DE69514453T2

DE69514453T2 - Bildfixierwalze mit perforierter Aussenschicht

Info

Publication number: DE69514453T2
Application number: DE69514453T
Authority: DE
Inventors: Shinji Saito; Akihiko Sugizaki; Yuji Uchida
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2015-03-29
Also published as: US5532808A; JP2869960B2; EP0699975A2; EP0699975B1; EP0699975A3; DE69514453D1; JPH0876627A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rolle zum Fixieren elektrophotographischer Bilder und insbesondere eine Bildfixierrolle, die als eine Druckrolle zum gleichförmigen Pressen eines Bildträgerblattes relativ zu einer Bildfixier-Heizrolle verwendet wird.
Im allgemeinen sind herkömmliche Fixiervorrichtungen elektrophotographischer Kopiermaschinen oder dergleichen so gegliedert, dass ein nicht-fixiertes Tonerbild, das auf ein Bildträgerblatt wie z. B. ein Papierblatt übertragen wird, zwischen einer nicht haftenden Heizrolle und einer elastischen Druckrolle so heißgepresst wird, dass es geschmolzen und darauf fixiert wird.
Herkömmliche Tonerbild-Vorrichtungen werden im allgemeinen durch Bereitstellen einer hitzebeständigen elastischen Schicht, z. B. eines Silikonschwammes, um einen Metallkern und ferner durch Bereitstellen einer nicht haftenden Schicht, z. B. eines Fluorkunststoffes, auf dem äußeren Umfang der elastischen Schicht gebildet, um das Anhaften des Toners an der Druckrolle zu verhindern.
Da es üblich ist, eine solche Fixiervorrichtung mit Unterbrechungen zu betreiben, ist es wünschenswert, dass die Oberflächentemperatur der Heizrolle schnell ansteigt, damit der Fixierprozess innerhalb eines kurzen Zeitraums beginnt, nachdem die Fixiervorrichtung in Betrieb genommen wurde.
Entsprechend ist es auch wünschenswert, dass die Druckrolle die Oberflächentemperatur der Heizrolle innerhalb eines kurzen Zeitraums erreicht, nachdem die Fixiervorrichtung in Betrieb genommen wurde. In Anbetracht dessen wird die elastische Schicht der Druckrolle im allgemeinen aus einer Schwammschicht mit einer relativ geringen Wärmekapazität und einer geringen Wärmeleitfähigkeit gebildet.
Es bestand jedoch ein Problem dergestalt, dass es schwierig war, Hochqualitätsbilder auf einer Anzahl von Papierblättern gemäß bekannten Fixiervorrichtungen kontinuierlich zu fixieren, da sich Papierfalten mit dem Ablauf der Betriebszeit nach der Aktivierung der Fixiervorrichtung leicht ausbilden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bildfixierrolle bereitzustellen, die die Erzeugung von Papierfalten trotz des kontinuierlichen Fixierens von Bildern abstellen oder begrenzen und dabei eine große Anzahl fixierter Hochqualitätsbilder in aufeinanderfolgender Weise bereitstellen kann.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine elastische Bildfixierrolle zum gleichförmigen Pressen eines Bildträgerelements mit einer erhitzten Fixierrolle einen Metallkern; eine Schwammschicht, die um den Metallkern bereitgestellt ist; und eine Fluorkunststoffschicht, die um die Schwammschicht bereitgestellt ist, wobei die Fluorkunststoffschicht mit einer Vielzahl von verteilten Löchern versehen ist, die so angeordnet sind, dass sie die Temperatur längs der Rolle im wesentlichen ausgleichen.
Gegebenenfalls ist die Verteilungsdichte der Löcher in der Fluorkunststoffschicht an einem mittleren Abschnitt der Rolle größer als an deren Endabschnitten.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen nachstehend beispielhaft erläutert; wobei diese nicht beschränkend aufzufassen sind.
Fig. 1A ist eine Vorderansicht einer Bildfixierrolle, um die erste und die zweite bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel zu veranschaulichen; und
Fig. 1B ist eine Seitenansicht der Bildfixierrolle aus Fig. 1A.
Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nachstehend mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1A und Fig. 1B zeigen die Vorder und Seitenansicht einer Bildfixierrolle, um daran die erste und die zweite bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform und ferner ein Vergleichsbeispiel zu erläutern. Fig. 1A und 1B veranschaulichen daher eine elastische Bildfixierrolle mit einer Außenschicht, die mit einer Vielzahl von Löchern in einer bestimmten Verteilung versehen ist.
Zuerst wird das Vergleichsbeispiel beschrieben. Mit Bezugnahme auf Fig. 1B wurde ein Eisenkern mit einem Durchmesser von 12 mm mit einer Grundierung belegt. Danach wurde der grundierte Eisenkern mit einer schäumenden Silikongummiverbindung durch Extrusion beschichtet. Die Silikongummiverbindung wurde dann erhitzt, um diese auszudehnen, und vulkanisiert, um so eine geschäumte Silikongummischwammschicht (2) zu bilden. In der veranschaulichten Ausführungsform hat die Schwammschicht (2) 32 Grad der Asker C-Typ- Härte (Last = 300 g) bei einem Ausdehnungsverhältnis von 170% und einer Dicke von ungefähr 6 mm.
Anschließend wurde die Oberfläche der Schwammschicht (2) abgeschliffen und bekam ein überbrückendes Bindemittel darauf aufgetragen und wurde dann mit einer Fluorkunststoffschicht beschichtet. In dieser Ausführungsform wurde die Schwammschicht (2) mit einem PFA (Perfluoralkoxyl-) Plastikschlauch beschichtet, der auf der inneren Seite klebend gemacht wurde und eine Dicke von 50 um aufwies; dann wurde Hitze zum Ankleben des Fluorkunststoffs angewandt. Folglich wurde eine elastische Rolle mit einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 225 mm mit einer Fluorkunststoffschicht (3) an ihrem Umfang und einer Asker C-Typ-Härte (Last = 300 g) von 45 Grad hergestellt.
Die erste bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
Die Oberfläche der elastischen Rolle des Musters wurde mit einer Nadel, die in dieser Ausführungsform eine Länge von 3 mm und einen Durchmesser von 0,6 mm aufwies, in Intervallen entlang gerader Linien im Winkel zu der Längsachse der Rolle gelocht. An den Enden der Rolle wurde ein Rand bereitgestellt. In der veranschaulichten Ausführungsform wurden die Löcher in Intervallen von 10 mm entlang acht gerader Linien geformt, die in bezug auf die Mittellängsachse der elastischen Rolle parallel und in einem Winkel von 45º mit einem Rand von 12,5 mm von beiden Enden der elastischen Rolle vorliegen. Folglich wurde eine elastische Rolle der ersten bevorzugten Ausführungsform mit einer Fluorkunststoffschicht (3) hergestellt, die mit 21 Löchern (A), die auf jeder der acht geraden Linien ausgerichtet sind, d. h. insgesamt 168 Löchern versehen ist.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
Die Oberfläche der elastischen Rolle der ersten Ausführungsform wurde weiter mit einer Nadel, die in dieser Ausführungsform eine Länge von 3 mm und einen Durchmesser von 0,6 mm aufwies, in Intervallen entlang gerader Linien in einem Winkel zu der Längsachse der Rolle und zwischen den geraden Linien der ersten Ausführungsform gelocht. In der veranschaulichten Ausführungsform wurden die Löcher in Intervallen von 10 mm geformt, um 10 Löcher auf jeder der acht zusätzlichen geraden Linien zwischen den acht geraden Linien der ersten Ausführungsform mit einem Rand von 67,5 mm von beiden Enden der elastischen Rolle bereitzustellen. Insgesamt wurden 80 Löcher (B) ausgebildet. Folglich wurde eine elastische Rolle der zweiten bevorzugten Ausführungsform mit einer Fluorkunststoffschicht (3) hergestellt, die mit 10 zusätzlichen Löchern (B), die auf jeder der acht zusätzlichen geraden Linien ausgerichtet sind, versehen ist. Demgemäss wurden insgesamt 248 Löcher (A und B) in einer Zickzackform an dem mittleren Abschnitt der Rolle angeordnet, um an einem mittleren Abschnitt eine höhere Verteilungsdichte der Löcher als an deren Endabschnitten bereitzustellen.
Ein Test wurde durchgeführt mit einer elektrophotographischen Fixiervorrichtung, die die erfindungsgemäßen elastischen Bildfixierrollen enthält. Nach In-Betrieb-Setzen der Vorrichtung wurde das elektrophotographische Kopieren hintereinander in der folgenden Reihenfolge ausgeführt:
a: Kopieren schwarzer Vollton-Bilder auf 2 Blätter Kopierpapier von 60 g;
b: Kopieren von Schriftzeichenbildern auf 30 Blätter Kopierpapier von 60 g; und
c: Kopieren schwarzer Vollton-Bilder auf 2 Blätter Kopierpapier von 60 g.
Der Kopiervorgang wurde mit 5 Rollen für jedes der Beispiele, für die erste bevorzugte Ausführungsform und die zweite bevorzugte Ausführungsform wiederholt. Die Bewertung des Kopierens, ob es Papierfalten gab oder nicht, wurde durchgeführt, indem die kopierten schwarzen Vollton-Bilder verwendet wurden. Das erste Blatt des schwarzen Vollton-Bildes, das in Schritt a kopiert wurde, wurde mit a1 bezeichnet und das zweite Blatt mit a2; das erste Blatt des schwarzen Vollton-Bildes, das in Schritt c kopiert wurde, wurde mit c1 bezeichnet und das zweite mit c2. Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 1 aufgeführt, wobei jede Zahl die Gesamtpunkte für jede der 5 elastischen Rollen repräsentiert. 2 Punkte wurden für Blätter ohne Papierfalten, 1 Punkt für Blätter mit Regenwurm-artigen Falten und eine 0 Punkte für Papier mit Papierfalten vergeben. Tabelle 1
Wie sich aus Tabelle 1 ersehen lässt, stellen die elastischen Bildfixierrollen gemäß den bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen, in denen diese mit Löchern versehen sind, eine beträchtlich verbesserte Bildqualität nach wiederholtem Kopieren gegenüber dem Vergleichsbeispiel bereit. Demgemäss unterdrückt die vorliegende Erfindung die Ausbildung von Papierfalten.
Folglich kann in der Fixiervorrichtung, die die elastischen Rollen der erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsformen enthält, ein stabiler Fixierprozess, unmittelbar nachdem die Heizrolle auf eine erforderliche Temperatur aufgeheizt wurde, durchgeführt werden. Außerdem werden Papierfalten unterdrückt, auch dann, wenn das Fixieren der Bilder hintereinander ausgeführt wird. Ferner kann der stabile Fixierprozess erfindungsgemäß für eine große Anzahl Hochqualitätsbilder auf Kopierpapier verlässlich fortgesetzt werden.
Wie sich weiter aus Tabelle 1 ersehen lässt, verbessert die elastische Bildfixierrolle gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform, die konzentrierte Löcher (A und B) an dem mittleren Abschnitt aufweist, die Bildqualität nach wiederholtem Kopieren gegenüber dem Vergleichsbeispiel zusätzlich.
Diese Erfindung ist als nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und vorstehend beschriebenen Modifikationen beschränkt aufzufassen, so dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Elastische Bildfixierrolle zum gleichförmigen Pressen eines Bildträgerelements mit einer erhitzten Fixierrolle, wobei die elastische Bildfixierrolle umfaßt:

einen Metallkern;

eine Schwammschicht, die um den Metallkern bereitgestellt ist; und

eine Fluorkunststoffschicht, die um die Schwammschicht bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorkunststoffschicht mit einer Vielzahl von Löchern ausgebildet ist, die so angeordnet sind, daß sie die Temperatur längs der Rolle im wesentlichen ausgleichen.

2. Elastische Bildfixierrolle nach Anspruch 1, wobei die Verteilungsdichte der Löcher in der Fluorkunststoffschicht an einem mittleren Abschnitt der Rolle größer ist als an Endabschnitten davon.

3. Elastische Bildfixierrolle nach Anspruch 1, wobei die Löcher entlang acht gerader Linien bereitgestellt sind, die in Bezug auf die Mittellängsachse der elastischen Rolle parallel und um 45º beabstandet sind.

4. Elastische Bildfixierrolle nach Anspruch 3, wobei die Löcher in Intervallen von 10 mm entlang der acht geraden Linien mit einem Rand von 12,5 mm von beiden Enden der elastischen Rolle bereitgestellt sind.

5. Elastische Bildfixierrolle nach Anspruch 2, wobei eine erste Gruppe von Löchern entlang acht gerader Linien bereitgestellt ist, die in Bezug auf die Mittellängsachse der elastischen Rolle parallel und um 45º beabstandet sind und eine zweite Gruppe von Löchern entlang acht gerader Linien bereitgestellt ist, und zwar zwischen den acht geraden Linien.

6. Elastische Bildfixierrolle nach Anspruch 5, wobei die erste Gruppe von Löchern in Intervallen von 10 mm entlang der acht geraden Linien mit einem Rand von 12,5 mm von beiden Enden der elastischen Rolle bereitgestellt ist und die zweite Gruppe von Löchern in Intervallen von 10 mm entlang der acht zusätzlichen geraden Linien mit einem Rand von 67,5 mm von beiden Enden der elastischen Rolle bereitgestellt ist.

7. Elastische Bildfixierrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Durchmesser eines jeden Lochs im wesentlichen 0,6 mm beträgt.

8. Verwendung einer Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, um das Zerknittern von Papier in einer elektrophotographischen Kopiermaschine zu kontrollieren.

9. Elektrophotographische Kopiermaschine, die eine Rolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt.