JPS6037581A - Copying machine - Google Patents

Copying machine

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JPS6037581A
JPS6037581A JP14499983A JP14499983A JPS6037581A JP S6037581 A JPS6037581 A JP S6037581A JP 14499983 A JP14499983 A JP 14499983A JP 14499983 A JP14499983 A JP 14499983A JP S6037581 A JPS6037581 A JP S6037581A
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roll
copying machine
light
selective absorption
film
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Takeo Fusayama
総山 武夫
Takashi Ozeki
大関 隆
Takashi Sakai
孝 酒井
Akiro Yamaguchi
山口 昭郎
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Toray Industries Inc
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof

Abstract

PURPOSE:To improve heating efficiency and copying performance by providing a photoselectively absorbing film on the inside surface in the hollow part of a heating roll. CONSTITUTION:A heating roll 12 for fixing toner is made hollow and a light source 13 consisting of visible or near IR rays is provided in the hollow layer so that the roll 12 heated by the same. A photoselectively absorbing film is formed on the inside surface in the hollow part of the roll 12. The photoselective absorptivity of said absorbing film is required to have >=50%, more preferably >=80% average absorptivity of visible and (or) near IR rays. A better result is obtd. if the average emissivity of the film within 150-250 deg.C is <=40%, more preferably <=10% when the film is heated to said temp.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トナ一定着用として光源内蔵の加熱ロールを
有する複写機における改良に関するものである。さらに
詳しくは、電子写真複写や静電複写などトナー(熱溶融
型の粉末インキ)をもって現象定着する方式の複写機に
おいて、該トナーの熱定着をおこなう加熱ロールの昇温
の迅速化および加熱の効率と複写性能の向上と各fΦト
ラブルの解消とを図った複写機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a copying machine having a heating roll with a built-in light source for constant toner wear. More specifically, in electrophotographic copying, electrostatic copying, and other types of copying machines that use toner (heat-melting powder ink) to fix the phenomenon, the heating roll that heats the toner is heated more quickly and the heating efficiency is increased. The present invention relates to a copying machine that improves copying performance and eliminates various fΦ troubles.

近年、電子写真複写や静電複写を中心とする複写は、複
写システム技術の発達で非常な汎用化がなされるように
なってきた。そして、電源を入力してから複写可能の状
態になる丑での、いわゆる“立上り時間”も、かなり短
縮されるよ(3) うになってきた。この立上り時間を律速する最大の要因
は1.該複写方式では、複写紙などの被複写面の上に、
いずれにしても現像されたトナーを加熱溶融定着するだ
めの1・す一定着用の加熱ロールが、該I・ナーの溶融
定着に必要な温度(約150°Cから250°Cが現在
一般的である)に達する迄の昇温速度にある。
In recent years, copying, mainly electrophotographic copying and electrostatic copying, has become extremely versatile due to the development of copying system technology. Moreover, the so-called "start-up time" required for a machine to become ready for copying after the power is turned on has also been significantly shortened (3). The biggest factor that determines this rise time is 1. In this copying method, on the copy surface such as copy paper,
In any case, a heated roll that heats and melts the developed toner is used to heat and fuse the developed toner. The temperature rises at a certain rate.

ところで、現在の上記方式の複写機のトナ一定着用加熱
ロールによる加熱方式は、該ロールの内部を中空とし、
この中空内部にタングステンランプあるいはタングステ
ンノ・ロゲンランプの直管球を挿入して、該ランプから
の光線エネルギーを主として輻射および対流伝熱で該ロ
ール内面から加熱するものである。該トナー加熱定着ロ
ールは、主として各種金属ロールからなっているが、い
ずれも内面は各種の該ロールの金属そのものであって、
特別の熱に対する考慮を払われたものは全く見当らない
し、且つそれらを向上させる具体的なアイデアについて
の提案も見当らない。当該業界において上記の“立(4
) 上り時間”の短縮のために、各種の努力が払われている
が、該加熱時間の短縮のだめには、もっばら、上記ラン
プのパワーアップを図るだけに留捷っているのが実状で
ある。
By the way, the current heating method of the above-mentioned copying machine using a heating roll for constant toner wear is such that the inside of the roll is hollow;
A straight bulb of a tungsten lamp or a tungsten norogen lamp is inserted into this hollow interior, and the roll is heated from the inner surface of the roll mainly by radiation and convection heat transfer using the light beam energy from the lamp. The toner heat fixing roll is mainly composed of various metal rolls, and the inner surface of each roll is made of the metal itself of the various rolls,
I don't see any special thermal considerations, and I don't see any suggestions for specific ideas to improve them. In the relevant industry, the above
) Although various efforts have been made to shorten the heating time, the reality is that the only way to shorten the heating time is to increase the power of the lamp. be.

ところで、該ランプのパワーアップ化で確かにある程度
は加熱時間は短縮されてきたが、あまりに過大なランプ
のパワーアップ化は、次の欠点を伴なっている。
Incidentally, although the heating time has certainly been shortened to some extent by increasing the power of the lamp, excessively increasing the power of the lamp is accompanied by the following drawbacks.

III] チ、第一に、スイッチオンの入力開始時に、
過大なパワーを投入するため、該ランプが一時的に過大
な出力となり且つ過熱されるため、該ランプの過負荷が
多くなり寿命の低下につながること。
III] First, at the start of the switch-on input,
Due to the input of excessive power, the lamp temporarily has an excessive output and is overheated, which increases the overload of the lamp and shortens its life.

第二に、1・す一定着用加熱ロール表面温度が、本来の
トナーの最適定着温度よりも高温になり過ぎることと、
同時に、被複写面(紙あるいはオーバーヘッドプロジェ
クト用などに供され2るフィルトなど)も同時に−L限
の耐熱温度、或は最適温度よりも上方に逸脱される結果
、トナーが該トナ一定着用加熱ロール面上に不必要に残
留したり固着したりしてその残渣のかき取り、清掃/ス
テムに早くトラブルを生ぜしめたり、該被複写面である
紙などに変形、しわなどを生せしめたり、さらには、い
わゆる“紙詰まり”を生せしめたりする。
Secondly, 1. The surface temperature of the constant wear heating roll becomes too high than the original optimum fixing temperature of the toner;
At the same time, the surface to be copied (such as paper or a filter used for overhead projects, etc.) is also deviated above the heat-resistant temperature of the -L limit or the optimum temperature, and as a result, the toner is heated to a certain temperature. They may remain unnecessarily on the surface or stick to the surface, causing problems with the scraping and cleaning/stem, or may cause deformation, wrinkles, etc. on the surface to be copied, such as paper, etc. This can cause what is called a "paper jam."

第三に、該トナ一定着用加熱ロールから該被複写物を分
離していくだめの分離爪が該過昇温のために劣化したり
、異常膨張したりして、同様に“紙詰まり”などのトラ
ブルの原因にもなっている。その他、余分の電気エネル
ギーを使うために、増エネになり、過大電流を流すだめ
の保護システムなども余分に要ることとなる。
Thirdly, the separation claw that separates the copying material from the toner constant-wear heating roll may deteriorate or expand abnormally due to the excessive temperature rise, resulting in "paper jams" and the like. It is also the cause of problems. In addition, the use of extra electrical energy increases energy consumption and requires additional protection systems to prevent excessive current flow.

本発明者らは、これらの状況に鑑み、鋭意検討の結果、
本発明の如き画期的効果を該複写機の加熱システムの中
に可能ならしめることができるに至った。
In view of these circumstances, the inventors of the present invention, as a result of intensive study,
It has now been possible to achieve the revolutionary effect of the present invention in the heating system of the copying machine.

即ち、トナ一定着用加熱ロールの中空部内から光源の熱
エネルギーを印加するようにした複写機において、該ト
ナ一定着用加熱ロールの中空部内の面」二に光選択吸収
膜を形成したことを特徴とする複写機を要旨とする。
That is, in a copying machine in which thermal energy from a light source is applied from within the hollow part of a heating roll for constant toner application, a light selective absorption film is formed on the surface inside the hollow part of the heating roll for constant toner application. The main topic is copying machines that

以下、本発明の構成について詳しく説明する。Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained in detail.

図は本発明の実施例による複写機の要部を示した概略説
明図であって、感光ドラム1の周囲に沿って、その上部
には露光部2が設けられ、側部にはトナーカートリッジ
6およびブラシ7からなるトナー付与部5が設けられ、
さらに、反対側の側部にはペーパー等の被複写体11の
供給部8およびトナー転写後の複写体の定着を行なう定
着部9が設けられている。
The figure is a schematic explanatory diagram showing the main parts of a copying machine according to an embodiment of the present invention, in which an exposure section 2 is provided along the periphery of a photosensitive drum 1 at the top, and a toner cartridge 6 is provided at the side. and a toner applying section 5 consisting of a brush 7,
Further, on the opposite side, there are provided a supply section 8 for a copying material 11 such as paper, and a fixing section 9 for fixing the copying material after toner transfer.

露光部2は、光源3の光により露光ガラス1゜上の複写
体14(原稿等)の像をレンズ4を介して感光ドラム1
上に照射露光する。感光ドラム1は回転して、トナー付
与部5において照射露光された表向にトナーを付着し、
さらに回転して被複写体11に感光ドラノ、1上のトナ
ーを転写する。トナーを転写された被複写体11は、定
着部9において加熱され、トナーを溶融して定着させる
ようになっている。
An exposure section 2 uses light from a light source 3 to transfer an image of a copying object 14 (original document, etc.) onto an exposure glass 1° to a photosensitive drum 1 through a lens 4.
The top is exposed to light. The photosensitive drum 1 rotates and attaches toner to the surface exposed to light in the toner applying section 5,
It further rotates to transfer the toner on the photosensitive drum 1 onto the object 11 to be copied. The copying object 11 to which the toner has been transferred is heated in the fixing section 9 to melt and fix the toner.

上記定着部9は、中空部を有する加熱ロール12と、そ
の中に内設された光源13がら構成され、光源16の輻
射熱により加熱されるようになっている。
The fixing unit 9 includes a heating roll 12 having a hollow portion and a light source 13 disposed therein, and is heated by radiant heat from the light source 16.

まず、本発明において複写機は、最終的に被複写面(紙
など)上に現像されたトナーを加熱1〜て溶融し定着す
る方式を採るものであって、該加熱システムは、一般に
、加熱された該1・す一定着ロールにトナーおよび被複
写面がともども接触して加熱されることが中心となる。
First, in the present invention, the copying machine adopts a method in which the toner finally developed on the surface to be copied (paper, etc.) is heated to melt and fix it. Mainly, the toner and the surface to be copied come into contact with the fixed fixing roll and are heated.

これらのトナーを用いる複写機は、いわゆる光導電体(
セレン、硫化カドミウム、およびポリビニルカルバゾー
ルなどの有機光導電体など)を複写マスターとして用い
る電子写真複写機および単なる誘電体を複写マスターと
して用いるか、或いは被複写体自体が誘電体でいわゆる
トナー転写をしないものである。いずれにしても、静電
印加と原稿パターンに従った除電で静電潜像をつくって
トナー現像・定着をしていくいわゆる静電複写機が中心
となるが、必ずしもこれらに限定されるべきでないこと
は自明で、いずれにしてもトナ一定着をしていく複写機
であればよい。
Copying machines using these toners use so-called photoconductors (
electrophotographic copying machines that use organic photoconductors such as selenium, cadmium sulfide, and polyvinylcarbazole) as copy masters; or that use simple dielectrics as copy masters, or that the copying material itself is dielectric and does not perform so-called toner transfer. It is something. In any case, the main focus is on so-called electrostatic copying machines that develop and fix toner by creating an electrostatic latent image by applying static electricity and removing static electricity according to the original pattern, but it should not necessarily be limited to these. This is self-evident, and in any case, any copying machine that uses a constant amount of toner will suffice.

次に、該トナ一定着加熱ロールは内部が中空となってお
り、該中空層に主として可視光線および/或は近赤外線
からなる光源を、これを加熱源として使用することによ
って該ロールを加熱する方式を採る。一般に、各種の加
熱方式が考えられるが、直接の電熱加熱は効率は−見よ
さそうであるが、集電電極の形成および使用者に対する
その安全対策機構などから機構上難しい。もつとも、光
源温度が高く、効率的な上記波長の光源がよく、一般に
もつとも好ましいのは、タングステンランプ、およびよ
りランプ寿命の点からも好捷しいのはハロゲンランプで
ある。これらは、波長400〜3,000nmに主とし
てまたがっているが、必ずしもこれに限定されるもので
はないことは自明である。なお、ランフ。
Next, the toner fixing heating roll is hollow inside, and a light source mainly consisting of visible light and/or near infrared rays is used in the hollow layer as a heating source to heat the roll. Adopt a method. Generally, various heating methods can be considered, but although direct electric heating is efficient and looks good, it is mechanically difficult due to the formation of the current collecting electrode and its safety measures for the user. However, a light source having a high light source temperature and an efficient light source of the above wavelength is preferable, and generally the most preferable one is a tungsten lamp, and the more preferable one from the viewpoint of lamp life is a halogen lamp. Although these mainly span a wavelength of 400 to 3,000 nm, it is obvious that the wavelength is not necessarily limited to this. By the way, Rumph.

の性質−に、若干の紫外線や遠赤外線が入ることは許容
されるが、あくまで主たる投射波長域は上記のとおり可
視光線か、近赤外線か、或いは両者を互に主たる波長域
として有するものであることである。
Due to the nature of That's true.

トナ一定着加熱ロールの内部中空層には、上記光源から
成るいわゆるランプなどが挿入・装着されるが、これら
は一様に複写機の形状上、直管球となることが多いが、
必要により適宜の形状のランプ光源となり得る。この定
着加熱ロールの中空内部面上に、本発明のもっとも中心
となる光選択吸収膜が形成されることとなる。
A so-called lamp consisting of the above-mentioned light source is inserted and attached to the internal hollow layer of the toner constant fixing heating roll, but these are often straight bulbs due to the shape of the copying machine.
If necessary, it can be a lamp light source of an appropriate shape. A light selective absorption film, which is the most important feature of the present invention, is formed on the hollow inner surface of this fixing heating roll.

この光選択吸収膜の光選択吸収性は、可視光線および/
或は近赤外線の平均吸収率(これをαとする)が50%
以上であることが必要である。
The light-selective absorption properties of this light-selective absorption film are limited to visible light and/or light.
Or the average absorption rate of near-infrared rays (this is α) is 50%
It is necessary that it is above.

まだ、好ましくは、αは80チ以上あるとよい。Preferably, α is 80 or more.

次に、この膜を150°Cから250℃の間に加熱した
場合における該温度内での平均放射率(これをεとする
)が40チ以下であること、さらには多くてもεが20
チ、特に好ま1〜くはεが10%以下である。ここで換
言すれば、η比1,25以上、一般的には3以上が好ま
しい。
Next, when this film is heated between 150°C and 250°C, the average emissivity at that temperature (which is referred to as ε) must be 40 cm or less, and furthermore, ε must be at most 20 cm.
H, particularly preferably 1 to ε is 10% or less. In other words, the η ratio is preferably 1.25 or more, generally 3 or more.

本発明におけるかかるαおよびεの測定方法のひとつの
指標的な具体例としてそれぞれ次の方法を採用したが、
もちろん本発明はこの方法に限定されるものではない。
The following methods were adopted as specific examples of the methods for measuring α and ε in the present invention.
Of course, the present invention is not limited to this method.

(1)α:日立製作所■製の日立自記分光光度計323
型で、波長300〜2,400nm間の全光線反射率け
)を積分平均した値(γ)をめ、これより式、α=10
0−γで算出した値。
(1) α: Hitachi self-recording spectrophotometer 323 manufactured by Hitachi, Ltd.
In the mold, calculate the integrated average value (γ) of the total light reflectance between wavelengths 300 to 2,400 nm, and from this, the formula, α=10
Value calculated from 0-γ.

(2)ε:日本分光■製の赤外分光光度計IRA、 −
2型を用いて、波長25〜25μ間で完全黒体の標準ザ
ンプルのεを100として測定した値。
(2) ε: Infrared spectrophotometer IRA manufactured by JASCO ■, -
Values measured using Type 2 at a wavelength of 25 to 25μ, with ε of a standard sample of a perfect black body set to 100.

これらの光吸収選択性を発揮ぜ[7めるには、各種の方
法があり、基本的にはいずれの方法を採ってもよいが、
とくに、Co、 Ni 、 Cu、 Cr。
There are various methods to exert these light absorption selectivity [7], and basically any method can be used.
In particular, Co, Ni, Cu, Cr.

Mn、 Sn、 Mo、 Cd、 Fe、 Pb、 Z
n、 A/、 Ba、 Sr。
Mn, Sn, Mo, Cd, Fe, Pb, Z
n, A/, Ba, Sr.

Kの酸化物、硫化物が基本的な該選択吸収性を生せしめ
る中心物質として好ましい。これは、それぞれ単独でも
よいし、これらの物質量の複合・混合物でもよい。更に
は、他の元素、分子さらには各種高分子、特に耐熱性の
高分子などのいわゆるバインダーと混合・複合・積層さ
れたものであってもよい。特に、これらの酸化物。
K oxides and sulfides are preferable as the central substance that basically produces the selective absorption property. These substances may be used alone, or may be a composite or mixture of amounts of these substances. Furthermore, it may be mixed, composited, or laminated with other elements, molecules, and even various polymers, especially so-called binders such as heat-resistant polymers. Especially these oxides.

硫化物のうちでもニッケルの酸化物(いわゆるブラック
ニッケルなど)、銅、コバルト、クロム、錫などの酸化
物がとくに良好である。また、金属塩電解生成物として
は硫酸、シュウ酸、リン酸等の水溶液中にて陽極酸化処
理したのち、Co、 Ni 、 Cu、 Cr、 Mn
、 Sn、 Mo、 Cd、 Fe、 Pb。
Among sulfides, oxides of nickel (such as so-called black nickel), copper, cobalt, chromium, and tin are particularly good. In addition, metal salt electrolysis products include Co, Ni, Cu, Cr, and Mn after anodizing in an aqueous solution of sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, etc.
, Sn, Mo, Cd, Fe, Pb.

Zn、 A13. Ba、 Sr、 K の金属塩を少
なくとも1種含む水溶液で電解酸化しつつ、基材のロー
ル内部面上に形成することによって得られる電解生成物
が好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない
。この他、アルカリエツチング。
Zn, A13. An electrolytic product obtained by electrolytically oxidizing it with an aqueous solution containing at least one metal salt of Ba, Sr, or K and forming it on the inner surface of the roll of the base material is preferable, but it is not necessarily limited thereto. . In addition, alkaline etching.

酸エツチング、界面活性剤処理等による脱脂。Degreasing by acid etching, surfactant treatment, etc.

化学何層処理したあと、Co、 Ni 、 Cu、 C
r、 Mn 。
After several layers of chemical treatment, Co, Ni, Cu, C
r, Mn.

Sn、 Mo、 Cd、 Fe、 Pbの金属塩を少な
くとも1種含む水溶液中で処理することにより、付与さ
れる表面膜も好ましい。捷だ、この電解酸化法での皮膜
の形成法も、数10OAから数100μmまで一般にで
きるし、且つ、各種の形態・形状的(11) な要因も各種工夫される。他の皮膜形成法としては広義
の真空蒸着法が採用される。単なる熱蒸着後、酸化処理
1−たり、硫化処理したりしてもよいが、スパッタリン
グも可能である。イオンブレーティングや反応性スパッ
タリングで、同時に該化合物を形成しつつ付着成膜させ
ることもできる。また、これらの物質の粒子を他の各種
バインダーと混合し、吹きつけ塗布さらに焼付けしたり
も充分有用であり、特に、該ロール内部に浸漬後、余分
の塗液を流し去って、高温焼付けし、耐熱性・l劣化性
をあげることは好ましい。このような場合で、高分子を
バインダーとするとき、ポリイミドやある種の耐熱シリ
コーン弗素樹脂なども有用である。寸だ、これらにおい
て、上記各種の膜の相互の積層や複合も有用であるが、
余りに多くの組合わせがあり得るので説明が冗長となり
すぎるので割愛する。なお、トナーの融着温度は、トナ
ーの種類によって種々変更しうるが、一般に、現在のと
ころ150〜250°Cが多いのであえて150〜25
0(12) °Cの温度における放射率をもって表現したが、これよ
りも高低の定着温度をとるにしても、これらの光選択吸
収性は該温度範囲にシミュレート1〜て検車されればよ
いものである。
A surface film provided by treatment in an aqueous solution containing at least one metal salt of Sn, Mo, Cd, Fe, or Pb is also preferred. However, this electrolytic oxidation method can generally be used to form a film from several tens of OA to several hundreds of micrometers, and various morphological/shape factors (11) can also be devised. As another film forming method, a vacuum deposition method in a broad sense is employed. After mere thermal evaporation, oxidation treatment or sulfurization treatment may be performed, but sputtering is also possible. It is also possible to deposit the compound and deposit it at the same time by ion blasting or reactive sputtering. It is also very useful to mix particles of these substances with various other binders, spray coat them, and then bake them. In particular, after immersing the particles inside the roll, drain off the excess coating liquid and bake them at a high temperature. It is preferable to improve heat resistance and deterioration resistance. In such cases, when a polymer is used as a binder, polyimides and certain heat-resistant silicone fluororesins are also useful. In these cases, mutual lamination or composites of the various films mentioned above are useful, but
Since there are too many possible combinations, the explanation will be too redundant, so we omit it. Note that the fusing temperature of toner can be varied depending on the type of toner, but generally it is currently 150 to 250°C, so it is intentionally set at 150 to 250°C.
Although the emissivity is expressed as the emissivity at a temperature of 0 (12) °C, even if the fixing temperature is higher or lower than this, these light selective absorption properties can be inspected by simulating the temperature range. It is something.

次に、該定着加熱ロールの本体の材質は、各種の材質つ
まり、金属およびプラスチックやセラミックスなどが自
由に選択できるが、特に本発明ではアルミニウムあるい
はアルミニウムの合金がよいことを見出した。これは、
アルミニウムの基材上に」=配光選択吸収膜を形成する
と、たとえば150〜250°Cにおける熱放射・熱逸
散性をより防止するものである。なお、アルミニウムは
軽量であり、且つ比較的安価で経済的であるという副次
的利点もあるが、これはむしろ上記性能的な要素が全く
主であるところから起因していることは自明である。特
に、陽極酸化処理した酸化皮膜を形成するときは有用で
あり、むしろ必須ですらある。
Next, the material of the main body of the fixing heating roll can be freely selected from various materials, such as metals, plastics, and ceramics, but it has been found that aluminum or an aluminum alloy is particularly suitable in the present invention. this is,
When a light distribution selective absorption film is formed on an aluminum base material, heat radiation and heat dissipation at, for example, 150 to 250°C can be further prevented. Note that aluminum also has the secondary advantages of being lightweight and relatively inexpensive and economical, but it is obvious that this is due to the fact that the above performance factors are the main factors. . In particular, it is useful, and even essential, when forming an oxide film subjected to anodizing treatment.

このような材料・構造・構成で形成された複写機におけ
る効果は、以下実施例および比較例を通じて詳細説明す
るが、例えば、一般に規定の加熱定着ロールの表面温度
、例えば220’Cに到達するのにおどろくべきことに
従来の方式の約μから偽の時間に昇温時間が短縮され、
いわゆる複写機の立上り一アクセスタイムが従来の3分
乃至1分から、1分乃至20秒、さらには20秒以下に
短縮され、複写事務能率の向上と、特に複写作業の快適
・円滑性に寄与し、多大な効果を発揮するものである。
The effects of a copying machine formed with such materials, structures, and configurations will be explained in detail below through Examples and Comparative Examples. Surprisingly, the heating time was shortened from about μ in the conventional method to a false time.
The so-called start-up access time of a copying machine has been shortened from the conventional 3 minutes to 1 minute to 1 minute to 20 seconds, and even less than 20 seconds, contributing to improved copying efficiency and, in particular, to the comfort and smoothness of copying work. , which has great effects.

実施例I JIS Al2S3の純度を有する内径34mm、外径
42 mm 、長さ330mmのアルミニウムパイプを
用い、パイプ内面を細かいザンドブラストで何層し、脱
脂処理したのち、第1工程としてリン酸10重量%含む
液温27°Cの電解液中で、該アルミニウムパイプを一
方の極とし、カーボンを他方の極として、1.5Vの直
流電圧を印加して、15分間陽極酸化処理を施した。次
いで、第2工程として、これを硫酸コバルト5重量係お
よびホウ酸2重量係を含む27°Cの水溶液中で第1工
程と同じ電極構成で15Vの直流電圧を印加して20分
間着色電解処理を施したのち、第3工程としてパイプ外
表面を外径40mmになるように切削することにより、
内表面に光選択吸収膜を有する定着ロール用アルミパイ
プを製作した。続いて第4工程と(〜て、内径14龍、
外径20龍、長さ30朋の同材質のパイプであり、その
片端に直径40朋のツバを有するランプ挿入孔部を前記
ロールアルミパイプの両端部とツバ部で溶接したのち、
第5工程としてロール部外表面を通常の方法によりポリ
四フッ化エチレン樹脂で被覆処理することによってトナ
ー像転写式乾式静電複写機用の定着ロールを製作した。
Example I Using an aluminum pipe with an inner diameter of 34 mm, an outer diameter of 42 mm, and a length of 330 mm having a purity of JIS Al2S3, the inner surface of the pipe was coated with several layers of fine sand blasting, degreased, and then treated with 10 weight phosphoric acid as the first step. % in an electrolytic solution at a temperature of 27° C., the aluminum pipe was used as one pole and the carbon was used as the other pole, and a DC voltage of 1.5 V was applied to perform anodization treatment for 15 minutes. Next, as a second step, this was subjected to a coloring electrolytic treatment for 20 minutes in an aqueous solution at 27°C containing 5 parts by weight of cobalt sulfate and 2 parts by weight of boric acid using the same electrode configuration as in the first step and applying a DC voltage of 15 V. After that, the third step is to cut the outer surface of the pipe to an outer diameter of 40 mm.
An aluminum pipe for fixing rolls with a light-selective absorption film on the inner surface was manufactured. Next, the fourth step (~te, inner diameter 14 dragons,
It is a pipe made of the same material with an outer diameter of 20mm and a length of 30mm, and a lamp insertion hole having a collar with a diameter of 40mm at one end is welded to both ends of the rolled aluminum pipe and the collar.
As a fifth step, a fixing roll for a toner image transfer type dry electrostatic copying machine was manufactured by coating the outer surface of the roll portion with a polytetrafluoroethylene resin by a conventional method.

また、第3工程終了時点のアルミパイプ内面の光選択吸
収性を測定するため、該アルミパイプと同材質、同厚み
In addition, in order to measure the light selective absorption of the inner surface of the aluminum pipe at the end of the third step, the same material and thickness as the aluminum pipe were used.

同表面積の平板を第2工程まで該アルミパイプと同条件
で処理したのち、得られた光選択吸収膜付き平板につい
て、可視光線および近赤外線の常温における平均吸収率
(α)および200°Cにおける平均放射率(ε)を測
定したところ、それ(15) ぞれα二92 ’% 、ε:10%であった。
After processing a flat plate with the same surface area under the same conditions as the aluminum pipe up to the second step, the average absorption rate (α) of visible light and near-infrared rays at room temperature and the average absorption rate (α) at 200°C of the obtained flat plate with a light-selective absorption film were evaluated. When the average emissivity (ε) was measured, it was (15) α292'% and ε: 10%, respectively.

上記定着ロール内部に直径10mrn、長さ約400m
11Lのハロゲンランプを装置した該定着ロールを、通
常のトナー像転写式乾式静電複写機構を有する複写機(
ppc )の定着装置に組込んだ。すなわち、感光機能
を有するセレンドラムからなる帯電機能、静電潜像をつ
くる露光機能、粉体現像ロールによる現像機能、コピー
ペーパーへの転写機能およびペーパー上のトナー像を定
着させる定着機能からなるppcにおいて、紙送り、圧
着ロール(下ロール)、上記の定着ロール(十ロール)
、剥離爪部、および上下のクリーニング部(下ロールに
対してはクリーニングローラ。
The inside of the fixing roll has a diameter of 10 mrn and a length of about 400 m.
The fixing roll equipped with a 11L halogen lamp was used in a copying machine having a normal toner image transfer type dry electrostatic copying mechanism (
ppc) was incorporated into the fixing device. That is, PPC consists of a charging function consisting of a selenium drum having a photosensitive function, an exposure function to create an electrostatic latent image, a developing function using a powder developing roll, a transfer function to copy paper, and a fixing function to fix the toner image on the paper. , paper feed, pressure roll (lower roll), and the above fixing roll (10 rolls)
, peeling claw section, and upper and lower cleaning sections (cleaning roller for the lower roll.

上ロールに対してはクリーンウェブ機構)から構成され
る装置 本ppcの定着ローラについて、ハロゲンランプ点灯し
てからロール表面温度が200゜Cに達する時間を測定
したところ平均45秒であった。まだ、本ppcに電源
を人力してから実際に複写可能になる捷での“立上り時
間”は・53秒まで短縮するこ(16) とができた。
The time required for the roll surface temperature to reach 200°C after the halogen lamp was turned on for the fixing roller of this PPC device, which was composed of a clean web mechanism (for the upper roll), was measured and found to be 45 seconds on average. However, after manually applying power to this PPC, the ``startup time'' at which copying was actually possible was shortened to 53 seconds (16).

比較例1 実施例1において、光選択吸収膜を有しない他はすべて
同条件で製作した定着ロールについて、・・ロゲンラン
ブ点灯してからロール表面温度が200゜Cに達する時
間を測定したところ平均105秒であった。この場合、
p匹としての立上り時間は最短128秒であった。
Comparative Example 1 Regarding the fixing roll manufactured under the same conditions as in Example 1 except that it did not have a light-selective absorption film, the time required for the roll surface temperature to reach 200°C after the rogen lamp was turned on was measured, and the average temperature was 105°C. It was seconds. in this case,
The shortest rise time for P mice was 128 seconds.

実施例2 銅0.12%,ケイ素0.08%,鉄0.7%,マンガ
ン0.01%,マグネシウム0.01%それぞれ含有す
るアルミニウム合金からなる内径a4mm,外径42朋
,長さ330朋のアルミニウムパイプを用い、パイプ内
面を常法による脱脂処理とクロム酸/硫酸溶液中で酸洗
したのち、第1工程および第2工程として表−1に示す
条件で処理した。第3工程以下は実施例1と同様にして
各種光選択吸収膜を有するp部用定着ロールを製作した
Example 2 Made of aluminum alloy containing 0.12% copper, 0.08% silicon, 0.7% iron, 0.01% manganese, and 0.01% magnesium, inner diameter 4 mm, outer diameter 42 mm, length 330 mm. Using my friend's aluminum pipe, the inner surface of the pipe was degreased by a conventional method and pickled in a chromic acid/sulfuric acid solution, and then treated under the conditions shown in Table 1 as the first and second steps. From the third step onward, p-section fixing rolls having various light selective absorption films were manufactured in the same manner as in Example 1.

これら光選択吸収膜のαおよびεを実施例1と同様にし
て測定した結果およびこれらの光選択吸収膜を内面に有
する定着ローラにおける常温から200°Cに達する■
温時間と、1)pCとしての立上り時間も表−1にあわ
せて示す。
The results of measuring α and ε of these light-selective absorption films in the same manner as in Example 1 and the results of the fixing roller having these light-selective absorption films on its inner surface at temperatures ranging from room temperature to 200°C.
The temperature time and 1) rise time as pC are also shown in Table-1.

比較例2 実施例2において、光選択吸収膜を有しない他はすべて
同条件で製作した定着ロールについて、比較例1と同様
にして常温から200°Cに達する昇温時間を測定した
ところ平均109秒であり、ppcとしての立上り時間
は最短131秒要した。
Comparative Example 2 In Example 2, the fixing roll manufactured under the same conditions except that it did not have a light-selective absorption film was measured in the same manner as Comparative Example 1, and the heating time from room temperature to 200°C was measured, and the average was 109 seconds, and the minimum rise time as ppc was 131 seconds.

(本頁以下余白) (19) 実施例3 純度の高い一酸化コバルトを空気中で700°C1時間
焼成することによって四三酸化コバルト粉末を調製した
。該四三酸化コバルト100重量部重量部性耐熱コーン
(“トーレシリコーン”805レジン(キシレン溶液、
固形分50重@襲))15重量部、セロソルブアセテ−
1−1,15重量部をSUS製、5.、M容ボールミル
(ボール: SUS 304製25φ、約晃容充填)に
て、回転数100 rpm 。
(Margins below this page) (19) Example 3 Tricobalt tetroxide powder was prepared by calcining highly pure cobalt monoxide in air at 700°C for 1 hour. 100 parts by weight of tricobalt tetraoxide heat-resistant cone (“Toray Silicone” 805 resin (xylene solution,
Solid content: 50 parts by weight, 15 parts by weight, cellosolve acetate
1-1, 15 parts by weight made of SUS, 5. , at a rotation speed of 100 rpm using an M-sized ball mill (balls: SUS 304, 25φ, filled with approximately 100 lbs.).

24時間粉砕攪拌することによって、光選択吸収膜用塗
料を調製した。
A paint for a photoselective absorption film was prepared by pulverizing and stirring for 24 hours.

実施例1と同質、同サイズのアルミニウムパイプ(内面
サンドブラスト処理、脱脂処理済み)の内表面に上記塗
料を均一かつ薄くスプレー塗装し、150°C30分間
熱風処理することによって、平均付量5g/Tn2の光
選択吸収膜付ppc定着o −ル用アルミパイプを作成
した。以下、実施例1の第4工程以降と同様にして定着
ロールおよびこれを装着したppcを製作した。
The above paint was spray-coated uniformly and thinly on the inner surface of an aluminum pipe of the same quality and size as in Example 1 (inner surface sandblasted and degreased) and treated with hot air at 150°C for 30 minutes, resulting in an average coating weight of 5 g/Tn2. An aluminum pipe for a PPC fixing o-le with a light-selective absorption film was created. Thereafter, a fixing roll and a ppc equipped with the fixing roll were manufactured in the same manner as in the fourth step and subsequent steps of Example 1.

本定着ロール表面における常温から200°Cまでの昇
温時間は50秒+ ppcとしての立上り時間は最短5
7秒であった。
The temperature rise time from room temperature to 200°C on the surface of the fixing roll is 50 seconds + the shortest rise time as ppc is 5
It was 7 seconds.

実施例4 実施例2と同質、同サイズのアルミニウムパイプを苛性
ソーダ水溶液による洗浄と硝酸水溶液による中和処理で
前処理したのち、硫酸マンガン2重量係、硫酸ニッケル
2重量係、硫酸1.2重量係合む65°C水溶液で20
分間処理した。続いてモリブデン酸アンモニウム4水塩
1.5重量係、硫酸コバル)0.5重量係合む65°C
水溶液に15分間処理することによって黒色化せしめた
Example 4 An aluminum pipe of the same quality and size as in Example 2 was pretreated by cleaning with an aqueous caustic soda solution and neutralizing with an aqueous nitric acid solution, and then treated with 2 parts by weight of manganese sulfate, 2 parts by weight of nickel sulfate, and 1.2 parts by weight of sulfuric acid. 20 in aqueous solution at 65°C.
Processed for minutes. Then add 1.5 parts by weight of ammonium molybdate tetrahydrate and 0.5 parts by weight (cobal sulfate) at 65°C.
Blackening was achieved by treatment in an aqueous solution for 15 minutes.

以下、実施例1の第3工程以下と同工程を適用して、p
pC用定着ロールおよびこれを装着したppcを製作し
た。
Hereinafter, by applying the same steps as the third step and subsequent steps of Example 1, p
A fixing roll for PC and a PPC equipped with the fixing roll were manufactured.

本定着ロール表面における常温から200℃までの昇温
時間は58秒であった。また、ppcとしての立上り時
間は最短65秒であった。
The temperature rising time from room temperature to 200° C. on the surface of the fixing roll was 58 seconds. Moreover, the shortest rise time as ppc was 65 seconds.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は、複写機の要部を示した概略説明図である。 (21) 1・・・感光ドラム、2・・・露光部、3・・・光源、
4・・・レンズ、5・・・トナー付与部、6・・・トナ
ーカートリッジ、7・・・ブラシ、8・・・供給部、9
・・・定着部、10・・・露光ガラス、11・・・被複
写体、12・・・加熱ロール、13・・・光源。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦 (22)
The figure is a schematic explanatory diagram showing the main parts of a copying machine. (21) 1... Photosensitive drum, 2... Exposure section, 3... Light source,
4... Lens, 5... Toner application section, 6... Toner cartridge, 7... Brush, 8... Supply section, 9
... Fixing section, 10... Exposure glass, 11... Subject to be copied, 12... Heating roll, 13... Light source. Agent: Patent Attorney Shin Ogawa - Patent Attorney Ken Noguchi Patent Attorney Kazuhiko Saishita (22)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、トナ一定着用の加熱ロールを、該ロール内の中空部
に設けた光源により加熱するようにした複写機において
、前記加熱ロールの中空部内面に光選択吸収膜を設けた
ことを特徴とする複写機。 2 光選択吸収膜は、可視光線および/又は近赤外線の
平均吸収率が50係以上で、かつ150〜250°Cの
範囲における平均放射率が40%以下である特許請求の
範囲第1項記載の複写機。 3 トナ一定着用の加熱ロールの基材がアルミニウム又
はアルミニウム合金からなり、該加熱ロールの中空部内
面に、第一工程としてアルミニウム又はアルミニウム合
金を硫酸、ンユウ酸、リン酸の少くとも1種を含む水溶
液中にて陽極酸化処理することにより酸化皮膜を先ず生
成させ、次いで第二工程として該酸化皮膜上に、Co、
Ni 、Cu、Cr、Mn、Sn、Mo、Cd、Fe、
Pb。 Zn、 AJ、 Ba、 Sr、 Kの金属塩を少くと
も1種含む水溶液にて電解処理することにより光選択吸
収膜を付与する特許請求の範囲第1項記載の複写機。 4、トナ一定着用の加熱ロールの暴利がアルミニウム又
はアルミニウム合金からなり、該加熱ロールの中空部内
面を、まずアルカリエツチング、酸エツチング、界面活
性剤処理の少くとも1種の方法による脱脂および/又は
化学何層処理をした後、Co、 Ni 、 Cur C
r、 Mn、 Sn、 Mo。 Cd 、 Fe 、 Pbの金属塩を少くとも1種含む
水溶液中で処理することにより、該中空部内面に光選択
吸収膜を付与上てなる特許請求の範囲第1項記載の複写
機。 5 光選択吸収膜が、Co、 Ni 、 Cu、 Cr
、 Mn。 Sn、 Mo、 Ccl、 Fc、 Ph、 Zn、 
Alg、 Ha、 Sr、 Kの酸化物、硫化物の少く
とも1種が主成分である膜からなる特許請求の範囲第1
項記載の複写機。 61・す一定オイ用の加熱ロール本体の材質が、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金からなる特許請求の範囲第
1項又は第5項記載の複写機。 7 加熱用の光源がタングステンランプ又はハロゲンラ
ンプである特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第
4項、第5項又は第6項記載の複写機。
[Scope of Claims] 1. In a copying machine in which a heating roll with constant toner wear is heated by a light source provided in a hollow part within the roll, a light selective absorption film is provided on the inner surface of the hollow part of the heating roll. A copying machine characterized by: 2. The light selective absorption film has an average absorption rate of visible light and/or near infrared rays of 50 coefficients or more, and an average emissivity of 40% or less in the range of 150 to 250°C, according to claim 1 copy machine. 3. The base material of the heating roll for constant toner wear is made of aluminum or aluminum alloy, and the inner surface of the hollow part of the heating roll contains at least one of sulfuric acid, phosphoric acid, and phosphoric acid in the first step. An oxide film is first formed by anodizing in an aqueous solution, and then, as a second step, Co, Co,
Ni, Cu, Cr, Mn, Sn, Mo, Cd, Fe,
Pb. 2. The copying machine according to claim 1, wherein the photo-selective absorption film is provided by electrolytic treatment with an aqueous solution containing at least one metal salt of Zn, AJ, Ba, Sr, or K. 4. If the heated roll with constant toner wear is made of aluminum or aluminum alloy, the inner surface of the hollow part of the heated roll is first degreased and/or After several layers of chemical treatment, Co, Ni, Cur C
r, Mn, Sn, Mo. 2. The copying machine according to claim 1, wherein a light-selective absorption film is applied to the inner surface of the hollow portion by treatment in an aqueous solution containing at least one metal salt of Cd, Fe, or Pb. 5 The light selective absorption film is made of Co, Ni, Cu, Cr.
, Mn. Sn, Mo, Ccl, Fc, Ph, Zn,
Claim 1 consisting of a film whose main component is at least one of oxides and sulfides of Alg, Ha, Sr, and K.
Copying machine mentioned in section. 61. The copying machine according to claim 1 or 5, wherein the heating roll body for constant oil is made of aluminum or an aluminum alloy. 7. The copying machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the heating light source is a tungsten lamp or a halogen lamp.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5724638A (en) * 1995-09-14 1998-03-03 Minolta Co., Ltd. Fixing device for image forming apparatus

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