrichtung» Hierbei soll der Ausdruck 'Aufzeichnungsblatt1
ein Kopierblatt mit einer darauf befindlichen lichtempfindlichen Schicht, ein schlichtes bzw. unbeschichtetes Papier, auf das nach
dem Entwickeln ein Tonerbild übertragen wird, und ein schlichtes bzw. unbeschichtetes Papier beinhalten, auf das vor dem Entwikkeln
ein elektrostatisches latentes Bild übertragen wird.
Eine Oberflächenfixiervorrichtung wird zum Fixieren von Tonerbildern
auf einem Aufzeichnungsblatt durch Erhitzen desselben benutzt.
Als Wärmequelle in der Oberflächenfixiervorrichtung wird
ein elektrischer Heizdraht verwendet r- und der Fixiervorgang wird
durch Wärmestrahlung einer zuvor erhitzten Platte bewirkt. Bei diesem Typ von Fixiervorrichtungen werden die gesamte Platte erhitzt
und ein vergleichsweise gleichbleibender Fixiervorgang auch bei einer plötzlichen Wärmeabführung infolge des Durchlaufens des
Aufzeichnungsblatts ersielt, da die Platte eine große Wärmekapazi-
■= 9 —
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tat hat. Wenn die Größe der Heizplatte entsprechend der maximalen.
Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter ausgelegt wird, erfolgt
bei einer plötzlichen Wärmeableitung an einem Teil der Platte in Verbindung mit einem Größenwechsel des Aufzeichnungsblatts eine
schnelle Wärmeleitung in der Platte, so daß die gesamte Platte auf einer gleichförmigen Fixiertemperatur gehalten und der Fixiervorgang
nicht nachteilig beeinflußt werden. Bei Kopiergeräten mit derartigen Fixiervorrichtungen kann jedoch der Kopiervorgang nicht
eingeleitet werden, bevor das Erhitzen der Platte durch den elektrischen Heizdraht beendet ist. Da gewöhnlich eine Heizperiode von
etwa fünf Minuten erforderlich ist, muß während der gesamten Betriebsperiode ein Stromfluß unter Beibehaltung der Fixiertemperatur
aufrecht erhalten werden. Dies führt zu einer Vergrößerung des Leistungsverbrauchs und zu einer Erhöhung der Kosten für die Wartung
des Kopiergeräts.
AIa eine Verbesserung bezüglich der Fixiervorrichtungen wurde ein
Terfahren zum Reduzieren der Zeitperiode vorgeschlagen, die vom Beginn der Stromversorgung notwendigerweise bis zum Erreichen des
Zustandes verstreichen muß, bei dem die Fixierung möglich ist.
Wenn die zuvor erwähnte Heizplatte fortfällt und stattdessen der elektrische Heizdraht mit einem wärmebeständigen Glasrohr zum Verhindern
einer plötzlichen Wärmeabstrahlung von dem elektrischen Heizdraht bedeckt wird, ist es beispielsweise hierdurch möglich,
daß die Heizeinrichtung der Fixiervorrichtung auf einer Fixiertemperatur von mehreren hundert Grad gehalten und die Zeit reduziert
werden, die für die Fixiervorrichtung erforderlich ist, um den fixierbereiten Zustand nach dem Einschalten der Stromversorgung zu
erreichen. Jedoch ergeben sich auch bei der zuvor erwähnten verbesserten Fixiervorrichtung die folgenden Fehler bzw. Nachteile.
Wenn beispielsweise Kopiervorgänge mit Aufzeichnungsblättern unterschiedlicher
Größen durchgeführt werden, und zwar mittels eines Kopiergerätes, das eine eingebaute Blattgrößen-Wähleinrichtung
hat, ist es selbstverständlich, daß die Fixiervorrichtung bezüglich ihrer Breite auf die maximale Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter
abgestimmt wird. Es sei nunmehr der Fall angenommen, daß eine Bedienungsperson eine große Anzahl von Aufzeichnungsblät-
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tern benutzt, die in Abhängigkeit von der Größe eines Originals
sämtlich eine kleinere Breite haben (beispielsweise die Größe A4).
Diese Aufzeichnungsblätter überstreichen einen Teil der gesamten
Breite der Fixiervorrichtung beim Fixiervorgang. Wenn das Aufzeichnungsblatt
die Fixiervorrichtung passiert, wird der letzteren durch.das Aufzeichnungsblatt schnell Wärme in dem Bereich der
Vorrichtung entzogen, der auf das Aufzeichnungsblatt zuweist, so daß sich in diesem Bereich eine Temperaturverminderung ergibt.
Demgegenüber steigt die Temperatur in dem verbleibenden Bereich der Fixiervorrichtung allmählich an, da dieser Bereich keiner Wärmeabsorption
bzw. -entziehung unterworfen ist. Wenn ein Temperaturerfassungselement
im Zentrum der Fixiervorrichtung angeordnet wird, fällt die Temperatur in der Nähe des Temperaturerfassungselements
infolge des Durchlaufens des Aufzeichnungsblatts, mit dem Ergebnis, daß die Leistungszufuhr zur Fixiervorrichtung fortgesetzt
wird, während die Temperatur im erhitzten Teil der Fixiervorrichtung an dem Bereich beträchtlich ansteigt, wo kein Auf=
zeichnungsblatt passiert und keine Wärmeabsorption auftritt. Wenn der Fixiervorgang fortgesetzt wird, entsteht somit eine extreme
Vergrößerung der Temperaturdifferenz zwischen dem Bereich der Fixiervorrichtung, an dem das Aufzeichnungsblatt passiert,
and dem übrigen Bereich, und zwar mit dem Ergebnis, daß der letztgenannte
Bereich überhitzt wird und somit während des Fixiervorgangs nachteilige Einflüsse auf den Randabschnitt des Aufzeichnungsblatts
entstehen. Wenn der Kopiervorgang mit einem Aufzeichnungsblatt größerer Breite (beispielsweise mit einer Größe B4)
durchgeführt wird, streicht das Aufzeichnungsblatt mit seinem Randbereich oder seinen Randabschnitten über den überhitzten Bereich
der Fixiervorrichtung, was zu einem partiellen Verbrennen der Aufzeichnungsblätter führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
einer verbesserten Fixiervorrichtung, bei der die beschriebenen Nachteile vermieden sind.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Fixiervorrichtung
der genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, daß die
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Heizvorrichtung in Breitenrichtung der Aufzeichnungsblätter entsprechend
deren Breiten in Heizabschnitte unterteilt ist. Die unterschiedlichen Breiten der Aufzeichnungsblätter entsprechenden
unterteilten Heizabschnitte der der Fixierplatte zugeordneten Heizeinrichtung werden mittels Temperaturerfassungselementen bezüglich
ihrer Temperatur geeignet gesteuert, um hierdurch zufriedenstellende Fixiervorgänge für alle Größen oder Breiten der Aufzeichnungsblätter
zu ermöglichen. Mit anderen Worten erfolgt in Abhängigkeit von der Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter
eine Temperatursteuerung des wirksamen Teils der Heizeinrichtung. Indem Temperaturerfassungselemente dem wirksamen Teil der Heizeinrichtung
zugeordnet werden, läßt sich eine passende Temperatursteuerung zum Fixieren von Aufzeichnungsblättern verschiedener
Breiten erzielen.
Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einer Vorderansicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Fixiervorrichtung mit einer in Heizabschnitte unterteilten Heizeinrichtung,
Figur 2 - ein Schaltungsdiagramm einer Steuerschaltung zum Steuern
bzw. Regeln der Temperatur der Heizabschnitte,
Figur 3 - den Aufbau der Fixiervorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Figur 4 - in einer Vorderansicht eine andere Ausführungsform der
Fixiervorrichtung und
Figur 5 - eine Steuerschaltung einer anderen Ausführungsform.
Gemäß Figur 1 ist in einem Rahmen 1, dessen Breite der maximalen
Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter entspricht, ein erster Heizabschnitt angeordnet. Dieser besteht aus einem elektrischen
Heizdraht 3, der von einem wärmeisolierenden bzw. wärmebeständigen Glasröhrchen 2 bedeckt und in Zickzackform in einer zentralen
Zone des Rahmens 1 angeordnet ist, wobei die Breite des Heizabschnittes
der Breite A des benutzten schmälsten Aufzeichnungsblatts entspricht. In dem Rahmen 1 ist ferner ein zweiter Heizabschnitt
angeordnet, der aus elektrischen Heizdrähten 3a, 3a be-
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steht, die in ähnlicher Weise mit wärmeisolierenden bzw. wärmebeständigen
Röhrchen 2 bedeckt und außerhalb des ersten Heizabschnitts 3 in Zickzackform angeordnet sind. Die Breite entspricht
der Breite B eines breiteren Aufzeichnungsblatts. Die elektrischen
Heizdrähte 3a, 3a sind zum Bilden des zweiten Heizabschnittes untereinander in Reihe geschaltet. Der zentralen Zone der Fixiervorrichtung
benachbart sind Temperaturerfassungselemente 4 und 5 vorgesehen, um das Maß bzw. die Größe der von den ersten
und zweiten Heizabschnitten erzeugten Wärme zu erfassen, wenn die elektrischen Heizdrähte 3 und 3a erregt werden.
Unter Bezug auf Figur 2 wird nunmehr die Schaltung zum Steuern
der Temperatur der ersten und zweiten Heizabschnitte erläutert. Die Schaltung ist dergestalt, daß ein Aufzeichnungsblatt von oben
und unten erwärmt bzw. erhitzt wird, und zwar mittels eines oberen
Erwärmungsabschnitts 6 und eines unteren Erwärmungsabschnitts
7, wobei jeder dieser Erwärmungsabschnitte die zuvor erwähnten ersten und zweiten Heizabschnitte enthält. In dem oberen Erwärmungsabschnitt
7 bildet der dem schmalen Aufzeichnungsblatt A zugeordnete elektrische Heizdraht 3 den ersten Heizabschnitt, während
die dem breiteren Aufzeichnungsblatt B zugeordneten elektrischen Heizdrähte 3a, 3a den zweiten Heizabschnitt bilden. Ein Ende
des elektrischen Heizdrahts 3 und ein Ende eines der elektrischen Heizdrähte 3a, 3a sind für einen nachfolgend beschriebenen
Zweck mit einem gemeinsamen Wahlschalter 8 verbunden. Andererseits
sind in dem oberen Erwärmungsabschnitt 6 der dem schmalen Aufzeichnungsblatt A entsprechende elektrische Heizdraht 3 und die
dem breiteren Aufzeichnungsblatt B entsprechenden elektrischen Heizdrähte 3a, 3a in derselben Positionsrelation wie die Drähte
in dem unteren Erwärmungsabschnitt 7 angeordnet. Ein gemeinsamer Schalter 9 ist mit den elektrischen Heizdrähten 3 beider oberer
und unterer Erwärmungsabschnitte 6 und 7 verbunden. Der Schalter 9 wird bezüglich seiner Ein-Aus-Stellung von einem Steuergerät 1o
gesteuert, das in Abhängigkeit von dem Signal eines Temperaturerfassungselements
4 zum Bestimmen der Temperatur des elektrischen Heizdrahtes 3 des unteren Erwärmungsabschnitts 7 betrieben wird.
Den elektrischen Heizdrähten 3a beider oberer und unterer Erwär-
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mungsabschnitte 6 und 7 ist ein gemeinsamer anderer Schalter 11
zugeordnet, der von einem Steuergerät 12 gesteuert wird, welches
in Abhängigkeit von dem Signal eines Temperaturerfassungselements 5 betrieben wird, das dem elektrischen Heizdraht 3a des unteren
Erwärmungsabschnitts 7 zugeordnet ist. Der Wahlschalter 8 wird
dann betätigt, wenn eine Belichtungslampe (nicht dargestellt) eingeschaltet wird, und einer der Kontakte des Wahlschalters 8 ist
mit einer variablen Leistungsversorgungseinrichtung 13 verbunden,
was zum Steuern der dem unteren Erwärmungsabschnitt 7 zugeführten elektrischen Leistung dient. Die elektrische Leistung wird gewöhnlich
von einer Leistungsquelle 14 zugeführt. Es ist selbstverständlich möglich, statt der diesbezüglichen Schalter 9 und 11
kontaktlose Schalter zu verwenden, wie siliziumgesteuerte Gleichrichter (SCR) .
Wenn der Strom zu einem Fließen in den ersten und zweiten Heizabschnitten
der oberen und unteren Erwärmungsabschnitte 6 und 7 in der Fixiervorrichtung des obigen Aufbaues veranlaßt wird, erfolgt
ein schnelles Ansteigen der Temperatur der oberen und unteren Erwärmungsabschnitte
6 und 7. Wenn die Fixiertemperatur überschritten wird, werden die Steuergeräte 1o und 12 mittels der Temperaturerfassungselemente
4 und 5 im Sinne eines öffnens der Schalter 9 und 11 betrieben, so daß die Heiztemperatur der oberen und unteren
Erwärmungsabschnitte 6 und 7 auf der Fixiertemperatur gehalten wird. Bei einem solchen Zustand wird nunmehr angenommen, daß
ein schmales Aufzeichnungsblatt A in den Spalt zwischen den oberen
und unteren Erwärmungsabschnxtten 6 und 7 gemäß Figur 3 eingeführt
wird, um ein Fixieren des Blatts A durchzuführen. Hierbei passiert das Aufzeichnungsblatt A den Bereich an der dem ersten
Heizabschnitt oder dem elektrischen Heizdraht 3 gemäß Figur 1 entsprechenden
Fixierplatte. Wenn nur einige derartig schmale Blätter den Bereich passieren, wird durch das schmale Aufzeichnungsblatt A nur eine kleine Wärmemenge von der durch den elektrischen
Heizdraht 3 erzeugten Wärme absorbiert, und es ergibt sich ein nur kleiner Temperaturabfall. Wenn jedoch eine große Anzahl von
Kopien angefertigt wird, wird der Temperaturabfall über die Breite des schmalen Aufzeichnungsblatts A größer, das heißt über die
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Fläche der dem ersten Heizabschnitt des unteren Erwärmungsabschnitts
7 entsprechenden Fixierplatte. In diesem Fall wird der Schalter 9 durch das Steuergerät 1o in Abhängigkeit von der Temperaturerfassung
mittels des Temperaturerfassungselements 4 ständig geschlossen gehalten. Daher werden dem ersten Heizabschnitt oder
dem elektrischen Heizdraht 3 elektrische Leistung zugeführt und ein passender Fixierzustand aufrecht erhalten. Andererseits passieren
keine Aufzeichnungsblätter entsprechend der Breite des breiteren Aufzeichnungsblatts B den Bereich des zweiten Heizabschnitts
bzw. der elektrischen Heizdrähte 3a, 3a, so daß ein
plötzlicher Temperaturanstieg stattfindet. Der zweite Heizabschnitt wird jedoch an einem solchen Temperaturanstieg mittels
des Steuergerätes 12 gehindert, das zuvor entsprechend eingestellt wurde, damit die Temperatur des zweiten Heizabschnitts nicht einen
vorbestimmten Wert übersteigt, beispielsweise den Temperaturpegel, bei dem das Aufzeichnungsblatt durch überhitzen brennen kann. Diese
Temperaturbegrenzung erfolgt in Abhängigkeit von der Temperaturerfassung des Temperaturerfassungselements 5. Wenn der Kopiervorgang
erneut mit einem breiteren Aufzeichnungsblatt B gestartet
wird, kann eine zufriedenstellende Fixierung erzielt werden, da
der zweite Heizabschnitt an der Außenseite des ersten Heizabschnittes
ständig auf einer für den Fixiervorgang geeigneten Temperatur gehalten wird. In diesem Fall sind die den ersten und
zweiten Heizabschnitten entsprechenden Bereiche einer Wärmeabsorption unterworfen, und zwar infolge des Durchlaufens des breiteren
Aufzeichnungsblatts B, doch werden die Steuergeräte 1o und
12 durch die Temperaturerfassungselemente 4 und 5 entsprechend
gesteuert, um die Schalter 9 und 11 zum Aufrechterhalten der Fixiertemperatur
zu schließen. Eine Halogenbelichtungslampe erfordert eine große Einschaltleistung, und dann wird der Schalter 8
versuchsweise bzw. vorübergehend umgelegt, um die den elektrischen
Heizdrähten 3 und 3a des unteren Erwärmungsabschnitts 7 zugeführte Leistung zu reduzieren. Somit wird der untere Erwärmungsabschnitt
7 durch die variable Leistungsversorgungseinrichtung 13 in geeignet gesteuerter Weise mit Leistung versorgt. Das
Ausmaß der Leistungssteuerung bzw. -regelung wird entsprechend der für das Kopiergerät zulässigen Leistung eingestellt.
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Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Aufbaues der elektrischen
Heizdrähte 3 und 3a für ein abweichendes Durchlaufen der Aufzeichnungsblätterj beispielsweise für einen seitlich versetzten
Durchlauf. Gemäß der Zeichnung ist der erste Heizabschnitt bzw. der elektrische Heizdraht 3 innerhalb des Rahmens 1 im Innenbereich
angeordnet, der an eine Seite der Fixierplatte angrenzt, wobei dieser Bereich den Durchgang für das schmale Aufzeichnungsblatt A bedeckt. Der zweite Heizabschnitt bzw. der elektrische
Heizdraht 3a ist in dem an die andere Seite der Fixierplatte angrenzenden Bereich angeordnet. Die elektrischen Heizdrähte 3 und
3a überdecken gemeinsam die Breite des breiteren Aufzeichnungsblatts B. Die Temperaturerfassungselemente 4 und 5 zum Erfassen
der Heiztemperatur wie bei der vorherigen Ausfuhrungsform sind jeweils
im Zentrum der elektrischen Heizdrähte 3 und 3a angeordnet.
Während bei der im Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Ausführungsform
die Temperatürerfassungselemente 4 und 5 den elektrischen
Heizdrähten 3 und 3a des unteren Erwärmungsabschnitts 7 zugeordnet sind, um die Temperatur des gesamten Systems mittels der
Steuergeräte 1o und 12 zu steuern, können zusätzliche Temperaturerfassungselemente
4a und 5a vorgesehen und den elektrischen Heizdrähten 3 und 3a des oberen Erwärmungsabschnitts 6 zugeordnet
sein. In diesem Fall können den Temperaturerfassungselementen 4a und 5a auch zusätzliche Steuergeräte 1oa und 12a zugeordnet werden,
um die Temperatur der elektrischen Heizdrähte 3 und 3a des oberen Erwärmungsabschnitts 6 zu steuern. Mit den so angeordneten
zusätzlichen Erfassungselementen 4a sowie 5a und Steuergeräten 1oa sowie 12a kann sichergestellt werden, daß bei einem Fehlverhalten
bzw. Ausfallen einiger der Temperaturerfassungselemente oder der Steuergeräte keine plötzliche Temperaturänderung auftritt.
Es wird somit ein sicherer Betrieb gewährleistet.
Wie es zuvor beschrieben wurde, ist nach der vorliegenden Erfindung
der Fixierplatte eine elektrische Heizeinrichtung in Form unterteilter Heizabschnitte zugeordnet, die den Breiten der benutzten
Aufzeichnungsblätter entsprechen. Die Temperatur der Heizabschnitte wird so gesteuert, daß sie in einen für den Fi-
- 9 -
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xiervorgang passenden Bereich fällt. Die Fixierplattenflache oder
-zone, auf der das Aufzeichnungsblatt passiert, und die verbleibende Fläche oder Zone, auf der das Aufzeichnungsblatt nicht passiert,
werden separat temperaturgesteuert, so daß die gesamte Oberfläche der Fixierplatte auf einer konstanten Fixiertemperatur
gehalten wird. Dementsprechend kann ein zufriedenstellender Fixiervorgang ständig und auch bei einer Änderung der Breite des
Aufzeichnungsblatts und damit bei verschieden großen Aufzeichnungsblättern erzielt werden.
- Patentansprüche -
- 1o -
70δ808/077Ε
Claims (5)
1) Fixiervorrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät mit
einer Fixierplatte, deren Breite im wesentlichen der maximalen Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter entspricht, und mit
einer quer zur Fixierplatte angeordneten Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung in Breitenrichtung
der Aufzeichnungsblätter (A, B) entsprechend deren Breiten
in Heizabschnitte (3, 3a) unterteilt ist.
2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein einem jeden der unterteilten Heizabschnitte (3, 3a) zugeordnetes
Temperaturerfassungselement (4, 5; 4a, 5a) und durch Mittel (1o, 12; 1oa, 12a) zum Steuern der Leistungsversorgung
der Heizabschnitte (3, 3a) in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Temperaturerfassungselemente (4, 5; 4a, 5a).
3. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der im wesentlichen der minimalen Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter (A, B) entsprechende Heizabschnitt
(3) in der zentralen Zone der Fixierplatte angeordnet ist.
4. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der im wesentlichen der minimalen Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter (A, B) entsprechende Heizabschnitt
(3) an eine Seite der Fixierplatte angrenzend angeordnet ist.
j
5. Fixiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem
Paar von Fixierplatten, zwischen denen die zu fixierenden Aufzeichnungsblätter hindurchgelangen und deren Breite jeweils im
wesentlichen der maximalen Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter
entspricht, und mit einem Paar von Heizeinrichtungen, die jeweils quer zu den Fixierplatten angeordnet und diesen zugeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Heizeinrichtung (6, 7) in Breitenrichtung der Aufzeichnungsblätter (A, B) entsprechend
deren Breiten in Heiζabschnitte (3, 3a) unterteilt
ist.
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6. Fixiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest für ein Paar von Heizeinrichtungen (6, 7) jeweils ein
Temperaturerfassungselement (4, 5; 4a, 5a) einem jeden der unterteilten
Heizabschnitte (3, 3a) zugeordnet ist und daß Mittel
zum Steuern der Leistungsversorgung zu den Heizabschnitten in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Temperaturerfassungselemente
vorhanden sind.
7. Fixiervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die im wesentlichen der minimalen Breite der benutzten
Aufzeichnungsblätter (A, B) entsprechenden Heiζabschnitte
(3) in der zentralen Zone der Fixierplatten angeordnet sind.
8. Fixiervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die im wesentlichen der minimalen Breite der benutzten Aufzeichnungsblätter (A, B) entsprechenden Heizabschnitte
(3.) an eine Seite der Fixierplatten angrenzend angeordnet sind.
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