DE2357012C3

DE2357012C3 - Verfahren zum Fixieren von thermoplastischen Tonerbildern

Info

Publication number: DE2357012C3
Application number: DE19732357012
Authority: DE
Inventors: Koichi Ebina Kanagawa Takiguchi (Japan)
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1972-11-30
Filing date: 1973-11-15
Publication date: 1977-08-11

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fixieren von thermoplastischen Tonerbildern, bei dem das Tonerbild zwischen zwei erhitzten Kontakt-Fixierrollen hindurchgeführt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (US-PS 32 68 351) sind wenigstens die das Tonerbild kontaktierende Rolle und vorzugsweise beide Rollen beheizt. Um sogenannten Nachdruck nach Art des Offsetdrucks zu vermeiden, d. h. zu vermeiden, daß Tonerpartikeln auf die das Tonerbild kontaktierende P.olle und von dieser auf einen nachfolgenden Bogen übertragen werden, wird der das Tonerbild kontaktierende Rolle als Trennmittel wirkendes Silikonöl laufend zugeführt.

Bei einem anderen bekannten Verfahren der einleitend genannten Art (DT-OS 20 63 950) ist nur die das Tonerbild kontaktierende Rolle beheizt. Die Erscheinung des Nachdrucks soll dabei dadurch vermieden werden, daß sowohl die beheizte Rolle als auch die andere Rolle wenigstens im gegenseitigen Anlagebereich aus elastischem hitzebeständigem Material bestehen, wobei die Anpreßkraft zwischen den beiden Rollen sowie die Temperatur der beheizten Rolle so gewählt werden sollen, daß ein Anhaften von Tonerpartikeln an der beheizten Rolle vermieden ist. Trotz dieser Maßnahmen kann bei diesem Verfahren das Anhaften von Tonerpartikeln an der beheizten Rolle und damit die Erscheinung des Nachdrucks nicht vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art so auszuführen, daß ohne Verwendung zusätzlicher Mittel wie Zuführung einer Trennflüssigkeit od. dgl. die Erscheinung des Nachdrucks vermieden oder zu mindestens wesentlich verringert ist. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Temperatur der das Tonerbild kontaktierenden Rolle gegenüber der Temperatur der anderen Rolle niedriger gehalten wird.

Es ist überraschend gefunden worden, daß mit einem Verfahren gemäß der Erfindung die Erscheinung des Nachdrucks im wesentlichen vermieden werden kann. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird in der Tonerschicht ein Temperaturgradient erzeugt derart, daß die Temperatur in dem dem Bildträger zunächst liegenden Bereich der Tonerschicht höher als in dem Bereich ist, welcher der das Tonerbild kontaktierenden Rolle zunächst liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Adhäsion zwischen den Tonerpartikeln und dem Bildträger größer als zwischen den Tonerpartikeln und der das Tonerbild kontaktierenden Rolle ist.

Weitere Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fi g. 1 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung;

F i g. 2 und 3 sind weitere schematische Darstellungen zur Erläuterung der Erfindung.

Gemäß den Darstellungen in den F i g. 1 bis 3 wird ein ein das Tonerbild a tragender Bildträger A zwischen zwei Kontakt-Fixierrollen la und 16 hindurchgeführt.

Die Kontakt-Fixierrollen la und 16 können auf verschiedene Weise erhitzt werden. Gemäß Fig. l werden beide Rollen la und 16 durch ein im Inneren jeder Rolle angeordnetes Heizelement 2 beheizt. Gemäß Fig. 2 wird die das Tonerbild nicht kontaktierende Rolle Ib durch ein im Inneren der Rolle 16 liegendes Heizelement 2, und die das Tonerbild kontaktierende Rolle la durch eine Heizrolle 3 beheizt, die auf der Außenseite der Rolle la läuft. Gemäß F i g. 3 wird nur die das Tonerbild nicht kontaktierende Rolle Ii? mittels eines im Inneren von ihr angeordneten Heizelements 2 beheizt, wobei dann die das Tonerbild kontaktierende Rolle la durch Wärmeleitung von der anderen Rolle 16 erhitzt wird.

Die Beheizung bzw. Erhitzung der Rollen la und 16 erfolgt auf jeden Fall derart, daß die Temperatur der das Tonerbild a kontaktierenden Rolle la gegenüber der Temperatur der anderen Rolle 16 niedriger gehalten wird. Auf diese Weise ist die Temperatur in dem dem Bildträger A zunächst liegenden Bereich der Tonerüchicht a höher als in dem Bereich, welcher der das Tonerbild a kontaktierenden Rolle la zunächst liegt. Auf diese Weise wird die Adhäsionskraft zwischen der (ias Tonerbild a kontaktierenden Rolle la und dem Tonerbild a kleiner als die Adhäsionskraft zwischen dem Tonerbild a und dem Bildträger A dort, wo durch die Eigenschaften des die Oberfläche der das Tonerbild a kontaktierenden Rolle la bildenden Materials ebenfalls die relativen Adhäsionskräfte erwünscht beeinflussen kann.

Es ist gefunden worden, daß ein optimaler Temperaturgradient der Tonerschicht a dadurch erzeugt werden kann, daß die das Tonerbild nicht kontaküerende Rolle [6 auf eine Temperatur erhitzt wird, die hoch genug ist, daß das Tonerbild a durch den Bildträger .4 hindurchge-■schmolzen wird, und daß die das Tonerbild kontaktierende Rolle la auf eine Temperatur erhitzt wird, die niedriger als die Temperatur der anderen Rolle 16 ist, die jedoch hoch genug ist, um das Tonerbild a zu erweichen, wenn dieses von der Rolle la kontaktiert wird.

In der Praxis werden die gewünschten Wirkungen weiter verbessert, wenn auf die Oberfläche der das Tonerbild a kontaktierenden Rolle 1 a Material mit guter Trenneigenschaft aufgebracht wird. Weiterhin ist es, um in gewissem Ausmaß zu verhindern, daß das Tonerbild a von den Rollen la, 16 zusammengedrückt oder zerstört wird, erwünscht, an oder nahe der Oberfläche der das Tonerbild a kontaktierenden Rolle la ein Material zu verwenden, welches weicher als Metall ist.

Weiterhin können Mittel zum Reinigen der Rollen la und \b verwendet werden, beispielsweise mit Silikonöl imprägnierter Filz, der mit Tetrafluoräthylen imprägniert ist Solche nicht dargestellten Mittel würden in Berührung mit den Rollen la und 16 angeordnet werden. Die Verwendung solcher Reinigungsmittel kann zu weiterer Verbesserung hinsichtlich der Vermeidung von Nachdruck führen.

Es ist noch festzustellen, daß das beschriebene Verfahren durch Änderungen der Außentemperatur oder durch Feuchtigkeit nicht beeinflußt wird, so daß über lange Zeitperioden stabile Vervielfältigung aufrechterhalten werden kann, ohne daß sich Änderungen in Abhängigkeit von Änderungen der Umgebungsbedingungen ergeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel I

Für die Vorrichtung gemäß F i g. 1 wurde eine Rolle la mit einem Durchmesser von 30 mm und einem 5 mm dicken Kautschuküberzug 5 (JIS-Härte 60°) und für die Rolle 16 eine Aluminiumrolle eines Durchmessers von 30 mm und einem Überzug 6 der Dicke von 100 μ aus Tetrafluoräthylenharz verwendet.

Es wurden drei Toner verwendet, nämlich ein Toner 914/420 (der nachstehend als Toner A bezeichnet wird), ein Toner 720 (nachstend als Toner B bezeichnet) und ein Toner 660 (nachstehend als Toner C bezeichnet), wobei alle Toner von Fuji Xerox Co., Ltd., hergestellt werden. Als Bildträger wurde ein Papier M2 verwendet, welches von Fuji Xerox Co., Ltd. zur Verwendung in der Fuji Xerox Kopiermaschine hergestellt wird. Alle Toner waren Styrolmischpolymerisatpulver, in denen Kohlenruß dispergiert ist, und sie unterscheiden sich durch die Schmelztemperatur und die Schmelzviskosität. Die Vervielfachung wurde durchgeführt mit einer linearen Geschwindigkeit oder Umfangsgeschwindigkeit für beide Rollen la und \b von 90mm/sec und einer Kopiergeschwindigkeit von 900 Bögen je Stunde.

Im Fall der Verwendung des Toners A konnte ausgezeichnete Fixierung ohne Nachdruck und ohne Bildverschlechterung erhalten werden, wenn die Temperatur der Rolle 16 auf 200⁰C, und die Temperatur der Rolle la auf 160⁰C gehalten wurde. Wenn jedoch die Temperatur der Rolle Ib auf weniger als 18O⁰C erniedrigt wurde, oder wenn die Temperatur der Rolle la auf weniger als 140°C erniedrigt wurde, ergab sich Übertragung von Toner zu der Rolle la, was zu Verfleckung des Bildträgers führte. Auch wenn die Temperatur der Rolle \b auf über 260°C erhöht wurde, oder wenn die Temperatur der Rolle la auf über 200⁰C erhöht wurde, fand Nachdruck statt. Der Temperaturbereich, innerhalb welchem gute Fixierung mit dem Toner A erhalten wurde, betrug für die hintere Rolle lib 180 bis 26O⁰C und für die Rolle la 150 bis 195°C. Es war jedoch erforderlich, die Temperatur der Rolle la um mehr als 10° niedriger einzustellen als die Temperatur der Rolle ib.

Im Fall der Verwendung des Toners B ergab sich gute Fixierung, wenn die Temperatur der Rolle 1 b im Bereich von 190 bis 27O°C, und die Temperatur der Rolle la in dem Bereich von 160 bis 200⁰C eingestellt wurde, wobei jedoch der Unterschied der Temperatur der Rolle 16 zur Rolle la größer als 10° betrug. Bei allen Temperaturen außerhalb der angegebenen Bereiche ergab sich Nachdruck.

Im Fall der Verwendung des Toners C wurde gute Fixierung erhalten für einen Temperaturbereich der Rolle Xb von 155 bis 200⁰C, und einen Temperaturbereich der Rolle la von 140 bis 170⁰C, wenn der Unterschied der Temperatur der beiden Rollen \b, ta größer als 10° betrug. Bei Temperaturen außerhalb der angegebenen Bereiche ergab sich Nachdruck.

Beispiel II

Bei einer Ausführungsform wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, wurde eine Kupferrolle 3 eines Durchmessers von 25 mm, die an ihrer Mitte eine Heizeinrichtung aufwies, zum Erhitzen der Rolle la verwendet. Bei den gleichen Temperaturbereichen, wie sie in Beispiel I angegeben sind, wurde gute Fixierung erhalten.

Beispiel III

Bei einer Ausführungsform gemäß F i g. 3 wurde beim Fixieren eine Umfangsgeschwindigkeit der Rollen la und 16 von 90 mm/sec bei einer Kopiergeschwindigkeit von 900 Bögen je Stunde angewendet unter Benutzung des Toners A, wobei die Temperatur der Rolle 16 im Bereich von 190 bis 200⁰C und die Temperatur der Rolle la auf etwa 160⁰C gehalten wurde. Hierbei wurde gute Fixierung erhalten.

Beispiel IV

Unter Verwendung der gleichen Heizrollen wie bei Beispiel I wurde gute Fixierung erhalten bei einer Umfangsgeschwindigkeit der Rollen la und 16 von 150 mm/sec bei einer Kopiergeschwindigkeit von 1200 Bögen je Stunde unter Verwendung des Toners A, wobei an der Rolle 16 eine Temperatur von 250⁰C, und an der Rolle la eine Temperatur von 200° C aufrechterhalten wurde.

Zusätzlich wurde bei den Beispielen II und III die gleiche Rolle 16 wie bei Beispiel I verwendet, und als Rolle la wurde die gemäß Beispiel I verwendete Rolle benutzt, wobei die Heizeinrichtung 2 von ihr fortgelassen wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Fixieren von thermoplastischen Tonerbildern, bei dem das Tonerbild zwischen zwei erhitzten Kontakt-Fixierrollen hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der das Tonerbild kontaktierenden Rolle gegenüber der Temperatur der anderen Rolle niedriger gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturunterschied zwischen ■den beiden Kontakt-Fixierrollen von wenigstens 10° C angewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch «5 gekennzeichnet, daß die das Tonerbild kontaktierende Rolle auf eine Temperatur erhitzt wird, die hoch genug ist, um das Tonerbild zu erweichen, und daß die andere Rolle auf eine Temperatur erhitzt wird, die hoch genug ist, um das Tonerbild durch den *o Bildträger hindurch zu schmelzen.