Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung zum Fixieren von thermoplastischen Tonerbildern mit einer beheizbaren Fixierrole, die eine Oberfläche aus Polytetrafluoräthylen aufweist, mit einer mit der Fixierrole in und außer Eingriff bringbaren Andruckrolle, die aus einem Aufsteckrohr, einem hierauf angebrachten zylindrischen Überzug aus einem gummielastischen, temperatur- und verformungsbeständigen Material und einer über dem Überzug angebrachten rohrförmigen Hülse aus einem biegsamen Polytetrafluoräthylene-Schlauch besteht, und von einer Betätigungsvorrichtung aus einer Ruhestellung in Eingriff mit der Fixierrole gebracht wird, und mit einer Benetzungseinrichtung zum Auftragen einer Antihaftflüssigkeit auf die Fixierrole sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Rollen, die gewährleistet, daß die Rollen an ihrer Berührungsstelle mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen, um das zwischen den Rollen befindliche Bildträgermaterial mit den Tonerbildern, ohne diese zu verwischen, weiterzubefördern.

[0002] Bei einer solchen aus den deutschen Offenlegungsschriften 1 772 686 und 1 497 216, deren Gegenstände zueinander in einem Zusatzverhältnis stehen, bekannten Schmelzvorrichtung wird die mit Polytetrafluoräthylen beschichtete Fixierrolle von innen beheizt. Eine Betätigungseinrichtung bringt die Andruckrolle, die aus einem Metallkern mit darüberliegendem vulkanisiertem Gummimantel und einem darüber befindlichen Überzug aus Polytetrafluoräthylen besteht, in Eingriff mit der Fixierrolle. In der Antriebsvorrichtung für die beiden Rollen ist eine Einwegkupplung vorgesehen, die mit der Andruckrolle verbunden ist, damit diese an der Berührungsstelle mit der Fixierrolle die gleiche Umfangsgeschwindigkeit annehmen kann, die die Fixierrolle hat. Wird die Andruckrolle in Berührung mit der Fixierrolle gebracht, so wird der Abstand zwischen den Mittelachsen der beiden Rollen vermindert. Der Radius vom Mittelpunkt der Fixierrolle bis zur Berührungsstelle mit der Andruckrolle bleibt konstant, da die Fixierrolle im wesentlichen aus einem starren Metallzylinder besteht. Der Radius der Andruckrolle von ihrem Mittelpunkt bis zur Kontaktstelle mit der Fixierrolle wird durch den Druck verkleinert, der notwendig ist, um eine Berührungslinie zwischen beiden Rollen zu bilden, um eine gute Verschmelzung des Toners mit dem Bildträgermaterial sicherzustellen. Beim Durchlauf des mit Tonerbildern versehenen Bildträgermaterials wird dasselbe gegen die Mantelfläche der Fixierrolle und gegebenenfalls der Andruckrolle angedrückt und erfährt eine Krümmung entsprechend der Krümmung der Fixierrolle. Die vorgegebene Krümmung dieser Rolle führt beim Durchlauf des Bildträgermaterials leicht zum Festkleben an der Fixierrolle und damit zu einer unerwünschten Störung des Bildträgertransports.

[0003] Die deutsche Offenlegungsschrift 1 926 118 beschreibt eine Kontakt-Hitzefixiereinrichtung für elektrofotografische Pulverbilder mit einer von außen durch Wärmestrahler beheizten Fixierrolle, die mehrere Schichten SIlikon kautschuK mit einer Toner abweisenden Schicht aufweisen kann und mit einer starren Andruckrolle zusammenarbeitet. Die Fixierrolle besitzt eine gewisse Nachgiebigkeit, um eine Einbuchtung zu ermöglichen, wenn sich die starre Andruckrolle an diese anpreßt. Anstelle von Silikonkautschuk können auch hochtemperaturbeständige Schaumstoffe oder abgedichtete elastische Hülsen, die stark nachgiebig ausgebildet sein können, verwendet werden.

[0004] Aus der DE-A 2 516 413 ist es bekannt, sowohl die Fixierwalze als auch die Andruckwalze gleich aufzubauen. Dabei wird die Fixierwalze derart hergestellt, daß der Walzenkern in eine Form eingebracht wird, in die ein Gemisch aus rohem Silikonkautschuk, einem Vulkanisationsmittel und Silikonöl eingespritzt und auf Raumtemperatur gehalten wird, bis das Gemisch erstarrt. Nach dem Erstarren wird eine dünne Schicht der äußeren Oberfläche des Preßlings abgeschliffen. Bei dieser Herstellung wird der Silikonöl einschließende Silikonkautschuk durch Spritzgießen fest mit dem Kern der Walze verbunden. Während des Betriebes wird die Oberfläche der Fixierwalze kontinuierlich abgetragen, wodurch sich der Radius dieser Walze verkleinert. Der Silikonkautschuk enthält ein vernetztes Polymerisat, das mit dem Silikonöl versetzt ist. Dieses vernetzte Polymerisat bricht auf, sobald das Silikonöl verbraucht ist, um eine neue Schicht Silikonöl auf der Oberfläche zu bilden. Eine zum Fixieren ausreichend große ebene Kontaktfläche kann nur durch eine übermäßig große Andruckkraft zwischen Fixier- und Andruckwalze erzielt werden. Durch das Zusammenwirken von Wärme- und Reibungskontakt wird die Oberfläche der Fixierwalze kontinuierlich abgetragen und dadurch deren Durchmesser geändert, so daß während des Betriebes die Radien von Fixierund Andruckwalze unterschiedlich groß werden und somit auch eine zum Fixieren erwünschte ausreichend große ebene Kontaktfläche nicht mehr erzielt werden kann.

[0005] Auch die aus der US-Patentschrift 3 988 817 bekannte Wärmeschmelz-Fixiereinrichtung arbeitet mit einer starren und mit einer verformbaren Rolle. In diesen Fall ist die Fixierrolle starr ausgebildet, während die Andruckrolle eine elastische Schicht aufweist, die auf einem Metallkern aufsitzt. Über diese elastische Schicht ist eine flexible Hülse geschoben, die beispielsweise aus Fluoräthylenpropylen besteht. Während des Anliegens der Andruckrolle an der Fixierrolle erfährt die erstere eine geringe Einbuchtung entsprechend der Krümmung der Mantelfläche der Fixierrolle.

[0006] Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß zur Ausbildung einer größeren Kontaktzone bzw. -fläche zwischen der Fixier- und der Andruckrolle große Andruckkräfte erforderlich sind. Der sich hieraus ergebende Aufwand Für die Lagerung der Rollen und für den Antrieb der Rollen erfordert bei einem Austausch der Rollen die Demontage des gesamten Antriebs und ist daher weder wartungsfreundlich noch kostengünstig.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist est, eine Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß diese mit geringern Andruckkräften arbeitet und eine weitgehend ebene Berührung zwischen dem Bildträgermaterial und den Rollen während der Fixierung der Tonerbilder ermöglicht.

[0008] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sowohl die Fixierrolle als auch die Andruckrolle gleichartig aufgebaut zind und gleichgroße Radien haben und daß der zylindrische überzüg ein offenporiges Silicon-Schaummaterial ist.

[0009] Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die Kontaktfläche von Fixier- und Andruckrolle während des Durchgangs des Bildträgermaterials zwischen den beiden, aneinander anliegenden Rollen eben ist.

[0010] Die Ausbildung einer weitgehend ebenen Kontaktfläche verhindert das Ankleben des Bildträgermaterials an der Fixierrolle, wodurch im Gegensatz zu den bekannten Fixiereinrichtungen auf Vorrichtungen, wie Ablösefinger, zum Trennen des Bildträgermaterials von der Fixierrolle verzichtet werden kann.

[0011] In Ausbildung der Erfindung sitzt das Aufsteckrohr der Fixierrolle auf einer Antriebswelle auf, nahe deren Stirnflächen Reibräder angeordnet sind, die mit entsprechenden Reibrädern, die nahe den Stirnflächen der Welle der Andruckrolle aufsitzen, bein beigestellter Andruckrolle in Eingriff sind und diese mit der Umfangsgeschwindigkeit der Fixierrolle mitnehmen. Hierzu sind die Reibräder der Antriebswelle bzw. der Welle der Andruckrolle mit Überholkupplungen verbunden, die auf der Antriebswelle bzw. der Welle aufsitzen.

[0012] Die Hülse besteht bevorzugt aus einem dünnwandigen, flexiblen Polytetrafluoräthylen-Schlauch, in dem zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit Glasfasern eingeschlossen oder korrosionsbeständige, spiralförmig gewundene Stahllitzen eingearbeitet sind. Die Betriebsbereitschaft und ein störungsfreier Betrieb der Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung hängen weitgehend von der Standzeit der Hülsen der Fixier- und/oder Andruckrollen ab. Die Verwendung von aufsteckbaren Hülsen als Rollenmäntel ermöglicht auf einfachste Weise den Austausch derselben und trägt zu einer Kostensenkung der Fixiereinrichtung und zu einer kostengünstigen Wartung derselben bei.

[0013] Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 6 bis 9 beschrieben.

[0014] Im folgenden wird anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert.

[0015] Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Wärme-Druck-Schmelzfixier-einrichtung, teilweise geschnitten und aufgebrochen, und

Fig. 2 eine Seitenansicht längs der Linie I-I in Fig. 1, teilweise geschnitten.

[0016] In den Figuren 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung 1 mit beheizter Fixierrolle 56 dargestellt.

[0017] Diese Schmelzfixiereinrichtung 1 enthält neben der Fixierrolle 56 eine Andruckrolle 50, eine Andruck- und Reingungsvorrichtung 40, eine Benetzungseinrichtung 22 und eine Heizkammer 60.

[0018] Der Rahmen der Schmelzfixiereinrichtung 1 weist ein Seitenteil 57 auf, an dem die Heizkämmer 60 befestigt ist. Die Umhüllung der Heizkammer 60 wird von einem Mantelblech 51 gebildet, das einen quaderförmingen Querschnitt teilweise umschließt und gegen die Fixierrolle 56 zu längs einer Schrägfläche offen ist, durch die die Fixierrolle 56 mit einem Teilumfang ihrer Hülse 52 in das Innere der Heizkammer 60 hineinragt.

[0019] In der Heizkammer 60 befinden sich zwei Heizstrahler 58, 59, die parallel zu einer Antriebswelle 55 nahe dem Eintritt bzw. dem Austritt der Fixierrolle 56 aus der Heizkammer 60 angeordnet sind. Es ist auch möglich, daß nur ein einziger Heizstrahler vorgesehen wird. Die Heizkammer 60 ist mittels Schrauben über den Reflektor 4 an der Befestigungsleiste 2 befestigt und hiermit an den beiden Seitenteilen 57 angeschraubt. Zwischen dem auf Distanzbuchsen-5 über Schrauben 6 an den Reflektor 4 angeschraubten Mantelblech 51 und dem Reflektor 4 ist eine Isolierfüllung 3 eingebettet.

[0020] Ein Wärmeschutz 7, der an der einen Außenseite des Mantelblechs 51 verschiebbar in Langlöchern angebracht ist, liegt mit seinem gebogenen Ende auf der Hülse 52 mit seinem Eigengewicht auf der Fixierrolle 56 auf und schließt die Austrittsstelle der Fixierrolle 56 aus der Heizkammer 60 ab, so daß ein Austritt von Strahlungswärme aus der Heizkammer 60 verhindert wird.

[0021] Die Fixierrolle 56 under die Andruckrolle 50 bestehen aus einen Aufsteckrohr 54, einem zylindrischen Überzug 53 und einer Hülse 52. Der zylindrische Überzug 53 aus einem elastischen hitze- und verformungsbeständigen Material ist auf dem Aufsteckrohr 54 aufgebracht und über den Überzug jeder Rolle ist die rohrförmige Hülse 52 geschoben. Das Aufsteckrohr 54 der Fixierrolle 56 sitzt auf der Antriebswelle 55 auf. An den beiden Enden des Aufsteckrohres 54 liegen Begrenzungsscheiben 62 an, die durch Feststellschrauben 63 in ihrer Stellung auf der Antriebswelle 55 festgelegt sind. In Fig. 1 ist aus Gründen der besseren Übersichlichkeit nur die Feststellschraube 63 der rechten Begrenzungsscheibe 62 dargestellt.

[0022] Die Antriebswelle 55 ist mit jedem Wellenende durch einen Lagerflansch 64 hindurchgefürt. Auf jedem Wellenende sitzt eine von einer Bundhülse 68 umschlossene Überholkupplung 72 auf. Die Bundhülse 68 trägt einen Reibbelag 76, der bei beigestellter Andruckrolle 50 in Eingriff mit dem Reibbelag des gegenüberliegenden Reibrades 69 steht, das nahe der einen Stirnfläche auf der Welle 74 der Andruckrolle 50 aufsitzt. Durch die Überholkupplung 72 wird sichergestellt, daß die an die Fixierrolle 56 anliegende Andruckrolle 50 mit der Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Fixierrolle 56 mitgenommen wird. Die beiden Rollen müssen gleiche Geschwindigkeit aufweisen, während ein Tonerbild 101 auf einem Bildträgermaterial 100 aufgeschmolzen wird. Dies ist notwendig, um ein Verwischen des Tonerbildes 101 auf dem Bildträgermaterial 100 zu verhindern. Wird die Andruckrolle 50 gegen die Fixierrolle 56 angelegt, so bildet sich eine Kontaktfläche a zwischen den beiden Rollen aus, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Kontaktfläche a ist während des Durchgangs des Bildträgermaterials 100 zwischen den beiden aneinander anliegenden Rollen 50, 56 eben ausgebildet. Bei dem Anliegen der beiden Rollen aneinander wird der Abstand zwischen den Mittelachsen der Wellen der beiden Rollen gleichmäßig vermindert. Dies bedeutet, daß der Radius vom Mittelpunkt der Fixierrolle 56 bis zur Berührungsstelle ebenso verkleinert wird wie der Radius vom Mittelpunkt der Andruckrolle 50 bis zur Berührungsstelle. Infolge der Materialeigenschaften des Materials, aus dem die beiden Rollen hergestellt sind, und infolge der Radien der beiden Rollen wird eine relativ große ebene Kontaktfläche a erhalten, die eine gute Verschmelzung des Tonerbildes 101 mit dem Bildträgermaterial 100 gewährleistet. Die gegenüberliegenden, auf der Antriebswelle 55 und der Welle 74 aufsitzenden Reibräderpaare 67 und 69 gewährleisten über integrierte Überholkupplungen 72 die genaue Einhaltung der gleichen Umfangsgeschwindigkeit der beiden Rollen 50 und 56 im Bereich der Kontaktfläche a.

[0023] Dabei stellen die auf der Antriebswelle 55 der Fixierrolle 56 aufsitzenden Überholkupplungen 72 zunächst eine kraftschlüssige Mitnahme der beiden Reibräder 67 sicher. Während des Kontakts der Rollen 50 und 56 berühren die beiden angetriebenen Reibräder 67 die gegenüber auf der Welle 74 aufsitzenden Reibräder 69 und gewährleisten durch deren Mitnahme die Drehung der Andruckrolle 50.

[0024] Durch geringe Längenunterschiede zwischen den Abwicklungen beider Rollen 50 und 56 und/ oder nicht auszuschließende, unterschiedliche Verformungsmaße b und b' können unter Beihaltung der gleichen Umfangsgeschwindigkeit für beide Rollen 50 und 56 verschiedene Drehzahlen wirksam werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß bei einer Mitnahme der Andruckrolle 50 durch den Kraftschluß mit der angetriebenen Fixierrolle 56 eine unter Umständen hierdurch bedingte höhere Drehzahl der Welle 74 gegenüber der Antriebswelle 55 ausgeglichen werden kann, indem sich die Welle 74 innerhalb der in den Reibrädern 69 integrierten Überholkupplungen 72 frei drehen kann.

[0025] Ergibt sich für die Welle 74 eine geringfügig kleinere Drehzahl, so erfolgt der Drehzal-Ausgleich über Schlupf zwischen den Reibbelägen 76 der Reibräder 67 und 69.

[0026] Das Reibrad 67 wird durch eine Paßscheibe 70, die von einem Sicherungsring 71 fixiert wird, in seiner Lage auf der Bundhülse 68 festgelegt.

[0027] Im Lagerflansch 64 befindet sich ein Wälzlager 66, durch das die Antriebswelle 55 hindurchgeführt ist. Der Lagerflansch 64 ist durch eine Schraube 65 an der einen Winkelfläche des Seitenteils 57 befestigt. Das Seitenteil 57 ist als rechter Winkel ausgebildet, dessen eine Winkelfläche senkrecht zur Zeichenfläche in Fig. 1 verläuft und mit einem Grundrahmen 29 der Schmelzfixiereinrichtung 1 verschraubt ist.

[0028] Die beiden Seitenwände der Andruck- und Reinigungsvorrichtung 40 sind also Schwenklager 48 ausgebildet und befinden sich an den Außenseiten der Winkelflächen der Seitenteile 57. Jedes Schwenklager 48 ist um eine Paßschraube 49 verschwenkbar, die durch die Schwenklager 48 und die Winkelfläche des entsprechenden Seitenteils 57 durchgeführt und an dessen Innenseite mit einer Mutter verschraubt ist. Auf einer Verbundstange 42, die in den Schwenklagern 48 gelagert ist, sitzen zwei Verbundstücke 41 auf, die parallel zu den Schwenklagern 48 verlaufen und um die Verbundstange 42 schwenkbar sind. An jedem Verbundstück 41 ist mittels eines Bolzens 38 eine Ankerplatte 83 angelenkt, die von Sicherungsscheiben 39 an ihren beiden Seiten Festgehalten wird. Jede Ankerplatte 83 ist Bestandteil eines Hubmagneten 36 und wird von diesem, wenn er erregt ist, längs einer Führung in das Innere gezogen. Diese Bewegung bewirkt über das zugehörige Verbundstück 41 ein Verschwenken der Andruck- und Reinigungsvorrichtung 40 derart, daß die Andruckrolle 50 gegen die Fixierrolle 56 unter Druck anliegt. Bei nicht erregtem Hubmagnet 36 wird die Ankerplatte 83 durch das Eigengewicht der Andruck- und Reinigungsvorrichtung 40 nach links bewegt (Fig.2), wodurch diese eine Schwenkbewegung derart ausführt, daß sich die Andruckrolle 50 von der Fixierrolle 56 Jöst. Die Andruckrolle 50 dient gleichzeitig als Reinigungsrolle und ist aus diesem Grund mit einer Reinigungsfilz 44 versehen, der sich über einen Teil des Rollenumfangs erstreckt und an einem Ende von einer Haltestange 43 und am anderen Ende von einer Spannstange 45 gehalten ist, die durch eine Spannfeder 46 und einen Gegenhalter 47 unter Spannung gesetzt ist.

[0029] Der Hubmagnet 36 ist mit Paßschrauben 37 mit dem Grundrahmen 29 verbunden und kann in gewissen Grenzen mit Hilfe einer Verstellschraube horizontal verstellt werden. Die Verstellschraube 31 ist mit einer Einstellmutter 32 gesichert, zwischen der und dem Grundrahmen 29 sich eine Sicherungsscheibe 33 und eine Scheibe 34 befinden, die auf der Verstellschraube 31 aufgeschoben sind. Das eine Ende der Vertsellschraube 31 ist durch eine Öffnung einer Verstellplatte 30, die beispielsweise die Form eines Winkels aufweist, hindurchgeführt und liegt gegen den Hubmagnet 36 an, mit dem die Verstellplatte 30 über Befestigungsscheiben 35 verbunden ist. Ein Leitblech 27 für das Bildträgermaterial 100 ist mit Schrauben 28 an dem Grundrahmen 29 befestigt. Das Bildträgermaterial 100 wird über ein Einlaufblech 86 dem Spalt zwischen der Fixierrolle 56 und der Andruckrolle 50 zugeführt und verläßt die Schmelzfixiereinrichtung über das Leitblech 27.

[0030] An der Fixierrolle 56 liegt ein Thermofühler 23 an, der mit einer Befestigungswelle 24 in Verbindung steht, die einen Stellring 25 aufweist. Mit dem Thermofühler 23 wird während des Betriebs der Schmelzfixiereinrichtung die Oberflächentemperatur der Fixierrolle 56 fortlaufend gemessen.

[0031] Die Heizkammer 60 is mit einer Befestigungsleiste 2 mit Löchern versehen, durch die Befestigungsschreuben 85 hindurchgeführt sind, die mit horizontal gebogenen Enden, die gleichfalls Löcher aufweisen, der einen Winkelfläche der Seitenteile 57 verschraubt sind.

[0032] Auf der Antriebswelle 55 sitzt ein Stellring 75 auf, der an das Kugellager des Lagerflansches 64 angrenzt, der die axiale Sicherung der Antriebswelle 55 mit dem gleichfalls am Lagerflansch anliegenden und auf der Antriebswelle 55 aufsitzenden Antriebskettenrad 61 übernimmt. Zwischen dem Reibrad 67 und dieser Winkelfläche wird auf der Antriebswelle 55 ein Antriebsrad 61, das z.B. mit einem nicht dargestellten Kettenantrieb in Eingriff steht, mittels eines Elektromotors in Bewegung gesetzt.

[0033] Die Benetzungseinrichtung 22 umfaßt einen halbzylindrischen Behälter 21 für die Antihaftflüssigkeit, beispielsweise Siliconöl, der von einem Abdeckblech 18 verschlossen ist. Von dem Abdeckblech 18 geht ein abgewinkeltes Teil 26 ab, das in das Innere des Behälters 21 hineinragt und gegen das eine Stellschraube 19 federnd anliegt, die von einer Kontermutter 20 gesichert ist. Mit der Stellschraube 19 kann das Abdeckblech 18 nach Bedarf in Richtung auf die Fixierrolle 56 hin verschoben werden. Das Abdeckblech 18 ist außerhalb des Behälters 21 zweimal um je 90° gewinklet. Durch zwei Öffnungen im Abdeckblech 18 sind je eine Führungshülse 17 für eine Spannschraube 15 hindurchgeführt. Jede Spannschraube 15 umgibt eine Druckfeder 16, die mit einem Ende gegen das Abdeckblech 18 von außen anliegt und sich mit dem anderen Ende gegen den Kopf der Spannschraube 15 abstützt. Der Benetzungsdocht 8 ist über eine einspringende Kante des Behalters 21 nach außen geführt und wird längs der Unterseite des abgewinkelten Abdeckblechs 18 in Richtung auf die Fixierrolle 56 geführt. Auf einem Teil des Umfangs der Fixierrolle 56 liegt der Benetzungsdocht 8 auf, der zwischen dem Behälter 21 und der Fixierrolte 56 über eine Spannleiste 14 verläuft. Darüber befindet sich der gewinkelte Teil des Abdeckblechs 18, auf dem wiederum ein gewinkelter Dochtträger 9 aufliegt. Der Benetzungsdocht 8 wird zwischen der Spannleiste 14 und dem gewinkelten Teil des Abdeckblechs 18 mittels einer Knebelschraube 10 fest eingespannt, die mit einer Tellerfeder 13 gegen die Obersiete des gewinkelten Dochtträgers anliegt. Durch die Betätigung der Knebelschraube 10 wird somit der Benetzungsdocht 8 an einer Stelle fest eingespannt. Um ein festes Anliegen und damit eine entsprechend gute Benetzung der Fixierrolle 56 mit der Antihaftflüssigkeit zu erreichen, ist das andere Ende des Benetzungsdochtes 8 mit einer Zugfeder 11 verbunden, die in einer Öse 12 auf dem Abdeckblech 18 eingehängt ist. Der Benetzungsdocht 8 wird dabei derart geführt, daß er um das Ende des Dochtträgers 9, das sich etwa in der Höhe des Scheitelpunktes der Fixierrolle 56 befindet, umgelenkt wird. Die Zugfeder 11 hält den Benetzungsdocht 8 unter Spannung, wodurch sichergestellt ist, daß dieser auf dem Umfang der Fixierrolle 56 fest anliegt.

[0034] Die Schmelzfixiervorrichtung arbeitet wie folgt:

Mit der Betätigung der Starttaste des Kopiergeräte, wird die Fixierrolle 56 über den Maschinenantrieb und das Antriebskettenrad 61 über den schon erwähnten Kettenantrieb angetrieben.

[0035] Gleichzeitig erhitzen die beiden eingeschalteten Heizstrahler 58 und 59 die Hülse 52 der Fixierrolie 56 auf die notwendige Betriebstemperatur. Der mit Federdruck an die Fixierrolle 56 anliegende Thermofühler 23 kontrolliert in Verbindung mit einer nicht dargestellten Meß- und Regeleinheit die erforderliche Betriebstemperatur der Hülse 52 durch An- und Ausschalten der Heizstrahler 58 und 59. Hierbei ist es zweckmäßig nach dem jeweiligen erstmaligen Ausschalten der beiden Heizstrahler 58 und 59, die beispielsweise gleiche Leistung aufweisen, bei erreichter Betriebstemperatur für den weiteren Betrieb, wie die Anfertigung von Mehrfachkopien, die Nachspeisung von Wärme nur noch durch einen Heizstrahler 58 bzw. 59 allein vorzunehmen.

[0036] Die einen Teil der Fixierrolle 56 umgebende, reflektierende Heizkammer 60 ermöglicht eine sehr schnelle Aufheizung der Hülse, wobei die beiden Heizstrahler 58, 59 bis zur Erreichung der erforderlichen Betriebstemperatur eingeschaltet sind. Die voranstehend erwähnte Schattanordnung ermöglicht auch dann noch den Betrieb der Einbrennstation 60, wenn einer der beiden Heizstrahler ausfällt, da dann auf den funktionierenden Heizstrahler umgeschaltet werden kann. Es ist offensichtlich, daß sich dann allerdings die Aufheizzeit dementsprechend verlängert.

[0037] Das Erreichen der erforderlichen Betriebstemperatur der Fixierrolle 56 wird durch eine Leuchtanzeige am Bedienungspult der Kopiermaschine angezeigt.

[0038] Bei Abruf des Bildträgermaterials 100 durch die Kopiermaschine wird über ein elektrisches Schaltelement die Beistellung der Andruck- und Reinigungseinrichtung 40 durch die Hubmagnete 36 bewerkstelligt. Durch den Andruck der Andruckrolle 50 gegen die Fixierrolle 56 entsteht zwischen den beiden Rollenoberflächen die großflächige und weitgehend eben Kontaktzone. a, die eine möglichst lange Wärme-Austauschzeit zum Aufschmelzen des Tonerbildes 101 auf das blattförmige Bildträgermaterial 100 ermöglicht.

[0039] Mit der Beistellung der Andruck- und Reinigungsvorrichtung 40 gegen die Fixierrolle 56 wird die Andruckrolle 50 durch den Kontakt der Reibräder 67 und 69 untereinander, und die gleichzeitige Berührung der beiden Hülsen 52, mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Fixierrolle 56 angetrieben.

[0040] Mit einem beim Abruf des Bildträgermaterials 100 betätigten, nicht dargestellten Hubmagneten wird die Benetzungseinrichtung 22 so verschwenkt, daß der Benetzungsdocht 8 an der Hülse 52 der Fixierrolle 56, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, teilweise anliegt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Benetzung der Oberfläche der Fixierrolle 56 mit einem Siliconölfilm erhalten, wodurch ein Anhaften des Toners verhindert und eine gleichzeitige Reinigung der Hülsenoberfläche der Fixierrolle erreicht wird.

[0041] Beim Durchlauf des blattförmigen und betonerten Bildträgermaterials 100 zwischen der Fixierrolle 56 und der Andruckrolle 50 wird durch die Kontaktwärme der erhitzten Fixierrolle 56 eine Fixierung des Tonerbildes 101 auf dem Bildträgermaterial 100 vollzogen. Nach Ablauf der über einen Vorwahlschalter vorgewählten Kopienanzahl wird der Hubmagnet 36 stromlos und damit der mechanische Kontakt zwischen der Andruckrolle 50 und der Fixierrolle 56 aufgehoben. Gleichzeitig wird die Beheizung der Fixierrolle 56 durch Abschalten des noch in Betrieb befindlichen Heizstrahlers 58 bzw. 59 beendet und über den nicht dargestellten Hubmagneten die Benetzungseinrichtung 22 in ihre Ausgangslage zurückgestellt, in der der Benetzungsdocht 8 von der Fixierrolle 56 abgehoben ist.

Ansprüche

1. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung (1) zum Fixieren von thermoplastischen Tonerbildern mit einer beheizbaren Fixierrolle (56) die eine Oberfläche aus Polytetrafluoräthylen aufweist, mit einer mit der Fixierrolle in und außer Eingriff bringbaren Andruckrolle (50), die aus einem Aufsteckrohr (54), einem hierauf angebrachten zylindrischen Überzug (53) aus einem gummi-elastischen, temperatur- und verformungsbeständigen Material und einer über derm Überzug (53) angebrachten rohrförmigen Hülse (52) aus einem biegsamen Polytetrafluoräthylen-Schlauch besteht, und von einter Betätigungsvorrichtung (36) aus einer Ruhestellung in Eingriff mit der Fixierrolle gebracht wird, und mit einer Benetzungseinrichtung (22) zum Auftragen einer Antihaftflüssigkeit auf die Fixierrolle sowie mit einer Antriebsvorrichtung (55, 67, 69, 72, 74) für die Rollen, die gewährleistet, daß die Rollen an ihrer Berührungsstelle mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen, um das zwischen den Rollen befindliche Bildträgermaterial (100) mit den Tonerbildern (101), ohne diese zu verwischen, weiterzubefördern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierrolle (56) und die Andruckrolle (50) gleichartig aufgebaut sind und gleichgroße Radien haben und daß der zylindrische Überzug (53) ein offenporiges Silicon-Schaummaterial ist.

2. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsteck rohr (54) der Fixierrolle (56) auf einer Antriebswelle (55) aufsitzt, nahe deren Stirnflächen Reibräder (67) angeordnet sind, die mit entsprechenden Reibrädern (69), die nahe den Stirnflächen der Welle (74) der Andruckrolle (50) aufsitzen, bei beigestellter Andruckrolle (50) in Eingriff sind und diese mit der Umfangsgeschwindigkeit der Fixierrolle (56) mitnehmen.

3. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibräder (67, 69) der Antriebswelle (55) bzw. der Welle (74) der Andruckrolle (50) mit Überholkupplungen (72) verbunden sind, die auf der Antriebswelle (55) bzw. der Welle (74) aufsitzen.

4. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schlauch zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit Glasfasern eingeschlossen sind.

5. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schlauch korrosionsbeständige, spiralförmig gewundene Stahllitzen eingearbeitet sind.

6. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (53) aus einem Fluorelastomer mit einer Dichte von 0,2 bis 1 g/cm³ besteht.

7. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierrolle (56) mit einem Teil der Mantelfläche ihrer Hülse (52) und mit deren Stirnfläche in eine Heizkammer (60) hineinragt, die diesen Teil der Fixierrolle (56) eng umschließt, und daß zwei Heizstrahler (58, 59) im Inneren der Heizkammer (60) vorgesehen sind, die nahe an der Eintritts- bzw. Austrittsposition der Fixierrolle (56) aus der Heizkammer (60) angeordnet sind.

8. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungseinrichtung (22) für die Fixierrolle (56) der Heizkammer (60) gegenüber angeordnet ist und einen Behälter (21) für die Antihaftflüssigkeit aufweist, aus dem ein Benetzungsdocht (8) herausgeführt ist, der gegen einen Teilumfang der Hülse (52) der Fixierrolle (56) anliegt.

9. Wärme-Druck-Schmelzfixiereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Benetzungsdocht (8) in das Innere des Behälters (21) lose eingelegt ist und daß sein Außerhalb des Behälters (21) befindliches Ende gegen einen Dochtträger (9) anliegt und durch eine Zugfeder (11) gespannt wird.

Claims

1. Fusion fixing apparatus (1) employing heat and pressure for fixing thermoplastic.toner images, which comprises a heatable fixing roller (56) which has a polytetrafluoroethylene surface, a pressure roller (50) which is capable of engaging and disengaging the fixing roller and is made up of an extension tube (54), a cylindrical cover (53) mounted on the extension tube and comprising an elastic material which is resistant to heat and permanent deformation, and a tubular sleeve (52) of a flexible polytetrafluoroethylene tube which is pulled over the cover (53), the pressure roller (50) being moved from a rest position into engagement with the fixing roller by an actuating device (36), a wetting device (22) for applying an anti-adherence fluid to the fixing roller, and a driving arrangement (55, 67, 69, 72, 74) for the rollers, which ensures that the rollers rotate at the same circumferential speed in their area of contact in order to transport the image carrier material (100) provided with the toner images (101), which passes between the rollers, without blurring the images, the apparatus being characterised in that the fixing roller (56) and the pressure roller (50) are identically constructed and have equal radii and that the cylindrical cover (53) comprises an open-cell foamed silicon material.

2. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 1, in which the extension tube (54) of the fixing roller (56) is mounted on a driving shaft (55) close to the front surfaces of which friction wheels (67) are arranged, which engage corresponding friction wheels (69) mounted close to the front surfaces of the shaft (74) of the pressure roller (50), when the latter is in the engaged position, whereby the pressure roller (50) is carried along at the circumferential speed of the fixing roller (56).

3. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 2, in which the friction wheels (67, 69) of the driving shaft (55) and of the shaft (74) of the pressure roller (50) are connected with overriding clutches (72) which are mounted on the driving shaft (55) and on the shaft (74), respectively.

4. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 1, in which glass fibres are incorporated in the tube in order to increase its mechanical strength.

5. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 1, in which corrosion- resistant helical steel strips are incorporated in the tube.

6. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 1, in which the cylindrical cover (53) comprises a fluorinated elastomer with a density between 0.2 and 1.0 g/cm³.

7. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 1, in which a portion of the shell surface and the front surface of the sleeve (52) of the fixing roller (56) extend into a heating chamber (60) which closely surrounds this portion of the fixing roller (56) and in which two radiators (58, 59) are provided inside the heating chamber (60) and are arranged near the points where the fixing roller (56) enters and leaves the heating chamber (60).

8. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 1, in which the wetting device (22) for the fixing roller (56) is arranged opposite the heating chamber (60) and has a container (21) for the anti-adherence fluid, out of which a wetting wick (8) is passed which rests on a portion of the circumference of the sleeve (52) of the fixing roller (56).

9. Fusion fixing apparatus employing heat and pressure as claimed in claim 8, in which the wetting wick (8) is placed loosely into the interior of the container (21) and in which the end of the wetting wick outside of the container rests against a wick carrier (9) and is tightened by a tension spring (11).

Revendications

1. Dispositif de fusion par chauffage et pression (1) pour le fixage des images de toner thermoplastiques se composant, d'une part, d'un rouleau de fixage à chauffer (56) portant un enrobage de polytétrafluoréthylène et d'un rouleau d'appui (50) pouvant être placé en contact avec le rouleau de fixage et être désolidarisé de celui-ci et comprenant un tuyau emboîté (54) qui porte un revêtement cylindrique (53) en matériau élastique, indéformable, résistant aux variations de température, lui-même enrobé d'une gaine (52) en forme d'un tuyau en polytétrafluoréthylène souple, et qui, à l'aide d'un dispositif de commande (36) est placé, à partir d'une position de repos, en contact avec le rouleau de fixage et, d'autre part, d'une installation de mouillage (22) assurant l'application d'un liquide anti-adhérent sur le rouleau de fixage et d'un dispositif d'entraînement (55, 67, 69, 72, 74) assurant l'entraînement des rouleaux de manière que leur vitesse de rotation soit égale sur toute la longueur de leur surface de contact et que le matériel porteur (100) des images de toner (101) passant entre les rouleaux soit transporté sans risque de brouillage ou d'effacement des ces images ce dispositif étant caractérisé en ce que le rouleau de fixage (56) ainsi que le rouleau d'appui (50) présentent une structure identique et un rayon de même longueur et en ce que le revêtement cylindrique (53) est réalisé dans une matière plastique mousse aux silicones et à cellules ouvertes.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyeau emboîté (54) du rouleau de fixage (56) respose sur un axe moteur (55) sur les extrémités duquel se trouvent des roues de friction (67) qui, en position de fonctionnement du rouleau d'appui (50), s'appliquent contre les roues de friction correspondantes (69) fixées sur les extrémités de l'axe (74) de ce rouleau d'appui (50) et entraînent ce dernier, à la vitesse circonférentielle du rouleau de fixage (56).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les roues de friction (67, 69) de l'axe moteur (55) et de l'axe (74) du rouleau d'appui (50) sont reliées à des embrayages de rattrapage (72) fixés également sur l'axe moteur (55) ainsi que sur l'axe (74) du rouleau d'appui (50).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance mécanique de la gaine est améliorée par l'incorporation de fibres de verre.

5. Dispositif selon la revendications 1, caractérisé en ce que la résistance mécanique de la gaine est améliorée par l'incorporation de fils d'axier torsadés, résistants à la corrosion.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (53) est réalisé dans un élastomère fluoré d'une densité de 0,2 à 1 gramme par cm³.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau de fixage (56) pénètre avec une partie de la surface périphérique de sa gaine (52), ainsi qu'avec les extrémités frontales de cette dernière, dans un compartiment de chauffage (60) qui limite étroitement cette partie du rouleau de fixage (56) et en ce que deux radiateurs (58, 59) sont installés à l'intérieur de ce compartiment de chauffage (60) et sont placés l'un à proximité de l'ouverture d'entrée et l'autre à proximité de l'ouverture de sortie du rouleau de fixage (56).

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de mouillage (22) du rouleau de fixage (56) se trouve en face du compartiment de chauffage (60) et comporte un récipient (21) qui contient le liquide anti-adhérent dans lequel plonge une mèche de moillage (8) qui est adjacente à une partie de la surface périphérique de la gaine (52) du rouleau de fixation (56).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'une des extrémités de la mèche de mouillage (8) est plongée librement à l'intérieur de récipient (21) et en ce que l'extrémité opposée, sortant de ce récipient (21 ) est maintenue par un porte-mèche (9) et tendue par un ressort de traction (11). ).

Zeichnung