DE2329694C3

DE2329694C3 - Verfahren und Einrichtung zum Kontaktfixieren von Tonerbildern

Info

Publication number: DE2329694C3
Application number: DE2329694A
Authority: DE
Inventors: Bobby Ray Banks; Arthur Eugene Graham
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-06-30
Filing date: 1973-06-09
Publication date: 1975-06-05
Also published as: GB1402240A; SE379434B; AU5682073A; IT988997B; BR7304875D0; DE2329694B2; JPS5330495B2; FR2191163A1; FR2191163B1; US3810776A; JPS4953445A; NL7307240A; DE2329694A1; CH546426A; CA994851A; AU470748B2

Description

„ichthaftende Oberfläche zu erzielen. Während mit bild wird in einer Entwicklungsstation 16 entwickelt, solchen Matenahen an sich eine vergleichsweise indem ein Tonerbild 20 aus geladenen Tonerpartikeln „!enthaftende Oberfläche eraelbar ist, begrenzen sie auf der Schicht der Trommel 11 niedergeschlagen meist aus anderen Gründen die Leistung derartiger wird. Das Trägermaterial für die Kopien, ein BiId-Kontaktfixiereinnchtungen. Die lebensdauer einer s empfangsmaterial wie z.B. das Papier21, wird von Fixierwalze mit einer permanenten, das Ankleben einer Vorratsrolle 22 geliefert und durch das Messer verhindernden Oberflachenschicht wird beispielsweise 17 -_m _ei_nzelne Blätter geschnitten, bevor es einer durch die Lebensdauer dieser Schicht begrenzt. Übertragungsstation 18 zugeführt wird, wo das Toner-Außerdem haben bisher bekannte Materialien mit bild 20 von der Trommel auf das Papier übertragen guten Antihafteigenschaften meistens unzureichende 10 wird. Das nun das Tonerbild 20 tragende Papier 21 Wärmeübertragungseigenschaften. Somit behindert wird dann einer Fixierstation 30 zugeführt, während eine verhältnismäßig dicke derartige Antihaftschicht die photoleitfähige Schicht auf der Trommel 11 an die Wärmeübertragung von der Innenseite der ge- einer Reinigungsstation 19 für den nächsten Kopierheizten Walze an ihre Oberfläche. Dies erschwert Zyklus vorbereitet wird.

außerdem die genaue Regelung der Oberflächentem- i_S Wie besser aus Fig. 2 zu ersehen ist, enthält die peratur. Die externe Heizung solcher Walzen wurde Fixierstation 30 eine geheizte Fixierwalze 31 und auch schon vorgeschlagen, es bleibt jedoch die eine Andruckwalze 32, die zusammen das Walzen-Schwierigkeit der gleichmäßigen Vorteilung der paar 33 bilden. Die Fixierwalze 31 besitzt eine dünne, Wanne über die Oberflache eines schlechten Wärme- aber feste zylindrische Wärmeübertragungswandung letters bestehen. 20 34 aus Metall mit einer polierten äußeren Fixier-

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der fläche 35. Die Fixierwalze 31 ist in Lagern 40, von Entwicklung eines Kontaktfixierverfahrens und einer denen eines in F i g. 3 genauer gezeigt ist, drehbar dazu verwendeten Kontaktfixiereinrichtung, wo- gelagert. Ein Antriebsriemen 41 verbindet die Fixierbei eine wirksame, einfache Fixierwalze aus Metall walze 31 mit einem Motor 42. Das Lager 40 besteht verwendet werden kann, deren Antihafteigenschaften 25 aus einer am Maschinenrahmen befestigten, inneren nicht von dem speziellen, für die Fixierwalzen ober- Laufbüchse 43, die über Kugeln eine äußere Lauffläche gewählten Material abhängig ist. büchse 44 trägt, an welcher die Stirnwände 36 der

Das neue Verfahren zum Wärmeschmelzfixieren Fixierwalze 31 befestigt sind. Außerdem trägt die von Tonerbildern mittels mindestens eines Druck- äußere Laufbüchse 44 noch eine Riemenscheibe 45 walzenpaares ist gemäß der Erfindung dadurch ge- 30 zum Übertragen des Drehmomentes vom Antriebskennzeichnet, daß als Antihaftschicht in an sich be- riemen 41 auf die Fixierwalze 31. Die innere Laufkannter Weise eine Flüssigkeitsschicht verwendet büchse trägt außerdem Sockel 46 zur Aufnahme wird und daß diese Flüssigkeitsschicht von einer einer Infrarot-Heizlampe 47 im Innern, koaxial mit Flüssigkeit gebildet wird, die aus einer Dispersion der Fixierwalze 31. Während des Betriebes stellt die mindestens zweier untereinander nicht mischbarer, 35 aus einem gut leitenden Metall gefertigte Wärmebei der Fixiertemperatur flüssiger und chemisch sta- Übertragungswandung 34 einen wirksamen Wärmebiler Bestandteile mit niedriger Oberflächenspannung übertragungsweg von der Tnfι arot-Heizlampe 47 zur besteht, von welchen einer hohe Viskosität und ein Fixiernäche 35 her. anderer demgegenüber niedrige Viskosität aufweist. Die drehbare Andruckwalze 32 ist mittels der

Eine solche Antihaftschicht ist wesentlich dünner 40 Arme 50 um die Welle 51 am Maschinenrahmen als eine permanent auf die Fixierwalze aufgebrachte schwenkbar gelagert. Ein Nocken 52 hebt die AnSchicht aus einem festen Material. Sie behindert da- druckwalze 32 so an, daß sie das Papier 21 gegen die her nicht den Wärmeübergang. Auch ist die Lebens- Fixierwalze 31 drückt. Die Andruckwalze 32 ist mit dauer der Fixierwalze nicht mehr durch die Lebens- einer relativ dicken Außenschicht 37 versehen, die dauer einer permanenten Antihaftschicht begrenzt. 45 vorzugsweise aus einem Material wie einem Silikon-

Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur elastomer besteht, welches sich unter Druck verformt Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in und eine Verflachung38 bildet, deren Ausdehnung so den Zeichnungen dargestellt und wird anschließend beeinflußt werden kann, daß die wirksame Andrucknäher beschrieben, um das neue Verfahren zu erläu- zeit des Papiers 21 an die Fixierwalze 31 bei einer tern. Dabei zeigt 50 bestimmten Laufgeschwindigkeit der Walzenober-

Fi g. 1 schematisch wesentliche Teile und Verar- fläche vorgegeben ist.

beitungsstationen eines elektrophotographischen Ko- Die erfindungsgemäße Antihaftschicht 70 wird auf

piergerätes mit einer Kontaktfixierstation zur Aus- dip äußere Fixierfläche 35 der Fixierwalze 31 durch

übun» des Verfahrens gemäß der Erfindung; eine auf der Welle 61 gelagerte Auftragswalze

F i g. 2 vergrößert eine teilweise geschnittene Sei- 55 aufgetragen, die an der Fixierwalze 31 abrollt. Die

tenansicht der Kontaktfixierstation und Auftragswalze 60 kann unabhängig von der Fixier-

F i g. 3 einen Teil ausschnitt mit einem Lager der walze 31 erwärmt werden oder einfach auch durch

Fixierwalze. ihre Berührung mit der Fixierwalze 31. Benachbart

In Fig. 1 ist schematisch eine Kopiermaschine 10 der Auftragswalze 60 befindet sich eine Verteileinmit einer Trommel 11 dargestellt. Rund um die 60 richtung 62, die eine dünne Schicht des Antihaft-

Trommel 11 sind Verarbeitungsstationen angeordnet, mittels 71 an die Walzenoberfläche abgibt. Die Ver-

wie eine Ladestation 12 und anschließend eine Be- teileinrichtung 62 besteht aus einem feststehenden

lichtungsstation 13, wc durch ein Objektiv 15 das Trog 63, in dem ein über ein Zugband 65 an einer

Lichtbild einer auf einer Vorlagenebene 14 befind- Zugfeder 66 befestigter Schlitten 64 gleitend gelagert liehen Kopiervorlage auf die Trommel 11 projiziert 65 ist. Zwei Niederhalterollen 67 befinden sich oberhalb

wird, wodurch die vorher gleichmäßig aufgeladene des Troges 63. Da im bevorzugten Ausführungsbei-

photolcitfähigc Schicht auf der Kopiertrommel 11 spiel mindestens ein Bestandteil der Antihaftschicht

bildmäßig entladen wird. Das so gebildete Ladungs- bei Raumtemperatur im festen Zustand ist, wird die-

ses feste Material zu einem seifenähnlichen Block 72 geformt, der in den Schlitten 64 eingesetzt und durch die Niederhalterollen 67 so geführt wird, daß etwas an der Stirnfläche abgeschmolzenes Material bei der Drehung der Auftragswalze 60 auf diese fein verteilt wird. Nach Darstellung in F i g. 2 ist die Verteileinrichtung 62 bezüglich der Drehrichtung der Auftragswalze 60 so angeordnet, daß eine möglichst lange Verweilzeit des Antihaftmittels 71 auf der Walze 60 vor dem Auftragen auf die Fixierwalze 31 erreicht wird.

Die durch das Papier 21 von der Trommel 11 übernommenen Tonerbilder werden an der Andruckstelle 38 des Walzenpaares 33 durch direkte Wärmeübertragung bei der Berührung der Fixierwalze 31 mit der mit der Antihaftschicht überzogenen Fixierfläche 35 erwärmt und auf diese Weise durch Anwendung von Druck und Hitze angeschmolzen und somit fixiert. Die Antihaftschicht 70 auf der Fixierwalze 31 verringert oder beseitigt dabei jegliche Tendenz des Toners, von dem Papier 21 auf die Fixierwalze überzugehen und dort in unerwünschter Weise anzuhaften.

Auswahl der Materialien

Der in einem die erfindungsgemäße Antihaftschicht bildenden Material vorhandene flüssige Bestandteil mit hoher Viskosität muß bei dem zum Anschmelzen von Tonern notwendigen Temperaturen eine niedrige Oberflächenspannung bezüglich des verwendeten Toners, chemische Stabilität und eine relativ hohe Viskosität von z. B. etwa 300 Centipoise (cP) haben. Weiterhin darf er mit dem ausgewählten Bestandteil niedriger Viskosität nicht mischbar sein und auch nicht mit dem geschmolzenen Toner. Ferner sollte er farblos und ungiftig sein.

Zur besseren Verteilung beim Auftragen ist es außerdem erwünscht, aber nicht unbedingt erforderlich, daß der Bestandteil mit hoher Viskosität bei Raumtemperaturen im festen Zustand ist und einen genau definierten Schmelzpunkt hat. Außerdem sollte dieser Bestandteil durch den Bestandteil mit niedriger Viskosität benetzbar sein, falls dieser bei Raumtemperatur flüssig ist, um eine stabile, gleichförmige Mischung bei Raumtemperatur zu erreichen. Die bevorzugten Bestandteile mit hoher Viskosität sind in Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

ein Mineralöl hoher Viskosität, Litfaiumstearat, 3: l-Zinkstearat/Lithiumstearat-Gemisch, Zinklaurat, Zinkmyristat, Zinkpalmitat, Zinklignozerat, Zinkzerotat.

Der Bestandteil mit niedriger Viskosität des Antihaftbclages muß bei der Fixiertemperatur bezüglich des zu schmelzenden Toners ausreichend niedrige Oberflächenspannung aufweisen, chemisch stabil sein und eine relativ niedrige Viskosität von z. B. 10 cP

ίο haben. Er darf sich mit dem verwendeten Bestandteil von hoher Viskosität und auch mit dem geschmolzenen Toner nicht mischen lassen und sollte möglichst farblos und ungiftig sein. Der bevorzugte Bestandteil mit niedriger Viskosität ist 50-cSt(Centistoke)-Silikonöl, das bei 150⁰C eine Oberflächenspannung von etwa 15 dyn/cm und eine Viskosität von etwa 10 cP (Centipoise) hat und praktisch mit flüssigen Zinkbehenat, Zinkstearat, Aluminiumbehenat und Aluminiumstearat nicht mischbar ist. Auch mit flüssigem Toner aus Mcthacrylsäure-n-butylester-Äthylacrylsäuremethylester-Mischpolymerisat ist es nicht mischbar. Andere möglicherweise geeignete Bestandteile mit niedriger Viskosität sind: weißes Mineralöl mit niedriger Viskosität und Hexamethyltetracosan.

Wie oben gesagt wurde, wird vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise eine Walzenoberfläche mit chemischer Reaktivität oder polarer Anziehungskraft bezüglich des Bestandteiles mit hoher Viskosität verwendet, um die Stabilisierungswirkung zu verstärken.

Wo als Bestandteile mit hoher Viskosität Fettsäuren und ihre Derivate gewählt werden, werden wegen ihrer Reaktivität Walzen mit metallischen Außenflächen aus Magnesium, Nickel, Kupfer, Kadmium, Eisen (Stahl), Zink, Aluminium und ihren Legierungen bevorzugt.

Es folgen Beispiele mit speziellen Materialkombinationen zur Erläuterung der Erfordernisse der vorliegenden Erfindung.

Beispiele

	Stabil bis	Mittlere	Mittlere	Zustand	siehe unten
		Ober	Viskosität cPbei	bei Raumtem
Material		flächen spannung		peratur
	160° C	dyn/cm	150⁰C		siehe unten
	171° C	bei	300	fest
Zinkstearat		19,0	340	fest
Zinkbehenat	15,0
Aluminium
stearat *)	unbekannt,
Aluminium-
behanat**)	unbekannt,

*) Erzeugt als praktisch einatomige Schicht durch Auftragen von Stearinsäure auf eine Aluminiumwalze.
♦♦) Erzeugt als praktisch einatomige Schicht durch Auftragen von Behen-Säure auf eine Aluminiumwalze.

Einige andere, eventuell auch geeignete Bestandteile mit hoher Viskosität sind: 2000-cSt-Silikonöl, Zu Versuchszwecken wurde ein Walzenpaar, im wesentlichen entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 bis 3, aufgebaut, mit einer Fixierwalze von etwa 5 cm Durchmesser und etwa 3 mm Wandstärke sowie einer ausgezeichneten Oberflächengüte. Die Fixierfläche bestand entweder aus einer hochtemperaturfesten Aluminiumlegierung, aus zinkplattiertem Aluminium oder aus goldplattiertem Kupfer, um

Oberflächen mit Aluminium, Zink bzw. Gold prüfen zu können.

Eine Heizlampe mit einer Leistung von 2000 Watt wurde in der Fixierwalze angeordnet und so gesteuert, daß an der Fixierfläche eine Oberflächentemperatur von etwa 150° C erzeugt wurde. Eine Andruckwalze mit einer verformbaren Oberfläche aus einem Silikonelastomer wurde gegen die Fixierwalze gedruckt und dadurch eine Andruckzeit von 25 bis 30 msec erreicht. Papierstreifen von 28 cm Länge mit

einem noch nicht fixierten Tonerbild in sowohl Strichzeichnung als auch Halbtonzeichnung auf dem ersten Drittel ihrer Länge wurden durch die Fixierstation geführt. Die angegebenen Daten stellen Versuchsergebnisse an Bildern bzw. Kopien dar, die mit

einem Toner erzeugt wurden, dessen wesentlicher Harzbestandteil ein Methacrylsäure-n-butylester-Methacrylsäuremethylester-Mischpolymerisat war. Andere Versuche mit handelsüblichem Toner auf

Styrolbasis brachten vergleichsweise ähnliche Ergebnisse.

Jeder Streifen wurde daraufhin untersucht, ob das Bild in brauchbarer Weise fixiert wurde. Der von Zeichnung freie Endteil jedes Streifens und die Fixierwalze wurden anschließend sorgfältig auf vom Bild verschleppten und dort in unerwünschter Weise haftenden Toner untersucht. In den Beispielen 1 bis 9 und 12 bis 19 der nachfolgenden Tabelle sind Versuchsergebnisse aufgeführt, in denen eine erfindungsgemäße Antihaftschicht aus zwei nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten verwendet wurde. Die Beispiele 10, 11 und 20 bis 32 zeigen Versuchsergebnisse mit Antihaftschichten aus verschiedenen Bestandteilen, die an sich zur praktischen Anwendung der Erfindung verwendet werden, die jedoch noch nicht in der neuartigen Weise optimal kombiniert waren.

Beispiel

	Aufgetragenes Material	Rollen- Oberfläche	Ver
Bei spiel			schlepp ter
	3 Teile Zinkbehenat	Aluminium	Toner
1	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Zinkstearat	Aluminium
2	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Zinkbehenat	Zink
3	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Zinkstearat	Zink
4	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Zinkbehenat	Gold
5	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Zinkstearat	Gold
6	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Stearinsäure	Aluminium
7	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Stearinsäure	Zink
8	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Behensäure	Aluminium
9	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Stearinsäure	Gold
10	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		ja
	3 Teile Oelsäure	Aluminium
11	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		ja
	3 Teile Zinkstearat	Aluminium
12	1 Teil weißes Mineralöl *)		nein
	3 Teile Zinkstearat	Aluminium
13	1 Teil Hexamethyl-		nein
	tetracosan
	3 Teile 2000-cSt-Silikonöl	Zink
14	1 Teil weißes Mineralöl		nein
	3 Teile 2000-cSt-Silikonöl	Gold
15	1 Teil weißes Mineralöl		nein
	3 Teile Mineralöl	Zink
16	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile Mineralöl	Gold
17	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein
	3 Teile 2000-cSt-Silikonöl	Aluminium
18	1 Teil weißes Mineralöl		nein
	3 Teile Mineralöl	Aluminium
19	1 Teil 50-cSt-Silikonöl		nein

20
21
22
23
24
25

26

27
28

29
30

31

32

Aufgetragenes Material

50-cSt-Silikonöl

Zinkstearat

Behensäure

2000-cSt-Silikonöl

1 Teil 50-cSt-Silikonöl

1 Teil weißes Mineralöl *)

3 Teile 2000-cSt-Silikonöl 1 Teil 50-cSt-Silikonöl

3 Teile 2000-cSt-Silikonöl 1 Teil Wachs

Oelsäure

3 Teile Oelsäure

1 Teil 50-cSt-Silikonöl

3 Teile 2000-cSt-Silikonöl 1 Teil Oelsäure

Rollen- Oberfläche	Ver schlepp ter Toner
Aluminium	ja
Aluminium	ja
Gold	ja
Aluminium	ja
Zink	ja
Aluminium	ja
Aluminium	ja
Gold	ja
Aluminium	ja
Gold	ja
Gold	ja
Gold	ja
Aluminium	ja**)

30

35 *) Viskosität 73 cSt bei 40° C₁ 8 cSt bei 100° C. **) Mehrere Versuche waren inconsistent. Einige Versuche zeigten keinen verschleppten Toner. Sie werden jedoch für unsicher gehalten, weil die Fixierfläche vielleicht infolge der vorangegangenen Versuche andere chemische Eigenschaften zeigte.

Die Beispiele 1 und 2 stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Wenn die in der Tabelle aufgeführten Materialien mittels der in den Zeichnungen dargestellten Walzenanordnung aufgetragen wurden, ergaben sich durchschnittliche Verbrauchswerte für das Antihaft-Schichtmaterial von 2 bis 8 mg für das Beispiel 1 und 8 bis 20 mg für das Beispiel 2 pro Kopie von 21X25 cm Größe. In diesen wie in allen anderen Beispielen konnte man zwar Spuren des Antihaftmaterials auf der erhaltenen Kopie erkennen, jedoch in so kleinen Mengen, daß sie nicht störten. Die Beispiele 3 und 4 gleichen den Beispielen 1 und 2, jedoch wurde eine Walze mit einer Zinkoberfiäche verwendet. Diese scheint weniger dauerhaft zu sein als die Aluminiumwalze. Bei den Beispielen 5 und 6 wurde ähnlich verfahren wie bei den Beispielen 1 und 2, jedoch wurde eine Walze mit einer Goldoberfläche verwendet.

Bei den Beispielen 7 und 8 wurde Stearinsäure und Silikonöl von 50 Centistoke auf eine Aluminium- bzw. eine Zinkwalze aufgetragen. Beim Beispiel 9 wurde ähnlich verfahren, jedoch Behensäure verwendet Stearinsäure und Behensäure haben selbst nicht die von dem flüssigen Bestandteil mit hoher Viskosität geforderten Eigenschaften, es scheint jedoch eine Ar von Oberflächenreaktion mit der Aluminium- bzw der Zinkoberfläche der Walze aufzutreten, die eini praktisch einatomige Schicht flüssigen Aluminium oder Zinkstearats auf der Walzenoberfläche hervor ruft. Diese beobachtete Wirkung schafft so die er forderliche hohe Viskosität des flüssigen Bestand teiles für die erfolgreiche Anwendung der Erfindun; in der Praxis. Die erfolgreichen Ergebnisse der Bei

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spiele 7, 8 und 9 sollten mit dem erfolglosen Ergebnis des Beispieles 10 verglichen werden, in welchem eine nicht in der genannten Weise reagierende Goldwalze verwendet wurde. Auch ist das erfolglose Ergebnis des Beispieles 11 zu vergleichen, wo ölsäure, eine ungesättigte Fettsäure, an Stelle der gesättigten Stearinsäure oder der Behensäure verwendet wurde.

Die Beispiele 12, 13, 14 und 15 zeigen die erfolgreiche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit anderen Bestandteilen niedrigerer Viskosität als dem bevorzugten Silikonöl von 50 Centistoke. Die Beispiele 14, 15, 16, 17, 18 und 19 zeigen die erfolgreiche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Verwendung einer Metallseife als Bestandteil hoher Viskosität in der Antihaftschicht. Beispiel 17 zeigt die erfolgreiche Anwendung des Verfahrens mit einer Antihaftschicht, angewendet auf eine inerte Goldwalze ohne eine metallische Seife mit einem Silikonöl hoher Viskosität, kombiniert mit einem Mineralöl als Bestandteil niedriger Viskosität. Diese Beispiele veranschaulichen die außerordentliche Anwendungsbreite des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfahrungswerte zeigen, daß die bevorzugten Ausführungsbeispiele 1 und 2 wesentlich leichter zu kontrollieren sind und einen stabilen Betrieb in einen; größeren Bereich sekundärer Betriebsbedingungen ergeben, als die anderen Beispiele, obwohl auch bei diesen mit einer Vielzahl von Materialkombinationen ein Verschleppen und Ankleben des Toners an der Walze verhindert werden kann.

Um die für den erfolgreichen Betrieb des Verfahrens angenommenen Kriterien als zutreffend zu beweisen, wurden bei den Beispielen als Grenzfälle auch Versuche mit Materialien durchgeführt, die diese Kriterien nicht erfüllen.

Die Beispiele 20, 21 und 22 zeigen den erfolglosen Versuch, Silikonöl von 50 Centistoke oder Zinkstearat einzeln als Antihaftschicht zu verwenden, obwohl diese Bestandteile, zusammengenommen, das Material des bevorzugten Ausführungsbeispiels 2 bilden. Beispiel 23 zeigt den erfolglosen Versuch, Behensäure allein auf einer Aluminiumwalze zu verwenden, im Gegensatz zu Beispiel 9, das ihre erfolgreiche Verwendung in Kombination mit Silikonöl von 50 cSt zeigt. Beispiel 24 zeigt den erfolglosen Versuch der Verwendung von Silikonöl von 2000 cSt allein als Antihaftschicht, obwohl dieses Material als Bestandteil mit hoher Viskosität in der Kombination durchaus geeignet ist, wie die Beispiele 14, 15 und

xo 18 zeigen.

Beispiel 25 zeigt den erfolglosen Versuch, eine Antihaftschicht aus zwei Bestandteilen, beide mit niedriger Viskosität, herzustellen, obwohl dieselben Flüssigkeiten einzeln erfolgreich als Bestandteil niedriger Viskosität in der Kombination nach den Beispielen 7 und 12 verwendet werden. Beispiel 26 zeigt den erfolglosen Versuch, untereinander mischbare Bestandteile mit hoher und niedriger Viskosität zu verwenden, obwohl diese Bestandteile einzeln bei der Kombination mit anderen Materialien, mit denen sie nicht mischbar sind, zufriedenstellend arbeiten. Die Beispiele 27 und 28 zeigen den erfolglosen Versuch, ein Wachs als Bestandteil mit hoher Viskosität oder als Bestandteil mit niedriger Viskosität im erfinduugsgemäßen Verfahren zu verwenden, obwohl dieses Material allein bekanntlich Antihafteigenschaften hat. Die Gründe für das Versagen von Wachs sind nicht vollkommen bekannt, es wird jedoch angenommen, daß dieses Versagen auf eine gewisse Tendenz des Materials, mit dem Tonerharz zu reagieren, zurückzuführen ist.

Die Beispiele 11, 29, 30, 31, 32 zeigen den erfolglosen Versuch, ölsäure allein oder in Verbindung mit anderen geeigneten Bestandteilen für eine nach dem Erfindungsgedanken erfolgreich arbeitende Antihaftschicht zu verwenden. Während ölsäure zwar in die Klasse der Monocarbonsäure fällt, ist sie doch ungesättigt da mindestens eine Doppelbindung im Radikal des Moleküls besteht. Somit neigt die öl-

säure zu einer stärkeren Reaktion als die gesättigten, einbasischen Monocarbonsäuren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Raumtemperatur festen Bestandteil des Materials für die Antihaftschicht innig vermischt und an diesem adsorbiert ist, so daß das Material einen bei Raumtemperatur festen Block seifenähnUcher Konsistenz bildet. 9. Fixiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8 in einer elektrostatischen Kopiermaschine mit einer antreibbaren, mit einer Andruckwalze zusammenwirkenden Fixierwalze aus Metall, deren Fixierfläche durch eine Wärmequelle aufheizbar ist, und mit einer Einrichtung zum Aufbringen einer flüssigen Antihaftschicht auf die Fixierwalze während des Betriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen der Antihaftschicht aus einem Trog (63) besteht, in dem ein Block (72) aus Antihaftrsaterial gelagert ist, der an einer auf die Verflüssigungstemperatur des Antihaftmaterials erwärmten Auftragswalze (60) anliegt, die in Berührung mit der Fixierwalze (31) steht. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wärmeschmelzfixieren von Tonerbildern mittels eines Druckwalzenpaares, bei dem die das Tonerbild berührende Fixierwalze aus Metall besteht und mit einer Antihaftschicht fortlaufend beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Antihaftschicht in an sich bekannter Weise eine Flüssigkeitsschicht verwendet wird, und daß diese Flüssigkeitsschicht von einer Flüssigkeit gebildet wird, die aus einer Dispersion mindestens zweier, untereinander nicht mischbarer, bei der Fixiertemperatur flüssiger und chemisch stabiler Bestandteile mit niedriger Oberflächenspannung besteht, von welchen einer hohe Viskosität und ein anderer demgegenüber niedrige Viskosität aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fixierwalze verwendet wird, die als wesentlichen Bestandteil der Fixierfläche ein Metall oder eine Legierung aus der

Gruppe Zink, Aluminium, Magnesium, Nickel,

Kupfer, Cadmium oder Eisen enthält, und daß die Flüssigkeit für die Antihaftschicht mindestens

eine Substanz aus der Gruppe der gesättigten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontakt-

Monocarbonsäuren oder ihrer Abkömmlinge als fixieien von Tonerbildern sowie eine dazu verwendete

den bei der Fixiertemperatur mit hoher Viskosität Einrichtung.

flüssigen Bestandteil enthält. Das Fixieren von thermoplastischen Tonerbildern

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 mittels erhitzter Walzenpaare unter Druck ist sehr kennzeichnet, daß eine Fixierwalze verwendet wirkungsvoll, sowohl vom Standpunkt des Stromverwird, die als wesentlichen Bestandteil der Fixier- brauches aus gesehen als auch in bezug auf die fläche ein Metall oder eine Legierung aus der Fixiergeschwindigkeit. Eine Kontaktfixiereinrichtung Gruppe Zink, Aluminium, Magnesium. Nickel, enthält eine erhitzte Walze, welche die Wärme durch Kupfer, Cadmium oder Eisen enthält, und daß 35 die Außenfläche auf ein thermoplastisches Tonerdie Flüssigkeit für die Antihaftschicht mindestens bild leitet, das durch eine Andruckwalze damit in eine Substanz aus der Gruppe der von den ge- Berührungskontakt gehalten wird. Die erwärmten sättigten Monocarbonsäuren abgeleiteten metall- Tonerpartikeln erweichen und fließen in engere Beorganischen Seifen als den bei der Fixiertempe- rührung mit dem Papierblatt, auf dem sie durch elekratur mit hoher Viskosität flüssigen Bestandteil 40 trostatische Kräfte gehalten wurden, und bilden nach enthält. Erkalten das fixierte Bild.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Es wurde festgestellt, daß die Tendenz des Toners, kennzeichnet, daß eine Fixierwalze verwendet auf die erhitzte Fixierwalze verschleppt und übertrawird, die als wesentlichen Bestandteil der Fixier- gen zu werden, zu einem guten Teil durch das Ausfläche Aluminium enthält, und daß die Flüssig- 45 maß der Erwärmung der Tonerpartikeln bestimmt keit für die Antihaftschicht mindestens cine Sub- wird. Im Idealfall wachsen die Tonerpartikeln des

stanz aus der Gruppe Stearinsäure, Behensäure, Zinkstearat oder Zinkbehenat als den bei der Fixiertemperatur mit hoher Viskosität flüssigen Bestandteil enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Massigkeit für die Antihaftschicht als den bei der Fixiertemperatur mit niedriger Viskosität flüssigen Bestandteil Silikonöl von 50 Centistoke enthält.

6. Verfahren nrrh einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Antihaftschicht c^:n bei Raumtemperatur in festem Zustand ir rVockform vorliegendes Material verwende! -lud durch Kontakt mit der erwärmten Oberfläche der Fixierwalze auf diese unter Verflüssigung aufgetragen wird

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Block des Materials für die Antihaftschicht ein Zinksalz einer gesättigten Fettsäure enthält.

S. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl mit dem bei Bildes zusammen und bilden eine sehr zähe Flüssigkeit, die an dem tragenden Papierblatt haften bleibt. Ungenügende Erwärmung läßt einen Teil der Toner-So partikeln in Pulverform bestehenbleiben, so daß sie sich vom Papierblatt lösen können und so ein Teil der Partikeln in unerwünschter Weise auf die erwärmte Walze gelangt und nur der übrige Teil auf dem Papierblatt verbleibt. Andererseits erzeugt eine 7u starke Erwärmung des Toners eine dünnere Flüssigkeit mit einer niedrigen Haftkraft, so daß auch diese sich vom Blatt lösen kann und so ebenfalls Toner auf die erwärmte Fixierwabe uelansit und dort haftenbleibt. Die Tendenz zum Ankleben kann da^ßo durch verringert werden, daß man das Haftvermögen der erhitzten Fixierwalze so klein wie möglich hält. Es wurde vorgeschlagen. Fixierwalzen mit Oberflächen aus einem Material wie Polytetiafluoräthylen oder wie Siliciumpolymcre und Elastomere zu benutzen, die bekanntlich eine geringe freie Oberflächcnenergie haben. Diese Materialien sollten entweder allein oder kombiniert mit Schmierflüssigkeiten, wie Silikonöl. verwendet werden.

um so eine