DE2224971A1

DE2224971A1 - Applying toner onto paper - by smelting with sepn region cooled to prevent offset effect

Info

Publication number: DE2224971A1
Application number: DE19722224971
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing D Binckebanck; Gerhard Meier-Maletz
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1972-05-23
Filing date: 1972-05-23
Publication date: 1973-12-13

Abstract

A method of fusing thermoplastics particles onto a support, consists of the application of radiant heat and pressure. The pressure is applied by a surface which, at least at the region where this surface leaves the support, is below the softening temp of the toner. Pref., the radiation is applied simultaneously with the pressure, and the pressing surface is cooled in the separation region.

Description

Beschreibung zur Anmeldung von Verfahren und Vorrichtung zum Aufschmelzen thermoplastischer Teilchen auf einen Träger Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufschmelzen thermoplastischer Teilchen auf einen Träger, bei dem die auf dem Träger befindlichen Teilchen durch Absorption von Strahlung erwärmt, erweicht und im erweichtem Zustand einem Druck in Richtung auf den Träger ausgesetzt werden. Description for the registration of a method and device for melting thermoplastic particles on a carrier The present invention relates to a method for melting thermoplastic particles onto a carrier, in which the particles located on the carrier are absorbed by radiation heated, softened and, in the softened state, a pressure in the direction of the wearer get abandoned.

Derartige Verfahren sind insbesondere in der Technik der Elektrophotographie von Bedeutung. Bei bestimmten elektrophotographischen Verfahren werden nämlich bildmäßig auf einem Photoleiter verteilte thermoplastische Teilchen, in der Elektrophotographie "Toner" genannt, auf den Kopieträger, meist Papier, übertragen und auf diesem zur Herstellung einer wischfesten Kopie aufgeschmolzen.Such methods are particularly useful in the art of electrophotography significant. Namely, in certain electrophotographic processes are imagewise thermoplastic particles distributed on a photoconductor, in the Electrophotography called "toner" is transferred to the copy medium, usually paper and melted on this to produce a smudge-proof copy.

Es sind bereits sehr verschiedenartige Verfahren zum Aufschmelzen solcher Tonerteilchen auf Papier oder andere Trägermaterialien bekannt geworden. Bei dem einen Verfahren werden die Tonerpartikelchen dadurch- auf das Kopieträgermaterial aufgeschmolzen, daß sie ohne äußere mechanische Berührung durch Strahlungsabsorption zum Schmelzen gebracht und so mit dem Papier verbunden werden. Bei einem weiteren Verfahren werden die Tonerteilchen mit einer erhitzten Walze in Berührung gebracht und im erweichten bzw. flüssigen Zustand in das Papier eingedrückt. Bei diesem Verfahren ist eine besondere Maßnahme zur Verhinderung der Übertragung des Tonermaterials auf die beheizte Walze erforderlich. Hierzu wurde vorgeschlagen, der Walze eine Polytetrafluoräthylen-Oberfläche zu geben, und auf diese einen dünnen Silikonölfilm aufzubringen. Weiterhin wurde vorgeschlagen, die Teilchen zunächst durch Strahlungsabsorption zu erweichen bzw. zu verflüssigen und anschließend mit einer Walze mit Offset verhindernden Überzug und einer dünnen Silikonölschicht darauf an das Papier anzupressen. Das zuletzt beschriebene Verfahren ist gleichsam eine Kombination der ersten beiden Verfahren.There are already very different methods of melting such toner particles on paper or other carrier materials have become known. In one method, the toner particles are thereby deposited on the copy carrier material melted so that they are without external mechanical contact through radiation absorption melted and thus connected to the paper. With another In one process, the toner particles are brought into contact with a heated roller and pressed into the paper in the softened or liquid state. In this procedure is a special measure to prevent the transfer of the toner material required on the heated roller. To this end, it was proposed that the roller be a To give polytetrafluoroethylene surface, and on this a thin silicone oil film to raise. It has also been proposed that the particles first be absorbed by radiation to soften or liquefy and then with a roller with offset preventing Coating and a thin layer of silicone oil on it to be pressed onto the paper. That The last-described method is, as it were, a combination of the first two Procedure.

Bei den bekannten Verfahren wurde stets darauf geachtet, im Falle des Kontaktes zwischen weichem oder flüssigem thermoplastischem Tonermaterial und einer Andruckfläche das Ankleben von Tonermaterial an dieser Fläche durch die Materialauswahl dieser Fläche und einen Haftung verhindernden flüssigen Überzug (Silikonöl) zu vermeiden. Diese Verfahren waren techwisch aufwendig und konnten zufriedenstellend nur durchgeführt werden, wenn die andere Fläche zumindest von Zeit zu Zeit gereinigt wurde. Sonst entstanden auf jeden Fall nach einer gewissen Zeit sogenannte Geisterbilder aufgrund des Offseteffektes.In the known procedures, attention was always paid to the case the contact between soft or liquid thermoplastic toner material and a pressure surface, the sticking of toner material to this surface through the choice of material this surface and a liquid coating (silicone oil) that prevents adhesion. These processes were technically complex and could only be carried out satisfactorily if the other surface has been cleaned at least from time to time. Otherwise In any case, so-called ghost images arose after a certain time the offset effect.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem trotz Berührung des erweichten Tonerbildes mit einem Andruckelement der Offseteffekt sicher vermieden wird.The object of the present invention is to provide a method of the above to create mentioned type, in which despite touching the softened toner image with a pressure element, the offset effect is reliably avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß der Druck mit Hilfe einer Fläche aufgebracht wird, deren Temperatur zumindest im Bereich der Auftrennung von Träger und Fläche unter der Erweichungstemperatur des Toners liegt.According to the invention, this object is achieved by a method as described at the outset mentioned type solved, which is characterized in that the pressure with the help of a Surface is applied, the temperature of which is at least in the range of the separation of Carrier and area is below the softening temperature of the toner.

Man kann dieses erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch kennzeichnen, daß die Andruckfläche auf einer solchen Temperatur gehalten wird, daß der Toner zwar aufgrund der absorbierten Strahlung schmilzt, jedoch anschließend in Kontakt mit der kalten Fläche erstarrt und daß damit beim Ablösen des Trägers von der Fläche der Toner allein auf dem Träger und nicht auf der Fläche haften bleibt. Damit ist erstmals ein Fixierverfahren geschaffen, bei dem es trotz Kontakt des flüssigen bzw. erweichten Toners mit einer Fläche nicht darauf ankommt, daß die Fläche einen besonderen Offset verhindernden Überzug aufweist. Vielmehr wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß die Tonerpartikelchen noch während des Kontaktes mit der Andruckfläche erstarren, so daß sich der Akt der Auftrennung zwischen Tonerpartikelchen und Andruckfläche und nicht innerhalb der Tonerpartikelchen und schon gar nicht zwischen Tonerpartikelchen und Papier ergibt.This method according to the invention can also be characterized by that the pressure surface is at such a temperature is held that the toner melts due to the absorbed radiation, but subsequently solidifies in contact with the cold surface and that with it when the carrier is detached from the surface the toner only sticks to the carrier and does not adhere to the surface. This is the first time that a fixation process has been created in which, despite contact with the liquid or softened toner with a surface does not matter that the Surface has a special offset preventing coating. Rather, according to the invention ensured that the toner particles are still in contact with the pressure surface solidify, so that the act of separation between the toner particles and the pressure surface and not within the toner particles and certainly not between toner particles and paper yields.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, zum Andrücken des geschmolzenen Tonermaterials eine durchsichtige Fläche zu verwenden, dureh die hindurch die Fixierstrahlung zu dem Tonermaterial geführt wird. Weiterhin ist es bevorzugt, um allzu extreme Bedingungen zu vermeiden, die Andruckfläche während eines bestimmten Weges synchron mit dem Träger in Kontakt mit den Tonerteilchen zu bewegen und am Anfang dieser Kontakt strecke die Fixierstrahlung auf die Tonerteilchen zu richten.It is preferred according to the invention to press the molten Toner material to use a transparent surface through which the fixing radiation is fed to the toner material. Furthermore, it is preferred to be overly extreme Conditions to avoid the pressure surface synchronously during a certain path to move with the carrier in contact with the toner particles and on top of this Contact stretch to direct the fixing radiation onto the toner particles.

Hierdurch wird unter anderem erreicht, daß selbst bei einer nur schwach unterhalb der Erweichungstemperatur des Toners liegenden Temperatur der Fläche der verflüssigte Toner ausreichend Zeit hat, sich zu verfestigen, während er sich noch in Kontakt mit der Fläche befindet.This achieves, among other things, that even with one only weak below the softening temperature of the toner of the surface of the Liquefied toner has ample time to solidify while it is still setting is in contact with the surface.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine gewisse Haftwirkung, die die Andruckfläche'auf die erweichten Tonerpartikel ausübt, sogar erwünscht sein. Diese Haftwirkung kann nämlich dazu führen, daß die Schmelzwärme aus den Tonerteilchen rascher abgeführt werden kann. Diese Haftwirkung darf andererseits nicht so sein, daß auch die wieder erstarrten Tonerteilchen noch stark an der Andruckfläche haften.In this method according to the invention, a certain adhesive effect, which the pressure surface exerts on the softened toner particles may even be desirable. This adhesive effect can namely lead to the heat of fusion from the toner particles can be discharged more quickly. On the other hand, this adhesive effect must not be that the re-solidified toner particles still adhere strongly to the pressure surface.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß sie einen transparenten Hohlzylinder aufweist, der drehbar gelagert ist und mit der das Tonerbild tragenden Oberfläche des Kopieträgersin Berührung gebracht werden kann, im Inneren dieses Hohlzylinders ist eine Lampe sowie ein diese Lampe teilweise umgebener Reflektor angeordnet.The invention also relates to a device for carrying out the process of the method according to the invention. Such a device is characterized according to the invention characterized in that it has a transparent hollow cylinder which is rotatably mounted and is in contact with the toner image bearing surface of the copy carrier can be brought, inside this hollow cylinder is a lamp as well as this Lamp partially surrounded reflector arranged.

Außerdem ist eine Einrichtung zur Kühlung vorgesehen, mit der die Temperatur der Hohlzylinderaußenfläche stets ausreichend unter der Erweichungstemperatur des zu fixierenden thermoplastischen Materials gehalten werden kann.In addition, a device for cooling is provided with which the The temperature of the outer surface of the hollow cylinder is always sufficient under the Softening temperature of the thermoplastic material to be fixed are maintained can.

Als transparente Materialien, aus denen der Hohlzylinder besteht, sind Glas., Quarz oder Flußspat erfindungsgemäß bevorzugt. Besonders vorteilhaft vom Energiehaushalt her ist es, auf der inneren Seite des durchsichtigen Hohlzylinders einen Antireflexbelag vorzusehen.As the transparent materials that make up the hollow cylinder, glass, quartz or fluorspar are preferred according to the invention. Particularly beneficial from the point of view of energy balance it is on the inner side of the transparent hollow cylinder to provide an anti-reflective coating.

Die Kühlung des Hohlzylinders erfolgt in einfacher Weise mit Hilfe eines Luftgebläses.The hollow cylinder is simply cooled with the aid an air blower.

Um eine ausreichend lange Kontaktstrecke zwischen dem Hohlzylinder und dem Kopie träger zu erreichen, kann eine Gummigegenwalze verwendet werden. Falls noch längere Kontaktstrecken, als sie durch das Eindrücken der Gummigegenwalze ermöglicht werden, gewünscht werden, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, ein umlaufendes endloses Band vorzusehen, das den Kopieträger über den gewünschten Umschlingungswinkel in Kontakt mit dem transparenten Hohlzylinder hält.To ensure a sufficiently long contact distance between the hollow cylinder and to reach the copy carrier, a rubber backing roller can be used. If even longer contact distances than is possible by pressing in the rubber backing roller are desired, it is preferred according to the invention, a revolving endless Provide tape that the copy carrier over the desired wrap angle in Maintains contact with the transparent hollow cylinder.

Es ist weiterhin bevorzugt, den transparenten Zylinder nur durch drei Außenwalzen, deren Achsen zu der des Hohlzylinders parallel verlaufen, zu lagern. Von diesen Walzen ist zumindest eine starr mit dem Gehäuse in der Nähe der Fixierzone, d.h. dem Bereich, in dem die Strahlungsabsorption ein Schmelzen des Toners bewirkt, und eine weitere beweglich gegen die Zylinderoberfläche drückend angeordnet.It is further preferred that the transparent cylinder only by three To store external rollers, the axes of which are parallel to that of the hollow cylinder. At least one of these rollers is rigid with the housing near the fuser zone, i.e. the area in which the radiation absorption a melting of the toner, and pressing another movable against the cylinder surface arranged.

Eine gute Strahlungsausbeute und eine hohe Fixiergeschwindigkeit wird ermöglicht, wenn der Reflektor einen Querschnitt aufweist, der teilweise elliptisch ist, und der so angeordnet ist, daß die Lampe bzw. der Strahler in der einen Brennlinie der Ellipse liegt und daß die zweite Brennlinie auf dem Träger des zu fixierenden Tonermaterials liegt.A good radiation yield and a high fixing speed will be made possible when the reflector has a cross section that is partially elliptical is, and which is arranged so that the lamp or the radiator in the one focal line of the ellipse and that the second focal line is on the support of the one to be fixed Toner material lies.

Um eine Brandgefahr zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß der Reflektor aus zwei Abschnitten besteht, von denen der eine um eine parallel zur Achse des Hohlzylinders verlaufende Achse schwenkbar angeordnet ist. Durch Zuklappen dieser Reflektorhälfte am Ende eines Fixiervorganges kann die Zufuhr von Strahlungsenergie zu dem zu fixierenden Papierblatt schlagartig und sicher verhindert werden.In order to avoid the risk of fire, it is preferred according to the invention that the reflector consists of two sections, one of which is parallel to one another to the axis of the hollow cylinder extending axis is pivotably arranged. By closing it this reflector half at the end of a fixing process can supply radiant energy to the paper sheet to be fixed can be prevented suddenly and safely.

Außerdem können Reflektor und Lampe zusammen an Schwenkhebeln befestigt sein, deren gemeinsame Schwenkachse parallel zur Achse des Hohlzylinders verläuft. Durch diese Konstruktion ist es möglich, die Bestrahlungsstärke durch Entfernen oder Annähern von Lampe und Reflektor zu dem Aufzeichnungsträger zu ändern.In addition, the reflector and lamp can be fastened together using swivel levers be whose common pivot axis runs parallel to the axis of the hollow cylinder. With this construction it is possible to reduce the irradiance by removing it or to change the approach of the lamp and reflector to the recording medium.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung ersichtlich.Further details and features of the invention are from the following Description of exemplary embodiments based on the figures of the drawing can be seen.

Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines elektrophotographischen Geräts mit einer vergrößerten Darstellung der Fixierstation.1 shows a schematic sectional view of an electrophotographic Device with an enlarged view of the fuser.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Fixiervorrichtung und Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Fixiervorganges.FIG. 2 shows an enlarged illustration of the fixing device and FIG. 3 is a schematic illustration to explain the fixing process.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten elektrophotographischen Gerät wird ein auf eine Trommel 1 aufgespannter Photoleiter 2 mit Hilfe einer Coronaentladungseinrichtung 3 gleichmäßig aufgeladen. In der Belichtungsstation 4 wird der geladene Photoleiter 2 bildmäßig belichtet, wodurch in bekannter Weise das latente Ladungsbild entsteht. Dieses Ladungsbild wird in der Entwicklungsstation 5 entwickelt.In the electrophotographic shown schematically in FIG Device is a photoconductor 2 stretched on a drum 1 with the aid of a corona discharge device 3 charged evenly. In the exposure station 4, the charged photoconductor 2 exposed imagewise, whereby the latent charge image arises in a known manner. This charge image is developed in the development station 5.

Bei dieser Entwicklungsstation handelt es sich beispielsweise um eine Kaskaden-Entwicklungsstation. Es kommt jedoch auch eine Magnetbürstenentwicklung in Frage. In der Übertragungsstation 6, die beispielsweise eine Übertragungskorona 7 aufweisen kann, wird das entwickelte Tonerbild von dem Photoleiter 2 auf einen Kopieträger 8, beispielsweise Papier, übertragen.This development station is, for example, a Cascade Development Station. However, there is also a development of magnetic brushes in question. In the transfer station 6, for example, a transfer corona 7 have can, the developed toner image is from the photoconductor 2 on a copy carrier 8, for example paper, transferred.

Das auf dem Papier 8 haftende Tonerbild wird in der Fixier-.r,at-Jon 9 fixiert und die fertige Kopie gelangt schließlich in einen Kopienbehälter 40.The toner image adhering to the paper 8 is in the Fixier-.r, at-Jon 9 is fixed and the finished copy finally arrives in a copy container 40.

Zur ausführlichen Erläuterung der Fixierstation 9 wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen. Die Fixierstation erfüllt im wesentlichen zwei Funktionen, nämlich die Tonerteilchen 10 auf dem Papierblatt 8 mit Hilfe von Strahlung zu schmelzen und die geschmolzenen Tonerteilchen durch mechanischen Druck mit dem Papier zu verbinden. Es soll zunächst die spezielle Vorrichtung zum Fixieren der Tonerbilder erläutert werden und anschließend im Zusammenhang mit Fig. 3 auf das allgemeinere Verfahren eingegangen werden.For a detailed explanation of the fixing station 9 is now on Referring to Fig. 2. The fuser essentially fulfills two functions, namely to melt the toner particles 10 on the paper sheet 8 with the aid of radiation and bonding the molten toner particles to the paper by mechanical pressure. The special device for fixing the toner images will first be explained and then, in connection with FIG. 3, to the more general method To be received.

Ein transparenter Quarz zylinder 11 wird außen von drei Walzen 12, 13 und 14 gelagert. Von diesen drei Walzen ist die Walze 13 starr mit dem Gehäuse verbunden und die Walze 14 ist beweglich und gegen den Zylinder 11 hin'drückend gelagert. Dies ist durch die Feder 15 angedeutet. Die Zylinderachsen des Hohlzylinders 11 sowie der drei Walzen 12, 13 und 14 sind untereinander parallel. Um die Walzen 12 und 13 herum läuft ein endloses Band 16. Im Inneren des Hohlzylinders ist eine Halogenglühlampe 17 angebracht, die bei einer Leistung betrieben wird, bei der das Strahlungsmaximum im Bereich von 1 Wellenlänge liegt. Der längliche Halogenstrahler 17, der etwa so lang ist, wie das Kopiermaterial breit, ist von einem Reflektor umgeben, der zwei Hälften 18 und 19 aufweist.A transparent quartz cylinder 11 is outside of three rollers 12, 13 and 14 stored. Of these three rollers, roller 13 is rigid with the housing connected and the roller 14 is movable and pushes against the cylinder 11 stored. This is indicated by the spring 15. The cylinder axes of the hollow cylinder 11 and the three rollers 12, 13 and 14 are parallel to one another. To the reels An endless belt 16 runs around 12 and 13. Inside the hollow cylinder is one Halogen incandescent lamp 17 attached, which is operated at a power at which the Radiation maximum in the range of 1 Wavelength lies. The elongated one Halogen spotlight 17, which is about as long as the copying material is wide, is from surrounded by a reflector which has two halves 18 and 19.

Die beiden Reflektorhälften haben jeweils teilelliptischen Querschnitt.The two reflector halves each have a partially elliptical cross section.

Der eine Reflektor ist um eine Achse 20 schwenkbar gelagert, so daß die Einstrahlung der Lampe auf das Papier 8 schlagartig durch Zuklappen der Reflektorhälfte 18 unterbrochen werden kann. Außerdem sind der Strahler 17 und die Reflektorhälften 18 und 19 an Schwenkarmen 21 angebracht, die es gestatten, die gesamte aus Strahler und Reflektor bestehende Einheit um eine Achse 22 zu verschwenken. Die Einheit 17, 18, 19 wird dabei so lange um die Achse 22 geschwenkt, bis die zweite Brennlinie der durch die Reflektorhälften 18 und 19 definierten Ellipse auf der Außenseite des Quarzglaszylinders 11 liegt. Der Strahler 17 ist in der ersten Brennlinie dieser Ellipse angeordnet.One reflector is mounted pivotably about an axis 20 so that the irradiation of the lamp on the paper 8 suddenly by closing the reflector half 18 can be interrupted. In addition, the radiator 17 and the reflector halves 18 and 19 attached to swivel arms 21 that allow the whole of the radiator and reflector existing unit to pivot about an axis 22. The unit 17, 18, 19 is pivoted about the axis 22 until the second focal line the ellipse defined by the reflector halves 18 and 19 on the outside of the quartz glass cylinder 11 lies. The radiator 17 is in the first focal line of this Arranged ellipse.

Oberhalb des transparenten Zylinders ist ein Gebläse 23 vorgesehen. Dieses Gebläse kühlt den Quarzglaszylinder 11.A fan 23 is provided above the transparent cylinder. This fan cools the quartz glass cylinder 11.

Dabei muß diese Kühlung so stark sein, daß der Quarzglaszylinder 11 trotz der Erwärmung im Bereich unter den Reflektoren 18 und 19 ausreichend kalt bleibt, um die Schmelzwärme der Tonerpartikelchen 10 während ihrer Bewegung bis zu dem Auftrennbreich 24 abzuführen und die Teilchen damit erstarren zu lassen.This cooling must be so strong that the quartz glass cylinder 11 despite the heating in the area under the reflectors 18 and 19, it is sufficiently cold stays up to the heat of fusion of the toner particles 10 during their movement to the Auftrennbreich 24 and to allow the particles to solidify.

Der Fixiervorgang geschieht nun dadurch, daß das Papier 8 mit dem Toner 10 zwischen das Band 16 und den kalten Glas zylinder 11 eingeführt wird. Die Tonerteilchen 10 absorbieren die von dem Strahler 17 emittierte und von den Reflektoren 18 und 19 reflektierte Strahlung. Dadurch erwärmen sich diese Teilchen auf eine Temperatur über ihrer Schmelztemperatur. Während sich das Papier und der Glaszylinder 11 weiterbewegen, gelangt das Papier aus der Einstrahlung heraus und die.Teilchen 10 erstarren. Mit Hilfe einer Abstreifkante 25 wird das Kopieblatt von dem Glaszylinder 11 gelöst. In der Abstreifkante 25 befinden sich Schlitze 26, durch die ein Teil der von dem Kühlgebläse 23 erzeugten Luft durchtritt und die fixierte Kopie in den Kopieaufnahmebehälter 40 befördert.The fixing process is now done in that the paper 8 with the Toner 10 between the belt 16 and the cold glass cylinder 11 is inserted. the Toner particles 10 absorb the emitted by the radiator 17 and by the reflectors 18 and 19 reflected radiation. This causes these particles to heat up to a Temperature above their melting temperature. While the paper and the glass cylinder 11 move further, the paper comes out of the radiation and the particles 10 solidify. With the aid of a wiper edge 25, the copy sheet is removed from the glass cylinder 11 solved. In the wiping edge 25 there are slots 26 through which a part of the air generated by the cooling fan 23 passes and the fixed copy in the Copy receiving tray 40 conveyed.

Im folgenden soll der Versuch unternommen werden, die Vorgänge bei dem erfindungsgemäßen Verfahren etwas näher zu erläutern, ohne daß dadurch eine Beschränkung der Erfindung vorgenommen werden soll. Es wurde festgestellt, daß mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung und damit bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Fixierung von Tonerbildern auf Papier bei Anwendung von mechanischem Druck möglich ist, ohne daß besondere Vorkehrungen hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit der Andruckfläche getroffen werden mußten. An einer Glasoberfläche haftet flüssiger oder erweichter Toner in der Regel sehr gut. Der Offset des Toners wurde aber dadurch verhindert, daß man die Tonerpartikelchen vor dem Entfernen der Kopie von der Andruckfläche erstarren ließ.In the following an attempt will be made to investigate the processes at to explain the method according to the invention in more detail, without thereby a Limitation of the invention is to be made. It was found that with Help of the device described above and thus when carrying out the invention Method fixation of toner images on paper using mechanical Printing is possible without taking special precautions in terms of surface quality the Contact surface had to be met. More fluid sticks to a glass surface or softened toner usually very well. However, the offset of the toner was thereby prevents the toner particles from being removed before the copy is removed from the pressure surface froze.

In Fig. 3 ist schematisch und übertrieben ein Papierblatt 8 mit darauf befindlichen Tonerkügelchen 10 dargestellt. Diese Kügelchen sind zunächst fest und behalten ihre Form im wesentlichen bei. Im Bereich 28 der intensiven Einstrahlung schmelzen die Tonerteilchen und werden aufgrund des Drucks zwischen dem Zylinder 11 und dem Band 16 flach gequetscht. Dabei passen sich die Tonerteilchen genau der im Vergleich zur Glasoberfläche verhältnismäßig rauhen Papieroberfläche an. Da nun die Oberfläche des Glases 11 ausreichend kalt war und auch die Absorption der durch das Glas hindurchgeschickten Strahlung das Glas nicht über die Erweichungstemperatur des Toners erwärmen konnte, kühlt sich der im Bereich 28 geschmolzene Toner während des Kontaktes mit der kühlen Glasoberfläche sehr rasch ab und erstarrt. Im Bereich 24 der Auftrennung zwischen Papierblatt und Glaszylinder 11 ist der Toner 10 somit bereits erstarrt und die Abtrennung erfolgt genau in der Grenzfläche zwischen den Tonerpartikelchen 10 und der Oberfläche des Quarzglaszylinders 11.In Fig. 3, a sheet of paper 8 is shown schematically and exaggerated located toner globules 10 shown. These globules are initially solid and essentially retain their shape. In the area 28 of the intense radiation the toner particles melt and are due to the pressure between the cylinder 11 and the band 16 squeezed flat. The toner particles fit exactly The paper surface is relatively rough compared to the glass surface. Because now the surface of the glass 11 was sufficiently cold and also the absorption of the through The radiation transmitted through the glass does not exceed the softening temperature of the toner could heat, the toner melted in area 28 cools during of contact with the cool glass surface very quickly and solidify. In the area 24 of the separation between the paper sheet and the glass cylinder 11 is the toner 10 already solidified and the separation takes place exactly in the interface between the Toner particles 10 and the surface of the quartz glass cylinder 11.

Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung eine ausgezeichnete Fixierung eines Tonerbildes auf einem Papierträger möglich ist. Der verwendete Quarzglaszylinder hatte 85 mm Durchmesser und eine Wandstärke von 2,5 mm. Wenn man diesen Zylinder ohne das Gebläse 23 rotieren ließ, so erwärmte er sich allmählich auf eine Temperatur über dem Tonererweichungspunkt. Es zeigte sich, daß dann ein erheblicher Teil des Tonermaterials 10 auf dem Zylinder 11 hängenblieb und zu den unerwünschten Geisterbildern führte.It has been shown that with the method according to the invention and above-described device according to the invention an excellent fixation of a Toner image is possible on a paper carrier. The quartz glass cylinder used had a diameter of 85 mm and a wall thickness of 2.5 mm. If you have this cylinder without rotating the fan 23, it gradually warmed up to a temperature above the toner softening point. It turned out that a considerable part of the Toner material 10 stuck on the cylinder 11 and the undesirable ghost images led.

Die Kühlung des Zylinders kann in unterschiedlicher Weise vorgenommen werden. Insbesondere kann auch eine Innenkühlung etwa dadurch vorgenommen werden, daß der Luftstrom außen und innen längs Mantellinien des Glas zylinders 11 entlanggeführt wird. Die Luft kann auch gewünschtenfalls auf eine unter Zimmertemperatur liegende Temperatur vorgekühlt werden. Schließlich ist es auch möglich, den Glas zylinder durch Inkontaktbringen mit einer kalten Walze zu kühlen.The cylinder can be cooled in different ways will. In particular, internal cooling can also be carried out, for example, that the air flow outside and inside along surface lines of the glass cylinder 11 is guided along will. The air can also, if desired, be at a temperature below room temperature Temperature must be pre-cooled. Finally, it is also possible to use the glass cylinder to cool by contacting with a cold roller.

Neben den geschilderten Vorteilen, daß also der Offseteffekt ohne besondere Materialien der Walzenoberfläche vermieden werden kann, wurde gefunden, daß überraschenderweise Halbtöne elektrophotographischer Kopien fixiert werden, die bei reiner Strahlungsfixierung (also ohne eine Andruckwalze) nicht fixiert wurden. Dies ist ein erheblicher Gewinn für die Kopienqualität.In addition to the advantages described, that is, the offset effect without special materials of the roll surface can be avoided, it was found that surprisingly semitones electrophotographic copies are fixed, which with pure radiation fixation (i.e. without a pressure roller) were not fixed. This is a significant gain in copy quality.

Claims

Claims to fatigue

Process for melting thermoplastic particles onto a Carrier, in particular toner particles on paper, in which those located on the carrier Particles are heated, softened and softened by absorption of radiation Condition of being subjected to pressure in the direction of the wearer, characterized in that that the pressure is applied with the help of a surface whose temperature at least around the point of separation of support and surface below the softening temperature of the toner.

2. The method according to claim 1, characterized in that the irradiation the energy and the pressure take place at the same time or almost at the same time.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressing surface is cooled.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that a see-through, transparent surface is used for pressing through the energy required through it to soften the thermoplastic IJIítcrial is blasted.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the pressing surface over a certain distance synchronously in contact with the Carrier is moved and that the radiation at the beginning of this path on the thermoplastic Particle is irradiated and that the thermoplastic particles their heat of fusion to the end of this distance to the surface or the carrier, ie. stiffens are.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in, that a surface is used which has an adhesive effect on the softened particles exerts, which, however, only has an adhesive effect on the re-solidified particles, those for tearing the solidified particles from the carrier and also for separating them the particle is not sufficient in itself.

7. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that a transparent hollow cylinder (11) is provided is, with the surface of which the material (10) located on the carrier (8) is in contact can be brought that a radiator inside the transparent hollow cylinder is arranged, which is about as long as the carrier is wide that a the Radiator largely surrounding reflector arranged in the interior of the hollow cylinder which concentrates the radiation on a narrow area of the support, and that a device for cooling the hollow cylinder is provided.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the hollow cylinder consists of a material from the group of glass, quartz and fluorspar.

9. Device according to one of claims 7 and 8, characterized in that that the hollow cylinder is provided with an anti-reflective coating on the inside.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that that the cooling device has a fan for cooling the hollow cylinder by means of an air stream having.

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that that a counterpressure device for pressing the carrier (8) against the hollow cylinder (11) is provided along a larger angle of wrap.

12. The device according to claim 11, characterized in that a Rubber counter roller is provided as a counter pressure device.

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that a endless, revolving belt (16) is provided as a counter-pressure device.

14. Device according to one of claims 7 to 13, characterized in that that-the transparent hollow cylinder (1) is supported by three outer rollers (12, 13, 14) is whose axes run parallel to the axis of the hollow cylinder.

15. The device according to claim 14, characterized in that at least one of the three rollers is fixed to the housing near the zone in which the Radiation on the thermoplastic material takes place, and that a roller against the cylinder surface is arranged to be movable in a pressing manner.

16. Device according to one of claims 7 to 15, characterized in that that the reflector has a partially elliptical cross-section that in one focal line this ellipse of the radiator (17) is arranged and that the second focal line of the Ellipse lies on the outer surface of the transparent hollow cylinder.

17. Device according to one of claims 7 to 16, characterized in that that the reflector consists of two halves (18, 19), one of which around an axis (20) is pivotable, which is parallel to the axis of the transparent hollow cylinder (11) runs.

18. Device according to one of claims 7 to 17, characterized in that that the spotlight and the reflector are attached to two pivot levers that are around an axis running parallel to the cylinder can be pivoted.

19. Device according to one of claims 7 to 18, characterized in that that a stripping edge (25) in contact with the transparent hollow cylinder (11) for Detachment of the fixed carrier (8) from the hollow cylinder (11) is provided.