DE60131802T2

DE60131802T2 - Fixierelement, Fixieranordnung und Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE60131802T2
Application number: DE60131802T
Authority: DE
Inventors: Atsutoshi Ohta-ku Ando
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: EP1156398B1; CN1324007A; US20020006297A1; JP2002040856A; CN1162756C; EP1156398A2; JP4510310B2; US6438349B2; EP1156398A3; DE60131802D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Fixierelement eines Fixieraufbaus, das in einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, die ein Bilderzeugungsverfahren wie etwa Elektrofotografie oder elektrostatisches Aufzeichnen verwendet. Weiter im Besonderen bezieht sich diese Erfindung auf ein Fixierelement, das in einem Wärmefixierungsaufbau verwendet wird, durch den ein nicht fixiertes Tonerbild, das auf einem Aufzeichnungsmaterial (wie etwa ein Übertragungsmaterial, Druckerpapier, fotoempfindliches Papier oder Papier für das elektrostatische Aufzeichnen) erzeugt und getragen wird, durch ein Übertragungssystem oder ein Direktsystem in einem bilderzeugenden Verarbeitungsabschnitt durch Wärmefixieren behandelt wird, um ein fixiertes Bild zu erzeugen. Sie bezieht sich auch auf einen Fixieraufbau mit einem solchen Fixierelement und eine Bilderzeugungsvorrichtung mit dem Fixieraufbau.
Stand der Technik
Herkömmlich werden in Fixieraufbauten, die in einer Bilderzeugungsvorrichtung bereitgestellt sind, die ein bilderzeugendes Verfahren wie Elektrofotografie oder elektrostatisches Aufzeichnen verwendet, häufig Wärmefixierungsaufbauten verwendet, in denen ein Aufzeichnungsmaterial (nachstehend auch als „Übertragungsmaterial" bezeichnet), das darüber ein nicht fixiertes Bild festhält, über einen Spalt geführt wird, der zwischen einer Fixierwalze und einer Presswalze, die in Presskontakt miteinander rotiert werden, erzeugt wird, um das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu fixieren. Ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einem herkömmlichen Wärmefixierungsaufbau ist in 5 gezeigt.
In der in 5 gezeigten Vorrichtung umfasst eine Fixierwalze 10, die ein Fixierelement mit einem Heizelement ist, einen hohlen Dorn, der aus Aluminium hergestellt ist, und eine Heizelementhalogenlampe ist innerhalb des Dorns bereitgestellt. Von dem Inneren des hohlen Dorns wird ein Aufzeichnungsmaterial bei einer Temperatur, die hoch genug ist, um zu verursachen, dass der darauf gehaltene Toner (Tonerbild) schmilzt, durch Zuführen von elektrischer Energie aus einer Energiequelle (nicht gezeigt) erwärmt.
Auf dem Umfang des hohlen Dorns wird eine Freisetzungsschicht, die ein Material wie etwa ein Polytetrafluorethylencopolymer (PTFE) oder ein Perfluoroalkoxytetrafluoroethylencopolymer (PFA) umfasst, erzeugt, das bezüglich der Freisetzbarkeit und der Beständigkeit gegenüber Wärme ein ausgezeichnetes Verhalten aufweist. Die Freisetzungsschicht wird auf dem hohlen Dorn durch Überziehen von dessen Oberfläche mit einem Material, das in einer Röhre geformt ist, oder durch dessen Beschichten mit einem Material mittels elektrostatischen Besprühen, Tauchbeschichten oder dergleichen erzeugt.
Eine solche Fixierwalze weist allerdings ein Problem auf, dass sie ein Phänomen des elektrostatischen Offset verursachen kann, in dem der auf dem Aufzeichnungsmaterial gehaltene Toner elektrostatisch auf die Fixierwalze übertragen wird, was zu einem geringeren Bildqualitätsgrad führt.
Wegen eines triboelektrischen Aufladens, das sich zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der Fixierwalze ereignet, oder wegen elektrischer Transfer-Ladungen, die sich auf dem Aufzeichnungsmaterial ansammeln, wird ein elektrisches Feld erzeugt, durch das der Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial an die Fixierwalze angezogen wird, so dass ein Teil des Tonerbildes auf die Fixierwalze übertragen wird. Nachdem die Fixierwalze einmal gedreht wird, wird der auf diese Weise übertragene Toner bei dem Aufzeichnungsmaterial fixiert, um zu einem Geist auf dem Bild zu werden. Dies wird „elektrostatischer Offset" genannt.
Der elektrostatische Offset wird grob in zwei Arten eingeteilt, Offset über die gesamte Fläche und Release-Offset. Der Offset über die gesamte Fläche ist ein Phänomen, bei dem das Aufzeichnungsmaterial und das Fixierelement wie etwa die Fixierwalze gegenseitig über ein triboelektrisches Aufladen elektrische Ladungen geben und nehmen, um ununterbrochen ein Offset-elektrisches Feld zu verursachen, und der Offset erscheint kontinuierlich über die gesamte Bildfläche. Derweil ist der Release-Offset ein Phänomen, bei dem das Aufzeichnungsmaterial an dessen hinterem Ende hüpft, um mit der Fixierwalze in festen Kontakt zu kommen, wenn das hintere Ende des Aufzeichnungsmaterials durch den Fixieraufbau geht, so dass es linear auf der Fixierwalze in ihrer Längsrichtung eine Potentialgeschichte zurücklässt, welches Potential einen Offset verursacht, und auf dem Bild erscheint der Offset linear in der Hauptrichtung des Scannens. Somit sind die beiden unterscheidbar.
Um solche elektrostatischen Offsets zu verhindern, wird das Potential der Fixierwalze in einer herkömmlichen Vorrichtung bei einem konstanten Wert gesteuert. Genauer gesagt, wenn ein negativ aufladbarer Toner verwendet wird, wird die Fixierwalze einer antistatischen Behandlung unterzogen, um nicht positiv aufgeladen zu werden, oder wird elektrisch leitfähig eingestellt und geerdet, um ein Potenzial von 0 V aufzuweisen.
In einem Experiment wurde ein Oberflächenpotential der Oberflächenschicht einer solchen Fixierwalze mit einem Oberflächenpotentiometer während des Zuführens von Papier gemessen, um herauszufinden, dass die Oberflächenschicht selbst während des Zuführens von Papier nur bei einigen Dutzend Volt aufgeladen stand, auf diese Weise wurde ein antistatischer Effekt bestätigt.
Währenddessen, als die Bildqualität und die Prozessgeschwindigkeit der elektrofotografischen Vorrichtung in den letzten Jahren erhöht wurden, ereignete sich deutlich ein Phänomen, das „verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung" („smeared image trailing edges"; auch „ausblutende Bilder" genannt) genannt wird, in dem sich ein Teil von Horizontallinienbildern zu deren Seite des hinteren Endes ausbreiten, um gebrochen zu werden, wenn die Horizontallinienbilder fixiert werden. Der Grund eines solchen Phänomens des verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung ist vermutlich hauptsächlich der Druck, der dem aus dem Inneren des Papiers erzeugten Dampf zuzuschreiben ist. Das Phänomen des verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung wird nun mit Bezug auf 6 beschrieben.
Wie in 6 gezeigt, fließt der Dampf, der an einem Raum zwischen einer Fixierwalze 10 und einem Aufzeichnungsmaterial 21 hervorschießt, in der Richtung eines Pfeils und wird zwischen der Fixierwalze 10, dem Aufzeichnungsmaterial 21 und einem Tonerbild 41 komprimiert, um das Tonerbild 41 durcheinander zu bringen.
Als eine der Gegenmaßnahmen für das Phänomen des verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung wird vorgeschlagen, eine Einrichtung für das Anlegen einer Vorspannung bei der Fixierwalze 10 bereitzustellen. 7 zeigt ein Beispiel einer Anordnung, die mit einer solchen Vorspannungs-anlegenden Einrichtung (oder Vorspannungsenergiequelle) 12 bereitgestellt ist, als ein Beispiel der Gegenmaßnahmen für das verschmierte Bild mit Rändern mit Streifenbildung.
Wie in 7 gezeigt, besitzt eine Fixierwalze 10 einen Fixierwalzendorn 10a, der in einer hohlen Walze gebildet ist, und eine Freisetzungsschicht 10b, die den Umfang des Fixierwalzendorns 10a bedeckt. An dem Fixierwalzendorn 10a wird eine Gleichspannung von etwa 500 bis 1000 V von der Vorspannungsenergiequelle 12 angelegt. Hier wird ein Widerstandselement (nicht gezeigt) von mehreren M Ω bis mehreren Dutzend M Ω als Sicherheitswiderstand gegenüber der Vorspannungsenergiequelle 12 und dem Fixierwalzendorn 10a bereitgestellt.
Mit Hilfe eines durch diese Vorspannung erzeugten elektrischen Feldes wird das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 21 elektrostatisch fest auf dem Aufzeichnungsmaterial 21 gehalten, wenn das Aufzeichnungsmaterial 21 in einen fixierenden Spalt 31 stürzt. In diesem Zustand wird das Aufzeichnungsmaterial 21 mit dem Tonerbild zwischen der Fixierwalze 10 und einer Presswalze 11 gehalten und hindurch transportiert. Somit kann das Auftreten eines verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung auf dem Aufzeichnungsmaterial 21 vermieden werden, selbst wenn der Fluss eines Dampfes, wie oben beschrieben, erzeugt wird.
In der Anordnung, bei der die Vorspannungs-anlegende Einrichtung als eine Gegenmaßnahme für das verschmierte Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitgestellt wird, ist es wichtig, ein elektrisches Feld jenseits des Tonerbildes 41 und die Rückseite des Aufzeichnungsmaterials 21 durch das Aufzeichnungsmaterial 21 zu erzeugen, welches elektrische Feld den Toner an den Teil des Aufzeichnungsmaterials 21 anzieht. Demgemäß wird in einer solchen Anordnung eine Transportwalze (nicht gezeigt), die als ein Kontaktelement dient, das mit dem Aufzeichnungsmaterial 21 in Kontakt kommt, unmittelbar hinter dem fixierenden Spalt 31 bereitgestellt, und diese Walze wird elektrisch leitfähig eingestellt und geerdet, so dass die bei der Fixierwalze 11 angelegte Spannung einen elektrischen Strom durch das Aufzeichnungsmaterial 21 verursacht, um das elektrische Feld jenseits des Tonerbildes 41 und die Rückseite des Aufzeichnungsmaterials 21 zu erzeugen.
Hierbei kann jeder zu geringe Widerstand der Fixierwalze 10 einen Anstieg in der Spannung verursachen, die dem Sicherheitswiderstand zugeteilt ist, um die Spannung zu erniedrigen, die zu der Bildung des elektrischen Feldes jenseits der Fixierwalze 10 und der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials 21 beisteuert, so dass der Effekt des Vermeidens eines verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung verringert werden kann.
In dem Steuern der Widerstandswerte der Fixierwalze 10 durch Dispergieren von Kohlenstoff oder ein Ladungssteuerungsmittel darin, wie konventionell durchgeführt, können sich die Widerstandswerte der Fixierwalze umfassend in Abhängigkeit von der Viskosität einer Beschichtungslösung, die verwendet wird, wenn die Fixierwalze 10 hergestellt wird, deren pH-Wert, dem Zustand der Dispersion des Kohlenstoffs oder des Ladungssteuerungsmittels darin und deren Veränderungen im Laufe der Zeit verändern. Daher war es nicht einfach, die Widerstandswerte der Fixierwalze 10 bei einem konstanten Wert zu regeln.
Darüber hinaus, selbst wenn Kohlenstoff in der Fixierwalze 10 in einer geringen Menge dispergiert ist, kann die Fixierwalze 10 nicht einfach dazu gemacht werden, einen geringen Oberflächenwiderstand aufzuweisen. Demgemäß muss, um deren Oberflächenwiderstand gering genug zu machen, so dass der Effekt des Vermeidens des elektrostatischen Offset erreicht werden kann, der Kohlenstoff in einer großen Menge dispergiert werden. Allerdings kann ein Dispergieren einer großen Menge von Kohlenstoff dazu führen, dass die Fixierwalze 10 einen sehr geringen Volumenwiderstand aufweist. Daher kann ein Effekt des Vermeidens eines verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung nicht erreicht werden, und es ist schwierig gewesen, eine ausreichende Bildqualität zu gewährleisten.
Wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-19879 offenbart, wird eine Wärmefixierwalze vorgeschlagen, in der die Freisetzungsschicht in einer Multischicht gebildet ist und ein Füllstoff in jeder Schicht dispergiert ist. In einer solchen Anordnung kann die Fixierwalze dazu gemacht werden, einen geeigneten Volumenwiderstand aufzuweisen, kann aber nicht einfach dazu gemacht werden, einen geringen Oberflächenwiderstand aufzuweisen. Somit besteht Raum für eine weitere Verbesserung in der Beständigkeit gegenüber elektrostatischen Offset (d. h. Anti-Offset-Eigenschaften). Zusätzlich kann ein Füllstoff mit einem geringen Pulverwiderstand eine umfassende Veränderung im Volumenwiderstand verursachen, was ein Steuern des Volumenwiderstandes erschwert.
Demgemäß war es seit langem erwünscht, ein Verfahren bereitzustellen, durch das die Freisetzungsschicht an der Oberfläche der Fixierwalze 10 dazu gemacht wird, nur einen geringen Oberflächenwiderstand zu besitzen, ohne dazu gemacht zu werden, einen geringen Volumenwiderstand zu besitzen.
US 5,561,511 offenbart ein Fixierelement, das unter anderem eine Freisetzungsschicht, zusammengesetzt aus PTFE-Harz, das ein Material mit geringem Widerstand enthält, z. B. Ruß, Kohlenstofffasern, Graphit-Whisker, Siliziumcarbidfasern, Siliziumcarbid-Whisker, ein Metalloxid wie Titandioxid oder Nickel, in einer Menge von 20–40%, und ein PFA-Harz in einer Menge von 5–15% umfasst. Weiter wird in diesem Dokument erwähnt, dass die Freisetzungsschicht einen Volumenwiderstand von 10¹¹–10¹⁴ Ω·cm besitzt.
US 5,717,988 offenbart eine Fixierwalze mit einer überzogenen Schicht zur Offset-Vermeidung, umfassend eine Fluorharzverbindung aus PTFE-Harz und PFA-Harz, und entweder eine leitfähige hohle Doppelschalensubstanz als Füllstoff, bei dem die innere Schale aus amorphem Siliziumoxid hergestellt ist, und die äußere Schale im Wesentlichen aus leitfähigem Oxid zusammengesetzt ist, oder einen Whisker-ähnlichen Einkristall aus Kaliumtitanat als Füllstoff.
EP 0 277 651 A2 zeigt eine hydrophile Oberflächenbehandlung von Füllstoffpartikeln (Seite 8, Linien 1–7, Tabelle 2), um den Widerstand der Partikel einzustellen.
Andere Fixierelemente sind aus US 6,041,210 , US 5,995,796 und EP 0 828 201 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Fixierelement bereitzustellen, das die obigen Probleme löst, einen Fixieraufbau mit einem solchen Fixierelement und eine bilderzeugende Vorrichtung mit dem Fixieraufbau.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Fixierelement bereitzustellen, das ununterbrochen dazu gemacht werden kann, einen geringen Oberflächenwiderstand zu besitzen, und das überlegene Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung besitzt, einen Fixieraufbau mit einem solchen Fixierelement und eine bilderzeugende Vorrichtung mit dem Fixieraufbau.
Um die obigen Aufgaben zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2 bereit.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische seitliche Ansicht einer bilderzeugenden Vorrichtung in einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht eines Fixieraufbaus in dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Ansicht, die einen Fixieraufbau vom Film-Typ in einem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Fixierfilms im dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen bilderzeugenden Vorrichtung zeigt.
6 veranschaulicht den Mechanismus, durch den ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung auftritt.
7 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Fixieraufbaus in der herkömmlichen bilderzeugenden Vorrichtung zeigt.
8 veranschaulicht den Mechanismus, durch den sich das Oberflächenpotential einer Fixierwalze im ersten Beispiel herabsetzt.
9 ist eine schematische Schnittansicht einer Fixierwalze in einem dritten Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Fixierelement der vorliegenden Erfindung umfasst eine leitfähige Schicht und eine Freisetzungsschicht, die auf der leitfähigen Schicht gebildet ist. In der Freisetzungsschicht sind Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder Whisker mit mittlerem Widerstand dispergiert. Die Freisetzungsschicht hat einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ω oder weniger, und einen Volumenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ωcm oder darüber.
Im Fixierelement der vorliegenden Erfindung dient der Teil der Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder der Whisker mit mittlerem Widerstand, der in der Freisetzungsschicht enthalten ist, als undichte Stellen, die den Oberflächenwiderstand des Fixierelements auf einen Grad innerhalb eines speziellen Bereichs herabsetzen können, und ebenso seinen Volumenwiderstand nicht unnötig gering machen können, um ihn innerhalb eines speziellen Bereichs beizubehalten, ohne Dispergieren eines leitfähigen Mittels oder antistatischen Mittels in der Freisetzungsschicht des Fixieraufbaus. Somit wird es möglich, ein Fixierelement mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitzustellen.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10¹ bis 1,0 × 10¹² Ωcm besitzen. Dies kann ein Fixierelement mit weiter überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitstellen. Ebenso wird dieser Widerstand bevorzugt, um die Widerstandswerte der Freisetzungsschicht zu steuern.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10³ bis 1,0 × 10⁹ Ωcm aufweisen. Dies kann ein Fixierelement mit weiter verbesserten Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitstellen. Auch wird dieser Widerstand weiter bevorzugt, um die Widerstandswerte der Freisetzungsschicht zu steuern.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können Oberflächen aufweisen, die einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies ermöglicht, dass Ionen an den Partikeloberflächen und deren Umgebung eingefangen werden, um den Oberflächenwiderstand effizienter herabzusetzen, und wird weiter bevorzugt, um sowohl Anti-Offset-Eigenschaften, als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung zu erreichen.
Die Whisker mit mittlerem Widerstand können Whisker eines Metalloxids sein. Dies kann die Festigkeit der Freisetzungsschicht des Fixierelements verbessern und kann gleichzeitig die Beständigkeit gegenüber Abnutzung verbessern. Somit kann ein Fixierelement mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitgestellt werden.
Die Whisker mit mittlerem Widerstand können Metalloxid-Whisker sein, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies kann ein Fixierelement mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitstellen.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand können Titanoxidpartikel sein, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies kann ein Fixierelement mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitstellen.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder die Whisker mit mittlerem Widerstand können in der Freisetzungsschicht in einer Gesamtmenge von 5 bis 50 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Freisetzungsschicht enthalten sein. Dies wird bevorzugt, um eine Freisetzungsschicht mit geeignetem Oberflächenwiderstand und Volumenwiderstand zu bilden, wenn das Fixierelement mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitgestellt wird.
Die Freisetzungsschicht kann eines oder beides der Partikel mit mittlerem Widerstand und der Whisker mit mittlerem Widerstand und ein Fluorharz enthalten. Dies wird bevorzugt, um eine Freisetzungsschicht mit überlegenen Freisetzungseigenschaften und Beständigkeit gegenüber Wärme zu bilden, wenn ein Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Die Freisetzungsschicht kann so erzeugt werden, dass sie einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10³ bis 1 × 10⁸ Ω und einen Volumenwiderstand von 1,0 × 10⁸ bis 1 × 10¹⁵ Ωcm besitzt. Dies wird weiter bevorzugt, um das Fixierelement bereitzustellen, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat.
Die Freisetzungsschicht kann eine Schichtdicke von 1 bis 45 μm besitzen. Dies ermöglicht eine Erzeugung einer Freisetzungsschicht mit gut ausgewogener mechanischer Festigkeit und Wärmeübertragungseigenschaften, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Die Freisetzungsschicht kann eine Schichtdicke von 3 bis 30 μm besitzen. Dies wird weiter bevorzugt, um eine Freisetzungsschicht mit gut ausgewogener mechanischer Festigkeit und Wärmeübertragungseigenschaften zu bilden, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Das Fixierelement kann in der Form einer Walze gebildet sein. Dies wird bevorzugt, um eine höhere Prozessgeschwindigkeit der Vorrichtung zu erreichen, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Das Fixierelement kann in der Form eines Riemens oder eines Films gebildet sein. Dies wird bevorzugt, um ein Fixierelement mit höherer Wärmeübertragungseffizienz bereitzustellen, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Gemäß dem Fixieraufbau der vorliegenden Erfindung, das das oben beschriebene Fixierelement besitzt, wird es möglich, sowohl Anti-Offset-Eigenschaften, als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung zu erreichen.
In dem Fixieraufbau kann eine Potentialdifferenz zwischen der Freisetzungsschicht und der leitfähigen Schicht bereitgestellt werden. Dies wird weiter bevorzugt, um einen Fixieraufbau, der sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitzustellen.
Gemäß der bilderzeugenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die den oben beschriebenen Fixieraufbau aufweist, wird es möglich, sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung zu erreichen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detaillierter beschrieben.
Das Fixierelement der vorliegenden Erfindung ist ein Fixierelement mit einer Freisetzungsschicht, in der eines oder beides von Partikeln mit mittlerem Widerstand und Whisker mit mittlerem Widerstand so dispergiert sind, dass sie ein Isolierungsversagen an der Oberfläche der Freisetzungsschicht verursachen können, die mit dem Aufzeichnungsmaterial zum Zeitpunkt des Fixierens in Kontakt kommt, um undichte Stellen in der Freisetzungsschicht so zu erzeugen, dass sich das Oberflächenpotential der Freisetzungsschicht herabsetzt, um in ausreichendem Maß einen Anti-Offset-Effekt zu erhalten, und ebenso, um den Volumenwiderstand der Freisetzungsschicht bei einem gegebenen Wert oder darüber beizubehalten, um Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung zu gewährleisten.
Demgemäß existieren hinsichtlich seiner Form keine besonderen Einschränkungen, solange es ein Element ist, das mit dem Aufzeichnungsmaterial in Kontakt kommt, um nicht fixierte Tonerbilder, die auf dem Aufzeichnungsmaterial gehalten werden, zu fixieren. Beispielsweise kann es ein Fixierelement sein, dessen Freisetzungsschicht sich synchron mit dem Aufzeichnungsmaterial bewegt, oder kann ein Fixierelement sein, dessen Freisetzungsschicht stationär festgelegt ist, und in gleitfähigen Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial kommt. Ein solches Fixierelement kann jede Form aufweisen, einschließlich beispielsweise die Form einer Walze, die Form eines Riemens und die Form eines Films. Somit kann jede Form verwendet werden, die konventionell als die Form, die das Fixierelement annehmen kann, bekannt ist. Ein Fixierelement mit der Form einer Walze kann eine relativ große Wärmekapazität besitzen und ist für eine höhere Prozessgeschwindigkeit vorteilhaft. Ein Fixierelement mit der Form eines Riemens oder Films ist vorteilhaft für die Verbesserung in der Energieeffizienz der Vorrichtung wegen einer Verbesserung in der Wärmeübertragungseffizienz.
Was die leitfähige Schicht angeht, existieren keine besonderen Einschränkungen, solange sie eine gute Leitfähigkeit hat. Sie kann eine Schicht sein, die in einer festgelegten Form unter Verwendung eines leitfähigen Materials gebildet ist, oder kann eine Schicht sein, die auf einem Substrat (leitfähig oder nicht leitfähig) durch ein bekanntes Mittel wie Vakuumabscheidung, Tauchbeschichten oder Sprühbeschichten gebildet wird. Das leitfähige Material, das eine solche leitfähige Schicht bildet, kann beispielhaft verkörpert werden durch nichtmagnetische leitfähige Materialien wie Aluminium, Edelstahl und Kupfer, magnetisch leitfähige Materialien wie Eisen, und leitfähige Kunststoffe. Mit der „Schicht", auf die hier Bezug genommen wird, ist eine Schicht gemeint, die eine Superposition bildet, und es bestehen hinsichtlich ihrer Form keine besonderen Einschränkungen.
In der Freisetzungsschicht kann eines oder beides der Partikel mit mittlerem Widerstand und der Whisker mit mittlerem Widerstand dispergiert sein, und diese Schicht ist die äußerste Schicht, die mit dem Aufzeichnungsmaterial zum Zeitpunkt des Fixierens in Kontakt kommt. Demgemäß kann die Freisetzungsschicht vorzugsweise eine gute Freisetzbarkeit gegenüber dem Aufzeichnungsmaterial und dem auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildeten Tonerbild besitzen. Um eine solche Freisetzungsschicht zu bilden, kann konventionell bekanntes Harz oder Kautschuk verwendet werden. Das Harz oder der Kautschuk kann beispielhaft verkörpert werden durch Fluorharze oder Fluorkautschuke mit guter Freisetzbarkeit wie etwa Polytetrafluorethylencopolymere und Perfluoroalkoxytetrafluoroethylencopolymere. Jedes dieser Harze oder Kautschukarten kann allein oder in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Die Freisetzungsschicht kann unter dem Gesichtspunkt der Beständigkeit und der Fixieraufbau-Wärmeeffizienz vorzugsweise eine Schichtdicke von 1 bis 45 μm, und weiter bevorzugt von 3 bis 30 μm besitzen. Wenn die Freisetzungsschicht eine Schichtdicke von weniger als 1 μm hat, neigt die Freisetzungsschicht dazu, als Ergebnis der Wiederholung des Papierzuführens abgetragen oder abgelöst zu werden. Dies wird angesichts der Dauerhaftigkeit nicht bevorzugt. Wenn andererseits die Freisetzungsschicht eine Schichtdicke, die größer als 45 μm ist, hat, kann die Freisetzungsschicht als Wärmeisolierungsschicht funktionieren. Dies wird angesichts der Wärmeeffizienz nicht bevorzugt. Die Schichtdicke der Freisetzungsschicht kann im Laufe der Erzeugung der Schicht gesteuert werden. Die Schichtdicke der erzeugten Freisetzungsschicht kann z. B. mit einem Schichtdickenmessgerät wie etwa einem Mikrometer gemessen werden.
Bezüglich der Partikel mit mittlerem Widerstand und der Whisker mit mittlerem Widerstand bestehen keine besonderen Einschränkungen, solange sie Partikel oder Whisker sind, die ein Isolierungsversagen an der Oberfläche der Freisetzungsschicht während des Aufladens verursachen können, um undichte Stellen zu bilden, an denen die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder die Whisker mit mittlerem Widerstand als Nuklei stehen. Solche Partikel mit mittlerem Widerstand und Whisker mit mittlerem Widerstand können Metalloxide und keramische Stoffe einschließen. Genauer gesagt können sie beispielhaft verkörpert werden durch Titanoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Aluminiumoxid, Bariumtitanat, Siliziumcarbid, Siliziumoxid, Glaskügelchen und Kohlenstofffluorid. Die Partikel mit mittlerem Widerstand können jede Gestalt haben, wie etwa eine sphärische oder amorphe. Die Whisker mit mittlerem Widerstand können auch jede Gestalt haben wie etwa eine nadelförmige, tetrapode, zweidimensionale oder dreidimensionale.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können vorzugsweise einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10¹ bis 1,0 × 10¹² Ωcm, und weiter bevorzugt von 1,0 × 10³ bis 1,0 × 10⁹ Ωcm besitzen. Dies ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt des effizienten Bildens der undichten Stellen und des Steuerns des Volumenwiderstandes und des Oberflächenwiderstandes unabhängig voneinander. Wenn die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand, der weniger als 1 × 10¹ Ωcm ist, aufweisen, wie die leitfähigen Partikel wie etwa Kohlenstoff, neigt die Freisetzungsschicht dazu, einen sehr geringen Volumenwiderstand zu besitzen, wenn die Partikel in einer Menge dispergiert sind, die groß genug ist, um den Oberflächenwiderstand zu erniedrigen. Dies wird angesichts einer Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung nicht bevorzugt. Wenn die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von höher als 1,0 × 10¹² Ωcm besitzen, können sie einen zu geringen Unterschied im Widerstand von dem eines Freisetzungsschicht-Harzes besitzen, um das Isolierungsversagen in der Freisetzungsschicht zu verursachen, so dass undichte Stellen nicht effizient erzeugt werden können, und daher kann die Fixierwalze nicht dazu gemacht werden, einen ausreichend niedrigen Oberflächenwiderstand aufzuweisen. Dies wird angesichts der Anti-Offset-Eigenschaften nicht bevorzugt.
Der Pulverwiderstand der Partikel mit mittlerem Widerstand und der Whisker mit mittlerem Widerstand wird durch Messen des Gleichstromwiderstandes einer Pulverprobe bestimmt, die bei einem Druck von 100 kg/cm² zu einem scheibenähnlichen komprimierten Pulver geformt worden ist (Durchmesser: 18 mm; Dicke: 3 mm), und aus dem folgenden Ausdruck berechnet. Pulverwiderstand = gemessener Wert × 2,54/Dicke(In dem Ausdruck bezeichnet 2,54 eine Elektrodenkonstante, und die Einheit der Dicke ist cm.)
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können vorzugsweise solche mit einem primären oder sekundären Partikeldurchmesser sein, der größer als die Dicke der Freisetzungsschicht ist, um das Oberflächenpotenzial der Freisetzungsschicht herabzusetzen. Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können auch vorzugsweise eine Partikelgestalt aufweisen, die mehr deformiert ist als ein sphärischer Partikel, und können vorzugsweise z. B. ein Aspektverhältnis, das Verhältnis der Länge zur Breite eines Partikels (Länge/Breite-Verhältnis) von 10 bis 40 aufweisen. Wenn sie ein Aspektverhältnis von weniger als 10 besitzen, können sie eine kleine Dominanz gegenüber sphärischen Partikeln aufweisen. Wenn sie ein Aspektverhältnis von mehr als 40 besitzen, können die Whisker zum Zeitpunkt der Dispergierung zerstört werden, was es erschwert, das Oberflächenpotenzial des Fixierelements in einer guten Effizienz zu erniedrigen.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand können solche sein, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies bringt den Effekt des Erniedrigens des Oberflächenwiderstandes der Freisetzungsschicht wirksamer hervor. In dieser hydrophilen Behandlung, wie diejenige, die herkömmlich bei gewöhnlichem Pigment-Titanoxid oder ultrafeinen Titanoxidpartikeln durchgeführt wird, können deren Oberflächen mit einem wasserhaltigen Oxid und/oder einem Oxid von mindestens einem, gewählt von der Gruppe bestehend aus Al, Si, Zr, Sn, Ti und Zn, beschichtet werden. Deren Oberflächen können auch mit einem organischen Stoff von mindestens einem, gewählt von der Gruppe bestehend aus einer Siliziumverbindung und einer Polyolverbindung, beschichtet werden. Ebenso kann sie, als andere Verfahren für die hydrophile Behandlung, eine physikalische Behandlung wie eine Plasmabehandlung, Ionenstrahlbehandlung oder Ultraviolettbestrahlungsbehandlung, und eine chemische Behandlung wie eine Behandlung mit Chemikalien unter Verwendung einer Säure oder einer Base und eine Behandlung mit Lösungsmitteln durch Verwenden eines organischen Lösungsmittels, einschließen. In der vorliegenden Erfindung können zwei oder mehr dieser Methoden für die hydrophile Behandlung in Kombination verwendet werden.
Als Whisker mit mittlerem Widerstand wird die Verwendung von Whiskern von Metalloxiden unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit und des Pulverwiderstandes der Whisker mit mittlerem Widerstand und der Gestalt, die das obige Aspektverhältnis erfüllt, bevorzugt. Die Verwendung von Whiskern von Metalloxiden, die der hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind, wird weiter unter dem Gesichtspunkt des Erniedrigens des Oberflächenwiderstandes mit guter Effizienz bevorzugt.
Die Freisetzungsschicht kann ohne besondere Einschränkung durch jedes Verfahren erzeugt werden, solange eine Freisetzungsschicht mit einer bevorzugten Schichtdicke auf der leitfähigen Schicht erzeugt werden kann. Sie kann durch Überziehen der leitfähigen Schicht mit einer Sheet-ähnlichen oder röhrenförmigen Freisetzungsschicht oder durch Binden der letzteren an die erstere erzeugt werden. Alternativ kann sie durch ein herkömmlich bekanntes Beschichten wie etwa ein elektrostatisches Besprühen oder Tauchbeschichten, oder durch ein dazu ähnliches Beschichten gebildet werden.
Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand der Freisetzungsschicht kann sich in Abhängigkeit von den Arten des Harzes oder Kautschuks und der verwendeten Partikel mit mittlerem Widerstand und der Menge, in der die Partikel mit mittlerem Widerstand dispergiert sind, unterscheiden. Demgemäß wird, wenn die Freisetzungsschicht gebildet wird, bevorzugt, die bevorzugte Kombination und Mischungsmenge in geeigneter Weise zu bestimmen, gemäß der Art des Harzes oder Kautschuks, der Art(en) der verwendeten Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder der Whisker mit mittlerem Widerstand, und der Größe und Partikelgestalt der verwendeten Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder Whisker mit mittlerem Widerstand, um die Freisetzungsschicht so zu bilden, dass sie bevorzugte Widerstände besitzt, d. h. den Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ω oder weniger, und den Volumenwiderstand mit 1,0 × 10⁸ Ωcm oder darüber.
Die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder die Whisker mit mittlerem Widerstand können in der Freisetzungsschicht vorzugsweise in einer Menge, die von 5 bis 50 Gew.-% reicht, und weiter bevorzugt von 10 bis 40 Gew.-%, insgesamt, basierend auf dem Gewicht der Freisetzungsschicht, dispergiert sein. Wenn die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder die Whisker mit mittlerem Widerstand in einer Menge dispergiert sind, die mehr als die obige Obergrenze ist, sind die undichten Stellen in der Anzahl so hoch, dass sie nicht nur den Oberflächenwiderstand in hohem Maße beeinflussen, sondern auch den Volumenwiderstand, um ein Herabsetzen des Volumenwiderstandes zu verursachen. Dies wird unter dem Gesichtspunkt der Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung nicht bevorzugt. Darüber hinaus kann die Freisetzungsschicht niedrige Oberflächeneigenschaften besitzen, um dazu zu neigen, Toneradhäsion zu verursachen. Dies wird, auch unter dem Gesichtspunkt der Anti-Offset-Eigenschaften, nicht bevorzugt. Wenn andererseits die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder die Whisker mit mittlerem Widerstand in einer Menge dispergiert sind, die weniger als die obige Untergrenze ist, können die undichten Stellen nicht ausreichend erzeugt werden und die Freisetzungsschicht kann nicht dazu gemacht werden, einen geringen Oberflächenwiderstand aufzuweisen. Dies wird unter dem Gesichtspunkt der Anti-Offset-Eigenschaften nicht bevorzugt.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Freisetzungsschicht gebildet wird, können andere Materialien wie Kohlenstoff und leitfähige Partikel in einer geringen Menge in einem solchen Bereich vermischt werden, dass sie beispielsweise den Volumenwiderstand nicht extrem herabsetzen.
Da gemäß der oben beschriebenen Freisetzungsschicht der Oberflächenwiderstand niedriger als der Volumenwiderstand in der Freisetzungsschicht gemacht werden kann, kann das vorstehend beschriebene Phänomen des Offset vermieden werden. In diesem Fall kann die Freisetzungsschicht einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ω oder weniger, und vorzugsweise von 1,0 × 10³ bis 1,0 × 10⁸ Ω aufweisen. Ebenso kann, da in der Freisetzungsschicht der Volumenwiderstand höher als der Oberflächenwiderstand gemacht werden kann, das vorstehend beschriebene verschmierte Bild mit Rändern mit Streifenbildung vermieden werden. In diesem Fall kann die Freisetzungsschicht einen Volumenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ωcm oder darüber, und vorzugsweise von 1,0 × 10⁸ bis 1,0 × 10¹⁵ Ωcm aufweisen. Wenn der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand der Freisetzungsschicht von dem obigen Zustand abweicht, kann es schwierig sein, mindestens eines des Offsetting und des verschmierten Bildes mit Rändern mit Streifenbildung zu vermeiden, so dass Bilder mit guter Qualität nur mit Schwierigkeit erhalten werden können.
In der vorliegenden Erfindung ist mit Oberflächenwiderstand der Wert des Widerstandes zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten eines Quadrats, das jede Seite in einer Einheitslänge (1 cm) aufweist, gemeint; das Quadrat wird auf der Freisetzungsschichtoberfläche angenommen. Die Einheit des Oberflächenwiderstandes wird gewöhnlich in Ohm pro Quadrat (Ω/Quadrat) angegeben. In der vorliegenden Erfindung wird er allerdings als Ohm (Ω) gemäß JIS K6911 ausgedrückt.
Der Volumenwiderstand ist auch der Wert des Widerstandes zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten eines Würfels, der jede Seite in einer Einheitslänge (1 cm) aufweist; der Würfel wird im Inneren der Freisetzungsschicht angenommen. Mit Bezug auf die Einheit wird er als Ohmcentimeter (Ωcm) ausgedrückt.
Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand der Freisetzungsschicht können beispielsweise in der folgenden Weise gemessen werden: unter Verwenden einer kreisförmigen Elektrode mit einer scheibenähnlichen Hauptelektrode und einer Ringelektrode, die die Hauptelektrode umgibt, um einen Abstand von etwa 9,5 mm zu hinterlassen, wird eine vorangehend hergestellte Probe durch Bilden einer Freisetzungsschicht über einem Polyethylenterephthalat (PET)-Film an diese kreisförmige Elektrode Kontakt-gebunden, um eine Messung mit einem Widerstandsmessgerät (4329 A, hergestellt von Hewlett-Packard Co.) in einer Umgebung von 23°C und 600 Luftfeuchtigkeit unter Anwendung einer Spannung von 10 V gegenüber der Hauptelektrode und der Ringelektrode durchzuführen.
Der Fixieraufbau der vorliegenden Erfindung ist eine Einheit mit dem oben beschriebenen Fixierelement und einem Presselement, wobei ein Aufzeichnungsmaterial mit einem darüber erzeugten, nicht fixierten Tonerbild durch einen durch gegenseitigen Presskontakt dieser Elemente erzeugten fixierenden Spalt geschoben wird, um das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial als ein fixiertes Bild zu fixieren.
Der Fixieraufbau kann ohne jede besondere Einschränkung jede Form aufweisen, solange er das unfixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixieren kann. Er kann ein System anwenden, in dem eine Vorspannung zum Zeitpunkt des Fixierens, wie vorstehend beschrieben, angelegt wird, oder ein herkömmlich bekanntes Fixiersystem wie etwa ein Heißwalzenfixieren, ein Fixieren unter Verwenden eines Films oder eines Druckfixierens, oder ein Fixiersystem, in dem einige dieser Fixiersysteme kombiniert werden.
Zusätzlich zu dem Fixierelement und dem Presselement kann der Fixieraufbau mehrere Vorrichtungen aufweisen, die für jedes anzuwendende Fixiersystem geeignet sind. Solche Vorrichtungen können beispielsweise ein Heizelement (ein Heizwiderstand) für das Verursachen, dass der Toner an das Aufzeichnungsmaterial zum Zeitpunkt des Fixierens durch Schmelzen anhaftet, eine Stromquelle für das Anlegen der Vorspannung, ein Widerstandselement für das Steuern der Anwendung der Vorspannung, und eine Führungseinrichtung für das Führen der Zuführung oder der Ausgabe des Aufzeichnungsmaterials zu oder aus dem Fixieraufbau einschließen.
Der Fixieraufbau kann auch so aufgebaut sein, um zwischen der Freisetzungsschicht und der leitfähigen Schicht des Fixierelements durch Verwenden der Stromquelle und des Widerstandselements mit einem Potenzialunterschied bereitgestellt zu werden. Dies ermöglicht, dass ein Oberflächenpotenzial und ein inneres Potenzial ununterbrochen in der Freisetzungsschicht zum Zeitpunkt des Fixierens erzeugt werden, und wird bevorzugt, um das Offsetting und das verschmierte Bild mit Rändern mit Streifenbildung zu vermeiden.
Das Presselement kann ohne jede besondere Einschränkung jede Form aufweisen, solange es den fixierenden Spalt zwischen ihm und dem fixierenden Element erzeugen kann, und das Aufzeichnungsmaterial in einem solchen Ausmaß in Presskontakt mit dem Fixierelement an dem fixierenden Spalt bringen kann, dass der Toner ausreichend bei dem Aufzeichnungsmaterial durch das Fixierelement fixiert werden kann. Ein solches Presselement kann z. B. durch Druck gegen das Fixierelement gepresst werden, der durch Pressen mit einem Federelement wie etwa eine Wickelfeder erzeugt wird, oder durch Druck, der durch die Elastizität eines schwammförmigen, elastischen, durch Verwenden eines Harzes oder Kautschuks gebildeten Körpers erzeugt wird. Das Pressen des Presselements kann beispielsweise durch Steuern einer Presskraft eines Pressmittels gesteuert werden, oder durch Einstellen der relativen Positionsbeziehung zum Fixierelement.
Die bilderzeugende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine bilderzeugende Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Fixieraufbau und kann ohne jede besondere Einschränkung jede Form aufweisen, solange sie eine bilderzeugende Vorrichtung ist mit einem bildtragenden Element, um darauf ein elektrostatisch latentes Bild zu tragen, einer aufladenden Einrichtung für das elektrostatische Aufladen der Oberfläche des bildtragenden Elements, einer Einrichtung für das Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes für das Bilden eines elektrostatisch latenten Bildes auf der Oberfläche des auf diese Weise aufgeladenen bildtragenden Elements, einer entwickelnden Einrichtung mit einem Entwickler, und durch den das auf dem bildtragenden Element erzeugte elektrostatisch latente Bild entwickelt wird, um ein Tonerbild zu bilden, einer Übertragungseinrichtung für das Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmaterial, und einem Fixieraufbau, durch den das auf das Aufzeichnungsmaterial übertragene und unfixiert stehende Tonerbild fixiert wird, um ein fixiertes Bild zu erzeugen.
Als ein in der bilderzeugenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendetes Bilderzeugungsverfahren kann ein System verwendet werden, in dem ein elektrostatisch latentes Bild mit einem Entwickler entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, und dieses Tonerbild auf einem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird. Als das bilderzeugende Verfahren eines solchen Systems können herkömmlich bekannte bilderzeugende Systeme verwendet werden, wie beispielhaft verkörpert durch ein elektrofotografisches System, in dem ein elektrostatisch latentes Bild dazu gemacht wird, auf einem bildtragenden Element gehalten zu werden, das elektrostatisch latente Bild mit einem Entwickler entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, dieses Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird und das auf das Aufzeichnungsmaterial übertragene Tonerbild mittels eines Fixieraufbaus fixiert wird, und ein elektrostatisches Aufzeichnungssystem, in dem ein elektrostatisch latentes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet wird, das elektrostatisch latente Bild mit einem Entwickler entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, und dieses Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.
Die bilderzeugende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jede Form aufweisen mit einem Aufbau, der ausreichend ist, oder bevorzugt wird, um das oben beschriebene bilderzeugende System durchzuführen. Jeder herkömmlich bekannte Aufbau kann in Vielfalt als ein solcher Aufbau verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch gegebene Beispiele beschrieben und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die folgenden Beispiele eingeschränkt.
Beispiel 1
Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine schematische seitliche Ansicht einer bilderzeugenden Vorrichtung in Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
Die bilderzeugende Vorrichtung des vorliegenden Beispiels ist eine bilderzeugende Vorrichtung eines elektrofotografischen Systems. Es hat eine fotoempfindliche Trommel 1, die ein bildtragendes Element ist, das auf seiner Oberfläche ein elektrostatisch latentes Bild hält; einen aufladenden Aufbau 2, der eine aufladende Einrichtung für das gleichförmig negative Aufladen der fotoempfindlichen Trommel 1 ist; eine Belichtungseinrichtung 3, die eine Einrichtung für das Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes ist für das Aussetzen der so aufgeladenen fotoempfindlichen Trommel 1 an Licht, um das elektrostatisch latente Bild zu erzeugen; einen entwickelnden Aufbau 4 als eine entwickelnde Einrichtung für das Zuführen eines Toners eines Entwicklers auf die fotoempfindliche Trommel 1, um das elektrostatisch latente Bild sichtbar zu machen; eine Übertragungswalze 6, die eine Übertragungseinrichtung ist für das Übertragen eines Tonerbildes, des sichtbar gemachten elektrostatisch latenten Bildes, auf ein Aufzeichnungsmaterial 21 wie etwa Papier; eine Registerwalze 5, die ein das Aufzeichnungsmaterial beförderndes Mittel ist, bestehend aus einem Paar Walzen, und das ineinandergreifend das Aufzeichnungsmaterial zu der Übertragungswalze 6 transportiert; eine Klinge 7, die eine reinigende Einrichtung für das Entfernen von Übertragungsresttoner, der nach der Übertragung auf der fotoempfindlichen Trommel 1 verbleibt, ist; ein Transportsystem 8 für das Transportieren des Aufzeichnungsmaterials 21, das darauf das Tonerbild hält, zu der nächsten Stufe; und einen fixierenden Aufbau 20, der ein wärmefixierender Aufbau vom Walzen-Typ ist, für das Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 21.
2 ist eine schematische Ansicht des wärmefixierenden Aufbaus vom Walzen-Typ im vorliegenden Beispiel.
Der fixierende Aufbau 20 hat eine Fixierwalze 10 und eine Presswalze 11, die in Presskontakt miteinander bereitgestellt werden, um einen fixierenden Spalt 31 zu bilden, und ein Widerstandselement 13, das zwischen einer Stromquelle 12 und der Fixerwalze 10 bereitgestellt ist, um beide zu verbinden. Auf der Seite stromaufwärts des fixierenden Spalts 31 ist eine Eingangsführungsplatte 9 bereitgestellt, die die Position, bei der das Aufzeichnungsmaterial in den fixierenden Spalt 31 eintritt, festlegt, um das Papier von einem Zerknittern abzuhalten. Auf der Seite stromabwärts des fixierenden Spalts 31 ist eine Übertragungswalze 16 bereitgestellt, um das Aufzeichnungsmaterial 21 aus dem fixierenden Spalt 31 zu einem Papierausgabeschacht (nicht gezeigt) zu führen. Die Übertragungswalze 16 ist aus einem leitfähigen Kunststoff gebildet, und ist geerdet.
Die Fixierwalze 10 ist wie unten ausgeführt aufgebaut.
Die Fixierwalze 10 umfasst z. B. einen Aluminiumzylinder 10a mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einer Wanddicke von 2 mm, und darüber ist in einer Dicke von etwa 10 μm eine Freisetzungsschicht 10b bereitgestellt, die aus einem Fluorharz erzeugt ist. Im Inneren ist auch ein Halogenheizelement (nicht gezeigt) als Heizelement bereitgestellt, das die Fixierwalze 10 unter voreingestellter Regelung so erwärmt, dass sie eine angemessene Temperatur aufweist. Der Aluminiumzylinder 10a ist weiter mit der Vorspannungsstromquelle 12 verbunden, so dass eine Spannung von –500 V von der Vorspannungsstromquelle 12 angelegt werden kann.
Die Freisetzungsschicht 10b ist beispielsweise eine Schicht, die aus Polytetrafluorethylencopolymer (PTFE) und einem Perfluoroalkoxytetrafluoroethylencopolymer (PFA) mit einem ausgezeichneten Verhalten bezüglich der Freisetzbarkeit gebildet ist, die in einem Verhältnis von 7:3 vermischt sind.
Genauer gesagt, ist die Freisetzungsschicht 10b eine Schicht, die in einer Dicke von etwa 10 μm durch Tauchbeschichten des Aluminiumzylinders 10a mit einer wässrigen Dispersion (Dispersion auf Wasserbasis), gefolgt von einem Trocknen und danach Backen, gebildet wird; die wässrige Dispersion wird durch Mischen des PTFE und des PFA in einem Verhältnis 7:3 und danach Vermischen mit 30 Gew.-% Titanoxid-Partikeln mit mittlerem Widerstand hergestellt. Als Titanoxidpartikel wurden Titanoxidpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,4 μm, und deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung mit Al₂O₃ ausgesetzt worden sind, verwendet. Die vorliegenden Titanoxidpartikel hatten einen Pulverwiderstand von 0,9 × 10⁹ Ωcm.
Die Freisetzungsschicht 10b steuert den Oberflächenwiderstand der Fixierwalze 10 mit Hilfe der im Copolymergemisch dispergierten Titanoxidpartikel. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand dieser Fixierwalze 10 wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 1,5 × 10⁷ Ω und der Volumenwiderstand 8,2 × 10¹³ Ωcm betrugen.
Die Presswalze 11 hat einen Außendurchmesser von 24 mm und umfasst einen Dorn 11a von 12 mm Außendurchmesser, und darüber bereitgestellt eine elastische Schicht 11b, die aus einem leitfähigen Siliziumschwamm gebildet ist; wobei die Presswalze in Presskontakt mit der Fixierwalze 10 bereitgestellt ist, um den fixierenden Spalt 31 in einem Ausmaß zu bilden, das notwendig ist, um eine ausreichende Wärmemenge für das Fixieren bereitzustellen. Ebenso hat die Presswalze 11 eine äußerste Schicht, die aus einer 30 μm dicken PFA-Röhre 11c gebildet ist, um in der Freisetzbarkeit verbessert zu sein.
Die bilderzeugende Vorrichtung im vorliegenden Beispiel wird, wie untenstehend beschrieben, angetrieben und betätigt.
Die fotoempfindliche Trommel 1 wird gleichförmig mittels des aufladenden Zusammenbaus 2 aufgeladen, und ein latentes Bild wird auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 1 über die Belichtungseinrichtung 3 gebildet. Dieses latente Bild wird mittels des entwickelnden Zusammenbaus 4 mit einem negativ aufladbaren Toner umkehrentwickelt und wird als ein Tonerbild sichtbar gemacht. Danach wird das Tonerbild mittels der Übertragungswalze 6 auf das Aufzeichnungsmaterial 21 übertragen, das durch die Registerwalze 5 dazwischenliegend transportiert wird. Danach wird die fotoempfindliche Trommel 1 durch die Klinge 7 gereinigt und wird für die nächsten Schritte der Bilderzeugung bereitgemacht.
Unterdessen durchläuft das Aufzeichnungsmaterial 21, das darauf das Tonerbild trägt, durch Überführung das Transportsystem 8 und die Eingangsführungsplatte 9, und wird zu dem Teil zwischen der Fixierwalze 10, die in ihrem Inneren eine Heizquelle aufweist (nicht gezeigt), und der Presswalze 11 geführt, wo es erwärmt und gepresst wird, während es dazwischenliegend über den fixierenden Spalt zwischen den beiden Walzen transportiert wird, auf diese Weise wird das Tonerbild fixiert.
In der Fixierwalze 10 wird der oben erwähnte Heizelement-Halogenheizer (Lampe) von einer Stromquelle elektrifiziert, so dass die Wärme, die für das Schmelzen des Toners auf dem Aufzeichnungsmaterial 21 ausreichend ist, aus dem Inneren des Aluminiumzylinders 10a angewendet werden kann.
Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung wurden unter Verwendung des Fixieraufbaus 20 mit der Fixierwalze 10 bewertet. Als ein Muster für das Bewerten der Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung wurde ein Testmuster verwendet, in dem ein Horizontallinienbild mit einer Vier-Punkte-Breite von 600 dpi wiederholt in Abständen von 27 Punkten gezeichnet wurde. Ebenso wurde als ein Muster für das Bewerten der Anti-Offset-Eigenschaften ein Testmuster verwendet, in dem ein Vertikallinienbild mit einer Vier-Punkte-Breite von 600 dpi wiederholt in Abständen von 27 Punkten gezeichnet wurde. Ebenso wurden, als praxisnahe Bilder, Bilder, die ein Muster mit einer Tabelle und ein fotografisches Bild in Kombination verwenden, reproduziert. Als Ergebnis waren gute Ergebnisse erhältlich, sowohl hinsichtlich der Antioffset-Eigenschaften, als auch der Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung. Der Grund, warum solche guten Ergebnisse erhalten wurden, ist der Tatsache zuzuschreiben, dass das Oberflächenpotenzial in der Freisetzungsschicht 10b gering gemacht wurde und das Innenpotenzial in der Freisetzungsschicht 10b aufrechterhalten wurde. Dieser Mechanismus wird nachstehend beschrieben.
Wie sich das Oberflächenpotenzial im Fixierelement der vorliegenden Erfindung erniedrigt, wird mit Bezug auf 8 beschrieben. Wie in 8 gezeigt, verursacht jede Akkumulierung von elektrischen Ladungen auf der Oberfläche der Fixierwalze 10 ein Isolierungsversagen zwischen den Partikeln mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht 10b und der Oberfläche der Freisetzungsschicht, so dass die undichten Stellen, an denen die Partikel mit mittlerem Widerstand als Nuklei stehen, gebildet werden. Dies ereignet sich, weil die Freisetzungsschicht einen Volumenwiderstand von 1 × 10¹⁴ Ωcm oder darüber aufweist, und im Wesentlichen perfekt isolierend steht, während die Partikel mit mittlerem Widerstand einen Widerstand aufweisen, der niedriger ist als die Isolierungseigenschaften, und einen Widerstand aufweisen, der gering genug ist, um einen Unterschied im Widerstand von dem der Freisetzungsschicht zu verursachen, und somit neigen die elektrischen Ladungen dazu, zu dem Teil der Partikel mit mittlerem Widerstand zu fließen.
Dies lässt die Freisetzungsschicht 10b ein geringes Oberflächenpotenzial an dem Teil aufweisen, an dem die Partikel mit mittlerem Widerstand als Nuklei stehen, und bringt die Wirkung mit sich, das gesamte Oberflächenpotenzial der Freisetzungsschicht 10b zu erniedrigen. Dies erscheint als das Herabsetzen des Oberflächenwiderstandes der Freisetzungsschicht 10b.
Damit die Partikel mit mittlerem Widerstand die Wirkung aufweisen, undichte Stellen zu bilden, ist es vorteilhaft, dass deren Partikeldurchmesser so groß wie möglich ist. Selbst wenn deren Primärpartikel einen kleinen Durchmesser aufweisen, können sie den gleichen Effekt erzielen, wenn deren Sekundärpartikel einen ausreichend großen Durchmesser aufweisen.
Das Isolierungsversagen, das den Partikeln mit mittlerem Widerstand zugeschrieben werden kann, ereignet sich an der Oberfläche der Freisetzungsschicht 10b, und somit erniedrigt es nur das Oberflächenpotenzial der Freisetzungsschicht 10b, und beeinflusst nicht all zu sehr den Volumenwiderstand der Freisetzungsschicht 10b. Auf diese Weise wird der Volumenwiderstand der Freisetzungsschicht 10b bei einem vorgeschriebenen Wert beibehalten.
Darüber hinaus haben die im vorliegenden Beispiel verwendeten Titanoxidpartikel Oberflächen, die vorzugsweise einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Diese hydrophile Behandlung der Oberfläche ermöglicht, dass Ionen an den Partikeloberflächen eingefangen werden, um zu ermöglichen, dass sich elektrische Ladungen leicht bewegen. Somit hat diese Behandlung die Funktion, den Oberflächenwiderstand weiter zu erniedrigen.
Beispiel 2
Im vorliegenden Beispiel werden als Whisker mit mittlerem Widerstand Zinkoxid-Whisker verwendet, die einer hydrophilen Behandlung mit Aluminiumoxid (Al₂O₃) wie in Bespiel 1 ausgesetzt worden sind.
Die im vorliegenden Beispiel verwendeten Zinkoxid-Whisker sind solche mit einer Länge von 10 μm und einem Aspektverhältnis (Verhältnis der Länge zur Breite) von 20. Nadelförmige Füllstoffe mit einem großen Aspektverhältnis wie die hier verwendeten Zinkoxid-Whisker können die undichten Stellen bereitwilliger als sphärische Partikel bilden, und deren Hinzufügen in einer Menge von etwa einer Hälfte der sphärischen Partikel bringt den gleichen Effekt mit sich. Somit kann durch deren Hinzufügen in einer kleineren Menge der gleiche Effekt erreicht werden.
Die im vorliegenden Beispiel verwendeten Zinkoxid-Whisker hatten einen Pulverwiderstand von 1,8 × 10⁸ Ωcm. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Fixierwalze 10 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Zinkoxid-Whisker in einer Menge von 15 Gew.-% dispergiert wurden. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand dieser Fixierwalze 10 wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 9,9 × 10⁷ Ω und der Volumenwiderstand 1,7 × 10¹³ Ωcm betrugen.
Diese Fixierwalze 10 wurde in den gleichen Fixieraufbau wie der in Beispiel 1 eingefügt, und die Anti-Offset-Eigenschaften und die Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis der Bewertung unter Verwendung der Testmuster trat der elektrostatische Offset in allen Fällen ein wenig wegen eines Oberflächenwiderstandes, der größer als in Beispiel 1 wurde, auf, war aber in einem Grad, der in der Bewertung unter Verwendung der praxisnahen Bilder kein Problem bot. Ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung lag ebenfalls in einem Ausmaß vor, das kein Problem bot.
Vergleichbeispiel 1
Im vorliegenden Vergleichsbeispiel wurde Ruß Ketjen Black als leitfähige Partikel anstelle der im Beispiel 1 verwendeten Partikel mit mittlerem Widerstand verwendet.
Im vorliegenden Vergleichsbeispiel wurde eine Fixierwalze 10 in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Ketjen Black in einer Menge von 3 Gew.-% dispergiert wurde. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand dieser Fixierwalze 10 wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 7,7 × 10⁵ Ω und der Volumenwiderstand 1,3 × 10⁷ Ωcm betrugen. Das Ketjen Black hatte einen Pulverwiderstand von weniger als 1,0 × 10⁰ Ω.
Diese Fixierwalze 10 wurde in den gleichen Fixieraufbau wie der in Beispiel 1 eingefügt, und Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis lag der Offset nicht in einem bevorzugten Grad vor, und ereignete sich sogar in einem Grad, der in praxisnahen Bildern erkennbar war. Dies ist der Fall, weil das Ketjen Black, wenn es sogar in einer geringen Menge dispergiert ist, eine große Veränderung im Widerstand verursacht, so dass sich der Oberflächenwiderstand in manchem Teil in winzigen Regionen nicht genügend erniedrigt, und daher, auch wenn beobachtet wird, dass sich der Oberflächenwiderstand als Ganzes herabsetzte, wird die Oberfläche an manchem Teil elektrisch aufgeladen, um den Toner anzuziehen.
Zusätzlich ereignete sich, wenn die Fixierwalze des Vergleichsbeispiels 1 verwendet wurde, ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung in einem ernsthaften Grad, und ereignete sich sogar in den praxisnahen Bildern in einem nicht tolerierbaren Grad. Dies ist der Fall, weil sich der Volumenwiderstand der Fixierwalze 10 erniedrigt hat, und sich daher die dem Sicherheitswiderstand zugeordnete Spannung erhöht hat, so dass das gegenüber der Fixierwalze 10 und der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials 21 erzeugte elektrische Feld geschwächt worden ist.
Vergleichsbeispiel 2
Wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde Ketjen Black als die leitfähigen Partikel verwendet. In Vergleichsbeispiel 2 wurde eine Fixierwalze 10 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Ketjen Black in einer Menge von 1,5 Gew.-% dispergiert war. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand dieser Fixierwalze 10 wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 1,2 × 10⁸ Ω und der Volumenwiderstand 9,9 × 10⁷ Ωcm betrugen.
Diese Fixierwalze 10 wurde in den gleichen Fixieraufbau wie der in Beispiel 1 eingefügt, und das Ausmaß, zu dem sich Offset und ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung ereigneten, wurde untersucht. Als Ergebnis ereignete sich ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung in einem Grad innerhalb der Toleranz, d. h. in einem solchen Grad, dass ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung in den Testmustern erkennbar war, aber wenig auffällig in den praxisnahen Bildern war. Allerdings ereignete sich der Offset in einem ernsthaften Grad, so dass er sogar in den praxisnahen Bildern erkennbar war. Dies ist der Fall, weil das Ketjen Black, wenn es sogar in einer geringen Menge dispergiert ist, bewirkt, dass sich der Volumenwiderstand zu einem gewissen Grad erniedrigt, aber keine undichten Stellen bilden kann, und daher erniedrigt sich der Oberflächenwiderstand nicht, und die Oberfläche der Fixierwalze wird elektrisch aufgeladen.
Vergleichbeispiel 3
In Vergleichsbeispiel 3 wurde der gleiche Aluminiumzylinder wie der in Beispiel 1 als ein leitfähiges Substrat verwendet, und eine Freisetzungsschicht eines Multischicht-Aufbaus wurde darüber gebildet. 9 ist eine schematische Schnittansicht eines Fixierelements von Vergleichsbeispiel 3.
Wie in Beispiel 1 wurde der Aluminiumzylinder 10a mit einer wässrigen Dispersion (wasserbasierende Dispersion) in einer Dicke von etwa 40 μm tauchbeschichtet, gefolgt von einem Trocknen und danach Backen, um eine erste Freisetzungsschicht 10c zu bilden; die wässrige Dispersion wurde zubereitet durch Vermischen von PTFE und PFA in einem Verhältnis von 7:3, und einem weiterem Vermischen mit 30 Gew.-% Titanoxidpartikeln als Partikel mit mittlerem Widerstand. Auf diese Schicht 10c wurde die gleiche wässrige Dispersion wie die obige, mit der Ausnahme, dass 10 Gew.-% Titanoxidpartikel weiter darin dispergiert waren, in einer Dicke von etwa 10 μm tauchbeschichtet, gefolgt von einem Trocknen und danach Backen, um eine zweite Freisetzungsschicht 10d zu bilden.
Somit wurde im Vergleichsbeispiel 3 die Freisetzungsschicht in einer Dicke von 50 μm insgesamt gebildet für die erste Freisetzungsschicht 10c und die zweite Freisetzungsschicht 10d. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand der Fixierwalze von Vergleichsbeispiel 3 wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 1,7 × 10¹³ Ω und der Volumenwiderstand 4,4 × 10¹⁴ Ωcm betrugen.
Diese Fixierwalze wurde in den gleichen Fixieraufbau wie der in Beispiel 1 eingefügt, und Grade, bei denen der Offset und das verschmierte Bild mit Rändern mit Streifenbildung auftraten, wurden untersucht. Als Ergebnis lag das verschmierte Bild mit Rändern mit Streifenbildung in einem Grad innerhalb der Toleranz vor und bot kein Problem. Allerdings lag der Offset in einem ernsthaften Grad vor, so dass er sogar in den praxisnahen Bildern erkennbar war. Dies ist der Fall, weil es die in einer Doppelschicht-Anordnung gebildete Freisetzungsschicht erschwert, dass undichte Stellen in der Freisetzungsschicht gebildet werden, und zusätzlich werden Titanoxidpartikel in einer geringen Menge in der zweiten Freisetzungsschicht dispergiert, und somit erniedrigt sich der Oberflächenwiderstand nicht, und die Oberfläche der Fixierwalze wird elektrisch aufgeladen.
Vergleichsbeispiel 4
Eine Fixierwalze 10 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Freisetzungsschicht in einer Dicke von 50 μm gebildet wurde. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand dieser Fixierwalze 10 wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 1,2 × 10⁸ Ω und der Volumenwiderstand 3,9 × 10¹⁴ Ωcm betrugen.
Diese Fixierwalze wurde in den gleichen Fixieraufbau wie der in Beispiel 1 eingefügt, und Grade, bei denen sich Offset und ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung ereigneten, wurden untersucht. Als Ergebnis lag ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung in einem Grad innerhalb der Toleranz vor und bot kein Problem. Allerdings lag der Offset in einem ernsthaften Grad vor, so dass er sogar in den praxisnahen Bildern erkennbar war. Dies ist der Fall, weil es die in einer großen Dicke gebildete Freisetzungsschicht erschwert, dass sich undichte Stellen in der Freisetzungsschicht bilden, so dass sich der Oberflächenwiderstand nicht herabsetzt und die Oberfläche der Fixierwalze elektrisch aufgeladen wird.

Die Ergebnisse der vorangehenden Beispiele 1 und 2 und der Vergleichbeispiele 1 bis 4 sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Beispiel						Vergleichsbeispiel
1	2	1	2	3	2
Oberflächenwiderstand (Ω):
1,5 × 10⁷	9,9 × 10⁷	7,7 × 10⁵	1,2 × 10⁸	1,7 × 10¹³	1,2 × 10⁸
Volumenwiderstand (Ωcm):
8,2 × 10¹³	1,7 × 10¹³	1,3 × 10⁷	9,9 × 10⁷	4,4 × 10¹⁴	3,9 × 10¹⁴
Anti-Offset-Eigenschaften: *1
A	B	C	C	C	C
Beständigkeit	gegenüber	einem	verschmierten	Bild mit	Rändern mit
Streifenbildung: *2
A	A	C	B	A	A

– Bewertungskriterien –
*1 (Anti-Offset-Eigenschaften):

A: kein Problem, selbst in Testmustern.
B: nicht auffällig in praxisnahen Bildern.
C: deutlich zu erkennen, sogar in praxisnahen Bildern.

*2 (Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung:

Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich ist, lässt sich sagen, dass als bevorzugte Eigenschaften, die für die Fixierwalze 10 notwendig sind, der Oberflächenwiderstand 1,0 × 10⁸ Ωcm oder weniger und der Volumenwiderstand 1,0 × 10⁸ Ωcm oder mehr ist. Ebenso, wenn die leitfähigen Partikel mit einem geringen Widerstand wie in Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendet werden, ist es schwierig, den Oberflächenwiderstand und den Volumenwiderstand innerhalb des gewünschten Bereichs zu steuern. Auch können die Freisetzungsschicht der Doppelschicht-Anordnung wie in Vergleichsbeispiel 3 und die Freisetzungsschicht mit einer großen Dicke wie in Vergleichsbeispiel 4 nicht effizient undichte Stellen erzeugen, und ein geeigneter Oberflächenwiderstand und Volumenwiderstand wird nicht erhalten. Andererseits ermöglicht ein Dispergieren der Partikel mit mittlerem Widerstand oder der Whisker mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht wie in der vorliegenden Erfindung eine stabile Steuerung der Werte des Oberflächenwiderstandes ohne ein Herabsetzen des Volumenwiderstandes, was es ermöglicht, eine Fixierwalze, die sowohl die Anti-Offset-Eigenschaften als auch die Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitzustellen.
In den vorangehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen ist der Fixieraufbau so aufgebaut, dass eine Fixiervorspannung an dem hohlen Dorn der Fixierwalze angelegt wird. Auch in den Systemen, bei denen eine solche Fixiervorspannung nicht angelegt wird, kann sich ein Aufladen winziger Regionen als Ergebnis des Papierzuführens ereignen, ebenso im Falle von Fixierwalzen mit Freisetzungsschichten, in denen nur Ketjen Black dispergiert worden ist, und der Toner kann an die Walzenoberfläche angezogen werden, um Offset zu verursachen. Demgemäß ist auch in solchen Systemen, bei denen die Fixiervorspannung nicht angewendet wird, das Fixierelement der vorliegenden Erfindung, in dem die Partikel mit mittlerem Widerstand oder Whisker in der Freisetzungsschicht dispergiert sind, ebenfalls als Gegenmaßnahme für den elektrostatischen Offset wirkungsvoll.
Beispiel 3
Ein Fixieraufbau im vorliegenden Beispiel ist ein Wärmefixieraufbau, gekennzeichnet durch Anwenden eines Wärmefixierverfahrens eines Wärmefixiersystems vom Film-Typ, in dem Tonerbilder auf Aufzeichnungsmaterialien über einen Film fixiert werden, der zwischen einer Erwärmungszone und einer Presswalze eingefügt ist, um den Pulververbrauch so gering wie möglich zu halten, ohne Zuführen von elektrischer Energie zu dem Wärmefixieraufbau, besonders wenn er im Stand-by-Modus ist.
3 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines solchen Wärmefixieraufbaus eines Filmwärmefixiersystems.
Der Fixieraufbau des vorliegenden Beispiels hat, wie in 3 gezeigt, einen Stehhalter (ein Träger) 62, ein Heizelement (nachstehend „Heizwiderstand") 61, das stationär auf dem Stehhalter 62 getragen wird, eine Presswalze 11, die ein Presselement ist, das in Presskontakt über eine pressende Einrichtung (nicht gezeigt; z. B. ein elastisches Element wie eine Feder, die gegen ein fixierendes Element gepresst wird), gehalten wird, einen Film von dünner Dicke (nachstehend „Fixierfilm") 63, der ein wärmebeständiges Fixierelement ist, und eine Temperatur-detektierende Einrichtung 64, die die Temperatur des Heizwiderstands 61 detektiert. Ein Spalt 31 (fixierender Spalt 31) ist in einer festgelegten Breite gebildet, um den Fixierfilm 63 zwischen den Heizwiderstand 61 und die Presswalze 11 einzufügen.
In dem Heizwiderstand 61 als Heizelement wird gewöhnlich ein keramischer Heizwiderstand verwendet. Dieser keramische Heizwiderstand umfasst ein elektrisch isolierendes, gutes wärmeleitfähiges keramisches Substrat mit geringer Wärmekapazität, z. B. Aluminium, auf dessen Oberfläche (auf der Seite, die dem Fixierfilm 63 gegenüber liegt) eine Elektrifizierungs-Wärmeerzeugungs-Widerstandsschicht wie etwa eine Silber-Palladium(Ag/Pd)-Schicht oder eine Tantal-Nitrit(Ta₂N)-Schicht durch Siebdruck über die Längsrichtung (die Richtung, die vertikal zur zeichnenden Oberfläche ist) des Substrats gebildet worden sind, und die Oberfläche der Wärmeerzeugungs-Widerstandsschicht ist weiter mit einer Glas-Schutzschicht von dünner Dicke überzogen.
Der Stehhalter 62 ist z. B. aus einem wärmebeständigen Kunststoffelement gebildet. Es vermeidet, dass Wärme in der Richtung, die dem fixierenden Spalt 31 entgegengesetzt ist, entweicht, hält den Heizwiderstand 61 und dient auch als eine Transportführung des Fixierfilms 63.
Der Fixierfilm 63 wird in der Richtung eines Pfeils transportiert und bewegt durch eine antreibende Einrichtung (nicht gezeigt) oder eine Rotationskraft der Presswalze 11, die sich gleitfähig in engem Kontakt mit der Oberfläche des Heizwiderstands und der Oberfläche der Presswalze 11 bei dem fixierenden Spalt 31 bewegt.
Der Fixierfilm 63 ist ein Element in der Form eines Zylinders, eines Endlosriemens oder einer kontinuierlichen Bahn vom Typ einer Walze. Der Fixierfilm 63 ist in einer Dicke von 20 bis 70 μm gebildet, so dass die Wärme des Heizwiderstandes 61 an ein Erwärmungsziel-Aufzeichnungsmaterial in guter Effizienz übertragen werden kann.
Der Fixierfilm 63 wird unter Gleitkontakt mit dem Heizelement 61 gedreht, und daher muss jeder Reibungswiderstand zwischen dem Fixierfilm und dem Heizwiderstand klein gemacht werden. Demgemäß wird ein Schmiermittel wie etwa Fett mit einem hohen Wärmewiderstand zwischen dem Fixierfilm 63 und dem Heizwiderstand 61 und zwischen dem Fixierfilm 63 und der Oberfläche des Stehhalters 62, die mit dem ersteren in Kontakt kommen kann, aufgetragen bleiben.
4 veranschaulicht den Aufbau des Fixierfilms 63 (zylindrisch).
Der Fixierfilm 63 ist aus drei Schichten aufgebaut, einer Filmgrundschicht 63a, einer leitfähigen Primerschicht 63b und einer Freisetzungsschicht 63c. Die Filmgrundschicht 63a steht auf der Seite des Heizwiderstandes, und die Freisetzungsschicht 63c auf der Seite der Presswalze.
Die Filmgrundschicht 63a ist aus hoch isolierendem Polyimid, Polyamid-Imid oder PEEK (Polyetheretherketon) gebildet, hat einen Wärmewiderstand und eine hohe Elastizität, hat eine Dicke von 15 bis 60 μm und behält eine mechanische Festigkeit gegenüber der Durchreißkraft des gesamten Fixierfilms 63.
Die leitfähige Primerschicht 63b wird durch Tauchbeschichten eines Dispersionsgemisches aus einem Polyamidharz und einem Fluorharz, das darin dispergierten Ruß enthält, gebildet, und ist eine dünne Schicht mit einer Dicke von 2 bis 6 μm. Die leitfähige Primerschicht 63b ist mit einer Vorspannungsstromquelle (nicht gezeigt) verbunden, und eine Gleichspannung von z. B. –500 V wird angelegt, damit ein elektrisches Feld gegenüber dem Fixierfilm 63 und der Rückseite des Aufzeichnungsmaterials erzeugt werden kann.
Die Freisetzungsschicht 63c wird wie in Beispiel 1 durch Tauchbeschichten einer wässrigen Dispersion gebildet, die hergestellt wird durch Vermischen von PTFE und PFA in einem Verhältnis 7:3 und weiterem Dispergieren von 30 Gew.-% der gleichen Titanoxidpartikel wie diejenigen in Beispiel 1, die einer hydrophilen Behandlung mit Aluminiumoxid ausgesetzt worden sind. Der Oberflächenwiderstand und der Volumenwiderstand dieses Fixierfilms wurden gemessen, um herauszufinden, dass der Oberflächenwiderstand 1,5 × 10⁷ Ω und der Volumenwiderstand 8,2 × 10¹³ Ωcm betrugen.
Der Heizwiderstand 61 wird durch Elektrifizierung der Elektrifizierungs-Wärmeerzeugungs-Widerstandsschicht erwärmt, woraufhin die Elektrifizierungs-Wärmeerzeugungs-Widerstandsschicht Wärme erzeugt, und der gesamte Heizwiderstand einschließlich des keramischen Substrats und des Glasschutzfilms werden schnell erwärmt. Die Zuführung von Elektrizität zu der Elektrifizierungs-Wärmeerzeugungs-Widerstandsschicht wird so gesteuert, dass die Heizwiderstands-Temperatur, für die der Temperaturanstieg dieses Heizwiderstands 61 durch die Temperatur-Detektionseinrichtung 64 detektiert wird, bei einer im Wesentlichen konstanten Temperatur beibehalten werden kann (Fixiertemperatur). Somit wird der Heizwiderstand 61 durch den Heizwiderstand 61 bei einer festgelegten Fixiertemperatur erwärmt und temperaturgesteuert.
In dem Zustand, in dem der Fixierfilm 63 in der Richtung des Pfeils transportiert und bewegt wird, während der Heizwiderstand 61 erwärmt und bei einer festgelegten Temperatur geregelt wird, wird ein Erwärmungsziel-Aufzeichnungsmaterial, auf dem nicht fixierte Tonerbilder gebildet worden sind und gehalten werden, zwischen den Fixierfilm 63 und die Presswalze bei dem fixierenden Spalt 31 geführt, wo das Aufzeichnungsmaterial dazwischenliegend durch den fixierenden Spalt 31 zusammen mit dem Fixierfilm 63 und in engem Kontakt mit der Oberfläche des Fixierfilms 63 transportiert wird.
An diesem fixierenden Spalt werden das Aufzeichnungsmaterial und das Tonerbild mit dem Heizwiderstand 61 über den Fixierfilm 63 erwärmt, und das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial wird wärmefixiert. An dem Teil, der den fixierenden Spalt passiert hat, wird das Aufzeichnungsmaterial von der Oberfläche des Fixierfilms 63 abgetrennt und wird weiter transportiert.
Unter Verwendung des Fixieraufbaus des vorliegenden Beispiels wurden die Grade, zu denen sich Offset und ein verschmiertes Bild mit Rändern mit Streifenbildung auftraten, in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Als Ergebnis wurden in allen Fällen gute Ergebnisse erhalten.
Wie obenstehend beschrieben, besitzt das Fixierelement der vorliegenden Erfindung die leitfähige Schicht und die auf der leitfähigen Schicht erzeugte Freisetzungsschicht, und, in der Freisetzungsschicht sind die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder Whisker mit mittlerem Widerstand dispergiert, wobei die Freisetzungsschicht so gebildet ist, um einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ω oder weniger, und einen Volumenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ωcm oder darüber zu besitzen. Somit dient der Teil der Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder der Whisker mit mittlerem Widerstand als undichte Stellen, die den Oberflächenwiderstand des Fixierelements auf einen Grad innerhalb eines speziellen Bereichs herabsetzen können, und die auch seinen Volumenwiderstand nicht unnötig klein machen können, um ihn innerhalb eines speziellen Bereichs beizubehalten, ohne Dispergieren eines leitfähigen Stoffes oder antistatischen Stoffes in der Freisetzungsschicht des Fixieraufbaus. Somit kann das Fixierelement bereitgestellt werden, das überlegene Antioffset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung besitzt.
Im Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10¹ bis 1,0 × 10¹² Ωcm besitzen. Somit dient der Teil der Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder der Whisker mit mittlerem Widerstand als undichte Stellen, die den Oberflächenwiderstand des Fixierelements erniedrigen können und auch dessen Volumenwiderstand nicht unnötig klein machen können, ohne Dispergieren eines leitfähigen Stoffes oder antistatischen Stoffes in der Freisetzungsschicht des Fixieraufbaus. Dies ist wirksamer für das Bilden der undichten Stellen in einer guten Effizienz und für das unabhängige Steuern des Oberflächenwiderstandes und des Volumenwiderstandes der Freisetzungsschicht, wenn das Fixierelement mit verbesserten Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitgestellt wird.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10³ bis 1,0 × 10⁹ Ωcm besitzen. Somit dient der Teil der Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder der Whisker mit mittlerem Widerstand als undichte Stellen, die den Oberflächenwiderstand des Fixierelements erniedrigen können und auch seinen Volumenwiderstand nicht unnötig klein machen können, ohne Dispergieren eines leitfähigen Stoffes oder antistatischen Stoffes in der Freisetzungsschicht des Fixieraufbaus.
Dies ist viel wirkungsvoller für das Bilden von undichten Stellen in einer guten Effizienz und für das unabhängige Steuern des Oberflächenwiderstandes und des Volumenwiderstandes der Freisetzungsschicht, wenn das Fixierelement mit verbesserten Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung bereitgestellt wird.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Partikel mit mittlerem Widerstand und die Whisker mit mittlerem Widerstand Oberflächen besitzen, die einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies ermöglicht, dass Ionen an den Partikeloberflächen oder Whiskeroberflächen und in deren Nachbarschaft eingefangen werden, um den Oberflächenwiderstand wirkungsvoller zu erniedrigen, und ist wirkungsvoller für das Bereitstellen des Fixierelements, das sowohl Anti-Offset-Eingenschaften, als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Whisker mit mittlerem Widerstand Whisker aus einem Metalloxid sein. Dies kann die Festigkeit der Freisetzungsschicht des Fixierelements verbessern und kann gleichzeitig die Beständigkeit gegenüber Abnutzung verbessern. Dies ist somit wirksamer für das Bereitstellen des Fixierelements mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Whisker mit mittlerem Widerstand Metalloxid-Whisker sein, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies ist viel wirksamer für das Bereitstellen des Fixierelements mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Partikel mit mittlerem Widerstand Titanoxidpartikel sein, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind. Dies ist viel wirksamer für das Bereitstellen des Fixierelements mit überlegenen Anti-Offset-Eigenschaften und Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung können die Partikel mit mittlerem Widerstand und/oder die Whisker mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht in einer Gesamtmenge von 5 bis 50 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Freisetzungsschicht enthalten sein. Dies ist viel wirksamer für das Bereitstellen des Fixierelements, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften, als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann die Freisetzungsschicht eines oder beides der Partikel mit mittlerem Widerstand und der Whisker mit mittlerem Widerstand und ein Fluorharz enthalten. Dies ist viel wirksamer für das Verbessern der Freisetzungseigenschaften und der Beständigkeit gegenüber Wärme, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann die Freisetzungsschicht so erzeugt werden, dass sie einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10³ bis 1 × 10⁸ Ω und einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹⁵ Ωcm aufweist. Dies ist viel wirksamer für das Bereitstellen des Fixierelements, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann die Freisetzungsschicht eine Schichtdicke von 1 bis 45 μm aufweisen. Dies ist viel wirksamer für das Erreichen von sowohl Beständigkeit, als auch Wärmeeffizienz des Fixieraufbaus, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
In dem Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann die Freisetzungsschicht eine Schichtdicke von 3 bis 30 μm aufweisen. Dies ist viel wirksamer für das Bilden eines Fixieraufbaus mit einer guten Wärmeeffizienz und ist vorteilhaft, um die Vorrichtung kompakt zu machen, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Das Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann in der Form einer Walze gebildet werden. Dies ist viel wirksamer für das Erreichen einer höheren Prozessgeschwindigkeit der Vorrichtung, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
Das Fixierelement der vorliegenden Erfindung kann in der Form einer Walze gebildet werden. Dies ist viel wirksamer für das Bereitstellen des Fixierelements mit einer höheren Wärmeübertragungseffizienz, wenn das Fixierelement, das sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt wird.
In der vorliegenden Erfindung ist in dem Fixieraufbau mit einem Fixierelement und einem Presselement, das in Presskontakt mit dem Fixierelement kommt, um einen fixierenden Spalt zu bilden, wo das Aufzeichnungsmaterial, auf dem ein nicht fixiertes Tonerbild gebildet worden ist, durch den fixierenden Spalt geführt wird, um das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu fixieren, um ein fixiertes Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu erzeugen, der Fixieraufbau dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement das oben beschriebene spezielle Fixierelement ist. Da ein solches Fixierelement bereitgestellt wird, kann der Fixieraufbau, der sowohl Anti-Offset-Eigenschaften, als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt werden.
In dem Fixieraufbau der vorliegenden Erfindung kann eine Potenzialdifferenz zwischen der Freisetzungsschicht und der leitfähigen Schicht bereitgestellt werden. Dies ist viel wirksamer für das Bereitstellen des Fixieraufbaus, der sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat.
In der vorliegenden Erfindung ist in der bilderzeugenden Vorrichtung mit einem bildtragenden Element, um darüber ein elektrostatisch latentes Bildes zu halten, einer aufladenden Einrichtung für das elektrostatische Aufladen der Oberfläche des bildtragenden Elements, einer ein elektrostatisch latentes Bild erzeugenden Einrichtung für das Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes auf der Oberfläche des so aufgeladenen bildtragenden Elements, einer entwickelnden Einrichtung mit einem Entwickler, und durch den das auf dem bildtragenden Element erzeugte elektrostatisch latente Bild entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, einer Übertragungseinrichtung für das Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmaterial, und einem Fixieraufbau, durch den das auf das Aufzeichnungsmaterial übertragene Tonerbild, das nicht fixiert steht, fixiert wird, um ein fixiertes Bild zu erzeugen, die bilderzeugende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Fixieraufbau der oben beschriebene spezielle Fixieraufbau ist. Da ein solcher Fixieraufbau bereitgestellt wird, kann die bilderzeugende Vorrichtung, die sowohl Anti-Offset-Eigenschaften als auch Beständigkeit gegenüber einem verschmierten Bild mit Rändern mit Streifenbildung erreicht hat, bereitgestellt werden.

Claims

Fixierelement zur Verwendung in einem Fixieraufbau, wobei der Fixieraufbau mindestens das Fixierelement und ein Druckelement hat, das mit dem Fixierelement in Druckkontakt kommt, um einen fixierenden Spalt zu bilden, wobei ein Aufzeichnungsmaterial, das darauf ein unfixiertes Tonerbild hält, durch den fixierenden Spalt geführt wird, um das unfixierte Tonerbild an dem Aufzeichnungsmaterial zu fixieren, um ein fixiertes Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu erzeugen; das Fixierelement eine leitfähige Schicht (10a) und eine auf der leitfähigen Schicht gebildete Freisetzungsschicht (10b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht dispergiert sind, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand Oberflächen besitzen, die einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind, so dass die Freisetzungsschicht einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ω oder weniger und einen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10⁸ Ω·cm oder mehr besitzt.
Fixierelement zur Verwendung in einem Fixieraufbau, wobei der Fixieraufbau mindestens das Fixierelement und ein Druckelement hat, das mit dem Fixierelement in Druckkontakt kommt, um einen fixierenden Spalt zu bilden, wobei ein Aufzeichnungsmaterial, das darauf ein unfixiertes Tonerbild hält, durch den fixierenden Spalt geführt wird, so dass das unfixierte Tonerbild an dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird, um ein fixiertes Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu erzeugen; das Fixierelement eine leitfähige Schicht (10a) und eine Freisetzungsschicht (10b), die auf der leitfähigen Schicht gebildet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Whisker mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht dispergiert sind, wobei die Whisker mit mittlerem Widerstand Oberflächen besitzen, die einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind, so dass die Freisetzungsschicht einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10⁸ Ω oder weniger und einen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10⁸ Ω·cm oder mehr besitzt.
Fixierelement nach Anspruch 1, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10¹ Ω·cm bis 1,0 × 10¹² Ω·cm besitzen.
Fixierelement nach Anspruch 3, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10³ Ω·cm bis 1,0 × 10⁹ Ω·cm besitzen.
Fixierelement nach Anspruch 2, wobei die Whisker mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10¹ Ω·cm bis 1,0 × 10¹² Ω·cm besitzen.
Fixierelement nach Anspruch 5, wobei die Whisker mit mittlerem Widerstand einen Pulverwiderstand von 1,0 × 10³ Ω·cm bis 1,0 × 10⁹ Ω·cm besitzen.
Fixierelement nach Anspruch 1, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand Titanoxidpartikel sind, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung ausgesetzt worden sind.
Fixierelement nach Anspruch 7, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand Titanoxidpartikel sind, deren Oberflächen einer hydrophilen Behandlung mit Aluminiumoxid ausgesetzt worden sind.
Fixierelement nach Anspruch 2, wobei die Whisker mit mittlerem Widerstand Oberflächen besitzen, die einer hydrophilen Behandlung mit Aluminiumoxid ausgesetzt worden sind.
Fixierelement nach Anspruch 2, wobei die Whisker mit mittlerem Widerstand Whisker eines Metalloxids sind.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand oder die Whisker mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht in einer Menge von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Freisetzungsschicht enthalten sind.
Fixierelement nach Anspruch 11, wobei die Partikel mit mittlerem Widerstand oder die Whisker mit mittlerem Widerstand in der Freisetzungsschicht in einer Menge von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Freisetzungsschicht enthalten sind.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Freisetzungsschicht die Partikel mit mittlerem Widerstand oder die Whisker mit mittlerem Widerstand, und ein Fluorharz enthält.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Freisetzungsschicht einen Oberflächenwiderstand von 1,0 × 10³ Ω bis 1 × 10⁸ Ω und einen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10⁸ Ω·cm bis 1,0 × 10¹⁵ Ω·cm besitzt.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Freisetzungsschicht eine Schichtdicke von 1 μm bis 45 μm hat.
Fixierelement nach Anspruch 15, wobei die Freisetzungsschicht eine Schichtdicke von 3 μm bis 30 μm hat.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, das die Gestalt einer Walze hat.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, das die Gestalt eines Riemens besitzt.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, das die Gestalt eines Films besitzt.
Fixierelement nach Anspruch 1 oder 2, das eine Fixierwalze ist.
Fixieraufbau, umfassend ein Fixierelement, wie in einem der Ansprüche 1 bis 20 definiert, und ein Druckelement, das mit dem Fixierelement in Druckkontakt kommt, um einen fixierenden Spalt zu bilden, wobei; ein Aufzeichnungsmaterial, das darauf ein unfixiertes Tonerbild hält, durch den fixierenden Spalt geführt wird, so dass das unfixierte Tonerbild an dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird, um ein fixiertes Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu bilden.
Fixieraufbau nach Anspruch 21, wobei das Fixierelement eine Fixierwalze und das Druckelement eine Druckwalze ist.
Fixieraufbau nach Anspruch 21, wobei das Fixierelement ein Fixierfilm und das Druckelement eine Druckwalze ist.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend: ein bildtragendes Element, um darauf ein elektrostatisches latentes Bild zu halten; eine Aufladeeinrichtung, um die Oberfläche des bildtragenden Elements elektrostatisch aufzuladen; eine ein elektrostatisch latentes Bild erzeugende Einrichtung für das Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes auf der Oberfläche des somit aufgeladenen bildtragenden Elements; eine Entwicklungseinrichtung mit einem Entwickler, und durch die das auf dem bildtragenden Element erzeugte elektrostatische latente Bild entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen; eine Übertragungseinrichtung, um das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmaterial zu übertragen; und einen Fixieraufbau, durch den das auf das Aufzeichnungsmaterial übertragene und unfixiert bleibende Tonerbild fixiert wird, um ein fixiertes Bild zu erzeugen; wobei der Fixieraufbau der Fixieraufbau nach einem der Ansprüche 21 bis 23 ist.