DE19712241B4

DE19712241B4 - Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19712241B4
Application number: DE19712241A
Authority: DE
Inventors: Noriaki Kawasaki Kawada
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: JPH09258589A; KR970066762A; DE19712241A1; US5900295A; KR100451074B1; JP3090029B2

Abstract

Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung, umfassend:
ein zylindrisch geformter metallischer Grundkörper;
eine Isolierschicht, die auf einer äußeren Oberfläche des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers gebildet ist; und
eine Widerstands-Harzschicht, die auf der Isolierschicht auflaminiert ist, dadurch gekennzeichnet dass eine Mischung aus Ruß und Kohlefasern, wobei 10 bis 50 Gew.-% der Mischung in der Widerstands-Harzschicht eingeschlossen ist und das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt als Gewicht des Rußes geteilt durch das Gewicht der Kohlefasern, in einem Bereich von 0,25 bis 4,5 liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fixierrolle, die zum Fixieren von Toner auf einem Blatt Papier verwendet wird und in einer elektrophotographischen Vorrichtung, wie einer Kopiermaschine, einem Drucker oder einer Faksimilemaschine, eingebaut wird, und die vorliegende Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung der Fixierrolle.
Eine Fixierrolle ist ein Strukturelement einer elektrophotografischen Vorrichtung und wird für das Verfahren des Fixieren eines Bildes auf einem Blatt oder einem Papier oder dergleichen verwendet. In der elektrophotografischen Vorrichtung ist die Fixierrolle gegenüber einer Pressrolle in paralleler Weise positioniert und auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt. Zum Zeitpunkt des Passierens eines Blatt Papiers, auf dem ein Toner aufgebracht ist, durch diese Rollen wird der Toner erhitzt und auf dem Papier festgeschmolzen.

Die herkömmliche Fixierrolle vom Typ des indirekten Aufheizens weist ein elektrisches Heizelement auf, das im Inneren einer zylindrisch gestalteten bzw. geformten Aluminiumröhre positioniert ist. Somit erhitzt das Heizelement die zylindrisch geformte Aluminiumröhre, um den Toner auf dem Papier indirekt zu erhitzen und zu erweichen. Im allgemeinen kann die zylindrisch geformte Aluminiumröhre mit 4-fluoriertem Ethylen beschichtet sein, um einen unerwünschten bzw. fehlerhaften Transfer des erweichten Toners auf die Oberfläche der Fixierrolle (d.h. ein Toner-Offsetphänomen) zu verhindern, was zur Beeinträchtigung der Bildqualität des bedruckten Blattes führt.

Die herkömmliche Fixierrolle vom Typ des direkten Aufheizens, welche erst kürzlich entwickelt wurde, umfaßt einen maschinell bearbeiteten Metallkern, auf dem eine isolierende Schicht, ein Heizwiderstandselement sowie eine Beschichtung von 4-fluoriniertem Ethylen in dieser Reihenfolge aufgebracht sind (Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 3-80279(1991)). Diese Fixierrolle ist charakterisiert durch eine direkte Wärmezufuhr von dem Heizwiderstandselement zu dem Toner.

Die obigen herkömmlichen Rollen weisen jedoch die folgenden Nachteile auf. Im Falle des Typs, bei dem indirekt aufgeheizt wird, wird das elektrische Heizelement von dem zylindrisch geformten Aluminiumrohr getrennt. Somit kann die elektrophotographische Vorrichtung nicht effizient genutzt werden aufgrund der erforderlichen langen Zeit, um das zylindrisch geformte Aluminiumrohr auf eine vorbestimmte Temperatur nach Einschalten des Durchleitens von elektrischem Strom durch das elektrische Heizelement aufzuheizen. Zur Verbesserung der Effizienz für den Gebrauch der elektrophotographischen Vorrichtung besteht die Notwendigkeit, das vorstehend genannte Rohr die ganze Zeit aufzuheizen, jedoch führt dies zu einem großen Energieverbrauch. Zusätzlich besteht ein anderer Nachteil in den hohen Kosten zur Herstellung des elektrischen Heizelements durch einen Schritt, der von der maschinellen Bearbeitung und dem Beschichten des zylindrisch geformten Rohrs abweicht.

Im Fall des Typs, bei dem direkt aufgeheizt wird, kann die Fixierrolle andererseits in kurzer Zeit aufgeheizt werden. Da die Fixierrolle durch die Anwendung oder das Beschichten dreier verschiedener Schichten auf einer Oberfläche des Metallkerns hergestellt wird, besteht die Notwendigkeit, Schritte zu unternehmen, um die laminierten Schichten auf dem Rohr in absolutem Kontakt miteinander zu halten und Maßnahmen gegen eine thermische Expansion des Laminats während des Durchleitens eines elektrischen Stroms durch das elektrische Heizelement zum Aufheizen des zylindrisch geformten Aluminiumrohrs zu ergreifen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung sowie deren Herstellungsverfahren bereitzustellen, wobei die Fixierrolle die Eigenschaften des Aufheizens in kurzer Zeit sowie der Verringerung des Energieverbrauchs ohne Verursachung des Toner-Offsets besitzt.

In einem ersten Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung zur Verfügung gestellt, welche umfaßt:
einen zylindrisch geformten metallischen Grundkörper;
eine Isolierschicht, die auf einer Außenoberfläche des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers gebildet ist; und
eine Widerstands-Harzschicht, die auf der Isolierschicht auflaminiert ist.

Der spezifische Volumenwiderstand bzw. Durchgangswiderstand der Widerstands-Harzschicht in der Richtung entlang der zentralen Linie des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers kann hier 2 Ωcm oder weniger betragen.

Der Hauptbestandteil der Widerstands-Harzschicht kann ein Harz, ausgewählt aus einer aus einem Polyphenylensulfidharz, einem Polyphthalamidharz und einem Harz eines Flüssigkristallpolymers bestehenden Gruppe, sein.

Die Widerstands-Harzschicht kann umfassen: ein Harz, ausgewählt aus einer aus einem Polyphenylensulfidharz, einem Polyphthalamidharze und einem Harz eines Flüssigkristallpolymers bestehenden Gruppe; und eine Mischung von Ruß und Kohlefasern, wobei 10 bis 50 Gew.-% der Mischung in der Widerstands-Harzschicht eingeschlossen ist und das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt als das Gewicht des Rußes geteilt durch das Gewicht der Kohlefasern, im Bereich von 0,25 bis 4,5 liegt.

Die Isolierschicht kann aus einem Harz hergestellt sein, welches dasselbe wie das in der Widerstands-Harzschicht enthaltene Harz ist.

Der zylindrische metallische Grundkörper kann ausgewählt werden aus einer Gruppe, die aus Aluminium und einer Aluminiumlegierung besteht.

Die Isolierschicht kann eine anodisch oxidierte Schicht sein.

Die ringförmigen metallischen Elektroden können konzentrisch jeweils an beiden Enden der Widerstands-Harzschicht gebildet sein.

Die Widerstands-Harzschicht kann hergestellt werden unter Verwendung einer Spritzgußtechnik.

Die Widerstands-Harzschicht kann hergestellt werden unter Verwendung einer Spritzgußtechnik, bei der eine Hohlform mit einer Seitenangußstruktur als eine Harzguß-Hohlform verwendet wird.

Die fluorharz-basierte Beschichtung kann zusätzlich auf die äußere Oberfläche des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers nach der Bildung der Widerstands-Harzschicht angewandt werden.

Gemäß einem zweiten Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte des Bildens einer Isolierschicht auf einer äußeren Oberfläche eines zylindrischen metallischen Grundkörpers und des Bildens einer Widerstand-Harzschicht auf der Isolierschicht.

Der Hauptbestandteil der Widerstands-Harzschicht kann ein Harz sein, welches aus der aus einem Polyphenylensulfidharz, einem Polyphthalamidharz und einem Harz eines Flüssiqkristallpolymers bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

Die obigen und andere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter verständlich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

1 ist eine Querschnittsansicht einer Fixierrolle gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 ist eine Querschnittsansicht der Fixierrolle der vorliegenden Erfindung, in der metallische Elektroden davon an Anschlüsse einer Energieversorgung über jeweilige Kohlebürsten verbunden sind.
1 veranschaulicht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der eine Fixierrolle 1, die in eine elektrophotographische Vorrichtung eingebaut werden soll, einen zylindrisch geformten metallischen Grundkörper 1a eine elektrisch isolierende Schicht 1b, die auf der äußeren Oberfläche des Grundkörpers 1a laminiert ist und eine Widerstands-Harzschicht 1c, welche auf die elektrisch isolierende Schicht 1b spritzgegoßen ist, umfaßt. Zusätzlich sind ringförmige Elektroden 1d konzentrisch an die jeweiligen beiden Endteile der Widerstands-Harzschicht 1c fixiert. Diese ringförmigen Elektroden sind für die Zufuhr von Energie an die Widerstands-Harzschicht 1c verantwortlich, um Joule'sche Hitze zu indizieren.
Der zylindrisch geformte metallische Grundkörper 1a wird vorzugsweise hergestellt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgrund deren Eigenschaften der Leichtgewichtigkeit, des einfachen Prozessierens sowie der geringen Hitzekapazität. Er ist jedoch nicht auf dieses Material beschränkt; es ist ebenso möglich, andere Materialien zu verwenden. Um das Abziehen von Wärme aus der Widerstands-Harzschicht zu verhindern, kann die Dicke des Grundkörpers so klein sein, wie es seine mechanische Festigkeit erlaubt. In diesem Beispiel kann die Dicke des Grundkörpers 2 mm oder weniger betragen, wenn er aus Aluminium hergestellt ist.
Zum Anlegen von Energie lediglich auf die Widerstands-Harzschicht 1c, ist es erforderlich, daß die Grenzfläche zwischen dem metallischen Grundkörper 1a und der Widerstands-Harzschicht 1c isolierend ist. Wenn der metallische Grundkörper 1a aus Aluminium-basiertem Material hergestellt ist, kann eine anodisch oxidierte Schicht als die isolierende Schicht 1b auf einer Oberfläche des Grundkörpers durch anodische Oxidation gebildet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ein Harz, welches als Hauptkomponente für die Widerstands-Harzschicht 1c bereitgestellt wird, weist Isoliereigenschaften auf, so daß es ebenso möglich ist, solch ein Harz anstelle der anodisch oxidierten Schicht zu verwenden. In diesem Fall gibt es keine Probleme hinsichtlich der Haftung, da das Harz dasselbe ist wie dasjenige der Widerstands-Harzschicht.
Das Harz, welches die direkt mit dem Toner in Kontakt tretende Widerstands-Harzschicht 1c aufbaut, sollte von der Art sein, daß es zusätzlich zu einem geringen Klebeverhalten gegenüber dem Toner die Eigenschaften einer hohen mechanischen Festigkeit und Hitzebeständigkeit besitzt. Ferner ist es erforderlich, daß das obige Harz geeignet ist, einem Spritzgießen unterworfen zu werden, um eine hohe Dimensionsgenauigkeit der Fixierrolle 1 zu erzielen. Das Harz, welches diese Erfordernisse erfüllt, kann eines sein, welches aus einen Polyphenylensulfid (PPS)-Harz, einem Polyphthalamid (PPA)-Harz und einem Harz eines Flüssigkristallpolymers (LCP) ausgewählt ist.
Für das leitfähige Material, welches in der obigen Widerstands-Harzschicht 1c zu verwenden ist, können ein Rußmaterial und ein Kohlefasermaterial verwendet werden aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit und Hitzebeständigkeit neben ihrer Fähigkeit der Bildung einer gleichförmigen Mischung mit dem zuvor bezeichneten Harz.
Wenn das Harz mit dem Kohlefasermaterial gemischt wird, wird die Leitfähigkeit des Harzes in Richtung der Länge des Fasermaterials hoch, und die mechanische Festigkeit des Harzes wird durch die Wirkung von verwickelten bzw. verschlungenen Kohlefasern verbessert. In diesem Fall ist jedoch die Leitfähigkeit des Harzes in Richtung der Breite des Fasermaterials extrem niedrig. Während des Verfahrens des Spritzgießens werden die Kohlefasern entlang der Richtung der Länge der Fixierrolle orientiert, so daß die Rußpulver in alle Zwischenräume zwischen den Fasern als Ergebnis des obigen Mischens gefüllt werden, um die Leitfähigkeit in der Umfangsrichtung bzw. der Dickenrichtung der Fixierrolle zu verbessern. Der spezifische Volumenwiderstand des gemischten Materials kann durch Messung des Widerstandes zwischen den beiden Enden der oben präparierten Widerstands-Harzschicht und unter Verwendung der Parameter mittlerer Durchmesser, Dicke und Länge bestimmt werden.
Zur Verbesserung der Homogenität der Dispersion, die bei der Mischung des Rußes mit dem Harz zu erhalten ist, enthält die Mischung Calciumcarbonat oder gebrannten Ton als einen Zusatzstoff.
Die Fixiertemperatur des Toners liegt im Bereich von 130 bis 180°C. Im allgemeinen wird angenommen, daß die zu dessen Aufheizen auf die Fixiertemperatur erforderliche Zeit 20 Sekunden oder weniger beträgt. Wenn der elektrische Widerstand zwischen beiden Enden der Fixierrolle weniger als etwa 20 Ωcm beträgt, kann die Widerstands-Harzschicht der vorliegenden Erfindung zu der obigen Fixiertemperatur innerhalb von 20 Sekunden oder weniger erhitzt werden durch Hindurchleiten eines Stroms durch beide zylindrisch geformten Enden. Im vorliegenden Beispiel weist die Widerstands-Harzschicht einen Durchmesser von 30 mm und eine Länge im Bereich von 260 bis 300 mm auf, so daß die Wanddicke der Fixierrolle weniger als 2 mm sein kann, um die obigen Eigenschaften auf angemessenen Niveaus zu halten. Die spezifische Isolierung der Form der Fixierrolle zur Minimierung des elektrischen Widerstandes (d.h. die obere Grenze gegenüber einem spezifischen Isolierwiderstand der Fixierrolle) beträgt etwa 2 Ωcm.
Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Rußmaterial und dem Kohlefiltermaterial, ausgedrückt als Gewicht des Ersteren geteilt durch dasjenige des Letzteren, liegt im Bereich von 0,25 bis 4,5.
Beim Verfahren unter Anwendung des direkten Erhitzens sollte ein Bereich zur Zufuhr elektrischer Energie so ausgestaltet sein, daß er eine Gleitbewegung ausführt, da die Widerstands-Harzschicht rotiert wird. Die Widerstands-Harzschicht zeigt einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Meßrichtung, so daß die Elektroden auf den jeweiligen zylindrisch geformten Seiten der Widerstands-Harzschicht fixiert sind, um einen Strom gleichförmig zuzuführen.
Die leitfähige Elektrode 1d kann ein metallischer Ring oder ein metallisierter Ring sein, welcher auf der Widerstands-Harzschicht durch ein elektrisch leitfähiges und adhesives Material fixiert ist. Die leitfähige Elektrode 1d kann mit Energie versorgt werden durch Inkontaktbringen mit einer federbelasteten Kohlebürste 4, die mit einer Stromversorgung 5 verbunden ist. In 2 wird die Kohlebürste 4 aufwärts bewegt, um mit der peripheren Oberfläche der Elektrode in Verbindung zu treten.
Es ist bevorzugt, ein Paar Flansche 2 aus leitfähigem Material zum Festhalten der Fixierrolle zu verwenden. Die Flansche 2 sind konzentrisch an ein Schaftelement 3 fixiert und an den jeweiligen Enden der Fixierrolle angebracht.
Beispiel 1
Fünf Fixierrollen-Typen (A-E) wurden unter Verwendung verschiedener Harzschichten 1c, die auf einem zylindrisch geformten metallischen Grundkörper 1a gebildet wurden, hergestellt. Jede dieser verschiedenen Harzschichten 1c wurden hergestellt aus einem PPS-Harz (PPS M3910, hergestellt von Toray Co., Ltd.) als eine Grundkomponente sowie einer Mischung von leitfähigen Materialien, bestehend aus Kohlefasermaterial (Toreca T-006, hergestellt von Toray Co., Ltd.) und einem Rußmaterial (BP480, hergestellt durch CAPOT Co., Ltd.), mit einem vorbestimmten Verhältnis in Abhängigkeit vom jeweiligen Typ, wie in Tabelle 1 gezeigt. Zusätzlich wurde eine vorbestimmte Menge eines anorganischen Additivs, d.h. Calciumcarbonat (NS-200, hergestellt von Nitto funka Co., Ltd.) ferner in die Widerstands-Harzschicht eingeschlossen. Jede typisierte Fixierrolle wurde wie folgt hergestellt.
Zuerst wurde ein metallischer Grundkörper 1a hergestellt aus einem zylindrisch geformten Aluminiumrohr (260 mm Länge, 28 mm äußerer Durchmesser, 26 mm innerer Durchmesser und 1 mm Dicke), auf dem eine elektrisch isolierende Schicht 1b in Form einer anodischen Oxidschicht von 5 bis 10 μm Dicke gebildet wurde. Eine Spritzguß-Hohlform, die in dem vorliegenden Beispiel verwendet wurde, besaß einen Kerndurchmesser von 26 mm und einen Hohlraum- Durchmesser von 30 mm mit 5 Ringangüssen. Das zylindrisch geformte Aluminiumrohr 1a wurde in den Kern der Spritzguß-Hohlform eingebracht und dann in eine Spritzgußmaschine eingespannt, um eine Widerstands-Harzschicht 1c auf der peripheren Oberfläche des Rohrs 1a zu bilden. Die Formung wurde durchgeführt unter den Bedingungen, daß die Harztemperatur 350°C, die Hohlformtemperatur 150°C und der Injektionsdruck 245 MPa betrug, dadurch die geformte Widerstands-Harzschicht 1c von 2,0 mm Dicke ergebend. Wenn die Zahl der Ringangüsse in der obigen Spritzguß-Hohlform 2 oder weniger betrug, konnte der Widerstand der Widerstands-Harzschicht 1c genug verringert werden, um die oben beschriebenen Bedingungen zu erfüllen.
Die erhaltene Fixierrolle zeigte einen wie in Tabelle 1 aufgeführten spezifischen Volumenwiderstand.
Tabelle 1
Ferner wurden die Fixierrollen der jeweiligen Typen Temperatur-Erhöhungstests wie folgt unterworfen.
Jede der Fixierrollen wurde auf einem Paar Flanschen 2 aus einem elektrisch isolierenden Harz fixiert, und dann wurde ein Schaft 3 durch die Flansche 2, wie in 2 gezeigt, eingebracht. In diesem Beispiel wurden ringförmige metallische Elektroden (1 mm Dicke und 10 mm Breite) jeweils auf beiden Enden der Harzschicht 1b fixiert. Die Elektroden 1d wurden durch Kontaktierung mit einer federbelasteten Kohlebürste 4, die mit einer Energieversorgung 5 verbunden war, mit Energie versorgt.
Der Widerstand entlang der gesamten Länge sowie die Aufheizzeit von Raumtemperatur auf 160°C der Fixierrolle wurde gemessen, und der Offset von Tonerteilchen (d.h. ein unerwünschter bzw. fehlerhafter Transfer von Tonerteilchen zu der Oberfläche der Fixierrolle unter Hitze) wurde beurteilt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgelistet.
Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 gezeigt weist die Fixierrolle des Typs B, C oder D (d.h. die Proben B, C oder D) eine Aufheizzeit von 20 Sekunden oder weniger auf, da deren Gewichtsverhältnis zwischen dem Ruß und den Kohlefasern im Bereich von 0,33 bis 4,0 liegt. Die Fixierrolle des Typs A (d.h. die Probe A) erfordert eine längere Aufheizzeit im Vergleich zu derjenigen der Proben B, C und D; sie benötigt 90 Sekunden zum Aufheizen auf 160°C. Auf der anderen Seite kann die Fixierrolle des Typs E (d.h. die Probe E) nicht auf über 50°C aufgeheizt werden, obwohl lange Zeit erhitzt wurde. Ferner zeigen diese Proben A, B, C und D hervorragende Offset-Eigenschaften, da keinerlei Toner auf der Oberfläche von allen Fixierrollen gefunden werden konnte. Es wird angemerkt, daß ihre Offset-Eigenschaften nicht beeinflußt werden durch Anwendung eines Fluorharzes auf der äußeren Oberfläche der Fixierrolle.
Beispiel 2
Eine Fixierrolle wurde hergestellt unter Verwendung derselben zylindrisch geformten Aluminiumträgers wie demjenigen des Beispiels 1, außer daß keine anodische Oxidschicht vorlag. Der Aluminiumträger wurde einer Spritzgußformung unterworfen, um eine Harzschicht von 0,5 mm Dicke zu bilden. In diesem Beispiel war die Harzschicht aus PPS-Harz hergestellt, ohne irgendwelches zusätzliches Kohlenstoffmaterial wie Ruß oder Kohlefasern zu enthalten. Dann wurde eine Widerstands-Harzschicht mit der der Probe B in Tabelle 1 entsprechenden Zusammensetzung auf die Harzschicht aufgebracht. Die so gebildete Widerstand-Harzschicht hatte eine Dicke von 1,5 mm.
Die erhaltene Fixierrolle wurde den gleichen Tests wie im Beispiel 1 unterworfen. Die Ergebnisse waren so, daß die Fixierrolle auf 130°C in 10 bis 13 Sekunden bei einem Strom von etwa 12 A erhitzt wurde. Ferner zeigte die Fixierrolle ausgezeichnete Fixiereigenschaften, ohne irgendeinen Toner-Offset zu verursachen.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine Fixierrrolle zur Verfügung, die eine Harzschicht und eine spritzgußgeformte Widerstands-Harzschicht in dieser Reihenfolge auf der äußeren Oberfläche eines zylindrisch geformten metallischen Substrats besitzt, so daß deren Laminatstruktur nicht in Teile abgeschält werden kann, und die eine ausgezeichnete Hitzestabilität zeigt, da die Laminatstruktur unter Druck während des Spritzgießens gebildet wird, so daß eine Schicht in sehr engem Kontakt mit der anderen gebracht wird.
In dem vorstehend genannten Aufbau der Fixierrolle gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der spezifische Volumenwiderstand der Widerstands-Harzschicht in der Axialrichtung 2 Ωcm oder weniger, so daß das Fixieren innerhalb 20 Sekunden nach Beginn des Durchleitens eines elektrischen Stroms durch die Elektroden durchgeführt werden kann. Somit kann das Erfordernis eines Vorheizstroms eliminiert oder verringert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Widerstands-Harzschicht ferner 10 bis 50 Gew.-% der leitfähigen Zusatzstoffe (d.h. der Mischung von Ruß und Kohlefasern) in Bezug auf das Harz, und ferner ist das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt durch den Quotienten des Gewichts des Rußes durch dasjenige der Kohlefasern, im Bereich von 0,25 bis 4,5. Deshalb kann der obige spezifische Volumenwiderstand vollständig auf einem angemessenen Wert stabilisiert werden, so daß die Fixierrolle die Fixierung gleichförmig durchführt.
Die obige Widerstands-Harzschicht umfaßt hauptsächlich das Harz, welches aus einem Polyphenylensulfidharz und einem Polyphtalamidharz und einem Harz eines Flüssigkristallpolymers ausgewählt ist. Deshalb verursacht die Widerstand-Harzschicht nicht die Probleme des Toner-Offset sowie deren Verschlechterung, selbst wenn die Fixierrolle für eine lange Zeit unter der Fixiertemperatur gehalten wird.
Die Widerstands-Harzschicht wird unter Verwendung einer Injektions-Spritzgußhohlform zum Formen des Harzes gebildet, die eine Seitenangußstruktur besitzt, so daß eine Fixierrolle mit präzisen Ausmaßen mit verbesserter Ausbeute hergestellt werden kann.

Claims

Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung, umfassend: ein zylindrisch geformter metallischer Grundkörper; eine Isolierschicht, die auf einer äußeren Oberfläche des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers gebildet ist; und eine Widerstands-Harzschicht, die auf der Isolierschicht auflaminiert ist, dadurch gekennzeichnet dass eine Mischung aus Ruß und Kohlefasern, wobei 10 bis 50 Gew.-% der Mischung in der Widerstands-Harzschicht eingeschlossen ist und das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt als Gewicht des Rußes geteilt durch das Gewicht der Kohlefasern, in einem Bereich von 0,25 bis 4,5 liegt.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Volumenwiderstand der Widerstands-Harzschicht in der Richtung entlang der zentralen Linie des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers 2 Ωcm oder weniger beträgt.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptbestandteil der Widerstands-Harzschicht ein Harz ist, welches aus einer aus einem Polyphenylensulfidharz, einem Polyphathalamidharz und einem Harz eines Flüssigkristallpolymers bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht aus einem Harz hergestellt ist, welches dasselbe ist wie das in der Widerstands-Harzschicht enthaltene Harz.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische metallische Grundkörper aus einer aus Aluminium und einer Aluminiumlegierung bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine anodisch oxidierte Schicht ist.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige metallische Elektroden konzentrisch jeweils an beiden Enden der Widerstands-Harzschicht gebildet sind.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands-Harzschicht unter Verwendung der Spritzgusstechnik hergestellt ist.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands-Harzschicht hergestellt ist unter Verwendung der Spritzgusstechnik, bei der eine Hohlform mit einer Seitenangussstruktur als Harzbildungs-Hohlform verwendet wird.
Fixierrolle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein fluorharz-basierter Überzug zusätzlich auf der äußeren Oberfläche des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers nach der Bildung der Widerstands-Harzschicht aufgebracht ist.
Verfahren zur Herstellung einer Fixierrolle für eine elektrophotographische Vorrichtung, umfassend die Schritte: Bildung einer Isolierschicht auf einer äußeren Oberfläche eines zylindrischen metallischen Grundkörpers; und Bildung einer Widerstands-Harzschicht auf der Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands-Harzschicht umfasst: eine Mischung aus Ruß und Kohlefasern, wobei 10 bis 50 Gew.-% der Mischung zu der Widerstands-Harzschicht zugegeben wird und das Gewichtsverhältnis, ausgedrückt als Gewicht des Rußes geteilt durch das Gewicht der Kohlefasern, in einem Bereich von 0,25 bis 4,5 liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Volumenwiderstand der Widerstands-Harzschicht in der Richtung entlang der zentralen Linie des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers 2 Ωcm oder weniger beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Hauptbestandteil der Widerstands-Harzschicht ein Harz verwendet wird, welches aus einer aus einem Polyphenylensulfidharz, einem Polyphthalamidharz und einem Harz eines Flüssigkristallpolymers bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht aus demselben Harz wie dem in der Widerstands-Harzschicht enthaltenen Harz hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische metallische Grundkörper ausgewählt wird aus einer aus Aluminium und einer Aluminiumlegierung bestehenden Gruppe.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht durch eine anodische Oxidation gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige metallische Elektroden konzentrisch jeweils an beiden Enden der Widerstands-Harzschicht gebildet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands-Harzschicht durch die Spritzgusstechnik hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstands-Harzschicht durch eine Spritzgusstechnik hergestellt wird, bei der eine Hohlform mit einer Seitenangussstruktur als Harzbildungs-Hohlform verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der äußeren Oberfläche des zylindrisch geformten metallischen Grundkörpers nach der Bildung der Widerstands-Harzschicht zusätzlich ein fluorharz-basierter Überzug aufgebracht wird.