DE68918553T2

DE68918553T2 - Image fixing device.

Info

Publication number: DE68918553T2
Application number: DE1989618553
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Hirabayashi; Kensaku Kusaka; Tamotsu Okada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: EP0369378B1; EP0369378A1; DE68918553D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildfixiervorrichtung, die mit einer Bilderzeugungsvorrichtung, wie z.B. einer Kopiermaschine, oder mit einem Elektrofotographie-Drucker verwendbar ist, um ein Tonerbild auf ein Bildträgerglied zu fixieren, insbesondere auf eine Bildfixiervorrichtung zum Erwärmen und Schmelzen des Tonerbildes mit einem Film.The present invention relates to an image fixing device usable with an image forming device such as a copying machine or an electrophotographic printer for fixing a toner image onto an image bearing member, particularly to an image fixing device for heating and fusing the toner image with a film.

Bei einer herkömmlichen Bildfixiervorrichtung, in der das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmittel fixiert wird, wird das Aufzeichnungsmittel durch einen Walzenspalt geführt, der zwischen einer auf einer bestimmten Temperatur gehaltenen Heizwalze und einer in Druckkontakt mit der Heizwalze befindlichen Druckwalze mit einer elastischen Schicht gebildet ist, wobei das Aufzeichnungsmittel ein unfixiertes Tonerbild trägt. Diese Art eines herkömmlichen Bildfixiersystems verlangt jedoch, daß die Heizwalze stets auf einer optimalen Temperatur gehalten wird, um eine Tonerabsetzung zu vermeiden, d.h. eine Tonerübertragung auf die Heizwalze. Aus diesem Grund soll die Wärmekapazität der Heizwalze und der Heizeinrichtung groß sein, mit dem Ergebnis, daß die Zeit zur Erhöhung der Temperatur der Heizwalze auf eine bestimmte Höhe lang ist, so daß die Wartezeit nach der Inbetriebnahme der Vorrichtung lang und der Energieverbrauch hoch ist.In a conventional image fixing device in which the toner image is fixed to a recording medium, the recording medium is passed through a nip formed between a heating roller maintained at a certain temperature and a pressure roller having an elastic layer in pressure contact with the heating roller, the recording medium carrying an unfixed toner image. However, this type of conventional image fixing system requires that the heating roller always be maintained at an optimum temperature in order to prevent toner settling, i.e., toner transfer to the heating roller. For this reason, the heat capacity of the heating roller and the heater is required to be large, with the result that the time for raising the temperature of the heating roller to a certain level is long, so that the waiting time after the device is started is long and the power consumption is high.

Als ein Vorschlag für die Lösung des Problems der Tonerabsetzung, offenbart das US-Patent Nr. 3 578 797 ein Erwärmen und Schmelzen des Toners durch ein Gewebe.As a proposal for solving the problem of toner deposition, U.S. Patent No. 3,578,797 discloses heating and melting the toner through a web.

Auch die japanische Offenlegungsschrift Nr. 29825/1976 offenbart ein Erwärmen und Schmelzen des Toners durch ein Band und mittels einer Heizwalze.Japanese Laid-Open Publication No. 29825/1976 also discloses heating and melting the toner by means of a belt and a heating roller.

Die US-Seriennummer 206767, die auf den Inhaber dieser Anmeldung übertragen wurde, offenbart zusätzlich, daß der Toner mittels eines Fixier-Heizelements mit einer niedrigen Wärmekapazität durch eine hitzebeständige dünne Lage, mittels welcher die Erwärmungszeit beträchtlich eingeschränkt wird, erwärmt und geschmolzen wird.U.S. Serial No. 206,767, assigned to the assignee of this application, additionally discloses that the toner is heated and melted by a fixing heating element having a low heat capacity through a heat-resistant thin layer, by means of which the heating time is considerably limited.

Bei einer solchen, einen Fixierfilm verwendenden Fixiervorrichtung, insbesondere bei der Vorrichtung, die eine Heizeinrichtung mit niedriger Wärmekapazität verwendet, kann eine lokale Überhitzung zum Schmelzen der Heizeinrichtung führen, wenn die Berührung zwischen dem Fixierfilm und dem Preßglied nicht gleichmäßig ist. Um das Bild auf dem Aufzeichnungsmittel mit Sicherheit zu fixieren, ist die wärmeerzeugende Länge der Heizeinrichtung länger als die maximale Breite des verwendeten Aufzeichnungsmittels. Außerdem ist die wärmeerzeugende Länge lang genug, um das schräg eingeführte Aufzeichnungsmittel abzudecken.In such a fixing device using a fixing film, particularly in the device using a heater having a low heat capacity, local overheating may cause melting of the heater if the contact between the fixing film and the pressing member is not uniform. In order to surely fix the image on the recording medium, the heat-generating length of the heater is longer than the maximum width of the recording medium used. In addition, the heat-generating length is long enough to cover the obliquely inserted recording medium.

Gemäß Figur 1 ist die Breite des Fixierfilms gemessen in der Richtung senkrecht zu der Vorschubrichtung des Aufzeichnungsmittels kürzer als die Länge des wärmeerzeugenden Abschnitts 28. In dem Bereich, in dem der Film 23 mit dem wärmeerzeugenden Abschnitt 28 in Berührung gebracht wird, wird die Wärme von dem wärmeerzeugenden Abschnitt 28 zum Fixierfilm 23 übertragen, wobei in dem Abschnitt 40, in dem der Film sich nicht in Berührung befindet, die Heizeinrichtung an sich örtlich überhitzt wird. Im Fall, daß die Temperatur in dem Abschnitt, in dem der Fixierfilm 23 und das Preßglied zur Stabilisierung der Fixiereigenschaften in Berührung gebracht werden, gesteuert wird, sind die Steuerungsbedingungen im Abschnitt 40, in dem der Fixierfilm nicht kontaktiert wird, unterschiedlich, so daß die Situation dieselbe ist, als wenn die Steuerung nicht ausgeführt wäre.According to Figure 1, the width of the fixing film measured in the direction perpendicular to the direction of advance of the recording medium is shorter than the length of the heat generating portion 28. In the region where the film 23 is brought into contact with the heat generating portion 28, the heat is transferred from the heat generating portion 28 to the fixing film 23, and in the portion 40 where the film is not in contact, the heating device itself is locally overheated. In the case where the temperature in the portion where the fixing film 23 and the pressing member are brought into contact to stabilize the fixing properties is controlled is performed, the control conditions in section 40 where the fixing film is not contacted are different, so that the situation is the same as when the control is not performed.

In Figur 2 ist die Länge des Preßgliedes vergrößert. In diesem Fall sind jedoch der Reibungskoeffizient zwischen dem Preßglied 22 und der Heizeinrichtung sowie der Reibungskoeffizient zwischen dem Preßglied 22 und dem Fixierfilm 23 wesentlich unterschiedlich.In Figure 2, the length of the pressing member is increased. In this case, however, the friction coefficient between the pressing member 22 and the heater and the friction coefficient between the pressing member 22 and the fixing film 23 are significantly different.

Bei der, in der oben genannten US-Seriennummer 206767 genannten Vorrichtung, bei der das Heizglied während des Fixiervorganges stationär bleibt, besteht die Folge des beträchtlichen Unterschieds zwischen den Reibungskoeffizienten darin, daß das Preßglied 22 und der Fixierfilm 23 nicht sanft angetrieben werden, welches zu einem Verrutschen der Fixierstelle und zum Bruch des Films führt. Wie es in der Figur 2 gezeigt ist, ist im Kontaktabschnitt des Preßgliedes zusätzlich eine Stufe 41 ausgebildet mit dem Ergebnis, daß eine örtliche Überhitzung und Beschädigung der Heizeinrichtung, wie zuvor beschrieben, zustandekommt.In the device mentioned in the above-mentioned US Serial No. 206767, in which the heating member remains stationary during the fixing process, the consequence of the considerable difference between the friction coefficients is that the pressing member 22 and the fixing film 23 are not driven smoothly, which leads to slippage of the fixing point and breakage of the film. As shown in Figure 2, a step 41 is additionally formed in the contact portion of the pressing member, with the result that local overheating and damage to the heating device, as previously described, occurs.

Aus dem US-Patent 3 811 828 ist eine Bildfixiervorrichtung mit einer Heizeinrichtung und einem Band bekannt, bei der Wärme von der Heizeinrichtung durch das Band hindurch auf ein Tonerbild an einem Bildträgerglied einwirkt. Das Band befindet sich in Berührung mit der Wärmeerzeugungsfläche entlang seiner gesamten Ausdehnung, gemessen in der Bewegungsrichtung des Bildträgergliedes.US Patent 3,811,828 discloses an image fixing device with a heating device and a belt, in which heat from the heating device acts through the belt on a toner image on an image carrier member. The belt is in contact with the heat generating surface along its entire extent, measured in the direction of movement of the image carrier member.

Zuletzt beschreibt die ältere europäische Patentanmeldung EP-A-0295901 eine Bildfixiervorrichtung mit einer Heizeinrichtung und einem in Berührung mit der Heizeinrichtung befindlichen Film, bei der Wärme von der Heizeinrichtung durch den Film auf ein Tonerbild an einem Bildträgerglied geleitet wird, und wobei der Film sich in Kontakt mit der ganzen Wärmeerzeugungfläche gemessen in der Bewegungsrichtung des Films, befindet. Jedoch sind keine Mittel zur Verhinderung einer örtlichen Überhitzung der Heizeinrichtung offenbart.Finally, the older European patent application EP-A-0295901 describes an image fixing device with a heating device and a A film disposed within a heating device, wherein heat from the heating device is conducted through the film to a toner image on an image bearing member, and wherein the film is in contact with the entire heat generating area measured in the direction of movement of the film. However, no means for preventing local overheating of the heating device are disclosed.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Bildfixiervorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die Heizeinrichtung örtlich nicht überhitzt wird.Accordingly, it is an object of the invention to provide an image fixing device in which the heating device is not locally overheated.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst, nämlich im wesentlichen dadurch, daß der Film eine Breite, gemessen in der Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Bildträgergliedes, hat, die ausreichend ist, um die ganze Wärmeerzeugungsfläche der Heizeinrichtung, gemessen in der Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Bildträgergliedes, abzudecken.This object is achieved by the subject matter of patent claim 1, namely essentially in that the film has a width, measured in the direction perpendicular to the direction of movement of the image carrier member, which is sufficient to cover the entire heat generating surface of the heating device, measured in the direction perpendicular to the direction of movement of the image carrier member.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen näher erläutert.The features and advantages of the present invention will be explained in more detail taking into account the following description of preferred embodiments of the present invention in conjunction with the accompanying drawings.

Short description of the characters:

Figuren 1 und 2 sind Schnittansichten, die die Probleme solcher Konstruktionen erläutern, bei denen die vorliegende Erfindung nicht verwendet wird.Figures 1 and 2 are sectional views illustrating the problems of such structures in which the present invention is not used.

Figur 3 ist eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einer darin integrierten Bildfixiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figure 3 is a sectional view of an image forming device with an integrated Image fixing apparatus according to an embodiment of the present invention.

Figur 4 ist eine Schnittansicht einer Bildfixiervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figure 4 is a sectional view of an image fixing device according to an embodiment of the present invention.

Figuren 5A und 5B sind eine teilweise vergrößerte Ansicht sowie eine Grundansicht von oben der in Figur 4 gezeigten Bildfixiervorrichtung.Figures 5A and 5B are a partially enlarged view and a plan view of the image fixing device shown in Figure 4.

Figuren 6A und 6B sind eine teilweise vergrößerte Ansicht sowie eine Grundansicht von oben eines Vergleichsbeispiels.Figures 6A and 6B are a partially enlarged view and a plan view of a comparative example.

Figuren 7A und 7B sind eine teilweise vergrößerte Ansicht bzw. eine Grundansicht von oben einer Bildfixiervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figures 7A and 7B are a partially enlarged view and a plan view, respectively, of an image fixing device according to another embodiment of the present invention.

Figur 8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung.Figure 8 is a partially enlarged view for explaining the present invention.

Figur 9 ist eine Schnittansicht einer Bildfixiervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figure 9 is a sectional view of an image fixing device according to another embodiment of the present invention.

Figur 10 zeigt Beziehungen zwischen länglichen Massen des in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiels.Figure 10 shows relationships between elongated masses of the embodiment shown in Figure 9.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden an Hand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen diesen Elementen zugewiesen sind, die einander entsprechende Funktionen aufweisenThe preferred embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals are assigned to those elements that have corresponding functions.

Figur 3 ist eine Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung der elektrofotographischen Art, in der eine Bildfixiervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingegliedert ist.Figure 3 is a sectional view of an electrophotographic type image forming apparatus incorporating an image fixing device according to an embodiment of the present invention.

Die Bilderzeugungsvorrichtung hat ein Gehäuse 100, eine Original-Auflegeplatte der Umkehrbewegungsart, die aus durchsichtigem Material, wie z.B. Glas oder ähnlichem hergestellt und oberhalb der Deckplatte 100a des Gehäuses angeordnet ist, wobei die Platte 1 auf der Deckplatte 100a in Richtung nach rechts (a) und links (a') in der Figur mit vorbestimmten Geschwindigkeiten hin und her bewegt wird.The image forming apparatus has a housing 100, a reversing motion type original platen made of transparent material such as glass or the like and disposed above the cover plate 100a of the housing, the platen 1 being reciprocated on the cover plate 100a in the right (a) and left (a') directions in the figure at predetermined speeds.

Ein Bezugszeichen G kennzeichnet ein Original bzw. eine Kopiervorlage, die mit der Vorderseite nach unten auf der Oberfläche der Original-Auflegeplatte 1 in Ausrichtung mit einer Original-Bezugsstellung angeordnet ist. Die Vorlage wird durch den Vorlagedeckel 1a gedrückt. Eine Spaltöffnung 100b ist in der Deckplatte 100a ausgebildet und erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung der Umkehrbewegung der Original-Auflegeplatte 1 (senkrecht zum Zeichnungsblatt) zum Zweck der Projizierung eines Original- Bildes. Während der Umkehrbewegung der Original- Auflegeplatte 1 nach rechts (a) zieht die Spaltöffnung 100b an der unteren Bildfläche der auf der Original-Auflegeplatte gelegten Vorlage vorbei, so daß die Vorlage fortschreitend mit dem Licht L1 von der Lampe 7 durch die Spaltöffnung 100b und die durchsichtige Original-Auflegeplatte 1 beleuchtet wird. Das durch die Vorlage reflektierte Licht wird auf eine Oberfläche einer fotoempfindlichen Trommel 3 mittels einer Anordnung 2 mit Abbildungselementen von kurzer Brennweite und mit kleinem Durchmesser abgebildet. Die fotoempfindliche Trommel 3 hat eine fotoempfindliche Schicht, wie z.B. eine zinkoxid-fotoempfindliche Schicht oder eine fotoempfindliche Schicht aus einem organischen Fotoleiter. Die Trommel hat eine mittlere Welle 3a und wird um diese herum mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Richtung des Uhrzeigersinns b gedreht. Während der Drehung wird sie durch den Auflader 4 mit einer positiven oder negativen Polarität gleichmäßig aufgeladen. Die aufgeladene Oberfläche wird dem Bildlicht (Spalt-Belichtung) ausgesetzt, so daß auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 3 ein elektrostatisches Ladungsbild fortschreitend, in Übereinstimmung mit dem Bild der Vorlage erzeugt wird.A reference character G denotes an original placed face down on the surface of the original setting plate 1 in alignment with an original reference position. The original is pressed by the original cover 1a. A slit 100b is formed in the cover plate 100a and extends in a direction perpendicular to the direction of reversal movement of the original setting plate 1 (perpendicular to the drawing sheet) for the purpose of projecting an original image. During the reversal movement of the original setting plate 1 to the right (a), the slit 100b passes the lower image surface of the original placed on the original setting plate, so that the original is progressively illuminated with the light L1 from the lamp 7 through the slit 100b and the transparent original setting plate 1. The light reflected by the original is imaged onto a surface of a photosensitive drum 3 by means of an array 2 with imaging elements of short focal length and small diameter. The photosensitive drum 3 has a photosensitive layer, such as a zinc oxide photosensitive layer or a photosensitive layer of an organic photoconductor. The drum has a central shaft 3a and is rotated therearound at a predetermined speed in the clockwise direction b. During rotation, it is uniformly charged by the charger 4 with a positive or negative polarity. The charged surface is exposed to the image light (slit exposure) so that an electrostatic charge image is progressively formed on the surface of the photosensitive drum 3 in accordance with the image of the original.

Das auf diese Weise erzeugte elektrostatische Ladungsbild wird nachfolgend durch die Entwicklungsvorrichtung 5 mit einem wärmeerweichenden oder -schmelzenden Harz oder ähnlichem in ein sichtbares Bild visualisiert. Das sichtbare Tonerbild wird zu einer Bildübertragungsstelle mit einem Übertragungsauflader 8 befördert.The electrostatic charge image thus generated is subsequently visualized into a visible image by the developing device 5 with a heat-softening or melting resin or the like. The visible toner image is conveyed to an image transfer station with a transfer charger 8.

Aufzeichnungsmittel S in der Form von Übertragungsblättern B sind in einer Cassette untergebracht. Die Blätter B werden durch Drehung einer Einzugsrolle 6 eines nach dem anderen aus der Cassette herausgezogen. Dann wird das Blatt durch eine Registrierwalze 9 zeitlich so zugeführt, daß wenn der Führungsabschnitt der auf der Trommel 3 gebildeten Tonerbildfläche den Übertragungsentlader erreicht, die Führungskante des Übertragungsblattes B zu der Stelle zwischen dem Übertragungsentlader 8 und der fotoempfindlichen Trommel 3 gelangt. An der Übertragungsstelle wird das Tonerbild fortschreitend von der fotoempfindlichen Trommel 3 mittels des Übertragungsentladers 8 auf das Übertragungsblatt übertragen.Recording media S in the form of transfer sheets B are housed in a cassette. The sheets B are drawn out of the cassette one by one by rotating a feed roller 6. Then, the sheet is fed by a registration roller 9 in such a timed manner that when the leading portion of the toner image area formed on the drum 3 reaches the transfer discharger, the leading edge of the transfer sheet B comes to the position between the transfer discharger 8 and the photosensitive drum 3. At the transfer position, the toner image is progressively transferred from the photosensitive drum 3 to the transfer sheet by means of the transfer discharger 8.

Das Blatt, das das Tonerbild an der Übertragungsstelle empfangen hat, wird durch nicht gezeigte Trennmittel von der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 3 fortschreitend abgezogen und mittels einer Förderführung 10 einer Bildfixiervorrichtung 20 dieses Ausführungsbeispiels, die im folgenden ausführlich beschrieben wird, wo das unfixierte Bild fixiert wird. Schließlich wird das Blatt auf eine Außenablage 11 als ein Bildprodukt (Kopie) ausgeworfen.The sheet that has received the toner image at the transfer point is separated from the surface of the photosensitive drum 3 and by means of a conveying guide 10 of an image fixing device 20 of this embodiment, which will be described in detail below, where the unfixed image is fixed. Finally, the sheet is ejected onto an external tray 11 as an image product (copy).

Nach der Übertragung des Tonerbildes wird die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 3 andererseits einem Reinigungsvorgang durch eine Reinigungsvorrichtung 12 unterzogen, so daß die Verschmutzung, wie z.B. Resttoner d.h. der nicht übertragenen Toner, entfernt wird. Dann wird die Oberfläche einem vollen Exponierlicht L2 ausgesetzt, so daß der Rest der elektrischen Speicherung beseitigt wird, um den nächsten Bilderzeugungsvorgang vorzubereiten.After the transfer of the toner image, on the other hand, the surface of the photosensitive drum 3 is subjected to a cleaning process by a cleaning device 12 so that the contaminants such as residual toner, i.e., the untransferred toner, are removed. Then, the surface is exposed to a full exposure light L2 so that the remainder of the electric storage is eliminated to prepare for the next image forming process.

Das Bezugszeichen PH1 zeigt einen Blattvorschub-Meßfühler (z.B. einen Fotosensor), der im Blattdurchgang zwischen der Einzugsrolle 6 und der Registrierwalze 9 angeordnet ist, und PH2 ist ein Blattauswurf-Meßfühler (z.B. ein Fotosensor), der neben der Bildfixiervorrichtung 20 angeordnet ist.Reference numeral PH1 shows a sheet feed sensor (e.g., a photo sensor) arranged in the sheet passage between the feed roller 6 and the registration roller 9, and PH2 is a sheet ejection sensor (e.g., a photo sensor) arranged beside the image fixing device 20.

Im folgenden wird die Bildfixiervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.The image fixing device according to the present invention will be described below.

Figur 4 ist eine Schnittansicht der Fixiervorrichtung 20. Diese hat eine Bildfixierfilm-Zufuhrwelle 24, auf welcher eine gewünschte Länge des Fixierfilms 23 aufgespult ist, wobei der Führungsabschnitt des Fixierfilms 23 auf einer Fixierfilm-Abnahmewelle 27 befestigt ist. Der Fixierfilm 23 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein langer, dünner Kunstharzfilm, der aus einem wärmewiderstandsbehandelten PET (Polyester)-Film mit einer Dicke von 6 Mikrometer als Grundmaterial hergestellt wurde. Die Fixiervorrichtung hat außerdem ein Heizglied 21 sowie eine Druckwalze 22, die entsprechend gegenüber der oberen und unteren Seite des Fixierfilms zwischen der Welle 24 und der Welle 27 angeordnet sind. Die Heizeinrichtung 21 und die Druckwalze 22 sind, wie üblich, mittels einer nicht gezeigten Spanneinrichtung durch den Fixierfilm 23 gegeneinander unter einem gewünschten Druck (z.B. einem Gesamtdruck von 4-6 kg in der Breite des A4-Formats) gepreßt. Eine obere Trennwalze 26 sowie eine untere Trennwalze 33, die große Krümmungen (kleine Durchmesser) aufweisen, sind entsprechend gegenüber der oberen und unteren Seite des Fixierfilms neben der Heizeinrichtung 21 und der Druckwalze 22 angeordnet. Eine Führungsplatte 32 ist zwischen der Druckwalze 22 und der unteren Trennwalze 33 angeordnet und erstreckt sich im wesentlichen horizontal in einer leichten Berührung mit bzw. in einem vorbestimmten Abstand von der unteren Oberfläche des zwischen der Heizeinrichtung 21 und der oberen Trennwalze 26 gespannten Fixierfilms. Die Druckwalze 22 hat ein aus Metall oder ähnlichem hergestelltes Kernglied sowie eine elastische Schicht darauf, die aus Silikongummi oder ähnlichem hergestellt ist. Die obere und untere Trennwalzen 26 und 33 sind frei drehbare Leerlaufwalzen.Figure 4 is a sectional view of the fixing device 20. It has an image fixing film supply shaft 24 on which a desired length of the fixing film 23 is wound, with the guide portion of the fixing film 23 being mounted on a fixing film take-off shaft 27. The fixing film 23 according to this embodiment is a long, thin synthetic resin film made of a heat-resistance treated PET (polyester) film having a thickness of 6 micrometers as a base material. The fixing device also has a heating member 21 and a pressure roller 22 which respectively opposite to the upper and lower sides of the fixing film between the shaft 24 and the shaft 27. The heater 21 and the pressure roller 22 are, as usual, pressed against each other by the fixing film 23 by means of a tension device not shown under a desired pressure (e.g., a total pressure of 4-6 kg in the width of A4 format). An upper separating roller 26 and a lower separating roller 33 having large curvatures (small diameters) are respectively disposed opposite to the upper and lower sides of the fixing film beside the heater 21 and the pressure roller 22. A guide plate 32 is disposed between the pressure roller 22 and the lower separating roller 33 and extends substantially horizontally in light contact with or at a predetermined distance from the lower surface of the fixing film tensioned between the heater 21 and the upper separating roller 26. The pressure roller 22 has a core member made of metal or the like and an elastic layer thereon made of silicon rubber or the like. The upper and lower separation rollers 26 and 33 are freely rotatable idle rollers.

Die Abnahmewelle 27 wird, wie durch einen Pfeil gezeigt, in die Uhrzeigersinn-Richtung mittels eines nicht gezeigten Antriebssystems angetrieben, durch welches der Fixierfilm 23 von der Seite der Zufuhrwelle 24 auf die Seite der Abnahmewelle 27 mit derselben Geschwindigkeit und in dieselbe Richtung bewegt wird wie das Blatt B, das von der Bilderzeugungsstelle (Übertragungsstelle 8) über die Führung 10 zu der Fixiervorrichtung 20 bewegt wird. Die Druckwalze 22 wird durch ein Antriebssystem, wie durch einen Pfeil gezeigt, in die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn und im wesentlichen mit derselben Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wie die Zufuhrgeschwindigkeit des Blattes B.The take-off shaft 27 is driven in the clockwise direction as shown by an arrow by a drive system not shown, by which the fixing film 23 is moved from the feed shaft 24 side to the take-off shaft 27 side at the same speed and in the same direction as the sheet B moved from the image forming position (transfer position 8) via the guide 10 to the fixing device 20. The pressure roller 22 is driven by a drive system as shown by an arrow in the counterclockwise direction and at substantially the same peripheral speed as the feed speed of the sheet B.

Das Bezugszeichen 30 zeigt einen Meßfühler-Arm zur Erfassung der entfernten Menge des Fixierfilms, wobei der Meßfühler- Arm mit einer äußeren Oberfläche des auf der Zufuhrwelle 24 aufgespulten Fixierfilms 23 in Berührung ist. Die verbleibende Menge wird auf der Grundlage der Durchmesserabnahme der Filmrolle auf der Zuvorwelle infolge der Zuführung des Fixierfilms zu der Abnahmewelle 27 während der Durchführung des Bildfixiervorgangs erfaßt. Wenn der Film das Ende erreicht, so wird eine Alarmanzeige oder ein Ton erzeugt, um den Austausch des Fixierfilms durch die Bedienungsperson zu unterstützen.Numeral 30 indicates a sensor arm for detecting the removed amount of the fixing film, the sensor arm being in contact with an outer surface of the fixing film 23 wound on the supply shaft 24. The remaining amount is detected based on the decrease in diameter of the film roll on the previous shaft due to the supply of the fixing film to the take-off shaft 27 during the execution of the image fixing operation. When the film reaches the end, an alarm display or a sound is generated to assist the operator in replacing the fixing film.

Die Heizeinrichtung 21 besteht aus einem wärmebeständigen und elektrisch nicht leitenden Material, wie z.B. Aliuminiumoxid oder einem aluminiumoxidenthaltenden Material als Grundmaterial sowie eine wärmeerzeugende Schicht 28 an der unteren Oberfläche des Grundmaterials in Form einer Linie oder eines Streifens, die aus Ta&sub2;N oder ähnlichem besteht und mit einer Oberflächenschicht aus Ta&sub3;O&sub5; als eine vor Verrutschen schützende Schutzschicht versehen ist. Die untere Oberfläche der Heizeinrichtung 21 ist glatt und der vordere sowie hintere Kantenabschnitt sind abgerundet, um eine sanfte Gleitbewegung des Fixierfilms 23 zu gestatten.The heater 21 is made of a heat-resistant and electrically non-conductive material such as alumina or a material containing alumina as a base material and a heat-generating layer 28 on the lower surface of the base material in the form of a line or stripe made of Ta₂N or the like and provided with a surface layer of Ta₃O₅ as a slip-preventing protective layer. The lower surface of the heater 21 is smooth and the front and rear edge portions are rounded to allow a smooth sliding movement of the fixing film 23.

Die wärmeerzeugende Schicht 28 der Heizeinrichtung hat eine niedrige Wärmekapazität und wird impulsweise erregt. Bei jeder der impulsweisen Erregungen wird sie augenblicklich auf ca. 300ºC erwärmt.The heat-generating layer 28 of the heater has a low heat capacity and is excited in pulses. With each of the pulsed excitations it is instantaneously heated to approximately 300ºC.

Ein Blatt-Meßfühler 29 und ein Blatt-Erfassungshebel 25 sind in der Nähe der Fixiervorrichtung 20 sowie an einer unteren Seite der sich von der Tonerbild-Übertragungsstelle 28 zu der Fixiervorrichtung 20 hin erstreckenden Übertragungsmaterial-Führung 10 angeordnet. Ein freies Ende des Hebels 25 ragt nach oben durch eine Öffnung 10a der Führung 10. In dieser Lage befindet sich der Meßfühler 29 im ausgeschalteten Zustand. Das Übertragungsblatt P wird von der Übertragunsstelle bzw. -station 8 zu der Fixiervorrichtung 20 entlang der oberen Fläche der Führung 10 zugeführt und die Führungskante des Blattes P stößt an den Hebel 25, so daß der Hebel 25 in die Öffnung 10a eintaucht. Die durch das Niederdrücken erfolgende Drehung des Hebels 25 betätigt den Meßfühler 29, so daß eine Information über die Ankunft des Blattes P an der Meßfühlerstelle zu einem nicht gezeigten Steuerkreis geleitet wird. Der Hebel 25 verbleibt durch die Rückseite des Blattes P gedrückt mit diesem in Berührung, solange das Blatt P an die Stelle des Hebels vollständig vorbeigezogen ist und wird somit in der unteren Position gehalten, um den Einschaltzustand des Meßfühlers 29 aufrechtzuerhalten. Wenn die Endkante des Blattes P an die Stelle des Hebels 25 vorbeizieht, um sich vom Hebel 25 zu lösen, wird der Hebel 25 freigegeben und ragt wieder durch die Öffnung 10a. Durch diese Rückwärtsdrehung wird der Meßfühler 29 ausgeschaltet und eine das Passieren der Meßfühler-Stelle durch das Blatt P meldende Information wird zum Steuerkreis geleitet.A sheet sensor 29 and a sheet detection lever 25 are arranged near the fixing device 20 and on a lower side of the transfer material guide 10 extending from the toner image transfer point 28 to the fixing device 20. A free end of the lever 25 projects upward through an opening 10a of the guide 10. In this position, the sensor 29 is in the off state. The transfer sheet P is fed from the transfer station 8 to the fixing device 20 along the upper surface of the guide 10 and the leading edge of the sheet P abuts the lever 25 so that the lever 25 enters the opening 10a. The rotation of the lever 25 caused by the depression actuates the sensor 29 so that information about the arrival of the sheet P at the sensor station is passed to a control circuit not shown. The lever 25 remains pressed by the back of the sheet P in contact with it as long as the sheet P has completely passed the lever station and is thus held in the lower position to maintain the on state of the sensor 29. When the end edge of the blade P passes the location of the lever 25 to disengage from the lever 25, the lever 25 is released and projects again through the opening 10a. This reverse rotation deactivates the sensor 29 and information indicating that the blade P has passed the sensor location is sent to the control circuit.

Im folgenden wird die Funktion der Fixiervorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Eine Vorlage G wird auf die Original-Auflegeplatte 1 gelegt und von der Bedienungsperson wird die Anzahl der Bilderzeugungsvorgänge, das verwendete Format des Blattes P und die Vergrößerung oder ähnliches bestimmt, wonach die Bedienungsperson den Startknopf für die Bilderzeugung drückt, worauf die Einzugsrolle 6 das Blatt P aus der Cassette S zuführt, und wobei das zugeführte Blatt durch den Meßfühler PH1 erfaßt wird. Auch der Bilderzeugungsvorgang an der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 3 beginnt.The operation of the fixing device according to this embodiment will be described below. An original G is placed on the original setting plate 1, and the number of image forming operations, the size of the sheet P used and the magnification or the like are determined by the operator, after which the operator presses the image forming start button, whereupon the feed roller 6 feeds the sheet P from the cassette S, and the fed sheet is detected by the sensor PH1. Also, the image forming operation on the surface of the photosensitive drum 3 starts.

Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit von der Blatterfassung durch den Meßfühler PH1, d.h. wenn eine gewisse Zeit abläuft, die erforderlich ist, damit das aus der Cassette S herausgezogene Blatt durch das Registrierrollen-Paar 9, die Bildübertragungsstelle 8 und die Führung 10 passiert bis seine vordere Kante in Nachbarschaft zum Walzenspalt zwischen dem Heizglied 21 und der Druckwalze 22 gelangt, so beginnt das Antriebssystem die Abnahmewelle 27 und die Druckwalze 22 zu drehen, um den Fixierfilm 23 von der Seite der Zuvorwelle 24 auf die Seite der Abnahmewelle 27 mit derselben Geschwindigkeit zu bewegen, wie die Zufuhrgeschwindigkeit des Blattes P. Die Wärmeerzeugungsschicht 28 des Heizgliedes 21 wird in zeitlicher Beziehung zu der Erfassung der vorderen und hinteren Kante des Blattes P durch den Meßfühler 29 und den Hebel 25 erregt. Die Erregung der Wärmeerzeugungsschicht 28 kann wahlweise bei Verwendung der Blatterfassung mittels des Blattzufuhrmeßfühlers der Bilderzeugungsvorrichtung gesteuert werden.After a predetermined time has elapsed from the sheet detection by the sensor PH1, that is, when a certain time elapses which is required for the sheet drawn out of the cassette S to pass through the registration roller pair 9, the image transfer station 8 and the guide 10 until its leading edge comes into proximity to the nip between the heating member 21 and the pressure roller 22, the drive system starts rotating the take-off shaft 27 and the pressure roller 22 to move the fixing film 23 from the side of the front shaft 24 to the side of the take-off shaft 27 at the same speed as the feeding speed of the sheet P. The heat generating layer 28 of the heating member 21 is energized in timed relation to the detection of the leading and trailing edges of the sheet P by the sensor 29 and the lever 25. The energization of the heat generating layer 28 can be selectively controlled by the sheet feed sensor of the image forming device when using the sheet detection.

Die obere Fläche des eingeführten Blattes, welches das unfixierte Tonerbild Ta und in die Bildfixiervorrichtung trägt, wird in einen engen Kontakt mit der unteren Oberfläche des sich mit derselben Geschwindigkeit bewegenden Fixierfilms 23 gebracht und beide zusammen passieren durch den Walzenspalt zwischen dem Heizglied 21 und der Druckwalze 22 ohne Abweichung oder Bildung von Falten.The upper surface of the inserted sheet carrying the unfixed toner image Ta into the image fixing device is brought into close contact with the lower surface of the fixing film 23 moving at the same speed, and both together pass through the nip between the heating member 21 and the pressure roller 22 without deviation or formation of wrinkles.

Während des Durchgangs durch den Walzenspalt wird das unfixierte Tonerbild an der Oberfläche des Aufzeichnungsmittels durch die Heizeinrichtung und den Fixierfilm erhitzt, erweicht und/oder geschmolzen, wobei insbesondere die Temperatur des Oberflächenbereiches des Tonerbildes wesentlich höher steigt als der Tonerschmelzpunkt, so daß der Toner vollständig erweicht oder geschmolzen wird. Während dieses Vorgangs werden die Heizeinrichtung, der Fixierfilm, das Tonerbild und das Aufzeichnungsmittel durch den Walzenspalt zwischen dem Heizglied und dem Preßglied gehörig zusammengepreßt und miteinander kontaktiert, so daß die Wärmeübertragung sehr wirksam erfolgt und der Toner durch die Kurzzeiterwärmung vollständig erweicht und geschmolzen wird. Andererseits ist die Temperaturerhöhung des Aufzeichnungsmaterials an sich praktisch sehr gering, so daß die Wärmeenergie nicht verschwendet wird. D.h., daß das Aufzeichnungsmittel praktisch an sich nicht erwärmt wird und nur der Toner wirksam erhitzt, erweicht und geschmolzen werden kann, so daß das Tonerbild bei einem niedrigen Stromverbrauch erhitzt und fixiert werden kann.During the passage through the roller gap, the unfixed toner image on the surface of the recording medium is heated, softened and/or melted by the heating device and the fixing film, whereby in particular the temperature of the surface area of the toner image rises significantly higher than the toner melting point, so that the toner is completely softened or melted. During this process, the Heating device, the fixing film, the toner image and the recording medium are properly pressed together and contacted with each other by the roller gap between the heating member and the pressing member, so that the heat transfer is very effective and the toner is completely softened and melted by the short-term heating. On the other hand, the temperature increase of the recording material itself is practically very small, so that the heat energy is not wasted. This means that the recording medium itself is practically not heated and only the toner can be effectively heated, softened and melted, so that the toner image can be heated and fixed with low power consumption.

Der Zustand des Toners, auf den in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, wird im folgenden beschrieben. Der hier verwendete Tonerschmelzpunkt bedeutet die minimale Temperatur, die zum Fixieren des Toners erforderlich ist, und deckt den Fall ab, in dem seine Viskosität so weit sinkt, daß bei einer minimalen Fixiertemperatur ein Schmelzen angenommen werden kann, so wie in dem Fall, in dem die Viskosität soweit sinkt, daß bei der minimalen Fixiertemperatur eine Erweichung angenommen werden kann. Deswegen wird mit dem aus Bequemlichkeit verwendeten Ausdruck, daß der Toner geschmolzen wird, eigentlich gemeint, daß die Viskosität soweit steigt,daß der Toner tatsächlich erweicht wird. In ählicher Weise, wie aus Bequemlichkeit gesagt wird, daß der Toner abgekühlt und fest werden gelassen wird, wird eigentlich nicht gemeint, daß das Festwerden vom Tonermaterial abhängt, sondern daß die Viskosität ausreichend erhöht worden ist.The state of the toner referred to in this specification is described below. The toner melting point used here means the minimum temperature required to fix the toner, and covers the case where its viscosity drops to such an extent that melting can be assumed at a minimum fixing temperature, as well as the case where the viscosity drops to such an extent that softening can be assumed at the minimum fixing temperature. Therefore, the expression that the toner is melted, used for convenience, actually means that the viscosity increases to such an extent that the toner is actually softened. In a similar way to the convenience of saying that the toner is cooled and allowed to solidify, what is actually meant is not that the solidification depends on the toner material, but that the viscosity has been sufficiently increased.

Während des Erwärmungsvorganges nach diesem Ausführungsbeispiel wird die lineare Wärmeerzeugungsschicht 28, die eine niedrige Wärmekapazität aufweist und zusammen mit der Heizeinrichtung 21 ausgebildet ist, impulsweise erregt. Auf diese Weise wird das Tonerbild Ta auf dem mit der Vorschubgeschwindigkeit Vp (mm/sec) zugeführten Blatt P in die wirksame Breite 1 des linearen, durch die Breite der Wärmeerzeugungsoberfläche 28 der Heizeinrichtung 21 definierten Erwärmungsabschnitt zusammen mit dem Fixierfilm 23 eingeführt, der sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der Zufuhrgeschwindigkeit des Blattes P entspricht, und zu einem erweichten oder geschmolzenen Bild Tb erwärmt.During the heating process according to this embodiment, the linear heat generating layer 28, which has a low heat capacity and together formed with the heater 21 is pulse-energized. In this way, the toner image Ta on the sheet P fed at the feed speed Vp (mm/sec) is introduced into the effective width 1 of the linear heating section defined by the width of the heat generating surface 28 of the heater 21 together with the fixing film 23 moving at a speed corresponding to the feed speed of the sheet P and heated into a softened or melted image Tb.

Der durch den Walzenspalt zwischen der Heizeinrichtung 21 und der Druckwalze 22 passierte Blattabschnitt bleibt weiterhin in Kontakt mit dem zwischen dem Heizglied 21 und der oberen Trennwalze 26 gespannten und bewegten Fixierfilm bis der Abschnitt die Stelle der Trennwalzen 26 und 33 erreicht. Die Führungsplatte 32 stützt die Rückseite des Blattes P, um den Kontakt mit dem Fixierfilm aufrechtzuerhalten.The sheet portion passed through the nip between the heater 21 and the pressure roller 22 continues to be in contact with the fixing film stretched and moved between the heater 21 and the upper separating roller 26 until the portion reaches the location of the separating rollers 26 and 33. The guide plate 32 supports the back of the sheet P to maintain contact with the fixing film.

Anstelle der Führungsplatte 32 kann ein drehbares Führungsband um die Drückwalze 22 und der unteren Trennwalze 33 herum gespannt werden, um die Rückseite des Blattes P zu stützen und den engen Kontakt mit dem Fixierfilm 23 aufrechtzuerhalten.Instead of the guide plate 32, a rotatable guide belt may be stretched around the pressing roller 22 and the lower separating roller 33 to support the back of the sheet P and maintain close contact with the fixing film 23.

Dieser Vorschubabschnitt wird als Schritt zur Abkühlung verwendet, um die Wärme des während der Erwärmungsphase erweichten und geschmolzenen Toners abstrahlen zu lassen, so daß der Toner abgekühlt und fixiert wird. Beim Abkühlen und Erstarren wird die Koagulationskraft des Toners wesentlich höher, so daß er sich als eine Masse verhält. Zusätzlich werden die Adhäsion und die Bindung zum Aufzeichnungsmittel erhöht, während andererseits diese des Fixierfilms wesentlich abnehmen. Weil der erwärmte, erweichte oder geschmolzene Toner während des Erwärmungsvorganges durch das Druckglied an das Aufzeichnungsmittel gepreßt wird, saugt sich somit zumindest ein Teil des Tonerbildes in die Oberflächenschicht des Aufzeichnungsmittels hinein und der eingesaugte und fest gewordene Teil gewährleistet eine Verankerungswirkung zur Erhöhung der Adhäsion und Fixierkraft des abgekühlten und erstarrten Toners zum Aufzeichnungsmittel.This feeding section is used as a cooling step to radiate the heat of the toner softened and melted during the heating phase, so that the toner is cooled and fixed. When cooling and solidifying, the coagulation force of the toner becomes significantly higher, so that it behaves as a mass. In addition, the adhesion and bonding to the recording medium are increased, while on the other hand those of the fixing film are significantly reduced. Because the heated, softened or melted toner is passed through the When the pressure member is pressed against the recording medium, at least part of the toner image is sucked into the surface layer of the recording medium and the sucked-in and solidified part ensures an anchoring effect to increase the adhesion and fixing force of the cooled and solidified toner to the recording medium.

Nachdem das Blatt die Stelle des oberen Trennwalzenpaares 26 erreicht hat, wird der Fixierfilm 23 von der Oberfläche des Blattes P entlang der äußeren Peripheriefläche der oberen Trennwalze 26 mit einer großen Krümmung abgelenkt, wodurch der Fixierfilm 23 und das Blatt P voneinander getrennt werden und das Blatt auf die Auswurfablage 11 ausgeworfen wird. Zum Zeitpunkt der Trennung ist der Toner ausreichend abgekühlt und erstarrt, so daß der Toner am Blatt P ausreichend fixiert ist, während andererseits die Adhäsion des Toners zum Fixierfilm 23 sehr gering ist. Daher wird die Trennung zwischen dem Fixierfilm 23 und dem Blatt P erreicht und ohne die Erzeugung von Tonerabsetzungen auf den Fixierfilm 23 bewirkt.After the sheet reaches the position of the upper separating roller pair 26, the fixing film 23 is deflected from the surface of the sheet P along the outer peripheral surface of the upper separating roller 26 with a large curvature, whereby the fixing film 23 and the sheet P are separated from each other and the sheet is ejected onto the ejection tray 11. At the time of separation, the toner is sufficiently cooled and solidified so that the toner is sufficiently fixed to the sheet P, while on the other hand, the adhesion of the toner to the fixing film 23 is very low. Therefore, the separation between the fixing film 23 and the sheet P is achieved and effected without generating toner deposits on the fixing film 23.

Der Aufwickelantrieb des Fixierfilms 23 der Fixiervorrichtung 20 wird angehalten, sobald die Endkante durch den Blattauswurf-Meßfühler PH2 nach Passieren des Blattes P durch die Fixiervorrichtung 20 erfaßt wird.The winding drive of the fixing film 23 of the fixing device 20 is stopped as soon as the trailing edge is detected by the sheet ejection sensor PH2 after the sheet P has passed through the fixing device 20.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der Fixierfilm 23 bei jedem Bearbeitungsvorgang des Blattes P angetrieben und von der Seite der Zuvorwelle 24 auf die Seite der Aufnahmewelle 27 mit derselben Geschwindigkeit bewegt wie die Zufuhrgeschwindigkeit des Blattes P.In this embodiment, the fixing film 23 is driven at each processing operation of the sheet P and is moved from the side of the pre-feed shaft 24 to the side of the take-up shaft 27 at the same speed as the feeding speed of the sheet P.

Die Steuerung für den Antrieb (Vorwärtsantrieb) des Fixierfilms kann so sein, daß der Antrieb nach dem Ablauf eines ersten Zeitabschnitts ab Blatterfassung durch den Blatterfassungsmeßfühler PH1 in Gang gesetzt wird, und der Antrieb eingestellt wird, sobald ein zweiter Zeitabschnitt abgelaufen ist, wobei der Fixiervorgang am Blatt P während des Zeitabschnitts vom Start bis zum Anhalten ausgeführt wird. In diesem Fall wird der Entladungs- Blatterfassungsmeßfühler PH2 nicht verwendet.The control for the drive (forward drive) of the fixing film can be such that the drive is stopped after the expiration of a first period of time from sheet detection by the Sheet detection sensor PH1 is activated and the drive is stopped as soon as a second period of time has elapsed, the fixing operation on sheet P being carried out during the period from start to stop. In this case, the discharge sheet detection sensor PH2 is not used.

Die Antriebssteuerung kann wahlweise unter Verwendung der vom Meßfühler 29 und dem Hebel 25 erzeugten Erfassungssignale für die Blattführungs- bzw. Blattendkante durchgeführt werden.The drive control can optionally be carried out using the detection signals for the sheet guide edge or sheet end edge generated by the sensor 29 and the lever 25.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die lineare Wärmeerzeugungsschicht 28 der Heizeinrichtung 21 durch eine Erregung auf eine ausreichend hohe Temperatur über den Tonerschmelzpunkt (oder die Fixiertemperatur) erwärmt und daher ist die vorbereitende Erwärmung des Heizgliedes nicht erforderlich, so daß die Wärmeübertragung auf die Druckwalze 22 gering ist, wenn der Fixiervorgang nicht aufgeführt wird. Während des Fixiervorganges befinden sich der Fixierfilm, das Tonerbild und das Blatt zwischen der Heizeinrichtung 21 und der Druckwalze 22, der Temperaturgradient ist wegen des kurzen Wärmeerzeugungs-Zeitraums sehr steil und daher wird die Druckwalze 22 nicht leicht erwärmt, so daß die Temperatur der Druckwalze 22 auch dann unter dem Tonerschmelzpunkt gehalten wird, wenn eine praktisch erforderliche fortdauernde Bilderzeugung ausgeführt wird.In this embodiment, the linear heat generating layer 28 of the heater 21 is heated by energization to a sufficiently high temperature above the toner melting point (or fixing temperature) and therefore the preliminary heating of the heating member is not required, so that the heat transfer to the pressure roller 22 is small when the fixing operation is not performed. During the fixing operation, the fixing film, the toner image and the sheet are between the heater 21 and the pressure roller 22, the temperature gradient is very steep because of the short heat generating period and therefore the pressure roller 22 is not easily heated, so that the temperature of the pressure roller 22 is kept below the toner melting point even when practically necessary continuous image formation is carried out.

Bei der Vorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel mit dem oben beschriebenen Aufbau, wird zuerst das aus wärmeschmelzendem Toner auf dem Blatt P erzeugte Tonerbild mittels der Heizeinrichtung 21 durch den Fixierfilm 23 erwärmt und geschmolzen, wobei insbesondere sein Oberflächenabschnitt vollständig erweicht oder geschmolzen wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Heizeinrichtung, der Fixierfilm, das Tonerbild und das Blatt durch die Druckwalze 22 zusammengedrückt, so daß die Wärme wirksam übertragen wird. Daher wird die Erwärmung des Blattes P minimiert und das Tonerbild wirksam erwärmt und geschmolzen.In the apparatus of this embodiment having the above-described structure, first, the toner image formed from heat-melting toner on the sheet P is heated and melted by the fixing film 23 by means of the heater 21, particularly its surface portion is completely softened or melted. At this time, the heater, the Fixing film, the toner image and the sheet are pressed together by the pressure roller 22 so that the heat is effectively transferred. Therefore, the heating of the sheet P is minimized and the toner image is effectively heated and melted.

Durch Begrenzung der Zeit für die Wärmeerzeugung kann Energie eingespart werden.By limiting the time for heat generation, energy can be saved.

Die Abmessungen der Heizeinrichtung können klein sein, so daß ihre Wärmekapazität niedrig sein kann; daher ist es nicht erforderlich, die Temperatur der Heizeinrichtung zu erhöhen. Außerdem kann der Energieverbrauch vermindert werden, wenn keine Bilderzeugung erfolgt, und die Temperaturerhöhung in der Vorrichtung kann verhindert werden.The size of the heater can be small so that its heat capacity can be low; therefore, it is not necessary to increase the temperature of the heater. In addition, the power consumption can be reduced when no image formation is performed and the temperature increase in the device can be prevented.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Temperatur der Andruckwalze 22, wie oben beschrieben, unter den Tonerschmelzpunkt gehalten, so daß die Abstrahlung des Tonerbildes nach dem Schritt der Erwärmung des Tonerbildes während des Schritts der Abkühlung gefördert werden kann. Daher kann die für die Abkühlung erforderliche Zeit kurz und die Abmessungen der Vorrichtung können klein sein.In this embodiment, the temperature of the pressure roller 22 is kept below the toner melting point as described above, so that the radiation of the toner image after the step of heating the toner image can be promoted during the step of cooling. Therefore, the time required for cooling can be short and the size of the device can be small.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Abmessungen der Heizeinrichtung 21, der Andruckwalze 22, des Fixierfilms 23 und des Aufzeichnungsmittels P in der Richtung senkrecht zu der Zufuhrrichtung des Aufzeichnungsmittels.The following description refers to the dimensions of the heater 21, the pressure roller 22, the fixing film 23 and the recording medium P in the direction perpendicular to the feeding direction of the recording medium.

Die Figuren 5a und 5b zeigen die Beziehung zwischen der Heizeinrichtung 21, der Andruckwalze 22, dem Fixierfilm 23 und dem Übertragungsblatt P (Aufzeichnungsmittel) hinsichtlich ihrer Abmessungen. Diese Abmessungen erfüllen den Ausdruck:Figures 5a and 5b show the relationship between the heater 21, the pressure roller 22, the fixing film 23 and the transfer sheet P (recording medium) in terms of their dimensions. These dimensions satisfy the expression:

P ≤ R ≤ H ≤ FP ≤ R ≤ H ≤ F

- hier ist H die ganze Länge einer Wärmeerzeugungsschicht oder -fläche in Form einer in der Heizeinrichtung 21 vorgesehenen Linie, gemessen in Richtung seitlich zum Fixierfilm; R ist eine ganze Länge der gegenüber der Heizeinrichtung 21 befindlichen Andruckwalze 22 mit dem Fixierfilm 23 dazwischen; F ist eine Breite des Fixierfilms 23; und P ist eine Breite des Übertragungsblattes P (gemessen in der Richtung senkrecht zu der Zufuhrrichtung). Unter Berücksichtigung der leichten Neigung des Übertragungsblattes oder eines unvermeidbaren Anbringungsfehlers der Teile, sind die bevorzugten Beziehungen:- here, H is the whole length of a heat generating layer or surface in the form of a line provided in the heater 21, measured in the direction lateral to the fixing film; R is a whole length of the pressure roller 22 opposite to the heater 21 with the fixing film 23 therebetween; F is a width of the fixing film 23; and P is a width of the transfer sheet P (measured in the direction perpendicular to the feeding direction). Considering the slight inclination of the transfer sheet or an unavoidable mounting error of the parts, the preferred relations are:

P < R < H < F.P < R < H < F.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Beziehungen P < R < H < F erfüllt. Insbesondere erfüllen die Wärmeerzeugungsfläche 28 der Heizeinrichtung 21 und der Fixierfilm 23 die Beziehung H < F, unter welcher der Fixierfilm 23 entlang der ganzen Länge der Erwärmungsfläche 28 kontaktiert wird.In this embodiment, the relationships P < R < H < F are satisfied. Specifically, the heat generating surface 28 of the heater 21 and the fixing film 23 satisfy the relationship H < F under which the fixing film 23 is contacted along the entire length of the heating surface 28.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Fall eines fortgesetzten Fixiervorgangs für eine Vielzahl von Blättern. Im Bereich P wird die durch die Wärmeerzeugungsfläche 28 erzeugte Wärmemenge Q im wesentlichen auf das Übertragungsmaterial übertragen, so daß in dem dem Bereich P entsprechenden Wärmeerzeugungsbereich (A-Bereich) keine Überhitzung erfolgt. In dem sich innerhalb von R und außerhalb von P befindlichen Bereich (B- und B- Bereiche) befindenden Bereich wird die Wärmemenge Q im wesentlichen auf den Fixierfilm 23 und die Andruckswalze 22 übertragen, so daß die Wärmeerzeugungfläche, die diesem Bereich entspricht, nicht überhitzt wird. Im Bereich innerhalb von H und außerhalb von R (C- und C-Bereiche) wird die Wärmemenge Q im wesentlichen in den Fixierfilm 23 geleitet, so daß der diesem Bereich entsprechende Bereich der Wärmeerzeugungsf läche nicht überhitzt wird. Deswegen ist die Wärmeerzeugungsfläche 28 der Heizeinrichtung 21 auch dann vor einer Überhitzung über den ganzen Bereich H geschützt, wenn die Wärmekapazität der Wärmeerzeugungsschicht 23 der Heizeinrichtung 21 niedrig ist. Daher ist die Wärmeerzeugungsfläche vor Wärmeschäden infolge einer Überhitzung geschützt, so daß die Lebensdauer der Heizeinrichtung 21 verlängert wird.The following description refers to the case of continuous fixing operation for a plurality of sheets. In the region P, the amount of heat Q generated by the heat generating surface 28 is substantially transferred to the transfer material, so that no overheating occurs in the heat generating area corresponding to the region P (A area). In the area located inside R and outside P (B and B areas), the amount of heat Q is substantially transferred to the fixing film 23 and the pressure roller 22, so that the heat generating area corresponding to this area is not overheated. In the area inside H and outside R (C and C areas), the amount of heat Q is substantially transferred to the fixing film 23, so that the area corresponding to this area the heat generating surface is not overheated. Therefore, the heat generating surface 28 of the heater 21 is protected from overheating over the entire area H even when the heat capacity of the heat generating layer 23 of the heater 21 is low. Therefore, the heat generating surface is protected from heat damage due to overheating, so that the service life of the heater 21 is extended.

Figur 6 zeigt ein Vergleichsbeispiel, in dem eine Überhitzung wie in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorkommen kann. Bei dieser Anordnung ist die Beziehung der Abmessungen P < F < R < H. Die Wärmeerzeugungsfläche 28 der Heizeinrichtung 21 und der Fixierfilm 23 erfüllen die Beziehung F < H, so daß der Bereich H der Wärmeerzeugungsfläche 28 die mit dem Fixierfilm 23 nicht in Berührung befindlichen Abschnitte der entgegensetzten Enden der Wärmeerzeugungsfläche enthält.Figure 6 shows a comparative example in which overheating can occur as in the embodiment shown in Figure 1. In this arrangement, the relationship of dimensions is P < F < R < H. The heat generating surface 28 of the heater 21 and the fixing film 23 satisfy the relationship F < H, so that the area H of the heat generating surface 28 includes the portions of the opposite ends of the heat generating surface not in contact with the fixing film 23.

Wenn der Fixiervorgang fortgesetzt wird, befindet sich im Bereich innerhalb H und außerhalb R (D- und D-Bereiche) der Wärmeerzeugungsfläche der Heizeinrichtung 21 kein Fixierfilm oder keine Andruckwalze, um die Wärme positiv zu absorbieren. Deswegen erfolgt die Wärmeübertragung nur durch die Abstrahlung von der Wärme-Abstrahfläche in die Umgebung mit einem niedrigen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung. Daher wird dieser Bereich der Wärmeerzeugungsfläche 28 mit niedriger Wärmekapazität leicht überhitzt mit dem Ergebnis einer leichten Entstehung von Wärmeschäden. Im Bereich innerhalb R und außerhalb F (E- und E-Bereiche) befinden sich die Heizeinrichtung 21 und die Andruckwalze 22 in einem direkten Kontakt zueinander gepreßt, so daß die drehend angetriebene Andruckwalze 22 sich in einer gleitenden Berührung mit der Fixieroberfläche der Heizeinrichtung 21 befindet mit dem Ergebnis, daß das erforderliche Drehmoment der Andruckwalze 22 ansteigt. Deswegen verschleißt der Abschnitt der Wärmeerzeugungsfläche 28, der den Bereichen E und E entspricht, infolge des unmittelbaren Gleitkontakts mit der Andruckwalze 22 schnell.When the fixing operation is continued, in the area inside H and outside R (D and D areas) of the heat generating surface of the heater 21, there is no fixing film or pressure roller to positively absorb the heat. Therefore, the heat transfer is only carried out by radiation from the heat radiating surface to the environment with a low heat transfer efficiency. Therefore, this area of the heat generating surface 28 with low heat capacity is easily overheated, resulting in easy generation of heat damage. In the area inside R and outside F (E and E areas), the heater 21 and the pressure roller 22 are pressed in direct contact with each other, so that the rotationally driven pressure roller 22 is in sliding contact with the fixing surface of the heater 21, with the result that the required torque the pressure roller 22 increases. Therefore, the portion of the heat generating surface 28 corresponding to the areas E and E wears quickly due to the direct sliding contact with the pressure roller 22.

Bei dem in der Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfüllen die Andruckwalze 22 und der Fixierfilm 23 den Ausdruck R < F, so daß sich der Fixierfilm 23 mit der gesamten Länge der Andruckwalze 22 in Berührung befindet.In the embodiment of the present invention shown in Figure 5, the pressure roller 22 and the fixing film 23 satisfy the expression R < F, so that the fixing film 23 is in contact with the entire length of the pressure roller 22.

Aus diesem Grund befindet sich die Andruckwalze 22 nicht in einem direkten Kontakt mit der Heizeinrichtung 21, sondern ist durch den Fixierfilm 23 gedrückt. Deswegen können in den Abschnitten der Wärmeerzeugungsfläche 28, die den Flächen E und E entsprechen und sich unmittelbar in Kontakt befinden (Figur 6), der Gleitkontakt, die Abnutzung und die Beschädigung verhindert werden. Dadurch wird die Lebensdauer der Heizeinrichtung erhöht und zusätzlich kann das Antriebsdrehmoment der Andruckwalze 22 wegen des Fehlens des sich aus der direkten Berührung der Abschnitte E und E ergebenden Reibungswiderstandes reduziert werden. Das erlaubt eine Vereinfachung des Antriebssystems der Fixiervorrichtung.For this reason, the pressure roller 22 is not in direct contact with the heater 21, but is pressed by the fixing film 23. Therefore, in the portions of the heat generating surface 28 corresponding to the surfaces E and E and in direct contact (Figure 6), the sliding contact, wear and damage can be prevented. This increases the life of the heater and, in addition, the driving torque of the pressure roller 22 can be reduced due to the absence of the frictional resistance resulting from the direct contact of the portions E and E. This allows the drive system of the fixing device to be simplified.

Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur 7 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist die folgende Beziehung erfüllt:In the following, another embodiment of the present invention is described with reference to Figure 7. In this embodiment, the following relationship is satisfied:

P ≤ H ≤ R ≤ F.P ≤ H ≤ R ≤ F.

In diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere die Beziehung erfüllt P < H < R < F, derzufolge die Beziehung H < F auch in diesem Asuführungsbeispiel erfüllt ist, so daß die ganze Länge H der Wärmeerzeugungsfläche 28 der Heizeinrichtung 21 sich mittels der Andruckwalze 22 in einem Druckkontakt mit dein Fixierfilm 23 befindet. Deswegen ist der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung in allen Punkten des ganzen Wärmeerzeugungs-Flächenbereiches H gut. Daher wird keiner der Abschnitte der Wärmeerzeugungsfläche überhitzt, so daß die Lebensdauer der Heizeinrichtung verlängert wird.In this embodiment, in particular, the relationship P < H < R < F is satisfied, according to which the relationship H < F is also satisfied in this embodiment, so that the entire length H of the heat generating surface 28 of the heating device 21 is in pressure contact with the fixing film 23 by means of the pressure roller 22. Therefore, the efficiency of the Heat transfer is good at all points of the entire heat generating surface area H. Therefore, none of the sections of the heat generating surface is overheated, so that the service life of the heating device is extended.

In diesem Beispiel der Figur 7 ist die Beziehung R < F auch erfüllt, demzufolge die Heizeinrichtung (die Wärmeerzeugungsfläche 21) 28 nicht unmittelbar durch die Andruckwalze 22 gerieben wird und der Antrieb des Fixierfilms sanft mit einem niedrigen Drehmoment bewirkt werden kann. Vom Standpunkt eines sanften Antriebs des Fixierfilms ist die Beziehung P < R < F < H befriedigend. Jedoch entsteht bei F < H das oben beschriebene Problem der Überhitzung, so daß die in den Figuren 5 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele vorzuziehen sind. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist R < H. Wenn in diesem Fall die Spannung des Fixierfilms nicht groß genug ist, ist auch die Berührung zwischen dem Fixierfilm 23 und der Wärmeerzeugungsfläche 28, wie es in der Figur 8 gezeigt ist, nicht ausreichend mit dem wahrscheinlichen Ergebnis einer eingeschränkten Wärmeübertragung durch den Fixierfilm 23. Deswegen ist die Beziehung H < R, wie es in der Figur 7 gezeigt ist, vorzuziehen.In this example of Fig. 7, the relationship R < F is also satisfied, so that the heater (the heat generating surface 21) 28 is not directly rubbed by the pressure roller 22 and the drive of the fixing film can be effected smoothly with a low torque. From the standpoint of smoothly driving the fixing film, the relationship P < R < F < H is satisfactory. However, when F < H, the problem of overheating described above arises, so that the embodiments shown in Figs. 5 and 7 are preferable. In the embodiment of Figure 5, R < H. In this case, if the tension of the fixing film is not large enough, the contact between the fixing film 23 and the heat generating surface 28 as shown in Figure 8 is also not sufficient, with the probable result of limited heat transfer through the fixing film 23. Therefore, the relationship H < R as shown in Figure 7 is preferable.

Der Fixierfilm 23 kann einer solchen Art sein, daß er von der Seite der Zufuhrwelle 24 auf die Seite der Aufnahmewelle 27 zur Zeit der Durchführung der Fixiervorgänge allmählich zugeführt wird, wobei ein neuer Fixierfilm 23 eingesetzt wird, sobald seine ganze Länge aufgewickelt ist. Unter Berücksichhtigung dessen, daß auf den Fixierfilm 23 praktisch keiner Toner übertragen wird, kann der Fixierfilm 23 zu einer geeigneten Zeit auf die Zufuhrwelle zurückgespult werden oder die Aufwickelseite und die Zufuhrseite können miteinander ausgetauscht werden, um den Fixierfilm wiederholt zu benutzen, wenn die Wärmeverformung oder der Wärmeverschleiß des Films nicht bedeutsam ist (Zurückspul- und Wiederverwendungsart). Bei einer weiteren alternativen Art kann der Fixierfilm 23 die Form eines Endlosbandes habenThe fixing film 23 may be of such a type that it is gradually fed from the feed shaft 24 side to the take-up shaft 27 side at the time of performing the fixing operations, with a new fixing film 23 being set as soon as its entire length is wound up. Considering that toner is not transferred to the fixing film 23 practically, the fixing film 23 may be rewound onto the feed shaft at an appropriate time, or the take-up side and the feed side may be exchanged with each other to use the fixing film repeatedly when the heat deformation or the thermal wear of the film is not significant (rewind and reuse type). In another alternative type, the fixing film 23 may be in the form of an endless belt

Bei der ersten Art kann der Fixierfilm 23 aus einem dünnen Polyesterharz (niedrige Kosten) hergestellt werden, das zur Steigerung der Wärmebeständigkeit behandelt worden ist und dessen Dicke ohne Rücksicht auf die Haltbarkeit vermindert werden kann, so daß der Energieverbrauch eingeschränkt werden kann.In the first type, the fixing film 23 may be made of a thin polyester resin (low cost) which has been treated to increase heat resistance and whose thickness can be reduced without regard to durability, so that energy consumption can be restricted.

Bei der sich auf ein Zurückspulen und wiederholtes Benutzen beziehenden Art kann der Fixierfilm aus einem Polyiamidharz- Film mit einer Dicke von 25 Mikrometer hergestellt werden, der Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit hat und mit einer aus Fluorin-Harz oder ähnlichem bestehenden Sperrschicht beschichtet ist, die in einem Verbundschichtfilm sehr gute Sperreigenschaften aufweist. Es ist vorzuziehen, daß während der Rückspulbewegung die auf die Heizeinrichtung 21 von der Andruckwalze 22 ausgeübte Spannung gelöst wird.In the mode relating to rewinding and repeated use, the fixing film may be made of a polyamide resin film having a thickness of 25 micrometers, which has heat resistance and mechanical strength and is coated with a barrier layer made of fluorine resin or the like, which has very good barrier properties in a composite layer film. It is preferable that during the rewinding movement, the tension applied to the heater 21 by the pressure roller 22 is released.

Bei einer wiederholten Verwendung des Fixierfilms, wie es bei der Art, die sich auf ein Zurückspulen und wiederholtes Verwenden bezieht, der Fall ist, oder bei der Art eines Endlosbandes, kann eine Filzunterlage mit der Oberfläche des Films in Berührung gebracht werden, wobei die Filzunterlage mit Silokonöl oder ähnlichem imprägniert ist, um die Filmoberfläche zu reinigen und mit einer Sperreigenschaft auszustatten.In the case of repeated use of the fixing film, as is the case with the type involving rewinding and repeated use or the type of an endless belt, a felt pad may be brought into contact with the surface of the film, the felt pad being impregnated with silicone oil or the like to clean the film surface and provide it with a barrier property.

Bei einer Behandlung des Fixierfilms mit einem isolierenden Fluorharz konnten auf dem Film leicht elektrostatische Aufladungen erzeugt werden, die das Tonerbild stören könnten. Um dieses Problem zu beseitigen kann der Film unter Verwendung einer geerdeten Entladungsbürste elektrisch entladen werden. Alternativ dazu kann an die Bürste eine Vorspannung angelegt werden, um den Film innerhalb eines Bereichs aufzuladen, der das Tonerbild nicht stört. Als eine weitere Möglichkeit kann zu dem Flourharz leitfähiges Pulver oder Faser wie z.B. Karbon-Schwarz oder ähnliches beigemengt werden, um die Störung durch die elektrostatische Aufladung zu stören. Dieselben Mittel sind auch auf die Andruckwalze zum Zweck der elektrischen Entladung oder zum Zweck der Gewährleistung der Leitfähigkeit anwendbar.When the fixing film was treated with an insulating fluorine resin, electrostatic charges could easily be generated on the film, which could disturb the toner image. To eliminate this problem, the film can be treated with The fluorine resin can be electrically discharged using a grounded discharge brush. Alternatively, a bias voltage can be applied to the brush to charge the film within a range that does not disturb the toner image. As a further possibility, conductive powder or fiber such as carbon black or the like can be added to the fluorine resin to disturb the interference caused by the electrostatic charge. The same means can also be applied to the pressure roller for the purpose of electrical discharge or for the purpose of ensuring conductivity.

Zusätzlich kann ein Mittel zur Verhinderung der Elektrisierung angewendet oder hinzugefügt werden.In addition, an anti-electrification agent may be applied or added.

Bei einer jeden der genannten Arten kann der Fixierfilm 23 in Form einer Cassette vorgesehen werden, die an einer vorbestimmten Stelle der Fixiervorrichtung abnehmbar angebracht ist, so daß das Auswechseln des Fixiersfilms leichter gemacht wird.In any of the above types, the fixing film 23 may be provided in the form of a cassette which is detachably mounted at a predetermined position of the fixing device, so that the replacement of the fixing film is made easier.

Der Aufbau der Heizeinrichtung 21 und die Steuerung der Energieversorgung der Wärmeerzeugungsfläche (Schicht) 28 sind nicht auf die vorher beschriebenen beschränkt. Die Wärmeerzeugungsfläche 28 der Heizeinrichtung kann z.B. durch einen Dickfilm-Widerstand oder eine Anordnung von Keramikchips mit PPC-Charakteristiken ersetzt werden, und die Erregungssteuerung ist nicht auf die impulsweise Erregung beschränkt, sondern kann eine ununterbrochene Erregung bewirken, wenn der elektrisch versorgte Wärmeerzeugungssabschnitt der Heizeinrichtung und der Erwärmungsabschnitt zur Erwärmung des Toners miteinander integriert und fest abgestützt sind.The structure of the heater 21 and the control of the power supply of the heat generating surface (layer) 28 are not limited to those described above. The heat generating surface 28 of the heater may be replaced by, for example, a thick film resistor or an array of ceramic chips having PPC characteristics, and the energization control is not limited to pulse-wise energization but may effect continuous energization if the electrically supplied heat generating section of the heater and the heating section for heating the toner are integrated with each other and firmly supported.

Figur 9 zeigt eine Fixiervorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die eine an der Fixiervorrichtung abgestützte Heizeinrichtung 51 mit niedriger Wärmekapazität sowie einen Fixierfilm 52 in Form eines Endlosbandes, das in Berührung mit der Heizeinrichtung 51 in die durch den Pfeil gezeigte Richtung bewegbar ist, umfaßt. Der Fixierfilm 52 ist zwischen einer Antriebswalze 53 (Fördermittel) und einer angetriebenen Walze 54 gespannt und wird durch die Antriebswalze 53 angetrieben. Eine Andruckwalze 55 hat eine elastische Gummischicht, die aus Silikongummi oder ähnlichem gefertigt ist und gute Sperreigenschaften aufweist, und wird durch den Fixierfilm 52 gegen die Heizeinrichtung 51 gedrückt. Die Andruckwalze ist drehbar. Ein Aufzeichnungsmittel (nicht gezeigt) mit einem unfixierten Tonerbild wird in einen Walzenspalt eingeführt, der durch die Andruckwalze 55, durch welche das Bild fixiert wird, ausgebildet ist. An einem Endabschnitt des Fixierfilms 52 ist ein Meßfühler-Abschnitt 56, wie z.B. ein Fotosensor, zur Erfassung der Lage des Films angeordnet. Durch (nicht gezeigte) Antriebsmittel, die in Übereinstimmung mit dem Erfassungssignal bewegbar sind, wird ein (nicht gezeigter) Exzenternocken gedreht, um die angetriebene Walze 54 zu verstellen und die Lage des Fixierfilms 52 zu steuern. Insbesondere dann, wenn der Fixierfilm 52 sich in eine Richtung soweit zu verschieben beginnt, daß der Fixierfilm 52 durch den Erfassungsabschnitt 56 erfaßt wird, so wird die angetriebene Walze 54 verschoben, um eine seitlich verschiebende Gegenkraft auf den Film einwirken zu lassen, wodurch die seitliche Verschiebung des Fixierfilms 52 gesteuert wird.Figure 9 shows a fixing device according to a further embodiment of the present invention, which has a the fixing device, and a fixing film 52 in the form of an endless belt which is movable in the direction shown by the arrow in contact with the heater 51. The fixing film 52 is stretched between a drive roller 53 (conveyor) and a driven roller 54 and is driven by the drive roller 53. A pressure roller 55 has an elastic rubber layer made of silicone rubber or the like and having good barrier properties and is pressed against the heater 51 by the fixing film 52. The pressure roller is rotatable. A recording medium (not shown) having an unfixed toner image is introduced into a nip formed by the pressure roller 55 by which the image is fixed. At an end portion of the fixing film 52, a sensing portion 56 such as a photosensor is arranged for detecting the position of the film. By a drive means (not shown) movable in accordance with the detection signal, an eccentric cam (not shown) is rotated to move the driven roller 54 and control the position of the fixing film 52. Specifically, when the fixing film 52 begins to shift in a direction to the extent that the fixing film 52 is detected by the detection section 56, the driven roller 54 is shifted to apply a laterally shifting counterforce to the film, thereby controlling the lateral shift of the fixing film 52.

Wenn die Gegenverschiebung erfaßt wird, so wird der (nicht gezeigte) Exzenternocken weitergedreht, um die angetriebene Walze zu verstellen. Durch diesen Mechanismus zur Verstellsteuerung werden die Enden des Fixierfilms 52 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten.When the reverse displacement is detected, the eccentric cam (not shown) is further rotated to move the driven roller. By this movement control mechanism, the ends of the fixing film 52 are kept within a predetermined range.

Figuren 9 und 10 zeigen die Beziehungen verschiedener Elemente der Fixiervorrichtung hinsichtlich ihrer Abmessungen in die Längsrichtung (in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmittels in diesem Aufzeichnungsbeispiel). Erfüllt ist insbesondere die Beziehung: [Länge des Fixierfilms (239 mm)] > [Länge des Andruckabschnitts (232 mm)] > [Wärmeerzeugende Länge (228 mm)] > [Maximale Breite des Blattdurchlaufs (216 mm)]. Bei diesen Beziehungen der Längsabmessungen wird die wärmeerzeugende Länge in bezug auf die maximale Breite des Blattdurchlaufs (216 mm) so gewählt, um einen Rand von 12 mm unter Berücksichtigung der seitlichen Verschiebung des Blattes, der schiefen Zuführung des Blattes und der Temperaturverteilung in der Heizeinrichtung zu gewährleisten. Was die Länge des Andruckabschnitts anbelangt, so wird dieser in bezug auf den wärmeerzeugenden Abschnitt mit einem Rand von 4 mm unter Berücksichtigung des Druckspiels des Andruckabschnitts und der Genauigkeit der Teile gewählt.Figures 9 and 10 show the relationships of various elements of the fixing device with respect to their dimensions in the longitudinal direction (in a direction perpendicular to the direction of movement of the recording medium in this recording example). Specifically, the relationship is satisfied: [length of the fixing film (239 mm)] > [length of the pressing section (232 mm)] > [heat-generating length (228 mm)] > [maximum width of the sheet passage (216 mm)]. In these relationships of the longitudinal dimensions, the heat-generating length with respect to the maximum width of the sheet passage (216 mm) is selected so as to ensure a margin of 12 mm in consideration of the lateral displacement of the sheet, the skewed feeding of the sheet and the temperature distribution in the heater. As for the length of the pressure section, it is selected with respect to the heat-generating section with a margin of 4 mm, taking into account the pressure clearance of the pressure section and the accuracy of the parts.

Die Fixiervorrichtung hat den Mechanismus zur Steuerung der seitlichen Verschiebung des Fixierfilms 52 und deswegen ist die Länge des Fixierfilms so definiert, daß sie auch dann länger als die Länge des Andruckabschnitts ist, wenn der Film durch die Steuerung der seitlichen Verschiebung versetzt ist (+/- 1,5 mm). Insbesondere, um den Rand von 2 mm, um welchen der Film 52 länger als der Andruckabschnitt ist, zu gewährleisten, ist die Länge des Fixierfilms gleich [Länge des Andruckabschnitts (232 mm)] + [Seitliche Verschiebungssteuerung (3 mm auf beiden Seiten)] + [Rand (4 mm auf beiden Seiten)] auch dann, wenn der Fixierfilm 52 durch die seitliche Verschiebungssteuerung (1,5 mm auf der einen Seite) seitlich verschoben wird.The fixing device has the mechanism for controlling the lateral displacement of the fixing film 52, and therefore, the length of the fixing film is defined to be longer than the length of the pressing portion even when the film is displaced by the lateral displacement control (+/- 1.5 mm). Specifically, in order to ensure the margin of 2 mm by which the film 52 is longer than the pressing portion, the length of the fixing film is equal to [length of the pressing portion (232 mm)] + [lateral displacement control (3 mm on both sides)] + [margin (4 mm on both sides)] even when the fixing film 52 is displaced laterally by the lateral displacement control (1.5 mm on one side).

Das heißt, daß der Fixierfilm um 7 mm länger als der Andruckabschnitt ist.This means that the fixing film is 7 mm longer than the pressure section.

In der Heizeinrichtung 1 ist an der Berührungsstelle mit dem Fixierfilm 52 eine Glas-Schutzschicht auf die Oberfläche der Heizeinrichtung aufgedampft, um eine Abnutzung der Schichtkontaktfläche zu verhindernIn the heating device 1, a protective glass layer is vapor-deposited onto the surface of the heating device at the point of contact with the fixing film 52 in order to prevent wear of the layer contact surface.

Die Länge der Schutzschicht ist größer als die Länge des Fixierfilms. Mit Rücksicht auf die Ränder für die Steuerung der seitlichen Verschiebung des Fixierfilms 52, d.h. unter Berücksichtigung des Bewegungsbereiches des Fixierfilms 52, ist die Länge der Schutzschicht gleich [Länge des Fixierfilms (239 mm)] + [Bewegungsabsweichung (3 mm auf beiden Seiten)] + [Rand (4 mm auf beiden Seiten)]. D.h., daß die Länge der Schutzschicht 246 mm ist.The length of the protective layer is longer than the length of the fixing film. In consideration of the margins for controlling the lateral displacement of the fixing film 52, i.e., in consideration of the moving range of the fixing film 52, the length of the protective layer is equal to [length of the fixing film (239 mm)] + [moving deviation (3 mm on both sides)] + [margin (4 mm on both sides)]. That is, the length of the protective layer is 246 mm.

Wie in bezug auf dieses Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, liegt der Fixierfilm in der Form eines Endlosbandes vor. Auch wenn der Endlosfilm seitlich verschoben wird, so wird der Wärmeerzeugungsabschnitt der Heizeinrichtung vor der örtlichen Überhitzung und Beschädigung, wie z.B. Schmelzen, geschützt, wobei auch die Zufuhr und der Antrieb des Andruckgliedes und des Fixierfilms stabilisiert werden können.As described with respect to this embodiment, the fixing film is in the form of an endless belt. Even if the endless film is displaced sideways, the heat generating section of the heater is protected from local overheating and damage such as melting, and the feeding and driving of the pressing member and the fixing film can also be stabilized.

Wie es in Figur 10 gezeigt ist, ist zur Steuerung der Wärmeerzeugung der Heizeinrichtung innerhalb der maximalen Breite P des Blattdurchlaufes ein Thermistor S zur Erfassung der Temperatur der Heizeinrichtung angeordnet, insbesondere in der Nähe des Mittelpunkts der Breite nach, der sich innerhalb der minimalen Breite des Blattdurchlaufes bef indet. Auf diese Weise sind die Steuerbedingungen für die Temperatursteuerung des wärmeerzeugenden Abschnitts H in jedem Abschnitt die gleichen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Blatt so angeordnet, daß sein Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Zufuhrdurchlaufs ausgerichtet ist, so daß die Längsränder auf den gegenüberliegenden Seiten gleichmäßig verteilt sind. Bei einer Zuführung des Blattes mit Ausrichtung auf der einen Seite ist dieselbe Randeinstellung möglich, jedoch können die Ränder auf den gegenüberliegenden Seiten unterschiedlich sein.As shown in Figure 10, in order to control the heat generation of the heater within the maximum width P of the sheet passage, a thermistor S for detecting the temperature of the heater is arranged, particularly near the widthwise center which is within the minimum width of the sheet passage. In this way, the control conditions for temperature control of the heat generating section H in each section are the same. In this embodiment, the sheet is positioned so that its center is aligned with the center of the feed path so that the long edges on the opposite sides are evenly spaced. When the sheet is fed with alignment on one side, the same margin setting is possible, but the margins on the opposite sides may be different.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier dargelegten Anordnungen beschrieben worden ist, ist sie auf die dargelegten Einzelheiten nicht beschränkt, und das Anliegen dieser Anmeldung ist, solche Abwandlungen oder Änderungen abzudecken, die innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche möglich sind.Although the invention has been described with reference to the arrangements set forth herein, it is not limited to the details set forth, and the intent of this application is to cover such modifications or changes as may come within the scope of the claims.

Claims

1. Image fixing device with:

a heating device (21, 51);

a film (23, 52) in contact with the heating device, heat from the heating device being conducted through the film to a toner image (Ta) on an image carrier member (P),

and wherein the film (23, 52) is in contact with the entire heat generating surface of the heater (21, 52) in a direction perpendicular to the moving direction of the image bearing member (P).

2. Apparatus according to claim 1, comprising a rotary pressing member (22, 55) for pressing the film (23, 52) and the image bearing member (P) to the heating device (21, 52), wherein the film has a width measured in the direction perpendicular to the direction of movement of the film which is sufficient to cover the entire length of the rotary pressing member (22, 55).

3. Device according to claim 1 with a pressing member (22, 55) for pressing the film (23, 52) and the image carrier member to the heating device (21, 52), wherein a pressing portion provided by the pressing member and the film have lengths which, measured in the direction perpendicular to the moving direction of the image carrier member (P), are greater than the length of the heat generating surface of the heating device (21, 52).

4. Apparatus according to claim 1, wherein the film (52) is in the form of an endless belt and the film has a dimension which is larger than a dimension of the heat generating surface of the heater (51) in the direction perpendicular to the direction of movement of the image bearing member (P) by an amount which is larger than a possible lateral displacement of the film (52).

5. Apparatus according to claim 4, comprising control means (54, 56) for controlling the lateral position of the endless film (52) to keep the lateral displacement of the film within a predetermined range, and a pressing member (55) for pressing the film and the image bearing member (P) against the heating device (51), wherein the film has a width in the direction perpendicular to the moving direction of the image bearing member (P) which is larger than that of a pressing portion provided by the pressing member (55) by an amount which is larger than the lateral displacement.

6. Device according to one of claims 1 to 5, in which the heating device (21, 51) is stationary during its image fixing operation and the film (23, 52) slides on the heating device.

7. An apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating means (21) comprises a linear heat generating layer (28) extending in the direction perpendicular to the moving direction of the image bearing member (B), and wherein the film (23) has a width greater than a length of the heat generating layer.

8. Device according to one of claims 1 to 7, in which the heat generating surface in the direction perpendicular to the moving direction of the image carrier member (B) is longer than the width of an image carrier member (B) with a usable maximum size

9. Device according to one of claims 1 to 8, in which a side of the film (23, 52) which is contactable with the toner image (Ta) is coated with a barrier layer.