JPH0777887A - 離型剤搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複写機において、定着ロールや圧力ロールの
処理障害を防ぐ。 【構成】 中にオフセット防止液を含んだウェブ材料７
７と細長いピンチロール７９から構成された、定着ロー
ル３４にオフセット防止液を塗布する装置。細長いピン
チロール７９は外面が、ウェブ材料７７と結合し、ウェ
ブ材料７７が定着ロール３４と接触し、オフセット防止
液が定着ロール３４に塗布されるようになっている。こ
のピンチロール７９は最初の圧力をウェブ７７の第一部
分でかけ、第２の圧力を第二部分でかけ、ウェブ７７
が、定着ロール３４の第二部分より第一部分に多量にオ
フセット防止液を塗布するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真印刷機械用の
定着装置に関するもので、特に、熱及び圧力ロール定着
装置を持つウェブ搬送システム向けのピンチロールに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】トナー像を支持基体に熱定着する1 つの
方法としては、未定着トナー像の付いた基体を、少なく
とも1 つは内部加熱された一対の対立ローラ部の間を通
す方法がある。この種の定着システムの運転中、トナー
像が静電気的に付着した基体はローラ間のニップを通る
形で移動し、トナー像が加熱定着ローラに接触し、これ
により、ニップ内でトナー像が加熱される。このような
定着装置の典型的なものとしては、例えば、シリコン・
ゴムあるいは、例えば、テフロンの商標で、イー・アイ
・デュポン・デ・ニモアス（Ｅ．Ｉ． ＤｕＰｏｎｔ
Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ）が販売しているテトラフルオロ
エチレン樹脂などの他の低界面エネルギー・エラストマ
ーなどの適切な材料で皮膜された定着ロールを使う２ロ
ール・システムがある。しかし、これらの定着システム
では、トナー像が熱で粘着性を増し、支持基体の上の像
の一部が加熱定着ローラによって、保持され、基体表面
に浸透しないことが頻繁にある。粘着性を増したトナー
は定着ロールの表面に付着し、後続の支持基体用紙にオ
フセットしたり、定着ニップを通過する用紙がない時
は、圧力ロールにオフセットし、圧力ロールが汚染さ
れ、後で圧力ロールから像基体にトナーがオフセットさ
れる。

【０００３】上記のトナー・オフセット問題を回避する
ために、シリコン油、特にポリジメチル・シリコン油な
どのトナー離型剤を使用するのが一般的で、このシリコ
ン油は約１ミクロンの単位の厚さでトナー離型剤として
定着ロールの表面に塗布される。これらの材料は、比較
的低い界面エネルギーを持ち、加熱定着ロール環境での
使用に適した材料と考えられている。実際、シリコン油
の薄い膜が加熱ロールの表面に塗布され、ロール表面と
支持材の上のトナー像の間の境界面を形成する。従っ
て、低界面エネルギーの簡単に分離できる層が定着ニッ
プの間を通るトナーに接触し、トナーが定着ロール面に
付着するのを防ぐ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】離型剤液を定着ロール
に搬送する方法としては、油含浸ロールの使用、供給槽
付／無しの芯や油含浸ウェブ使用などの各種システムが
ある。定着ロールの表面に均一量の離型剤を塗布するよ
うな各種システムがある。コピー基体が移動する方向の
基体の寸法が、定着ロールの全長より小さい場合、コピ
ー用紙が接触している部分は定着ロールと圧力ロール構
造の間のニップをコピー用紙が通過する時、コピー用紙
が油の一部を除去するが、コピー用紙の先のロール端
（即ち、コピー用紙と接触していないロール表面部）
は、コピー用紙によって除去されることなく、続けて油
の塗布を受けることになる。このために、このロール端
部分が脹らみ、定着ロールや圧力ロールの皮膜が脆くな
り、ブローアウトが起こり、用紙処理障害や定着ロール
や圧力ロール障害が起きる。

【０００５】米国特許第５，０４５，８９０号明細書は
定着ロールにオフセット防止液を塗布する定着装置を開
示しているが、これには、給送芯、回転巻取り芯、給送
芯から巻取り芯に動くよう設計された油含浸ウェブ部、
給送芯から巻取り芯にウェブ部を駆動するよう巻取りロ
ールに機械的に結合したモータ、ウェブ部と結合し、圧
力ロールと反対側の定着ロールとでウェブ部に対する接
触ニップを作るような形に位置していて、このニップで
ウェブ部が定着ロールと接触することにより、油がウェ
ブ部から定着ロールに転写される圧力ロール、およびモ
ータの動作サイクルを変え、ウェブ部が接触ニップで、
比較的一定のリニア速度で駆動するようにするコントロ
ーラが含まれるが、コントローラには、巻取りロールの
ウェブ部の半径が増加しても、接触ニップで比較的一定
のリニア速度が維持されるように、運転の累積時間に対
応して、モータの動作サイクルを漸進的に減少させて補
正するため、モータの運転の累積時間を監視するタイマ
ーが含まれる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの側面とし
て、中にオフセット防止液を含んだウェブ材料と細長い
ピンチロールから構成される、定着ロールにオフセット
防止液を塗布する装置がある。細長いピンチロールは外
面が、ウェブ材料と結合し、ウェブ材料が定着ロールと
接触し、オフセット防止液が定着ロールに塗布されるよ
うになっている。このピンチロールは最初の圧力をウェ
ブの第一部分でかけ、第２の圧力を第二部分でかけ、ウ
ェブが、定着ロールの第二部分より第一部分に多量にオ
フセット防止液を塗布するようにする。

【０００７】本発明のもう１つの側面として、基体に印
刷するためトナーを定着させるための装置で、定着ロー
ルと圧力ロールから構成される装置がある。定着ロール
と圧力ロールは定着ロールが基体を受けるようなニップ
を形成する。中にオフセット防止液を含ませたウェブ材
料と細長いピンチ・ロールが付いている。細長いピンチ
ロールは、外面がウェブ材料と結合する形で搭載されて
おり、ウェブ材料が定着ロールと接触し、オフセット防
止液が定着ロールに塗布されるようにする。ピンチロー
ルは、ウェブの第一領域で最初の圧力をかけ、第二領域
で第二の圧力をかけ、ウェブが第二領域より第一領域で
定着ロールにより多くのオフセット防止液を塗布するよ
うにする。

【０００８】次に続く説明の中で、また添付の図を参照
することにより、本発明の他の側面も明らかになる。

【０００９】

【実施例】図１を参照しながら、本発明を詳細に説明す
る。ここでは、熱および圧力定着装置３３が、そのウェ
ブ離型剤搬送システムを含めて図示されている。図１に
あるように、定着装置３３は、エラストマーの薄膜５６
でコーティングされた芯５４から成る加熱定着ロール３
４から構成される。芯５４は、鉄、アルミニウム、ニッ
ケル、ステンレス鋼、等の各種金属、あるいは各種合成
樹脂で作られている。芯５４の材料としては、アルミニ
ウムが望ましいが、絶対にそうである必要はない。芯５
４は空洞で、加熱エレメント５８は一般に、この空洞の
中に位置し、定着操作に必要な熱を提供する。この目的
に適した加熱エレメントは、すでにこの分野では知られ
ており、内部に配置されたタングステン抵抗加熱エレメ
ントを持つ石英管からできた石英加熱器であることもあ
る。必要な熱を提供する方法は、本発明の重要な要素で
はなく、定着部分は内部的に、外部的にあるいはその組
合せで加熱することができる。用紙にトナーを定着させ
るために十分な熱を提供するための加熱方法はこの分野
ではよく知られている。薄い定着エラストマー層は、例
えばＲＴＶやＨＴＶシリコン・エラストマーなどよく知
られた材料で作ることができる。

【００１０】定着ロール３４が圧力ロール３６と圧力接
触した形で示されている。圧力ロール３６は、耐熱性材
料の膜６４が付いた金属芯６２から構成される。この組
立部分では、定着ロール３４と圧力ロール３６が両方と
もベアリング（図示されていない）の上に搭載されてい
る。圧力ロール・ベアリングは矢印８０で示されるよう
に機械的に置かれ、定着ロール３４と圧力ロール３６が
十分な圧力で互いに押圧して、ニップ６５を形成するよ
うにする。このニップで、トナー像が加熱定着ロール３
４に接触し、実際に融着、定着作用が起こる。層６４
は、フッ素エチレン・プロピレン重合体あるいはシリコ
ン・ゴムのような既によく知られた材料で作ることがで
きる。

【００１１】定着ロールと圧力ロールの両方とも、全長
に渡り大体均一なニップを形成し、大体一定のニップ圧
力をかけ、そのニップを通過する用紙が大体均一な速度
を維持するようクラウン・プロファイル結合表面を持つ
のが望ましい。しかし、本発明は定着装置に離型液を搬
送するための各種定着装置構成で使用することができる
ことは理解できるであろう。

【００１２】本発明の液状離型剤搬送、管理システム７
１は例えばシリコン油などの離型剤材料を入れるケース
７３（ここでは図示されていない）を含んでいる。シリ
コン油は、供給ロール７６から巻取りロール７８に取り
込まれる油を含んだウェブ材料７７を通して、定着ロー
ル３４の表面に塗布される。ウェブ材料７７は、シリコ
ン油を含浸しており、定着ロール３４と接触すると、そ
れにシリコン油を塗布する。ウェブ材料７７は定着ロー
ル３４と、用紙基体に付いた像のオフセットを防ぐよう
シリコンの皮膜を塗布するためオープンセル材で作られ
たピンチロール７９との間に形成されたニップで定着ロ
ールと接触する。液状離型剤は従来使用されている材料
の中から選んでよい。典型的な離型剤としては、機能
性、非機能性油の両方を含む一般的に使用される各種シ
リコン油がある。従って、システムの他の部分と適合す
る離型剤を選ぶことができる。

【００１３】供給ロール７６と巻取りロール７８は両方
とも、ウェブの逆転が可能なように、それぞれ交換可能
回転管状支持芯８０からできている。供給ロール芯８０
は芯の周りに、離型剤含浸ウェブ材８０が巻かれてい
て、適切な方法で、ほどけないように、ケースの中で後
ろに引っ張られている。巻取りロール７６は、矢印８８
の方向にウェブ７７を動かすために反時計回りに回転す
るよう取り付けられている。ウェブは定着ロール３４と
反対の方向に動くよう図示されているが、これと同じ方
向に動くことも可能である。適切なベアリング、ギヤや
モータ（図示されていない）を取り付けて、含浸ウェブ
７７を供給ロール７６から巻取りロール７８に進める。
フォーム・ピンチロール７９は、ピンチロール搭載スロ
ットの両端に１つづつ付いた２つのコイルばね８６（１
つのみが図示されている）によって定着ロールの方にば
ねで偏らせてあり、ウェブ７７と定着ロール３４の間に
圧力をかけ、適量の離型剤が定着ロールに送られ、それ
から除去されるようにしている。

【００１４】オープン・セル・フォーム・ピンチロール
は定着温度である約２２５°Ｃの高温に耐え、永久的な
歪みのこない適切な材料から作られる。典型的には、離
型剤を収容できるように最大寸法セルが約０．５ｍｍの
オープン・セルを持つ鋳型シリコン・ゴム・フォームか
らできている。

【００１５】図２に示すように、ピンチロールの各終端
部の直径はロールの中央部の直径より小さいので、ウェ
ブ７７と定着ロール３４の間の圧力は図３で示すよう
に、各終端部で小さくなっている。図３はＸとＹの等し
い負荷がピンチ・ロールの各端にかかっている状態の本
発明のピンチロールのウェブに対する圧力のグラフを示
すものである。負荷ＸとＹが定着ロールに約１．５ポン
ド（６８０ｇ）の圧力で負荷されるのが望ましい。も
し、圧力が約１．５ポンドより小さい場合、ウェブは巻
取りロールに正しく巻き取られないので、障害の原因と
なる。定着ロールと接触するウェブの各端でウェブ材に
かけられる圧力を最少化することにより、定着ロールの
終端領域に塗布される離型剤の分量が減少するが、これ
は定着ロールと圧力ロールにより形成されるニップを通
る最も一般的な紙幅のコピー用紙（すなわち、１１イン
チ（２８ｃｍ）のコピー用紙）に接触する部分と対応し
ないのが望ましい。このようにして、離型剤は定着ロー
ルの一般的に使用される大きさのコピー用紙が接触する
表面部分にもっとも多く塗布されるようにする。従っ
て、離型剤はロールの最も使用されるコピー用紙の端を
超える部分には少量しか塗布されないので、あまり頻繁
に使用されない幅広のコピー用紙が使用された場合にも
ロールが十分清拭されるようにし、定着ロールや圧力ロ
ールの各端の膨張やブローアウトを減少させ、定着ロー
ルや圧力ロールの寿命を長くする。

【００１６】電子写真印刷機械を、実用化した本発明の
ピンチロールと均一直径のピンチロールを取り付けて試
験した。図４を参照すると、これは、各種ウェブ構成
で、寿命テストの最後で、圧力ロールの直径の変化に関
して、２つのピンチロールのテストで収集したデータを
示したものである。線１Ａと線１Ｂは本発明を実用化し
たものを設置した場合を示し、この具体例では、ピンチ
ロールは長さ約３１０ｍｍ、中央部の直径は２０ｍｍ、
１つの端部分は直径１５ｍｍ、長さ１０ｍｍとなってい
る。もう１端では、直径１５ｍｍ、長さ２０ｍｍとなっ
ている。線１Ａの圧力ロールは最初、直径が２８．６４
０ｍｍで、短いウェブで試験をおこなった。線１Ａの圧
力ロールは３３１Ｋ（Ｋは１０００）枚目のコピーが不
成功に終わった。線１Ｂの圧力ロールは最初の直径が２
８．７２０ｍｍで、フル・ウェブでテストした。線１Ｂ
の圧力ロールは、３２４Ｋ枚目のコピーが不成功に終わ
った。線２Ａと線２Ｂは、均一直径のピンチロールに関
するもので、この具体例では、ピンチロールは長さが約
３１０ｍｍで、直径が２０ｍｍとなっている。線２Ａの
圧力ロールは最初の直径が２８．６６５ｍｍで、短くし
たウェブでテストされている。線２Ａの圧力ロールは２
４２Ｋ枚目のコピーが失敗に終わっている。線２Ｂの圧
力ロールは最初の直径が２８．６３０ｍｍで、フルウェ
ブで試験されている。線１Ｂの圧力ロールは１６４Ｋ枚
目のコピーが失敗に終わっている。

【００１７】まとめると、中にオフセット印刷液を含浸
したウェブ材から構成される定着ロールにオフセット防
止液を塗布する装置が説明されている。ウェブ材が定着
ロールと接触し、オフセット防止液を定着ロールに塗布
すように、ウェブ材と結合するよう搭載された外面を持
つ細長いピンチロール。ピンチロールは先ず、最初の圧
力をウェブの第一領域でかけ、第二の圧力を第二領域で
かけ、ウェブが第二領域より、第一領域で定着ロールに
より多くのオフセット防止液を塗布するようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の離型剤搬送システムの機能を
示す、一部断面図で示された等尺立面図である。

【図２】 図２は図１の搬送システムで使用されるピン
チロールの拡大立面図である。

【図３】 図３は本発明のピンチロールによりウェブ材
にかけられる圧力量のグラフである。

【図４】 図４は、本発明のピンチロールと電子写真印
刷機械の中に設置された均一直径ピンチロールを使って
の試験結果を示す図である。

【符号の説明】

３３ 定着装置、３４ 加熱定着ロール、３６ 圧力ロ
ール、５４ 芯、５６薄膜、５８ 加熱エレメント、６
２ 金属芯、６４ 層、７１ 離型剤搬送管理システ
ム、７３ ケース、７６ 供給ロール、７７ ウェブ材
料、７８ 巻取りロール、７９ ピンチロール、８０
支持芯、８６ コイルバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレデリック・シー・デボルト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート カウンティーダウンズサ ークル 108 (72)発明者 バリー・ジェイ・ギーア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター ピー・オー・ボックス 94

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次のものを含む、定着ロールにオフセッ
   ト防止液を塗布する装置：中にオフセット防止液を含浸
   するウェブ材；そして、 前記ウェブ材が定着ロールと接触し、オフセット防止液
   を定着ロールに塗布するよう前記ウェブ材と結合するよ
   う搭載された外面を持つ細長いピンチロールであって、
   該ピンチロールは、前記ウェブの第一領域で、第一の圧
   力をかけ、第二領域で、第二の圧力をかけ、前記ウェブ
   が、第二領域より多量のオフセット防止液を第一領域で
   塗布するもの。
2. 【請求項２】 次のものを含む、基体に印刷するためト
   ナーを定着するための装置：定着ロール；基体を受ける
   ように前記定着ロールとニップを形成する圧力ロール；
   中にオフセット防止液を含浸するウェブ材；および前記
   ウェブ材が定着ロールと接触し、オフセット防止液を定
   着ロールに塗布するよう前記ウェブ材と結合するよう搭
   載された外面を持つ細長いピンチロールであって、該ピ
   ンチロールは、前記ウェブの第一領域で、第一の圧力を
   かけ、第二領域で、第二の圧力をかけ、前記ウェブが、
   第二領域より多量のオフセット防止液を第一領域で塗布
   するもの。