WO1993021567A1 - Thermal print fixing station for an electrophotographic printing device and process for producing it - Google Patents

Abstract

A thermal print fixing station for electrophotographic printing devices contains a heating roller (12) with a core of heat-conductive material which is surrounded, at least in a contact region with the substrate (11), by a heat-resistant, toner-repellant coating (16) of PTFE. 10 to 25% wt of graphite particles are embedded in the coating (16). A pressure roller (14) spring-loaded against the heating roller (12) has an elastic outer coating. There is a cleaning device with a doctor roller (20) and doctor blade (22), separate from a lubrication device (19), to remove particles of dirt adhering to the heating roller (12).

Description

Wärme-Druckfixierstation für eine elektrofotografische Druckeinrichtung sowie ein Verfahren zu deren HerstellungHeat pressure fixing station for an electrophotographic printing device and a method for its production

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-C2-37 34 673 bekannt. Die dort beschriebene Wärme-Fi¬ xiereinrichtung für Tonerbilder enthält eine Heizwalze und eine Andruckwalze, wobei beide Walzen einen zylindrischen Kern aufweisen, der mit edner wärmebeständigen elastischen Schicht und mit einer Kunstharz-Oberflächenschicht umman¬ telt ist. Beide Walzen haben den gleichen Außendurchmes¬ ser und sie werden mit einer elastischen Kraft gegeneinan¬ der gedrückt.A device of the type mentioned is known from DE-C2-37 34 673. The heat-fixing device for toner images described therein contains a heating roller and a pressure roller, both rollers having a cylindrical core which is coated with a noble heat-resistant elastic layer and with a synthetic resin surface layer. Both rollers have the same outer diameter and they are pressed against each other with an elastic force.

Werden sowohl die Heizwalze als auch die Andruckwalze mit einer wärmebeständigen elastischen Schicht ummantelt, so besteht das Problem, daß durch die elastische Schicht die thermische Leitfähigkeit der Heizwalze, d.h. der Wärme¬ übergang von der Wärmequelle auf den Aufzeichnungsträger verringert ist. Um diese thermische Leitfähigkeit zu er¬ höhen, wird vorgeschlagen, der elastischen Schicht einen großen Anteil thermisch leitfähigen Materials, z.B. Ruß, Metalloxyde oder Titanoxyd beizumischen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß dadurch die Oberflächenhärte einen vor¬ gegebenen Grenzwert überschreitet, so daß es wiederum schwierig ist, für eine hinreichende Berührungsbereichs¬ breite zu sorgen. Es wird deshalb vorgeschlagen, die ther¬ mische Leitfähigkeit der elastischen Schicht vorzugsweise aauuff eeiinneenn WWeeirt von 6,5 x 10 J/cm • s • °C oder kleiner einzustellen.If both the heating roller and the pressure roller are covered with a heat-resistant elastic layer, there is the problem that the thermal conductivity of the heating roller, i.e. the heat transfer from the heat source to the recording medium is reduced. In order to increase this thermal conductivity, it is proposed that the elastic layer contain a large proportion of thermally conductive material, e.g. Add carbon black, metal oxides or titanium oxide. However, this has the disadvantage that the surface hardness thereby exceeds a predetermined limit value, so that it is again difficult to ensure a sufficient contact area width. It is therefore proposed that the thermal conductivity of the elastic layer should preferably be set to 6.5 x 10 J / cm • s • ° C or less on an inside surface.

Es hat sich nun herausgestellt, daß eine derartige Wärme- schmelzfixiereinrichtung mit entsprechend aufgebauter Heiz- und Andruckwalze einem hohen Verschleiß unterliegt, was einen häufigen Austausch der Walze erforderlich macht, Andererseits ist es durch die Reduktion der thermischenIt has now been found that such a heat-fixing device with a correspondingly constructed heating and pressure roller is subject to high wear, which necessitates frequent replacement of the roller. On the other hand, it is due to the reduction in thermal

Leitfähigkeit der Walzenschichten notwendig, in der Heiz- walze einen Strahler mit hoher Wärmeleistung anzuordnen.Conductivity of the roller layers necessary in the heating roller to arrange a heater with high heat output.

Dies erhöht die Schichttemperaturen beim Übergang von Alu¬ miniumkörper zum Beschichtungsmaterial, was die Lebens¬ dauer verringert. Eine hohe Heizleistung der Heizquelle in der Heizwalze in Verbindung mit der hohen Wärmekapazität der elastischen Schicht vergrößert die Regelhysterese beim erforderlichen Ausregeln der Heizquelle und verhindert da¬ durch eine schnelle Anpassung der Wärmefixiereinrichtung an verschiedene Betriebszustände. Die bekannte Vorrichtung weist weiterhin eine hohe Heizwalzenoberflächentemperatur auf, was wiederum einen negativen Einfluß auf die Formbe¬ ständigkeit des Aufzeichnungsträgers beim Durchlauf durch die Wärmeschmelzfixiereinrichtung haben kann.This increases the layer temperatures during the transition from the aluminum body to the coating material, which reduces the service life. A high heating power of the heating source in the heating roller in connection with the high thermal capacity of the elastic layer increases the control hysteresis when the heating source needs to be regulated out and thereby prevents the heat fixing device from being quickly adapted to different operating states. The known device furthermore has a high heating roller surface temperature, which in turn can have a negative influence on the dimensional stability of the recording medium when passing through the heat-melt fixing device.

Es wird weiterhin in der DE-Al-40 29 841 eine Fixiervor¬ richtung und ein Aufzeichnungsgerät mit einer Heizwalze und einer Andruckwalze beschrieben, bei der die Heizwalze aus einer Aluminiumtrommel besteht mit einer Oberflächen¬ schicht aus Fluorharz und die Andruckwalze aus einem Alu- miniumzylinder mit einer äusseren Silikongummischicht. Die Dicke- der Fluorharzschicht auf der Heizwalze ist so ge¬ wählt, daß sie diejenige Dicke nicht überschreitet, die durch die Quadratwurzel aus dem Produkt der Wärmediffu¬ sionsrate des Materials der Fluorharzschicht und einer Klemmzeitspanne gegeben ist, in der ein Aufzeichnungsträ¬ ger die Klemmzone durchläuft und die Dicke des Mantels so gewählt ist, daß sie nicht kleiner ist als diejenige Dicke, die durch die Quadratwurzel aus dem Produkt der Wärmediffusionsrate des Materials des Mantels und einer Umdrehungsperiode der Trommel gegeben ist. Durch die ange¬ gebene Dimensionierungsvorschrift soll erreicht werden, daß sich die Wärmemenge, die von der Trommel in die Fluor¬ harzschicht fließt, vervielfacht, um so eine hohe Fixier¬ stärke zu erzielen. Zusätzlich weist die Fixiervorrichtung noch eine in einer Beölungseinrichtung integrierte Reini¬ gungsvorrichtung auf. Es ist weiterhin aus der US-Al-4 434 355 eine Thermofi- xiereinrichtung mit einer Heizwalze und einer Andruckwalze bekannt, bei der die Heizwalze eine Fluorkunstharzschicht von 30 - 40 μm Schichtdicke mit einem Kohlefaseranteil von 9 - 25 Gewichtsprozenten aufweist. In der Literaturstelle Xerox Disclosure Journal Vol. 8, Nr. 5, Sept./0ct.83, Seite 375 ist eine Fixierwalze beschrieben, die eine Be¬ schichtung aus Elastomer (Fluorsilicone elastomer) gefüllt mit Teflon oder Perfluorgraphit aufweist.DE-Al-40 29 841 describes a fixing device and a recording device with a heating roller and a pressure roller, in which the heating roller consists of an aluminum drum with a surface layer made of fluororesin and the pressure roller consists of an aluminum cylinder with an outer layer of silicone rubber. The thickness of the fluororesin layer on the heating roller is selected such that it does not exceed that thickness which is given by the square root of the product of the heat diffusion rate of the material of the fluororesin layer and a clamping period in which a recording medium reaches the clamping zone passes through and the thickness of the jacket is chosen so that it is not less than that given by the square root of the product of the heat diffusion rate of the material of the jacket and a rotation period of the drum. The specified dimensioning specification is intended to multiply the amount of heat that flows from the drum into the fluororesin layer in order to achieve a high fixing strength. In addition, the fixing device also has a cleaning device integrated in an oiling device. From US-A-4,434,355 a thermal fixing device with a heating roller and a pressure roller is also known, in which the heating roller has a fluororesin layer of 30-40 μm layer thickness with a carbon fiber content of 9-25 percent by weight. In the reference Xerox Disclosure Journal Vol. 8, No. 5, Sept./0ct.83, page 375, a fixing roller is described which has a coating of elastomer (fluorosilicone elastomer) filled with Teflon or perfluorographite.

Ein weiteres Problem bei der Verwendung von Wärme-Druckfi- xierstationen in elektrofotografischen Druck- oder Kopier¬ geräten ist der Einfluß von elektrostatischen Kräften auf den Transport des Aufzeichnungsträgers. Bedingt durch den elektrofotografischen Prozeß und andere Einflüsse kann der Aufzeichnungsträger nach dem Umdruck der Tonerbilder Rest¬ ladungen aufweisen bzw. es kann durch Reibung eine Aufla¬ dung entstehen. Dies führt zu unerwünschten Haftkräften an den Transportrollen bzw. im Traπsportkanal. Es kann des- halb notwendig sein, auftretende elektrostatische Aufla¬ dungen abzuleiten. Werden die Heiz- bzw. die Andruckwalzen mit wärmebeständigem Kunststoff wie Fluorharz beschichtet, das einen elektrischen Isolator repräsentiert, so führt dies zu einer Ladungsanhäufung an der Oberfläche der Wal- zen. Eine derartige Ladungsanhäufung ist unerwünscht und führt- zu Störungen des Aufzeichnungsträgertransports.Another problem when using heat-pressure fixing stations in electrophotographic printing or copying devices is the influence of electrostatic forces on the transport of the recording medium. Due to the electrophotographic process and other influences, the recording medium can have residual charges after the transfer of the toner images, or a charge can arise due to friction. This leads to undesirable adhesive forces on the transport rollers or in the sports channel. It may therefore be necessary to dissipate any electrostatic charges that occur. If the heating or pressure rollers are coated with heat-resistant plastic, such as fluororesin, which represents an electrical insulator, this leads to an accumulation of charge on the surface of the rollers. Such accumulation of charge is undesirable and leads to disturbances in the recording medium transport.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Wärmedruckfixieren von Tonerbildern auf einem Aufzeich- nungsträger mit hoher Lebensdauer bereitzustellen, bei der mit geringstmöglichster Heizleistung eine maximale Fixier¬ qualität erreicht wird und die unempfindlich gegenüber elektrostatischen Aufladungen ist.The object of the invention is therefore to provide a device for heat-pressure fixing of toner images on a record carrier with a long service life, in which a maximum fixing quality is achieved with the lowest possible heating output and which is insensitive to electrostatic charges.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des ersten Patent¬ anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved according to the features of the first claim. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Heizwalze mit einem Kern aus einem Aluminiumhohlzylinder auf, der von einer tonerabstoßenden Oberflächenschicht aus PTFE mit ei¬ ner Schichtdicke von 100 μ - 500 μ ummantelt ist. In die Oberflächenschicht sind Graphitpartikel aus hochreinem Kohlenstoff in kristalliner Form eingelagert und zwar mit einem Anteil von 10 - 25 Gewichtsprozenten. Als Andruck¬ walze dient eine Walze, die mindestens in ihrem Kontaktbe¬ reich zum Aufzeichnungsträger eine elastische Silikon¬ schicht aufweist.The device according to the invention has a heating roller with a core made of an aluminum hollow cylinder, which is encased by a toner-repellent surface layer made of PTFE with a layer thickness of 100 μ - 500 μ. Graphite particles made of high-purity carbon in crystalline form are embedded in the surface layer, with a proportion of 10-25 percent by weight. A roller is used as the pressure roller which has an elastic silicone layer at least in its contact area with the recording medium.

Durch die Einlagerung von ca. 15 Gewichtsprozenten Gra¬ phitpartikel in die Kunstharz-Oberflächenschicht der Heiz¬ walze in Verbindung mit der elastischen Andruckwalze wird die Wärmeleitfähigkeit wesentlich erhöht. Dadurch ergibt sich eine niedrigere durchschnittliche Walzentemperatur mit gegeringerer Regelhysterese und verringerter Erwärmung des Aufzeichnungsträgers. Im Start-Stop-Betrieb treten ge¬ ringere Über- und Unterschwinger des Temperaturverlaufes am Aufzeichnungsträger auf, was zu einer schonenderen Auf¬ zeichnungsträgerbehandlung und einem geringeren Regelauf- wand führt. Die niedrigere Schichttemperatur zwischen Alu¬ minium und der Kunstharzoberflächenschicht erhöht die Le¬ bensdauer der Walzenanordnung, was noch durch die wesent¬ lich erhöhte Abriebfestigkeit verstärkt wird. Die als Material für die Oberflächenschicht verwendete Mischung aus PTFE und Graphitpartikeln vergrößert den Wärmeein¬ dringkoeffizienten der Oberflächenschicht, so daß kein Wärmestau auftreten kann. Die von der Heizeinrichtung in der Heizwalze erzeugte Wärmeenergie wird verzögerungsfrei auf den Aufzeichnungsträger übertragen. Dies verringert die Temperatur an der Heizwalzenoberfläche. Von Vorteil ist auch die durch den Graphitzusatz erzielte gesteigerte elektrische Leitfähigkeit. Damit ist es mög¬ lich, auftretende elektrostatische Ladungen über die Walze abzuleiten bzw. das Entstehen von elektrostatischen Aufla- düngen zu verhindern.The thermal conductivity is significantly increased by the inclusion of approximately 15 percent by weight of graphite particles in the synthetic resin surface layer of the heating roller in conjunction with the elastic pressure roller. This results in a lower average roller temperature with a lower control hysteresis and less heating of the recording medium. In the start-stop mode, there are fewer overshoots and undershoots in the temperature profile on the recording medium, which leads to gentler recording medium treatment and less control effort. The lower layer temperature between aluminum and the synthetic resin surface layer increases the service life of the roller arrangement, which is further reinforced by the substantially increased abrasion resistance. The mixture of PTFE and graphite particles used as material for the surface layer increases the heat penetration coefficient of the surface layer, so that no heat accumulation can occur. The thermal energy generated by the heating device in the heating roller is transferred to the recording medium without delay. This reduces the temperature on the heating roller surface. The increased electrical conductivity achieved by the addition of graphite is also advantageous. It is thus possible to discharge electrostatic charges that occur via the roller or to prevent the formation of electrostatic charges.

Der Graphitzusatz kann in einem relativ großen Bereich von 10 - 25 Gewichtsprozenten liegen, ohne die Antihaft- fähigkeit der Kunstharzoberflächenschicht zu beeinträchti- gen. Er unterstützt außerdem die tonerabstoßende Wirkung der Oberflächenschicht und sorgt für einen gewissen Schmierungeffekt, der ein Verwischen der Tonerpartikel beim Durchlauf des Tonerbildes durch die Fixiereinrichtung verhindert.The graphite additive can be in a relatively large range of 10-25 percent by weight without impairing the non-stick ability of the synthetic resin surface layer. It also supports the toner-repellent effect of the surface layer and provides a certain lubrication effect, which causes a blurring of the toner particles as it passes through Prevented toner image by the fixing device.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Heizwalze eine Beölungseinrichtung und eine von der Beölungseinrichtung getrennte Reinigungseinrichtung auf. Durch die Trennung von Beölung und Reinigung in sepa- raten Stationen ist eine exakte Dosierung der Ölzufuhr möglich, ohne daß diese durch die Reinigungseinrichtung beeinflußt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the heating roller has an oiling device and a cleaning device separate from the oiling device. The separation of oiling and cleaning in separate stations enables exact metering of the oil supply without this being influenced by the cleaning device.

Als Reinigungseinrichtung dient ein Abstreifer mit Dich- tungsrolle und Auffangbehälter. Fallen die vor dem Ab¬ streifer angehäuften Schmutzpartikel oder evtl. Öltropfen nach unten, so wird beides von der Dichtungsrolle entweder aufgenommen oder von ihr in den Auffangbehälter geschleu¬ dert. Die Dichtungsrolle liegt mit mäßigem Druck an der Heizwalze an, sie kann mit Filz, mit Toner oder Schaum¬ stoff beschichtet sein. Eine effektive Reinigung der An¬ druckwalze wird mit einer Reinigungseinrichtung erreicht, die einen Reinigungsfilz und einen Abstreifer aufweist. Der dem Reinigungsfilz vorgelagerte Abstreifer erhöht den Wirkungsgrad der Reinigungseinrichtung und ihre Lebens¬ dauer. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher be¬ schrieben. Die Figur zeigt eine schematische Schnittdar¬ stellung einer Wärmedruckfixierstation für eine elektrofo- tografische Druckeinrichtung--,A scraper with sealing roller and collecting container serves as a cleaning device. If the dirt particles accumulated in front of the scraper or any oil drops fall down, both are either taken up by the sealing roller or flung by it into the collecting container. The sealing roller lies against the heating roller with moderate pressure; it can be coated with felt, with toner or with foam. Effective cleaning of the pressure roller is achieved with a cleaning device which has a cleaning felt and a scraper. The stripper in front of the cleaning felt increases the efficiency of the cleaning device and its service life. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below, for example. The figure shows a schematic sectional illustration of a heat pressure fixing station for an electrophotographic printing device.

Die in der Figur dargestellte Wärme-Druckfixierstation ist im Papiertransportkanal einer elektrofotografischen Druck¬ einrichtung angeordnet. Sie dient zum Fixieren von Toner- bildern 10 auf einem Aufzeichnungsträger 11, der aus Ein¬ zelblättern oder Endlospapier bestehen kann. Die Fixier¬ einrichtung enthält eine als Heizwalze 12 bezeichnet mo¬ torisch angetriebene Fixierwalze mit innenliegender Heiz¬ einrichtung 13 und eine unter der Wirkung einer Andruck- kraft (z.B. Feder) an der Heizwalze anliegenden Andruck¬ walze 14. Zwischen Andruckwalze 14 und Heiz- oder Fixier¬ walze 12 wird der Aufzeichnungsträger 11 zum Fixieren der Tonerbilder 10 hindurchgeführt. Die Heizwalze besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer ca. 8 mm starken Aluminiumhohlwalze 15 mit einer darauf angeordne¬ ten wärmebeständigen und tonerabstoßenden Oberflächen¬ schicht 16 aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einer Stärke von etwa 100 - 500 μm und darin eingelagerten Gra¬ phitpartikeln. Der Gesamtdurchmesser der Fixierwalze 12 beträgt^SO mm. Anstelle von Aluminium als Werkstoff für die Hohlwalze 15 läßt sich auch ein anderer wärmeleitender und mechanisch stabiler Werkstoff, z.B. auch Kunststoff, verwenden. Die Kunstharzoberflächenschicht 16 besteht aus einer Mischung aus PTFE (Tetrafluorethylen-Harz) und Gra- phitpartikeln, wobei in dem Kunstharz etwa 10 bis 25 Ge¬ wichtsprozente Graphitpartikel aus hochreinem Kohlenstoff in kristalliner Form enthalten sind. Als günstig hat sich dabei ein Anteil von 15 % herausgestellt. Als Grundwerk¬ stoff für die Oberflächenschicht 16 lassen sich ggf. auch andere Kunstharze verwenden, wie z.B. POM (Polyoxymethy- len), PE (Polyethylen) oder PA (Polyamid), jedoch mit ver- schlechterten Eigenschaften. Wesentlich für den verwende¬ ten Kunststoff ist seine Wärmebeständigkeit in Verbindung mit der erforderlichen tonerabstoßenden Wirkung und seine Aufnahmefähigkeit für Graphitpartikel.The heat-pressure fixing station shown in the figure is arranged in the paper transport channel of an electrophotographic printing device. It serves to fix toner images 10 on a recording medium 11, which can consist of single sheets or continuous paper. The fixing device contains a motorized fixing roller, referred to as the heating roller 12, with an internal heating device 13 and a pressure roller 14 which bears against the heating roller under the action of a pressing force (for example spring). Between the pressing roller 14 and the heating or Fixier¬ roller 12, the record carrier 11 is guided to fix the toner images 10. In the exemplary embodiment shown, the heating roller consists of an approximately 8 mm thick aluminum hollow roller 15 with a heat-resistant and toner-repellent surface layer 16 made of polytetrafluoroethylene (PTFE) with a thickness of approximately 100-500 μm and graphite particles embedded therein. The total diameter of the fixing roller 12 is ^ SO mm. Instead of aluminum as the material for the hollow roller 15, another heat-conducting and mechanically stable material, for example plastic, can also be used. The synthetic resin surface layer 16 consists of a mixture of PTFE (tetrafluoroethylene resin) and graphite particles, the synthetic resin containing about 10 to 25 percent by weight graphite particles of high-purity carbon in crystalline form. A share of 15% has proven to be favorable. Other synthetic resins, such as, for example, POM (polyoxymethylene), PE (polyethylene) or PA (polyamide), can also be used as the base material for the surface layer 16, but with different worse properties. What is essential for the plastic used is its heat resistance in conjunction with the required toner-repellent effect and its absorption capacity for graphite particles.

Die Andruckwalze 14 enthält einen massiven Metallkern 17, z.B. aus Aluminium oder einem anderen mechanisch stabilen Werkstoff mit einer darauf angeordneten elastischen Schicht 18 aus Silikon oder Silikongummi. Die Andruckwalze 14 hat dabei ebenfalls einen Durchmesser von etwa 50 mm mit einer Silikonschichtstärke von etwa 5 mm. Um die Sili¬ konschicht 18 vor eindringendem Trennöl zu schützen, ist die Silikonschicht an ihrer Außenseite von einer dünnen Schutzschicht 18/1 von etwa 500 μ Stärke aus ölbeständigem Material überzogen. Als Material kann dabei PFA (Per- fluoral-Harz) , z.B. in Form eines Schrumpfschlauches die¬ nen.The pressure roller 14 contains a solid metal core 17, e.g. made of aluminum or another mechanically stable material with an elastic layer 18 made of silicone or silicone rubber arranged thereon. The pressure roller 14 also has a diameter of about 50 mm with a silicone layer thickness of about 5 mm. In order to protect the silicone layer 18 from penetrating separating oil, the outside of the silicone layer is covered by a thin protective layer 18/1 of about 500 μ thick made of oil-resistant material. PFA (perfluoral resin), e.g. in the form of a shrink tube.

Zum Benetzen der Fixierwalze 12 mit Trennöl ist eine Be- ölungsstatioπ 19 angeordnet, die z.B. eine Ölantragswalze enthalten kann. Getrennt von der Beölungsstation 19 ist eine Reinigungseinrichtung angeordnet, die dazu dient, evtl. an der Fixierwalze 12 anhaftende Schmutzpartikel oder Überschußöl zu entfernen. Sie besteht aus einer Dich- tungsrolle 20 mit einer Beschichtuπg aus Filz, Viton oder Schaumstoff, die mit mäßigem Druck an der Heizwalze 12 anliegt und von dieser mitbewegt wird. Die Dichtungsrolle 20 ist teilweise umfaßt von einem Auffangbehälter 21. Oberhalb der Dichtungsrolle 20 in Bewegungsrichtung (Pfeil) der Fixierwalze 12 nachgeordnet, befindet sich ein Abstreifelement, z.B. in Form einer Gummilippe 22. Nicht von der Dichtungsrolle 20 aufgenommene Schmutzpartikel werden durch das Abstreifelement 22 abgestreift. Die Schmutzpartikel oder evtl. überschüssige Öltropfen fallen nach unten auf die Dichtungsrolle 20 und werden durch deren Drehbewegung in den Auffangbehälter 21 geschleudert. Zur Reinigung der Andruckwalze 14 dient eine der Andruck¬ walze 14 zugeordnete Reinigungseinrichtung aus einem Rei¬ nigungsfilz 23 mit einem dem Reinigungsfilz 23 in Bewe¬ gungsrichtung der Andruckwalze 14 (Pfeil) vorgeschaltetem Abstreifelement 24 in Form einer elastischen Gummilippe. Unterhalb des Abstreifelementes 24 ist ein Auffangbehäl¬ ter 25 zum Auffangen der abgestreiften Schmutzpartikel angeordnet. Um ein Aufwölben des Aufzeichnungsträgers, insbesondere beim Einsatz in Druckeinrichtungen die mit Einzelblättern betrieben werden, zu verhindern, kann der Fixierwalze 12 im Austrittsbereich des Aufzeichnungsträ¬ gers ein Abweisfinger 26 oder sonstige Papierleitelemente zugeordnet sein.An oiling station 19, which can contain, for example, an oil application roller, is arranged for wetting the fixing roller 12 with separating oil. Separated from the oiling station 19 is a cleaning device which serves to remove any dirt particles or excess oil adhering to the fixing roller 12. It consists of a sealing roller 20 with a coating of felt, Viton or foam, which rests with moderate pressure on the heating roller 12 and is moved by it. The sealing roller 20 is partially surrounded by a collecting container 21. Above the sealing roller 20 in the direction of movement (arrow) downstream of the fixing roller 12 is a stripping element, for example in the form of a rubber lip 22. Dirt particles not picked up by the sealing roller 20 are stripped off by the stripping element 22 . The dirt particles or any excess oil drops fall down onto the sealing roller 20 and are thrown into the collecting container 21 by its rotary movement. To clean the pressure roller 14, a cleaning device assigned to the pressure roller 14 is used, consisting of a cleaning felt 23 with a stripping element 24 in the form of an elastic rubber lip upstream of the cleaning felt 23 in the direction of movement of the pressure roller 14 (arrow). A collecting container 25 for collecting the stripped dirt particles is arranged below the stripping element 24. In order to prevent the recording medium from bulging, in particular when used in printing devices which are operated with single sheets, the fixing roller 12 in the exit area of the recording medium can be assigned a deflecting finger 26 or other paper guide elements.

Zur Ableitung von elektrostatischen Aufladungen des Auf¬ zeichnungsträgers ist die Fixierwalze 12 geerdet, wobei Oberflächenladungen auf der Fixierwalze über die Ober¬ flächenschicht 16 und den Alu-Hohlwalzenkern 15 abfließen. Zusätzlich kann es noch günstig sein, im Bereich der An- druckwalze 14 eine geerdete Entladebürste 27 anzuordnen.In order to discharge electrostatic charges from the recording medium, the fixing roller 12 is grounded, with surface charges flowing off the fixing roller via the surface layer 16 and the aluminum hollow roller core 15. In addition, it can also be advantageous to arrange an earthed discharge brush 27 in the area of the pressure roller 14.

Zur Herstellung der beschichteten Heizwalze 12 wird das aus PTFE mit eingelagerten Graphitpartikeln bestehende Rohmaterial als Folie von einem Pressung abgeschält und auf den Walzenkörper 15 der Heizwalze aufgeklebt. Die Folie kann dicker aufgebracht und anschließend auf die präzise Dicke im Bereich von 100 μ - 500 μ beschliffen werden. Die Möglichkeit des Überschleifens läßt ein prä¬ zises Kantenschleifen (konvex, konkav, zylindrisch) zu. Dies ist wichtig für das Papierlaufverhalten, um z.B. ein Papierknittern zu vermeiden. Wird z.B. ein Pulverbeschich- tungsverfahren gewählt, so muß erst der Walzenkörper mit der gewünschten Kontur beschliffen werden. Durch den an¬ schließenden Beschichtungsvorgang wird die Grundkontur un- genau, nämlich um die Dickentoleranz der aufgebrachten Be¬ schichtung. Eigenschaften des Graphitzusatzes von 10 - 25 Gewichtspro¬ zenten zum PTFE-Grundmaterial.To produce the coated heating roller 12, the raw material consisting of PTFE with embedded graphite particles is peeled off as a film from a pressing and glued onto the roller body 15 of the heating roller. The film can be applied thicker and then ground to a precise thickness in the range of 100 μ - 500 μ. The possibility of smoothing over permits precise edge grinding (convex, concave, cylindrical). This is important for the paper running behavior, for example to avoid paper creasing. If, for example, a powder coating process is selected, the roll body must first be ground with the desired contour. As a result of the subsequent coating process, the basic contour becomes inaccurate, namely around the thickness tolerance of the applied coating. Properties of the graphite additive of 10 - 25 percent by weight to the PTFE base material.

Hochreiner Kohlenstoff in kristalliner Form Herstellung: synthetischHigh-purity carbon in crystalline form Production: synthetic

Reinheitsgrad: > 99 % C Form: unregelmäßigPurity:> 99% C Shape: irregular

Partikelgröße: < 75 μm Dichte: 2,26Particle size: <75 μm density: 2.26

Das gesamte PTFE-Compound mit 15 % GewichtsprozentenThe entire PTFE compound with 15% weight percent

Graphit entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist wie folgt beschreibbar:Graphite according to a preferred embodiment can be described as follows:

Dichte (DIN 53 479)Density (DIN 53 479)

Reißfestigkeit (DIN 53 455)Tensile strength (DIN 53 455)

Reißdehnung (DIN 53 455)Elongation at break (DIN 53 455)

Kugeldruckhärte (DIN 53 456)Ball indentation hardness (DIN 53 456)

Spez.Widerstand (DIN 53 482)Specific resistance (DIN 53 482)

Oberflächen wid. (DIN 53 482)Surfaces wid. (DIN 53 482)

Wärmeleitfähigkeit (DIN 52 612)

Thermal conductivity (DIN 52 612)

BezugszeichenlisteReference list

10 Tonerbilder, Toner10 toner images, toner

11 Aufzeichnungsträger, Einzelblätter, Endlospapier11 record carriers, single sheets, continuous paper

12 Heizwalze12 heating roller

13 Heizeinrichtung13 heating device

14 Andruckwalze14 pressure roller

15 Aluminium-Hohlwalze15 aluminum hollow roller

16 Oberflächenschicht16 surface layer

17 Metallkern17 metal core

18 elastische Schicht18 elastic layer

18/1 olbeständige Deckschicht18/1 oil-resistant top layer

19 Beölungsstation19 oiling station

20 Dichtungsrolle20 sealing roller

21 Auffangbehälter21 collecting container

22 Abstreifelement22 wiper element

23 Reinigungsfilz23 cleaning felt

24 Abstreifelement24 stripping element

25 Auffangbehälter25 collecting containers

26 Abweisfinger, Papierleitelemente26 deflector fingers, paper guide elements

27 Entladebürste 27 discharge brush

Claims

Patentansprüche Claims

1. Vorrichtung zum Wärme-Druckfixieren von Tonerbilderπ (10) auf einem Aufzeichnungsträger (11) eines nach dem Um- druckprinzip arbeitenden Druck- oder Kopiergerätes mit1. Device for the heat-pressure fixing of toner images (10) on a recording medium (11) of a printing or copying machine working according to the transfer printing principle

- einer Heizwalze (12), die einen Kern (15) aus einem wär- meleitfähigen Material aufweist, der mindestens in einem Kontaktbereich zum Aufzeichnungsträger (11) mit einer Oberflächenschicht (16) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einer Schichtdicke von 100 μm - 500 μm ummantelt ist, die 10 - 25 Gewichtsprozente eingelagerte Partikel aus Graphit enthält und mit- A heating roller (12), which has a core (15) made of a thermally conductive material, which has at least one contact area to the recording medium (11) with a surface layer (16) made of polytetrafluoroethylene (PTFE) with a layer thickness of 100 μm - 500 μm is coated, which contains 10 - 25 percent by weight of embedded particles of graphite and with

- einer an der Heizwalze (12) zugeordneten Andruckwalze (14).- A pressure roller (14) assigned to the heating roller (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Andruckwalze (14) mindestens in ihrem Kontaktbereich zum Aufzeichnungs¬ träger (11) elastisch ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, wherein the pressure roller (14) is designed to be elastic at least in its contact area with the recording medium (11).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Andruckwalze (14) mehrschichtig aufgebaut ist mit ei¬ ner Grundschicht aus Silikon und einer olabweisenden Deck¬ schicht.3. Device according to one of claims 1 or 2, wherein the pressure roller (14) is constructed in several layers with a base layer made of silicone and an oil-repellent cover layer.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer der Heizwalze (12) zugeordneten Reinigungseinrichtung, die eine sich auf der Heizwalze (12) abstützende, Schmutz auf¬ nehmende Dichtungsrolle (20) mit zugehörigem Schmutzauf¬ fangbehälter (21) und eine separate Beölungseinrichtung (19) zum Auftragen von Trennöl auf die Heizwalze (12) auf¬ weist.4. Device according to one of claims 1 to 3 with one of the heating roller (12) associated cleaning device, which is based on the heating roller (12), dirt-receiving sealing roller (20) with associated dirt collection container (21) and a separate Oiling device (19) for applying separating oil to the heating roller (12).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einem in Bewegungsrich¬ tung der Heizwalze (12) der Dichtungsrolle (20) nachgeord- netes Schmutz-Abstreifelement (22). J25. Device according to claim 4 with a dirt wiping element (22) arranged in the direction of movement of the heating roller (12) of the sealing roller (20). J2

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei mindestens die Oberfläche der Dichtungsrolle (20) aus po¬ rösem, Schmutz aufnehmendem Material besteht.6. Device according to one of claims 4 or 5, wherein at least the surface of the sealing roller (20) consists of po¬ rös, dirt-absorbing material.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer der Andruckwalze (14) zugeordneten Reinigungseinrichtung mit einem auf der Andruckwalze (14) aufliegenden Reini¬ gungselement (23) aus porösem Werkstoff und einem dem Reinigungselement (23) in Bewegungsrichtung der Andruck- walze (14) vorgeschalteten Schmutz-Abstreifelement (24) mit zugehörigem Schmutz-Auffangbehälter (25).7. Device according to one of claims 1 to 6 with a cleaning device assigned to the pressure roller (14) with a cleaning element (23) made of porous material resting on the pressure roller (14) and a cleaning element (23) in the direction of movement of the pressure roller (14) upstream dirt-stripping element (24) with associated dirt-collecting container (25).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer der Andruckwalze (14) bedarfsweise zugeordneten, elektri- sehe Aufladungen abführende Einrichtung (27).8. Device according to one of claims 1 to 7 with one of the pressure roller (14), if necessary, associated with electrical charges discharging device (27).

9. Verfahren zum Herstellen einer Heizwalze (22) nach An¬ spruch 1 mit folgenden Schritten:9. A method for producing a heating roller (22) according to claim 1 with the following steps:

- Abschälen der Oberflächenschicht (16) von einem Preßling in Form einer Folie;- Peeling off the surface layer (16) from a compact in the form of a film;

- Aufkleben der Folie auf den Walzenkern (15);- Sticking the film on the roller core (15);

- Einstellen der präzisen Schichtdicke durch materialabhe¬ bende Maßnahmen entsprechend der gewünschten Walzenkon¬ tur (konvex, konkav, zylindrisch). - Setting the precise layer thickness by means of material-removing measures in accordance with the desired roller contour (convex, concave, cylindrical).