JPS607796B2 - pressure fixing device - Google Patents

pressure fixing device

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Publication number
JPS607796B2
JPS607796B2 JP673178A JP673178A JPS607796B2 JP S607796 B2 JPS607796 B2 JP S607796B2 JP 673178 A JP673178 A JP 673178A JP 673178 A JP673178 A JP 673178A JP S607796 B2 JPS607796 B2 JP S607796B2
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JP
Japan
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fixing
paper
rolls
pressure
toner
Prior art date
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Expired
Application number
JP673178A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS54100742A (en
Inventor
康博 上原
紀夫 河森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPS54100742A publication Critical patent/JPS54100742A/en
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写法等で複写用紙上に形成されたト
ナー画像を互いに庄接された定着ロール間を通過させる
ことによって定着を行なう圧力定着装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pressure fixing device that fixes a toner image formed on copy paper by electrophotographic copying or the like by passing it between fixing rolls that are brought into contact with each other.

従来より行なわれている定着法としてローラ定着、雰囲
気定着などの加熱による定着法、あるいは溶剤蒸気を用
いてトナー粉末像を溶解して定着する方法がある。
Conventionally used fixing methods include a fixing method using heat such as roller fixing and atmospheric fixing, and a method of dissolving and fixing a toner powder image using solvent vapor.

これらの定着法はロールおよび雰囲気を設定温度まで上
昇させるのに時間がかかりその時間待たなければならな
い。
These fusing methods require time to warm up the roll and atmosphere to a set temperature.

その為に複写していない時でも常に通電しておく必要が
あり、このことによる電力の消費および機内温度上昇に
伴う他の装置への悪影響などが存在する。さらに定着部
に紙づまりが生じた場合それが燃えたり焦げたりして火
災の原因にもなる。一方溶剤を使用する定着法では溶剤
のもれや複写用紙上の蒸気等の臭気などの問題があり、
人体衛生上好ましくない。こうした従来の定着法の欠点
を改良する方法として未定着トナー像が担持した複写用
紙を所定の圧力に圧接された一対の。ール間に通すこと
により定着する方法が提案されている。この圧力定着法
は装置が設定温度まで上昇するまで待機する必要がなく
電力量の節約「火災の危険がない等多くの利点を有して
いる。また複写速度を増しても定着性が低下することも
なく、高速複写に通すといった利点を有する。さらに人
体衛生上有害な溶剤蒸気の発散もないといった利点も有
する。しかし一般にこの様な圧力定着は他の熱定着およ
び溶剤定着に比較して定着性が良くないといった欠点が
ある。
For this reason, it is necessary to keep the power on even when not copying, which consumes power and has an adverse effect on other devices due to an increase in the internal temperature of the machine. Furthermore, if paper jams occur in the fixing section, it may burn or scorch, causing a fire. On the other hand, fixing methods that use solvents have problems such as solvent leakage and odors such as steam on the copy paper.
Unfavorable for human health. As a method for improving these drawbacks of the conventional fixing method, a pair of copy sheets carrying an unfixed toner image are pressed together under a predetermined pressure. A method of fixing by passing it between rollers has been proposed. This pressure fixing method has many advantages such as saving electricity and eliminating the risk of fire because there is no need to wait until the device reaches the set temperature.Furthermore, even if the copying speed is increased, the fixing performance decreases. It has the advantage of being able to pass through high-speed copying without any problems. It also has the advantage of not emitting solvent vapors that are harmful to human health. However, in general, this type of pressure fixing has a faster fixing rate than other heat fixing and solvent fixing. There are some disadvantages such as poor sex.

熱定着および溶剤定着では完全にトナーが溶融または溶
解することにより紙の繊維に浸み込みその後固化する為
比較的強固に紙に固着しているのであるが圧力定着では
ほとんどトナーは溶解せず固体の状態で紙に突きささる
効果(以下投鏡効果と言う。)によって定着されている
為熱定着,溶剤定着に比べ定着性は劣る。特に高濃度画
像部分においては上側トナーは紙との技鋲効果が得られ
ない為この傾向が強い。従来圧力定着における定着性向
上の為に主に二つの方向から改良が加えられている。
With heat fixing and solvent fixing, the toner completely melts or dissolves, soaking into the paper fibers and then solidifying, so it is relatively firmly fixed to the paper, but with pressure fixing, the toner hardly melts and remains solid. Since the image is fixed by the effect of sticking it into the paper (hereinafter referred to as the "projection effect"), the fixing performance is inferior to that of heat fixing or solvent fixing. This tendency is particularly strong in high-density image areas because the upper toner cannot achieve a tack effect with the paper. In order to improve fixing performance in conventional pressure fixing, improvements have been made mainly from two directions.

その一つはトナーでありもう一方は紙である。One is toner and the other is paper.

トナーに関しては基本的には圧力感応性物質としてパラ
フィン、ワックス、ゴム状の軟質重合体を用い、それに
各種の充てん剤−たとえば磁性粉、導電性粉、顔料粒子
−を含ませたものが使用されており、欧質重合体の性質
および充てん剤の形状、割合等が大きく定着性に影響を
与える。紙に関しては、圧力定着用トナーとより強固に
接着する為に紙に接着助剤を塗布したり、投鋲効果をね
らって顔料粒子を含有させたりして表面処理を行なう方
法がある。トナーの改良の場合一般に定着性のみならず
「現像特性、転写特性、保存安定性どを考慮しなけぜば
ならず、これらの特性の中には多分に相反する性質が含
まれている為おのずと定着性向上には限界がある。
Toners basically use paraffin, wax, or rubber-like soft polymers as pressure-sensitive substances, and contain various fillers such as magnetic powder, conductive powder, and pigment particles. The properties of the polymer and the shape and proportion of the filler greatly affect fixing properties. Regarding paper, there are methods of surface treatment, such as applying an adhesion aid to the paper to make it more firmly adhere to the pressure fixing toner, or adding pigment particles to the paper to create a rivet effect. When improving toners, it is generally necessary to consider not only fixing properties, but also development characteristics, transfer characteristics, storage stability, etc., and these characteristics naturally include conflicting properties. There is a limit to the improvement in fixability.

また紙の改良に関しては、前記の如く紙の表面に特殊な
処理を施す為紙のコストアップ、および普通紙を使用出
来ないといった複写機にとって致命的な欠点がある。
Regarding the improvement of paper, as mentioned above, special treatment is applied to the surface of the paper, which increases the cost of the paper, and the inability to use plain paper is a fatal drawback for copying machines.

一般に圧力定着は一対の圧力係合された金属ロール間に
未定着像を通しロール間圧力によって定着するものであ
る。
Generally, in pressure fixing, an unfixed image is passed between a pair of pressure-engaged metal rolls and fixed by pressure between the rolls.

この場合定着に必要な圧力は主にトナーおよび紙の特性
によって決まってしまう。圧力が上昇すればそれにとも
ない定着性も向上するのであるが、圧力による紙質変化
の問題、許容ロール負荷の問題、装置の大型化の問題等
によりおのずと最大圧力は決まってしまうものである。
本発明は以上の事に鑑みなされたものであり、その目的
は、従来の定着条件と同等の圧力でもつて従来の定着性
よりも良い定着性を得ることを可能にする圧力定着装置
を提供することにある。
In this case, the pressure required for fixing is determined primarily by the characteristics of the toner and paper. As the pressure increases, the fixing performance also improves, but the maximum pressure is naturally determined by problems such as changes in paper quality due to pressure, permissible roll load, and increase in device size.
The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to provide a pressure fixing device that makes it possible to obtain better fixing performance than the conventional fixing performance even under the same pressure as the conventional fixing conditions. There is a particular thing.

発明者らの顕微鏡観察によると圧力定着されたトナーは
前に記した様に主に紙との没鋲効果によって定着されて
おりトナーは紙の繊維の間にめり込んでいる状態である
。この様な状態にするには単にロール間の垂直な圧力で
トナーを紙に押しつぶしてめり込ませるだけでなく、ト
ナ−をわずか水平方向に移動させようとする力(以下せ
ん断力と言う。)を作用させることにより効率良くトナ
ーを紙に定着させることがわかった。本発明は紙のトナ
ー面にせん断力を作用させるべく、両定着ロールの表面
速度にわずかな差が存在するように構成したものである
According to microscopic observations by the inventors, the pressure-fixed toner is fixed primarily by the rivet effect with the paper, as described above, and the toner is embedded between the fibers of the paper. To achieve this state, the toner is not simply pressed into the paper by the vertical pressure between the rolls, but is also forced to move the toner slightly in the horizontal direction (hereinafter referred to as shear force). ) was found to be effective in fixing toner on paper. The present invention is configured so that there is a slight difference in the surface speed of both fixing rolls in order to apply a shearing force to the toner surface of the paper.

表面速度がわずかだけ違う両ロール間に紙が進入した場
合、紙の表面とロール表面との間に微小すべりが発生す
ることにより摩擦力が作用し、この力がトナー粒子を紙
の繊維にめり込ませようとするせん断力として働くので
ある。
When paper enters between two rolls whose surface speeds are slightly different, frictional force is generated due to minute slippage between the paper surface and the roll surface, and this force causes toner particles to stick to the paper fibers. It acts as a shearing force that tries to make the material penetrate.

両ロールの表面の摩擦係数が等しい場合一般に微小すべ
りはトナーの存在する面において発生する。
When the friction coefficients of the surfaces of both rolls are equal, a slight slip generally occurs on the surface where the toner is present.

またトナー面側ロールにオフセット防止液としてシリコ
ーンオィルを塗布した場合にはさらにトナー面側ロール
の方に微小すべりが発生しやすくなるのは明らかである
。しかしトナー面側で微小すべりを確実に発生する為に
トナー面と反対側のロールの表面の摩擦係数をトナー面
側ロールのそれより大きくしてもよい。以下本発明を実
施例に基づき図面に従い更に詳しく説明する。
Furthermore, it is clear that when silicone oil is applied as an anti-offset liquid to the toner side roll, minute slips are more likely to occur on the toner side roll. However, in order to ensure that minute slippage occurs on the toner side, the friction coefficient of the surface of the roll opposite to the toner side may be made larger than that of the roll on the toner side. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on examples and with reference to the drawings.

第1図は本発明による圧力定着装置の側面図を示すもの
であり、第2図は本発明における両定着ロールとその駆
動系を示す図である。
FIG. 1 shows a side view of a pressure fixing device according to the invention, and FIG. 2 shows both fixing rolls and their drive system in the invention.

図に於いて3,4は定着ロールであり材質として炭素鋼
材S5$で寸法の一例としては直径はそれぞれ■50.
3動脈、50.00肋、長さは280側とし、表面には
硬質クロムメッキ処理を施してある。前記両ロールはそ
れぞれ上部フレーム1、下部フレーム2に回転駆動可能
に軸支されている。
In the figure, numerals 3 and 4 are fixing rolls, which are made of carbon steel S5$ and have a diameter of ■50mm as an example of their dimensions.
It has 3 arteries, 50.00 ribs, and a length of 280 sides, and the surface is hard chrome plated. Both rolls are rotatably supported by an upper frame 1 and a lower frame 2, respectively.

ロール全長に渡って均一な圧力を得る為に両ロール軸を
中央部を中心として1.2o交差してある。下部フレー
ム2は複写機本体に固定支持されており上部フレーム1
は下部フレーム2の先端部において枢支ピン5を中心に
下部固定フレームの上方に対し上下に回転可能に敦層せ
られている。両定着ロール間の荷重は前記フレーム後端
に位置する圧縮ばね7を介したボルト6によって加えら
れており、その荷重は例えば700k9である。ロール
の駆動方法は第2図に示す様にモーターからの駆動力は
下側ロール4の端部に取りつけられたスプロケット13
へチェーン14で伝達される。前記スプロケット13の
内側には上側ロールへ駆動力を伝達する為のギャが両定
着ロールの端部に取りつけられている。このため、本実
施例では両ロール駆動であると考えることができる。ま
た、前記ギャは歯数、外径とも全く等しくつくられてい
る為前記の寸法の上側ロールと下側ロールが1秒間に0
.6回転すれば、その表面速度は0.6肋/sec異な
っている。この圧力定着装置を表面速度10仇協/se
cにて未定着トナー像を圧力定着させたところ、ロール
表面速度の違いによるトナ−のずれ、紙のダメージはほ
とんど発生しなかった。またその定着性は従来の装置に
おける定着性に比較し明らかに向上していた。
In order to obtain uniform pressure over the entire length of the rolls, the axes of both rolls are crossed by 1.2 degrees around the center. The lower frame 2 is fixedly supported by the copying machine body, and the upper frame 1
is mounted at the tip of the lower frame 2 so as to be rotatable up and down about the pivot pin 5 above the lower fixed frame. The load between both fixing rolls is applied by a bolt 6 via a compression spring 7 located at the rear end of the frame, and the load is, for example, 700 k9. The method of driving the rolls is as shown in Fig. 2. The driving force from the motor is applied to the sprocket 13 attached to the end of the lower roll 4.
is transmitted to the chain 14. Inside the sprocket 13, gears for transmitting driving force to the upper roll are attached to the ends of both fixing rolls. Therefore, it can be considered that both rolls are driven in this embodiment. In addition, since the gears are made to have exactly the same number of teeth and outer diameter, the upper and lower rolls of the above dimensions will reach 0 per second.
.. If it rotates six times, the surface speed will differ by 0.6 ribs/sec. This pressure fixing device has a surface speed of 10 m/s.
When the unfixed toner image was pressure-fixed in step c, almost no toner displacement or paper damage caused by the difference in roll surface speed occurred. Furthermore, the fixing performance was clearly improved compared to the fixing performance of conventional devices.

第3図は本発明に基づくもう1つの実施例であり両定着
ロールの軸方向拡大断面図である。
FIG. 3 is another embodiment based on the present invention, and is an enlarged axial sectional view of both fixing rolls.

3,4は定着ロールであり材質としてS5や両端部径6
5助長さ34仇肋で表面は硬質クロムメッキ処理を施し
てある。
3 and 4 are fixing rolls made of S5 or both ends diameter 6.
It has 5 lengths and 34 ribs, and the surface is hard chrome plated.

これら一対の定着ロールの中央部通紙部分260肌に渡
って径がその両端部の蓬より微小だけ異なる様に段差を
有しており、常に一対のロールの両端部で接触回転し、
通紙部分である間げきを有している様に構成してある。
The central paper passing portion 260 of these pair of fixing rolls has a step so that the diameter is slightly different from the diameter at both ends, and the pair of rolls always rotate in contact with each other at both ends.
It is configured to have a gap which is a paper passing portion.

この場合、通紙部分における両定着ロールの表面速度が
わずかに異なる様にする為に一方のロールでは通級部分
ロール径を両端より大きくしもう一方のロールは、前記
ロールとは逆の段差を設けてある。通紙部分の間げき量
はトナーがのった複写紙が定着され得る圧力で圧縮され
た時の厚さに構成してある。発明者らの実験によるとそ
の間げき量は0.06柳でありそれに必要な荷重はB野
岐縦送りにおいて800kgであった。発明者らは定着
ロール3,4の通紙部分のロール径をそれぞれ65.1
4脇、64.74肋、ロール間荷重を1300kgに設
定し、下部ロール4を駆動側ロール、3を従動側ロール
としトナー面を上にした状態で圧力定着したところ、上
部ロールは下部ロールの両端部で駆動され下側ロールと
ともにすべることなく接触回転し、また通紙部における
ロール表面速度の違いによるトナー画像の乱れや紙のダ
メージはほとんど発生しなかった。
In this case, in order to make the surface speeds of both fixing rolls slightly different in the paper passing part, one roll has a larger roll diameter in the passing part than both ends, and the other roll has a height difference opposite to that of the previous roll. It is provided. The amount of gap in the paper passing portion is set to the thickness when the copy paper on which the toner is applied is compressed with a pressure that can be fixed. According to experiments conducted by the inventors, the gap amount was 0.06 willow, and the load required for it was 800 kg in B Nogi vertical feed. The inventors set the roll diameter of the paper passing portion of fixing rolls 3 and 4 to 65.1, respectively.
4 sides, 64.74 ribs, load between rolls was set to 1300 kg, lower roll 4 was the drive side roll, 3 was the driven side roll, and when pressure fixing was performed with the toner side facing up, the upper roll was lower than the lower roll. It was driven at both ends and rotated in contact with the lower roll without slipping, and there was almost no disturbance of the toner image or damage to the paper due to the difference in roll surface speed in the paper passing section.

また、定着性は従釆の装置に比較し明らかに向上してい
た。
Furthermore, the fixing performance was clearly improved compared to the previous device.

また本実施例は、常に通紙部分に間げきが存在している
為紙の先端、後端部の異常な圧縮変形がなく、オフセッ
トトナーや異物によるきずの発生も少ない。
Further, in this embodiment, since there is always a gap in the paper passing portion, there is no abnormal compressive deformation of the leading and trailing ends of the paper, and there are few occurrences of scratches due to offset toner or foreign matter.

また両ロールとも上下移動せず固定されたまま接触回転
している為紙の中による圧力の違いがなく、さらに紙の
進入、排出時に発生する音もないといった利点も有して
いる。以上の実施例1,2で明らかな様に本発明は一対
の定着ロールの表面速度に微小な差を持たせることによ
り、トナー粒子を紙の繊維にめりこませようとする力を
作用させることにより定着性を向上させたものである。
In addition, since both rolls do not move up and down but remain fixed while rotating in contact with each other, there is no difference in pressure depending on the inside of the paper, and there is also the advantage that there is no noise generated when paper enters or exits. As is clear from Examples 1 and 2 above, the present invention creates a slight difference in the surface speed of a pair of fixing rolls to exert a force that causes the toner particles to sink into the paper fibers. This improves fixing properties.

なお一対の定着ロールの表面速度にわずかな差を設ける
方法は実施例1,2で示された構成のみならず他の類似
した構成もすべて本発明に含まれることは当然である。
It goes without saying that the method of creating a slight difference in the surface speed of the pair of fixing rolls is not limited to the configurations shown in Examples 1 and 2, but also includes all other similar configurations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による圧力定着装置の側面図、第2図は
第一の実施例における圧力定着装置のロール断面図、第
3図は第二の実施例における圧力定着装置のロール断面
図を夫々示す。 符号の説明、1・・・・・・上側フレーム、2・・・・
・・下側フレーム、3・・・・・・上側定着ロール、4
・・…・下側定着ロール、5……支点、6……ボルト、
7……圧縮ばね、8・・・・・・クリーニング装置、9
・・・・・・上側ベアリング、10・・・・・・下側ベ
アリング、11・・・…上側ギャ、12・・・・・・下
側ギャ。 第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a side view of the pressure fixing device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the roll of the pressure fixing device in the first embodiment, and FIG. 3 is a sectional view of the roll of the pressure fixing device in the second embodiment. Show each. Explanation of symbols, 1... Upper frame, 2...
...Lower frame, 3...Upper fixing roll, 4
...Lower fixing roll, 5...fulcrum, 6...bolt,
7...Compression spring, 8...Cleaning device, 9
...Upper bearing, 10...Lower bearing, 11...Upper gear, 12...Lower gear. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複写用紙上に顕像化されたトナー像を一対の互いに
押圧係合された定着ロール間を通過することによって定
着させる圧力定着装置において前記両定着ロールの表面
速度が微少速度差を生ずるべく構成したことを特徴とし
た圧力定着装置。
1. A pressure fixing device that fixes a toner image visualized on a copy sheet by passing it between a pair of fixing rolls that are pressed into engagement with each other, and is configured so that the surface speeds of both the fixing rolls have a slight speed difference. This pressure fixing device is characterized by:
JP673178A 1978-01-26 1978-01-26 pressure fixing device Expired JPS607796B2 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP673178A JPS607796B2 (en) 1978-01-26 1978-01-26 pressure fixing device

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JP673178A JPS607796B2 (en) 1978-01-26 1978-01-26 pressure fixing device

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JPS54100742A JPS54100742A (en) 1979-08-08
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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IT1144107B (en) * 1981-02-24 1986-10-29 Olivetti & Co Spa ELECTROPHOTOGRAPHIC COPIER
JP6108153B2 (en) * 2012-11-26 2017-04-05 富士ゼロックス株式会社 Fixing apparatus, image forming apparatus, and image forming method

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