JPS603685A - プレコ−トされたウエブおよびオフセツト防止流体を定着したロ−ラに適用する装置 - 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】 この明細書に記載の発明は、像が定着ステーションえお
いて受容シートに恒久的に接着せしめられる受容シート
上に担持されたトナー粒子により形成されるような像形
成装置のための接触定着ステーションに関し、かつさら
に特定的に述べると７０レコードさ）・したウェブと、
オフセット防止流体な定着ローラに適用し、かつ定着ロ
ーラからトナー粒子を除去するためのウェブを含む装置
に関する。

種々の像形成装置、例えば、事務用複写機等において受
容シートに像を形成するためにトナー粒子を使用する場
合には、トナー粒子を受容シートに恒久的に接着させる
ために複写機の内部に定着ステーションを設けることが
必要である。トナー物質を受容シートに恒久的に定着さ
せるためにトナー粒子との接触を行う定着ステーション
のための装置は、トナーと接触する定着ローラと、バン
クアップローラとを使用してあり、定着ローラおよびバ
ックアップローラの少なくとも一方は受容シートをこれ
らのローラの間に移動するために駆動される。一つの方
法は、トナー物質の温度をトナー物質の成分が凝集して
粘Ｎ性になる点まで高めるために十分な温度に維持され
た定着ローラを介してトナー物質に熱を作用させること
に依存している。この作用により、トナー物質が殆どの
場合に平滑“な紙を構成している受容シートの繊維の中
にある程度まで吸収される。その後、トナー材料が冷却
したときにトナー物質の凝固が起ってトナー物質を受容
シートに恒久的に結合させる。トナーへの熱伝達を制御
することにより、通常の状態では、受容シートから定着
ローラへのトナー粒子のオフセラ）　＋ｔ　ｔ＋とんと
発生しない。トナー物質に伝達される熱を入念に制御す
るこ之により、定着ローラの表面に加えられた熱は定着
ローラの温度をトナー粒子の「熱間オフセット」温度以
上に高めない。定着ローラの辰面潟度がトナー粒子の「
熱間オフセット」湿度よりも高くなれば、トナーの分離
作用が発生し℃「熱間オフセット」な生ずる。トナーの
分離は、加熱されたトナー粒子を一緒に保持する凝集力
がトナー粒子を定着ローラの接触面にオフセットする傾
向を生ずる接着力よりも小さいときに起る。トナー粒子
は、甲だ、トナー粒子への不十分な熱および圧力の作用
（ｆなわち、「冷間オフセット」）、定着ローラの表面
の性質の不完全または通常トナー粒子を受容シートに対
して保持する力によりトナー粒子の受容。

シートへ接着が不十分になるその他の要因により定着ロ
ーラにオフセットされる。このような場合には、トナー
粒子が定着ローラの表面に移行し、その後、受容シート
が定着ローラとバックアップ０ローラとの間のニップの
巾に配置されていない期間に次の受容シー）ｆたはバッ
クアップ０ローラに移行でる。

「オフセット」の問題をム）不眠にとどめるための一つ
の装置は、発生する高温に而４え、かつ定着ローラの外
部圧適用されるオフセット防止流体、例えは、シリコン
油ケ受は入れる材料からなる外面または被覆を備えた定
着ローラを使用している。

シリコン油は定着ローラの表面と受容シート上に担持さ
れたトナー像との間の界面を形成している。

トナーに与えられるシリコン油の表面エネルギが比較的
に低いために、定着ローラの表面へのトナー粒子のオフ
セントが阻止される。定着ローラに特殊の被覆を施しか
つその液種にシリコン油を適用する場合ですらも、ある
「眼に見えないオフセット」（すなわち、トナーの非常
に微細な粒子の　１オフセツト）が起る。このような「
オフセット」　□′は最終的は受容シートに形成された
像を劣化し、プた加熱さえ１．た定着ローラの場合には
、その耐用寿命を傭縮する。

別の接触型の定着ステーションは、トナー粒子を受容シ
ートに恒久的に定着させるために、トナー粒子に圧力を
作用させる。加熱された定着ローラの場合と同イーｋに
、たとチーオフセット防止流体、例えば、シリコン油が
定着ローラの外面に適用されたとしても、加圧定着装置
中のトナー粒子と接触Ｉ−ている定着ローラに、ある量
のトナーがオフセットされろ。

接触型定着ステーションにより生ずるオフセットの問題
は、定着ローラのために種々の給油装＠／清掃装置行？
使用することによりある程度まで解決されてきた。シリ
コンをベースとした油を定着ローラｖＣ適用し、かつ定
着ローラを清掃するために、給油装置からシリコンをペ
ースとした油を供給さえ１．る灯心材料が使甲さｔして
きた。周知の別の装置は、給油装置から油が定期的に供
給される吸油性材料でｖ段されたオイルアブ０リケータ
ーローラを使用している。シリコン油を含浸させたウェ
ブ材料が使用されてきた。このウェブ材料シま定着ロー
ラに提供されて定着ローラの外面にシリコン油を供給し
、かつ定着ローラ上に存在しているいかなるトナー材料
をも除去する作用をする。

定着ローラを清掃し、かつオフセット防止流体ヲ定着ロ
ーラに適用するための前述した先行技術の装置は完全に
満足できるものではなかった。灯心と給油装置とを組み
合わせた場合には、過剰な油は装置の休止期間中に灯心
の中に溜まり、そのために定着ローラに適用される油の
竜が過大になる。給油装Ｕと灯心とを組み合わせた装置
が使用される場合には、除去されたトナーに起因する灯
心の閉塞の問題も起る。この問題は油を含浸させたウェ
ブ材料を使用した装置を使用することにより解決される
が、油を含浸させたウェブ材料の供給ロールが使用され
る場合には、油の移行の問題が起る。終りに当たって、
給油装置と吸油性材料で被覆されたオイルアプリケータ
ーローラとを組み合わせた周知の装置の場合には、被覆
された口−ラに調整さｈた惜の油を供給するための複雑
な装置を使用することが必要である。定着ローラに供給
される油の量が入念に調整されていなければ、過剰の油
が像受容体に移送されて複写に欠陥が生ずる。この場合
には、オイルアプリケーターローラの汚染の問題も発生
する。

周昶の装置に発生するこれらの問題＆工、像形成装置の
内部に設けられたアプリケータからオフセット防止流体
が供給されるウェブ材料を使用した装置を使用すること
Ｋより回避されてきた。種々の像形成装置に対するコス
トおよびスペースの拘束条件のために、このような解決
方法に対しである問題が発生している。

この明細書に記載した発明は、像形成装置の定着ローラ
にオフセット防止流体を供給する装置に使用しうるプレ
コートされたウェブを提供することにより問題を解決す
るものである。この予備含浸ウェブは、ウェブを低粘度
のオフセント防止流体と耐摩耗性の非揮発性増粘剤との
混合物でコーティングすることにより予備含浸される。

このような装置は、好適な予備含浸ウェブを提供するた
めに努力がなされた場合に発生した油の移行問題を回避
することができる。このような装置は、油の移行問題、
を解決する以外に、像形成装置の融着ローラ上にオフセ
ット防止流体を確実に付着させる役目をする製造設備に
おいて小数の複雑でない部品および最小のスペースを必
要とし、実用し易り、Ｄ・つオフセット防止流体および
増粘剤をウェブに正確にコーティングできることを含む
利点を有し℃いる。

本発明の一実施例においては、予備含浸ウェブを使用し
た装置は、ウェブ供給ロールと、被駆動巻取ロールと、
供給ロールと巻取ロールとの間の像形成装置の定着ロー
ラに隣接して配置された加圧ロールとを備え℃いる。ウ
ェブは、加圧ロールの交わりを通って像形成装置の定着
ローラと接触して移動する。

本発明においては、オフセット防止流体と非揮発注の増
粘剤との混合物を受け入れるための多孔　）性ウェブな
使用することが必要である。所定の混合物が好適である
かどうかは種々の混合物を試験することにより容易に決
定することができる。このＫＭはウェブのコーティング
および移行を検査しないで実施することができる。種々
の混合物の試料は底部の中央部に小穴を有する小さい容
器の中に入れて小穴からの油の通過を検査することがで
きる。もしも１４日後に油が小穴を通過していなければ
、その混合物は好適であると考えられる。

次に行なう選別方法は、圧延されたウェブをコーティン
グし、そしてγ温において、また、加熱された炉の中で
のオフセット防止流体の重力による移行の有無を検査す
ることである。増粘剤とオフセット防止流体との最適の
比率は、増粘剤の性質およびオフセット防止流体の粘度
により左右され、またさらにウェブ材料、コーティング
重量、ウェブ貯蔵状態コストおよびその他の要因により
左右される。

本発明の新規の特徴および利点は以下の詳細な説明およ
び添付図面を参照することによりさらに明瞭に理解する
ことができよう。

添付図面について述べると、最近使用されている複写機
に使用されているようなオフセット防止流体を定着ロー
ラ１０に適用する装置を示しである。定着ローラ１０は
バックアップ定着ローラ１２に非常に近接して配置され
ている。定着ローラ１０およびバックアップ定着ローラ
１２の一方または両方は、こｔしらのローラが近接して
配置された点において同一方向に回動するように駆動さ
れ、それ−よりこれらのローラに送られた定着していな
い像を担持した受容シート１４がローラを通し℃移動さ
れ、受容シート１４に担持された定着していない像を受
容シート１４に定着される。

本発明の装置は、１＊のプレコートされたウェブ１６が
巻きつけられるウェブ供給ロール１５と、ウェブ１６が
使用されるときに巻きつけられる被駆動巻取ロール１８
とを備えている。被駆動加圧ロール２０がウェブ供給ロ
ール１５と巻取ロール１５との中間に配置され、かつ例
えは略図で示したばね２２により定着ローラ１０に向か
って偏位させられている。図から理解できるように、ば
ね２２は、その配置の如何により、田縮ばね、捩りばね
または引張ばねとして使用することができる。

図では、ばね２２は匝縮ばねである。ウェブ１６は供給
ロール１５から加圧ロール２０の外面の一部分のまわり
に通され、それによりウェブ１６は加圧ロール２０と定
着ローラ１０との間を通過した後、巻取ロール１Ｂに巻
きつけられる。巻取ロール１８および加圧ロール２０は
駆動モータ２４により駆動される。駆動モータ２４と巻
取ロール１８と加圧ロール２０との間に必要な連結は点
線２８および３０でそれぞれ示しである。駆動モータ２
４と巻取ロール１８との間の連結はオーバードライブス
リップクラッチ（図示せず）を介して完成される。また
、僅かな量の後方への張力な付与するために、供給ロー
ル１５と共に低トルクブレーキ（図示せず）が使用され
る。このようにして、ウェブ１６に対して張力が維持さ
れてウェブ１６が加圧ロール２０に密着させられる。加
圧ロール２０ｗ定Ｗローラ１０に向かっｔ偏位さする力
は、熱融着させる場合には、定着ローラ１０において約
０．３ＤＣＩｎないし０．６人ｃｍのウェブ１６のニッ
プ接触幅を与えるような大きさにすべきである。加圧融
着を使用する場合には、ニップ接触幅はより重要・でな
くなる。種々のロールおよびローラの各々の回転方向は
図面に種々の矢印で示しである。

ウェブ１６としては、耐摩耗性の多孔性の材料が好適で
ある。ウェブ１６として好適な材料の例は、フォート・
ハワード＋２８９（フォート俸ハワード・ペーパーカン
パニイ）のようなペーパータオル、スコツト６２８０−
８（ヌコットペーパーカンパニイ）のような梳毛された
不絨レイヨンおヨヒヘロン１５４５（ペロンコーポレー
ション）のような不織ボリエヌテルである。

上記の装置において、オフセットを防止する流体、例え
ば、シリコン油の定着ローラ１０への送出は、ウェブ１
６がシリコン油でプレコートされる位置まで行われる。

米国特許第３，９　ｄ　１．５５８１ｔ、：ｆｌよ５．
、、。−１１つああ。７　＋）　ｗ　ｙ　＠。　１人に
よるウェブ材料のプレコートはある用途に対しては満足
でないことが判明した。シリコン油はある期間にわたっ
て重力のために供給ロール１５の下側部分に移行するの
で、定着ローラ１０に供給されるシリコン油の量が一定
に保たれない。その結果、シリコン油がトナー像ケ定着
させた受容シートに顕著に８行される。シリコン油は、
また、供給ロールから滴下して下方の（幾械の他の部分
の上に溜まる。この移行の問題は、また、ウェブローラ
乞装置に使用する前に保管する場合にも起る。

プレコートされるシリコン油な減少すると、シリコン油
の移行を阻止１−ることはできるが、必要なウェブの全
体の長さが相当に増大する。

本発明を具体化した装置にＳい−Ｃは、ウェブ１６はオ
フセット防止流体および該流体のための増粘剤を含有し
た無移行性混合物で°ｆレコ・−トされる。移行の問題
な゛解決するために必要な量の入の増粘剤を使用するこ
とが好ましい。その理由は、このようにすることにより
、オフセットを防止する機能を果すために利用されるオ
フセット防止流体の！＄−′？最犬にすることができる
からである。必要な増粘剤の量は、種々の重量％の増粘
剤の混合物を準備し１そして約１．６闘の直径の小穴を
有する容器の中に所定量の各々の混合物の試料を入れる
ことによ゛り容易に推定することができる。所定の期間
、例えば、１４日経過後に小穴を通しての混合物の損失
が起らなければ、その混合物は移行の問題を起す傾向が
ない。増粘剤およびオフセット防止流体の最適な比率は
増粘剤の性質および流体の粘度により左右され、またそ
れに加えて、ウェブ材料、コーティングの重量、ウェブ
の貯蔵状態、コストおよびその他の１ぬ連した要因によ
り左右される。

シリコン油をオフセット防止流体として使用することに
より、市販されているいくつかの好適な増粘剤、例えば
、米国、オクラハマ州タルナ市所在のベトロライト・コ
ーポレーションにより「ポリワックス」という商標名で
市販されているエチレンの重合体、米国イリノイ州タヌ
コラ市所在のカボットコーポレーションにより「’ｃｐ
、Ｂ−ｏ　−８工Ｌ」という商標名で市販されているヒ
ュームド二酸化珪素および大阪市所在の新日水化学株式
会社により「（）ＥＬ　ＡＬＬ　−Ｄ　Ｊという商品名
で市販されている有機メル化剤を使用することができる
。

試験を行った結果、前述した増粘剤のいずれか一つと共
に１０ロー１０００センチストークスの範囲のシリコン
油を使用することができることが判明した。非移行性コ
ーティングを形成するために必要な増粘剤の最小量は６
重量９′ｏであることが判明した。増粘剤の使用可能な
最大量はウェブ材料上の混合物の分散安定性および被覆
性のような要因および増粘剤の量が多過ぎると定着ロー
ラへのシリコン油の移行が阻止されることにより決定さ
れる。上記の最後に述べた二つの増粘剤については、１
０重Ｒ％が最大濃度であると考えられ、一方エチレン重
合体は増粘剤として５０重量％までの濃度で使用するこ
とができる。また、エチレン重合体に対する好ましい分
子量は約３００ないし１０００であることが決定された
。

上記の装置はトナー像の定着が熱または圧力によって行
われる像形成装置に使用することができる。加熱定着の
場合には、定着ローラ１゛０は該ローラの内部に共軸方
向に装着された熱源により加熱すれ、またバックアップ
ローラ１２は薄いシリコンザムコーティングを有するこ
とができる。加圧定着の場合には、定着ローラ１０は気
泡クロームのコーティングを有するスチールで構成する
ことができる。バックアップローラ１２は研暦されたス
チールで構１戊することができる。加圧定着の場合には
、１枚のコピーあたりのウェブの前進速度が０，０８ｍ
ｍで十分であるのに対し、加熱定着の場合には、１枚の
コピーあたりのウェブの前進速度が約Ｏｊ；７＋＋ｍで
十分である。ウェブ１６の前進速度は、ウェブにより除
去されるトナーの量、複製が作成される速度、定着が熱
により行われるかまたは圧力により行われるか否かなら
びにその他の要因により左右される。

ウェブ１６上にプレコートされる混合物のコーティング
の重量は１平方米あたり約６５グラムないし一平方米あ
たり１６１グラムであり、１平方　１米あたり約１０８
グラムが好ましい。

上記の説明は例示する目的のために述べたものであり、
この明細書に開示した新規の技述から逸脱しない範囲で
相当に変更することができる。したがって、本発明の範
囲はこの明細書に合致して広範囲ＶＣ解釈すべきである
特許請求の範囲に記載された範囲の入に限定されるよう
に意図しである。

【図面の簡単な説明】

添付図面はオフセット防止流体を像形成装置の定着ロー
ルに供給するために本発明のフ０レコードされたウエプ
ヶ使用する装置の一型式を示す。 図において、 １〇−定着ローラ、１２−　バックアップ定着ローラ、
１４−　受容シート、１５−　供給ロール、１６−　ウ
ェブ、１８−　巻取ロール、２０−　加圧ロール、２２
−ばね、２４−駆動モータ。 代理人　浅　村　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）多孔性の細長いウェブと、前記ウェブにコーティ
   ングされる非移行性混合物とを含み、前記混合物がオフ
   セット防止流体と、前記流体のための増粘剤とを含むこ
   とを特徴とする、像形成装置の定着ローラ（１０）’＆
   オフセット防止流体でコーティングするために好適なプ
   レコートされたウェブ（１６）。 （２、特許請求の範囲第１項に記載のウェブ（１６）に
   おいて、前記ウェブ上にコーティングされる混合物が１
   平方米あたり６５グラムないし１平方米あたり１６１グ
   ラムのコーティング重着でコーティングされることを特
   徴とするプレコートされたウェブ（１６）。 （３）特許請求の範囲第１項に記載のウェブ（１６）に
   おいて、前記増粘剤が前記混合物の少なくとも３重量％
   であること′？特徴とするプレコートされたウェブ（１
   ６）。 （４）％許請求の範明第１項に記載のウェブ（１６）に
   おいて、前記オフセット防止流体がシリコン油でありか
   つ前記増粘剤がエチレンの重合体である　・、ことを特
   徴とするプレコートされたウェブ（１６）。 （５）特許請求の範囲第４項に記載のウェブ（１６）に
   おい℃、前記増粘剤が前記混合物の６−５０重量％であ
   ることを特徴とするプレコートされたウェブ（１６）。 （６）特許請求の範囲第１項に記載のウェブ（１６）に
   おいて、前記オフセット防止流体がシリコン油でありか
   つ前記増粘剤がヒユームド二酸化珪素であることを特徴
   とするプレコートされたウェブ（１６）。 （７）特許請求の範囲第６項に記載のウェブ（１６）に
   おいて、前記増粘剤が前記混合物の６−１０軍量％であ
   ることな特徴とするプレコートされたウェブ（１６）。 （８）特許請求の範囲第１項に記載のウェブ（１６）に
   おいて、前記オフセット防止流体がシリコン油でありか
   つ前記増粘剤が有機ｒル化剤であることを特徴とするフ
   ０レコードされたウェブ（１６）。 （９）％許請求の範囲第８項に記載のウェブ（１６）如
   おいて、前記増粘剤が前記混合物の３−１０重量％であ
   ることを特徴とするプレコートされたウェブ（１６）。 （１０）供給ロール（１５）と、巻取ロール（１８）と
   、前記供給ロールと前記巻取ロールとの間に移送される
   ようになったプレコートされたウェブ（１６）とを備え
   た、オフセット防止流体を像形成装置の定着ローラ（１
   ０）に適用する装置であって、加圧ロール（２０）が供
   給ロール（１５）と巻取ロール（１８）との間に配置さ
   れ、ウェブ（１６）が定着ローラ（１０）と前記加圧ロ
   ール（２０）との間に配置され、加圧ロール（２０）が
   ウェブ（１６）を押圧し℃定着ローラ（１０）と係合さ
   せるようになっており、プレコートされたウェブ（１６
   ）がオフセット防止流体と前記流体のための増粘剤とを
   含む非移行性混合物でコーティングされていることを特
   徴とする、オフセット防止流体を像形成装置の定着ロー
   ラに適用する装置。 旧）特許請求の範囲第１０項に、記載の装置において、
   前記ウェブ（１６）にコーティングされる前記混合物が
   １平方米あたり６５グラムないし１平方米あたり１６１
   グラムのコーチインク８重量でコーティングされること
   ′？特徴とする装置。 （１２１特許請求の範囲第１０項に記載の装置において
   、前記増粘剤が前記混合物の少なくとも６重量％である
   ことを特徴とする装置。 （１３）特許請求の範囲第１０項に記載の装置にお（・
   て、前記オフセット防止流体がシリコン油であり、かつ
   前記増粘剤がエチレンの重合体であることを特徴とする
   装置。 旧）％許請求の範囲第１３項に記載の装置にお（・て、
   前記増粘剤が前記混合物の３−５０ｉ景％であることを
   特徴とする装置。 （１０％□オ４．１ｏ□、６．□、お５、　１で、前記
   オフセット防止流体がシリコン油でありかつ前記増粘剤
   がヒユームＶ二酸化珪素であることを特徴と１−る装置
   。 （ｌω　特許請求の範囲第１５項に記載の装置において
   、前記増粘剤が前記混合物の３−１０重景％であること
   を特徴とする作置。 卸　特許請求の範囲第１０項に記載の装置において、前
   記オフセット防止流体がシリコン油でありかつ前記増粘
   剤が有機デル化剤であることを特徴とする装置。 （１８）特許請求の範囲第１６項に記載の装置において
   、前記増粘剤が前記混合物の６−１０重量％であること
   を特徴とする装置。