DE3537428C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fixierwalzenvorrichtung zum thermischen Fixieren von Tonerbildern mit einer im Innern mit einer Heizquelle versehenen Heiz­ walze, einer gegen die Heizwalze andrückenden Druckwalze und hohlen Lagerab­ schnitten an beiden Enden der Heizwalze, sowie einer reflexionshemmenden Be­ schichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus DE-OS 24 44 435 bekannt. Bei dieser Vorrich­ tung ist auf der Innenwand einer Heizwalze im Bereich der beiden Enden ein schwarzer Anstrich vorgesehen, um die Oberflächentemperatur über die gesamte Länge der Heizwalze annähernd konstant zu halten. Dies ist notwendig, weil die Wärme im allgemeinen im Bereich der Walzenlager entweicht und folglich eine sichere Fixierung der Tonerbilder am Rand nicht mehr gewährleistet werden kann. Gemäß der Offenlegungsschrift wird die gleichmäßigste Temperaturvertei­ lung durch einen schwarzen Anstrich an beide Endbereichen der Heizwalze er­ reicht.

Weitere Möglichkeiten zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung auf der Heizwalze sind in den Druckschriften DE-OS 23 59 187 und DE-OS 32 44 392 angegeben.

Bei den bekannten Fixierwalzenvorrichtungen besteht aber das Problem, daß die abgedichteten Endabschnitte der Heizquelle sich in Positionen befinden, die etwa den Positionen der Lager der Fixierwalze entsprechen. Da die inneren Oberflä­ chen dieser Lager blanke Metalloberflächen aufweisen, die die Wärmestrahlung reflektieren, werden die Endbereiche der Heizquelle übermäßig erhitzt, wodurch die Lebensdauer der Heizquelle spürbar herabgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fixierwalzenvorrichtung anzuge­ ben, in der die Endbereiche einer Heizquelle vor übermäßiger Erhitzung geschützt sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Fixiervorrichtung der eingangs genannten Art erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die reflexionshemmende Beschichtung längs der inneren Oberfläche der hohlen Lagerabschnitte durch eine hitzebeständige schwarze Hülse gebildet ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Heizwalze einer erfindungsge­ mäßen Fixierwalzeneinheit;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Heizwalze;

Fig. 3 eine Graphik, die die Temperatur einer Metallfolie einer Heizquelle in verschiedenen Stadien des Kopier­ vorgangs wiedergibt;

Fig. 4 ein Beispiel einer Temperaturmessung zur Aufnahme der in Fig. 3 gezeig­ ten Kennlinie;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Fixierwalzeneinheit gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 wird eine Heizwalze 2, die in der Mitte ihrer Achse mit einer Heizquelle 1 versehen ist, durch Walzen­ halter 3 mit Hilfe von Lagern 4 gehalten, die von Lager­ abschnitten 2 a, 2 b an beiden Enden der Heizwalze 2 durchlaufen werden, so daß die Heizwalze 2 frei drehbar ist. Ferner umfaßt die Fixierwalzeneinheit eine nicht gezeigte Druck­ walze, die gegen die Heizwalze 2 andrückt. Die Fixierwalzen­ einheit wird somit insgesamt durch zwei Walzen gebildet. Die Heizwalze 2 besteht aus einem zylindrischen Mantel 2 c und einem Aluminiumrohr, das durch plastische Verformung in einem Stück mit den Lagerabschnitten 2 a und 2 b hergestellt ist und den zylindrischen Mantel 2 c abstützt. Alternativ wird die Heizwalze 2 durch einen separaten Walzenkörper gebildet, der an Lagerabschnitten 2 a, 2 b befestigt ist. Die Oberfläche des zylindrischen Mantels 2 c der Heiz­ walze 2 ist mit einer Teflonschicht 5 versehen, die ein Anhaften des Toners vermeidet. Die Heizquelle 1 ist zentral in den hohlen drehbaren Teil der Heizwalze 2 eingesetzt. Gemäß Fig. 1 weist der Lagerabschnitt 2 b eine größere Länge als der andere Lagerabschnitt 2 a auf. Der Grund besteht darin, daß der Lagerabschnitt 2 b mehrere nicht gezeigte Zahnräder zur Übertragung der Drehbewegung trägt. Äußere Anschlußklemmen 1 a, 1 b an beiden Enden der Heizquelle 1 werden durch die Federkraft von als elastische Klammern ausgebildeten Elektroden 6 gehalten, während die Heiz­ quelle 1 selbst in der Mitte der Heizwalze 2 angeordnet ist. Eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlußklemmen 1 a und 1 b wird hergestellt durch Glühfäden oder Wendeln 8, die im Inneren eines Glasrohres 7 der Heizquelle 1 einge­ schlossen sind, und durch Metallfolien 9, beispielsweise aus Molybdän. Das Glasrohr 7, das die Metallfolien 9 ent­ hält, ist an den Enden 9 a flachgedrückt und durch Anschmel­ zen abgedichtet. Wenn eine Spannung an die Elektroden 6 angelegt wird, werden die Wendeln 8 mit elektrischer Energie versorgt, so daß sie aufgeheizt werden und Infrarotstrahlung in den gesamten Innenraum der Heizwalze 2 abstrahlen. Die gesamte innere Oberfläche der Heizwalze 2 einschließ­ lich der dem Mantel 2 c entsprechenden Bereiche und der den Lagerabschnitten 2 a und 2 b entsprechenden Bereiche ist mit einer hitzebeständigen schwarzen Beschichtung ausge­ kleidet. Hierdurch werden die Infrarotstrahlen der Heiz­ quelle 1 von der Heizwalze 2, insbesondere von dem Mantel 2 c absorbiert, so daß die Heizwalze 2 wirksam aufgeheizt wird. In ähnlicher Weise werden auf die Lagerabschnitte 2 a und 2 b auftreffende Infrarotstrahlen durch schwarz ausgekleidete Bereiche 10 wirksam absorbiert, so daß die Metallfolie 9 in dem abgedichteten Abschnitt 9 a der Heizquelle 1 gegen schädliche Überhitzung durch konzen­ trisch reflektierte Infrarotstrahlen geschützt wird. Der ideale Zustand ist in einer Seitenansicht in Fig. 2 veranschaulicht. Folglich werden die Metallfolien 9 keiner Wärmeeinwirkung ausgesetzt. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Metallfolie 9 beträchtlich verlängert, so daß eine unerwünschte Unterbrechung der elektrischen Verbindung verhindert wird. In Fig. 3 ist die Temperatur der Metallfolie 9 der Heizquelle 1 in unterschiedlichen Stadien des Kopiervorgangs graphisch dargestellt. Zur Messung der Temperatur der Metallfolien 9 haben die Erfinder mit Hilfe eines Diamantschneiders eine Nut in dem Glasrohr 7 der Heizquelle 1 gebildet und ein Thermoelement 11 durch die Nut hindurch direkt mit der Metallfolie 9 in Berührung gebracht. Auf diese Weise konnte die Temperaturänderung der Metallfolie 9 gemessen werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 3 geben die Kurven C und D die Temperaturänderung der Metallfolie 9 in einer herkömmlichen Fixierwalzen­ einheit an, während die Kurven A und B die Änderungen der Temperatur der Metallfolie 9 in der erfindungsgemäßen Fixierwalzeneinheit angeben. Die Kurven A und C betreffen die Metallfolie 9 an dem dem Lagerabschnitt 2 b zugewandten Ende der Heizquelle 1, während die Kurven B und D die Metall­ folie 9 an dem dem Lagerabschnitt 2 a zugewandten Ende 9 a der Heizquelle 1 in der gleichen Heizwalze 2 betreffen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird durch die Erfindung eine deutliche Verringerung der Temperatur der Metallfolie 9 gegenüber dem Stand der Technik erreicht, so daß die Lebensdauer der Heizquelle 1 beträchtlich verlängert wird, die andern­ falls durch Kontaktunterbrechung an der Metallfolie 9 verkürzt würde.

In dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine schwarze Beschichtung an der ge­ samten inneren Oberfläche der Heizwalze 2 vorgesehen. In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist eine hitzebeständige schwarze Hülse 12 am inneren Umfang des Lagerabschnitts 2 a bzw. 2 b der Heizwalze 2 eingesetzt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die schwarze Hülse 12 besteht beispielsweise aus mit schwarzer Farbe beschichtetem hitzebeständigen Material. Der angestrebte Zweck kann jedoch nicht nur durch schwarz beschichtete Bauteile, sondern durch jedes geeignete Bauteil erreicht werden, das eine Reflexion von Infrarotstrahlung und die Aufheizung der abgedichteten Abschnitte der Heiz­ quelle 1 wirksam verhindert. Beispielsweise kann auch der abgedichtete Abschnitt der Heizquelle 1 abgedeckt oder beschichtet werden. Gemäß einem der bevorzugten Ausführungs­ beispiele der Erfindung wird die gesamte innere Oberfläche der Lagerabschnitte 2 a und 2 b mit einer hitzebeständigen schwarzen Beschichtung ausgekleidet, um einen Anstieg der Temperatur der Metallfolien 9 der Heizquelle 1 zu­ verlässig zu verhindern. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann jedoch auch gelöst werden, ohne daß die gesamte innere Oberfläche des Mantels 2 c in der dem Toner-Fixierteil entsprechenden Position mit einer schwarzen Beschichtung versehen ist. Mit anderen Worten, in bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind reflexionshemmende Bauteile längs der gesamten inneren Oberfläche der Lagerabschnitte 2 a und 2 b der Heizwalze 2 vorgesehen, so daß die Lebensdauer der Heizquelle 1 beträchtlich ver­ längert wird.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, weist die erfindungsgemäße Fixierwalzeneinheit eine Heizquelle im Kern der Achse der Heizwalze und reflexionshemmende Bauteile längs der inneren Oberfläche der Lagerabschnitte an beiden Enden der Heizwalze auf. Durch diese Anordnung wird die Aufheizung der mit den Glühfäden der Heizquelle verbundenen Metallfolien, beispielsweise an den abgedichteten Abschnitten an den Enden der Heizquelle wirksam verhindert, so daß die Lebensdauer der Heizquelle verlängert wird.

Claims (1)

1. Fixierwalzenvorrichtung zum thermischen Fixieren von Tonerbildern mit einer im Inneren mit einer Heizquelle (1) versehenen Heizwalze (2), einer gegen die Heizwalze (2) andrückenden Druckwalze und hohlen Lagerabschnitten (2 a, 2 b) an beiden Enden der Heizwalze (2), sowie einer reflexionshemmenden Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die reflexionshemmende Beschichtung längs der inneren Oberfläche der hohlen Lagerabschnitte (2 a, 2 b) durch eine hitzebestän­ dige schwarze Hülse (12) gebildet ist.