DE60012608T2

DE60012608T2 - Ölauftragsrolle für ein Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE60012608T2
Application number: DE60012608T
Authority: DE
Inventors: Youichi Suntou-gun Ishikawa; Kazuhiko Suntou-gun Serizawa
Original assignee: HODAKA KOGYO Ltd; Hodaka Kogyo Ltd Mishima; Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: HODAKA KOGYO, LTD., MISHIMA, SHIZUOKA, JP; Synztec Co Ltd
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: EP1046961A2; CN1271872A; JP2001005323A; US6652433B1; JP4106170B2; EP1046961A3; DE60012608D1; EP1046961B1; CN1162755C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ölauftragsrolle zur Verwendung in einer Fixiereinheit eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, wie einer Kopiermaschine, eines Faxgeräts oder eines Laserstrahldruckers.
Ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät umfaßt grundsätzlich eine ein elektrostatisches latentes Bild erzeugende Einheit, um ein elektrostatisches latentes Bild auf einer photoempfindlichen Trommel durch Belichten der photoempfindlichen Trommel in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Bildinformation auszubilden. Eine Entwicklungseinheit ist zur Verfügung gestellt, um ein Tonerbild (sichtbares Bild) entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild durch Zuführen und Festlegen von Toner von einer Entwicklungswalze auf dem elektrostatischen latenten Bild auszubilden, das auf der photoempfindlichen Trommel ausgebildet ist. Eine Übertragungseinheit überträgt das Tonerbild, das auf der photoempfindlichen Trommel ausgebildet ist, auf Aufzeichnungspapier, und eine Fixiereinheit fixiert das übertragene Tonerbild auf dem Aufzeichnungspapier.
An der Fixiereinheit wird Energie eines Drucks und Wärme durch ein Fixierglied, wie eine Fixierwalze oder ein fixierendes bzw. Fixierband bzw. ein Fixiergurt, auf das nicht fixierte Tonerbild aufgebracht bzw. angewandt, das auf dem Aufzeichnungspapier gehalten ist. Die Tonerpartikel des Tonerbilds werden halb geschmolzen und dringen in das Aufzeichnungspapier ein, wenn Energie aufgebracht wird, wodurch das Fixierverfahren vervollständigt wird. Da die Tonerteilchen während des Fixierverfahrens klebrig sind, wird ein ein Versetzen bzw. einen Offset verhinderndes Öl (beispielsweise Silikonöl) von einer Ölauftragswalze bzw. -rolle auf eine Oberfläche des Fixiergliedes aufgebracht. Eine derartige Ölauftragswalze soll fähig sein, eine sehr kleine Menge (üblicherweise 0,5 bis 2,0 mg auf ein A4 Papier) eines ein Versetzen verhindernden Öls auf das Fixierglied stetig für einen langen Zeitraum aufbringen zu können.
Beispielweise ist eine Ölauftragswalze bzw. -rolle in der Technik bekannt, welche eine Kernwelle mit einem Blatt aus nicht gewebtem Papier, wie Aramid Papier, umfaßt, das darum gewickelt ist. Das nicht gewebte Papier ist bzw. wird mit einem Silikonöl imprägniert. Ein weiteres Blatt aus nicht gewebtem Papier ist gewickelt, um das mit Öl imprägnierte Papier abzudecken. Es wurde jedoch gefunden, daß eine Öl-auftragsrolle dieser Art nicht fähig ist, stabil einen Spalt bzw. eine Klemmstelle, der (die) für die Ölaufbringung erforderlich ist, zwischen der Ölauftragsrolle und dem Fixierglied unter einer kleinen Last auszubilden. Als ein Ergebnis wird die aufgebrachte Ölmenge nicht gleichmäßig über die Zeit. Das oberste, nicht gewebte Papier hat eine schlechte Ablösbarkeit und verklumpt aufgrund einer Verunreinigung durch den Toner. So kann die Ölauftragsrolle der Art, die oben erwähnt ist, eine konstante Aufbringung einer Ölmenge nicht zur Verfügung stellen.
Zusätzlich ist auch eine Ölauftragsrolle bekannt, welche eine Kernwelle mit einer Schicht aus einem Silikonschwamm umfaßt, der darauf angeordnet ist. Die Schwammschicht ist mit einem Silikonöl imprägniert. Ein nicht gewebtes Gewebe, wie ein Aramid-Filz, ist zur Verfügung gestellt, um die mit Öl imprägnierte Silikon-Schwammschicht abzudecken. Jedoch kann eine Ölauftragsrolle dieser Art das Öl auf das Fixier glied nicht für einen langen Zeitraum aufbringen. Dies deshalb, da, wenn der Silikonschwamm mit dem Silikonöl imprägniert ist, der Silikonschwamm aufquillt, was in einer unzureichenden Menge an Öl, die imprägniert wird, resultiert. Weiters wurde gefunden, daß, wenn das Öl aufgebracht wird bzw. ist, die Oberflächenhärte dieser Ölauftragsrolle bzw. -walze ansteigt, mit dem Ergebnis, daß die Breite eines Spalts zwischen der Ölauftragsrolle und dem Fixierglied kleiner wird, was zu der Reduktion in der aufgebrachten Ölmenge führt. Zusätzlich hat das oberste, nicht gewebte Gewebe denselben Nachteil wie in der oben erwähnten Ölauftragsrolle gemäß dem Stand der Technik.
GB 2 284 813 A offenbart eine Rolle, welche mit einer Hülse aus einem offenzelligen Melaminschaum um den Kern versehen ist und welche mit einem Öl gespeist bzw. versorgt wird. Die Walze speichert Freigabeöl im Inneren des hohlen Kerns und gibt das Freigabeöl auf eine Fixierrolle über die Hülse auf. In einem derartigen Design ist es erforderlich, den hohlen Abschnitt des Kerns mit dem Freigabeöl zu befüllen, was den Zusammenbau der Walze bzw. Rolle komplizierter macht.
EP 0 616 271 A2 offenbart eine Walze, die mit einem Ölzufuhrreservoir versehen ist, das durch ein Imprägnieren einer Mischung von Silikon und Freigabeöl in den Poren eines Silikongummischaums und Ausbilden von Quervernetzungen gebildet ist. Die Verwendung eines Silikonöls als das Freigabeöl bewirkt, daß der Silikongummischaum quillt.
US 4,659,621 und EP 0 455 470 A2 offenbaren Freigabeagens-Abgaberollen umfassend eine Welle, um welche eine Oberflächenbeschichtung aus einem Silikonharz ausgebildet ist. In den Ausbildungen gemäß diesen Dokumenten ist jedoch das Freigabeagens nicht in der Rolle zurückgehalten sondern die Abgabe- bzw. Donorrolle erhält das Freigabeagens bzw. -mittel von einem Freigabeagensreservoir über eine Freigabeagens-Transportwalze und transferiert dann das Freigabeagens auf die Fixierwalze. Ein derartiges Design erfordert zusätzliche Walzen, was in einer teureren Fixiereinheit resultiert.
Somit können die Ölauftragsrollen gemäß dem Stand der Technik nicht stabil eine sehr kleine Menge an eine Versetzung verhinderndem Öl für einen langen Zeitraum auftragen.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es das Ziel bzw. der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Ölauftragsrolle zur Verfügung zu stellen, die eine einfachere Struktur aufweist und welche stabil eine sehr kleine Menge eines eine Versetzung bzw. einen Offset verhindernden Öls für einen langen Zeitraum aufbringen kann.
Dieses Ziel wird durch eine Ölauftragsrolle erreicht, welche die in Anspruch 1 definierten Merkmale aufweist. Bevorzugte Ausbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegenden Erfinder haben Ölauftragsrollen in einem Versuch studiert, das oben erwähnte Ziel zu erreichen. Als ein Ergebnis haben die vorliegenden Erfinder gefunden, daß der oben festgehaltene Gegenstand durch Ausbilden einer Ölrückhalte/Zufuhrschicht erreicht werden kann, welche ein einen Offset bzw. eine Versetzung verhinderndes Öl darin zurückhält und das Öl davon durch ein poröses elastisches Material zur Verfügung stellt und zuführt, welches kein we sentliches Quellen gegen das verwendete einen Offset verhindernde Öl zeigt. Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht ist mit einem ein Offset verhindernden Öl gemeinsam mit einem härtbaren Gummi imprägniert, welcher dann gehärtet wird. Die vorliegende Erfindung basiert auf diesen Erkenntnissen.
So stellt die vorliegende Erfindung eine Ölauftragsrolle zur Verfügung, umfassend eine Kernwelle und eine Öl-Retentions- bzw. -Rückhalte/Zufuhrschicht, welche ausgebildet ist, um die Außenumfangsoberfläche der Kernwelle abzudecken, und ein poröses, elastisches Material umfaßt, welches kein wesentliches Quellen gegenüber einem verwendeten ein Offset verhindernden Öl zeigt, wobei die Ölrückhalte/Zufuhrschicht mit einer Mischung, enthaltend ein ein Offset verhinderndes Öl und ein härtbares Öl-Rückhaltematerial, imprägniert ist, wobei das härtbare Öl-Rückhaltematerial gehärtet ist, wobei die Rolle (10) weiters einen Oberflächenglanz von 1 % oder mehr aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch eine Ölauftragsrolle zur Verfügung gestellt, umfassend eine Kernwelle, und eine Ölrückhalte/Zufuhrschicht, welche ausgebildet ist, um die Außenumfangsoberfläche der Kernwelle abzudecken, und umfassend ein poröses, elastisches Melaminharzmaterial, wobei die Öl-Retentions- bzw. -Rückhalte/Zufuhrschicht mit einer Mischung enthaltend ein ein Offset verhinderndes Öl und ein härtbares Ölrückhaltematerial imprägniert ist, wobei das härtbare Ölrückhaltematerial gehärtet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiters eine Ölauftragsrolle zur Verfügung gestellt, umfassend als eine oberste Schicht eine Ölrückhalte/Zufuhrschicht, umfassend ein poröses, elastisches Material, welches kein wesentliches Quellen gegen ein ein Offset verhinderndes verwendetes Öl zeigt, wobei die Ölrückhalte/Zufuhrschicht, eine Mischung enthält, die ein ein Offset verhinderndes Öl und ein härtbares Öl-Rückhaltematerial enthält, daß eine Menge des Öls, das von der Ölrückhalte/Zufuhrschicht zugeführt ist, im wesentlichen konstant sein kann, wobei das härtbare Öl-Rückhaltematerial gehärtet wird.
In der vorliegenden Erfindung kann das härtbare Öl-Rückhaltematerial ein härtbarer oder vulkanisierter Gummi sein. Es ist weiters bevorzugt, daß das Offset verhindernde Öl ein Silikonöl enthält und das härtbare Öl-Rückhaltematerial einen zwei-teiligen oder ein-teiligen bzw. einfachen härtbaren oder vulkanisierbaren Silikonkautschuk enthält.
Weiters ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß das Offset verhindernde Öl und das härtbare Öl-Rückhaltematerial in einem anfänglichen Gewichtsverhältnis von etwa 1:1 bis 20:1 imprägniert sind.
In einer bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung hat die Ölrückhalte/Zufuhrschicht an ihrer Umfangsoberfläche eine Oberflächenschicht, welche wenigstens teilweise Poren füllt, die an der Oberfläche davon vorhanden sind, welche aus der Porosität der Ölretentions/Zufuhrschicht resultieren. Die Oberflächenschicht kann eine Mischung, enthaltend ein Offset verhinderndes Öl und ein härtbares Öl-Rückhaltematerial umfassen.
Weiters zeigt eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung einen Oberflächenglanz von 1 % oder mehr. Insbesondere wenn die Ölauftragsrolle die Oberflächenschicht, wie oben beschrieben, aufweist, kann die Rolle einen Oberflächenglanz von 3 % oder mehr zeigen.
Eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine regelmäßige Kronenform bzw. Form einer regelmäßigen Krone.
Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle notwendigen Merkmale, so daß die Erfindung auch eine Subkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
Die Erfindung kann vollständiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wird, in welchen:
1 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Ölauftragsrolle gemäß einer ersten Ausbildung der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Ölauftragsrolle gemäß einer zweiten Ausbildung der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 eine schematische Vorderansicht ist, die eine Gesamtkonstruktion einer Toner-Bildfixiereinheit zeigt;
4 eine Seitenansicht ist, die eine Heizwalze der in 3 gezeigten Fixiereinheit illustriert;
5 eine Vorderansicht ist, die eine Führungsplatte Fixiereinheit illustriert, die in 3 gezeigt ist;
6 eine Schnittansicht ist, die eine bevorzugte Form einer Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
7 ein Graph ist, der eine Änderung der Ölauftragsmenge in Bezug auf die Anzahl von Papierblättern zeigt, die durch eine Ölauftragsrolle gelaufen sind, die in Beispiel 1, das nachfolgend beschrieben wird, hergestellt wurde;
8 ein Graph ist, der eine Änderung der Ölauftragsmenge in Bezug auf die Anzahl von Papierblättern zeigt, die durch eine Ölauftragsrolle gelaufen sind, die in Beispiel 3, das nachfolgend beschrieben wird, hergestellt wurde;
9 ein Graph ist, der eine Änderung der Ölauftragsmenge in Bezug auf die Anzahl von Papierblättern zeigt, die durch die Ölauftragsrolle gelaufen sind, die in Beispiel 4, das nachfolgend beschrieben wird, hergestellt wurde;
10 ein Graph ist, der eine Änderung der Ölauftragsmenge in Bezug auf die Anzahl von Papierblättern zeigt, die durch eine Ölauftragsrolle gelaufen sind, die in Beispiel 5, das nachfolgend beschrieben wird, hergestellt wurde;
11 ein Graph ist, der eine Änderung der Ölauftragsmenge in Bezug auf die Anzahl von Papierblättern zeigt, die durch eine Ölauftragsrolle durchgelaufen sind, die im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, das nachfolgend beschrieben wird.
1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Ölauftragsrolle gemäß einer ersten Ausbildung der vorliegenden Erfindung illustriert.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat eine Ölauftragsrolle 10 gemäß der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine zylindrische Kernwelle (Rollenkörper) 12 und eine Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14, die zur Verfügung gestellt ist, um eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche der Kernwelle 12 abzudecken. Wie dies später im Detail beschrieben werden wird, ist bzw. wird die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 mit einer Mischung aus einem Offset verhindernden Öl und einem härtbaren Öl-Rückhaltematerial imprägniert und das härtbare Öl-Rückhaltematerial wurde gehärtet.
In der vorliegenden Erfindung ist die Kernwelle 12 nicht unterschiedlich von einer konventionellen und kann aus einem Metall, wie Eisen, gefertigt bzw. hergestellt sein.
Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14, die die Kernwelle 12 abdeckt, bildet die äußerste Schicht der Ölauftragsrolle der vorliegenden Erfindung. Die Schicht 14 besteht aus einem porösen, elastischen Material, welches kein wesentliches Quellen gegenüber einem ein Offset verhindernden Öl, das verwendet wird, zeigt.
Der Ausdruck " kein wesentliches Quellen" bedeutet, daß, selbst wenn die Ölretentions/Zufuhrschicht 14 mit einem Offset verhindernden Öl maximal bzw. bis zum Maximum imprägniert ist, sich das Volumen der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 nicht wesentlich erhöht. Vorzugsweise ist ein Volumsanstieg 5 % oder weniger, noch bevorzugter 2 % oder weniger, und am meisten bevorzugt 0%.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "porös", daß die Ölrückhalte/Zufuhrschicht porös aus einer offenzelligen Struktur ist. Ein Expansionsverhältnis der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 der vorliegenden Erfindung kann 90 bis 100 mal ihr ursprüngliches Volumen betragen. Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 kann mit einem Offset verhindernden Öl in einer Menge von etwa 100 mal ihrem eigenen Gewicht imprägniert sein.
Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 der vorliegenden Erfindung ist elastisch. Der Ausdruck "elastisch" bedeutet hier, daß die Schicht elastisch ist, wie dies auf Seite 29 von "JIS Handbook 19 Rubber, 1997" definiert ist.
Wenn sie zu dünn ist, ist die resultierende Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 nicht fähig, mit einer erforderlichen Menge an Öl imprägniert zu werden. Wenn sie zu dick ist, ist es nicht wahrscheinlich, daß die resultierende Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 gleichmäßig mit einer Mischung aus einem Offset verhindernden Öl und einem härtbaren Öl-Rückhaltematerial imprägniert ist. Die Dicke der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 ist bzw. liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 mm bis 25 mm.
Als ein poröses elastisches Material, das eine derartige Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 darstellt, ist ein poröses Melaminharz insbesondere bevorzugt. Ein derartiges poröses Melaminharz wird beispielsweise durch BASF unter dem Handelsnamen BASOTECT, hergestellt und kommerziell vertrieben.
Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 wird mit einer Mischung, enthaltend ein Offset bzw. Versetzen verhinderndes Öl und ein härtbares oder vulkanisierbares Öl-Rückhaltematerial imprägniert. Das härtbare Öl-Rückhaltematerial wird gehärtet.
Als das Offset verhindernde Öl kann ein konventionelles Silikonöl, wie Dimethylsilikonöl, geeignet verwendet werden.
Das härtbare Öl-Rückhaltematerial wird in der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 in der Form einer Mischung mit dem Offset verhindernden Öl imprägniert. Es reicht daher, daß die Mischung eine Fluidität zeigt, welche es ihr erlaubt, in die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 imprägniert zu werden.
Dementsprechend kann als ein derartiges härtbares Öl-Rückhaltematerial nicht nur ein flüssiger härtbarer Kautschuk, sondern auch eine härtbare Kautschuk- bzw. Gummikomponente verwendet werden. Jedoch wird ein härtbarer flüssiger Gummi, insbesondere ein härtbarer flüssiger Silikongummi, vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet. Ein derartiger flüssiger Silikongummi ist kommerziell erhältlich, beinhaltend bei Raumtemperatur vulkanisierenden Zwei-Pack-Silikonkautschuk KE 108 (Kondensationshärtart), die durch SHIN-ETSU CHEMICAL, Japan hergestellt wird.
In der vorliegenden Erfindung kann ein härtbarer Ein-Pack-Silikonkautschuk auch vorzugsweise als das härtbare Öl-Rückhaltematerial verwendet werden. Beispiele des härtbaren Ein-Pack-Silikonkautschuks umfassen bzw. beinhalten bei Raumtemperatur vulkanisierende ein-teilige bzw. Ein-Pack-Silikonkautschuke des De-Aceton-Härtungstyps, De-Oxim (Oxim eliminierenden) Härtungstyps, De-Essigsäure (Essigsäure eliminierenden) Härtungstyps und De-Alkohol (Alkohol eliminierenden) Härtungstyps. Insbesondere sind bei Raumtemperatur vulkanisierbare Ein-Pack-Silikonkautschuke des De-Azeton-Härtungstyps, De-Oxim-Härtungstyps und De-Essigsäure-Härtungstyps bevorzugt, da diese Arten exzellent in der Klebefestigkeit sind. Die härtbaren Ein-Pack-Silikonkautschuke dieser Arten bzw. Typen können leicht durch Feuchtigkeit in der Luft gehärtet werden. Ein derartiger härtbarer Ein-Pack-Silikonkautschuk ist kommerziell als bei Raumtemperatur vulkanisierender Silikonkautschuk KE Serie von SHIN-ETSU CHEMICAL, INC in Japan erhältlich.
Das Offset verhindernde Öl und das härtbare Öl-Rückhaltematerial können vorzugsweise in einem anfänglichen Gewichtsverhältnis (d.h. einem Gewichtsverhältnis, wenn die Ölrück halte/Zufuhrschicht 14 damit imprägniert ist bzw. wird, um die Ölauftragsrolle der Erfindung herzustellen) von etwa 1:1 bis 20:1, noch bevorzugter von etwa 5:1 bis etwa 10:1 verwendet werden. Bei dem ursprünglichen Gewichtsverhältnis innerhalb des oben angegebenen Bereichs kann die Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung das Öl in einer nahezu konstanten Menge (d.h. konstant innerhalb eines Bereichs von 0,5 mg bis 2 mg Öl pro A4 Blatt Papier) zuführen. Ohne durch eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß das härtbare Öl-Rückhaltematerial gehärtet wird, um eine quer vernetzte Netzwerkstruktur auszubilden, welche die Ölmenge reguliert, die von der Schicht 14 abgegeben wird, indem sie eine derartige konstante Ölauftragsmenge zur Verfügung stellt. Es ist unnötig zu sagen, daß, da das Öl kontinuierlich von der Ölauftragsrolle ausgetragen wird, sich das Gewichtsverhältnis zwischen dem Offset verhindernden Öl und dem härtbaren Öl-Rückhaltematerial im Laufe der Zeit verändert, wobei das Verhältnis des Kautschuks bzw. Gummis während der Verwendung höher wird.
Um die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 mit einer Mischung des Offset verhindernden Öls und des härtbaren Öl-Rückhaltematerials zu imprägnieren, kann jedes geeignete Verfahren, wie Tauchen, Bürstbeschichten und Rubbing bzw. Reiben in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Mischung verwendet werden. Nach einem Imprägnieren mit dem Offset verhindernden Öl und dem härtbaren Öl-Rückhaltematerial wird das härtbare Öl-Rückhaltematerial unter den Härtungsbedingungen desselben gehärtet.
Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 einer Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht seine Oberflächenhärte auf das etwa 20-fache oder mehr nach einer Imprägnierung mit dem Offset verhindernden Öl und dem Härten des Kautschuks, verglichen zu seiner Oberflächenhärte vor dem Imprägnieren und dem Härten. Beispielsweise kann die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14, welche eine Asker-C Härte von 1 vor dem Imprägnieren aufweist, eine Asker-C Härte von 27 nach dem Imprägnieren und Härten zeigen.
Die Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 selbst quillt nicht wesentlich durch das Offset verhindernde Öl. Daher bewirkt ein Verbrauch von Öl keine Änderung im Außendurchmesser der Schicht, was es möglicht macht, eine Spaltbreite zwischen der Schicht und einem Tonerbild-Fixierglied (einem Fixiergurt oder einer Fixierwalze, auf welche(n) die Ölauftragswalze das Öl aufbringt) zu sichern, und um eine sehr kleine Menge eines Offset verhindernden Öls davon auf das Fixierglied) stetig für einen langen Zeitraum aufzubringen.
2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Ölauftragsrolle gemäß einer zweiten Ausbildung der vorliegenden Erfindung illustriert. In 2 werden dieselben Bezugszeichen wie in 1 verwendet, um dieselben Elemente zu bezeichnen, und detaillierte Beschreibungen davon müssen nicht gegeben werden.
Ein Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung, die in 2 gezeigt ist, hat eine Oberflächenschicht 22 an der Außenoberfläche der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 der Ölauftragsrolle 10, die in 1 gezeigt ist. Die Oberflächenschicht 22 füllt die Poren in und an der Oberfläche der Schicht 14, die aus der Porosität der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 resultieren. Die Oberflächenschicht 22 ist sehr dünn, beispielsweise 20 μm bis 300 μm dick. Es ist möglich, die Oberflächenschicht 22 durch ein Eintauchen der Ölrück halte/Zufuhrschicht 14 in eine Mischung aus dem Offset verhindernden Öl und dem härtbaren Öl-Rückhaltematerial und dann Härten des härtbaren Öl-Rückhaltematerials auszubilden. Das Offset verhindernde Öl und das härtbare Öl-Rückhaltematerial sind bzw. werden vorzugsweise in dem Verhältnis gemischt, so daß die resultierende Mischung eine Viskosität von 50 CS bis 35.000 CS (bei einer Temperatur von 25 °C) aufweist.
Die Oberflächenschicht 22 dient dazu, um die Oberfläche der Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 durch Füllen der feinen Poren in der Schicht 14 zu glätten. Wenn eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung eine derartige Oberflächenschicht 22 aufweist, ist es möglich, weiter ein nicht gleichmäßiges Ölauftragen aufgrund von Ölbänken zu reduzieren, die auf einer Oberfläche der Fixierrolle ausgebildet sind, und somit wird die Ölauftragsrolle vorzugsweise in einer Vollfarben-Fixiereinheit verwendet. Die Oberflächenglätte einer Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Termen eines Oberflächenglanzes ausgedrückt werden. Die Ölauftragsrolle zeigt einen Oberflächenglanz von 1,0 % oder mehr, selbst ohne ein Ausbilden der Oberflächenschicht 22, jedoch zeigt sie einen Oberflächenglanz von 3,0 % oder mehr, indem die Oberflächenschicht 22 darauf ausgebildet wird, was signifikant die Oberflächenglätte verbessert. In der vorliegenden Erfindung wird ein Oberflächenglanz in Übereinstimmung mit JIS-Z8741-1983, 75-Grad Spiegelglätte bzw. -glanz gemessen. Eine Glanzmeßvorrichtung GS1001DP von Nippon Denshoku Kogyo kann für eine derartige Messung verwendet werden.
3 ist eine schematische Vorderansicht, die eine Tonerbild-Fixiereinheit vollständig zeigt.
Eine Fixier- bzw. Festlegungseinheit 110, wie sie in 3 gezeigt ist, umfaßt ein Gehäuse 112, das an einem Rahmen einer elektrophotographischen, ein Bild ausbildenden Vorrichtung (nicht gezeigt), wie einer elektronischen Kopiermaschine, festgelegt ist. Das Gehäuse 112 umfaßt ein Basisgestell 114, das direkt an dem Rahmen festgelegt ist, ein Paar von daran angelenkten bzw. festlegenden Stehern 116, die so festgelegt sind, um auf dem Basisgestell 114 zu stehen, und eine obere Platte 118, um obere Abschnitte des Paars von angelenkten Stehern 116 verbindet.
Eine Richtung, die durch einen Pfeil in 3 angedeutet ist, ist als eine Richtung definiert, in welcher ein Blatt S, das ein nicht fixiertes Bild trägt, zu fördern ist (kurz nicht fixiertes Bild S). Spezifisch sind die festlegenden Steher 116 an beiden Seiten des nicht fixierten Blatts S angeordnet, um entlang der einen Richtung befördert zu werden, und erstrecken sich in der einen Richtung. Das Blatt S wird mit seinem Tonerbild nach oben gerichtet gefördert.
Die Fixiereinheit 110 umfaßt eine Fixierrolle 122, eine Druck- bzw. Preßrolle 124 und eine Heizrolle 128. Die Fixierrolle 122 ist bzw. wird durch das Paar von festlegenden Stehern 116 frei drehbar um die zentrale Achse der Festlegungsrolle 122 abgestützt. Die Preßrolle 124 ist durch die Steher 116 bewegbar in der im wesentlichen vertikalen Richtung und frei drehbar um die zentrale Achse der Preßrolle 124 abgestützt. Die Preßrolle 124 schlägt bzw. liegt gegen die Fixierrolle 122 unter der Rolle 122 an. Die Heizrolle 128 ist durch die Steher 116 frei drehbar um die zentrale Achse der Heizrolle 128 abgestützt und ist stromaufwärts von der Fixierrolle 122 in der Richtung eines Förderns des nicht fixierten Blatts S angeordnet. Die Heizrolle 128 nimmt eine Wärmequelle 126, beispielsweise eine Halogenlampe, als erste Heizmittel auf.
Die Fixiereinrichtung 110 umfaßt weiters eine Führungsplatte 130 und ein endloses Fixierband 132. Die Führungsplatte unterstützt die Unterseite (d.h. die Seite, die kein nicht fixiertes Tonerbild darauf ausgebildet aufweist) des nicht fixierten Blatts S, das dazu zugeführt wird, und führt das nicht fixierte Blatt S zu dem Kontaktabschnitt zwischen der Fixierrolle 122 und der Preßrolle 124. Das Fixierband 132 läuft über die Heizrolle 128 und die Fixierrolle 122. Die Führungsplatte 130 und das Fixierband 132 definieren dazwischen einen Vorheizpfad bzw. -weg P, durch welchen das nicht fixierte Blatt S gefördert wird, während es von seiner Oberseite und Unterseite durch die Führungsplatte 130 und das Fixierband 132 vorgeheizt wird.
Die Fixiereinheit 110 umfaßt weiters eine Ölauftragsrolle 136, einen Spannhebel 138 und einen drückenden bzw. Preßhebel 140. Die Ölauftragsrolle 136 dient dazu, um ein Offset verhinderndes Öl auf der Außenoberfläche des Fixierbands bzw. -gurts 132 aufzubringen. Der Spannhebel 138 übt eine vorbestimmte Spannung in Kooperation bzw. Zusammenwirken mit der Ölauftragsrolle 136 auf das Fixierband 132 durch ein Verlagern der Heizrolle 128 weg von der Fixierrolle 122 aus. Der Preßhebel 140 dient dazu, um die Preßrolle 124 gegen die Fixierrolle 122 zu drücken, indem die Preßrolle 124 zu der Fixierrolle 122 verlagert wird.
Dementsprechend wird an der Fixiereinheit 110 das nicht fixierte Blatt S über die Führungsplatte 130 durch einen Fördermechanismus (nicht gezeigt) gefördert, wobei seine Un terseitenoberfläche (welche keinen nicht fixierten Toner darauf ausgebildet aufweist) in Kontakt mit der Führungsplatte gebracht und durch diese unterstützt wird, und wird zu dem Kontaktabschnitt (dem Spaltabschnitt) zwischen dem Fixierband 132 und der Preßwalze 124 geführt. So läuft das nicht fixierte Blatt S durch den Spalt, während es erhitzt bzw. erwärmt und gepreßt wird, wodurch das Tonerbild auf dem Blatt fixiert wird.
Die Fixierrolle 122 umfaßt eine Kernwelle 122A und eine Abdeckschicht 122B, die koaxial mit der Welle 122A an dem Außenumfang der Kernwelle 122A angeordnet ist. Die Kernwelle 122A ist an ihrer Achse frei rotierbar über Lager durch ein Paar von ersten achsunterstützenden Löchern 116A von kreisförmiger Form getragen, welche in den festlegenden Stehern 116 ausgebildet sind. Das Festlegungsband 132 kontaktiert direkt und bewegt sich über die Abdeckschicht 122B. Die Kernwelle 122A ist beispielsweise aus einer Eisenwelle gebildet, während die Abdeckschicht 122B beispielsweise aus einem wärmeresistenten elastischen Silikonkautschukmaterial gefertigt ist, das an dem Außenumfang der Kernwelle 122A zur Verfügung gestellt ist.
Ein erstes angetriebenes Ritzel bzw. Zahnrad (nicht gezeigt) ist koaxial an einem Ende der Kernwelle 122A festgelegt und ist in Eingriff mit einem Antriebsritzel, das einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) darstellt. Eine Antriebskraft von dem Antriebsmechanismus wird durch das antreibende bzw. Antriebsritzel auf das erste angetriebene Ritzel übertragen, wodurch die erste Fixierrolle 122 rotiert wird.
Die oben erwähnte Preßrolle 124 hat eine Kernwelle 124A und eine Abdeckschicht 124B, die koaxial mit der Kernwelle 124A an der Umfangsoberfläche der Welle 124A vorgesehen ist. Die Welle 124 ist an ihrer Achse frei drehbar über Lager durch zweite achsunterstützende längliche Löcher 116B abgestützt, die in den festlegenden Stehern 116 ausgebildet sind, die sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstrecken. Weiters ist die Kernwelle 124A bewegbar in der Erstreckungsrichtung der Löcher 116B abgestützt. Die Kernwelle 124A ist beispielsweise aus einer Eisenwelle gebildet, während die Abdeckschicht 124B beispielsweise aus hitzebeständigem elastischem Silikonkautschukmaterial gebildet ist.
Ein zweites angetriebenes Ritzel (nicht gezeigt) ist an einem Ende der Kernwelle 124A festgelegt und ist in Eingriff mit dem ersten angetriebenen Ritzel. So wird eine Antriebskraft von dem ersten angetriebenen Ritzel auf das zweite angetriebene Ritzel übertragen, wodurch die Preßwalze 124 derselben Geschwindigkeit bzw. Drehzahl wie die und in der entgegengesetzten Richtung zu der Fixierrolle 122 dreht.
Für die Fixiereinheit 110 sind verschiedene Bedingungen festgelegt, so daß beispielsweise eine Geschwindigkeit eines Sendens oder Zuführens eines nicht fixierten Blatts S zwischen 10 mm/s bis 400 mm/s liegt, ein Spalt des Vorheizpfads P zwischen 0,5 mm bis 10 mm beträgt und eine Vorheizzeit für ein nicht fixiertes Blatt S zum Durchlaufen eines Abstands zwischen den Zentren der Fixierrolle 122 und der Heizrolle 128 zwischen 0,1 Sekunden bis 4 Sekunden liegt.
Wie zuvor ausgeführt, nimmt die Heizrolle 128 die Heizquelle 126 auf. Die Heizquelle kann eine 600 W Halogenlampe sein, die eine Lichtintensität von 50 % größer an beiden Enden als in der Mitte besitzt. Die Heizrolle 128 besteht beispielsweise aus einem harten anodisierten Aluminiumrohr, das Krägen 148 aufweist, die aus einem wärmebeständigen Polyetheretherketon (PEEK) gebildet sind, die an beiden Enden preßgepaßt sind, wie dies in 4 gezeigt ist, wodurch das Fixierband 132 am Schlingen oder Bewegen zu einer Seite gehindert wird.
Wie oben ausgeführt, umfaßt die Fixiereinheit 110 die Führungsplatte 130. Die Führungsplatte 130 führt das nicht fixierte Blatt S, das durch einen Trägermechanismus (nicht gezeigt) getragen wird, zu dem Kontaktabschnitt zwischen der Fixierwalze 122 und der Preßwalze 124. Die Führungsplatte 130 ist fest an das Paar von Festlegungsstehern 116 auf der rechten Seite in 3, nämlich stromaufwärts in der Richtung eines Tragens des nicht fixierten Blatts S festgelegt.
Die Führungsplatte 130 umfaßt eine lösebehandelte Schicht 162, bestehend aus einem Fluorharz, wie PTFE (Polytetrafluorethylen) auf der Oberfläche, wie dies in 5 gezeigt ist. Die Führungsplatte 130 ist derart geschliffen, um nicht das nicht fixierte Blatt zu stören, während es möglich ist, eine Elektrizität entfernende Bürste, eine "Barrister"-Vorrichtung, eine Diode usw. statt einem Schleifen zu verwenden.
Wie dies in 3 gezeigt ist, ist der Unterseitenabschnitt des Fixierbands bzw. -gurts 132 festgelegt bzw. eingestellt, um im wesentlichen horizontal zu der linken Seite zu laufen. Unmittelbar unter der Heizrolle 128 ist ein Abstand zwischen der Führungsplatte 130 und dem Fixierband 132 auf etwa 5 mm bis 20 mm festgelegt. So wird die Führungsplatte 130 geneigt gegen den horizontalen Unterseitenabschnitt des Fixierbands 132 so eingestellt, daß sich das nicht fixierte Blatt S zunehmend nach oben zu dem Spalt bewegen kann. Mit anderen Worten ist die Führungsplatte 130 einer in wesentlichen ebenen Form derart eingestellt, daß ihr eines Ende nahe dem Spalt auf einem höheren Niveau als das andere Ende angeordnet ist und an einer niedrigeren Position als der Spalt.
Der Unterseitenabschnitt des Fixierbands 132 und die Führungsplatte 130 definieren einen keilförmigen Transportraum mit der Spaltposition als einem Scheitel. So wird, wenn das nicht fixierte Blatt S auf der Führungsplatte 130 getragen wird, das Blatt S gegen die Außenoberfläche der Preßrolle 124 auf einem Niveau geringfügig unter dem Niveau des Spalts zwischen dem Fixierband 132 und der Preßrolle 124 gedrückt. Dann wird das Blatt S entlang des Außenumfangs der Preßrolle 124 zu der Spaltposition ohne Fehler gebracht. An der Spaltposition befindet sich das Blatt S in Druckkontakt unter einem vorbestimmten Druck F1 und wird zur selben Zeit durch das Fixierband 132 erhitzt. Bevor es auf diese Weise erhitzt wird, wurde der nicht fixierte Toner auf dem Blatt S durch thermische Strahlung von dem Fixierband 132 vorerhitzt. So bewirken das Vorheizen und das direkte Heizen an der Spaltposition, daß der nicht fixierte Toner thermisch fixiert wird.
Das Fixierband 132 hat vorzugsweise eine Wärmekapazität zwischen 0,002 kal/°C und 0,025 kal/°C pro Quadratzentimeter, um Wärme für ein Vorheizen des nicht fixierten Toners auf dem Blatt S auf eine Fixiertemperatur abzustrahlen, ohne übermäßige Wärme abzugeben. Zu diesem Zweck umfaßt das Fixierband 132 einen Endlosbandkörper, der beispielsweise aus einem elektrogeformten Nickel oder einem Polyimid gebildet ist, und eine wärmeelastische Ablöseschicht, die aus einem Silikonkautschuk gebildet ist und an dem Außenumfang des Bandkörpers festgelegt ist.
Die Fixiereinheit 110 umfaßt eine Ölauftragsrolle 136 auf dem Außenumfang des Fixierband 132, um eine sehr kleine Menge an Offset verhinderndem Öl aufzubringen. Die Ölauftragsrolle 136 ist durch eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet. Eine Aufnahme der Öl-auftragsrolle 136 in die Fixiereineinheit 110 in der obigen Weise macht es möglich, stabil eine sehr kleine Menge Öl auf den Außenumfang des Fixierbands 132 aufzubringen.
Die Fixiereinheit 110 umfaßt einen Spannhebel 138 als einen Mechanismus zum Aufbringen einer Spannung auf das Fixierband 132. Der Spann- bzw. Spannungshebel 138 ist schwenk- bzw. schwingbar an seinem unteren Ende durch das Paar von Festlegungsstehern 116 abgestützt und ist an seinem oberen Ende durch eine Spann- bzw. Spannungsfeder 152 mit einem Ende des Paars von Festlegungsstehern 116 verbunden. Die Spannungsfeder 152 übt eine Kraft so aus, daß der Spannungshebel 138 unter Kraft an dem Zentrum gegen den Außenumfang der Heizwalze 128 mit einer vorbestimmten Preßkraft F2 gedrückt werden kann.
Die Preßkraft der Spannungsfeder 152 wird über den Spannungshebel 138 auf die Heizrolle 128 so aufgebracht, daß die Heizrolle 128 von der Fixierrolle 122 weg verlagert werden kann. So ist das Fixierband 132, das endlos über die Heizrolle 128 und über die Fixierrolle 122 angeordnet ist, mit einer vorbestimmten Spannung gespannt, wobei sein Oberseitenabschnitt durch die Ölauftragsrolle 136 gesteuert bzw. geregelt ist. Daher wird, wenn sich die Fixierrolle 122 dreht, das Fixierband 132 gezwungen, endlos und stabil ohne Schlupfen oder Durchsacken zu laufen.
Ein Druck- bzw. Preßmechanismus 154, welcher bewirkt, daß die Preßrolle 124 und die Fixierrolle 122 an der Position eines Wickelns des Fixierbands 132 auf die Fixierrolle 122 untereinander in Druckkontakt kommen, wird nun erläutert. Der Druckmechanismus 154 umfaßt einen drückenden bzw. Preßhebel 140 und eine Preß- bzw. Druckfeder 158. Der Preß- bzw. Druckhebel 140 ist schwenkbar an seinem einen Ende durch eine Achse durch das Paar von Festlegungsstehern 116 unterstützt und kann gegen die Kernwelle 124A der Preßrolle 124 von unten anliegen. Die Druckfeder 158 ist an ihrem unteren Ende mit dem anderen Ende des Druckhebels 140 verbunden und ist an ihrem oberen Ende mit einem oberen Abschnitt des Paars von Festlegungsstehern 116 verbunden. Die Druckfeder 158 übt eine Druckkraft auf den Druckhebel 140 so aus, daß der Hebel 140 an dem Außenumfang der Kernwelle 124A der Druckrolle 124 mit der vorbestimmten Druckkraft F1 anliegen kann, wodurch das Fixierband 132 und die Druckrolle 124 veranlaßt werden, daß sie in Kontakt miteinander sind. So sind die Druckrolle 124 und das Fixierband 132 in drehbarem Kontakt miteinander mit einer vorbestimmten Spaltbreite.
In der in 3 gezeigten Fixier- bzw. Festlegungseinheit sind die Fixierrolle 122 und die Druckrolle 124 derart angelenkt, daß eine Linie, die durch das Zentrum der Fixierrolle 122 und das Zentrum der Druckrolle 124 verläuft, im Uhrzeigersinn mit einem vorbestimmten Winkel in bezug auf eine senkrechte Linie nach unten von der Mitte der Fixierrolle 122 geneigt ist. So wird die Spaltposition (das Zentrum der Spaltbreite) zwischen der Druckrolle 124 und dem Fixierband 132 definiert, daß es geringfügig entfernt von unmittelbar unterhalb dem Zentrum der Fixierrolle 122 in der Richtung eines Tragens bzw. Transportierens des nicht fixierten Blatts S (nach links in 3) liegt.
Die Fixiereinheit 110 umfaßt einen Thermistor bzw. Heißleiter 160, um die Temperatur des Fixierbands 132 zu regulieren. Der Thermistor 160 ist in Kontakt mit einem nicht ein Blatt passierenden Abschnitt des Fixierbands 132, nämlich einem rechten Teil des Fixierbands 132, das sich direkt so um die Heizwalze 128 in 3 wickelt, daß der Thermistor 160 die Oberflächentemperatur des Bands detektieren kann. Der Thermistor 160 sendet Information betreffend die Temperatur des Bands an eine elektrisch verbundene bzw. angeschlossene Steuer- bzw. Regeleinheit (nicht gezeigt).
Eine Fixiereinheit, umfassend eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die in 3 gezeigte Einheit beschränkt.
Beispielsweise kann eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um ein Offset verhinderndes Öl auf eine Fixierrolle oder ein Fixierband in jeder geeigneten Fixiereinheit einer elektrophotographischen, ein Bild bildenden Vorrichtung, wie einem elektrophotographischen Telefaxgerät, einem elektrophotographischen Drucker usw. aufzubringen.
Wie oben erläutert, kann eine Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung in eine Fixiereinheit so inkorporiert bzw. aufgenommen sein, um eine sehr kleine Ölmenge auf eine Außenumfangsoberfläche eines Fixierbands (ein Fixierband 132 in 3) aufzubringen. Es wurde gefunden, daß eine derartige Ölauftragsrolle, die eine regelmäßige Kronenform, wie in 6 gezeigt, besitzt, bewirkt, daß eine Spannung gleichmäßiger auf ein Fixierband aufgebracht wird, wodurch es möglich gemacht wird, das Öl in einer konstanteren Rate bzw. Geschwindigkeit aufzubringen. Eine regelmäßige Kronenform bezeichnet eine Außenform der Rolle, deren Durchmesser sich kontinuierlich von den beiden Endabschnitten derselben zu ihrem Zentrum erhöht. 6 ist eine übertriebene Darstellung, die einen Axialschnitt einer derartigen Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Ölrückhalte/Zufuhrschicht 14 dieser Ölauftragsrolle hat den kleinsten Durchmesser an beiden Endabschnitten und den größten Durchmesser an dem Zentrum. Ein Unterschied h zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser kann 0,05 mm bis 1,0 mm betragen.
Die vorliegende Erfindung wird unten mittels Beispielen erläutert, jedoch sollte die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt werden.
Beispiel 1
Eine Eisenkernwelle mit 6 mm Durchmesser wurde mit porösem Melaminharz, BASOTECT, erhältlich von BASF, mit einer 14 mm Dicke beschichtet bzw. abgedeckt. Das poröse Melaminharz wurde mit einer Mischung aus härtbarem flüssigem Silikongummi, KE108, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, und Dimethylsilikonöl, KF96-300, hergestellt von Shin-Etsu Chemical in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 imprägniert. Die Im prägnierungsmenge der Mischung war 230 g. Dann wurde der flüssige Silikonkautschuk gehärtet, wodurch eine Ölauftragsrolle der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird, die einen Außendurchmesser von 34 mm aufweist. Der Oberflächenglanz der Ölauftragsrolle wurde in Übereinstimmung JIS-Z-8741-1983 75 Grad Spiegelglanz mit einem Glanzmeßinstrument GS-1001DP, hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo gemessen. Er war 1,0 %.
Beispiel 2
Eine Ölauftragsrolle der vorliegenden Erfindung wurde auf dieselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme, daß das Gewichtsverhältnis des flüssigen Silikonkautschuks zu Dimethylsilikonöl 1:5 war. Der Oberflächenglanz dieser Ölauftragsrolle wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen und war 1,0 %.
Beispiel 3
Eine Eisenkernwelle mit 6 mm Durchmesser wurde mit porösem Melaminharz, BASOTECT, erhältlich von BASF, mit einer 14 mm Dicke beschichtet. Das poröse Melaminharz wurde mit einer Mischung aus härtbarem, flüssigem Silikonkautschuk KE108, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, und Dimethylsilikonöl, KF96-300, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, in einem Gewichtsverhältnis von 1:5 imprägniert. Die Imprägnierungsmenge der Mischung war 230 g. Dann wurde der flüssige Silikonkautschuk gehärtet, während die Kernwelle zentrifugiert wurde, wodurch eine Ölauftragsrolle der vorliegenden Erfindung mit einer Oberflächenschicht zur Verfügung gestellt wird, die einen Außendurchmesser von 34 mm besitzt. Der Oberflächenglanz der Ölauftragsrolle wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen und war 3,5 %.
Beispiel 4
Eine Eisenkernwelle von 6 mm Durchmesser wurde mit porösem Melaminharz, BASOTECT, hergestellt von BASF, mit einer 14 mm Dicke beschichtet. Das poröse Melaminharz wurde mit einer Mischung aus härtbarem flüssigem Silikonkautschuk KE108, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, und Dimethylsilikonöl KF96-300, hergestellt von Shin-Etsu Chemical in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 imprägniert. Die Imprägnierungsmenge der Mischung war 230 g. Dann wurde der flüssige Silikonkautschuk gehärtet. Danach wurde die Walzenoberfläche mit 5 g einer Mischung aus härtbarem flüssigem Silikonkautschuk KE108, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, und Dimethylsilikonöl, KF96-300, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, in einem Gewichtsverhältnis von 1:5 beschichtet, wodurch eine Ölauftragsrolle der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird, die einen Außenseitendurchmesser von 34 mm besaß. Der Oberflächenglanz der Ölauftragsrolle wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen und war 28,1 %.
Beispiel 5
Eine Eisenkernwelle mit 6 mm Durchmesser wurde mit porösem Melaminharz, BASOTECT, hergestellt von BASF, mit 14 mm Dicke beschichtet. Das poröse Melaminharz wurde mit einer Mischung aus härtbarem flüssigem Silikonkautschuk, KE45, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, und Dimethylsilikonöl, KF96-300, hergestellt von Shin-Etsu Chemical, in einem Gewichtsverhältnis von 1:10 imprägniert. Die Imprägnierungsmenge der Mischung war 230 g. Dann wurde der flüssige Silikonkautschuk gehärtet, wodurch ein Ölauftragsrolle der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wurde, die einen Außenseitendurchmesser von 34 mm besaß. Der Oberflächen glanz der Ölauftragsrolle wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen und betrug 1,0 %.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Silikonschwammschicht mit 12 mm Dicke wurde auf einer Eisenkernwelle mit 6 mm Durchmesser ausgebildet und wurde mit Dimethylsilikonöl imprägniert. Dann wurde eine Ölauftragsrolle hergestellt, indem 2 mm dicker Aramidfilz über die Rolle aufgebracht wurde. Nur 27,1 Gramm Dimethylsilikonöl penetrierten in die Schwammschicht.
<Ölauftragstest>
Ein Ölauftragstest wurde an den Ölauftragsrollen durchgeführt, die in Beispiel 1 – 5 und im Vergleichspiel 1 hergestellt wurden, wobei die Rollen als eine Ölauftragsrolle 136 in eine Fixiereinheit inkorporiert wurden, wie sie in 3 gezeigt ist. Eine Heizrolle, eine Fixierrolle, eine Druckrolle, ein Fixierband, eine Spaltbreite zwischen der Ölauftragsrolle und dem Fixierband, eine Fixiertemperatur, ein Aufzeichnungspapier, eine Zufuhrgeschwindigkeit bzw. -rate des Aufzeichnungspapiers und eine Art eines Zuführens des Blatts wurden unten spezifiziert:

Heizrolle: Aluminiumrohr mit 28 mm Außendurchmesser, beschichtet mit Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Harz, das eine Dicke von 20 μm aufweist;
Fixierrolle: SUS Kernwelle mit 20 mm Außendurchmesser, abgedeckt mit Silikonkautschuk (mit einer JIS-A-Härte zwischen 12 und 13 Grad) mit 4 mm Dicke, die einen abschließenden Außendurchmesser von 28 mm aufweist;
Preßrolle: SUS Kernwelle mit 22 mm Außendurchmesser, abgedeckt mit Silikonkautschuk von 3 mm Dicke auf einen Außendurchmesser von 28 mm, beschichtet mit einer Mischung aus einem Fluorkautschuk und einem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer-(FEP)-Harz auf eine Dicke von 30 μm;
Fixierband: Polyimidband mit 350 mm Breite, 70 mm Innendurchmesser und 90 μm Dicke, beschichtet mit Silikonkautschuk mit 200 μm Dicke;
Spaltbreite zwischen der Ölauftragsrolle und dem Fixierband: 9 mm;
Fixiertemperatur: 180 °C;
Aufzeichnungspapier: A4 Blatt, P Dicke, hergestellt von Fuji Xerox;
Zufuhrgeschwindigkeit des Aufzeichnungspapiers (Lineargeschwindigkeit): 180 mm/s; und
Art des Zuführens des Blatts: 10 ppm, A4 weißes Papier, Querformat zugeführt.

Unter den obigen Bedingungen wurde, wobei eine 500 g Last auf eine Ölauftragsrolle auf jeder Seite aufgebracht wurde, ein Test durchgeführt, um herauszufinden, ob jede Testrolle Öl mit einer Geschwindigkeit bzw. Rate von 1 mg pro A4 Blatt Papier aufbrachte. Die Auftragsrate wurde durch Abwägen der Auftragsrolle mit einer elektronischen Waage nach einem Zuführen einer vorbestimmten Anzahl von Blättern und dann durch Dividieren der Gewichtsänderung durch die Anzahl von Blättern durchgeführt. Der Zweck eines Testens an den Walzen der Beispiele 2– 5 war herauszufinden, ob die Rate einer Ölauftragung mit einer Änderung in dem Mischverhältnis von Kautschuk bzw. Gummi und Öl verändert wurde. Die Tests an den Walzen der Beispiele 2 – 5 wurden abgebrochen, wenn 10.000 Blätter zugeführt waren.
Unmittelbar nach einem Aufwärmen der obigen Fixiereinheit wurden OHP-Filme unter denselben Bedingungen zugeführt, um die Ungleichmäßigkeit einer Transparenz eines OHP-Filmbilds zu überprüfen bzw. zu untersuchen, die wahrscheinlich durch ein unebenes bzw. ungleichmäßiges Ölauftragen gebildet wurde.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse einer Ölauftragsratenbestimmung für Ölauftragswalzen der Beispiele 1 bis 5. 7 bis 10 zeigen die Ergebnisse einer Ölauftragsratenbestimmung für Ölauftragsrollen von Beispiel 1 bzw. Bespiel 3 – 5. 11 zeigt das Ergebnis einer Ölauftragsratenbestimmung für die Ölauftragsrolle von Vergleichsbeispiel 1.
Tabelle 1
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 2
Die Ergebnisse des Tests zeigen, daß nach einem Zuführen von 3.000 Blättern die Ölauftragsrollen von Beispiel 1 und 2 eine Zielauftragsgeschwindigkeit bzw. -rate von 1 mg/A4 beibehielten. Für die Ölauftragsrolle von Beispiel 1 wurde die Ölauftragsrate nach dem Zuführen von 30.000 Blättern, einer Lebensdauer einer gegenwärtigen Fixiereinheit unter Verwendung von Farbtoner konstant gehalten. Selbst nach einem Zuführen von 36.000 Blättern gab es kein Problem mit der Ölauftragsrolle von Beispiel 1 und der Test wurde hier abgebrochen. Bei Vervollständigung bzw. Beendigung des Tests verbrauchte die Ölauftragsrolle von Beispiel 1 42 Gramm Öl, was anzeigt, daß 80 % des ursprünglichen Ölgehalts immer noch verblieben sind.
Für die Ölauftragsrolle von Beispiel 2 wurde die Ölauftragsrate von 3.000 Blättern bis 10.000 Blätter konstant gehalten. Von diesen Ergebnissen für die Ölauftragsrollen von Beispiel 1 und 2 wird bestätigt, daß selbst mit einer Veränderung des Verhältnisses von Gummi bzw. Kautschuk zu Öl, das in der Ölrückhalte/Zufuhrschicht einer Ölauftragsrolle gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, die Rate einer Ölauftragung nicht verändert wird.
Für die Ölauftragsrollen von Beispiel 3 bis 5 war die Ölauftragsrate nahezu konstant mit 1 mg/A4 von dem Beginn bis zu 10.000 Blättern.
Für die Ölauftragsrolle von Vergleichsbeispiel 1 wurde die Rate einer Ölaufbringung in bezug auf den Zielwert unzureichend, wenn 2.000 Blatt zugeführt wurden, welche danach absank, mit keiner Möglichkeit eines Wiedererlangens des Zielwerts für die Rate einer Ölauftragung. Indem beurteilt wurde, daß die Ölauftragsrolle von Vergleichsbeispiel 1 nicht zu einer Verwendung fähig war, wenn 6.000 Blätter zugeführt wurden, wurde der Test abgebrochen.
Für die Ölauftragsrollen von Beispiel 1, 2 und 5 wurde eine ungleichmäßige bzw. unebene Transparenz, die wahrscheinlich durch ein nicht gleichmäßiges Ölauftragen aufgrund einer Oberflächenunebenheit des porösen Melaminkörpers bewirkt wurde, in einem geringen Ausmaß auf OHP-Bildern gefunden. Für die Ölauftragsrollen von Beispielen 3 und 4 wurde keine ungleichmäßige Transparenz gefunden. Für die Ölauftragsrolle von Vergleichsbeispiel 1 wurde eine nicht gleichmäßige Transparenz, die wahrscheinlich durch eine nicht gleichmäßige Ölauftragung aufgrund von ungleichmäßigen Abständen einer Wicklung von Aramidfilz bewirkt wurde, in einem starken Grad an einem OHP-Bild gefunden.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine langlebige Ölauftragsrolle zur Verfügung gestellt, die eine einfachere Struktur als der Stand der Technik besitzt, einen Außendurchmesser aufweist, der nicht verändert ist, mit nicht vergleichbaren Fähigkeiten, um eine große Menge Öl zu enthalten und um eine stetige Rate einer Ölauftragung bzw. Ölaufbringung beizubehalten. Wenn eine Ölauftragsrolle die Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, gibt es eine geringere Ungleichmäßigkeit einer Ölauftragung.

Claims

Ölauftrags- bzw. Anwendungsrolle bzw. -walze, umfassend eine Kernwelle (12) und eine Öl-Retentions- bzw. -Rückhalte/Zufuhrschicht (14), welche ein Öl darin zurückhält und das zurückgehaltene Öl davon zuführt, wobei Ölrückhalte/Zufuhrschicht (14) ausgebildet ist, um die Außenumfangsfläche bzw. -oberfläche der Kernwelle (12) abzudecken, und ein poröses, elastisches Material umfaßt, welches kein wesentliches Quellen bzw. Anschwellen gegenüber einem verwendeten ein Offset verhinderndes Öl zeigt, wobei die Ölrückhalte/Zufuhrschicht (14) mit einer Mischung, enthaltend ein ein Offset verhinderndes Öl und ein härtbares Öl-Rückhaltematerial, imprägniert ist, wobei das härtbare Öl-Rückhaltematerial gehärtet ist, wobei die Rolle (10) weiters einen Oberflächenglanz (englisch: surface glossiness) von 1 % oder mehr aufweist.
Rolle nach Anspruch 1, wobei das poröse, elastische Material ein poröses Melaminharz umfaßt.
Rolle nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölrückhalte/Zufuhrschicht (14) das ein Offset verhindernde Öl und das härtbare Öl-Rückhaltematerial derart enthält, daß eine Menge des Öls, das von der Ölrückhalte/Zufuhrschicht (14) zur Verfügung gestellt oder ausgegeben bzw. abgeschieden ist, im wesentlichen konstant ist.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem härtbaren Öl-Rückhaltematerial ein härtbarer Gummi enthalten ist.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das ein Offset ver hindernde Öl ein Silikonöl enthält und das härtbare Öl-Rückhaltematerial einen zweiteiligen, härtbaren Silikongummi enthält.
Rolle nach einem der Ansprüche 1 – 5, wobei das ein Offset verhindernde Öl ein Silikonöl enthält und das härtbare Öl-Rückhaltematerial einen einfachen bzw. einteiligen, härtbaren Silikongummi enthält.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das ein Offset verhindernde Öl und das härtbare Öl-Rückhaltematerial mit einem Anfangsgewichtsverhältnis von etwa 1:1 bis 20:1 imprägniert sind.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ölrückhalte/Zufuhrschicht (14) eine Flächenschicht bzw. Oberflächenschicht (22) an dem Außenumfang des porösen, elastischen Materials aufweist, wobei die Oberflächenschicht (22) Poren an wenigstens der Oberfläche des elastischen Materials ausfüllt, wobei die Poren aus der Porosität des elastischen Materials resultieren, wobei die Rolle (10) einen Oberflächenglanz von 3 % oder mehr aufweist.
Rolle nach Anspruch 8, wobei die Oberflächenschicht (22) eine Mischung eines ein Offset verhindernden Öls und eines härtbaren Öl-Rückhaltematerials enthält.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rolle (10) eine regelmäßige Kronenform aufweist.