JPH07500927A - オイル移転部材 - Google Patents

オイル移転部材

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JPH07500927A
JPH07500927A JP5507582A JP50758293A JPH07500927A JP H07500927 A JPH07500927 A JP H07500927A JP 5507582 A JP5507582 A JP 5507582A JP 50758293 A JP50758293 A JP 50758293A JP H07500927 A JPH07500927 A JP H07500927A
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ヘイハースト,ロバート
アラン,アンドリュー ミラー
ダウソン,キース
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ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ(ユーケイ)リミティド
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オイル移転部材 発明の分野 本発明は、普通紙コピー及びファクシミリ機械及びレーザープリンターを含む複 写機における融解ロールへの給油及び/又は拭き取り用のオイル移転部材として 、多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体を使用することに関する。
先行技術 普通紙複写機において、紙又はその他の記録媒体の表面に適用されるトナーの画 像は、熱及び圧力をかけて定着される。ある種の普通紙複写機においては、熱い 熱定着ロール及び圧力ロールの間に画像を有する記録媒体を通過させることによ り定着を行っている。この種の熱定着装置を用いるときは、トナー材料を直接ロ ール表面に接触させ、通常、トナーの一部をロール表面に付着させる。ロールを 更に回転させると、付着したトナー材料は、記録媒体に再沈着され、望ましくな い画像のずれ、しみ、又は汚れが生しる。或いは、ひどい場合には、この記録媒 体はロール上に付着したトナー材料にくっついて、ロールの周りに巻き付いてし まう。
これらの問題を党服するために、シリコーンゴム又はポリテトラフルオロエチレ ンのような良好な剥離性の材料が、しばしばロール表面に用いられる。熱定着装 置の性能は改善されるが、シリコーンゴム又はポリテトラフルオロエチレンの使 用のみては問題は解決されない。他のアプローチとして、トナー材料に、これが ロール表面に付着するのを防ぐ剥離剤を添加することかある。これらのオイルの 無いトナー材料は、熱固定装置の性能を改善するが、やはり、特に高速度型複写 機の場合においては、トナーの捕捉及び転写にまつわる問題を完全に取り除くわ けてはない。
ロールによるトナーの捕捉は、ロールの少なくとも一つの表面を液体剥離剤、例 えばシリコーンオイルで被覆することにより、抑制することができる。剥離液は ロール表面に均一に、正確な量で適用する事が重要である。液体の量が少ないか 、又は表面被覆が不均一であるときは、トナーがロールに捕捉されたり、再付着 したりするのを防ぐことは出来ないてあろう。一方、剥離液が過剰であると、シ リコーンゴムロール表面か膨潤し皺かより、許容できない品質のコピーを生ずる であろう。
剥離液を均一に計量し、複写機ロール表面に被覆する装置か、日本特許公開公報 62−178992に記載されている。これらの装置は、厚い多孔性材料に付着 したオイル透過制御層であって、前記多孔性材料が前記透過制御層へオイルを供 給する芯又は貯蔵体としての役割を果たすものからなる。前記透過制御層は、一 般には、シリコーンオイル及びノリコーンゴムの混合物に浸漬し、その後熱処理 して前記シリコーンゴムを架橋させた多孔性ポリテトラフルオロエチレンフィル ムである。透過制御層が付着するこの厚い多孔性材料は、一般には多孔性熱硬化 性樹脂発泡体又はNomex (商標)繊維、グラスファイバー、炭素繊維、ポ リテトラフルオロエチレン繊維、又はいずれかの他の耐熱繊維である。
シリコーンオイルを液体剥離剤として用いる従来の普通紙複写機は、一般にシリ コーンオイルを融解ロール上に被覆する手段、及びこのロールを拭いて望ましく ない付着)・カー、紙はこり及び他の望ましくないものを取り除く手段を持って いる。一つの特殊な型の機械においては、通常Nomexフェルトから形成され た貯蔵体芯と、これから融解ロールへのオイルの供給流を計量し、改善された耐 磨耗性及び分配特性を提供するカバー芯(cover wick)を備えている 。このカバー芯は一般にはNomex布である。しかしながら、このカバー芯は ほんの限られた寿命、一般には約60,000コピーを行うと交換が必要となる ような寿命しか持たないことが見いだされた。融解ローラーと同じ寿命を持った カバー芯の出現が望まれるであろう。
通常用いられている他の種の複写機においては、オイル被覆及び拭き取り機能は 、一般にNomex又はポリテトラフルオロエチレン繊維から形成されたある長 さのフェルトによって提供される。このロールは、一般には直径435mm、長 さ1.4mである。機械が複写している間、シリコーンオイルをいっばいに含ん だこのロールは、1時間当たり約2cmの速度で融解ロールを移動する。このオ イル供給ロールはシリコーンオイルを塗布する。また、融解ロールから掃除され た過剰のトナーは、オイル供給ロール上に取り上げられ、運び去られる。典型的 には、オイル供給ロールのフェルトは1m2当たり700gの重量を持ち、厚さ 1.3mmである。複写機の物理的制限により、このことはオイル供給ロール上 の材料の長さを約1゜4mに制限する。概して言えば、1m”当たり700gよ り軽くては、この目的に合う満足なフェルトを作ることは出来ない。従って実際 、オイル供給ロールを約10操作日毎に交換しなければならない。
英国公開特許出願2242431 (9106768,6)は、産業用フィルタ ーとして用いる為の、多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体を開示している 。この多孔性ポリテトラフルオロエチレン材料は、ポリテトラフルオロエチレン の粒子を融解して相互に結合した多孔性の一体の網を形成させて作る。この特許 の明細書の開示内容をここに含める。この明細書は特に水性スラリーのろ過に関 する。
本発明の目的は、適切なオイル保持特性及び交換の間のより長い寿命を保証する 高い機械的性質を有するオイル移転部材を提供することである。
発明の要約 概して言えば、本発明は、GB2242431に開示されているような多孔性ポ リテトラフルオロエチレン材料を、複写機における融解ロールの被覆又は拭き取 り用のオイル移転部材に用いることを企図するものである。この材料は、この用 途において出会う高温(約200°C)に耐えることかでき、優れた機械的性質 及び耐久性をを有する。
特に、本発明の一つの態様は、粒状ポリテトラフルオロエチレンを融解して相互 に結合させ多孔性の一体の網を形成してなる多孔性ポリテトラフルオロエチレン 構造体からなる、複写機中の融解ロールを被覆し又は拭き取るためのオイル移転 部材を提供する。
オイル移転部材として働くためには、この多孔性ポリテトラフルオロエチレン( PTFE)構造体は、一般にこの構造体を複写機内で支持する為の支持手段を含 む。カバー芯(cover wick)の場合には、この支持手段は、枠又はカ バ−8ストリップの両側に沿って延びる一対の平行な軸の形をしている。これに 代えて、前記多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体は、貯蔵材料に積層され 支持構造体として働きうる。この多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体は、 ロールの形に作られていてもよいし、オイル貯蔵材料(例えば、日本の62−1 78992又は多孔性セラミック)から形成されたローラー上に適用されてもよ く、これは随意にフェルトのカバーで覆われていてもよい。一般に、この多孔性 ポリテトラフルオロエチレン構造体はシート材料の形をしており、一般に50μ m〜750μm1特に100〜400μm、非常に特別に200〜500μmの 範囲の厚さを有する。
この多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体は、疎水性であるか、シリコーン オイルのような液体剥離剤に対して高い親和性を有する。このオイル移転部材が 融解ロールを被覆する為に用いられるときは、一般に剥離オイルを事前に含浸さ せて供給される。一般に、オイルは、オイル移転部材の全重量の20〜80重量 %、特に40〜60重量%を占める。そのようなオイル保持容量を得る為に、こ の多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体は、通常、比重0. 8〜1. 8 、典型的には0.9〜1.2を有する。これに比較して、純粋な非孔質PTFE は比重2.16である。
好ましくは、この多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体は、どんな充填剤も 含まない。それは、これらは一般に鉱物質であり、研磨性であり、融解ロールを 損傷するからである。
このオイル移転部材の拭き取り能力を改善するために、この多孔性ポリテトラフ ルオロエチレン構造体は、やや凹凸のある表面のきめを有することか好ましい。
この表面のきめは、多孔性PTFE構造体を作りだすために平滑な表面上にスプ レーすることにより得ることができる。スプレーと熱処理の後、この多孔性PT FEHIl造体を基体から剥かせは、基体側が平滑で、他の側がスプレー法の結 果、きめの粗くなったシート材料か得られる。使用のときは、きめの粗い表面を フ十トコピアに隣合うように置く。
きめの粗い表面か基体に面するシートの側に作られるように、尾根、谷、鋸歯状 刻目、多数の突起等のエンボス模様を有する基体上にスプレーすることによって もきめの粗い表面が得られる。
前記多孔性PTFE構造体上に粗い表面を作り出す為に、材料の塗布を律動的に 行うこと、例えば振動するドクターブレードを用いるような他の方法も用いるこ とができる。これに代えて、PTFEの表面は、例えばエンボスロールのニップ を通すことにより機械的にエンボスすることができる。
他の態様において、きめは、前記PTFEの表面に適当な材料(例えば、Nom ex布)を張り付けることにより作られる。
きめの粗い表面は用いられなかった物質を複写機の表面から拭い取り、粗い表面 模様の中の窪み中に取り去る様に作用する。本発明の多孔性ポリテトラフルオロ エチレン構造体は、従来の材料に較べて、優れた耐磨耗性を提供し、繊維を落と すことがない。給油ロールの場合には、この多孔性ポリテトラフルオロエチレン 構造体は、従来のフェルトより薄くすることができ、これによって長いものとす ることができ、一方では同じ給油特性及び拭い取り特性を維持することができる 。ローラーの摩擦抵抗も減る。
この多孔性ポリテトラフルオロエチレン構造体は、特許明細書GB224243 1に記載されているようにして作ることができる。
粒状ポリテトラフルオロエチレンの異なった大きさの粒子の混合物からこの構造 体を作るのが好ましい。周知のように、PTFEは、所謂[粒状PTFEJ及び 所謂「微粒状PTFEJの2つの異なったタイプが作られる。これらの材料は全 く異なった性質を有し、本発明は前者に関する。本発明に用いるに特に有用な製 品は、40〜60%のテフロン(商標)樹脂グレード7A、及び40〜60%の テフロン樹脂グレード9Bを含む。テフロン樹脂グレード7A及び9BはDu  Pont 5peciality PolymersDivision、Wil minton、 U、S、A、から入手可能である。この多孔性ポリテトラフル オロエチレン構造体は、通常、基体、例えばセラミックタイル又は金属シートの 上にスプレーすることにより調製される。
好ましい態様の詳細な説明 次に、本発明の具体例を、実施例によってのみ説明する。
添付の図面は、複写機に用いられる種々の従来の融解ロール装置に本発明のオイ ル移転部材を取り付けたものを模式的に示したものである。
図1は、従来のPTFEで被覆した融解ロール2及びシリコーンゴムて被覆した ロール4を示しており、これらロールはスプール8に巻かれた多孔性PTFEの オイル含有給油ロール又はウェブ6により給油され且つ拭き取られ、この給油ロ ール又はウェブ6は加圧ローラー10.12の周りを通過して巻き取りスプール 141−に至る。
図2は、オイルか給油機構16により多孔性PTFE給油ロール又はウェブに塗 られること以外は同様な装置を示す。
図3は、従来のPTFEで被覆した融解ロール2及びシリコーンゴムて被覆され たロール4を示しており、これらにシリコーンオイルか供給機構16、貯蔵体芯 26、及びノコバー芯(cover wick)20か塗布される。このカバー 芯は多孔性PTFEから形成されており、一対の軸22.24上に支持されてい る。
図4は、従来のPTFE被覆融解ローラー2上にオイルを分配するためにローラ ー30を使用するところを示している。これに代えて、それはシリコーンゴムて 被覆したローラー4と接触していてもよい。このローラーは多孔性PTFE被覆 を持っている。このローラーは予め給油されていてもよく、又はオイルはオイル 供給機構によってローラーの中心に供給されてもよい。
図5は、レーサープリンター装置を示す。溝42中のオイル含有フェルト40は 従来のPTFEで被覆された融解ロール2にオイルを供給する。このフェルトは 、それに積層された多孔性PTFE被覆を持っている。この発明の特別の実施例 を次に説明する。
実施例1 (カバー芯) (1)従来のKodack Ektoprint 8507tl−コピア中の融 解ロール装置用のオイル装置は、1平方メートル当たり1600gで、厚さ約1 6mmのNomexフェルトから形成された貯蔵体、及び1平方メートル当たり 400gのNomexフェルトに、このカバー芯を融解ロールに当てて配置する (即ち、図3のよ(a)前記カバー芯を取り除き、厚さ380μm、多孔度約5 006及び密度1g/c、c、の多孔性ポリテトラフルオロエチレンシーl−材 料ストリップを、使用中に融解ローラーに接触するように、Nomexフェルト を横切る側棒にくっつけた。この多孔性ポリテトラフルオロエチレントオ料は、 特許明細書GB224243+の例1に従って製造されたテフロンダレ−1’  7 A 5096及びテフロンクレーF’ 9 B 5006からなる。前記K odack Ektoprint 850フすトコピー機を連続的に7日運転し た後、この機械を停止し、カバー芯を点検した。この期間中に、約120,00 0のコピーを作った。この芯を点検すると、この多孔性ポリテトラフルオロエチ レンノートに何らの損傷もなく、繊維の落下もなかった。
その後、この機械の運転を続け、全体で約300,000のコピーを作った後P TFEカバー芯は側棒の所て破れ機械的に破損した。
従来の芯は通常160〜220.000コピーの間持続する。
(b)更に試験して、従来のカッ\−芯を同し多孔性PTFE材料に置き換えた 。但し、この場合、この多孔性PTFEシートを、グラヒア印刷されたポリイミ ド接着剤(三菱△310) /々ターンを用いて織られたグラスファイバー布に 接着した。このポリイミド接着剤は180〜200°Cに耐えることができる。
このフ才l・コピアは1.000,000コピーを作った後カバー芯か破損した 。
(2)ゼロックス5046フオトコビアを用いて更に試験を行った。
この場合、」二連の多孔性PTFEソートを、織られたNomexScrimに 接着し、カバー芯を作った。この接着剤はグラビア印刷パターンを持ったポリイ ミド接着剤(三菱A310)であった。
350.000のコピーを作った後融解ローラーと共に取り替えたとき、このカ バー芯は依然として無傷であった。従来の織られたNomexカバー芯は通常、 たったの60,000コピーを作ることかできるたけである。
実施例2(給油ロール) 従来のSiemens ND2フォトコピー機は、融解ロールにノリコーンオイ ルを給油し、またそれを拭き取って清浄にする(図1のように)オイル含有給油 ロールを持つ。従来のロールは、1平方メートル当たり700gで、厚さ1.3 mm、輻435mm、長さ1゜4mmのPTFEフェルトて形成されている。こ のフェルトはベークライトのスプールに巻かれ、このロールは全直径約63mm であるか、これはこのフォトコピー機の構造上杵される最大のものを表している 。この給油ロールは複写操作1時間当たり2cmの速度で進行し、これは融解ロ ールに1.06g/hrを分配する。典型的には、このロールは1か月に3回取 り替える必要かある。
本発明に従って、従来のロールを同し幅の(例1に示したのと同し組成の)多孔 性ポリテトラフルオロエチレン材料のロールで置き換えた。この多孔性ポリテト ラフルオロエチレン材料は厚さ375μm、重量375μm/m2、長さ42メ ートルで回し直径63mmのロールであった。これは従来のロールの3倍の長さ である。二の給油ロールを複写操作1時間当たり2cmで進行した。このロール はノリコーンオイル0.8g/ccを含み、融解ローラーに1.6g/ hrを 供給した。
この試験の間、この多孔性ポリテトラフルオロエチレン材料はオイルをよく移転 し、よく拭き取り、−貫して高品質のプリントを作った。目に見えるような磨耗 も材料の落下も無かった。従って、従来の材料に較へて、本発明のオイル保持ロ ールから少なくとも3倍の寿命(30日の操作まで)を得ることが可能である。
実施例3(薄い給油ウェブ) 成る種のキャノン、ゼロックス、ミノルタ及びコニカのフォトコピアは、Nom exの薄いウェブ及び重量25〜35g/m2、厚さ0.060〜0.080m mのポリエステルを用いている(図1に示すように)。長さ10〜13mのウェ ブをメタルコア上に巻き(ロール直径31.5mm)、平均31g/m2のシリ コーンオイルを含浸させる。このウェブを複写機操作時間1分当たり約2mmで 進行させ、融解ロールにO,018gを分配する。
(a)本発明によれば、標準のウェブを比較的長さの短い例1の組成の多孔性ポ リテトラフルオロエチレンフィルムで置き換える。
このフィルムは重i 125 g/m2及び厚さ0.125mmを有する。
このロールの最終直径(31,5mm)ではコア上に7.2mのフィルムか巻け る。このフィルムは従来のウェブの2倍のオイルを保持てき、従って半分の速度 、即ちI mm/分て進行させることかできる。
これは、従来のウェブの寿命96時間に較へて、長いフィルム寿命時間120時 間を与える。このフィルムは、また、より良いオイル保持性を持ち、オイルの滴 下を防止し、良好なトナー及び紙埃の吸着性を与える。比較的高い融解温度を用 いることかでき、摩擦抵抗か減る。
(b)本発明の他の態様において、ゼロックスフォトコピア中の前記elの薄い ウェブを、実施例1の組成のPTFEフィルムで置き換えた。厚さは0.13m mであった。この寿命は、従来のウェブのそれの約4倍であることか見いだされ た。
(c)他の態様において、Siemens ND2フォl−コピー機中のNom exを、例1と同しPTFEのシートであって、その前面(即ち、融解ロールと 接触している面)に織られたNomex布の層を結合したもので置き換えた。こ の材料は良く機能し、従来のウェブの少なくとも3倍の寿命を持っていた。
実施例4 (レーザープリンター) 従来のレーザープリンターは、給油及び拭き取り機構どして、正方形断面の長い Nomexフェルト、典型的には2cmX 2cmX 40cmのちの(図5参 照)を用いる。そのようなNomexフェルトは、従来、繊維の落ちかあり、油 が無くて乾燥して運転され、それらの稼働寿命の終わりへと進んだものてあった 。
例1て用いたのと同じ多孔性ボリテ1〜ラフルオロエチレンの表面シートをNo mexフェルトの表面上に積層することにより、本発明のオイル移転材料を作っ た。この材料の寿命は、従来の材料か8o、oooコピーであるのに較へて、2 50,000コピーであった。
この材料は、レーザープリンターの被覆/拭き取り部材としてオイルを含浸して もよく、又は拭き取り材として乾燥して用いてもよい。
国際調査報告 PCT/GB9210195B フロントページの続き (72)発明者 タウリン、キース イギリス国、ランカシャー オーエル138エイチビー、ペイカップ、バンクサ イトレーン 148

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.粒状ポリテトラフルオロエチレンを融解して相互に結合させ多孔性の一体の 網を形成してなる多孔性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)構造体からな る、複写機の融解系中のロールを被覆し又は拭き取るためのオイル移転部材。
  2. 2.前記多孔性PTFEが比重0.8〜1.8である請求の範囲1の部材。
  3. 3.前記多孔性PTFEが比重0.9〜1.2を有する先行のいずれかの請求の 範囲の部材。
  4. 4.前記多孔性PTFEが実質的に鉱物質に源を有する充填材を含まない先行の いずれかの請求の範囲の部材。
  5. 5.前記多孔性PTFE構造体が、使用中に前記融解系におけるロールと接触す るように適合された表面上に凹凸のある表面のきめを有する先行のいずれかの請 求の範囲の部材。
  6. 6.前記PTFE部材がスプレー堆積により作られた、先行のいずれかの請求の 範囲の部材。
  7. 7.前記多孔性PTFE構造体がシート材料の形をしている先行のいずれかの請 求の範囲の部材。
  8. 8.前記PTFEシート材料が織布又は不織布の裏打ちで積層されている請求の 範囲7の部材。
  9. 9.前記PTFEシート材料が、厚さ50〜750μmである請求の範囲7又は 8の部材。
  10. 10.剥離オイルで事前に含浸されている先行のいずれかの請求の範囲の部材。
  11. 11.前記剥離オイルがこの部材の20〜80重量%を占める請求の範囲10の 部材。
  12. 12.シート材料を巻いたロールである先行のいずれかの請求の範囲の部材。
  13. 13.カバー芯である先行のいずれかの請求の範囲の部材。
  14. 14.前記多孔性PTFE材料を外側層に有するローラーの形をしている請求の 範囲1〜11のいずれかの部材。
  15. 15.前記多孔性PTFE材料を積層してなるオイル貯蔵体材料を含む請求の範 囲1〜11のいずれかの部材。
  16. 16.粒状ポリテトラフルオロエチレンを融解して相互に結合させ多孔性の一体 の網を形成してなる多孔性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)構造体から なり; 前記多孔性PTFEは実質的に鉱物質に源を有する充填材を含まず;そして前記 多孔性PTFE構造体が、使用中に前記融解系におけるロールと接触するように 適合された表面上に凹凸のある表面のきめを有する、複写機の融解系中のロール を被覆し又は拭き取るためのオイル移転部材。
  17. 17.その中の融解系中のロールの被覆又は拭き取り用のオイル移転部材を含む 複写機であって、前記オイル移転部材は、粒状ポリテトラフルオロエチレンを融 解して相互に結合させ多孔性の一体の網を形成してなる多孔性ポリテトラフルオ ロエチレン(PTFE)構造体からなる前記複写機。
  18. 18.粒状ポリテトラフルオロエチレンを融解して相互に結合させ多孔性の一体 の網を形成してなる多孔性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)構造体を用 意し、 前記多孔性PTFE構造体を前記複写機の融解系中の前記ロールと接触させ、そ して 多孔性PTFE構造体が、ロールをオイルで被覆するのに、及び/又はロールか ら過剰のオイルを拭き取るのに有効であるように複写機を運転することを含む、 複写機の融解系におけるロールを被覆し又は拭き取る方法。
  19. 19.複写機の融解系における、ロールを被覆し又は拭き取るためのオイル移転 部材の為の、粒状ポリテトラフルオロエチレンを融解して相互に結合させ多孔性 の一体の網を形成してなる多孔性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)構造 体の使用。
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