JPS5833277A - 静電写真複写機における外部加熱融着用部材 - 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】 部加熱融着用部材に関連している。

米国特許第ｑｏｔｔコｇ４号に示されているように、静
電印写による通常の複写方法では、複写すべき原稿の光
倫を感光部材上に静電潜像として記倚し、次いで、この
潜儂を、一般にトナーと呼ばれている帯電粒子によって
可視化している。この時の可視トナー儂はもろい粉末状
であり、傷つき易り、くずれ易いことが多い。従って、
このＹナー儂を支持体上に定着、すなわち融着するのが
普通であり、この支持体としては、当該感光部材自身、
または白紙等の他の支持体が使われている。

本発明は、このようなトナー倫を支持体上に融着すると
とに関連している。

帯電トナー材を支持体上に１熱によって恒久的に融着す
るためには、このトナー材中の各成分が融合して粘着性
になる温度まで、トナー材の温度を上げる必要がある。

この加熱によって、トナーの一部が支持部材の繊維型た
°は小孔中に流れ込み、その優、トナー材が冷却するＫ
つれて固化し、この材料が支持体表面に強固に接合され
るようになるＯ 熱エネルゼーによって、トナー倫を支持部材上に定着す
ることは、ム＜知られており、静電トナー儂の加熱融着
方法のいくつかが既存技法中で述べられている。これら
の各方法では、熱と圧力とを各種の手段によって、ほと
んど同時に加えており、この手段としては、圧着された
／対のローラー、ローラーに圧着された平板または曲板
部材、ローラーに圧着されたベルト部材勢が採用されて
いる。熱と圧力と接触時間とを適当に調整すればトナー
粒子を融着することができる。上記の３因子を調節して
、トナー粒子を融着することは同業者間でよく知られて
おり、それぞれの機器または。

方法の条件に適合するよ５に，この因子を調整し【いる
。

加熱によってトナー粒子を支持体上に融着する融着装置
の運転に当っては、トナー偉と支持体の両方が、対にな
ったローラー、板、またはベルト部材間に設けられた狭
い間隙を通され、この隙間に伝熱と加圧とを同時Ｋｊｉ
ｌして、トナー―を支持体上に融着させる０融着を行う
時には、作業中にトナー粒子が支持体から融着用部材に
分着しなＸ．１ようＫすることが大切である。融着用部
材に分着したトナー粒子は、次回の複写作業中に、さら
に機器の他の部分または支持体上に移行して、背景を暗
くしたり、複写される原稿を汚損したりすることがある
。融着作業中に、トナーの温度が、その融点に達して、
溶融トナーの分離が起る時には、所謂冷間発着が起り、
また、トナーの融点以下の温度でも、融着用部材表面の
不備、トナー粒子の支持体えの接着不十分、残存するこ
とのある静電気力、等の原因によって熱間発着が起るこ
ともある・ 加熱部材による融着に当って起ることのある他の問題と
しては、トナー曹が融着される紙その他の基板が巻き上
ったり、加熱された融着機に付着したりすることがある
。このような付着紙片は、融着機に巻き付いて、次回の
複写作業における融着機の作業を妨げることになる。こ
の付着紙片は通常は手仕事で除去しなければならず、人
手と機器体止時間とを増大するととＫなる。

在来技術による多くの融着用部材に共通な、さら−に別
の問題は、融着用熱エネルギー源として、融着！ローラ
ーの中心部に設けた石英水錯灯が多く使われることであ
る。このような構造では、融着用部材中心部の熱を、こ
の部材を構成する各種の材ｆ層を通して、その表面まで
伝導させて、トナー儂と基板とに伝達しなければならな
い。この融着用部材表面の温度を融着に適した温度まで
上げるためには、この部材内の各層、各点を可成りの高
温度にする必要があることは明かである。さらＫまた、
熱を融着用部材の中心部からその表面まで伝えなければ
ならないため、融着用部材表面が融着温度まで暖められ
て作業を行うことができるようＫなるまでには、可成り
の時間を要することになる。機器がトナー倫を融着する
ことができるようになるまでの時間、すなわち、暖機時
間が長くなることは、この種の融着用部材が、通常は熱
の不良導体とされている工？ス）ｆｆ−ソｆ）他（ｒ）
重合材料から成っていることが多いと言う事実によって
、さらに強調される。

米国特許第３３ｊユ／ｇ／号では、内部加熱機と外部加
熱機の双方によって加熱されるローラー融着装置が開示
されており、この特許の融着用ドラムは、その上に透明
なシリコーン塗料層を備えたガラスまたは石英スリーブ
から成っており、このシリコーン塗料層表面には発着防
止用のシリコーン油を塗っている。

また、米国特許第、ｌ？＆、！−ｑ４号で開示されてい
る熱定着装質では、テフロン被櫟された金輌円筒が加圧
ローラーになっており、断熱性シリコーンゴム被・を偏
えた金属円筒が加熱されるローラーになっている。この
シリコーンゴム被接は、その上に反射脱着剤が塗っであ
る。

米国特許第３，９７Ｎ、９０／号は、ＰＦ＾テフロンを
被せた加圧ローラーを開示しており、この加圧ローラー
は耐熱性シリコーンが五の厚いエラストマー状の層でで
きており、その上に長弾性寿命―Ｌ の弗素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）の薄いスリーブ
がか〜っている。この特許の融着用ローラーハフルオロ
カ−がン重合体層（４を弗化エチレン郷）で被覆した強
面な円筒から瞼っている。

さらに米国特許第３．９　Ａ　’ｌ　０４１２号は、内
部加熱融着用ローラーに被せる融着用被覆を開示してお
り、この被覆は熱伝導性裏打ち層、弗素化ニジストマ一
層およびシリコーンニジストマーの薄い表層から放って
いる。

米国特許第り０７１７３！ｒ号は、外部加熱融着用ロー
ラーを開示しており、加熱部品が融着用ローラーを加熱
すると共に融着すべきトナー像を予熱するようにしてい
る。この特許の融着用ローラーは、断熱性シリコーンが
五層を被せた金Ｒ製中心部を備えている。

さらに、米国特許第４ｔ、　Ｏｒ　３．０９．２号では
、金属下上に高弾性有機がムの厚い層を松せたさや付き
の有接デム加圧ローラーが開示されており、厚い有機が
五層にはテフロンまたはこれと同様な材料で作った列ス
リーブが付いていて、この層′の酸化劣化を防ぐように
なっている。この特許の融着用ローラーは、太い金属芯
表面をテフロンまたはこれと同様な材料の層で被秒した
物から成っている。

米国特許第ｑｉＩＩｔｌクデク号はまた、この発明の目
的に合うように、上記の米国特許第１Ａθｇ３．０　？
　２号で開示されたものと実質的には同様なさや付き有
様ゴム製加圧ローラーを開示している。

本発明の目的は、改良された外部加熱融着用ローラーを
提供するととＫある。

本発明のさらに別の目的は、エネルギー効率が高く、か
つ高品質の複写コピーを作り出すことができるとともに
１優れた脱着性を持っている外部加熱融着用ローシーを
提供することにある。

本発明の上Ｉｆ以外の目的は、以下の詳細な開示から集
約することができるであろう。

上記の諸口的は、ある外部加熱融着用部材を提供する本
発明によって達成されるものであり、この部材は基板、
この基板上の発泡弗素化エラストマーの比較的厚い層、
およびこの発泡体層上のシリコーンエラストマーの比較
的薄い層から成っている。このシリコーンエラストマ一
層中には酸化鉄充填材が分散されており、この酸化鉄充
填材は外部から加えられるエネルギーを効率よく吸収す
るとともに１この粘着性シリコーンエラストマーに強度
を与えている。

第１図は、ある静電印写普写機中の各主要部品を示した
ものであり、前記のＭｏｓ＠ｒの米国特許第η０り１７
３！ｆ号の第１図とはぼ同様なものである。簡単に説明
すると、その外周辺に、適当な光導電性絶縁材料の層１
１を備えたドラム状部材１０が、矢１３によって示され
るように右廻りに回転する軸１２上にはまっていて、ア
ルファベット大文字で示されるいくつかの部署をこのド
ラム部材表面が通過するようになっている。部署＾では
、ドラム部材ｌＯの光導電、絶縁性表面に１コｐす発生
装置ＮＩＫよって、均一な静電荷が付与される０次いで
、ドラム部材１０の荷電された部分が部ＪＩ１１Ｂまで
回転し、とへで、複写すぺ會原稿または他の資料の光書
に露光される。この露光によって、光導電、絶縁性表面
の露光部分の電荷が消散されて、静電潜像ができる。次
に部署Ｃにおいて、この静電潜像は、通常のカスケード
型現倫または磁気ブラシ現儂装ｆｌＦ郷によって現像さ
れる。

現９画俸は次いで部署Ｏまで廻り、こ〜で現倫トナー儂
は支持体すなわち基板１４に転写される。

支持板１４は容器１８中に貯えられており、この容器１
８から７枚ずつ供給ローラー１９によって、配置ローラ
ー２１と案内部材２ｏとを通って、転写部署ＤＫ供給さ
れる。転写部署０では、現倭されたトナー像はドラム部
材１０から支持体１４に転写され、さらに移送装置２２
によって融着装置１１ＳＫ送られる。融着装置１５では
、支持体１４上の粉末トナー像は融着用ローラー２３と
支えローラー２４′による熱と圧力を受けて、この支持
体上に融着される。七の！、トナー像が融着した支持体
１４は、ローラー１６によって、複写紙受け１７に運ば
れる。、他方、ドラム部材１ｏの光導電、絶縁表面１１
は、部署Ｏで現像画像を支持体１４に転写した後、清浄
用部署Ｅに到る。清浄用部署Ｅで、表面１１上の残留ト
ナー粒子が洗い落さ′れて、次回の複写作業用の表面が
準備される。静電印写複写様の上記のよ５な運転方法は
同業者間でよく知られており、本発明は融着装＃１５に
、さらに明確には１、融着用ローラー２３の構造に係る
ものである。

本発明の融着用ローラー２３は外部加熱融着装置中で使
うようになっている。外部熱源としては、前記したＭａ
ｓｅｒの米国特許第１７７／７．？を号の第Ｓ図に示さ
れたような石英ランプを使うことができる。

第一図には、融着用ローラー２３の横断面が示されてい
る。融着用ローラー２３は、軸２６にはまって回転する
円筒状等の中心部すなわち芯２５から成っており、この
実質的に剛性な芯２５は、銅、アルｚニウムまたはｆ１
４勢の金属製にしてよい。

本発明では、；ＥＴ２５０表面を、発泡弗素化エラスト
マーの層２７で被傍しており、内部に酸化鉄充填材が分
散しているシリコーンエラストマ一層２８が層２７の外
面を被覆している。

外部加熱装置によって加熱される融着用ロー２−１すな
わち、前記１ｍｐｅｒｌａｌ　　の米国特許第＠　／［
９クタク号の第一図に示されるような内部２ｖ加熱装拳
を持たない融着用ローラーを使っている融着装ＮＩ／Ｃ
よって良好な融着を行うためには、いくつかの条件を充
たす必要がある。先ず第７ｋ、本発明の融着用部材は熱
を効率よく吸収する上に１外部には比較的少量の熱しか
放散しない。さらに１本発明の融着用部材はしなやかで
あって、高品餉複写を作り出すのに適した挾み間隙を、
形成することができるし、また、その表面はトナー粒子
の発着な防止する脱着性を持っている。このような利点
があるため、本発明の融着用部材は、外部加熱融着装置
用として特に適合している。

上記のように、層２７は発泡弗素化エラストマーから成
っている。特に好ましい弗素化エラストマーは、弗化ビ
ニリデンと６弗化プロピレンとの共重合体類と弗化ビニ
リデン、６弗化プロピレンおよびダ弗化エチレンの三元
共重合体類であり、この両者はともにＶｌｔｏｎと言う
商品名でデ５−４７社から重重されている。上記の各弗
素化エラストマー類は高耐熱性であるとともに１断熱−
を持ってい不。このようなエラストマーを発泡体状にす
ると、熱絶縁性はさらに高くなり、かつ耐熱性も強化さ
れる。さらＫ・また、この発泡体はしなやかであって、
高品質複写の生産に適した挾み隙間を形成するととにな
る。この発泡体層の厚さは、色々Ｋｔえることができる
が、約０．７１．■乃至約コ、Ｓダ■の厚さが特に適当
であり、さらに正確に言えば、厚さ約コ、０３ｔｍの発
泡体層が％に好ましいことが判明している。

シリコーンエラストマ一層２８は室温可硫化性（ＲＴＶ
）シリコーン材料で作られる。このような材料の例とし
ては、α１ｍ−ヒｒロキシ？リジメチルシロキサン等の
ジシラノール類があり、このようなジシラノール類の７
群が、　Ｒｈｏｄｏｒｓｌｌと言う商品名でＲｈｏｎ・
−Ｐｏｕｌｅｎｃ社から市販されている。上に述べたよ
うに、シリコーンエラストｆｆ　一層２８中には酸化鉄
充填剤が分散している。この酸化鉄は微粉状であり、シ
リコーンエラストマー１００重量部当り約７０乃至３０
重量部の割合で含まれている。この酸化鉄は効率的に紫
外線エネルギーを吸収するとともに、この組成物の強度
を岸大しており、融着用部材を通常の脱着剤とともに使
うと、シリコーンエラストマーの機械的強度と膨潤特性
とを増大する。層２８の厚さは約θ、Ｏｆ！；ｗｍ乃至
約０．３０　ｍにするのが好ましい。

また、シリコーンエラストマ一層２−！３の製造には、
酸化鉄とともに、架橋剤と架橋触媒とを使うことが好ま
しい。この種の架橋触媒と架橋剤とは同業者間でよく知
られており、好ましい例としては、架橋剤にはオルト珪
酸テトラエチル、架橋触媒には二酢酸ジブチルチンがあ
る。

酸化鉄充填材は／ミクｐン以下乃至／−Ｊミクロンの微
粉状でなければならず、最小粒子径約θ、事ミクロンの
市販酸化鉄、　ＭａｂｌｃＯコ９７を使うことが好まし
い。また、この酸化鉄の一部をカー＆ンブラックに代え
てもよく、例えば、シリコーンエラストマー中の充填側
を、このエラストマーの重量当り、１０％の酸化鉄とし
てもよく、また、５％の酸化鉄とｓ％のカーゲンプツッ
クとしてもよい。

以下に本発明を実施例によって、さらに説明する。

実施例／ 本発明による外部加熱融着装置用の融着用部材をＩＦ！
約３０篩のアルミラム円筒を芯とし作った。

このＦの表面を細砂噴射によって清浄にして、その上に
アユ４フ社発売のＶｌｔｏｎ　Ｅ　６０　Ｃ調合品を噴
霧して、０．４！；ｖｍ厚さのＶｌｔｏｎ層を形成した
。

次に、ジメチルシロキサンジオール１００重量部、微粉
状酸化鉄約５重量部、微粉状カーがンブラック約５重量
部およびオルト珪酸テトラエチル約７５重量部を混合し
てシリコーンエラストマーａ合品を作った◎この混合物
をが−ルクル中で混合し、メチルエチルケトン溶剤を加
えて、その粘度をｇθセンチストークス（Ｃｓｔｋ）　
　Ｋ調整し、続いてこの調合品中に二酢酸ジブチルチン
ＰＩ　ｏ、ｓ重量部を添加、混合した。この最終調合品
をＢＩｎｌＸ＠噴霧機によって、上記のＶｌ　ｔｏｎ被
徨ローラー上に噴霧し、このローラーを−５−℃で７７
時間將燥した後、７７７℃の炉中で３時間、被覆を硬化
した。

発泡Ｖｌｔａｎの裏打ち層のないこのローラーを対照品
とした。この結果、厚さ約Ｏ，コ■のシリコーン層が得
られた。

実施例コ 芯を細砂噴射した後に、この芯上に、 Ｗｈｌｔｔａｋｅｒ社発売のＴｈ１ｘｏｎ　　接着剤を
２回被すしたこと以外は実施例１の操作を繰返した。得
られたＦを、Ｉｎｄｕｓｔｒｌａｌ　Ｅｌ＠ｃｔｒｏｎ
ｌｃ　Ｒｕｂｂｅｒ　　社からシートの形で得られた無
孔粒発泡Ｖｌｔｏｎで包み、芯上のＴ旧ｘｏｎ　　接着
剤を７７７℃で３時間、炉内硬化して、発泡体と芯とを
接着した。次いで、Ｖ　ｌ　ｔｏｎ発泡体の厚さを、研
磨機で研謝して、約２．０　ｇ　ｗａｘとし、その後、
とのＶｌｔｏｎ発泡体で被覆したローラー上に、実施例
／のシリコーンエラストマー調合品を約θ、−−ｎの厚
さに塗った。

実施例３ 使用したシリコーンエラストマー調合品が、実施例コの
酸化鉄３部とカーがノブラック５部との代りへ、微粉状
酸化鉄１０重量部を含んでいたこと以外は、実施例コの
操作を繰返した。

実施例り 実施例７〜３によって作った３つの融着用ローラーを、
実験用の試験装置中に入れて、それぞれの融着用ローラ
ーがＦＩＦ＾被欅をした加圧−−ラーと接触するようｋ
した。５ｙｌｖａｎｌａ　　社から得られた／コＯｖ、
　／　ＩＩ　Ａ　ｊＷの石英ランプを、各融着用ローラ
ーの表面から約５θｎの距離に曾き、次いで各ローラー
表面の石英ランプ光が直接には自らない点の温度な熱電
対によって測定した。得られた表面温度は下記の通りで
あった。

時間（分）　　　　温　　度（”Ｃ） ０　　　　　．２１Ｉ　　　　　コダ　　　コ亭／　　
　　　りθ！　　　　５’Ａ　　　　７／、？　　　　
　　Ａ、？　　　　／／左！；　　　／／２Ａ　　　　
　　　　９３．！；　　　　　／２ざ　　　　／コ３Ｓ
ｑ　　　　　　／３コ　　　　　／コざ　　　　／コＳ
上記のように、本発明を、その特定の好ましい実施態様
によって詳細に説明したが、この詳細説明から、本発明
の趣旨および範囲を外れない各種の改造型を作り出せる
ことを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１Ｍは、本発明の外部加熱融着用部材を備えた静電複
写機を図解的に示したものであり、第２図は、本発明に
よる融着用部材の横断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）静電写真複写機においてトナー倫を基体に融着す
   るための外部加熱融着用部材であって、ａ　基板 ｂ　上記基板上に存し弗素化エラストマーの発泡材から
   成る比較的厚い層、および Ｃ上記発泡材層上にあって、内部に酸化鉄充填材が分散
   しているシリコーンエラストマーから成る比較的薄い層
   、 から成ることを特徴とする前記外部加熱融着用部材。 （２）前記発泡材層の厚さが約０．７６乃至コ、！；’
   Ｉｗｓであり、前記シリコーンエラストマ一層の犀さが
   約０．０７　、を乃至ＯＪ／ｗｍであることを＃做とす
   る前記（１１項による外部加熱融着用部材。 （３）前記シリコーンエラストマ−１０Ｏ重量部当りに
   約１０乃至３０重量部の前記酸化鉄が含まれていること
   を特徴とする前＆！　（１１項による外部加熱融着用部
   材。 （４）前記発泡材層の厚さが約−，０３簡であり、この
   層が４９（弗化ビニリデン−６弗化プロピレン）または
   ぼり（弗化ビニリデン−６弗化プロピレンーダ弗化エチ
   レン）から成ることを特徴とする前記（１）項による外
   部加熱融着用部材。 （５）前１シリコーンエラストマ一層の厚さが約０．２
   　！ｒ　Ｗであり、この層が、？リシロキサン約１００
   重量部、酸化鉄約５重量部およびカーがンブラック約５
   重量部から成る組成物でできていることを特徴とする前
   記（菫）項による外部加熱融着用部材。 （６）前記ブリシルキサｙがα、−−ピー−キシポリジ
   メチルシロキサンであることを４１１１とする前記（５
   ）項による外部加熱融着用部材。 （７）前記ぼりシロキサンが４リジメチルシロキサンと
   ばりメチルヒドロシロキサンとの混合物であることを％
   像とする前記（５）項による外部加熱融着用部材。 （８）前記組成物が、さらに架橋剤と架橋触媒とを含有
   することを特徴とする前記（６）項による外部加熱融着
   用部材。 （９）前記架橋剤がオルト珪酸テトラエチルであり、か
   つ、前記架橋触媒が二酢酸シブチルチンであることを特
   命とする前記（８）項による外部加熱融着用部材。 ０υ　前記発泡材層の厚さが約２．０３　ｍであり、こ
   の層がＩす（弗化ビニリデン−６弗化プロピレンーダ弗
   化エチレン）から成り、かつ、前記シリコーンエラスト
   マ一層の厚さが約０．、ｌ　！ｒ　ｗｍであり、この層
   がα、・−ヒドロキシ４リジメチルシロキサン約１０θ
   重量部、酸化鉄約３重量部、力−−ンブラック約３重量
   部、オルト珪酸テトラエチル約７５重量部および二酢酸
   シブチルチン約θ、Ｓ重量部から成る組成物でできてい
   ることを特徴とする前記（１）項による外部加熱融着用
   部材。 （＋１１　　前記発泡材層の厚さが約２．Ｏｊ　ｗｓで
   あり、この層がぼり（弗化ビニリデン−６弗化プロピレ
   ンーダ弗化エチレン）から成り、がっ、前記シリコーン
   エラストマ一層の厚さが約０．２ｊｍであり、この層が
   ４リジメチルシロキサンと４リメチルヒドロシロキサン
   との混合物約１００Ｍ量部、酸化鉄約５重量部およびカ
   ーダンブラック約ま重量部から成る組成物でできている
   ことを特徴とする前記（１１項による外部加熱融着用部
   材。 Ｑ３　　前記（１１項の外部加熱融着用部材の製造方法
   であって、次の工程から成る方法、 −基板を準備する工程、 ｂ　上記基板上に弗素化エラストマーの発泡材から成る
   層をはりつける工程、 Ｃ上記発泡材層に４リシロキサンと酸化鉄とから成る組
   成物を塗る工程、および ｄ　上記調合物をその場で硬化して前記のシリコーンエ
   ラストマ一層を形成し、かつ、このシリコーンエラスト
   マ一層を上記発泡材層に接着する工程。 ０３　　前記発泡材層を前記基板上Ｋｍっだ接着剤によ
   って前記基板にはりつけることを特徴とする前記（１′
   ３項による方法。 （１４）ＦＩｆＪＦ接着剤が工ｆキシ接着剤であること
   を特徴とする前記（１３項による方法。 ０埼　前記ｌリシロキサンが、ｌリジメチルシロキサン
   とＩリメチルヒドロシ四キサンとの混合物から成ること
   を特徴とする前記ａａ項による方法。 Ｑ６１　　前記ｌリシロキサンがα、―−ヒドロキシＩ
   リジメチルシロキサンから成り、かつ、前記組成物がさ
   らに架橋剤と架橋触媒とを含有することを特徴とする前
   記ａり項による方法。 ａｎ　　前記架橋剤がオルト珪酸テトラエチルであり、
   かつ前記架橋触媒が二酢酸ジブチルチンであることを特
   徴とする前記αＳ＊ＶＣ，よる方法。 賭　融着用部材、加圧部材および上記融着用部材外に設
   置された加熱装智を包含する静電印寒複写機中でトナー
   倫を基板に融着するための融着装置の改良であって、上
   記融着用部材を下記のもので構成するととＫする改良、 ―　基板、 ｂ　上記基板上の発泡弗素化エラストマーの比較的厚い
   層、および Ｃ上記発泡材層上にあって、内部に酸化鉄充填材が分散
   しているシリコーンエラストマーの比較的薄い層。 ０９　　前記弗素化エラストマーがプリ（弗化ビニリデ
   ン−６弗化ｆ０ピレン）またはプリ（弗化ビニリデン−
   ６弗化ｆ四ビレンーダ弗化エチレン）であり、かつ、前
   記シリコーンエラストマーがジシラノールであることを
   特徴とする前記Ｑｓ項による融着装置。