JPH0876625A - シリコーン及びバイトンの定着ローラ - Google Patents

シリコーン及びバイトンの定着ローラ

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JPH0876625A
JPH0876625A JP7216276A JP21627695A JPH0876625A JP H0876625 A JPH0876625 A JP H0876625A JP 7216276 A JP7216276 A JP 7216276A JP 21627695 A JP21627695 A JP 21627695A JP H0876625 A JPH0876625 A JP H0876625A
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roll
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fuser
heated
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命の熱および圧力ロール定着器を提
供する。 【解決手段】 本発明のロール定着器は、加熱される定
着ロールが2つのエラストマー層を備えた固いコアを有
することを特徴とする。外側のエラストマー層は、優れ
たトナー剥離および優れたコピー質特性を提供する。も
う一方のエラストマー層は、用紙の端部の接触による磨
耗に対して高い抵抗を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真印刷機用
の熱および圧力定着器に関し、特にエラストマーの表面
に接触する用紙の端部の作用を最小にする定着ロール構
造に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】代表的な電子写真印刷
工程において、光導電部材は、その表面が感光性をもつ
ように、実質的に均一な電位に荷電される。光導電部材
の荷電部は露光され、照射された領域における電荷を選
択的に消散する。このことにより、静電潜像が光導電部
材上に記録される。静電潜像が光導電部材上に記録され
た後に、現像剤を接触させることにより、潜像が現像さ
れる。一般に、現像剤は、キャリア粒子に摩擦電気的に
付着しているトナー粒子を含む。トナー粒子は、キャリ
ア粒子から潜像に引き付けられ、光導電部材上にトナー
・パウダーの像を形成する。トナー・パウダーの像は、
その後光導電部材からコピーシートに転写される。トナ
ー粒子は加熱され、パウダーの像をコピーシートに永久
的に定着する。支持部材上にトナー剤を熱により永久的
に固着または定着させるために、トナー剤の成分が合着
し粘着性となるところで、トナー剤の温度を高める必要
がある。この処理は、トナーを支持部材の繊維や細孔に
流れさせ、またはその表面に流れさせる。その後、トナ
ー剤が冷却されると、トナー剤は固体となり、支持部材
に固く付着される。
【0003】トナー剤の像を支持用紙上に熱的に定着さ
せる一つのアプローチは、少なくとも一つの内部が加熱
された対向する一対のローラ部材の間に、トナー像が定
着されていない用紙を通過させることであった。このタ
イプの定着システムの動作中、トナー像が静電的に付着
された支持部材は、ロール間に形成されるニップを通し
て移動され、ニップ内のトナー像を加熱する効果によ
り、トナー像が加熱された定着ロールに接触する。加熱
された定着ロールは、通常トナー像を、例えば平らな用
紙上に接触させるロールである。とにかく、定着部材に
対するトナーのオフセットを妨げるために、トナー像に
接触するロールに、非付着性材料を与えなければならな
い。そのような目的のために通常用いられる二つの材料
は、バイトンおよびシリコーン・ラバーである。バイト
ン定着ロールは、トナー中のDDAMSおよびCPCに
よる硬化および化学的劣化に敏感である。シリコーン・
ラバーは、同じ問題を有するものではない。シリコーン
材料が定着ロール上のコーティングとして用いられる
と、その剥離およびコピー質特性が長時間維持される。
しかしながら、用紙の端部による磨耗は、シリコーン・
ラバーで覆われたロールの有効寿命を制限する。特に、
より有効な用紙の端部の整合を行う装置において、この
ことは重要となる。従って、用紙の端部による磨耗は、
用紙の端部の整合機構の特性に依存して、装置間で大き
く相違する。例えば、シリコーンコーティングされた定
着ロールを使用する一つの装置において、定着ロールの
有効寿命を越える前に、百万枚のコピーの定着が可能で
あった。別の装置においては、端部による磨耗が定着ロ
ールの有効寿命を、コピー十万枚に制限した。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明において、多層定
着ロールを提供する。定着されるべきトナー像に接触す
る一つの層は、優れた剥離およびコピー質特性を示す
が、所望の摩擦抵抗特性を示すものではない。別の層
は、層に接触するトナー像と定着ロールの固いコアの間
に配置され、優れた摩擦抵抗特性を示す。材料のそのよ
うな組合せは、シリコーン・ラバー・ロールよりもかな
り長い寿命を示す定着ロール構造を提供し、所望の剥離
およびコピー質特性を示す。本願で開示される定着ロー
ルの外層がすり減り、露出する時、定着ローラの摩擦抵
抗層の性能は悪影響を受けず、長い所望の寿命は短くさ
れない。これは、トナー像が、所望の剥離およびコピー
質特性を示す材料に接触しており、同時に摩擦抵抗材料
の存在が、端部による磨耗現象を阻止するためである。
摩擦抵抗材料は、満足な定着動作に要求される整合性を
提供する。本発明の他の特徴は、以下の説明および図面
を参照することにより明白となるであろう。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は、符号10で示される熱お
よび圧力定着器を開示する。定着器は、加熱されないバ
ックアップ・ロール構造14と協動する加熱されるロー
ル構造12を備え、既知の方法で形成されるトナー像2
0とともにコピー用紙が通過するニップ16を生成す
る。トナー像20は加熱されたローラ構造と接触する
が、ロール構造間には既知の方法で力がかかり、圧力が
生成され、それらの間にニップ16の形成により加熱さ
れたロール構造によるバックアップ・ロール構造の変形
が生じる。用紙がニップの外にでる時、複数の(一つの
み図示)エア・ストリッピング装置22により、加熱さ
れたロール構造から用紙ははぎ取られ、その後、(定着
器10が用いられるべきである)装置の出口(図示せ
ず)に向かって所定の経路に沿って自由に移動できる。
接触温度センサ24がロール構造12の表面温度を検知
するために提供され、従来の回路(図示せず)に関連し
て、例えば191−204°C(375−400°F)
のオーダの所定の値に表面温度を維持する。
【0006】加熱されたロール構造12は、中空部に配
置される輻射石英ヒータ28を有するコアすなわち中空
円筒26を備える。前述の回路により適切に加圧された
時、加熱素子が円筒に熱を輻射し、それから熱は、ロー
ル構造12の0.0076cm(0.003インチ)の
厚さを有するシリコーン・ラバーを好適に備える外層3
0の外表面に伝導される。内層31は、コア26および
外層30に接着し、バイトン(ビニリデンフッ化物とヘ
キサフルオロプロピレンの共重合体に基づいたフルオロ
エラストマーのイーアイ.デュポン・ニュムール社(E.
I. du Pont Nemours & Co.)の商標)を備える。本発明
によると、定着ロールすなわち加熱されたロール構造1
2は、既知の方法でお互いに接着されることができるエ
ラストマーの材料の別個の層を有する。二層配列は、次
にコア26に適当な方法で接着される。シリコーン・ラ
バーは、優れたトナー剥離およびコピー質特性を提供
し、一方でバイトンは優れた摩擦抵抗特性を提供し、コ
ピー用紙の端部に接触する材料の磨耗を阻止する。動作
中、シリコーン・ラバーは、図3の符号33に示される
ように、用紙の端部に接触してすり切れる。シリコーン
・ラバーの磨耗がこの程度に達すると、用紙の端部はバ
イトンの材料に接触する。バイトンは、用紙の端部に接
触すると、大きな摩擦抵抗を示す。従って、磨耗速度
は、シリコーン・ラバーのみが使用される定着ロールと
比較すると大幅に減少する。また、トナーの剥離および
コピー質は、トナー接触材料としてバイトンのみを用い
て得られる場合よりも優れている。磨耗領域の剥離は、
その領域においてトナー粒子が最小であるために、限界
とはならないことが理解される。
【0007】バックアップ・ロール構造14は、例えば
エチレン、プロピレンおよび少量の非共役ジエンである
立体特異線状ターポリマーに基づくエチレン−プロピレ
ン・ターポリマーとして知られるエラストマーのような
変形しうる材料の比較的厚い層34が接着される固体金
属コア32を備え、該ターポリマーは、層がPFAの薄
いオーバーコートを支持するEPDM(エチレン−プロ
ピレン−ジエン ターポリマー)と通常呼ばれるもので
ある。バックアップ・ロール構造の構成により、所要の
圧力がローラ間にかけられる時、バックアップ・ローラ
は激しく加熱されたロール構造により変形させられ、こ
の圧力は、ニップ16の所望の長さに相応する所望の変
形の関数である。層30が非付着性を示す傾向があり、
そのためにトナー材料20に対して低い親和力を示す間
は、油溜め38に含まれる剥離剤36で層をコーティン
グするのが望ましいことが分かってきた。剥離剤36
は、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、ア
ミノ基、イソシアネート基、チオエーテル基、またはメ
ルカプト基のような官能基を有するポリマーの剥離剤を
含む。加熱されたロール構造12をコーティングするた
めに、機構40を利用する剥離剤が提供される。機構4
0は、ドーナ・ロール42、計量ロール44、ドクター
・ブレード46およびウィック48を備える。
【0008】計量ロール44は、部分的に剥離剤36に
浸され、ドーナ・ロール42に接触して回転可能に支持
され、ドーナ・ロール42は加熱されたロール構造12
に接触するように支持される。ロール42および44の
回転方向は、油溜めから加熱されたロール構造12の表
面に剥離剤36を運ぶ経路を提供する向きである。計量
ロールは、好適には4−32AA仕上げを有する表面を
鋼とするロールである。計量ロールは、1.9cm
(0.75インチ)の外径を有する。上述のように、計
量ロールは回転可能に支持され、その回転は、回転可能
に支持されたドーナ・ロール42を介して、駆動される
加熱されたロール構造12によって得られる。この方法
によって計量ロール44の回転を(加熱されたロール構
造12に対する実際の入力トルクで)行わせるために、
ドーナ・ロール42は変形可能な層49を備え、層49
は、計量ロールとドーナ・ロールとの間に第1ニップ
を、またドーナ・ロールと加熱されるロールとの間に第
2ニップを形成する。ニップ50と52は、ロール間に
十分な剥離剤を移動させる。適切なニップ長は0.25
4cm(0.10インチ)である。ウィック48は、全
体を剥離剤中に浸され、計量ロール44の表面に接触す
る。ウィックの目的は、ロール44の回転中にその表面
に大気層が生成されるのを防ぐエア・シールを提供する
ことである。もしウィックがそのように機能しなかった
としたら、大気層が剥離剤に浸されたロール表面と同一
空間を占めるため、計量ロールと剥離剤との接触が妨げ
られることになる。
【0009】好適にはバイトンにより製造されるワイパ
ー・ブレード46は、横断面が1.91×0.318平
方センチメートル(3/4×1/8平方インチ)であ
り、計量ロールと同一の空間を占める長さを有してい
る。ブレードの端部は、計量ロールに接触しており、
0.00254−0.0254cm(0.001−0.
010インチ)の半径を有している。ブレードは、ロー
ル44により引き上げられた剥離剤を所定の厚さに計量
するように機能し、その厚さは、コピー毎の剥離剤の消
費が数マイクロリットルとなる量となる。計量ロールの
外径が1.9cm(0.75インチ)である時には、ド
ーナ・ロール42の外径は2.065cm(0.813
インチ)である。別の径の組合せでも満足のいく結果が
得られることは理解されよう。例えば、ドーナ・ロール
および計量ロール用に3.81cm(1.5インチ)の
径のロールが使用されてきた。ドーナ・ロールの変形可
能な層49は、好適にはシリコーン・ラバーを含んでい
る。しかしながら、他の材料も同様に使用可能である。
数ミルのオーダーの薄いスリーブ54は、ロール42の
最も外部の表面を構成し、該スリーブの材料はテフロン
(Teflon)である。ドーナ・ロールはスリーブ54なしで
も使用されることが可能であるが、スリーブが使用され
ると、加熱されたロール12上のリントのような異物が
計量ロール44に移送されにくくなることが分かってい
る。従って、油溜め中の材料は、そのような異物により
汚染されなくなる。
【0010】本発明は、トリレベル印刷に関連して説明
されてきたが、そのタイプのものに本発明を制限する意
図ではないことは理解されよう。一方、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神および範囲に含まれる全ての
変更およびそれと均等なものは、本発明の意図する範囲
に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱および圧力定着器を示したものであ
る。
【図2】本発明による新規な材料の層の構成を有する定
着ロール構造の平面図である。
【図3】用紙の端部が接触することによりすり切れた上
層の状態を示した拡大断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂のトナー像を定着器におい
    て用紙に定着させる多層定着部材であって、ポリマーの
    剥離剤が前記定着部材の表面に適用され、前記定着部材
    が、 コア部材と;前記コア部材に接着され、優れた摩擦抵抗
    を有する材料からなる第1の層と;前記第1の層に接着
    され、前記定着部材の最も外部の層を形成する、優れた
    トナー剥離およびコピー質特性を備えた材料からなる第
    2の層を有する多層定着部材。
  2. 【請求項2】 熱および圧力定着器であって、 加熱される定着部材と;前記定着部材と協動して、トナ
    ー像を伴う用紙が通過するニップを形成し、前記トナー
    像を前記加熱される定着部材と接触させる圧力部材と;
    コア部材と;前記コア部材に接着され、優れた摩擦抵抗
    を有する材料からなる第1の層と;前記第1の層に接着
    され、前記定着部材の最も外部の層を形成する、優れた
    トナー剥離およびコピー質特性を備えた材料からなる第
    2の層を有する熱および圧力定着器。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂のトナー像を用紙に定着さ
    せる方法であって、加熱された多層定着部材の表面上に
    ポリマーの剥離剤の膜を形成し、前記定着部材はコア部
    材上に、第1の層と第2の層を順に備えており、 前記第1の層は、前記コア部材に接着され、優れた摩擦
    抵抗を有する材料からなり、 前記第2の層は、前記第1の層に接着され、前記定着部
    材の最も外部の層を形成する、優れたトナー剥離および
    コピー質特性を備えた材料からなることを特徴とする方
    法。
JP7216276A 1994-09-01 1995-08-24 シリコーン及びバイトンの定着ローラ Withdrawn JPH0876625A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/299,386 US5601926A (en) 1994-09-01 1994-09-01 Heat and pressure fuser and silicone/viton fuser roll therefor
US08/299386 1994-09-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0876625A true JPH0876625A (ja) 1996-03-22

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ID=23154560

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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US5601926A (en) 1997-02-11

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