JPS5938775A - ロ−ル定着装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は、一般にゼログラフィー複写機、より詳細には
表面に剥離液を有する加熱され比定ｊｆ用部材に直接接
触させることによって個々の熱可塑性トナーを熱と圧力
により定着させる装置に関するものである。

従来技術 ゼログラフィー処理においては、一般に、感光性部材の
上に複写すべき原稿の光像を静電潜像の形で記録し、続
いてトナーと一般に吋・ばれる検電性記録粒子を接触さ
せることによって潜像をｎｊ視化する可視化されたトナ
ー像は、感光性部材の上に直かに定着させることもで勇
るし、あるいｔまその部材から別の支持部材たとえば普
通紙のシートに転写することもできる。

次に、像は、種々の方法の１つ、たとえば炉と圧力を加
えることによって支持部材上に定着される。

熱と圧力によって支持部材上に検電性トナー粒子を定着
すなわち融着させるには、トナー材料の温度を、トナー
材料の組成物が融合して粘着性をもつようになる点まで
上昇させ、同時に圧力を加える必要がある。これの作用
により、トナーはある程度流動して表面の繊維または支
持部材の小孔に入り、その後、トナー材料が冷却すると
トナー材料が凝固して、トナー材料は支持部材に堅固に
結着する。ゼログラフィー記録法および電子写真記録法
の双方において、熱エネルギーと圧力を使ってトナー像
を支持部材に定着させることは、以前よりよく知られて
いる。

検′亀性トナー像を支持部材上に熱と圧力で定着させる
１つの方法は、表面にトナー像を有する支持部材を、少
なくともその１つが内部から加熱されている／対の向い
合ったロール部拐間を通過させるものである。この種の
定着ＫＷの動作中、トナー像が静電気的に付着している
支持旧材は、ロール間に形成されたエラグを通って進み
、そのときトナー像が定着ロールに接触してニップ内で
トナー像が加熱される。トナーに伝わる熱を制御すれは
、正常の状態ではコピーシートから５′ｉ１着ロールへ
トナーが転移することは、はとんど起らない。

これは、ロールの表面温度がトナーの「、１．温転移」
湯度以上に上昇するにはロールの表面に加えられる熱が
足りないためである。「品温転移」温度においては、ト
ナー像区域のトナー粒子が液状になシ、溶けたトナー内
で分離作用が起って「同温転移」が生じる。この分離作
用は、ねはねばしたトナーを一体に保持する凝集力が、
接触している表面たとえば定着ロールにトナーを転移さ
せようとする付眉力よりも小さいときに起る。

しかし、ときＫは、ロール表■１の性質に欠陥があって
ロール表面に十分な熱が加わらないために、あるいは通
水はトナー粒子をコピーシートに保持する静電気力がト
ナー粒子をコピーシートに十分に付着させていないため
に、トナー粒子が足眉ロールに転移することがある（す
なわち、低部転移）。

そのような場合には、トナー粒子は足看ロールへ転移し
、次に、ニップにコピーシートがない間にバックアップ
ロールへ転移することがある。

さらに、トナー粒子な、両面コピー金冗尤するＶＩＡに
、あるいは単に袂写機の周囲物から定着ロールお工び（
またはンパツクアツｆロールへ転移スることがある。

以上の問題、行に、いわゆる「転移」と叶はれるものを
できる限シ少なくする７つの方法は、定着ロールに商標
テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ　）　　として昇られるテトラ
フルオロエチレンの外（ｌｌｊ表面すなわち被覆を設け
、そこに剥離液たとえはシリコン油を塗付することであ
る。テフロンの厚さは舷ミル（２！；　、　Ｑ　ミクロ
ン）程度であり、油膜の厚さは７ミクロン以下である。

シリコンをペースとした油（ポリジメチルシロキサン）
ハ、比較的低い表面エネルギーを有しており、加熱され
た足看ロールの外側表面をテフロンが構成している状況
において使用するのに適当な物質であることが判った。

実際にな、ロール表向と支持部材上に支持されたトナー
像との間に境界面が形成されるように、加熱されたロー
ル表面にシリコン油の薄いノ曽が塗付される。この結果
、トナーが５ｉＬ４０−ルのニップを通過するときトナ
ーに低い表面エネルギ一層が提供されるため、トナーが
定着ロールへ転移することは防止される。

上記形式の定着ロール構造は、剛体の芯すなわち基体に
、粘着性のない材ｆ１の固体層、たとえは前述のような
固体のテフロン外側表面すなわち被咬を貼り付けて表作
される。

加熱された定着ロールに、よって融層すなわち定着され
た、少なくとも認識されｆｃ像画宵を改善するいくつか
の拭みにおいて、そのようなロールに、シリコンゴムす
なわちピトン（Ｖｌｔｏｎ、フッ化ビニリデンとへキサ
フルオロプロピレンの共Ｍ合体をペースとする一連のフ
ルオロエラストマーのためのデュポン社の１１ｆｉ標）
からなる順応性のある我面が設けられた。テフロンで抜
機された定着ロールの場合と同様に、転移をできる限り
少なくし、かつ剥離を容易にするため、シリコンゴムす
なわちビトンの表面に剥離液たとえばシリコン油が塗付
された。たとえは、米国特許第３．９１．Ｉｔ、７３７
号を参照されたい。

定着装置がシリコンゴムすなわちビトンにシリコン油を
塗付するようになっているものである場合ンよ、一般に
低粘度のシリコン油（すなわち／Ｑθ−／θ００　ｃｓ
（センチストークス）程度）が使用された。

最ノ１になって、官能性シリコン油（すなわち、全組の
、または金属を含む表面と化学的に相互作用をする油）
が、定着ロールに対する刺部「被膜として使用できるこ
とが発見された。これらの物質は、通常の非官能性シリ
コン油に比べて熱に対し不安定であるとみなされており
、したがって、その取扱いに特に待機モードにおいて相
当注意する必要がある。たとえば、官能性剥離液を加熱
された定廁ロールに塗付する従来の方法（すなわち、高
温の足府ロールが液溜内で剥離液に接触し、次ＫｆＬ／
−ｒで計量する）は、この種の剥離液の寿命を縮めるこ
とが判った。

発明のａ要 加熱された定着ロールに官能性シリコン油を計量する本
装置は、前述の問題全解決しており、米国特許ダ、ａ／
ダ、、ｔ４’９号に記載されているように、熱絶縁性の
変形可能な材料、たとえばシリコンゴムから作られた供
給ロールを備えていて、散溜に入っている供給用剥離液
に接触している計量ロールから加熱された定着ロールへ
官能性剥離液を運ぶ。＝１惧ロールに接触した状態で支
持された計量ブレードは、剥離ａを計量用ロール上に、
／コピー当り／μｔの油が分散するような厚さにＩｔ量
する。従来の市販されている剥＝＋＋液取級装置〜′４
の例においては、これまで、計量ブレードの刃先の清掃
に、比較的さらさらしている計量ロールに依存してきた
。比較的平滑な計知ロールを便用すると、言１１ブレー
ドの刃先またはその附近に果Ｃ（した紙等の残留物によ
って、計量ロールひいては加熱された足層ロールへのリ
リース液の計量が不均一になる（すなわち、肋状になる
）ほか、油の消費量が増えることが判った。

要約すると、本発明によれは、計量グレードの刃先また
なその附近に集積した紙等の残留物による問題は、計量
グレードが肘用、ロールの表面に順応でさる程度の浅い
らせん溝を計量ロールの表面に設けることによって解決
された。らせん溝を形成している一方の壁はブレードに
対しスクレーパとして作用し、そこから残留物をかき取
シ、それをロールの縦軸に沿ってロールの一方の端へ移
動させる。溝全形成しているどちらの壁でも計量ブレー
ドに対しスクレーノやとして働くことができるように、
計量ロールを支持することができる。

以下、図面全参照して本発明の好ましい実施例について
説明する。まず、第１図は、改良されたロール足着装置
１０を示す。定着装置は、加熱されないバックアップロ
ール構造体１４と共同してニップ１６を形成する加熱さ
れたロール’ｒＭ造体１２を有しておシ、このニラｆ１
６’？ｃ、周知の方法で形成された、トナー像２０が付
層しているコピーシート１８が通過する。トナーｆｌｙ
！２０は、加熱されたロール構造体１２に接触し、その
−万では、ロール構造体間には周知の方法で力が加えら
れ両者の１１４］　［圧力が生じるため、加熱されたロ
ール構造体によってバックアップロール構造体が変形し
て二ッグ１６が形成される。

シートが二ツｆｆ通って外に出ると、複数の突気式剥離
装置（図示せす）によって加熱されたロールからシート
がはがされ、その抜、シートは、足甜装置が使用される
複写機（図示せず）の出口に向って乃［定の通路に沿っ
て自由に移動する。

ロール構造体１２０表面温ｍ−を検出するため接触式温
度センサ２４が設置されており、通′Ｍの回路（図示せ
ず）Ｋよって表面温度がＰ９’ｒ　５１値たとえば３７
Ｓ０〜４ｔ００’Ｆ（／９θ、Ｓ〜２０９　、４　Ｃ）
程度に維持される。

加熱されたロール構造体１２は、中壁円筒２６からなっ
ており、その中壁に放射形水晶加熱器２８が配置されて
いる。前記回路全弁して適当に電流が流されると上記発
熱要素が熱を円筒へ放射し、次にロール構造体１２の外
層３ｏの外側表面へ熱が伝わる。この外１１４１１表面
は厚さｏ、ｏｏｇインチ（０，２ｍｍ）のビトン（Ｖｌ
ｔｏｎ　）からなるものが好ましい。

バックアップロール構造体１４に、固形の金属芯３２Ｖ
Ｃ，変形可能な材料、たとえばエチレン、プロピレン、
おＬび９情の非共役ジエンかう＆Ｍ　ル立体特異性絹形
ターポリマー（ＥＰＤＭとして一般に呼ばれる）から導
かれるエチレン・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比較的厚い層３４が接着されており
、その層はＰＦＡの薄い被膜３５を有している。バック
アップロール構造体の上記の構成により、両ロール間に
必要な圧力が加えられると、バックアップロール構造体
１４はよ！２固い加熱されたロール構造体１２によって
変形を受ける。圧力は所望された変形の関数であり、二
ツ７”１６の所望の長孕に相応する。

外層３０は粘着性を有しておらす、したがって、トナー
材料２０に対する親木ＥＩ力は小さいけれども、外層３
０ケｇ溜３８に入っている剥離液３６で板積するとよい
ことが判った。剥除７ｆｆ１３６ｉｊ、カルがキシル基
、水酸基、エポキシ基、アミノ話、イソダネート４　（
ｉｓｏｇｅｎａｔｅ　ｇｒｏｕｌ）　）　、チオニーチ
ル基、またにメルカプト基などの官能ノ、（を有する高
分子剥離液からなっている。

加熱されたロール構造体１２を破挺するために、剥離液
取扱装置４０が設置されている。装置内。４０μ供給ロ
ール４２、Ｈ［敞ロール４４、およでｆａｒカニブレー
ド４６から構成されている。

ｉｔ量ロール４４は剥離液３６の中に一部が浸され、供
給ロール４２と接触し／ζ状帖で回転する工うに支持さ
れており、供イ６０−ル４２は加熱されたロール構造体
１２と接触しｌζ状態で支持さｈている。図かられかる
ように、ロール４２と４４は、液溜から加熱されたロー
ル構造体１２の枦面へ剥離液３６を運ぶ通路かできるよ
うに配置されている。計ｈ１０−ル４４な１ｌ−３２Ａ
Ａ仕上けの鋼表面ロールが好ましい。前述のようｒＣＸ
計１０−ロールは回転できるように支持されており、そ
の回転は、駆動される加熱されたロール構造体１２から
、回転できる↓うＩｆＣ支持された供給ロール４２を介
して伝導される。このように計量ロール４４を回転させ
るため（加熱されたロール構造体１２に対する実際の入
力トルクで）、引″量ロールと供給ロール間に第１のニ
ップ５０および供給ロールと加熱されたロール構造体間
に第コのニラ７″５２をノに成する変形可１しな層４９
が、供給ロール４２に設けられている、また、二ツ７’
　５０．５２ｉｊ、　　ロールとロール間およびロール
とロール構造体間で剥離Ｒｋを十分に転送することがで
きる。適当な二ツノ長ｔよ０．７０インチ（，２，左ｌ
Ｌｔ門）である。

剥離液の中には、ガーゼ４８が冗全Ｖｒ−浸され、１口
４′、Ｉロール４４の表面と接触している。ガーゼゝの
目的な、回転中にロール４４のと而に空気層が形成され
るのを妨ける空気／−ルを提供することである。もし、
このガーゼの働きがなけれは、剥離液に浸されたロール
の表面一杯に空気層が広がり、計ｂｉロールと剥離液と
の接触が妨けられよう。

計量グレード４６ｉｊ：、ビトン（Ｖｉｔｏｎ　）から
作られたものが好ましく、％ＸＫインチ（／γ、／Ｘ３
．．２ｗｎ）の断囲と、計量ロールと同じ長さを有して
いる。引鉦ロールに接しているグレードの縁はｏ、ｏｏ
ｉ〜０．０７０インチ（０，θ２５〜０．２Ｓ端）の半
径を弔している。ブレードは、ロール４４　Ｖ（よって
取りよけられた剥１１ｉ１を故を、す１足の厚さにＷｉ
゛重する佛）きをする。その）塚さ′ｒ、ｉ　／コピー
当Ｖの剥離液の消費ｇ１４ｊが／から数μｔになるよう
な値である。

計量ロールの外径が０．７Ｂインチ（／　、　９ｃｍ＞
のとき、供給ロール４２の外径汀０．ｇ／３インチ（２
，０７ｃｍ＞である。別の寸法の組合せでも満足のでき
る結果かイリられることｔ１理ν杆されよう。

たとえは、供怜ロールおよび計量ロールとじて／、５イ
ンチ（３，δ：　Ｃａ　）の直径のロールが使用された
。供給ロールの変形可能な層４９は、シリコンゴムから
なるものが好ましいが、その他の拐料を使用してもよい
。

数ミル（２，９，７ミクロン）程度の淘いスリーブ５４
が供給ロール４２の外側表面を構成しており、スリーブ
の相和はテフロンである。供給ロールはスリーブ５４な
しでも使用できるが、スリーブを使用すれは、加熱きれ
たロール１２上の繊維くずなどの汚染物が容易ＰＣ！ｉ
ｎロール４４へ転移しないことが判った。したがって、
液冷１内の剥離液にそのような汚染物で汚染される・−
とはない。

しかしながら、前に繊維くすとして述べた紙等の残留物
が計ｈ１−ロールへ転移すること全完全になくすことは
できないので、そのような残留物が次第にｉｏ、１プレ
ード４６の刃先またはその附近に集積してくる。この残
留物を除去するために、第２図のように、計量ロール４
４にロールの細軸と同じ外延をもつらせん溝６０金設け
である。溝は、計量ブレードが計量ロールの表面に十分
順応することができる程度に浅く、θ、０θ／〜ｏ　、
　ｏｏ５インチ（θ、ＯａＳ〜θ、／ニア謔）程度が好
ましい。溝６０に、はソ垂直の壁６２．６４によって形
作られ、壁６４はスクレー・Ｐとして拗き、ブレード４
６の刃先に集積した残留物Ｊン：計畦ロールの一力の端
に移動させ、その端の近くに支持された受は箱６６Ｖ？
−入れる。もし長期間の使用で壁６４が効来年潰しなく
なってきたならは、計尺ロールの向きを逆にして他方の
壁６２を使って力・き取ることが可能なことは理解され
るであろう。

発明の効果 以上かられかるように、改良された剥離沿取扱装置の一
部である＠１薯ｔブレードの刃先附近から紙等の残留物
を除去するようになっている栴造によって、改良された
定層装匝が得られた。残■“ｉ゛物を・除去することに
工り、剥因１１液取扱装置？−１の使用内部が帆び、ま
た紙等の残留物を人手で除去するための保守を実施する
ことが不戦となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組み込んだロール定層装置ｉ＋の略倶
１１０１図、および 第２図は第１図の定盾装置瓜に組み入れたφｊ離液取扱
装置１の一部をなす訃報ロールの斜視し１である。 １０・・・ロール定層装ｊｉｌ、１２・・・加熱された
ロール＜Ｆｊ構造体１４・・・バックアップロール構遺
体、１６・・・ニップ、１Ｂ・・・コピーシート、２０
・・・トナー像、２４・・・接触式温度センサ、２８・
・・放射形水晶加熱器、３２・・・固形金桝芯、３４・
・・髪形ｉ”Ｊ’　ｆｉ＠な厚いｌ曽、３６・・・剥離
液、３８・・・液溜、４０パ・９１］にＷ液取扱装随、
４２・・・供給ロール、４４・・・ＮＬ　ｈｌ。ロール
、４６°°°計４グレード、４８・°・ガ′−ゼ、４９
・・・変形０Ｔ能な層、５０．５２・・・ニップ、５４
・・・薄いスリーブ、６０・・・らせん溝、６２．６４
・・・垂直壁、６６・・・受は箱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌ＋　　剥離液を加熱されたロールの表面に塗付する
   ための剥離液取扱装置において、前記加熱されたロール
   に接触している供給ロール、前記供給ロールと液溜に入
   っている剥離液とに接触している計量ロール、前記計量
   ロールに接触した状態で支持され前記液溜から取り上げ
   た剥離液を所定のレベルに計量する計量ブレード、およ
   び前記計量ブレードから紙等の残留物を除去し前記計量
   ブレードの一方の端に向けて運ぶ手段からなる剥離液取
   扱装置。 【２）　　前記残留物除去手段は、前記計量ロールに設
   けられたらせん溝を形作っている垂直壁の１つである特
   許請求の範囲第＋１１項記載の装置。 （３）前記溝は、深さが０．００７〜０．００３インチ
   （０，０２３〜０．１２７ｍｍ）である特許請求の範囲
   第（２）項記載の装置。 （４）　　さらに、前記一方の端の近くに、前記紙等の
   残留物を集める手段を備えている特許８（゛を求の範囲
   第１３１項記載の装置斤。 （５）トナー像をコピーシートに定ＹＦｊするロール定
   着装置において、加熱された定３．７０−ル、前記、加
   熱された定着ロールに圧接状１明で支持された加圧ロー
   ル、前記加熱された定肩ロールに接触している供給ロー
   ル、前記供給ロールと′ＫＩＬ／’Ｓ（に入っている剥
   離液とに接触している計１「１、ロール、前記計量ロー
   ルに接触した状態で支持さねイ＋ｉｌ記液溜から敗り上
   げた剥離液を所定のレベルに言１量する計−計ブレード
   、および前記計量ブレードから紙弊残留物を除去しそれ
   を前記Ｈ１，１・１″ブレードの一方の端に向けて運ぶ
   手段からなるロール定着装置。 （６）　前記残留物除去手段は前記計１１１．ロールに
   設けられたらせん溝を形作っている垂直壁の１つである
   特許請求の範囲第（５）項記載の装置。 （７）　　前記溝は、深さがＯ１θ０／〜０゜０θＳイ
   ンチ＜ｏ、ｏ、２ｓ〜θ、／、２７ｍｍ）である特許請
   求の範囲第（６）項記載の装置。 （８）　　さらに、前記一方の端の近くに、前記紙等の
   残留物を集める手段を備えている特許請求の範囲第（７
   ）項記載の装置。