EP0060328A2 - Fixing device - Google Patents

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EP0060328A2
EP0060328A2 EP81108915A EP81108915A EP0060328A2 EP 0060328 A2 EP0060328 A2 EP 0060328A2 EP 81108915 A EP81108915 A EP 81108915A EP 81108915 A EP81108915 A EP 81108915A EP 0060328 A2 EP0060328 A2 EP 0060328A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
fixing device
insulating layer
heating
contact layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP81108915A
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EP0060328A3 (en
Inventor
Roland Dr. Dipl.-Phys. Moraw
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of EP0060328A2 publication Critical patent/EP0060328A2/en
Publication of EP0060328A3 publication Critical patent/EP0060328A3/en
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat

Definitions

  • the invention relates to a fixing device for an electrophotographic copier, with a heating plate which consists of at least two layers and over the surface of which a recording medium carrying the toner image to be fixed is transported.
  • a photoconductor layer is electrostatically charged and exposed imagewise.
  • the latent charge image thus generated on the photoconductor layer is developed into a visible image with the aid of dry toner or liquid toner.
  • Liquid toner essentially consists of an aliphatic hydrocarbon dispersing liquid in which the toner is dispersed in the form of charged pigments.
  • the developed, moist toner image is transferred from the photoconductor layer to the recording medium, such as paper, by pressure and the photoconductor layer is cleaned for the next copying cycle.
  • the moist and therefore not smudge-proof toner image on the recording medium is fixed by heating.
  • a tried and tested technique used in many copiers is to guide the moist recording medium with the back in sliding contact over a heated plate.
  • Such heating plates in flat or curved form consist of a metal body with embedded electrical heating elements.
  • the heating plate is made of cast aluminum with the dimensions 2.5 x 85 x 290 mm with two embedded heating rods, each with a heating power of 400 watts.
  • the temperature is controlled in two-point control by switching on and off at about 200 O C.
  • the heating plate cools down slowly according to its large heat capacity, so that after a short downtime, the lead time can be reduced to a few seconds in order to keep the waiting time for each copy short.
  • the object of the invention is to improve a fixing device of the type described in the introduction in such a way that the heating-up time of the fixing device compared to the lead time without increasing the heating power requirement of the heating plate is shortened.
  • a fixing device according to the preamble of claim 1 in that a heating layer is enclosed on both sides by further layers, the dimensions and material composition of which are selected such that the heat capacity of the heating plate is smaller at the beginning of the heating process until the operating temperature is reached is as their heat capacity in continuous operation.
  • the heating plate on the one hand heats up quickly and on the other hand slowly cools down, so that wiped-fixed copies are obtained from the start and, with short downtimes of the copying machine, wiped-fixed copies are obtained with almost no waiting time after switching on the device. This follows from the fact that the effective heat capacity when switching on is initially small, but is high when the operating temperature is reached in continuous operation.
  • a heating layer 1 made of an electrically heatable layer of thin sheet metal, which is arranged flatly or in strips or consists of resistance wires in the form of folds or spirals, forms the middle piece of a heating plate 9.
  • the resistance between connection contacts 6 is approximately 15 ohms.
  • the installed power is 807 watts.
  • the heating layer 1 is enclosed on both sides by an insulating layer 2 or 4, which have different heat transfer coefficients.
  • a contact layer 3 bears against one insulating layer 2, over which a recording medium 7 is guided.
  • the other insulating layer 4 is adjacent to a storage layer 5.
  • the heat transfer coefficient of the insulating layer 2 is greater than the heat transfer coefficient of the insulating layer 4.
  • the thickness of the insulating layer 2 is also less than the thickness of the insulating layer 4.
  • the heat capacity of the contact layer 3 is chosen to be less than or equal to the heat capacity of the storage layer 5. If the same material is used for the two layers, the thickness of the storage layer 5 is generally greater than that of the contact layer 3.
  • Mica or temperature-resistant foils made of, for example, olyimide are suitable as temperature-resistant insulation materials for layers 2 and 4.
  • Ceramic paper a felt made from mineral-ceramic fibers, has also proven to be an effective insulation material.
  • the insulating layer 2 is made thin and consists, for example, of 0.4 mm thick ceramic paper.
  • 0.8 mm thick ceramic paper is also used.
  • the contact layer 3 must be mechanically stable with respect to the recording media or copies 7 carried away in sliding contact and ensure effective heat transfer from the heating plate 9 to the copies due to good thermal conductivity.
  • a well-suited material for the contact layer 3 is, inter alia, copper sheet metal, onto which the copies 7 running over it are pressed, for example by driven or loosely running rollers, not shown.
  • the contact layer 3 consists of 1 mm thick copper sheet.
  • Significantly thinner copper sheet with a thickness of less than 0.5 mm is less suitable because then the cooling caused by the copies sliding over it leads to large temperature fluctuations of 20 ° C and higher.
  • a temperature sensor 8 for controlling the heating voltage is expediently embedded in the contact layer 3.
  • the insulating layer 4 is selected from the same temperature-resistant insulation materials as are used for the layer 2.
  • the insulating layer 4 consists of 4 mm thick ceramic paper, so that the heat transfer from the heating layer 1 to the storage layer 5 takes place noticeably slower than for contact Layer 3 through the comparatively thin insulating layer 2 of 0.4 mm or 0.8 mm thickness.
  • the storage layer 5 serves as a heat store. It basically consists of temperature-resistant materials such as ceramics. Because of the greater breaking strength, metal is also preferred . used. The thicker the storage layer 5 is chosen, the greater the heat capacity of the entire heating plate 9, the slower it cools down after the copying process has been completed.
  • the thickness of the storage layer 5 was chosen, among other things, such that the heat capacities of the heating plates to be compared were of a similar size.
  • the storage layer 5 formed a 1 mm thick copper sheet.
  • the storage layer 5 was covered on its open side with a heat insulation layer.
  • Curves A and B show the temperature profile of the heating plate 9 according to the invention with a 0.4 mm thin insulating layer 2 made of ceramic paper and with a 0.8 mm thick insulating layer 2.
  • Curve C shows the temperature profile of a heating plate according to the prior art .
  • a reduction in the effective heat capacity during heating causes the temperature of the contact layer 3 to rise more quickly (curves A and B compared to curve C).
  • the temporary reduction in the effective heat capacity is achieved by dividing the heat flows from the heating layer 1 to the contact layer 3 or the storage layer 5.
  • the Heat flow into the contact layer 3 is at least the same, preferably greater than the heat flow into the storage layer 5.
  • this is simply determined by the thicknesses of the insulating layers 2 and 4.
  • the thinner the layers the greater the heat transfer coefficients.
  • the ratio of the heat transfer coefficients is around 10: 1 for curve A and 5: 1 for curve 'B.
  • the increases in curves A: B: C behave as 2.6: 1.6: 1.
  • the temperature increase in relation to that of curve C is almost 4.
  • the processes described last relate to the switch-on process, which ends when the predetermined temperature of, for example, 200 ° C. is reached.
  • the heating voltage is interrupted until the temperature drop exceeds the permitted temperature fluctuation range.
  • the invention has been described with reference to a fixing device in an electrophotographic copier, but it is of course also possible to use the heating plate in recording devices in which, for example, charge images are generated with writing electrodes.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung mit einer aus mehreren Schichten 1 bis 5 bestehenden Heizplatte 9. Eine Heizschicht 1 wird zu beiden Seiten von je einer Isolierschicht 2, 4 eingeschlossen. An die eine Isolierschicht 2 grenzt eine Kontaktschicht 3 an, über die ein Aufzeichnungsträger 7, der das zu fixierende Tonerbild trägt, geführt wirc. An die andere Isolierschicht 4 liegt eine Speicherschicht 5 an.The invention relates to a fixing device with a heating plate 9 consisting of several layers 1 to 5. A heating layer 1 is enclosed on both sides by an insulating layer 2, 4. A contact layer 3 adjoins the one insulating layer 2, via which a recording medium 7, which carries the toner image to be fixed, is guided. A storage layer 5 lies against the other insulating layer 4.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fixiervorrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät , mit einer Heizplatte, die aus zumindest zwei Schichten besteht und über deren Oberfläche ein das zu fixierende Tonerbild tragender Aufzeichnungsträger transportiert wird.The invention relates to a fixing device for an electrophotographic copier, with a heating plate which consists of at least two layers and over the surface of which a recording medium carrying the toner image to be fixed is transported.

In elektrofotografischen Kopiergeräten wird eine Fotoleiterschicht elektrostatisch aufgeladen und bildmäßig belichtet. Das dadurch auf der Fotoleiterschicht erzeugte latente Ladungsbild wird mit Hilfe von Trockentoner oder Flüssigtoner zu einem sichtbaren Bild entwickelt. Flüssigtoner besteht im wesentlichen aus einer Dispergierflüssigkeit aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen, in der der Toner in Form von aufgeladenen Pigmenten dispergiert ist. Das entwickelte feuchte Tonerbild wird von der Fotoleiterschicht auf den Aufzeichnungsträger wie Papier durch Andruck übertragen und die Fotoleiterschicht für den nächsten Kopierzyklus gereinigt. Das feuchte und deshalb nicht wischfeste Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger wird durch Erwärmen fixiert. Eine bewährte und in vielen Kopiergeräten benutzte Technik besteht darin, den feuchten Aufzeichnungsträger mit der Rückseite im Gleitkontakt über eine beheizte Platte zu führen.In electrophotographic copiers, a photoconductor layer is electrostatically charged and exposed imagewise. The latent charge image thus generated on the photoconductor layer is developed into a visible image with the aid of dry toner or liquid toner. Liquid toner essentially consists of an aliphatic hydrocarbon dispersing liquid in which the toner is dispersed in the form of charged pigments. The developed, moist toner image is transferred from the photoconductor layer to the recording medium, such as paper, by pressure and the photoconductor layer is cleaned for the next copying cycle. The moist and therefore not smudge-proof toner image on the recording medium is fixed by heating. A tried and tested technique used in many copiers is to guide the moist recording medium with the back in sliding contact over a heated plate.

Solche Heizplatten in ebener oder gekrümmter Form bestehen aus einem Metallkörper mit eingelassenen elektrischen Heizelementen. In einer bekannten Ausführungsform besteht die Heizplatte aus Aluminiumguß mit den Abmessungen 2,5 x 85 x 290 mm mit zwei eingelassenen Heizstäben von je 400 Watt Heizleistung. Durch einen Thermofühler wird die Temperatur in Zweipunktregelung durch Ein- und Ausschalten auf etwa 200 OC geregelt.Such heating plates in flat or curved form consist of a metal body with embedded electrical heating elements. In a known embodiment, the heating plate is made of cast aluminum with the dimensions 2.5 x 85 x 290 mm with two embedded heating rods, each with a heating power of 400 watts. By a thermal sensor, the temperature is controlled in two-point control by switching on and off at about 200 O C.

Beim Einschalten bekannter elektrofotografischer Kopiergeräte nach längerem Stillstand ist es üblich, zuerst in einem Vorlauf von etwa 25Sek:. Dauer den Fotoleiter von angetrockneten Tonerresten durch Spülen mit Tonerflüssigkeit zu reinigen. In dieser Vorlaufzeit wird auch die Heizplatte auf ihre Betriebstemperatur aufgeheizt. Eine Heizplatte der beschriebenen Art erreicht am Ende der Vorlaufzeit von 25 Sek. eine Temperatur von nur etwa 65 °C bei einer Umgebungstemperatur von etwa 22 °C. Die Betriebstemperatur von ca. 200 °C wird erst nach etwa 80 Sek. erreicht. Deshalb sind die ersten, unmittelbar nach der Vorlaufzeit hergestellten Kopien häufig noch nicht wischfest fixiert. Besonders bei Kopiergeräten höherer Kopierleistung ab etwa 30 Kopien/Min., die in Verbindung mit einer nachgeschalteten Sortiereinrichtung für die Kopien arbeiten, treten immer wieder Verwischungen auf.When switching on well-known electrophotographic copying machines after a long standstill, it is common to start with a lead time of about 25 seconds. It takes time to clean the photoconductor of dried toner residues by rinsing with toner liquid. During this lead time, the heating plate is also heated to its operating temperature. At the end of the lead time of 25 seconds, a heating plate of the type described reaches a temperature of only about 65 ° C. at an ambient temperature of about 22 ° C. The operating temperature of approx. 200 ° C is only reached after about 80 seconds. For this reason, the first copies made immediately after the lead time are often not yet smudge-proof. Blurring occurs again and again, particularly in the case of copiers with a higher copying capacity from about 30 copies / min., Which work in conjunction with a downstream sorting device for the copies.

Bei Stillstandzeiten bis zu einigen Minuten kühlt sich die Heizplatte entsprechend ihrer großen Wärmekapazität nur langsam ab, so daß nach nur kurzem Gerätestillstand die Vorlaufzeit auf wenige Sekunden verkürzt werden kann, um die Wartezeit für jede Kopie gering zu halten.With downtimes of up to a few minutes, the heating plate cools down slowly according to its large heat capacity, so that after a short downtime, the lead time can be reduced to a few seconds in order to keep the waiting time for each copy short.

Bei zusätzlicher Heizung während der Vorlaufzeit mit einer vielfach größeren Leistung als sie der Betriebsleistung entspricht, werden die üblichen zulässigen Leistungsgrenzen der elektrischen Installationen oft überschritten, so daß die Gefahr eines Geräteausfalls gegeben ist.With additional heating during the lead time with an output that is many times greater than the operating output, the usual permissible output limits of the electrical installations are often exceeded, so that there is a risk of equipment failure.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fixiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß die Aufheizzeit der Fixiervorrichtung gegenüber der Vorlaufzeit ohne Erhöhung des Heiz- leistungsbedarfs'der Heizplatte verkürzt wird.The object of the invention is to improve a fixing device of the type described in the introduction in such a way that the heating-up time of the fixing device compared to the lead time without increasing the heating power requirement of the heating plate is shortened.

Diese Aufgabe wird durch eine Fixiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine Heizschicht zu beiden Seiten von weiteren Schichten eingeschlossen ist, deren Abmessungen und Materialzusammensetzung so gewählt sind, daß die Wärmekapazität der Heizplatte zu Beginn des Aufheizvorgangs bis zum Erreichen der Betriebstemperatur kleiner ist als ihre Wärmekapazität im Dauerbetrieb.This object is achieved by a fixing device according to the preamble of claim 1 in that a heating layer is enclosed on both sides by further layers, the dimensions and material composition of which are selected such that the heat capacity of the heating plate is smaller at the beginning of the heating process until the operating temperature is reached is as their heat capacity in continuous operation.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.The further embodiment of the invention results from the features of the subclaims.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß sich die Heizplatte einerseits schnell aufheizt und andererseits langsam abkühlt, so daß von Anfang an wischfest fixierte Kopien und bei kurzen Stillstandzeiten des Kopiergeräts nahezu ohne Wartezeit nach dem Einschalten des Geräts wischfest fixierte Kopien erhalten werden. Dies folgt daraus, daß die effektive Wärmekapazität beim Einschalten zunächst klein ist, beim Er-reichen der Betriebstemperatur im Dauerbetrieb jedoch groß ist.With the invention, the advantage is achieved that the heating plate on the one hand heats up quickly and on the other hand slowly cools down, so that wiped-fixed copies are obtained from the start and, with short downtimes of the copying machine, wiped-fixed copies are obtained with almost no waiting time after switching on the device. This follows from the fact that the effective heat capacity when switching on is initially small, but is high when the operating temperature is reached in continuous operation.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Schnittansicht einer Heizplatte nach der Erfindung, die aus mehreren Schichten aufgebaut ist, und
  • Fig. 2 den Temperaturverlauf auf der Oberfläche von mehreren Heizplatten in Abhängigkeit von der Heizzeit.
Show it:
  • Fig. 1 is a sectional view of a heating plate according to the invention, which is constructed from several layers, and
  • Fig. 2 shows the temperature profile on the surface of several heating plates depending on the heating time.

Eine Heizschicht 1 aus einer elektrisch aufheizbaren Schicht aus dünnem Blech, das flächenhaft oder in Streifen angeordnet ist oder aus falten- oder spiralförmig angeordneten Widerstandsdrähten besteht, bildet das Mittelstück einer Heizplatte 9. In einem Ausführungsbeispiel mit sechs Blechstreifen von 280 mm Länge in Längsrichtung der Heizplatte 9, bei einer Breite der Heizplatte 9 von 85 mm,beträgt der Widerstand zwischen Anschlußkontakten 6 etwa 15 Ohm. Bei einer Versorgungsspannung von 110 Volt beträgt die installierte Leistung 807 Watt.A heating layer 1 made of an electrically heatable layer of thin sheet metal, which is arranged flatly or in strips or consists of resistance wires in the form of folds or spirals, forms the middle piece of a heating plate 9. In one exemplary embodiment with six sheet metal strips of 280 mm length in the longitudinal direction of the heating plate 9, with a width of the heating plate 9 of 85 mm, the resistance between connection contacts 6 is approximately 15 ohms. With a supply voltage of 110 volts, the installed power is 807 watts.

Die Heizschicht 1 ist zu beiden Seiten von je einer Isolierschicht 2 bzw. 4 eingeschlossen, die unterschiedliche Wärmedurchgangskoeffizienten besitzen. An der einen Isolierschicht 2 liegt eine Kontaktschicht 3 an, über die ein Aufzeichnungsträger 7 geführt ist. Die andere Isolierschicht 4 grenzt an eine Speicherschicht 5 an. Der Wärmedurchgangskoeffizient der Isolierschicht 2 ist größer als der Wärmedurchgangskoeffizient der Isolierschicht 4.The heating layer 1 is enclosed on both sides by an insulating layer 2 or 4, which have different heat transfer coefficients. A contact layer 3 bears against one insulating layer 2, over which a recording medium 7 is guided. The other insulating layer 4 is adjacent to a storage layer 5. The heat transfer coefficient of the insulating layer 2 is greater than the heat transfer coefficient of the insulating layer 4.

Die Dicke der Isolierschicht 2 ist bei Verwendung des gleichen Materials auch für die Isolierschicht 4 geringer als deren Dicke.When using the same material, the thickness of the insulating layer 2 is also less than the thickness of the insulating layer 4.

Die Wärmekapazität der Kontaktschicht 3 wird kleiner als die oder gleich der Wärmekapazität der Speicherschicht 5 gewählt. Wird gleiches Material für die beiden Schichten verwendet, so ist im allgemeinen die Dicke der Speicherschicht 5 größer als diejenige der Kontaktschicht 3.The heat capacity of the contact layer 3 is chosen to be less than or equal to the heat capacity of the storage layer 5. If the same material is used for the two layers, the thickness of the storage layer 5 is generally greater than that of the contact layer 3.

Als temperaturfeste Isolationsmaterialien für die Schichten 2 und 4 sind Glimmer oder temperaturbeständige Folien aus beispielsweise ?olyimid geeignet. Gut bewährt hat sich als Isolationsmaterial auch Keramikpapier, ein aus mineralischen-keramischen Fasern aufgebauter Filz. Für einen schnellen Wärmeübergang von der Heizschicht 1 zur Kontaktschicht 3 wird die Isolierschicht 2 dünn ausgebildet und besteht beispielsweise aus 0,4 mm dickem Keramikpapier. Zur Überprüfung des Einflusses der Dicke der Isolierschicht 2 auf den Wärmeübergang wird auch 0,8 mm dickes Keramikpapier benutzt. Die Kontaktschicht 3 muß gegenüber den im Gleitkontakt hinweggeführten Aufzeichnungsträgern bzw. Kopien 7 mechanisch stabil sein und durch gute Wärmeleitfähigkeit einen wirkungsvollen Wärmeübergang von der Heizplatte 9 zu den Kopien gewährleisten. Ein gut geeignetes Material für die Kontaktschicht 3 ist unter anderem Kupferblech, auf das die darüberlaufenden Kopien 7 beispielsweise durch angetriebene oder lose mitlaufende, nicht gezeigte Rollen angedrückt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Kontaktschicht 3 aus 1 mm dickem Kupferblech. Wesentlich dünneres Kupferblech mit einer Dicke unter 0,5 mm ist weniger gut geeignet, weil dann die Abkühlung durch die darübergleitenden Kopien zu großen Temperaturschwankungen von 20 °C und höher führt.Mica or temperature-resistant foils made of, for example, olyimide are suitable as temperature-resistant insulation materials for layers 2 and 4. Ceramic paper, a felt made from mineral-ceramic fibers, has also proven to be an effective insulation material. For a rapid heat transfer from the heating layer 1 to the contact layer 3, the insulating layer 2 is made thin and consists, for example, of 0.4 mm thick ceramic paper. To check the influence of the thickness of the insulating layer 2 on the heat transfer, 0.8 mm thick ceramic paper is also used. The contact layer 3 must be mechanically stable with respect to the recording media or copies 7 carried away in sliding contact and ensure effective heat transfer from the heating plate 9 to the copies due to good thermal conductivity. A well-suited material for the contact layer 3 is, inter alia, copper sheet metal, onto which the copies 7 running over it are pressed, for example by driven or loosely running rollers, not shown. In a preferred embodiment, the contact layer 3 consists of 1 mm thick copper sheet. Significantly thinner copper sheet with a thickness of less than 0.5 mm is less suitable because then the cooling caused by the copies sliding over it leads to large temperature fluctuations of 20 ° C and higher.

In die Kontaktschicht 3 ist zweckmäßigerweise ein Temperaturfühler 8 zur Steuerung der Heizspannung eingebettet. Die Isolierschicht 4 wird aus denselben temperaturfesten Isolationsmaterialien ausgewählt, wie sie für die Schicht 2 verwendet werden.A temperature sensor 8 for controlling the heating voltage is expediently embedded in the contact layer 3. The insulating layer 4 is selected from the same temperature-resistant insulation materials as are used for the layer 2.

In einem Ausführungsbeispiel besteht die Isolierschicht 4 aus 4 mm dickem Keramikpapier, so daß der Wärmeübergang von der Heizschicht 1 zur Speicherschicht 5 merklich langsamer erfolgt als zur Kontaktschicht 3 durch die vergleichsweise dünne Isolierschicht 2 von 0,4 mm oder 0,8 mm Dicke. Die Speicherschicht 5 dient als Wärmespeicher. Sie besteht grundsätzlich aus temperaturfesten Materialien wie Keramik. Wegen der größeren Bruchfestigkeit wird auch bevorzugt Metall.eingesetzt. Je dicker die Speicherschicht 5 gewählt wird, desto größer ist die Wärmekapazität der gesamten Heizplatte 9, desto langsamer kühlt sie nach Abschluß des Kopiervorganges ab.In one embodiment, the insulating layer 4 consists of 4 mm thick ceramic paper, so that the heat transfer from the heating layer 1 to the storage layer 5 takes place noticeably slower than for contact Layer 3 through the comparatively thin insulating layer 2 of 0.4 mm or 0.8 mm thickness. The storage layer 5 serves as a heat store. It basically consists of temperature-resistant materials such as ceramics. Because of the greater breaking strength, metal is also preferred . used. The thicker the storage layer 5 is chosen, the greater the heat capacity of the entire heating plate 9, the slower it cools down after the copying process has been completed.

Um die Wirkung einer erfindungsgemäßen Heizplatte 9 mit einer-nach dem Stand der Technik vergleichen zu können, wurde unter anderem die Dicke der Speicherschicht 5 so gewählt, daß die Wärmekapazitäten der zu vergleichenden Heizplatten ähnlich groß waren. Die Speicherschicht 5 bildete ein 1 mm dickes Kupferblech. Zusätzlich wurde die Speicherschicht 5 auf ihrer offenen Seite mit einer Wärmeisolierschicht abgedeckt.In order to be able to compare the effect of a heating plate 9 according to the invention with one according to the prior art, the thickness of the storage layer 5 was chosen, among other things, such that the heat capacities of the heating plates to be compared were of a similar size. The storage layer 5 formed a 1 mm thick copper sheet. In addition, the storage layer 5 was covered on its open side with a heat insulation layer.

In Fig. 2 sind'die an drei unterschiedlich aufgebauten Heizplatten auf der Kontaktschicht 3 gemessenen Temperaturen in Grad Celsius in Abhängigkeit von der Heizzeit in Sekunden dargestellt. Die Kurven A und B zeigen den Temperaturverlauf der Heizplatte 9 nach der Erfindung mit einer 0,4 mm dünnen Isolierschicht 2 aus Keramikpapier und mit einer 0,8 mm dicken Isolierschicht 2. Die Kurve C gibt den Temperaturverlauf einer Heizplatte nach dem Stand der Technik wieder. Eine Verkleinerung der effektiven Wärmekapazität beim Anheizen bewirkt einen schnelleren Temperaturanstieg der Kontaktschicht 3 (Kurven A und B im Vergleich zu Kurve C). Die vorübergehende Verkleinerung der effektiven Wärmekapazität wird durch eine Aufteilung der Wärmeflüsse von der Heizschicht 1 nach der Kontaktschicht 3 bzw. der Speicherschicht 5 erreicht. Bei dieser Aufteilung ist der Wärmefluß in die Kontaktschicht 3 zumindest gleich, vorzugsweise größer als der Wärmefluß in die Speicherschicht 5. Bei·einem gleichartigen Aufbau von Kontaktschicht 3 und Speicherschicht 5 und bei gleichartigen Isolationsmaterialien wird dies einfach durch die Dicken der Isolierschichten 2 bzw. 4 bestimmt. Je dünner die Schichten sind, desto größer sind die Wärmedurchgangskoeffizienten. Je größer das Verhältnis der Wärmedurchgangskoeffizienten der Isolierschicht 2 und der Isolierschicht 4 ist, desto schneller steigt die Temperatur beim Anheizen an, wie ein Vergleich der Kurven A und B zeigt. Das Verhältnis der Wärmedurchgangskoeffizienten liegt bei Kurve A in der Größenordnung 10:1 und bei Kurve 'B bei 5:1. Die Anstiege der Kurven A:B:C verhalten sich wie 2,6:1,6:1. Bei einer dünneren Kontaktschicht 3 aus beispielsweise 0,5 mm dünnem Kupferblech beträgt der Temperaturanstieg im Verhältnis zu dem der Kurve C beinahe 4.2 shows the temperatures measured in degrees Celsius on three differently constructed heating plates on the contact layer 3 as a function of the heating time in seconds. Curves A and B show the temperature profile of the heating plate 9 according to the invention with a 0.4 mm thin insulating layer 2 made of ceramic paper and with a 0.8 mm thick insulating layer 2. Curve C shows the temperature profile of a heating plate according to the prior art . A reduction in the effective heat capacity during heating causes the temperature of the contact layer 3 to rise more quickly (curves A and B compared to curve C). The temporary reduction in the effective heat capacity is achieved by dividing the heat flows from the heating layer 1 to the contact layer 3 or the storage layer 5. With this division is the Heat flow into the contact layer 3 is at least the same, preferably greater than the heat flow into the storage layer 5. With a similar structure of the contact layer 3 and storage layer 5 and with similar insulation materials, this is simply determined by the thicknesses of the insulating layers 2 and 4. The thinner the layers, the greater the heat transfer coefficients. The greater the ratio of the heat transfer coefficients of the insulating layer 2 and the insulating layer 4, the faster the temperature rises during heating, as a comparison of curves A and B shows. The ratio of the heat transfer coefficients is around 10: 1 for curve A and 5: 1 for curve 'B. The increases in curves A: B: C behave as 2.6: 1.6: 1. With a thinner contact layer 3 made of, for example, 0.5 mm thin copper sheet, the temperature increase in relation to that of curve C is almost 4.

Die zuletzt beschriebenen Vorgänge beziehen sich auf den Einschaltvorgang, der beim Erreichen der vorgegebenen Temperatur von beispielsweise 200 °C beendet ist. Beim Erreichen der vorgegebenen Temperatur wird die Heizspannung solange unterbrochen, bis der Temperaturabfall die zugelassene Temperaturschwankungsbreite übersteigt. Diese Ein- und Ausschaltvorgänge wiederholen sich während des Kopiervorganges. Däbei steigt langsam und stetig die Temperatur der Speicherschicht 5 durch den Wärmefluß durch die Isolierschicht 4 hindurch an.The processes described last relate to the switch-on process, which ends when the predetermined temperature of, for example, 200 ° C. is reached. When the specified temperature is reached, the heating voltage is interrupted until the temperature drop exceeds the permitted temperature fluctuation range. These switching on and off processes are repeated during the copying process. In addition, the temperature of the storage layer 5 rises slowly and steadily due to the heat flow through the insulating layer 4.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine Fixiervorrichtung in einem elektrofotografischen Kopiergerät beschrieben, jedoch ist es selbstverständlich auch möglich, die Heizplatte in Aufzeichnungsgeräten zu verwenden, bei denen beispielsweise die Erzeugung von Ladungsbildern mit Schreibelektroden erfolgt.The invention has been described with reference to a fixing device in an electrophotographic copier, but it is of course also possible to use the heating plate in recording devices in which, for example, charge images are generated with writing electrodes.

Claims (10)

1. Fixiervorrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät, mit einer Heizplatte, die aus zumindest zwei Schichten besteht und über deren Oberfläche ein das zu fixierende Tonerbild tragender Aufzeichnungsträger transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizschicht (1) zu beiden Seiten von weiteren Schichten (2,3 und 4,5) eingeschlossen ist, deren Abmessungen und Materialzusammensetzung so gewählt sind, daß die Wärmekapazität der Heizplatte (9) zu Beginn des Aufheizvorgangs bis zum Erreichen der Betriebstemperatur kleiner ist als ihre Wärmekapazität im Dauerbetrieb.1. Fixing device for an electrophotographic copier, with a heating plate which consists of at least two layers and over the surface of which a recording medium to be fixed carries the recording medium is transported, characterized in that a heating layer (1) on both sides of further layers (2, 3 and 4, 5) is included, the dimensions and material composition of which are selected such that the heat capacity of the heating plate (9) at the beginning of the heating process until the operating temperature is reached is less than its heat capacity in continuous operation. 2. Fixiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (9) zwei, unmittelbar die Heizschicht (1) zu beiden Seiten einschließende Isolierschichten (2,4), eine an die eine Isolierschicht (2) angrenzende Kontaktschicht (3), über welche Aufzeichnungsträger (7) geführt ist und eine an die andere Isolierschicht (4) anliegende Speicherschicht (5) umfaßt.2. Fixing device according to claim 1, characterized in that the heating plate (9) two, directly enclosing the heating layer (1) on both sides insulating layers (2,4), one to the one insulating layer (2) adjacent contact layer (3), over which recording medium (7) is guided and comprises a storage layer (5) lying against the other insulating layer (4). 3. Fixiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmedurchgangskoeffizient der an die Kontaktschicht (3) angrenzenden Isolierschicht (2) größer als der Wärmedurchgangskoeffizient der an der Speicherschicht (5) anliegenden Isolierschicht (4) ist.3. Fixing device according to claim 2, characterized in that the heat transfer coefficient of the contact layer (3) adjacent insulating layer (2) is greater than the heat transfer coefficient of the insulating layer (5) adjacent to the storage layer (5). 4. Fixiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten (2,4) aus dem gleichen Material bestehen und daß die an die Kontaktschicht (3) grenzende Isolierschicht (2) eine geringere Dicke als die andere Isolierschicht (4) besitzt.4. Fixing device according to claim 3, characterized in that the insulating layers (2,4) consist of the same material and that the insulating layer (2) bordering on the contact layer (3) has a smaller thickness than the other insulating layer (4). 5. Fixiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Isolierschichten (2,4) Glimmer, temperaturbeständige Folien, wie Polyimidfolien oder Keramikpapier, ein aus mineralischen - keramischen Fasern aufgebauter Filz ist.5. Fixing device according to claim 3 or 4, characterized in that the material for the insulating layers (2,4) mica, temperature-resistant films, such as polyimide films or ceramic paper, is a made of mineral - ceramic fibers felt. 6. Fixiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmekapazität der Kontaktschicht (3) kleiner als die oder gleich der Wärmekapazität der Speicherschicht (5) ist.6. Fixing device according to claims 1 and 2, characterized in that the heat capacity of the contact layer (3) is less than or equal to the heat capacity of the storage layer (5). 7. Fixiervorrichtung nach:Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht (3) und die Speicherschicht (5) aus dem gleichen Material sind und daß die Dicke der Speicherschicht (5) größer als die Dicke der Kontaktschicht (3) ist.7. Fixing device according to: claim 6, characterized in that the contact layer (3) and the storage layer (5) are made of the same material and that the thickness of the storage layer (5) is greater than the thickness of the contact layer (3). 8. Fixiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (5) aus Keramik besteht.8. Fixing device according to claim 6, characterized in that the storage layer (5) consists of ceramic. 9. Fixiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kontaktschicht (3) und der Speicherschicht (5) ein Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit ist,.9. Fixing device according to claim 7, characterized in that the material of the contact layer (3) and the storage layer (5) is a metal with good thermal conductivity ,. 10. Fixiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Wärmedurchgangskoeffizienten der einen Isolierschicht (2) zu der anderen Isolierschicht (4) in der Größenordnung 10:1 bis 5:1 liegt.10. Fixing device according to claim 3, characterized in that the ratio of the heat transfer coefficient of one insulating layer (2) to the other insulating layer (4) is in the order of 10: 1 to 5: 1.
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