DE68914106T2

DE68914106T2 - Bildfixiergerät.

Info

Publication number: DE68914106T2
Application number: DE68914106T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Adachi; Atsushi Hosoi; Shigeo Kimura; Kensaku Kusaka; Hidekazu Maruta; Akira Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2009-12-06
Also published as: EP0372479B1; DE68914106D1; US5262834A; KR950013027B1; DE68914106T3; EP0372479A1; KR900009282A; EP0372479B2

Description

Gebiet der Erfindung und verwandte Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildfixiervorrichtung, um eine Tonerabbildung an einem Aufzeichnungsmaterial zu fixieren, die mit einem Bilderzeugungsgerät, wie einem Kopiergerät oder einem Lichtdrucker, verwendbar ist, und insbesondere auf eine Bildfixiervorrichtung, in der eine Tonerabbildung durch eine Folie erhitzt wird.
In einer in weitem Umfang verwendeten herkömmlichen Bildfixiervorrichtung, in welcher die Tonerabbildung an dem eine unfixierte Tonerabbildung tragenden Aufzeichnungsmaterial fixiert wird, wird das Aufzeichnungsmaterial durch einen Klemmspalt geführt, der zwischen einer auf einer vorbestimmten Temperatur gehaltenen Heizwalze und einer Druck- oder Stützwalze, die eine elastische Schicht hat sowie mit der Heizwalze in Druckberührung ist, gebildet ist.
Das herkömmliche Bildfixiersystem dieser Art macht es erforderlich, daß die Heizwalze ständig präzis auf einer optimalen Temperatur gehalten wird, um eine Hochtemperaturverschiebung sowie eine Niedertemperaturverschiebung zu verhindern.
Um eine plötzliche Temperaturänderubg der Heizwalze zu vermeiden, ist es für die Heizwalze nötig, eine große Wärmekapazität zu besitzen, was zum Ergebnis hat, daß die Erwärmungszeit, bis die Temperatur das vorbestimmte Niveau erreicht, lang ist.
Das US-Patent Nr. 3 578 797 schlägt vor, daß die Tonerabbildung, während sie mit einer Bahn in Berührung ist, erhitzt sowie geschmolzen wird, und die Bahn von dieser abgelöst wird, nachdem die Tonerabbi ldung zu einem genügenden Ausmaß abgekühlt ist.
Die JP-Patentschrift Nr. 29825/1976 schlägt ein Fixiersystem vor, bei welchem ein eine Tonerpulverabbildung an diesem tragendes bildtragendes Material zwischen Heizelementen gepreßt wird, um die Pulverabbildung über den Toner-Schmelzpunkt hinaus zu erwärmen, sowie anschließend das Erhitzen beendet wird, um sie zwangsweise zu kühlen, und bei welchem das bildtragende Element von den Heizelementen getrennt wird, wenn die Temperatur der Tonerpulverabbildung gleich dem oder niedriger als der Glasübergangspunkt wird.
Die US-Serial-No. 206 767, die dem Zessionar dieser Anmeldung übertragen worden ist, schlägt vor, daß eine dünne Folie von niedriger Wärmekapazität und eine Vorrichtung verwendet werden, um die Erwärmungszeit merklich zu vermindern. Wenn die Tonerabbildung von der Folie getrennt wird, nachdem der Toner ausreichend abgekühlt ist, insbesondere nachdem die Temperatur gleich dem oder niedriger als der Glasübergangspunkt wird, hat der Toner seine gummiartige Beschaffenheit vollständig verloren, und deshalb folgt die Oberflächeneigenschaft der Tonerabbildung der Fläche der Folie mit dem Ergebnis, daß die Oberfläche der fixierten Tonerabbildung glänzend wird, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird.
Wenn der Toner auf den Glasübergangspunkt oder unter diesen abgekühlt wird, wird die Tonerabbildung selbst mit dem Ergebnis eines Anstiegs der Bindekraft verfestigt, und gleichzeitig damit wird auch die Haftkraft zwischen dem Toner und dem Band erheblich erhöht. Wenn der Toner von der Folie getrennt wird, so verbleibt deshalb der Toner an der Folien- oder Bandfläche als eine große Masse, was eine Anfälligkeit zur Verschlechterung der Bildqualität zum Ergebnis hat. Es besteht eine Neigung dazu, daß das Band am Aufzeichnungsmaterial anklebt. Um das Kleben zu verhindern, ist ein scharfes Abtrennen erforderlich.
Als ein weiteres Beispiel zum Stand der Technik wird auf EP-A-0295901 verwiesen.

Abriß der Erfindung

Es ist demzufolge ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bildfixiervorrichtung zu schaffen, in welcher die Hochtemperatur-Tonerverschiebung nicht hervorgerufen wird, selbst wenn der Toner bei einer sehr hohen Temperatur geschmolzen wird.
Ein anderes Ziel der Erfindung liegt darin, eine Bildfixiervorrichtung zu schaffen, die eine fixierte Tonerabbildung, die nicht glänzend ist, liefert.
Ein noch weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Bildfixiervorrichtung zu schaffen, durch die die Folie und der Toner getrennt werden können, während die Temperatur des Toners höher als der Glasübergangspunkt ist.
Diese sowie weitere Ziele, die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Würdigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
Figur 2 ist eine vergrößerte Darstellung eines Klemmspalts in der Bildtixiervorrichtung der Figur 1.
Figur 3 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixiervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung.
Figur 4 ist eine Schnittdarstellung eines Bilderzeugungsgeräts, das eine Bildfixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung enthält.
Figur 5 - 8 sind Schnittdarstellungen von fixiervorrichtungen in Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung.
Figur 9 ist eine Schnittdarstellung eines Beispiels eines Heizelements.
Figuren 10A, 10B und 1ºC zeigen Beispiele für Positionen für Temperaturfühler des Heizelements.
Figuren 11 und 12 sind Schnittdarstellungen von weiteren Beispielen des Heizelements.
Figur 13 ist eine Schnittdarstellung einer fixiervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
Figur 14 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixiervorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
Figuren 15A und 15B sind eine Draufsicht auf das Heizelement, betrachtet von einer Gleitflächenseite aus, und eine vergrößerte Schnittdarstellung von diesem.
Figur 16 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixiervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
Figuren 17A und 17B sind eine Draufsicht eines Heizelements, betrachtet von einer Gleitflächenseite aus, und eine vergrößerte Schnittdarstellung von diesem als ein anderes Beispiel.
Figuren 18A und 18B sind eine Draufsicht auf ein Heizelement, betrachtet von einer Gleitflächenseite aus, und eine vergrößerte Schnittdarstellung von diesem als ein weiteres Beispiel.
Figuren 19A und 19B sind eine Seitenansicht sowie eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Heizelements als ein weiteres Beispiel.
Figuren 20 - 23 sind vergrößerte Schnittdarstellungen von weiteren Beispielen.
Figuren 24A, 24B, 25A, 25B und 25C sind eine vergrößerte Schnittdarstellung oder eine Draufsicht eines Heizelements, die Beispiele von Positonen der Temperaturfühler zeigen.
Figuren 26A, 26B, 26C und 26D sowie 27 sind vergrößerte Schnittdarstellungen, die Heizelemente als weitere Beispiele zeigen.
Figur 28 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixiervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
Figuren 29 - 31 sind Schnittdarstellungen von Bildfixiervorrichtungen in Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung.
Figur 32 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixiervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figuren 33 und 40 sind Schnittdarstellungen von Bildfixiervorrichtungen gemäß weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung.
Figuren 34 - 38 sind Schnittdarstellungen einer in den Bildfixiervorrichtungen gemäß dieser Erfindung verwendeten Fixierfolie.
Figur 39 ist eine Schnittdarstellung einer Bildfixierfolie als ein anderes Beispiel.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den Patentansprüchen 1 und 20 definiert ist, werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszahlen den Elementen, die entsprechende Funktionen haben, zugeordnet sind.
Es wird zuerst auf Figur 4 Bezug genommen, in der ein Bilderzeugungsgerät gezeigt ist, das eine Bild-Erwärmungs- und Fixiervorrichtung 11 gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung enthält. Das Bilderzeugungsgerät dieser Ausführungsform ist ein elektrophotographisches Kopiergerät, in dem eine Vorlagen-Tragplatte hin- und herbewegbar ist und das eine drehbare Trommel enthält sowie vom Bildtransfertyp ist.
Wie in Figur 4 gezeigt ist, umfaßt das Bilderzeugungsgerät ein Gehäuse 100 und eine Vorlagen-Tragplatte 1 auf einer Abdeckplatte 100a des Gehäuses 100, die vom hin- und hergehenden Typ ist und ein aus einer Glasplatte oder dergleichen gefertigtes transparentes Teil enthält, wobei die Vorlagen-Tragplatte auf der Abdeckplatte 100a mit vorbestimmten Geschwindigkeiten in der rechtsseitigen Richtung a sowie in der linksseitisen Richtung a' hin- und herbewegbar ist.
Eine mit dem Bezugszeichen G bezeichnete, zu kopierende Vorlage wird mit der Bildseite nach unten auf der oberen Fläche der Vorlagen-Tragplatte in einer vorbestimmten Vorlagen-Bezugsposition angeordnet und durch eine Vorlagen-Andruckplatte 1a abgedeckt.
In der Abdeckplatte 100a ist eine Spaltöffnung 100b ausgebildet, die sich in einer zur Hin- und Herbewegungsrichtung der Vorlagen-Tragplatte 1 (rechtwinklig zum Zeichnungsblätt) rechtwinkligen Richtung erstreckt. Die Bildseite der Vorlage G auf der Vorlagen-Tragplatte 1 geht allmählich durch die Spaltöffnung 100b von deren rechter Seite aus während des rechtsseitigen Arbeitsweges a in der Hin- und Herbewegung hindurch. Während des Durchgehens wird die Vorlage durch Licht L von einer Lampe 7 durch die Spaltöffnung 100b und durch die transparente Vorlagen-Tragplatte 1 hindurch abgetastet. Das von dem Abtast- Ausleuchtungslicht reflektierte Licht wird an einer Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel 3 durch eine Reihe 2 von kurzbrennweitigen Abbildungselementen kleinen Durchmessers abgebildet.
Die lichtempfindliche Trommel 3 hat ein lichtempfindliches, beschichtetes Bauteil, das aus einem lichtempfindlichen Material, wie Zinkoxid, oder einem organischen Photoleiter gefertigt ist, und sie ist in der Uhrzeigerrichtung b mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit um eine Zentralwelle 3a herum drehbar. Während des Drehens wird sie gleichförmig durch ein Ladegerät 4 auf eine positive oder negative Polarität aufgeladen. Die Oberfläche, die gleichförmig aufgeladen worden ist, wird dem optischen Bild der Vorlage ausgesetzt (Spaltbelichtung), so daß an der lichtempfindlichen Trommel 3 eine elektrostatische latente Abbildung ausgebildet wird.
Die elektrostatische latente Abbildung wird durch eine Entwicklungsvorrichtung 5 zu einer sichtbar gemachten Abbildung mit einem Toner, der aus Harz, das durch Erwärmen erweicht oder gesch molzen wird, und einem anderen Material oder anderen Materialien hergestellt ist, entwickelt. Die Tonerabbildung (das sichtbar gemacht Bild) wird weiter zu einer Bildübertragungsstation mit einem Bildtransfer-Entladegerät 8 transportiert.
Die Transfermaterialbogen P (das Aufzeichnungsmaterial) sind in einer Kassette S aufgenommen. Von der Kassette werden die Bogen durch eine Abziehrolle 6 einer nach dem anderen ausgefördert. Der Bogen P wird dann dem Transfer-Entladegerät 8 durch die Ausrichtrolle 9 in einer solchen zeitlichen Beziehung zugeführt, daß, wenn die vorlaufende Kante der Tonerabbildung an der Trommel 3 das Transfer-Entladegerät 8 erreicht, die vorlaufende Kante des Transfermaterialbogens P das Transfer-Entladegerät 8 erreicht, so daß sie ausgerichtet sind. Dann wird die Tonerabbildung von der lichtempfindlichen Trommel 3 auf den durch das Transfer-Entladegerät 8 zugeführten Bogen übertragen.
Der Bogen, der die Tonerabbildung empfangen hat, wird von der lichtempfindlichen Trommel 3 durch eine (nicht dargestellte) Trenneinrichtung abgelöst und mittels einer Fördervorrichtung 10 zu einer Fixiervorrichtung 11 transportiert. In der Fixiervorrichtung 11, die im folgenden im Detail beschrieben werden wird, wird die unfixierte Tonerabbildung erhitzt sowie fixiert, und schließlich erfolgt ein Ausfördern auf die Austragschale 12.
Nachdem die Tonerabbildung übertragen ist, wird die Fläche der lichtempfindlichen Trommel 3 durch eine Reinigungsvorrichtung 13 gereinigt, durch die der an der lichtempfindlichen Trommel verbleibende Resttoner und die Verunreinigungen entfernt werden, so daß sie für den nächsten Bilderzeugungsvorgang präpariert ist.
Die Fixiervorrichtung 11 in dieser Ausführungsform wird im einzelnen beschrieben.
Die Figur 1 ist eine vergrößerte Darstellung der in das Bilderzeugungsgerät von Figur 4 eingegliederten Fixiervorrichtung 11. Eine endlose Fixierfolie 15 ist um eine linksseitige Antriebsrolle 26, eine rechtsseitige Mitlaufrolle 27 und einen linearen Heizkörper 20 von niedriger Wärmekapazität, der an einer tieferen Position zwischen den Rollen 26 sowie 27 fest angebracht ist, gespannt, wobei die Rollen 26 sowie 27 und der Heizkörper 20 parallel zueinander verlaufen.
Die Mitlaufrolle 27 wirkt als eine Spannrolle, um der endlosen Fixierfolie 25 eine Spannung zu vermitteln. Wenn die Antriebsrolle 26 im Uhrzeigersinn dreht, wird die Fixierfolie drehend ohne Knitter, schlängelnde Bewegung und Verzögerung mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die im wesentlichen derjenigen des Transferbogens P gleich ist, der die unfixierte Tonerabbildung Ta trägt und von der Bilderzeugungsstation 8 zugeführt wird.
Eine Druckwalze 28, die als ein dem Bogen einen Druck vermittelndes Bauteil wirkt, hat eine elastische Gummischicht mit einem guten Trennvermögen, die aus Silikongummi oder dergleichen gefertigt ist. Sie preßt das Untertrum der endlosen Fixierfolie 25 an die Bodenfläche des Heizkörpers 20 durch eine (nicht dargestellte) Druckeinrichtung mit einem Gesamtdruck von 4 - 7 kg. Sie dreht in derselben Umfangsrichtung wie der Transferbogen P, d.h. in der Gegenuhrzeigerrichtung.
Da die endlose Fixierfolie 25 wiederholt für die Wärmefixierung der Tonerabbildung verwendet wird, ist sie in der Hitzebeständigkeit, dem Trennvermögen und der Haltbarkeit gut. Im allgemeinen hat sie eine Dicke von nicht mehr als 100 Mikron, vorzugsweise von nicht mehr als 50 Mikron. Sie ist eine Einschichtfolie, die aus wärmebeständigem Harz, wie Polyimid, Polyätherimid, PES oder PFA (Kopolymerisat von Tetrafluoräthylen und Perfluoralkylvinyläther) gefertigt ist, oder eine Verbundschichtfolie, die eine Schicht mit einer Dicke von 20 Mikron sowie eine Freigabeüberzugsschicht von 10 Mikron wenigstens an der Bildberührungsseite der Folie hat, die fluoriertes Harz, wie PTFE (Tetrafluoräthylenharz) oder PFA-Harz, und diesem zugefügtes leitfähiges Material einschließt.
Ein Heizkörper-Tragelement 24 ist hitzebeständig und sorgt für die gesamte mechanische Festigkeit des Heizkörpers 20. Es ist aus hoch hitzebeständigem Harz, wie PPS (Polyphenylensulfid), PAI (Polyamid-Imid), PI (Polyimid), PEEK (Polyäther- Ätherketon) oder Flüssigkristallpolymerem, oder einem Verbundmaterial, das ein derartiges Harz sowie Keramikmaterial oder Glas einschließt, gefertigt.
Eine Basisplatte 21 für den Heizkörper ist beispielsweise eine Aluminiumoxid-Basisplatte mit einer Dicke von 1,0 mm, einer Breite von 9 mm und einer Länge von 240 mm. Ein Wärmeerzeugungselement 22 besitzt die Gestalt einer Linie oder eines Streifens mit einer niedrigen Wärmekapazität. Es hat beispielsweise eine Breite von 1,0 mm und erstreckt sich über die Länge der Basispaltte 21 im wesentlichen in deren Mitte. Es besteht beispielsweise aus Ta&sub2;N oder anderem elektrischen Widerstandsmaterial, das bei einer elektrischen Erregung Wärme erzeugt. Ein Temperatur-Fühlelement 23 ist beispielsweise ein Temperatur-Meßwiderstand von niedriger Wärmekapazität, wie eine durch Siebdruck oder dergleichen entlang der Länge im wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche (die zu der das Wärmeerzeugungselement 22 besitzenden Fläche entgegengesetzte Fläche) der Basisplatte 21 aufgebrachte Pt-Dünnschicht.
Die Aluminiumoxid-Basisplatte 21 besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit, so daß sie in raschem Ansprechen auf die Temperaturänderung des Wärmeerzeugungselements 22 eine Temperatur wiedergibt. Das Temperatur-Fühlelement 23 ermittelt die Temperatur der Aluminiumoxid-Basisplatte 21 und koppelt diese zum Wärmeerzeugungselement zurück, so daß die Spitzentemperatur bei einer Erregung des Wärmeerzeugungselements 22 im wesentlichen konstantgehalten wird.
Bei dieser Ausführungsform wird das lineare oder streifenförmige Wärmeerzeugungselement 22 mit elektrischer Energie durch die elektrischen Verbindungen an den längsliegenden Enden gespeist, um Wärme über die gesamte Länge des Wärmeerzeugungselements 22 zu produzieren. Die Erregung wird durch einen Erregungssteuerkreis ausgeführt, so daß Gleichstromimpulse von 100 V mit der Periode von 20 msec angelegt werden, wobei die Impulsdauer in Übereinstimmung mit der vom Temperatur-Fühlelement 23 ermittelten Temperatur und der Energiestrahlung geändert wird. Die Impulsdauer wird im Bereich von 0,5-5 msec geregelt, und das Wärmeerzeugungselement 22 wird augenblicklich auf 200 - 300 ºC jedesmal aufgeheizt, wenn der Impuls angelegt wird. Bei dieser Ausführungsform ist ein (nicht dargetellter) Fühler vorhanden, um die vorlaufende sowie die nachlaufende Kante des Bogens angrenzend an die Fixiervorrichtung an deren stromaufwärtigern Ende mit Bezug auf die Transferbogen-Transportrichtung zu erfassen. Unter Verwendung des Erfassungssignals von dem Fühler wird die Erregungsdauer für das Wärmeerzeugungselement 22 auf die Zeitspanne begrenzt, in welcher der Bogen P durch die Fixiervorrichtung 11 läuft.
Die Fixierfolie 25 ist nicht auf das endlose Band begrenzt. Wie in Figur 3 gezeigt ist, kann sie eine endliche Folie sein, die auf eine Vorratswelle 30 gewickelt ist und zur Aufwickelwelle 31 am Heizkörper 20 sowie der Druckwalze 28 vorbei verläuft. Die Folie wird von der Vorratswelle 30 zur Aufwickelwelle 31 mit derselben Geschwindigkeit wie der Transferbogen P gefördert.
Eine Arbeitsweise der Vorrichtung der Ausführungsform von Figur 1 wird beschrieben. Auf ein Bilderzeugungs-Startsignal bildet die Bilderzeugungsvorrichtung eine Abbildung aus und fördert den Bogen von der Transferstation 8 zur Fixiervorrichtung 11. Wenn die vorlaufende Kante des die unfixierte Tonerabbildung Ta auf seiner oberen Fläche tragenden Bogens P durch den (nicht dargestellten) angrenzend an die Fixiervorichtung angeordneten Fühler ermittelt wird, beginnt die Fixierfolie 25 die Umlauf- oder Transportbewegung. Der Transferbogen P wird längs der Führung 29 geleitet und in den Klemmspalt N (Fixierspalt) zwischen der Fixierfolie 25 sowie der Druckwalze 28 eingeführt, wodurch die tonertragende Seite des Bogens P in enge Berührung mit der unteren Fläche der mit derselben Geschwindigkeit wie der Bogen P sich bewegenden Fixierfolie gebracht wird, und sie werden zusammen ohne eine Oberflächenabweichung oder Falte durch den Spalt hindurchgeführt.
Die Figur 2 ist ein schematischer, vergrößerter Querschnitt der unteren Fläche des Heizelements einschließlich des Spalts zwischen dem Heizelement 20 und der Druckwalze 28.
Die Bodenfläche, die mit der Fixierfolie 25 in Gleitberührung ist, ist am vorderen Ende E1 sowie am rückwärtigen Ende E2 des Tragelements 24 gerundet. Die Radien sind jeweils r&sub1; sowie r&sub2;. Die Fixierfolie 25 läuft stetig zur unteren Fläche des Heizelements längs des gerundeten vorderen Endes E1 von der Mitlaufrolle 27 hin und wird in Gleitberührung mit der Bodenfläche des Heizelements weitertransportiert. Dann wird sie zur Antriebsrolle 26 aufwärts unter einem großen Ablenkwinkel θ längs des gerundeten rückwärtigen Endes E2 abgelenkt.
Das Wärmeerzeugungselement 22 hat eine Breite W, die innerhalb des Fixierspalts N liegt, welcher zwischen der Bodenfläche des Heizelements 20 und der Andruckwalze 28 ausgebildet ist.
Die Bezugszeichen A, D, B und C sind mit Bezug zur Laufrichtung der Fixierfolie ein stromaufwärtiges Ende der Breite des Fixierspalts N, ein stromabwärtiges Ende von diesem, ein stromaufwärtiges Ende der Breite des Wärmeerzeugungselements und ein stromabwärtiges Ende von dieser.
(1) Die unfixierte Tonerabbildung Ta am in die Fixiervorrichtung 11 eingeführten Transferbogen P tritt in den Fixierspalt N an der Position A ein, und es wird mit der Aufnahme von Wärme vom Heizelement 20 her durch die Fixierfolie 25 hindurch begonnen.
(2) Wenn sie am Wärmeerzeugungselement 22 von der Position B zur Position C vorbeigeht, ist die Temperatur des Toners am höchsten, so daß der Toner vollständig geschmolzen wird (Hochtemperaturschmelzung), und sie wird an der Oberfläche des Bogens P schmelzverklebt. In diesem Bereich, in welchem sich der Toner direkt unter dem Wärmeerzeugungselement 22 befindet, ist die Tonertemperatur so hoch, daß die Hochtemperatur-Tonerverschiebung möglich ist.
(3) Während der Zeitspanne, in der die Tonerabbildung nach Passieren des Teils des Wärmeerzeugungselements 22 von der Position C zur Position D durchläuft, ist die Bodenflächentemperatur des Heizelements 20 niedriger als dessen Temperatur zwischen der Position B und der Position C, so daß die Temperatur des Toners Tb geringer wird, wodurch die Tonerviskosität im Vergleich mit derjenigen im Bereich zwischen den Positionen B und C größer wird.
(4) Wenn die Tonerabbildung in dem Bereich zwischen der Position D, die das Ende des Fixierspalts N ist, und dem gerundeten rückwärtigen Ende E2 der Bodenfläche des Heizelements durchläuft, wird der Bogen P, während er an der unteren Fläche der Fixierfolie 25 durch die adhäsive Beschaffenheit des erweichten Toners Tb haftet, transportiert.
Während der Zeit, in der der Toner das gerundete Ende E2 erreicht, nimmt die Temperatur des Toners weiter ab, und sie gelangt aus dem Hochtemperatur-Verschiebungsbereich heraus. Jedoch ist die Tonertemperatur höher als der Glasumwandlungspunkt des Toners.
(5) Am gerundeten Ende E2 des Heizelements 20 biegt sich die Fixierfolie 25 unter dem großen Ablenkwinkel θ um das gerundete rückwärtige Ende E2, das den kleinen Krümmungsradius r&sub2; hat, zur Antriebsrolle 26 hin ab, d.h., die Fixierfolie wird so abgelenkt, daß sie rasch von der Fläche des Transferbogens P entfernt wird. Die Steifigkeit des Bogens P überwindet die Haftkraft des Bogens P an der Fixierfolie 25, wodurch der Bogen P und die Fixierfolie 25 am gerundeten rückwärtigen Ende E2 (Trennposition) getrennt werden.
Wie gesagt wurde, ist an der Trennposition die Temperatur des Toners Tb höher als der Glasumwand-lungspunkt, weshalb die Bindungskraft zwischen dem Bogen P sowie der Fixierfolie 25 an der Trennposition klein ist, und der Toner wird ausreichend über den Toner-Schmelzpunkt hinaus im Bereich zwischen den Positionen B sowie C erhitzt und völlig geschmolzen. Aus diesen Gründen wird der Bogen P ständig gleichmäßig ohne kaum irgendwelche Tonerversetzung an der Fixierfolie 25 und ohne ein Kleben des Bogens P an der Fixierfolie 25 sowie die daraus resultierende Stockung abgelöst.
Der Toner Tb mit der Temperatur, die höher als der Glasumwandlungspunkt ist, hat zweckmäßige Gummieigenschaften, so daß die Tonerabbildung an der Trennposition nicht der Fläche der Fixierfolie folgt, und deshalb hat sie eine ausreichend rauhe Oberflächeneigenschaft. Der Toner wird dann ohne eine Anderung der Oberflächeneigenschaft abgekühlt und verfestigt. Deshalb ist die fixierte Tonerabbildung nicht glänzend und hat eine hohe Qualität.
(6) Der von der Fixierfolie 25 abgelöste Bogen P wird durch die Führung 35 geführt und zu dem Austragrollenpaar 36 transportiert. Während des Transports nimmt die Temperatur des Toners Tb von der Temperatur, die höher als der Glasumwandlungspunkt ist, durch spontanes Kühlen ab, und sie wird niedriger als der Glasumwandlungspunkt, und der Toner wird zu einer erstarrten Tonerabbildung Tc verfestigt. Der somit die fixierte Tonerabbildung aufweisende Bogen P wird auf die Schale 12 ausgetragen.
Als ein tatsächliches Beispiel wurde ein Toner verwendet, der in der Hauptsache aus thermoplastischem Harz hergestellt war und einen Glasübergangspunkt von 50 ºC sowie einen Schmelzpunkt von 130 ºC hatte. Die guten Ergebnisse wurden erhalten, wenn die Oberflächentemperatur der Fixierfolie an der Position A 110 ºC betrug; die Temperatur im Bereich zwischen den Positionen B und C 150 ºC betrug; die Temperatur an der Position D 130 ºC betrug; und die Temperatur an der Position E2 (Trennposition) 100 ºC betrug. Zwischen den Positionen D sowie E2 wird die Temperatur des Toners Tb höher als der Glasübergangspunkt des Toners gehalten, und zwar ganz besonders zwischen dem Glasübergangspunkt sowie dem Schmelzpunkt, so daß der Toner Tb in der Form von Gummi vorliegt und somit ein angemessenes Haftvermögen mit der Folie 25 liefert.
Der Krümmungsradius an der Bogen-Trennposition, d.h. der Krümmungsradius r&sub2; des rückwärtigen gerundeten Endes E2 der Bodenfläche des Heizkörpers, ist vorzugsweie 0,5 - 10 mm und mehr bevorzugt nicht größer als 5 mm. Der Ablenkwinkel θ der Folie 25 ist nicht kleiner als 5º, vorzugsweise nicht kleiner als 25º.
Bei dieser Ausführungsform wird das lineare Wärmeerzeugungselement 22 des Heizkörpers 20 bei einer Erregung augenblicklich auf eine ausreichend hohe Temperatur unter Berücksichtigung des Tonerschmelzpunkts (oder eine fixierfähige Temperatur) erhitzt, und deshalb ist es nicht notwendig, das Wärmeerzeugungselement während des Bereitschaftszustandes der Vorrichtung erregt zu halten. Daher wird nur geringe Wärme auf die Druckwalze 28 übertragen, wenn der Fixiervorgang nicht ausgeführt wird. Während des Fixiervorgang sind im Fixierspalt N zwischen dem Heizelement 20 und der Druckwalze 28 die Fixierfolie, die Tonerabbildung sowie der Bogen P angeordnet, und die Heizdauer ist kurz. Aus diesen Gründen existiert ein steiler Temperaturgradient. Deswegen wird die Druckwalze 28 nicht ohne weiteres erhitzt, und deshalb wird deren Temperatur niedriger als der Toner-Schmelzpunkt gehalten, selbst wenn ein praktischer, kontinuierlicher Bilderzeugungsvorgang durchgeführt wird. Bei der Vorrichtung dieser Ausführungsform wird die aus dem heißschmelzbaren Toner am Bogen P ausgebildete Tonerabbildung zuerst durch das Heizelement 20 durch die Fixierfolie hindurch erhitzt und geschmolzen, und insbesondere wird die Oberflächenschicht des Toners gänzlich erweicht sowie geschmolzen. Zu dieser Zeit werden der Heizkörper, die Fixierfolie, die Tonerabbildung und der Bogen durch die Druckwalze 28 einem Druck ausgesetzt, so daß die Wärme wirksam übertragen wird. Hierdurch kann die Tonerabbildung effizient mit einem minimalen Erwärmen des Bogens selbst erhitzt und geschmolzen werden. Darüber hinaus ist die Erregungsdauer eingeschränkt. Aus diesen Gründen kann am Energieverbrauch eingespart werden. Die Größenabmessung des Heizkörpers kann gering sein, und deshalb kann die Wärmekapazität klein sein. Insofern ist es nicht notwendig, den Heizkörper während der Bereitschaftszeit vorher zu erregen. Der Energieverbrauch während des Nicht-Fixierbetriebs kann reduziert werden, und zusätzlich kann der Temperaturanstieg innerhalb der Vorrichtung unterbunden werden.
Bei dieser Ausführungsform ist die Tonertemperatur am Trennpunkt höher als der Glasübergangspunkt. Jedoch ist es des weiteren vorzuziehen, daß die Temperatur höher als der Schmelz punkt und der Kugelerweichungspunkt ist. Das ist wirksam, um die Tonerverschiebung zu verhindern sowie den Glanz zu unterdrücken, was sich durch die Versuche des Erfi.nders bestätigt hat.
Es ist zu bevorzugen, daß die Tonertemperatur am Trennpunkt niedriger als der Schmelzpunkt ist, um die Koagulationskraft zu erhöhen.
Wenn der Toner eine Mehrzahl von Glasübergangspunkten hat, so bedeutet der Glasübergangspunkt, wenn davon gesprochen wird, daß die Tonertemperatur am Trennpunkt höher ist als der Glasübergangspunkt, den maximalen Glasschmelzpunkt, um das Vorhandensein des Teils, der die Gummieigenschaft verloren hat, zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf die Figur 5 wird eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausfüh rungsform ist das gerundete rückwärtige Ende E2 der Bodenfläche des Heizkörpers 20 nach unten zur Andruckwalze 28 hin ragend ausgebildet.
Hierdurch wird, nachdem der Bogen P durch den Fixierspalt N (zwischen den Positionen A und D) gelaufen ist, der Bogen P leicht zur Fläche der Druckwalze 28 durch den abwärts vorstehenden Teil E2 der Bodenfläche des Heizkörpers gedrückt, bis die Fixierfolie 25 vom Bogen getrennt ist.
(1) Dadurch wird die enge Berührung zwischen der Fläche der Fixierfolie 25 mit dem Bogen P und der Tonerabbildung Tb von der rückwärtigen Endposition D des Fixierspaltes N zum gerundeten rückwärtigen Ende E2 des Heizkörpers gewährleistet. Wenn bei der ersten Ausführungsform (Figur 2) die Tonermenge am Bogen P merklich gering ist, ist die Haftkraft durch den erweichten Toner Tb zwischen dem Bogen P und der Fixierfolie 25 erheblich klein, so daß der Bogen P, während er sich von der Position D zur Trennposition E bewegt, durch die Schwerkraft von der Fixierfolie 25 mit dem Ergebnis eines unstabilen Bogentransports abgelöst wird. Mit der Konstruktion dieser Ausführungsform wird, selbst-wenn die Tonermenge merklich gering ist, der Bogentransport zur Trennposition E stabilisiert, so daß der Bogen P erst von der Fläche der Fixierfolie 25 an der Trennposition E abgelöst und deshalb der Bogentransport stabil gehalten wird.
Bei dieser Ausführungsform wird der Bogen beständig transportiert, ohne in erheblichem Maß auf die Haftkraft zwischen dem Toner sowie der Folie zu vertrauen. Deshalb kann die Temperatur des Heizelements erhöht werden> so daß das Fixiervermögen über dasjenige der ersten Ausführungsform hinaus verbessert wird. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Oberflächentemperatur der Fixierfolie im Bereich direkt unterhalb des Wärmeerzeugungselements, d.h. im Bereich zwischen den Positionen B und C, 180 ºC, was höher ist als bei der ersten Ausführungsform (150 ºC). Dadurch ist die Oberflächentemperatur der Fixierfolie an der Position D 160 ºC, was höher ist als der Toner-Schmelzpunkt (130 ºC). Zwischen der Position D sowie der Trennposition E werden die Tonerabbildung Tb und der Bogen P zwischen der Druckwalze 28 sowie dem Tragelement 24 des Heizkörpers 20 transportiert, während sie ständig mit der Fläche der Fixierfolie 25 in Berührung sind, und deshalb wird die Wärme des Toners auf die Druckwalze 28 oder das Tragelement 24 übertragen. Wenn die Trennposition E erreicht wird, beträgt die Tonertemperatur 90 ºC, was zwischen dem Toner-Schmelzpunkt (130 ºC) und dem Glasübergangspunkt des Toners (50 ºC) liegt. Deshalb wird der Bogen P gleichförmig von der Fläche der Fixierfolie 25 ohne die Tonerverschiebung oder ein Haften an der Fixierfolie 25 gelöst. Das läßt eine Erhöhung der Temperatur des Heizkörpers zu, um die Fixierleistung zu stabilisieren.
Wenn der Toner aus einem solchen Material gefertigt wird, das selbst unter der Temperatur, die höher als sein Schmelzpunkt ist, eine ausreichende Koagulation bietet, ist es möglich, daß die Tonertemperatur am Trennpunkt geringfügig höher als der Schmelzpunkt ist.
Unter Bezugnahme auf die Figur 6 wird eine weitere Ausführungs form der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist das Wärmeerzeugungselement des Heizkörpers 20 aus einer Keramik-Basisplatte 37 gefertigt, die eine derartige PTC-Eigenschaft hat, daß ihr elektrischer Widerstand steil bei einer Temperatur höher als 180 ºC ansteigt. Deshalb wird bei 180 ºC die Temperatur selbstgeregelt. Die Oberflächentemperatur der Fixierfolie zwischen den Positionen A und D, d.h. im Bereich des Fixierspaltes N, beträgt etwa 170 ºC. Der Glasumwandlungspunkt des verwendeten Toners ist 60 ºC, während der Schmelzpunkt 150 ºC ist. Der Toner hat eine ausreichende Koagulationskraft, selbst wenn er jenseits des Schmelzpunkts ist. Das rückwärtige Ende D des Fixierspaltes N ist der Trennpunkt, und das hintere Ende E2 der Keramik-Basisplatte 37 ist mit einem Krümmungsradius von 2 mm gerundet. Der Ablenkwinkel θ der Fixierfolie 25 am Trennpunkt D beträgt 50º.
Der über den Schmelzpunkt im Fixierspalt N hinaus erhitzte Toner Tb wird von der Fläche der Fixierfolie 25 an der Trennposition D durch die Ablenkung abgelöst.
Die Tonertemperatur zur Zeit des Ablösens ist nicht niedriger als der Schmelzpunkt. Jedoch ist die Koagulation des Toners selbst noch immer ausreichend groß, so daß der Toner Tb von der Fixierfolie 25 zusammen mit dem Bogen P getrennt wird, und deshalb ist die an der Fläche der Fixierfolie 25 verbleibende Tonermenge gering.
Unter Bezugnahme auf die Figur 7 wird eine weitere Ausführungsform beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die Konstruktion des Heizkörpers 20 dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform, und es sind ein Fixierfolie-Führungselement 40 sowie eine kleine Walze 41 mit Bezug zur Bogen-Transportrichtung stromab vom Heizkörper 20 bzw. der Druckwalze 28 angeordnet. Die Fixierfolie 25 wird von der unteren Fläche des Heizkörpers 20 mit Hilfe der Leitkante 40a des Führungselements 40 aufwärts abgelenkt. Zwischen der Druckwalze 28 und der kleinen Walze 41 ist ein Förderband 42 gespannt, das aus Silikongummi mit einem Basisgewebe gefertigt ist und eine Dicke von 500 Mikron hat. Die kleine Walze 41 ist wirksam, um dem Förderband 42 eine Umlaufbewegung zu vermitteln. Das Führungselement 40 wirkt als ein Trennglied. Der Krümmungsradius der Unterkante 40a, um welche herum die Fixierfolie 25 abgelenkt wird, ist 1 mm, und der Ablenkwinkel θ beträgt 120º.
Der Fixierspalt N wird durch den Heizkörper 20 und die Druckwalze 28 bestimmt, die die Fixierfolie 25 sowie das Förderband 42 sandwichartig zwischen sich halten. Die Tonerabbildung Ta am eingeführten Bogen P wird durch den Fixierspalt N erhitzt, d.h. zwischen den Positionen A und D. Anschließend wird der Bogen. P weitertransportiert, während er von dem Förderband 42 getragen wird, so daß er an die untere Fläche der Fixierfolie 25 gedrückt wird und mit dieser in enge Berührung kommt, bis er die untere Kante des Führungselements 40 an der Trennposition E erreicht. An dieser Trennposition E wird er abgelenkt und von der Folie 25 getrennt. Der bei dieser Ausführungsform verwendete Toner Ta hat den Glasübergangspunkt von -10 ºC und den Schmelzpunkt von 70 ºC. Er besteht in der Hauptsache aus Paraffinharz. Seine Viskosität nimmt steil ab, wenn die Temperatur höher als 70 ºC ist, d.h., er hat eine sog. schroffe Schmelzeigenschaft. Die Oberflächentemperatur der Fixierfolie unmittelbar unter dem Wärmeerzeugungselement 22, d.h. zwischen den Positionen B und C, beträgt 100 ºC, was weit jenseits des Toner-Schmelzpunktes liegt, so daß der Toner Ta vollständig geschmolzen und fest mit der Oberfläche des Bogens P verbunden wird.
Die Oberflächentemperatur der Fixierfolie an der Position D ist 90 ºC, und die Viskosität des Toners ist noch immer merklich niedrig. Während der Zeitspanne, in welcher der Toner Tb zur Trennposition E geführt wird, wird er durch Strahlung auf 55 ºC abgekühlt, was zwischen dem Schmelzpunkt von 70 ºC und dem Glasübergangspunkt von -10 ºC liegt, so daß die Koagulationskraft des Toners ausreichend hoch ist. Deshalb wird er durch Ablenkung von der Folie 25 in gewünschter Weise abgelöst, ohne daß an der Trennposition E der Toner an der Fixierfolie 25 verbleibt. Selbst wenn der Toner die schroffe Schmelzeigenschaft hat, so resultiert gemäß dieser Ausführungsform daraus keine Temperatur-Verschiebung des Toners, weil der Bogen ganz sicher zur Trennposition E transportiert wird, wobei der Kontakt zwischen dem Toner und der Folie aufrechterhalten wird, bis die Tonertemperatur niedriger als der Schmelzpunkt wird.
Eine weitere Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Figur 8 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist das Förderband ein Silikongummi-Förderband 42A mit einer Dicke von 3 mm, und an der Stelle der Druckwalze (28) wird ein Metallkern 28A verwendet.
Da das Band 42A eine hohe Steifigkeit hat, erzeugt es eine starke Druckkraft, um den Toner Tb an die untere Fläche der Fixierfolie 25 zu pressen. Deshalb liegt keine Anfälligkeit dahingehend vor, daß der Toner, der durch den Fixierspalt N hindurchgetreten ist, von der Folienfläche gelöst wird, bevor er den Trennpunkt E erreicht.
Die Basisplatte 21 des Heizkörpers 20 kann zusätzlich zu Aluminiumoxid ein hitzebeständiges Glas oder ein hietzebeständiges Harz, wie PI oder PPS, sein. Das Material des Wärmeerzeugungselements 22 kann zusätzlich zu Ta&sub2;N Nichrom, RuO&sub2;, Ag-Pd oder ein anderer Widerstand sein. Das Temperatur-Fühlelement 23 kann von einem Perl-Thermistor, der eine niedrige Wärmekapazität hat, anstelle des Temperatur-Fühlwiderstandes, wie eine Pt-Schicht, gebildet sein. Die untere Fläche des Heizkörpers, mit welcher die Fixierfolie 25 in Gleitberührung ist, wird bevorzugterweise mit einer Schutzschicht, wie einer hitzebeständigen Glasschicht, zum Schutz gegen die Gleitbewegung versehen. Das Wärmeerzeugungselement 22 kann an der oberen Fläche der Basisplatte 21 entgegengesetzt zur die Folie berührenden Seite der Basisplatte 21 angeordnet sein, während das Temperatur-Fühlelement 23 an der Bodenseite der Basisplatte 21 (in Gegenüberlage zur Fixierfolien-Berührungsseite) angeordnet sein kann. Ferner können sowohl das Wärmeerzeugungselement 22 als auch das Temperatur-Fühlelement 23 an der Bodenseite der Basisplatte 21 angebracht sein. Die Erregung des Wärmeerzeugungselements 22 kann anstelle der Impulserregung in einer ungewöhnlichen Wechselspannungsform erfolgen.
Wenn die Fixierfolie 25 eine endliche ist, wie in Figur 3 gezeigt ist, kann eine ersetzbare gerollte Folie zur Anwendung gelangen, wobei, wenn nahezu die gesamte Fixierfolie auf der Aufwickelspule aufgenommen ist, eine neue Folienrolle montiert wird (Aufwickel- und Austauschtyp). Bei diesem Typ kann die Dicke der Fixierfolie wesentlich ohne Rücksicht auf die Haltbarkeit der Folie vermindert werden, so daß der Energieverbrauch herabgesetzt werden kann. Beispielsweise kann in diesem Fall die Fixierfolie aus einem weniger teueren Material gefertigt werden, wie z.B. PET-(Polyester-)Folie, die für eine Wärmebeständigkeit behandelt ist und beispielsweise eine Dicke von 12,5 Mikron oder darunter hat.
Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Tonerverschiebung gegenüber der Fläche der Fixierfolie so gut wie nicht praktisch erzeugt wird, kann alternativ die benutzte, auf die Aufwickelwelle gewickelte Fixierfolie zur Vorratswelle zurückgewickelt werden oder können die Aufwickel- sowie die Vorratswelle ausgetauscht werden, um die Fixierfolie wiederholt zu verwenden, wenn die thermische Verformung oder thermische Beeinträchtigung der Fixierfolie nicht von Bedeutung ist (zurückgewickelter und wiederholt verwendbarer Typ).
Bei diesem Typ wird die Fixierfolie vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das eine hohe Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit aufweist, wie z.B. Polyimidharzfolie, und zwar mit einer Dicke von 25 Mikron, die mit einer Trennschicht, welche aus Fluorharz od. dgl., das ein gutes Trennvermögen besitzt, beschichtet wird, um eine Mehrschichtenfolie zu bilden. Ein Anpreßkontakt-Entlastungsmechanismus wird bevorzugterweise vorgesehen, um während des Zurückwickelvorgangs automatisch den Anpreßkontakt zwischen dem Heizkörper und der Druckwalze aufzuheben.
Wenn die Fixierfolie wiederholt verwendet wird, wie bei dem Zurückwickel- und dem Endlosbandtyp, kann ein Filzkissen vorgesehen werden, um die Folienoberfläche zu reinigen und eine geringe Menge eines Trennmittels, wie Silikonöl, durch Tränken des Kissens mit dem Öl aufzubringen, wodurch die Oberfläche der Folie sauber bleibt und in gutem Trennzustand gehalten wird. Falls die Fixierfolie mit isolierendem Fluorharz behandelt wird, wird an der Folie leicht eine elektrische Ladung erzeugt, wobei die elektrische Ladung die Tonerabbildung stört. In diesem Fall kann die Fixierfolie mit einer Entladungsbürste abgerieben werden, die elektrisch geerdet wird, um die Folie zu entladen. Andererseits kann die Folie elektrisch durch Anlegen einer Vorspannung an eine solche Bürste ohne Erdung geladen werden, solange die Tonerabbildung nicht gestört wird. Es ist möglich, um Maßnahmen gegen die Abbildungsstörung aufgrund der elektrischen Ladung zu ergreifen, Ruß od. dgl. in die Fixierfolie einzumischen. Das gleiche Mittel ist gegen die elektrische Ladung der Stützwalze anwendbar. Als eine weitere Alternative kann ein Anti-Elektrifizierungsmittel aufgebracht oder zugegeben werden.
Jeder von dem Endlosbandtyp, dem Aufwickel- sowie Austauschtyp und dem wiederholt verwendbaren Typ kann in Form einer Kassette vorliegen, die lösbar in einer vorbestimmten Position an der Fixiervorrichtung 11 zu montieren ist, um den Austausch od.dgl. der Fixierfolie zu erleichtern.
Die Fixiervorrichtung dieser Erfindung ist nicht auf ein elektrophotographisches Kopiergerät des Bildtransfertyps beschränkt, sondern ist auf eine Art anwendbar, bei welcher eine Tonerabbildung unmittelbar an einem Elektrofaxbogen oder einem elektrostatischen Aufzeichnungsbogen od. dgl. ausgebildet und transportiert wird, bei welcher die Abbildung magnetisch ausgebildet und aufgezeichnet wird oder bei welcher eine Abbildung mit einem warmschmelzbaren Toner auf einem Aufzeichnungsmedium mittels eines anderen Bilderzeugungsprozesses und anderer Bilderzeugungseinrichtungen ausgebildet wird. Ein Beispiel für solch ein Gerät sind ein Kopiergerät des Warmfixiertyps, ein Laserstrahldrucker, ein Faksimilegerät, ein Mikrofilm-Lese- und Druckgerät, eine Sichtanzeigeund eine Aufzeichnungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Geräte anwendbar.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 wird eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Heizkörper 20 ein Heizkörper-Tragelement 24, das ein viereckiges, längliches Bauteil ist, welches sich in der Querrichtung der Fixierfolie erstreckt. Es ist aus einem Material von hoher Steifigkeit, hoher Hitzebeständigkeit und niedriger Wärmeleitfähigkeit gefertigt, wie PPS, Polyimid oder Bakelit. Bei einer anderen Konstruktion des Heizkörper-Tragelements wird das hitzebeständige und niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisende Material in dem Bereich verwendet, der mit einer Heizkörper-Basisplatte 21, was im folgenden im einzelnen beschrieben werden wird, in Berührung ist, während der andere Teil aus einem anderen Material hergestellt ist.
Die Heizkörper-Basisplatte 21 ist ein längliches Teil, das sich in der Längskehle 24b längs der unteren Fläche des Tragelements 24 erstreckt. Die Heizkörper-Basisplatte 21 ist aus einem Keramikmaterial, das eine gute Wärmeleitfähigkeit hat, wie z.B. Aluminiumoxid, mit einer Länge von 240 mm, einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 1,0 mm gefertigt. An der unteren Fläche der Basisplatte 21 ist über deren Länge ein Wärmeerzeugungswiderstand 22 im wesentlichen in der Mitte in einer Linie oder einem Streifen ausgebildet. Der Wärmeerzeugungswiderstand 22 wird aus Chromnickel, Wolfram, Silber-Palladium (Ag-Pd), Rutheniumoxid (RuO&sub2;), Ta&sub2;N oder einem Material, das hauptsächlich aus derartigen Stoffen zusammengesetzt ist, gefertigt (der Wärmeerzeugungswiderstand erzeugt bei einer elektrischen Erregung Wärme). Er wird an der Basisplatte durch Siebdruck od. dgl. mit der Breite von 1,0 mm und der Dicke von 20 Mikron aufgebracht. Ein Oberflächen- Wärmeerzeugungselement, wie ein keramischer Heizkörper od. dgl. kann verwendet werden.
Ein Temperatur-Fühlelement 23 in Form eines Temperatur-Ermittlungswiderstandes (Pt-Film), eines Thermistors od. dgl. von niedriger Wärmekapazität wird durch Siebdruck an der Fläche der Basisplatte 21 aufgebracht oder implantiert, und zwar im wesentlichen in der Mitte der Fläche, die der Seite der Basisplatte 21 mit dem Wärmeerzeugungswiderstand 22 gegenüberliegt. Es ist vorzuziehen, daß das Temperatur-Fühlelement sich innerhalb des Fixierspalts N befindet, wo die Druckwalze 28 über eine Fixierfolie 25 an den Heizkörper 20 drückt. Die Fläche der Heizkörper-Basisplatte 21, die das Temperatur-Fühlelement 23 enthält, wird mit einer Schutzschicht 21a überzogen, die aus einem abriebfesten Material, wie z.B. Glas oder Keramikmaterial, gefertigt ist und eine geringe Dicke, beispielsweise von 10 Mikron, hat.
Eine Höhlung 24c ist wenigstens zwischen einem rückwärtigen, dem Fixierspalt N in der Seitenfläche des Heizkörpers entsprechenden Teil und dem Heizkörper-Tragelement ausgebildet. Die Höhlung 24c erstreckt sich längs der Länge der Heizkörper- Basisplatte 21 wenigstens in den Bereich der maximalen Größenabmessung des verwendbaren Transferbogens. Die einander entgegengesetzten Längsenden sind abgeschlossen, um den Konvektionswärmeübergang mit deren Außenseite durch konvektive Wärmeübertragung auszuschalten. Die Breite der Höhlung 24c ist größer als die Breite des Wärmeerzeugungswiderstandes, und vorzugsweise ist sie größer als die Breite des Fixierspaltes N.
Wenn die elektrische Energiezufuhr zwischen den Stromzufuhrelektroden an den in der Längsrichtung entgegengesetzten Enden des Heizelements 22 erfolgt, erzeugt dessen gesamte Länge Wärme, die die Basis 21 erhitzt, welche von guter Wärmeleitfähigkeit ist. Die Oberflächentemperatur der Basis 21 wird durch das Temperatur-Fühlelement 23 ermittelt, und die Temperatur wird zu einem (nicht dargestellten) Erregungssteuerkreis rückgekoppelt, durch den die Erregung des Wärmeerzeugungselements 22 geregelt wird, um eine vorbestimmte konstante Temperatur des Fixierspaltes aufrechtzuerhalten.
Da die Höhlung 24c zwischen der Rückseite des Heizkörpers 20, die dem Fixierspalt N entspricht, und dem den Heizkörper tragenden Element 24 vorgesehen ist, wird eine unwirtschaftliche Übertragung der Wärme vom Heizkörper 20 auf das Tragelement 24 von der Rückseite des Heizkörpers durch die wärmeisolierende Funktion der Luft in der Höhlung 24c verhindert. Deshalb wird das Verhältnis der Wärmemenge von der Fläche des Heizkörpers zur Fixierfolie 25 durch den Fixierspalt N hindurch zur Gesamtwärme des Heizkörpers 20 größer. Dadurch wird der thermische Wirkungsgrad erhöht, so daß der für ein Fixieren der Abbildung erforderliche Energiebedarf vermindert wird. Unter Verwendung eines Heizkörpers, der eine solche Höhlung 24c anwendet, sowie eines Heizkörpers, der eine solche Höhlung nicht besitzt, wobei die gesamte Rückseite des Heizkörpers mit dem Tragelement 24 in Berührung ist, wurden die Fixiervorgänge unter denselben Bedingungen durchgeführt. Die für das Fixieren des Toners am Transferbogen P, unmittelbar nachdem der fixierfähige Zustand aus dem Zustand von Raumtemperatur erreicht wird, erforderliche elektrische Energie betrug lediglich 60 % der für den Heizkörper ohne die Höhlung 24c erforderlichen Energie. Somit wurde eine Energieeinsparung mit 40 % erreicht.
Das beruht darauf, daß die Wärmeleitfähigkeit der Luft in der Höhlung 24c lediglich 0,03 W/m.Grad beträgt, was viel geringer als 0,2 W/m.Grad ist, das die Wärmeleitfähigkeit des Polyimidharzes ist, welches das Heizkörper-Tragteil 24 bildet, und deshalb wird das Verhältnis der auf die Fläche des Heizkörpers 20, d.h. die Fixierfolie, übertragenen Wärme zu der durch den Wärmeerzeugungswiderstand hervorgerufenen Wärme vergrößert.
Bei dieser Ausführungsform (Figur 9) ist das Temperatur-Fühlelement 23 innerhalb des Fixierspaltes N an der Seite der Oberfläche der Basisplatte 21 angeordnet. Das geschieht deshalb, weil es erstens vorzuziehen ist, um die Genauigkeit in der Temperaturregelung des Heizkörpers 20 zu steigern, direkt und realzeitig die Temperatur des Fixierspaltes N, d.h. die oberflächenseitige Temperatur der Heizkörperbasis 21, zu erfassen, und weil zweitens der Heizkörper dieser Ausführungsform mit der Höhlung 24c auf der Seite der Fläche des Heizkörpers, um die Luftisolierung zu schaffen, versehen ist, weshalb die Geschwindigkeit in der Wärmestrahlung auf der Rückseite des Heizkörpers geringer als diejenige an der Seite der Frontfläche des Heizkörpers, die den Fixierspalt N bildet, ist, was in der Möglichkeit des Temperaturunterschiedes zwischen der frontseitigen Temperatur sowie der rückseitigen Temperatur des Heizkörpers resultiert.
Die Figuren 10A, 10B und 10C zeigen Beispiele von Anordnungen der Temperatur-Fühlelemente 23. Die Bezugszeichen C und W geben die Mittellinie des Bogendurchtritts bzw. die maximale Bogendurchtrittsbreite an. Die Transferbogen P, die innerhalb der maximalen Durchtrittsbreite W unterschiedliche Größen haben, können, um dem Fixiervorgang unterworfen zu werden, mit ihren Mittellinien auf die Mittellinie C ausgerichtet hindurchgeführt werden.
In Figur 10A ist das Temperatur-Fühlelement 23 an der Oberfläche-der Heizkörperbasis 21 im wesentlichen in der Mitte, d.h. auf der Mittellinie C, angeordnet. Bei diesem Beispiel kann die Temperatur des Bogendurchtrittsbereichs ohne Rücksicht auf die Größe (Breite) des Transferbogens P erfaßt werden.
Bei dem Beispiel der Figur 10B erstreckt sich das Temperatur- Fühlelement 23 über die gesamte Länge der Fläche der Heizkörperbasis 21 im Bogendurchtrittsbereich W, wodurch die Durchschnittstemperatur in dem Bereich erfaßt werden kann. Trotz des Vorsehens des Temperatur-Fühlelements ist darüber hinaus keine Stufe vorhanden.
In Figur 10C sind erste und zweite Temperatur-Fühlelemente 23 und 23a an der Frontflächenseite sowie der Rückflächenseite der Heizkörperbasis 21 auf der Mittellinie C angeordnet. Es ist möglich, daß das erste Temperatur-Fühlelement 23 an der Frontfläche der Heizkörperbasis 21 verwendet wird, um die Temperatur des Heizkörpers 20 durch Regelung der Erregung für das Wärmeerzeugungselement 22 zu kontrollieren, und daß das zweite Temperatur-Fühlelement 23a an der Rückseite der Heizkörperbasis 21 verwendet wird, um die Überhitzung des Heizkörpers zu verhindern. Das zweite Temperatur-Fühlelement 23a ist über eine lsolierschicht 21g an dem Wärmeerzeugungselement 22 angebracht.
Wie in Figur 11 gezeigt ist, kann das Wärmeerzeugungselement 22 des Heizkörpers 20 an der Fläche der Basisplatte 21 angeordnet sein. Insbesondere werden das Wärmeerzeugungselement 22 (der Wärmeerzeugungswiderstand) und das Temperatur-Fühlelement 23 an der Fläche der Basis 21 innerhalb des Bereichs des Klemmspaltes N angeordnet. Durch diese Anordnung liegt die Wärmeerzeugungsposition nahe an der Fixierfolie und dem Toner, wodurch folglich der thermische Wirkungsgrad gut ist. Bei diesem Beispiel kann das Material des Wärmeerzeugungswiderstandes 22 ein solches wie Bariumtitanat, das eine PTC-Eigenschaft hat, sein. Wenn die Temperatur des Widerstandes durch die elektrische Erregung in die Nähe der Curie-Temperatur ansteigt, wird in diesem Fall dessen Widerstand schroff größer mit dem Resultat einer verringerten Wärmemengenerzeugung, und deshalb wird die Temperatur auf dem dem Widerstand eigenen Niveau selbstgeregelt. Deswegen wird die Notwendigkeit für das Temperatur-Fühlelement 23 beseitigt.
Wie in Figur 12 gezeigt ist, kann das Wärmeerzeugungselement 22 an der Frontfläche der Basisplatte 21 angebracht werden, während das Temperatur-Fühlelement 23 an der Rückseite der Basisplatte (gegensätzlich zur Ausführungsform der Figur 9) montiert werden kann. Mit dieser Konstruktion kann die ermittelte Temperatur zur Oberflächentemperatur der Heizkörperbasis 21 unterschiedlich sein, und deshalb wird die Beziehung zwischen der Oberflächentemperatur der Heizkörperbasis und der Temperatur der Rückfläche im voraus bestimmt, und aus der ermittelten Rückflächentemperatur wird die Temperatur der Frontfläche vorausgesagt.
Wenn die Höhlung zwischen der Heizkörperbasis und dem Heizkörper-Tragelement vorgesehen ist> kann das Aufzeichnungsmaterial (Transfermaterialbogen) P von der Fläche der Fixierfolie 25 unmittelbar nach dem Beheizungsschritt im Fixierspalt N abgelöst werden, wie in Figur 13 gezeigt ist. In gleichartig ger Weise zu den vorausgehenden Ausführungsformen ist die Tonertemperatur an der Trennposition höher als der Glasübergangspunkt.
Wie aus dem Vorstehenden verständlich wird, wird bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der feste Heizkörper von niedriger Wärmekapazität unmittelbar nach der elektrischen Erregung augenblicklich in der Temperatur erhöht.
Die Wärmekapazität des Heizkörpers wird erläutert werden.
Unter Bezugnahme auf die Figur 14 wird zuerst die Beschreibung hinsichtlich einer weiteren Ausführungsform gegeben. Bei dieser Ausführungsform ist die Höhlung 24c der Ausführungsform von Figur 13 nicht vorgesehen, während die Ausführungsform der Figur 14 in den anderen Beziehungen zur Ausführungsform der Figur 13 gleichartig ist, und deshalb wird aus Gründen der Vereinfachung die detaillierte Beschreibung weggelassen. Die Bezugszeichen Ta und Tb bezeichnen einen unfixierten Toner bzw. einen bei hoher Temperatur geschmolzenen Toner. Die Temperatur des Toners am Trennpunkt ist höher als der Glasübergangspunkt.
Während der von der Fixierfolie 25 getrennte Bogen P weiter zu dem Austragrollenpaar 36 längs der Führung 35 gefördert wird, wird die Temperatur des Toners Tb, der eine Temperatur hat, die höher als der Glasübergangspunkt ist, spontan unter den Glasübergangspunkt abgekühlt, und deshalb wird er verfestigt, woraufhin der Bogen, an dem die Abbildung fixiert worden ist, auf die Schale 12 ausgetragen wird.
Die Figuren 15A und 15B sind eine Draufsicht und eine vergrößerte Schnittdarstellung derjenigen Seite des Heizkörpers 20, die mit der Fixierfolie in Berührung zu bringen ist. Der Heizkörper hat eine Aluminiumoxid-Basisplatte 21 mit einer Dicke von 0,64 mm, einer Breite von 0,5 mm sowie einer Länge von 250 mm und einen an dieser durch Siebdruck aufgebrachten Wärmeerzeugungswiderstand 22. Der Wärmeerzeugungswiderstand 22 hat eine Breite von 3 mm und eine Dicke von 20 Mikron, und er ist mit einer Schutzschicht 21a abgedeckt, die eine Dicke von 10 Mikron hat sowie aus einem hitzebeständigen Glas gefertigt ist. An der Rückseite der Basisplatte 21 ist ein Temperatur- Fühlelement 23, wie ein Thermistor, angebracht. Die Basisplatte 21, die das Wärmeerzeugungselement 22, die Schutzschicht 21a sowie das Temperatur-Fühlelement 23 besitzt, wird sicher durch eine Isolierplatte 24a aus PI od. dgl. an einem starren Tragelement (Träger) 24 befestigt. Die einander entgegengesetzten Enden des Wärmeerzeugungselements 22 sind mit Stromzufuhrelektroden 22a und 22a ausgestattet.
Die Heizkörper-Basisplatte 21 ist aus Aluminiumoxid mit einer Wärmeleitfähigkeit von 25 J/m S K gefertigt. Da sie ein guter Wärmeleiter ist, wird die Temperatur des Wärmeerzeugungselements in rascher Reaktion durch den Thermistor 23 erfaßt. Unter Regelung der Energiezufuhr durch Einsatz des Thermistors 23 kann die Temperatur des Wärmeerzeugungselements 22 während des Fixierprozesses auf der fixierfähigen Temperatur gehalten werden. Wenn ein Heißfixiertoner, der von Canon Kabushiki Kaisha, Japan, verfügbar ist, verwendet wurde, wurde die Temperatur des Wärmeerzeugungselements auf annähernd 180 ºC im Mittel durch die Energiezufuhr von 150 W im Mittel gehalten, und die Tonerabbildung wurde in gutem Zustand heißfixiert.
Die Wärmekapazität des Wärmeerzeugungselements 22 dieser Ausführungsform pro Längeneinheit (1 mm) ist 0,18 x 10&supmin;³ J/Km (3 mm x 0,02 mm x 1 mm x 3,0 x 10&supmin;³ J/m³ K), was sehr klein ist, und deshalb steigt bei einer Erregung mit 300 W die Temperatur rasch an. Die Temperatur erreicht innerhalb von 5 s eine ausreichend fixierfähige Temperatur, wobei das die Zeit ist, die für den Transferbogen P erforderlich ist, von der Bilderzeugungsstation aus die Fixiervorrichtung zu erreichen, wenn bei Beginn der Bilderzeugung das Vorheizen des Heizkörpers ausgelöst wird. Somit macht die Fixiervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform die Wartezeit mit niedrigem Energieverbrauch nicht erforderlich.
Bei der herkömmlichen Fixiervorrichtung des Heizwalzentyps ist die Wartezeit, selbst wenn die Wärmekapazität des Wärmeerzeugungselements herabgesetzt wird, aus den folgenden Gründen länger:
(1) Zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der Heizwalze befindet sich eine Luftschicht, weshalb die Heizwalze durch die Wärmestrahlung vom Heizkörper erwärmt wird und deshalb die Temperatur des Wärmerzeugungselements weit über den Toner-Schmelzpunkt hinaus angehoben werden muß; und
(2) die Wärmekapazität der zu erwärmenden Heizwalze ist groß, so daß Zeit für das Erwärmen benötigt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird die Wärme vom Wärmeerzeugungselement ohne die Luftschicht und lediglich durch die Schutzschicht 21a, die eine Dicke von 10 Mikron hat, sowie die Fixierfolie 25, die eine Dicke von 40 Mikron hat, hindurch übertragen, weshalb:
(a) die Temperatur des Wärmeerzeugungselements nahe dem Toner- Schmelzpunkt sein kann; und
(b) der zu erhitzende Teil lediglich die Schutzschicht 21a sowie die Fixierfolie 25 in dem Klemmspalt sind, die sehr kleine Wärmekapazitäten haben.
Wegen der Merkmale (a) und (b) kann die Wärmekapazität des Wärmeerzeugungselements dieser Ausführungsform sehr klein gemacht werden, und deshalb werden ein rascher Einsatz und ein niedriger Energieverbrauch erreicht.
Auch wird bei dieser Ausführungsform eine endliche Folie verwendet, die nach Gebrauch wieder aufgewickelt und wiederholt benutzt wird, wie in Figur 16 gezeigt ist.
Versuche des Erfinders haben offenbart, daß, um das rasche Inbetriebsetzen und den niedrigen Energieverbrauch zu erreichen, die Wärmekapazität pro Längserstreckungseinheit des Wärmeerzeugungselements vorzugsweise nicht mehr als 2,05 x 10&supmin;³ J/K mm beträgt.
Bei der vorausgehenden Ausführungsform ist die Basisplatte 21 aus Aluminiumoxid, das die gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, gefertigt, um die Temperatur des Wärmeerzeugungselements 22 an der Basisplatte 21 durch das an der Rückseite der Basisplatte 21 angebrachte Temperatur-Fühlelement 23 korrekt zu ermitteln. Jedoch wird durch die Basisplatte 21 mit der guten Wärmeleitfähigkeit ein Teil der durch das Wärmeerzeugungselement 22 hervorgerufenen Wärme freigesetzt, und deswegen werden die Vorteile der Anwendung des Wärmeerzeugungselements 22 von niedriger Wärmekapazität mehr oder weniger verschlechtert.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 17A und 17B wird eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Die Figuren 17A und 17B sind eine Draufsicht und eine vergrößerte Schnittdarstellung der Fixierfolien-Gleitseite des Heizkörpers 20. Um bei dieser Ausführungsform die Abgabe der durch das Wärmeerzeugungselement 22 erzeugten Wärme durch die Basisplatte 21 hindurch zu minimieren und damit die Temperatur-Anstiegsgeschwindigkeit des Wärmeerzeugungselements 22 zu erhöhen, wird das Wärmeerzeugungselement (Wärmeerzeugungswiderstandsschicht) an der Basisplatte (Aluminiumoxid-Basisplatte) 21 durch eine Isolierschicht 21b mit einer Dicke von 500 Mikron montiert. Mit den Bezugszahlen 22d und 22d sind aus Gold gefertigte Elektroden bezeichnet, die sich auf der Fläche des Wärmeerzeugungselements über dessen Länge mit einem Abstand W zwischen diesen erstrecken. Mit der Zunahme der Dicke der Isolierschicht 21b und mit der Abnahme deren Wärmeleitfähigkeit wird der Energieverbrauch vermindert, während die Temperatur-Anstiegs geschwindigkeit erhöht wird. Jedoch wird die Temperatur-Ermittlungsgenauigkeit für das Wärmeerzeugungselement durch das Temperatur-Fühlelement 23 verschlechtert. Deshalb sollen dessen Dicke und dessen Material unter Berücksichtigung der Eigenschaft des verwendeten Toners (z.B. dem Temperaturbereich von der Hochtemperatur-Verschiebungstemperatur und der Niedertemperatur-Verschiebungstemperatur) gewählt werden.
Beispielsweise hat der von Canon Kabushiki Kaisha, Japan, verfügbare Heißfixiertoner einen weiten Bereich zwischen der Hochtemperatur-Verschiebungstemperatur und der Niedertemperatur-Verschiebungstemperatur, und deshalb ist der Fixiervorgang ohne Problem möglich, selbst wenn die Grundplatte 24a lediglich aus Glas gefertigt wird, das eine Dicke von 1 mm wie bei dem in den Figuren 18A und 18B gezeigten Heizkörper 20 hat. In diesem Fall wurde die fixierfähige Temperatur in lediglich annähernd 3 s erreicht, wenn die Energiezufuhr nicht größer als 200 W ist.
Bei dem Beispiel der Figuren 19A und 19B enthält der Heizkörper 20 die Grundplatte 24a, welche aus PI-Harz (Polyimid), das ein Wärmeisolator ist, gefertigt ist, und einen Chromnickeldraht 22 mit einem Durchmesser von 0,1 mm, der an der isolierenden Grundplatte 24a befestigt ist. Die Wärmekapazität pro Längeneinheit des Wärmeerzeugungselements ist 8,2 x 10&supmin;&sup5; J/Kmm (0,1 mm x 0,1 mm x 2 x 4,1 x 10&supmin;³ J/Km). Mit diesem Heizkörper 20 ist bei niedrigem Energieverbrauch der rasche Start möglich. Das Temperatur-Fühlelement 23 ist in die Dicke der Grundplatte 24a eingesetzt. Mit der Bezugszahl 22e ist ein Stromleiter in Gestalt einer Feder bezeichnet, um die Wärmeexpansion und -kontraktion des Chromnickeldrahtes 22 aufzunehmen. Der Durchmesser des Chromnickeldrahtes 22 ist nahe den Endabschnitten, die für die Bildfixierung nicht verwendet werden, größer, um die Wärmeerzeugungsmenge herabzusetzen.
Wenn der Widerstandsdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm, d.h. das Wärmeerzeugungselement, dessen Wärmekapazität pro Längeneinheit annähernd 2,0 x 10&supmin;³ J/Kmm (0,5 m x 0,5 m x 2 x 4,1 x 10&supmin;³ J/Kmm³) ist, verwendet wurde, kann nach den Versuchen des Erfinders die fixierfähige Temperatur in etwa 7 s bei einer Erregung mit 300 W Leistung erreicht werden, und deshalb ist ein rascher Betriebsbeginn möglich.
Die Beschreibung wurde bezüglich der Wärmekapazität des Wärmeerzeugungselements 22 gegeben, die Wärmekapazität des Heizkörpers wird hinsichtlich des raschen Einsatzes und der Verminderung des Energieverbrauchs erläutert. Hier ist mit Heizkörper derjenige Teil gemeint, der mit dem Wärmeerzeugungselement einstückig ausgebildet ist und in der Temperatur auf ein Niveau angehoben wird, das im wesentlichen gleich demjenigen des Wärmeerzeugungselements bei Erregung ist. Der Heizkörper enthält das Wärmeerzeugungselement und denjenigen Teil der Wärmeerzeugungselementseite von der Isolierschicht aus. Die Wärmedämmschicht ist wirksam, um die Wärme des Heizkörpers zu übertragen und wird als eine Schicht bestimmt, die eine Dicke von nicht weniger als 100 Mikron, gefertigt aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 5 J/m S K, hat.
Hinsichtlich der Konstruktion der Fixiervorrichtung bei dieser Beschreibung wird diejenige, die in Figur 14 gezeigt ist, genommen. Die Beschreibung wird dann bezüglich des Heizkörpers 20 gegeben. Der Heizkörper 20 hat den in Figur 15 gezeigten Aufbau. Der Heizkörper 20 umfaßt eine Aluminiumoxid-Basisplatte 21 mit einer Dicke von 1,0 mm, einer Breite von 16,0 mm sowie einer Länge von 250 mm und ein Wärmeerzeugungswiderstandselement aus Silber-Palladium (Wärmeerzeugungselement 22), das durch Siebdruck an der Basisplatte 21 in einer Breite von 2 mm und einer Dicke von 20 Mikron aufgebracht ist. Am Wärmeerzeugungselement 22 ist eine aus hitzebeständigem Glas gefertigte und eine Dicke von 10 Mikron besitzende Schutzschicht 21a aufgebracht. Sie sind einstückig ausgebildet. An der Rückseite der Basisplatte 21 ist ein Temperatur- Fühlelement 23, z.B. ein Thermistor, befestigt. Die Basisplatte 21 mit dem Wärmeerzeugungselement 22, der Schutzschicht 21a sowie dem Temperatur-Fühlelement 23 wird an einem starren Tragelement 24 durch eine Isolierplatte 24a festgehalten, die aus PI (Polyimid) od. dgl. gefertigt ist. Das Wärmeerzeugungselement 22 ist an seinen einander entgegengesetzten Enden mit Stromzufuhrelektroden 22a und 22a versehen.
Während des Fixiervorgangs wird die Temperatur des Heizkörpers durch den Thermistor 23, der als das Temperatur-Fühlelement arbeitet, erfaßt, und in Abhängigkeit von der erfaßten Temperatur wird das Wärmeerzeugungselement 22 durch die Stromzufuhr über die Elektroden 22a und 22a erregt, um die Temperatur des Heizkörpers auf der optimalen Fixiertemperatur zu halten. Wenn ein Heißfixiertoner, der von Canon Kabushiki Kaisha, Japan, verfügbar ist, verwendet und die Temperatur des Heizkörpers auf 180 ºC gehalten wurde, wird die Wärme in ausreichender Weise auf die Tonerabbildung durch die Fixierfolie 25, die eine Gesamtdicke von 35 Mikron hat, hindurch im Bereich des Fixierspalts N übertragen, so daß die Abbildung in gutem Zustand heißfixiert wurde.
Die Isolierschicht 24a ist aus Kunstharz, wie PI, mit der Wärmeleitfähigkeit von 0,2 J/m S K und mit einer Dicke von 3 mm gefertigt. Sie dient dazu, die Abgabe der Wärme vom Heizkörper zum Tragelement 24 zu verhindern. In dem Heizkörper 20 dieser Ausführungsform ist die Wärmekapazität des durch die vom Wärmeerzeugungselement erzeugte Wärme zu beheizenden Heizkörpers pro Längeneinheit annähernd 7,1 10&supmin;² J/Kmm (Aluminiumoxid-Basisplatte 21 = 1 mm x 16 mm x 1 mm x 4,4 x 10&supmin;³ J/K mm³; Wärmeerzeugungswiderstand 22 = 0,02 mm x 2 mm x 1 mm x 4,5 x 10&supmin;³ J/K mm³; und Schutzschicht 21a = 0,01 mm x 16 mm x 1 mm x 2,0 x 10&supmin;³ J/K mm³), was sehr klein ist. Deshalb wird die Temperatur rasch auf 180 ºC mit niedriger elektrischer Leistung aufgeheizt. Dadurch wird bei niedrigem Energieverbrauch der rasche Start bewerkstelligt.
Die Versuche des Erfinders mit der Fixiervorrichtung, die den oben beschriebenen Aufbau hat und in ein Bilderzeugungsgerät eingegliedert ist, haben gezeigt, daß bei Einsetzen der Erregung der Fixiervorrichtung mit einer elektrischen Leistung von 300 W die Temperatur des Heizkörpers sich innerhalb von 5 s auf 180 ºC erhöht hat. Das verwendete Bilderzeugungsgerät benötigt mehr als 5 s vom Beginn der Zufuhr des Transfermaterialbogens bis zur Einführung in die Fixiervorrichtung 11, und deshalb kann der Bilderzeugungsvorgang ohne das Auslösen einer Vorwärmung von der Betätigung des Startschalters aus begonnen werden.
In einer herkömmlichen Fixiervorrichtung des Heizwalzentyps haben der wärmeerzeugende Heizkörper und die Heizwalze große Wärmekapazitäten, und deshalb ist es schwierig, die fixierfähige Temperatur innerhalb von 10 min zu erreichen, so daß der Benutzer des Bilderzeugungsgeräts warten muß, bis die fixierfähige Temperatur erreicht ist.
In dem Heizkörper 20 dieser Ausführungsform wird die PI- Isolierplatte für die Isolierschicht 24a verwendet. Durch Anwenden der Ausgestaltung der Wärmedämmschicht 24a aus PI, wie in Figur 20 gezeigt ist, wonach die Berührungsfläche mit der Basisplatte 21 gewellt ist, um eine Luftschicht 24b in der Zwischenfläche mit der Basisplatte 21 zu schaffen, wird jedoch der Wärmedämmungseffekt der Luft ausgenutzt. Hierdurch wird die Temperatur-Anstiegsgeschwindigkeit weiter gesteigert. Selbst wenn der Heizkörper mit der Aluminiumoxid- Basisplatte 21 einer Breite von 16 mm und einer Dicke von 3 mm (die Wärmekapazität pro 1 mm Länge ist 2,18 x 10&supmin;¹ J/K mm, und die Länge ist 230 mm sowie das Gesamtgewicht ist 43 g) verwendet wird, ist bei dieser Konstruktion die rasche Inbetriebnahme erreicht worden.
Vorzugsweise ist jedoch die Wärmekapazität des Heizkörpers kleiner. Beispielsweise wird ein Wärmeerzeugungswiderstand 22 auf eine Aluminiumoxid-Basisplatte 21 mit einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 1 mm im Siebdruck aufgebracht.
Bei dieser Ausführungsform ist die Oberfläche des Wärmeerzeugungswiderstandes 22 mit einer Schutzschicht 21a, die aus einem hitzebeständigen Glas besteht, bedeckt. Wenn derjenige Teil der Fixierfolie 25, der mit dem Heizkörper 20 in Berührung ist, aus elektrisch nicht leitfähigem Material gefertigt wird, kann jedoch die Schutzschicht weggelassen werden.
Wie in Figur 21 gezeigt ist, ist die Wärmeerzeugungswiderstandsschicht 22 sandwichartig zwischen Aluminiumoxidplatten 21 und 21b, die eine gute Wärmeleitfähigkeit haben, eingesetzt. Auch wenn diese Konstruktion zur Anwendung kommt, ist die rasche Inbetriebnahme möglich, falls die Wärmekapazität pro Längeneinheit des Heizkörpers nicht mehr als 2,2 x 10&supmin;¹ J/K mm³ beträgt.
Wie in Figur 22 gezeigt ist, ist das Wärmeerzeugungselement 22 auf einer Seite der Heizkörper-Basisplatte 21 ausgebildet, die zu dessen mit der Fixierfolie in Berührung stehender Seite entgegengesetzt ist, und ein Temperatur-Fühlelement 23 ist an der die Fixierfolie berührenden Seite ausgebildet. Hierdurch kann die Temperatur im Heizkörper und in der Nachbarschaft der Fixierfolie ermittelt werden, und deshalb ist die Temperaturregelung besser.
Wie die Figur 23 zeigt, sind sowohl das Wärmeerzeugungselement 22 als auch das Temperatur-Fühlelement 23 an der Frontseite der Basisplatte 21 (an der die Fixierfolie berührenden Seite) ausgebildet.
Wie in den Figuren 24A und 24B gezeigt ist, kann das Wärmeerzeugungselement 22 aus einem aus Chromnickel od. dgl. gefertigten Widerstandsdraht hergestellt sein, und es wird mit einer Aluminiumoxidplatte 22c umschlossen, um eine größere Heizbreite W zu erlangen. Die Figur 24A ist eine Draufsicht auf die Seite des Heizkörpers 20, die die Fixierfolie berührt, und die Figur 24B ist eine vergrößerte Querschnittsdarstel lung.
Es wird eine noch weitere Ausführungsform beschrieben. Da die Konstruktion des Heizkörpers derjenigen ähnlich ist, die in Figur 18 gezeigt ist, wird die Zeichnung der Einfachheit halber weggelassen. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Heizkörper eine Isolierschicht 24a mit einer Dicke von 0,5 mm sowie einer Breite von 16 mm, die aus hitzebeständigem Glas gefertigt ist, ein Wärmeerzeugungselement 22 (Wärmeerzeugungswiderstandsschicht) mit einer Dicke von 5 Mikron, das aus TaSiO&sub2; gefertigt ist und das durch Aufsprühen auf die Oberfläche der Isolierschicht gebildet ist, ein Paar von aus Gold hergestellten Elektroden 22d sowie 22d mit einer Dicke von 2 Mikron, die sich parallel über die Länge des Wärmeerzeugungselements 22 mit einem Abstand W zwischen diesen erstrecken sowie an der Fläche der Widerstandsschicht für eine Energiezufuhr ausgebildet sind, und eine Schutzschicht 21a an diesen mit einer Dicke von 5 Mikron, die aus Ta&sub2;O&sub3; hergestellt ist. Bei dieser Konstruktion ist die wärmeerzeugende Widerstandsschicht 22 an der Isolierschicht 24a ausgestaltet und deshalb wird der Heizkörper durch die wärmeerzeugende Widerstandsschicht 22, die Gold-Elektroden 22d sowie 22d und die Schutzschicht 21a gebildet. Die Wärmekapazität pro Längeneinheit ist annähernd 8,7 x 10&supmin;&sup4; J/K mm (Wärmewiderstandsschicht 22 = 0,005 mm x 16 mm x 1 mm x 4,5 x 10&supmin;³ J/K mm³ ; Gold-Elektroden 22a = 0,002 mm x 7 mm x 1 mm x 2 x 2,5 x 10&supmin;³ J/K mm³ ; und Schutzschicht 21a = 0,005 mm x 16 mm x 1 x 4,4 x 10&supmin;³ J/K mm³), was sehr klein ist. Deshalb wird bei Erregung die Temperatur des Heizkörpers mit weiter erniedrigtem Energieverbrauch rasch erhöht. Die Versuche unter Verwendung desselben Toners wie bei der vorherigen Ausführungsform haben gezeigt, daß die Temperatur des Heizkörpers die fixierfähige Temperatur innerhalb von 3 s erreicht hat, wenn bei dieser Ausführungsform mit einer Energiezufuhr von 200 W gearbeitet wird.
Bei dieser Ausführungsform hat der Heizkörper im Vergleich mit der vorherigen Ausführungsform eine Wärmekapazität von 1/100. Jedoch ist der Energieverbrauch nicht 1/100. Die Gründe sind, daß der größte Teil der erzeugten Wärme zum Fixieren der unfixierten Tonerabbildung verwendet wird und daß das in der lsolierschicht 24a zur Anwendung gelangte Glas eine im Vergleich mit dem PPS-Harz geringfügig schlechtere Wärmedämmungseigenschaft hat.
Jedoch wird bei dieser Ausführungsform die geringfügig schlechtere Wärmedämmungseigenschaft des Glases ausgenutzt, indem die Temperatur des Heizkörpers auf der Grundlage der durch den Thermistor 23 (Temperatur-Fühlelement), der mit der Rückseite des Isolators 24a in Berührung ist, ermittelten Temperatur vorhergesagt und die elektrische Leistung dem Wärmeerzeugungselement so zugeführt wird, daß die Temperatur des Heizkörpers auf dem fixierfähigen Temperaturniveau gehalten wird.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Temperatur des Heizkörpers 180 ºC beträgt, ist die Temperatur der Rückseite des Wärmeisolators 24a annähernd 100 ºC. Der Temperaturunterschied ΔT zwischen dem Heizkörper und der Rückseite des Wärmeisolators wird um annähernd 5 ºC während jeweils 1 min von kontinuierlichen Erregungen vermindert. Eine Tafel, die eine Beziehung zwischen der Temperatur des Heizkörpers, der Temperatur der Rückseite des Isolators und der Erregungszeit wiedergibt, wird in einem ROM gespeichert, und die Erregung des Heizkörpers, um ihn auf der Fixiertemperatur zu halten, wird unter Verwendung eines den ROM einschließenden Mikrocomputers geregelt.
In Abhängigkeit von den einzelnen Tonern muß die Temperatur genau ermittelt werden, und die Temperatur des Heizkörpers wird exakt geregelt. Wenn das der Fall ist, kann die Temperatur durch die genauen Temperatur-Fühleinrichtungen, die in den Figuren 25A, 25B und 25C gezeigt sind, ermittelt werden.
In Figur 25A ist das Temperatur-Fühlelement 23 in die Dicke des Isolators 24a eingesetzt, wodurch es näher zum Wärmeerzeugungselement gebracht wird. In Figur 25B ist das Element 23 an der Schutzschicht 21a in einer Position gehalten, in welcher die Wärme nicht vorbeigeht. In Figur 25C wird ein Material, das einen unterschiedlichen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur (PTC-Eigenschaft) zeigt, an den Endabschnitten in gleichartiger Weise zu den Gold-Elektroden aufgedampft, wodurch die Widerstandsänderung ermittelt wird.
Bei dieser Ausführungsform ist das Wärmeerzeugungselement unmittelbar an der Wärmedämmschicht 24a ausgebildet, wodurch das Wärmeerzeugungselement sehr klein gemacht wird. Wie in den Figuren 19A und 19B gezeigt ist, kann die Konstruktion so sein, daß das Wärmeerzeugungselement die Gesamtheit des Heizkörpers ist. Das bedeutet, daß das aus einem Chromnickeldraht bestehende Wärmeerzeugungselement 22 fest an den in Längsrichtung entgegengesetzten Enden eines Heizkörper-Tragelements, das einen Heizkörperträger 24 aus Metall sowie eine an diesen geklebte, aus PI-Harz gefertigte wärmeisolierende Platte 24a umfaßt, angebracht ist. Ein elektrischer Leiter 22e in Form einer Feder wirkt dahingehend, die auf der Temperaturänderung beruhende Wärmeexpansion und -kontraktion des Chromnickeldrahtes 22 aufzunehmen. Die Größe des Chromnickeldrahtes ist an den Randbereichen, wo der Fixiervorgang nicht ausgeführt wird, größer, um dort den Widerstand zu erhöhen, wodurch die Wärmeerzeugungsmenge vermindert wird.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 26A - 26D werden weitere Ausführungsformen des Heizkörpers beschrieben.
In Figur 26A ist als ein Wärmeerzeugungselement 22 eine Ag-Pd-(Silber-Palladium-)Widerstandsschicht mit einer Dicke von 10 Mikron und einer Breite von 1 - 3 mm auf die Fläche einer Aluminiumoxid-Basisplatte 21 gedruckt, und als eine Oberflächenschutzschicht ist ein hitzebeständiges Glas 21a mit einer Dicke von nicht mehr als 10 Mikron aufgebracht. Sie sind an einem starren Tragelement (Heizkörper-Tragelement) 24 gehalten, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat (isolierendes Material).
In Figur 26B ist als das Wärmeerzeugungselement 22 eine wärmeerzeugende Widerstandsschicht aus TaSiO&sub2; mit einer Dicke von 0,1 Mikron auf eine Fläche einer Glas-Basisplatte 21 aufgedampft, es werden elektrische Stromzufuhrelektroden 22 als eine Struktur aufgedampft, und zusätzlich wird als eine Oberflächen-Schutzschicht 21a Ta&sub2;O&sub5; in einer Dicke von annähernd 5 Mikron aufgedampft, und diese werden an einem Tragelement angebracht.
In Figur 26C ist als das Wärmeerzeugungselement ein wärmeerzeugender Chromnickeldraht an einer Aluminiumoxid- oder hitzebeständigen Glas-Basisplatte 21 gespannt oder wenigstens ist ein Teil des Drahtes eingebettet. Diese sind am Tragelement 24 montiert.
In Figur 26D ist das Wärmeerzeugungselement 22 aus einem wärmeerzeugenden Blockbauteil aus Keramikmaterial od. dgl. gefertigt und, so wie es ist, am Tragelement 24 montiert.
Das Heizteil des Heizkörpers 20, d.h. das Teil, das in der Hauptsache aus der Heizkörper-Basisplatte 21, dem Wärmeerzeugungselement 22 und dem Temperatur-Fühlelement 23 besteht, hat vorzugsweise vom Standpunkt der Nutzleistung des Energieverbrauchs eine niedrige Wärmekapazität. Jedoch kann mit Blick auf die durch die Druckwalze 28 erzeugte Druckkraft die mechanische Festigkeit unzureichend sein. Wenn das der Fall ist, wird ein Tragelement 24 am Heizkörperteil als das verstärkende Element angebracht, um die gesamte mechanische Festigkeit des Heizkörpers 20 zu gewährleisten.
Zusätzlich zu dem Verstärkungseffekt kann das Tragelement die folgenden Vorteile bieten:
(1) Indem das Tragelement 24 aus PPS, Bakelit oder Keramikmaterial, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben, gefertigt wird, kann es als der in Verbindung mit der vorherigen Ausführungsform beschriebene Wärmeisolator wirken, wodurch die Wärmezufuhr zur Fixierfolie begünstigt wird und die Wärmeableitung zu anderen Teilen als das Heizteil sowie der resultierende Temperaturanstieg verhindert werden können.
(2) Wenn die Lagegenauigkeit zwischen dem Fixierspalt N sowie dem Wärmeerzeugungselement gefordert ist, ist es notwendig, die Mitte des Druckgliedes und die Mitte des Wärmeerzeugungselements genau auszurichten. Es kann schwierig sein, diese auszurichten, wenn die Wärmekapazität des Heizkörpers klein ist. Wenn das der Fall ist, kann das Tragelement 24 mit einem Maßbezug (z.B. einem Stift) versehen werden, welcher wirksam ist, um die Lagegenauigkeit zu erhöhen.
(3) Wie in Figur 27 gezeigt ist, kann das Tragelement 24 auch als ein Führungselement für die Fixierfolie dienen. Im Vergleich mit der Heizkörper-Basisplatte 21 kann die Ecke 24a ohne Schwierigkeiten mit einer glatten Fläche gerundet werden. Wenn es als das Führungselement für die Gleitbewegung der Fixierfolie verwendet wird, kann der Abrieb der Fixierfolie verhindert oder vermindert werden.
Der Ablenkwinkel θ (O < θ < 180º) des Bogens P von der Fläche der Fixierfolie 25 nach dem Fixieren kann willkürlich gewählt werden. Bei den Versuchen des Erfinders, wobei eine kompakte schwarze Tonerabbildung an der vorlaufenden Kante eines dünnen Bogens (46 g/m²) mit einer Richtung der Papierfasern rechtwinklig zur Bogentranspartrichtung ausgebildet ist und das dünne Papier dem Fixiervorgang unterworfen wird, ist der Bogen P an einem Festkleben an der Fixierfolie 25 gehindert worden, wenn der Ablenkwinkel nicht geringer als 30º ist, was bedeutet, daß die Trennklinke nicht erforderlich war. Die Tendenz zu einem Aufwärtsrollen, die die herkömmliche Heizwalze in Abhängigkeit von ihrem Krümmungsradius hat, ist verhindert worden, indem das Heizteil (Fixierspalt N) eben gemacht und der Trennwinkel θ der Fixierfolie vergrößert wird.
Unter Bezugnahme auf die Figur 28 wird eine weitere Ausführungsform beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist eine endlose Fixierfolie 25 um eine linke Antriebsrolle 26, eine rechte Mitlaufrolle 27 und eine in einer unteren Position zwischen den Rollen 26 sowie 27 befestigte Heizvorrichtung 20 gezogen, wobei die Rollen 26 sowie 27 und der Heizkörper 20 parallel zueinander verlaufen.
Die Mitlaufrolle 27 wirkt als eine Spannrolle für das endlose Band. Wenn die Antriebsrolle 26 im Uhrzeigersinn dreht, läuft die Fixierfolie 25 mit einer vorbestimmten Umlaufgeschwindigkeit, d.h. mit derselben Geschwindigkeit wie das von der Bilderzeugungsstation 8 zugeführte sowie eine unfixierte Tonerabbildung Ta daran tragende Transferpapier P, in der Uhrzeigerrichtung ohne Knitter, schlängelnde Bewegung und Verzögerung um.
Die Heizvorrichtung 50 umfaßt bei dieser Ausführungsform ein drehbares Aluminiumrohr 51 mit einer Dicke von 1,0 mm, einem Außendurchmesser von 25 mm sowie einer Länge von 240 mm und eine Halogen-Heizvorrichtung 52 (Wärmeerzeugungselement), die im Zentrum des Aluminiumrohrs angeordnet ist. Die Heizvorrichtung ist bei dieser Ausführungsform insofern eine Heizwalze. Mit der Oberfläche der Heizwalze 50 der Heizvorrichtung ist ein Temperatur-Fühlelement 53, wie ein Thermistor, in Berührung. Die Energiezufuhr zur Halogen-Heizvorrichtung 52 wird so geregelt, daß die vom Element 53 erfaßte Temperatur auf einem vorbe-stimmten Niveau gehalten wird.
Eine Druckwalze 28 hat eine gummielastische Schicht aus RTV- Silikonöl oder-Silikongummi, die ein gutes Trennvermögen hat. Sie wird durch das Untertrum der endlosen Fixierfolie 25 mittels einer (nicht dargestellten) Druckeinrichtung mit einem Gesamtdruck von 4 - 7 kg/A4-Breite an die Heizvorrichtung gedrückt. Sie wird im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um sich in derselben Umfangsrichtung wie der Transferbogen P zu bewegen.
Die endlose Fixierfolie 25 ist beispielsweise aus Polyimid, Polyätherimid, Polyparabansäure, Polyphenyl sulfid (hitzebeständiges Kunstharz) gefertigt und hat eine Dicke von 20 Mikron sowie einen Außendurchmesser von 70 mm. Ihre Außenfläche ist mit einer Trennschicht beschichtet, die eine Dicke von 5 Mikron hat und aus Fluorharz, wie PTFE (Polytetrafluoräthylen) oder PFA (Perfluoralkoxyharz) unter Zugabe eines leitfähigen Materials, wie z.B. Graphit, gebildet ist. Sie ist eine hitzebeständige dünne Folie mit einer Gesamtdicke von 25 Mikron. Die Fixierfolie 25 hat eine Dicke, die geringer als 40 Mikron ist, und deren Wärmekapazität pro 1 cm² ist geringer als 1,5 x 10&supmin;² J/K.
Im Ansprechen auf ein Bilderzeugungssignal wird ein Bilderzeugungsvorgang durchgeführt, und ein Transferbogen P, der an seiner oberen Fläche eine unfixierte Tonerabbildung Ta trägt, wird von der Transferstation 8 in die Fixiervorrichtung 11 eingeführt. Insbesondere wird er längs der Führung 29 geleitet und in den Spalt N (Fixierspalt), der zwischen dem Heizkörper 20 und der Druckwalze 28 gebildet ist, genauer zwischen die Fixierfolie 25 und die Druckwalze 28 eingebracht. Die Tonerabbildung wird zusammen mit der Fixierfolie 25, die sich mit derselben Geschwindigkeit wie der Bogen P bewegt, durch den Fixierspalt N hindurch geführt, während sie in enger Berührung mit der unteren Fläche der Fixierfolie 25 ist, und zwar ohne eine Oberflächenabweichung oder eine Erzeugung von Falten.
Während des Durchlaufs durch den Fixierspalt N empfängt die die Tonerabbildung tragende Fläche des Bogens P die Wärme vom Wärmeerzeugungselement 22 durch die Fixierfolie 25 hindurch, und die Tonerabbildung wird mit der hohen Temperatur geschmolzen sowie am Bogen P als der geschmolzene Toner Tb schmelzverklebt.
Die Fixierfolie 25 hat eine dünne Gesamtstärke (25 Mikron) und die Wärmekapazität pro 1 cm² ist niedrig (niedriger als 1,5 x 10&supmin;² J/K), weshalb die Wärme vom Heizkörper 20 effizient auf den Bogen P im Fixierspalt N übertragen wird. Als Ergebnis dessen kann die Wartezeit für die Fixiervorrichtung vermindert und kann an Energieverbrauch gespart werden, wie oben im Absatz (a) beschrieben wurde.
Wie in Figur 29 gezeigt ist, werden bei dieser Ausführungsform der Bogen P und die Fixierfolie 25 an einem Punkt nach dem Fixierspalt N getrennt. Zum Zeitpunkt der Trennung ist die Temperatur des Toners Tb noch höher als der Glasübergangspunkt des Toners. Bei dieser Ausführungsform wird eine Folienführung 40 unter Druck mit der Rückseite der Folie an einer der Auslaßseite des Fixierspalts N benachbarten Stelle im Bereich des Untertrums der Fixierfolie 25 zwischen dem Heizkörper 50 und der Fixierfolien-Antriebsrolle 26 in Berührung gebracht. Durch die Folienführung 40 wird die durch den Fixierspalt gelaufene Fixierfolie zur Antriebsrolle 26 hin unter einem großen Ablenkwinkel § abgelenkt, so daß die Folie 25 scharf von der Fläche des Bogens P weggeführt wird. Hierdurch wird die Trennung zwischen dem Bogen P und der Fixierfolie 25 noch besser gewährleistet. Da die Dicke der Folie 25 gering ist, kann der Ablenkwinkel θ der Folienführung 40 groß gemacht werden, und deshalb wird der Bogen P an einem Ankleben an der Fläche der Fixierfolie 25 gehindert.
Bei der Ausführungsform der Figur 29 ist im Vergleich mit der Ausführungsform der Figur 28 die Tonertemperatur am Trennpunkt niedriger. Deshalb kann der Toner auf eine höhere Temperatur aufgeheizt werden, und zusätzlich kann die Koagulationskraft des Toners bei der Trennung gesteigert werden. Die Temperatur des Toners an der Trennposition ist immer noch höher als der Glasübergangspunkt bei der Ausführungsform von Figur 29.
In den Figuren 30 und 31 ist der Heizkörper 20 ein fester linearer Heizkörper von niedriger Wärmekapazität. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der Heizkörper in der Querrichtung der Fixierfolie (in einer zur Förderrichtung der Fixierfolie 25 rechtwinkligen Richtung). Er umfaßt eine Aluminiumoxid-Basisplatte 21 mit einer Dicke von 1 mm, einer Breite von 10 mm sowie einer Länge von 240 mm, eine lineare wärmeerzeugende Widerstandsschicht 22 an deren Fläche (der Fläche, die die Fixierfolie 25 berührt), wobei die Widerstandsschicht 22 aus Ag-Pd od. dgl. gefertigt ist, und eine Schutzschicht 21a an dieser mit einer Dicke von annähernd 10 Mikron. Die Schutzschicht ist aus hitzebeständigem Glas hergestellt und hat eine glatte Fläche. An der Rückseite des Heizkörpers 20 ist ein Temperatur-Fühlelement 23, wie ein Thermistor, angebracht. Auf der Grundlage der vom Temperatur- Fühlelement 23 erfaßten Temperatur wird die Energiezufuhr zur linearen wärmeerzeugenden Widerstandsschicht 22 geregelt. Der Heizkörper 20 wird von einem starren, isolierenden Stützelement 20a getragen, das aus hitzebeständigem Harz, wie Polyphenylsulfid, Polyamidimid oder Polyimid, gefertigt ist. Sie werden an der Fixiervorrichtung durch eine (nicht dargestellte) Metalltragplatte befestigt.
Die Figuren 32 und 33 zeigen weitere Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen sind für einen Fachmann in der einschlägigen Technik unter Bezugnahme auf diese Figuren ohne besondere Beschreibung auch ohne Erklärung verständlich, wenn die vorausgehenden Erläuterungen in Betracht gezogen werden. Deshalb werden detaillierte Beschreibungen der Einfachheit halber weggelassen.
Die Beschreibung wird ferner bezüglich der bei dieser Ausführungsform verwendeten Fixierfolie 25 gegeben.
Die Figur 34 zeigt den Schnitt der Schichtenstruktur der Fixierfolie 25. Eine hitzebeständige Schicht 25a ist eine Basislage (Basisschicht) der Fixierfolie 25, und sie hat eine gute mechanische Festigkeit. Die untere Fläche dieser Schicht ist mit dem Heizkörper 20 in Berührung. Eine Ablöseschicht 25b ist auf die äußere Fläche der wärmebeständigen Schicht (die mit der Tonerabbildung in Berührung zu bringende Schicht) laminiert.
Die wärmebeständige Schicht 25a hat eine Dicke von 18 Mikron und ist aus Polyimid gefertigt. Andere verwendbare Materialien sind hoch wärmebeständiges Kunstharz, wie Polyäther-Atherketon (PEEK), Polyäthersulfon (PES), Polyätherimid (PEI), Polyparabansäure (PPA), oder Metall, wie Ni, SUS, Al (die in der mechanischen Festigkeit und der Hitzebeständigkeit gut sind). Die wärmebeständige Schicht 25a ist ein nahtloser Zylinder, der unter Einsatz einer zylindrischen Form durch ein Gießverfahren erzeugt ist, wobei bei dieser Ausführungsform Polyimid verwendet wird. Das Verfahren zur Erzeugung des nahtlosen Zylinders ist hierauf nicht beschränkt. Beispielsweise wird eine Polyimid-Folienbahn verklebt, um die zylindrische Gestalt zu erzeugen, und dann wird der verklebte Teil abgeschliffen. Im Fall des thermoplastischen Harzes, wie PES, kann der nahtlose Zylinder durch ein Implantationsverfahren erzeugt werden. Wenn Metall, wie Ni, verwendet wird, kann der nahtlose Zylinder durch ein Galvanoformverfahren hergestellt werden.
Die Trennschicht 25b wird aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) mit einer Dicke von 7 Mikron gefertigt. Andere verwendbare Materialien sind Fluorharz, wie PFA oder FEP, oder Silikonharz, wie RTV-Silikongummi, mit einem guten Trennvermögen mit Bezug auf den Toner.
Das Verfahren zur Laminierung der Trennschicht 25b an die wärmebeständige Schicht 25a wird beschrieben. Eine Dispersionsflüssigkeit, die PTFE-Partikel enthält, wird durch ein Sprühverfahren gleichförmig auf die wärmebeständige Schicht 25a aufgebracht und getrocknet sowie gesintert. Während des Sinterns wird die aus PTFE gefertigte Trennschicht 25b thermisch kontrahiert, und deshalb besteht eine Neigung, daß die Fixierfolie 25 verformt wird. Um dieses Problem zu vermeiden, ist die Dicke der wärmebeständigen Schicht 25a größer als die Dicke der Trennschicht 25b. Das Verfahren zur Ausbildung der Trennschicht 25b ist nicht auf das oben beschriebene begrenzt. Beispielsweise kann die PTFE-Harzpartikel enthaltende Dispersionsflüssigkeit durch ein Tauchverfahren, ein Walzenauftragverfahren oder ein elektrostatisches Farbauftragverfahren aufgebracht werden. Anstelle einer Verwendung der die PTFE-Partikel enthaltenden Dispersionsflüssigkeit kann die Trennschicht 25b durch ein CVD-Verfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet werden. Alternativ kann eine Trennschichtlage als ein Laminat mit der Oberfläche der wärmebeständigen Schicht 25a haftverbunden werden. In diesem Fall kann die Trennschicht 25b in der Gestalt eines nahtlosen Zylinders an der Außenfläche der wärmebeständigen Schicht 25a in der Form eines nahtlosen Zylinders abdeckend aufgebracht werden, und sie wird unter Wärme verbunden. Ferner wird alternativ die Außenfläche der wärmebeständigen Schicht 25a in der Gestalt eines nahtlosen Zylinders mit der Trennschicht 25b in der Gestalt einer Folie bedeckt und unter Wärme verbunden. Im letztgenannten Fall kann die Verbindungsnaht der Trennschicht 25b im wesentlichen in nahtloser Form gefertigt werden, indem ein thermoplastisches Material mit niedriger Viskosität, wenn es geschmolzen wird, verwendet wird. Ferner werden alternativ eine Folie einer wärmebeständigen Schicht 25a und eine Folie einer Trennschicht 25b zuerst als Laminat verbunden und anschließend zu einem Zylinder verklebt, worauf der verbindende Teil zu einem nahtlosen Zylinder bearbeitet wird.
Die Dicke der Fixierfolie 25 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise dünn, um die Wärmeübertragung vom Heizkörper nicht zu behindern, und sie ist bevorzugterweise nicht größer als 100 Mikron und in mehr bevorzugter Weise nicht mehr als 40 Mikron. Wenn sie jedoch zu dünn ist, wird es schwierig, die Fixierfolie ohne die Erzeugung von Falten anzutreiben, und deshalb ist die Dicke der wärmebeständigen Schicht nicht geringer als 6 Mikron, mehr bevorzugterweise nicht geringer als 12,5 Mikron.
Bei der Fixierfolie 25 dieser Ausführungsform ist die sog. Bleistifthärte der Trennschicht ((JIS K5400) (500 g)) 4b - 9h, die bevorzugte ist Hb - 9h bei Normaltemperatur. Bei 200 ºC ist sie vorzugsweise 5b - 9h und mehr bevorzugterweise 2b - 9h. Um eine ausreichende Haftfestigkeit zu erzeugen, um die obige Bleistifthärte zu erfüllen, wird die Oberfläche der wärmebeständigen Schicht zu einer rauhen Fläche durch ein Agens oder Korona-Entladung behandelt. Beispiele und Vergleichsbeispiele der Fixierfolie werden beschrieben.

Vergleichsbeispiel 1a

Die lediglich aus Polyimid gefertigte Fixierfolie wurde verwendet. Die Oberflächenenergie von Polyimid ist groß, und deshalb wurde eine geringe Tonermenge gegenüber der Fixierfolie verschoben. Da das Aufzeichnungsmaterial und die Folie getrennt wurden, wenn die Tonertemperatur höher als der Glasübergangspunkt, insbesondere höher als der Erweichungspunkt ist, so war deshalb die Menge an verschobenem Toner groß, wenn die Folie lediglich aus dem Polyimidharz gefertigt war.

Vergleichsbeispiel 1b

Die Fixierfolie wurde lediglich aus Fluorharz, wie PFA oder PTFE, gefertigt. Die Fixierfolie wurde durch das Beheizen vom Heizkörper thermisch kontrahiert. Da die Fixierfolie am Heizkörper entlangglitt, während dessen Temperatur hoch war, war der Abrieb der Folie bemerkenswert mit dem Ergebnis einer unzureichenden Haltbarkeit.

Beispiel 1b

Wenn die Fixierfolie 25 aus mehreren Lagen besteht, kann sie getrennt werden, wenn die Haftfestigkeit dazwischen nicht ausreichend ist. Im Hinblick hierauf wird bei der Ausführungsform der Figur 35 eine aus Fluorharz gefertigte Haftschicht 25c zwischen der wärmebeständigen Schicht 25a und der Trennschicht 25b vorgesehen.
Bei dem Beispiel, wobei die wärmebeständige Schicht 25a eine Dicke von 18 Mikron hatte sowie aus Polyimid gefertigt war, und die Trennschicht 25b eine Dicke von 7 Mikron hatte und aus PTFE gefertigt war, war die Bleistifthärte HB. Wenn die Haftschicht 25, die das Fluorharz umfaßt, eine Dicke von nicht weniger als 1 Mikron, vorzugsweise nicht weniger als 3 Mikron hat, wird die Bleistifthärte bis zu 3H verbessert.
Alternativ ist das Material der Trennschicht 25b eine Folie in der Form eines Bogens oder eines nahtlosen Rohres aus Fluorharz, wie PFA, und wird die Haftschicht 25c zwischen dieser sowie der wärmebeständigen Schicht 25a aus Polyimid od. dgl. vorgesehen, wodurch die Trennschicht 25b und die wärmebeständige Schicht 25c heißverklebt werden.
Die Folie aus Fluorharz ist in der Oberflächenglätte gut, und deshalb kann der die Verschiebung verhindernde Effekt gesteigert werden, und zusätzlich wird die Festigkeit der Trennschicht stark. Deshalb ist sie insbesondere leistungsfähig für den Fall einer niedrigen Fixiergeschwindigkeit und den Fall einer großen Wärmeerzeugungsmenge durch das Wärmeerzeugungselement.

Beispiel 1c

Wie beschrieben wurde, wird durch das Vorsehen der Haftschicht der Kontakt zwischen den Schichten verbessert. Vom Standpunkt des thermischen Ansprechverhaltens der Fixierfolie ist die Wärmekapazität der Fixierfolie erwünschterweise niedrig. Das ist insbesondere so, wenn der Heizkörper impulsartig erregt wird, wie in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 313182/1988 offenbart ist.
Bei der Ausführungsform der Figur 36 wird der Kontakt zwischen der wärmbeständigen Schicht 25a und der Trennschicht 25b ohne das Vorsehen der Haftschicht verbessert. Bei dieser Ausführungsform wird die Oberfläche der wärmebeständigen Schicht 25a aufgerauht, und die Trennschicht 25b wird auf die aufgerauhte Oberfläche aufgebracht. Da bei dieser Ausführungsform die Haftschicht nicht zur Anwendung kommt, wird die Wärmekapazität der Fixierfolie nicht erhöht, und deshalb ist sie insbesondere wirksam, wenn das Wärmeerzeugungselement impulsartig erregt wird.

Beispiel 1d

Gemäß Figur 37 ist die Beheizungsseite der wärmebeständigen Schicht 25a mit einer Gleitschicht 25d versehen, die ein gutes Gleitvermögen hat. Bei dieser Konstruktion wird der Reibungswiderstand zwischen der Fixierfolie und dem Heizkörper vermindert, wodurch die Antriebskraft für den Bogen herabgesetzt und der Lauf des Bogens stabilisiert werden kann. Deshalb ist das insbesondere wirksam, wenn das Heizgerät und der Bogen mit Bezug zueinander gleitend bewegt werden.

Beispiel 1e

Die Figur 38 zeigt ein Beispiel, durch das die Reibung zwischen der Folie und dem Heizkörper vermindert wird, ohne die Wärmekapazität der Folie zu erhöhen. Bei diesem Beispiel ist die Fläche der Folie, die mit dem Heizkörper in Gleitberührung ist, aufgerauht, um die tatsächliche Berührungsfläche zwischen der Folie und dem Heizkörper zu vermindern.

Beispiel 1f

Wenn die Trennschicht 25b oder die Gleitschicht 25d eine weitergehende hohe Härte erfordern, kann ein Material hoher Härte, wie Titanoxid oder Titannitrid, in die Schicht eingegeben werden.
Bei den oben beschriebenen Beispielen wird die mechanische Festigkeit und die Wärmebeständigkeit der gesamten Fixieirfolie durch die wärmebeständige Schicht 25b geschaffen, während das Trennvermögen mit Bezug auf den Toner durch das Vorsehen der Trennschicht 25d gewährleistet wird, und deshalb ist sie in der Haltbarkeit und in der Wirkung der Verschiebungsverhinderung gut.
Wenn die wärmebeständige Schicht aus einem hoch wärmebeständigen Harz, wie Polyimid, gefertigt ist, wird die Fixierfolie elektrisch mit dem Ergebnis aufgeladen, daß die unfixierte Tonerabbildung je nachdem durch die elektrostatische Kraft während des Fixiervorgangs gestört wird. Wenn das auftritt, wird der oben beschriebene hohe Verschiebungsverhinderungseffekt verschlechtert. Zusätzlich wird, wenn die Fixierfolie elektrisch aufgeladen und deren Oberflächenpotential erhöht wird, eine elektrische Entladung zwischen dieser und einem anderen Teil der Vorrichtung mit dem Ergebnis einer Geräuschproduktion erzeugt. Falls das geschieht, besteht eine Neigung, daß der Steuerkreis im Mikrocomputer od. dgl. fälschlicherweise betätigt wird.
Die Beschreibung wird weiter hinsichtlich eines Beispiels gegeben, wodurch das elektrische Laden der Fixierfolie verhindert werden kann. Die Oberflächenschicht der anderen als der wärmebeständigen Schicht 25a, insbesondere wenigstens der Trennschicht 25b wird für einen niedrigen elektrischen Widerstand bearbeitet.

Beispiel 1g

Die Trennschicht 25b bei diesem Beispiel ist eine PTFE- Schicht, in welche Kohlenstoffpartikel oder -fasern, wie Ruß, Ketchen-black oder Graphit eingegeben sind, um den spezifischen Durchgangswiderstand der PTFE-Schicht mit 10&sup8; Ohm cm zu machen.
Da der Widerstand niedrig ist, wird das elektrische Aufladen der Fixierfolie unterbunden, so daß die unfixierte Tonerabbildung an einer Störung durch die elektrostatische Kraft gehindert ist. Zusätzlich wird das Anziehen von Fremdmaterialien durch die Folie verhindert. Wenn Fremdmaterialien an die Folie angezogen werden, wird das Trennvermögen verschlechtert, und die Druckwalze 28 wird beschädigt.
Wenn die Fixierfolie 25 keine endlose und von dem in Figur 33 gezeigten Aufwickeltyp ist, kommt, weil die Fixierfolie überdeckt wird, die Flächenseite der Fixierfolie mit hohem Widerstand mit der Seite mit niedrigem Widerstand in Berührung, wodurch die elektrische Ladung zerstreut wird. Das bedeutet, daß, wenn lediglich eine der Flächen der Fixierfolie im elektrischen Widerstand niedrig ist, der ein Aufladen verhindernde Effekt an der mit der Tonerabbildung in Berührung gelangenden Fläche der Fixierfolie mehr oder weniger erzeugt wird. Jedoch ist es vorzuziehen, daß der Widerstand der Oberflächenschicht des Toners herabgesetzt wird.
Wenn die Fixierfolie mit dem Heizkörper in Gleitberührung ist, wie in Figur 32 gezeigt ist, ist darüber hinaus aufgrund der Aufladung ein Fremdmaterial zwischen dem Heizkörper 20 und der beheizungsseitigen Fläche der Fixierfolie vorhanden, was eine Beschädigung der Fixierfolie und des Heizkörpers zum Ergebnis hat. Bei dieser Ausführungsform kann dieses Problem gelöst werden.
Um den die Ladung verhindernden Effekt für die beiden Seiten der Fixierfolie zu gewährleisten, ist es vorzuziehen, daß der elektrische Widerstand an jeder der Flächen der Fixierfolie herabgesetzt wird. In gleichartiger Weise zur Ausführungsform der Figur 38 wird an der Beheizungsseite der wärmebeständigen Schicht der Folie eine Schicht zugefügt und die zugefügte Schicht für den niedrigen Widerstand bearbeitet.
Alternativ wird in die wärmebeständige Schicht der Füllstoff von niedrigem Widerstand, wie Ruß, eingegeben, um das Aufladen zu vermindern. Jedoch setzt das die Wärmebeständigkeit sowie die mechanische Festigkeit der wärmebeständigen Schicht herab, und es ist ferner vorzuziehen, daß der Füllstoff nicht in die wärmebeständige Schicht eingegeben wird.
Die Schicht von niedrigem Widerstand hat einen spezifischen Durchgangswiderstand von 10¹¹ Ohm cm oder darunter, um den die Ladung verhindernden Effekt zu erzeugen. Insbesondere wird der die Ladung verhindernde Effekt ferner gewährleistet, wenn der Durchgangswiderstand 10&sup9; Ohm cm oder niedriger ist.
Der Füllstoff von niedrigem Widerstand ist nicht auf das Kohlenstoffmaterial beschränkt> sondern kann Titannitrid, Kaliumnitrid, Kupfer oder Eisenoxidrot sein.
Die Trennschicht 25b und die Gleitschicht 25d der endlosen Fixierfolie wurden aus PTFE mit dem spezifischen Durchgangswiderstand von 10¹&sup5; Ohm cm oder höher ohne das Füllmaterial von niedrigem Widerstand, wie Ruß, gefertigt. Unter Verwendung dieser Folie wurde der Fixiervorgang kontinuierlich über eine lange Zeitspanne wiederholt. Die Fixierfolie wurde elektrisch geladen mit dem Ergebnis, daß Fremdstoffe an die Fixierfolie angezogen wurden, daß die unfixierte Tonerabbildung am Aufzeichnungsmedium gestört wurde und daß die elektrische Aufladung zwischen dieser sowie einem geerdeten Teil auftrat, wodurch der Steuerkreis einschließlich des Mikrocomputers fälschlicherweise betätigt wurden.
Die Gründe hierfür werden, wie folgt, angesehen:
(1) Die Fixierfolie wird durch die Ablöseentladung zur Zeit, da die Fixierfolie 25 vom Aufzeichnungsträger durch das Tragelement 24 getrennt wird, elektrisch geladen;
(2) die Fixierfolie wird durch die Rollreibungsladung und die Ablöseladung elektrisch zu der Zeit geladen, wenn sie durch die Antriebsrolle sowie die Mitlaufrolle angetrieben wird; und
(3) die Fixierfolie 25 wird durch die Reibungsaufladung durch die Gleitberührung mit dem Heizkörper 20 elektrisch aufgeladen.

Beispiel 1h

Das verwendete Füllmaterial mit niedrigem Widerstand war Titanoxid-Whisker-Material, das ein Einkristallfaden mit elektrischer Leitfähigkeit (spezifischer Durchgangswiderstand 10&sup4; Ohm cm) ist. Durch die Einführung der leitfähigen Whisker- Fäden wurde das elektrische Laden verhindert und zusätzlich der Abrieb vermindert, weil das Whisker-Material eine hohe Härte hat. Auf diese Weise wird die Haltbarkeit der Fixierfolie weiter gesteigert.

Beispiel 1i

Bei der Konstruktion des Beispiels 1a wurde eine Bahn-Entladeeinrichtung 50 und 51, um die Bahn elektrisch zu entladen (eine aus Kohlenstoffasern od. dgl. beispielsweise gefertigte Entladebürste), mit der Folie in Berührung gebracht. Hierdurch wird der die Ladung verhindernde Effekt der Fixierfolie weiter verbessert, und zusätzlich kann der eine hohe Ladung verhindernde Effekt erzeugt werden, selbst wenn die Menge an Füllstoff von niedrigem Widerstand vermindert wird. Die Entladeeinrichtung kann an lediglich einer Seite vorgesehen werden. Der Entladeeffekt wird gesteigert, indem die Antriebsrolle 26 und die Mitlaufrolle 27 mit einem leitfähigen Material, wie Metall, gefertigt werden. Unter Bezugnahme auf die Figur 40 wird eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Anstelle des Heizkörpers 20 wird ein transparentes, aus hitzebeständigem Glas od. dgl. gefertigtes Bauteil angeordnet. Durch das transparente Bauteil hindurch wird die Tonerabbildung von einer Strahlungsquelle, wie einer Halogenlampe, die im Innern der endlosen Fixierfolie 25 angeordnet ist, beheizt.
Bei dieser Ausführungsform wird die Fixierfolie aus einem, Material gefertigt, das die Wellenlänge der Strahlungsenergie durchlassen kann. Die Fixierfolie enthält bei dieser Ausführungsform eine wärmebeständige Schicht 25a aus einem transparenten, Fluor enthaltenden Polyimid und eine Trennschicht 25b, die aus einem transparenten Silikonharz hergestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform wird der Toner durch die Strahlung erhitzt, und deshalb wird der Toner weiter augenblicklich in der Temperatur erhöht, erhitzt und geschmolzen. Daher kann der Bogen P allein erhitzt werden, nur wenn er sich im Spalt N befindet, und deswegen kann an Energieverbrauch eingespart sowie der Temperaturanstieg in der Vorrichtung herabgesetzt werden.
Die endlose Fixierfolie ist nicht auf den nahtlosen Zylinder beschränkt, sondern kann die Form eines Zylinders mit einer Naht haben. In diesem Fall ist die Umfangslänge des Zylinders größer als die Länge des verwendbaren Bogens P. Hierdurch wird, wenn der Bogen mit einer vorbestimmten Zeitfolge transportiert wird, die Naht nicht mit dem Bogen P in Berührung gebracht.
Wie im Vorstehenden beschrieben wurde, ist gemäß dieser Erfindung die Fixierfolie in der mechanischen Festigkeit, der Haltbarkeit und dem Trennvermögen gut, und deshalb ist ein guter Fixiervorgang über eine lange Zeitspanne möglich.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier offenbarten Konstruktionen beschrieben worden ist, so ist sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten beschränkt, und diese Erfindung soll solche Abwandlungen oder Änderungen, die in den Rahmen der folgenden Patentansprüche fallen, abdecken.

Claims

1. Bildfixiervorrichtung, die umfaßt:

- einen Heizkörper;

- eine Folie, die, während sie mit einem eine Tonerabbildung tragenden Aufzeichnungsmaterial in Berührung ist, bewegbar ist, wobei die Tonerabbildung durch Wärme von dem genannten Heizkörper durch die besagte Folie hindurch erhitzt wird;

- in welcher die erwähnte Vorrichtung derart eingerichtet ist, daß im Betrieb die besagte Folie und das Aufzeichnungsmaterial getrennt werden, wenn die Temperatur der Tonerabbildung niedriger als eine durch den Heizkörper erzeugte Maximaltemperatur und höher als ein Glasübergangspunkt des Toners ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Maximaltemperatur höher als ein Toner-Schmelzpunkt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher, wenn das Aufzeichnungsmaterial und die besagte Folie getrennt werden, die Temperatur des Toners niedriger als der Schmelzpunkt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher, wenn das Aufzeichnungsmaterial und die besagte Folie getrennt werden, die Temperatur des Toners höher als ein Toner-Erweichungspunkt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher der genannte Heizkörper einen linearen Wärmeerzeugungswiderstand enthält und der Heizkörper während eines Fixiervorgangs der erwähnten Bildfixiervorrichtung fest ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die ferner Druckeinrichtungen, um die besagte Folie sowie das Aufzeichnungsmaterial an den genannten Heizkörper zu drücken, umfaßt, wobei zwischen dem erwähnten Wärmeerzeugungswiderstand und dem Toner keine Luftschicht vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, in welcher sich der erwähnte Wärmeerzeugungswiderstand in einer zu einer Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials rechtwinkligen Richtung erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, in welcher der Toner auf die Maximaltemperatur an einer Position erhitzt wird, in der er dem erwähnten Wärmeerzeugungswiderstand gegenüberliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Träger, um den genannten Heizkörper fest zu lagern, sowie den besagten Träger umfaßt, und in welcher eine Höhlung zwischen dem Träger sowie dem genannten Heizkörper ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher der genannte Heizkörper eine Wärmekapazität in seiner Längsrichtung von 2,2 x 10&supmin;¹ J/K mm hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, in welcher der genannte Heizkörper eine gute Wärmeleitfähigkeit hat und eine Isolierschicht an dem genannten Heizkörper ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher der genannte Wärmeerzeugungswiderstand eine Wärmekapazität in seiner Längsrichtung von nicht mehr als 2,05 x 10&supmin;³ J/K mm hat.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, in welcher der genannte Wärmeerzeugungswiderstand aus Silber-Palladium gefertigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die besagte Folie eine Wärmekapazität pro 1 cm² hat, die niedriger als 1,5 x 10&supmin;² J/K ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, in welcher die besagte Folie eine Dicke geringer als 40 Mikron hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die besagte Folie eine Mehrzahl von Schichten besitzt und wenigstens eine dieser Schichten eine wärmebeständige Basisschicht sowie eine mit der Tonerabbildung in Berührung zu bringende Schicht eine Trennschicht ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die besagte Folie eine Mehrzahl von Schichten enthält und in welcher wenigstens eine dieser Schichten eine wärmebeständige Basisschicht ist und wenigstens eine mit der Tonerabbildung in Berührung zu bringende Oberflächenschicht eine Schicht mit einem niedrigen Widerstand ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die besagte Folie in Gestalt eines endlosen Bandes vorliegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Maximaltemperatur in einem Bereich liegt, in dem eine Hochtemperatur- Tonerverschiebung auftritt.

20. Bildfixfervorrichtung, die umfaßt:

- einen Heizkörper, der während eines Fixiervorgangs der erwähnten Fixiervorrichtung fest ist und einen Wärmeerzeugungswiderstand enthält, welcher bei elektrischer Erregung Wärme erzeugt;

- eine in Berührung mit dem eine Tonerabbildung tragenden Aufzeichnungsmaterial bewegbare Folie, wobei die Tonerabbildung durch Wärme von dem besagten Wärmeerzeugungswider stand durch die genannte Folie hindurch beheizt wird;

- in welcher die genannte Folie und das Aufzeichnungsmaterial an einer mit Bezug zu einer Bewegungsrichtung der genannten Folie stromab von dem besagten Wärmeerzeugungswiderstand befindlichen Position getrennt werden;

- und in welcher die erwähnte Vorrichtung derart eingerichtet ist, daß im Betrieb die Temperatur der Tonerabbildung zwischen dem besagten Wärmeerzeugungswiderstand sowie einer Position, in der die genannte Folie und das Aufzeichnungsmaterial getrennt werden, vermindert wird und daß die Temperatur der Tonerabbildung in der Trennposition höher als ein Glasübergangspunkt des Toners ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die Maximaltemperatur höher als ein Toner-Schmelzpunkt ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die Temperatur des Toners in der Trennposition niedriger als ein Schmelzpunkt des Toners ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher, wenn das Aufzeichnungsmaterial und die besagte Folie getrennt werden, die Temperatur des Toners höher als ein Toner-Erweichungspunkt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die genannte Folie und das Aufzeichnungsmaterial an einer mit Bezug zu einer Bewegungsrichtung der genannten Folie stromauf von dem und den besagten Wärmeerzeugungswiderstand einschließenden Position in Berührung gebracht werden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 20, die ferner Druckeinrichtungen, um die besagte Folie sowie das Aufzeichnungsmaterial an den genannten Heizkörper zu drücken, umfaßt, wobei zwischen dem erwähnten Wärmeerzeugungswiderstand und dem Toner keine Luftschicht vorhanden ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher sich der erwähnte Wärmeerzeugungswiderstand in einer zu einer Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials rechtwinkligen Richtung erstreckt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher der Toner auf die Maximaltemperatur an einer Position erhitzt wird, in der er dem erwähnten Wärmeerzeugungswiderstand gegenüberliegt.

28. Vorrichtung nach Anspruch 20, die ferner einen Träger, um den genannten Heizkörper fest zu lagern, sowie den besagten Träger umfaßt, und in welcher eine Höhlung zwischen dem Träger sowie dem genannten Heizkörper ausgebildet ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher der genannte Heizkörper eine Wärmekapazität in seiner Längsrichtung von 2,2 x 10&supmin;¹ J/K mm hat.

30. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher der genannte Heizkörper eine gute Wärmeleitfähigkeit hat und eine Isolierschicht an dem genannten Heizkörper ausgebildet ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher der genannte Wärmeerzeugungswiderstand eine Wärmekapazität in seiner Längsrichtung von nicht mehr als 2,05 x 10&supmin;³ J/K mm hat.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, in welcher der genannte Wärmeerzeugungswiderstnad aus Silber-Palladium gefertigt ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die besagte Folie eine Wärmekapazität pro 1 cm² hat, die niedriger als 1,5 x 10&supmin;² J/K ist.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, in welcher die besagte Folie eine Dicke geringer als 40 Mikron hat.

35. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die besagte Folie eine Mehrzahl von Schichten besitzt und wenigstens eine dieser Schichten eine wärmebeständige Basisschicht sowie eine mit der Tonerabbildung in Berührung zu bringende Schicht eine Trennschicht ist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die besagte Folie eine Mehrzahl von Schichten enthält und in welcher wenigstens eine dieser Schichten eine wärmebeständige Basisschicht ist und wenigstens eine mit der Tonerabbildung in Berührung zu bringende Oberflächenschicht eine Schicht mit einem niedrigen Widerstand ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die besagte Folie in Gestalt eines endlosen Bandes vorliegt.

38. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die Maximaltemperatur in einem Bereich liegt, in dem eine Hochtemperatur-Tonerverschiebung auftritt.