EP0125581A1 - Thermische Fixierstation - Google Patents

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Publication number
EP0125581A1
EP0125581A1 EP84105041A EP84105041A EP0125581A1 EP 0125581 A1 EP0125581 A1 EP 0125581A1 EP 84105041 A EP84105041 A EP 84105041A EP 84105041 A EP84105041 A EP 84105041A EP 0125581 A1 EP0125581 A1 EP 0125581A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
heating plate
zone
temperature
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP84105041A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Dr. Moraw
Günther Schädlich
Renate Schädlich
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of EP0125581A1 publication Critical patent/EP0125581A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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 thermal fixing station for fixing a liquid-developed toner image by means of heat in a copier with a curved heating plate, along which the copy sheet with the liquid-developed toner image is passed through a guide roller within the fixing station, and with a heating device for heating the heating plate.
  • the thermal fixing station is used in electrophotographic copiers, in which a charge image is generated on a photoconductor layer, which is developed with developer liquid through deposited toner pigments to form a toner image.
  • the toner image is transferred to a copy carrier such as paper.
  • the developer-moist copy carrier with the toner image is introduced for fixing in the thermal fixing device in which the toner image is to be fixed on the paper in a wipe-proof manner by the action of heat.
  • DE-OS 25 39 642 discloses a device for fixing a toner image by means of heat in an electrophotographic copier working with liquid developer.
  • a heating device is arranged in this fixing device, along which the liquid-developed copy sheet with the toner image on its upper side is moved.
  • the heating device has a curved heating surface, on which the copy sheet rests with its rear side and slides along in order to fix the toner image by means of heat.
  • the heating is curved in one section.
  • the circumferential surface of the guide roller is knurled and arranged at a distance from the curved or curved surface area of the heating surface which is greater than the sheet thickness.
  • the liquid toners generally consist of dielectric liquids such as Isopar G, an isoparaffinic hydrocarbon that boils at about 164 ° C., in which charged pigments, preferably of carbon black, are dispersed.
  • the liquid toners contain additives to control the charging of the pigments, binders and possibly easily melting waxes with melting temperatures of around 80 ° C.
  • the copy carrier such as paper or film
  • the copy carrier is also moistened with dispersing liquid. This transferred dispersing liquid is evaporated in the fixing device by the action of heat and, in the case of toners containing wax, the aim is to melt the separated wax particles.
  • the cemented copy carrier is passed in a known manner (DE-OS 25 39 642) over a heating plate which in practice has a temperature of 180 ° C to 210 ° C.
  • the higher temperature range is preferably set for waxy toners. Fixing temperatures will be higher than the specified values not used, since in the event of unpredictable jams of the copy material, paper would yellow or even scale or films would melt.
  • the object of the invention is to improve a fixing station of the type described at the outset in such a way that an offset effect on the copy sheets caused by the guide or pressure roller cooperating with the heating plate in the fixing station is prevented.
  • the heating plate has a temperature profile with two different temperature ranges over its plate length.
  • the temperature T 1 in the inlet zone of the heating plate which extends from the beginning of the plate to the fixing gap between the heating plate and the pressure or guide roller, is lower than the temperature T 2 in the outlet zone of the heating plate, which differs from the fixing gap extends to the end of the plate.
  • the temperature T i of the inlet zone is at least 35 ° C. lower than the temperature T 2 of the outlet zone.
  • the temperature difference between the temperature T 2 of the outlet zone and the temperature T i of the inlet zone is up to 160 ° C.
  • the advantage is achieved that by relatively simple measures, such as different performance of the heating elements of the heating device for the heating plate, the drilling of holes, an air gap, a heat-insulating layer or the like. or leadership role can be largely suppressed by toner transfer.
  • FIG. 1 An example of the mechanical structure of a fixing station 1 is shown in FIG. 1.
  • a heating plate 4 made of cast aluminum has a curved course and contains two heating rods 5, 5 'as heating devices, one of which heating rod 5 in front of the fixing gap 2 and the other heating rod 5 'is arranged behind the fixing gap 2.
  • the continuous copy sheet 3 carries the liquid-developed toner image on its upper side and is directed against the heating plate 4 by a surface-structured pressure roller 6.
  • the heating rods 5,5 'of the heating device can also have a plate or other suitable shape.
  • Heater plates and heaters of the form shown in Fig. 1 are among others. used in the Infotec copiers of the KALLE branch of Hoechst AG. Similar arrangements of the heating devices result for modified forms of such heating plates.
  • the heating plate 4 is expediently subdivided into an inlet zone AC and an outlet zone CB, wherein A denotes the beginning of the plate and B denotes the end of the plate of the heating plate 4.
  • the point C lies in the concavely curved part of the heating plate 4 in the area of Fixing gap 2.
  • the heating rod 5 in the inlet zone AC is operated with a lower electrical output than the heating rod 5 'in the outlet zone CB.
  • Fig. 2 shows the temperature profile along the heating plate 4 in an idealized form.
  • the temperature T 1 in the inlet zone AC of the heating plate 4 between the start of the plate and the fixing gap 2 is lower than the temperature T 2 in the exit zone CB of the heating plate 4 between the fixing gap 2 and the end of the plate B.
  • the temperature T 1 can correspond to the ambient temperature, but it is advantageous if T 1 is greater than the ambient temperature so that the copy sheet after the fixing gap 2 as quickly as possible as it enters the outlet zone CB of the heating plate 4 with the higher temperature T 2 a temperature is heated at which the entrained dispersing liquid evaporates and the components such as waxes added to the liquid toner melt.
  • temperatures T 1 and T 2 only ranges can be specified within the scope of a general description.
  • the temperatures required in each case depend, inter alia, on the shape and size of the heating plate 4.
  • an approximately 8 cm long heating plate has been used as an example, in which the lengths of the low-temperature range and the high-temperature range are approximately 1: 2.
  • With a relatively shorter low-temperature range corresponding to the entry zone AC T 1 can be chosen larger than for a longer low temperature range.
  • the heat transfer from the heating plate to the copy carrier and the heat conduction through the copy carrier to the toner image on the surface determine the respectively optimal temperatures.
  • the optimal temperature T 2 is up to 15 ° C higher for rough papers of 120 m thickness than for smooth papers of 80 m thickness.
  • Another influencing factor is the process speed.
  • the investigations of the thermal fixing station according to the invention were carried out at process speeds between 7 cm / sec and 19 cm / sec, without being limited in principle.
  • the optimum temperatures are also determined by the composition of the liquid toner used. It was found that when changing from Isopar G as the dispersing liquid with a medium boiling range of 164 ° C to Isopar H with a medium boiling range of 180 ° C, the temperature T 2 was increased by approximately the temperature difference of the medium boiling ranges, ie by 16 ° C is. In addition, higher melting waxes require higher final temperatures T 2 '.
  • the temperature T 2 is therefore not higher than about 220 ° C., preferably in the range from 195 ° C. to 215 ° C.
  • the temperature T 1 is chosen to be greater than the ambient temperature and less than or equal to T 2 . Good results are achieved with an otherwise strongly printing liquid toner in a fixing station with the dimensions given for FIG. 1 at a temperature T 1 of 150 ° C. to 160 ° C.
  • the pressure roller 6 has a temperature of about 80 ° C.
  • the temperature T 1 of the inlet zone is at least 35 ° C lower than the temperature T 2 of the outlet zone.
  • the temperature difference between the temperature T 2 of the outlet zone and the temperature T 1 of the inlet zone can be up to 160 ° C.
  • both heating rods 5,5 ′ are arranged behind the fixing gap 2 in the outlet zone CB and the heating rod 5 closer to the fixing gap 2 is operated with a smaller electrical output than the heating rod located further away from the fixing gap 2 5 '.
  • the temperature jump in the temperature profile according to FIG. 2 is particularly pronounced if the heat conduction between the outlet zone CB and the inlet zone AC is reduced or partially interrupted. This can be achieved in that the heating plate has a zone of reduced heat conduction in the area of the fixing gap 2 compared to the heat conduction of the material of the heating plate 4.
  • bores 8 in the heating plate 4 in the zone of reduced heat conduction which are arranged in a row transversely to the longitudinal direction of the heating plate 4.
  • these holes can also be provided in several rows in a row. If the cross-sectional area of the heating plate in the zone of reduced heat conduction is reduced by half through the bores, this results, for example, in a temperature T 1 in the inlet zone of 150 ° C. to 160 ° C. of the heating plate 4, while the temperature T 2 in the outlet zone approximately 210 to 215 ° C.
  • Another way of influencing heat Line between the inlet and the outlet zone is to let the heating plate 4 taper in the zone of reduced heat conduction in the area of the fixing gap 2.
  • This configuration of the heating plate is not shown in the drawing. This also applies to a heat insulation layer embedded in the area of the fixing gap in the heating plate 4, which likewise leads to a reduction in the heat conduction between the inlet and the outlet zone of the heating plate.
  • an air gap can also be provided between the inlet and outlet zones of the heating plate.
  • the optimal displacement range corresponds approximately to the diameter of the pressure roller 6.
  • the desired temperature profile is obtained in that the two heating rods 5,5 'are arranged behind the fixing gap 2 in the outlet zone CB and the heating plate in the inlet zone AC is shielded by a temperature-resistant film 7.
  • the film 7 reduces the heat transfer from the heating plate 4 to the copy sheet 3 in the desired manner.
  • Another option is to rip the copy sheet over ribs, not shown to lead on the heating plate 4 in the inlet zone AC, in which case the air layer below the copy sheet between the ribs reduces the heat transfer from the heating plate to the copy sheet accordingly.
  • an element 11 made of a material with high thermal conductivity connects to the plate end B of the heating plate 4.
  • the element 11 extends to a certain extent the outlet zone CB of the heating plate 4.
  • a temperature T 3 is then set which is close to the ambient temperature.
  • the desired temperature profile across the heating plate 4 effectively prevents offset pressure from the pressure roller.
  • the copies leave the hot plate 4 at the hot rear plate end B and are still so warm when they are dispensed that the melted toner images, especially with a high wax content, have not yet solidified in a smudge-proof manner.
  • the back is occasionally soiled from the copy below by small amounts of toner. This contamination of the back or printing by the output rollers, which are not shown in the drawings, can be largely prevented by cooling the copy while it is being output in a fixing station, as shown in FIG. 6.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine thermische Fixierstation zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes, bei der eine gebogene Heizplatte, über welche der Kopienträger mit dem feuchten Tonerbild geführt wird, über die Plattenlänge ein Temperaturprofil mit zwei unterschiedlichen Temperaturbereichen aufweist, die eine Temperaturdifferenz von 35°C bis 160°C haben können. Zur Realisierung dieses Temperaturprofils werden die zwei Heizelemente der Heizeinrichtung für die Aufheizung der Heizplatte mit unterschiedlichen elektrischen Leistungen beaufschlagt und wird eine Zone verringerter Wärmeleitung in der Heizplatte im Bereich eines Fixierspalts, gebildet von der Heizplatte und einer Andruckrolle, vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine thermische Fixierstation zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes mittels Wärme in einem Kopiergerät mit einer gebogenen Heizplatte, entlang der das Kopienblatt mit dem flüssigentwickelten Tonerbild durch eine Führungsrolle innerhalb der Fixierstation geleitet wird, und mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Heizplatte.
  • Die thermische Fixierstation wird in elektrofotografischen Kopiergeräten eingesetzt, in denen auf einer Fotoleiterschicht ein Ladungsbild erzeugt wird, das mit Entwicklerflüssigkeit durch abgeschiedene Tonerpigmente zu einem Tonerbild entwickelt wird. Das Tonerbild wird auf einen Kopienträger wie Papier übertragen. Der entwicklerfeuchte Kopienträger mit dem Tonerbild wird zur Fixierung in die thermische Fixiervorrichtung eingeführt, in der das Tonerbild durch Wärmeeinwirkung wischfest auf dem Papier fixiert werden soll.
  • Aus der DE-OS 25 39 642 ist eine Einrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes mittels Wärme in einem mit Flüssigentwickler arbeitenden elektrofotografischen Kopiergerät bekannt. In dieser Fixiereinrichtung ist eine Heizeinrichtung angeordnet, entlang der das flüssigentwickelte Kopierblatt mit dem Tonerbild auf seiner Oberseite bewegt wird. Die Heizeinrichtung weist eine gebogene Heizfläche auf, an welcher das Kopierblatt mit seiner Rückseite anliegt und entlanggleitet, um das Tonerbild mittels Wärme zu fixieren. Die Heizfläche ist in einem Teilbereich gebogen. In geringem Abstand zu der Heizfläche befindet sich eine Führungsrolle, die mit der das Tonerbild tragenden Fläche des Blattes in Anlage gebracht wird, um es zu dem gebogenen Oberflächenbereich der Heizfläche hinzuleiten und einzuführen. Die Umfangsfläche der Führungsrolle ist gerändelt und in einem Abstand von dem gebogenen bzw. gekrümmten Oberflächenbereich der Heizfläche angeordnet, der größer als die Blattdicke ist.
  • Die Flüssigtoner bestehen im allgemeinen aus dielektrischen Flüssigkeiten wie Isopar G, einem isoparaffinischen Kohlenwasserstoff, der bei etwa 164 °C siedet, in denen aufgeladene Pigmente, vorzugsweise aus Ruß, dispergiert sind. Außerdem enthalten die Flüssigtoner Zusätze zur Steuerung der Aufladung der Pigmente, Bindemittel und ggf. leicht schmelzende Wachse mit Schmelztemperaturen von etwa 80 °C. Bei der Übertragung des Tonerbildes auf den Kopienträger wie Papier oder Folie wird der Kopienträger auch mit Dispergierflüssigkeit befeuchtet. Diese übertragene Dispergierflüssigkeit wird in der Fixiervorrichtung durch Wärmeeinwirkung verdampft und bei wachshaltigen Tonern wird ein Aufschmelzen der abgeschiedenen Wachsteilchen angestrebt. Dazu wird der betonerte Kopienträger in bekannter Weise (DE-OS 25 39 642) über eine Heizplatte geführt, die in der Praxis eine Temperatur von 180 °C bis 210 °C aufweist. Der höhere Temperaturbereich wird vorzugsweise für wachshaltige Toner eingestellt. Höhere Fixiertemperaturen als die angegebenen Werte werden nicht angewandt, da bei unvorhersehbaren Staus des Kopiermaterials Papier vergilben oder sogar verzundern bzw. Folien schmelzen würden.
  • Beim Betrieb des Kopiergeräts kommt es trotz gleichmäßiger hoher Aufheizung der bekannten Heizplatte häufig vor, daß Toner von dem einzelnen Kopienblatt auf der Andruck- bzw. Führungsrolle haften bleibt und von dieser auf Stellen des durchlaufenden Kopienblattes oder nachfolgender Kopienblätter übertragen wird, d.h. die Andruckrolle eine Offset-Druckwirkung zeigt. Wie langwierige Versuche ergeben haben, gelingt es nicht, diese unerwünschte Tonerübertragung beim Fixieren durch Änderung des Fixierspaltes zwischen der Heizplatte und der Andruckrolle zu vermeiden, weder bei einem dünnen Fixierspalt von beispielsweise 0,3 mm noch bei einem stärkeren Fixierspalt von etwa 3 mm. Dies ist insbesondere nachteilig bei Verwendung wachshaltiger Toner, die Tonerbilder sehr großer Dichte und damit Schwärzung ergeben und vor allem zum Drucken neigen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fixierstation der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß ein Offset-Effekt auf den Kopienblättern, bewirkt durch die in der Fixierstation mit der Heizplatte zusammenarbeitenden Führungs- bzw. Andruckrolle, verhindert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizplatte über ihre Plattenlänge ein Temperaturprofil mit zwei unterschiedlichen Temperaturbereichen aufweist.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist die Temperatur T1 in der Einlaufzone der Heizplatte, die vom Plattenanfang bis zum Fixierspalt zwischen der Heizplatte und der Andruck- bzw. Führungsrolle reicht, niedriger als die Temperatur T2 in der Auslaufzone der Heizplatte, die sich von dem Fixierspalt bis zum Plattenende erstreckt. Dabei liegt die Temperatur Ti der Einlaufzone zumindest um 35 °C niedriger als die Temperatur T2 der Auslaufzone.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur T2 der Auslaufzone und der Temperatur Ti der Einlaufzone bis zu 160 °C.
  • Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 5 bis 14.
  • Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß durch relativ einfache Maßnahmen, wie unterschiedliche Leistungsbeaufschlagung der Heizelemente der Heizeinrichtung für die Heizplatte, das Anbringen von Bohrungen, eines Luftspaltes, einer wärmeisolierenden Schicht oder dgl. in der Heizplatte nahe dem Fixierspalt das Drucken der Andruck- bzw. Führungsrolle durch Tonerübertragung weitgehend unterdrückt werden kann.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer thermischen Fixierstation mit einer Heizeinrichtung aus zwei in der Unterseite der Heizplatte eingelassenen Heizstäben,
    • Fig. 2 ein idealisiertes Temperaturprofil über die Länge der Heizplatte der erfindungsgemäßen Fixierstation,
    • Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Fixierstation, bei der die Heizstäbe der Heizeinrichtung nur in der Auslaufzone der Heizplatte angeordnet sind,
    • Fig. 4 eine andere Ausführungsform der Fixierstation, ähnlich der Fig. 3, mit Bohrungen in der Heizplatte nahe dem Fixierspalt,
    • Fig. 5 eine Ausführungsform der Fixierstation ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 3, mit einer wärmeisolierenden Folie in der Einlaufzone der Heizplatte, und
    • Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Fixierstation, ähnlich zu derjenigen nach Fig. 3, mit einer zusätzlichen Kühlzone, die an die Auslaufzone der Heizplatte anschließt.
  • Ein Beispiel für den mechanischen Aufbau einer Fixierstation 1 zeigt Fig. 1. Eine Heizplatte 4 aus Aluminiumguß weist einen geschwungenen Verlauf auf und enthält als Heizeinrichtung zwei Heizstäbe 5,5', von denen der eine Heizstab 5 vor dem Fixierspalt 2 und der andere Heizstab 5' hinter dem Fixierspalt 2 angeordnet ist. Das durchlaufende Kopienblatt 3 trägt an seiner Oberseite das flüssigentwickelte Tonerbild und wird durch eine oberflächlich strukturierte Andruckrolle 6 gegen die Heizplatte 4 gelenkt. Die Heizstäbe 5,5' der Heizeinrichtung können auch eine Platten- oder sonstige geeignete Form besitzen.
  • Heizplatten und Heizeinrichtungen der in Fig. 1 gezeigten Form werden u.a. in den Infotec-Kopiergeräten der KALLE Niederlassung der Hoechst AG eingesetzt. Ähnliche Anordnungen der Heizeinrichtungen ergeben sich für abgewandelte Formen solcher Heizplatten.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die Heizplatte 4 zweckmäßigerweise in eine Einlaufzone AC und in eine Auslaufzone CB unterteilt, wobei durch A der Plattenanfang und durch B das Plattenende der Heizplatte 4 gekennzeichnet ist. Der Punkt C liegt im konkav gekrümmten Teil der Heizplatte 4 im Bereich des Fixierspalts 2. Der Heizstab 5 in der Einlaufzone AC wird mit geringerer elektrischer Leistung als der Heizstab 5' in der Auslaufzone CB betrieben.
  • Fig. 2 zeigt das Temperaturprofil längs der Heizplatte 4 in idealisierter Form. Die Temperatur T1 in der Einlaufzone AC der Heizplatte 4 zwischen dem Plattenanfang und dem Fixierspalt 2 ist niedriger als die Temperatur T2 in der Auslaufzone CB der Heizplatte 4 zwischen dem Fixierspalt 2 und dem Plattenende B. Über die Wirkungsweise eines solchen Temperaturprofils liegen keine gesicherten Erkenntnisse vor, die eine absolut richtige Interpretation des gefundenen Effektes erlauben. Aus den Beobachtungen kann mit großer Wahrscheinlichkeit gefolgert werden, daß bei der Führung des Kopienblattes über die Einlaufzone AC der Heizplatte das Kopienblatt mit dem feuchten Tonerbild noch nicht bis zur Schmelztemperatur der dem Toner zugesetzten Wachse oder anderer Komponenten erwärmt wird, so daß diese Substanzen nicht auf der Andruckwalze kleben bleiben können. Dabei kann die Temperatur T1 der Umgebungstemperatur entsprechen, es ist jedoch vorteilhaft, wenn T1 größer als die Umgebungstemperatur ist, damit das Kopienblatt nach dem Fixierspalt 2 beim Eintritt in die Auslaufzone CB der Heizplatte 4 mit der höheren Temperatur T2 möglichst schnell bis auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der die mitgeführte Dispergierflüssigkeit verdampft und die dem Flüssigtoner zugesetzten Komponenten wie Wachse schmelzen.
  • Für die Temperaturen Tl und T2 können im Rahmen einer allgemeinen Beschreibung nur Bereiche angegeben werden. Die jeweils erforderlichen Temperaturen hängen u.a. von der Form und Größe der Heizplatte 4 ab. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist beispielhaft eine etwa 8 cm lange Heizplatte verwendet worden, bei der sich die Längen des Tieftemperaturbereiches bzw. des Hochtemperaturbereiches wie etwa 1:2 verhalten. Bei einem relativ kürzeren Tieftemperaturbereich entsprechend der Einlaufzone AC kann T1 größer gewählt werden als bei einem längeren Tieftemperaturbereich. Weiterhin bestimmen der Wärmeübergang von der Heizplatte zum Kopienträger und die Wärmeleitung durch den Kopienträger zum Tonerbild auf der Oberfläche die jeweils optimalen Temperaturen. So wurde ermittelt, daß bei rauhen Papieren von 120 m Stärke die optimale Temperatur T2 bis zu 15 °C höher ist als die bei glatten Papieren von 80 m Stärke. Eine weitere Einflußgröße ist die Prozeßgeschwindigkeit. Die Untersuchungen zur erfindungsgemäßen thermischen Fixierstation wurden bei Prozeßgeschwindigkeiten zwischen 7 cm/sec und 19 cm/sec durchgeführt, ohne prinzipiell darauf beschränkt zu sein. Die jeweils optimalen Temperaturen werden schließlich auch von der Zusammensetzung des verwendeten Flüssigtoners mitbestimmt. So wurde gefunden, daß beim Wechsel von Isopar G als Dispergierflüssigkeit mit einem mittleren Siedebereich von 164 °C zu Isopar H mit einem mittleren Siedebereich von 180 °C, die Temperatur T2 um etwa die Temperaturdifferenz der mittleren Siedebereiche, d.h. um 16 °C anzuheben ist. Außerdem erfordern höher schmelzende Wachse höhere Endtemperaturen T2' Für die optimale Anpassung an diese Einflußgrößen müßten teilweise sehr hohe Temperaturen T2 bis zu etwa 250 °C vorgegeben werden. Bei so hohen Temperaturen besteht jedoch die Gefahr, daß bei fehlerhaftem Kopienlauf, wenn es zu Staus in der Fixierstation kommt, Kopien aus Papier verzundern bzw. solche aus Folien schmelzen. Aus praktischen Gründen liegt daher die Temperatur T2 nicht höher als etwa 220 °C, vorzugsweise im Bereich von 195 °C bis 215 °C. Die Temperatur T1 wird größer als die Umgebungstemperatur und kleiner/gleich als T2 gewählt. Gute Ergebnisse werden mit einem sonst stark druckenden Flüssigtoner in einer Fixierstation mit den zu Fig. 1 angegebenen Abmessungen bei einer Temperatur T1 von 150 °C bis 160 °C erzielt. Die Andruckrolle 6 hat dabei eine Temperatur von etwa 80 °C.
  • Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das in Fig. 2 dargestellte idealisierte Temperaturprofil längs der Heizplatte 4 zu realisieren. Dabei ist vor allem zu beachten, daß die Temperatur T1 der Einlaufzone zumindest um 35 °C niedriger als die Temperatur T2 der Auslaufzone liegt. Dabei kann die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur T2 der Auslaufzone und der Temperatur T1 der Einlaufzone bis zu 160 °C betragen.
  • Wie schon anhand von Fig. 1 erläutert wurde, wird ein ausgeprägtes Temperaturprofil durch eine unsymmetrische Verteilung der Heizleistung der Heizstäbe 5 und 5' erhalten.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Fixierstation sind beide Heizstäbe 5,5' hinter dem Fixierspalt 2 in der Auslaufzone CB angeordnet und der dem Fixierspalt 2 näher liegende Heizstab 5 wird mit kleinerer elektrischer Leistung betrieben als der weiter weg vom Fixierspalt 2 liegende Heizstab 5'.
  • Der Temperatursprung im Temperaturprofil gemäß der Fig. 2 wird besonders stark ausgeprägt, wenn die Wärmeleitung zwischen der Auslaufzone CB und der Einlaufzone AC vermindert oder teilweise unterbrochen wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Heizplatte im Bereich des Fixierspaltes 2 eine Zone verringerter Wärmeleitung im Vergleich zu der Wärmeleitung des Materials der Heizplatte 4 aufweist.
  • So sind beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 4 in der Zone verringerter Wärmeleitung Bohrungen 8 in der Heizplatte 4 vorhanden, die in einer Reihe quer zur Längsrichtung der Heizplatte 4 angeordnet sind. Selbstverständlich können diese Bohrungen auch in mehreren Reihen hintereinander vorgesehen sein. Wird durch die Bohrungen die Querschnittsfläche der Heizplatte in der Zone verringerter Wärmeleitung auf die Hälfte vermindert, so ergibt sich beispielsweise eine Temperatur T1 in der Einlaufzone von 150 °C bis 160 °C der Heizplatte 4, während die Temperatur T2 in der Auslaufzone etwa 210 bis 215 °C beträgt.
  • Eine andere Möglichkeit der Beeinflussung der Wärmeleitung zwischen der Einlauf- und der Auslaufzone besteht darin, die Heizplatte 4 sich in der Zone verringerter Wärmeleitung im Bereich des Fixierspalts 2 verjüngen zu lassen. Diese Ausgestaltung der Heizplatte ist zeichnerisch nicht dargestellt. Dies gilt auch für eine im Bereich des Fixierspalts in die Heizplatte 4 eingelagerte Wärmeisolationsschicht, die gleichfalls zu einer Verringerung der Wärmeleitung zwischen der Einlauf- und der Auslaufzone der Heizplatte führt.
  • Anstelle von Bohrungen 8, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, kann auch ein Luftspalt zwischen der Einlauf-und der Auslaufzone der Heizplatte vorgesehen werden.
  • Es ist von Vorteil, die Unterbrechung bzw. Verringerung der Wärmeleitung nicht genau im Fixierspalt 2 vorzunehmen, sondern versetzt in Richtung des Plattenendes B, da dann die Andruckrolle 6 relativ kühl bleibt. Der optimale Versetzungsbereich entspricht in etwa dem Durchmesser der Andruckrolle 6.
  • Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird das angestrebte Temperaturprofil dadurch erhalten, daß die beiden Heizstäbe 5,5' hinter dem Fixierspalt 2 in der Auslaufzone CB angeordnet sind und die Heizplatte in der Einlaufzone AC durch eine temperaturfeste Folie 7 abgeschirmt ist. Die Folie 7 setzt den Wärmeübergang von der Heizplatte 4 auf das Kopienblatt 3 in gewünschter Weise herab. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Kopienblatt über nicht dargestellte Rippen auf der Heizplatte 4 in der Einlaufzone AC zu führen, wobei dann die Luftschicht unterhalb des Kopienblatts zwischen den Rippen den Wärmeübergang von der Heizplatte auf das Kopienblatt entsprechend vermindert.
  • Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 6 schließt an das Plattenende B der Heizplatte 4 ein Element 11 aus einem Material mit großer Wärmeleitfähigkeit an. Auf der Unterseite des Elements 11 befinden sich Kühlrippen 10, gegen die ein Luftstrom 9 gerichtet ist. Das Element 11 verlängert gewissermaßen die Auslaufzone CB der Heizplatte 4. Im Bereich des Elements 11 stellt sich dann eine Temperatur T3 ein, die nahe der Umgebungstemperatur liegt.
  • Durch das angestrebte Temperaturprofil quer über die Heizplatte 4 wird ein Offset-Druck der Andruckrolle wirkungsvoll verhindert. Die Kopien verlassen an dem heißen hinteren Plattenende B die Heizplatte 4 und sind dann bei der Ausgabe noch so warm, daß die aufgeschmolzenen Tonerbilder, besonders bei hohem Wachsanteil, noch nicht wischfest erstarrt sind. Bei der stapelweisen Ablage wird gelegentlich die Rückseite durch geringe Mengen Toner von der darunter liegenden Kopie verschmutzt. Diese Verschmutzung der Rückseite bzw. ein Drucken durch die Ausgaberollen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, kann durch das Abkühlen der Kopie während der Ausgabe in einer Fixierstation, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, weitgehend verhindert werden.

Claims (14)

1. Thermische Fixierstation zum Fixieren eines flüssigentwickelten Tonerbildes mittels Wärme in einem Kopiergerät, mit einer gebogenen Heizplatte, entlang der das Kopienblatt mit dem flüssigentwickelten Tonerbild durch eine Führungsrolle innerhalb der Fixierstation geleitet wird, und mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Heizplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (4) über ihre Plattenlänge ein Temperaturprofil mit zwei unterschiedlichen Temperaturbereichen aufweist.
2. Thermische Fixierstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur T1 in der Einlaufzone AC der Heizplatte (4), die vom Plattenanfang A bis zum Fixierspalt (2) zwischen der Heizplatte (4) und der Andruck- bzw. Führungsrolle (6) reicht, niedriger als die Temperatur T2 in der Auslaufzone CB der Heizplatte (4) ist, die sich von dem Fixierspalt (2) bis zum Plattenende B erstreckt.
3. Thermische Fixierstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur T1 der Einlaufzone zumindest um 35 °C niedriger als die Temperatur T2 der Auslaufzone liegt.
4. Thermische Fixierstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur T2 der Auslaufzone und der Temperatur T1 der Einlaufzone bis zu 160 °C beträgt.
5. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zwei Heizelementen (5,5') bestehende Heizeinrichtung, von denen ein Heizelement (5) vor dem Fixierspalt (2) und das andere Heizelement (5') hinter dem Fixierspalt (2) angeordnet ist, so temperaturmäßig geregelt wird, daß das Heizelement (5) in der Einlaufzone AC mit geringerer elektrischer Leistung als das Heizelement (5') in der Auslaufzone CB betrieben wird.
6. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Heizelemente (5,5') hinter dem Fixierspalt (2) in der Auslaufzone CB angeordnet sind und die dem näher zum Fixierspalt (2) liegenden Heizelement (5) zugeführte elektrische Leistung kleiner als die dem weiter weg liegenden Heizelement (5') zugeführte elektrische Leistung ist.
7. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (4) im Bereich des Fixierspaltes (2) eine Zone verringerter Wärmeleitung gegenüber dem Material der Heizplat-' te (4) aufweist.
8. Thermische Fixierstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone verminderter Wärmeleitung gegenüber dem Fixierspalt (2) in Richtung Plattenende B der Heizplatte (4) versetzt ist.
9. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zone verringerter Wärmeleitung Bohrungen (8) in der Heizplatte (4) vorhanden sind, die in einer Reihe quer zur Längsrichtung der Heizplatte (4) angeordnet sind.
10. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizplatte (4) in der Zone verringerter Wärmeleitung verjüngt.
11. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone verringerter Wärmeleitung eine in die Heizplatte (4) eingelagerte Wärmeisolationsschicht aufweist.
12. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone verringerter Wärmeleitung von einem Luftspalt zwischen der Einlauf- und der Auslaufzone der Heizplatte (4) gebildet ist.
13. Thermische Fixierstation nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Heizelemente (5,5') hinter dem Fixierspalt (2) in der Auslaufzone CB angeordnet sind und daß die Heizplatte (4) in der Einlaufzone AC durch eine temperaturfeste Folie (7) abgeschirmt ist.
14. Thermische Fixierstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Plattenende B der Heizplatte (4) ein Element (11) aus einem Material mit großer Wärmeleitfähigkeit anschließt und daß das Ele- ment (11) mit Kühlrippen (10) ausgestattet ist, gegen die ein Luftstrom (9) gerichtet ist.
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