Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung einer Walze
für ein Fixierelement einer elektrophotographischen
Kopiermaschine, eines elektronischen Druckers und dergleichen,
die zur thermischen Fixierung eines nicht fixierten Bildes auf
einem Aufzeichnungsmaterial, wie z.B. Papier, verwendet wird.
Stand der Technik
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Vor kurzem wurde, weil die Größe und das Gewicht einer
elektrophotographischen Kopiermaschine und dergleichen
verringert wurde, die Größe und das Gewicht einer in ihrer.
Fixiereinrichtung verwendeten Walze für ein Fixierelement
verringert. Z.B. ist eine Walze für ein Fixierelement bekannt,
in der eine Schwammschicht 2 auf einer Umfangsfläche eines
Metallkerns 1 ausgebildet ist, und eine Oberflächendeckschicht
3 an der äußeren Umfangsfläche der Schwaminschicht 2, wie in den
Figuren 11 und 12 gezeigt, ausgebildet ist. Da diese Walze die
Schwammschicht 2 verwendet, ist die Härte der Walzenoberfläche
gering. Deshalb kann, auch wenn der Durchmesser der Walze
verringert ist, eine ausreichende Preßzonenbreite, die für eine
thermische Fixierung erforderlich ist, erhalten werden, und die
Walze für ein Fixierelement weist Vorteile auf, wie z.B. ein
leichtes Gewicht.
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Eine solche Walze für ein Fixierelement wird z.B. auf die
folgende Weise hergestellt.
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(1) Zuerst wird ein Kleber auf der äußeren Umfangsfläche des
Metallkerns 1 aufgeschichtet und aufihm ein Kautschukmaterial
aufgebracht. Das Kautschukmaterial wird erhitzt, um
vulkanisiert und geschäumt zu werden, wodurch die
Schwammschicht 2 ausgebildet wird. Alternativ wird unter
Verwendung eines Extruders das Kautschukmaterial durch
kontinuierliches Extrudieren im Voraus ausgebildet, und das
extrudierte Kautschukmaterial wird erhitzt, um vulkanisiert und
geschäumt zu werden, wodurch ein Schwammrohr ausgebildet wird.
Dann wird innerhalb des Schwammrohres zur Ausbildung der
Schwammschicht ein Metallkern angebracht.
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(2) Dann wird ein flüssiger Kautschuk auf die äußere
Umfangsfläche der Schwammschicht 2 aufgegossen und zur
Ausbildung der Oberflächendeckschicht 3 ausgehärtet, wodurch
eine Walze erhalten wird. Die Oberflächendeckschicht 3 kann
durch Einpassen in ein vorgeformtes Rohr ausgebildet werden.
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Im allgemeinen wird in einem Fixierelement einer
elektrophotographischen Kopiermaschine oder dergleichen an die
Walze für die Fixiereinheit Hitze einer Temperatur von 150 bis
200 ºC appliziert, um die thermische Fixierung durchzuführen. In
der vorstehend beschriebenen üblichen Walze für eine
Fixiereinheit ist jedoch, da das die Schwammschicht bildende
Material und das Gas in den Zellen thermisch expandiert, die
Änderung im äußeren Durchmesser im Vergleich zu einem
Polymermaterial, das normalerweise in einer Walze für ein
Fixierelement verwendet wird, groß, und die Veränderung in der
Preßzonenbreite ist ebenfalls groß.
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Wenn die Temperatur der Oberfläche der Walze nicht gleichmäßig
ist, tritt im äußeren Walzendurchmesser eine örtliche
Expansionsdifferenz auf, die eine nicht gleichmäßige
Preßzonenbreite ergibt. Wenn z.B. die Größe des
Aufzeichnungspapiers verändert wird, und das Papier nicht
kontinuierlich über die gesamte Oberfläche, sondern über einen
Teil der Oberfläche der Walze läuft, wird nur dem Teil, über
den das Papier läuft, Wärme entzogen. Die Preßzonenbreite wird
aufgrund einer Differenz in der thermischen Expansion zwischen
dem das Papier nicht kontaktierenden Teil und dem das Papier
kontaktierenden Teil verändert, was zu Falten führt.
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Wenn an die Schwammschicht Wärme appliziert wird, wird der
Druck innerhalb der Zellen erhöht, wenn das Gas thermisch
expandiert. Die Zellen expandieren deshalb und vergrößern den
Außendurchmesser der Walze. Gleichzeitig besitzt das Gas in den
Zellen jedoch die Eigenschaft, aus der Walze durch die
Zellmembranen auszutreten, um den Druck auszugleichen. Als
Ergebnis wird der erhöhte äußere Durchmesser der Walze
allmählich kleiner. In diesem Fall kann unter Berücksichtigung
des Diffusionszustandes des Gases in den Zellen das Gas in den
Zellen an den zwei Endteilen der Walze leicht zu den zwei
Endflächen diffundieren, während das Gas in den Zellen im
zentralen Teil der Walze aufgrund des Einflußes der
Oberflächendeckschicht, durch die das Gas nicht leicht
hindurchtreten kann, nicht leicht austreten kann. Als Ergebnis
ist die Veränderung im Walzendurchmesser am zentralen Teil der
Walze und den zwei Endteilen nicht gleichmäßig. Wenn ein nicht
fixiertes Bild fixiert werden soll, werden Falten gebildet.
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Fluorkunststoff wird häufig als Material für die
Oberflächendeckschicht verwendet. Obwohl Fluorkunststoff eine
gute Hitzebeständigkeit besitzt, kann er sehr leicht aufgeladen
werden. Die Oberfläche der Walze eines Fixierelements wird
deshalb in einem Bereich zwischen mehreren Tausend und mehreren
Zehntausend Volt aufgeladen, wenn sie während der thermischen
Fixierung mit Kopierpapier oder dergleichen in Kontakt kommt.
Als Ergebnis werden Papierstaub und Toner an der Oberfläche der
Walze elektrisch adsorbiert und verschlechtern das hohe
Trennvermögen der Oberfläche von Fluorkunststoff, wodurch nach
kurzer Benutzung Toner-Offset auftritt.
Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen
Situation gemacht, und ihre Aufgabenstellung ist es, eine
kleine leichte Walze für ein Fixierelement bereitzustellen, mit
der ein gutes fixiertes Bild erhalten werden kann, die
Ausbildung von Falten bei der Fixierung eines nicht fixierten
Bildes vermieden werden kann, und das Auftreten von Offset
durch Unterdrücken des Aufladens verhindert werden kann,
wodurch die Betriebslebensdauer der Walze eines Fixierelements
verlängert wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Walze für ein
Fixierelement bereit, umfassend
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eine Schwammschicht, die mehrere parallel zü Längsrichtung eines
Metallkerns verlaufende Durchgänge aufweist, die um den
Metallkern ringförmig in einem bestimmten Abstand
angeordnet sind, oder mit einem in Langsrichtung des
Metallkerns helixförmig ausgebildeten Durchgang, der an einer
Umfangsfläche des Metallkerns ausgebildet ist, und
eine Oberflächendeckschicht, die an der Umfangsfläche der
Schwammschicht aufgebracht ist.
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Die Vielzahl der in Längsrichtung des Metallkerns parallel
verlaufenden und ringförmig um den Metallkern angeordneten oder
in Längsrichtung des Metallkerns helixförmig ausgebildeten
Durchgänge werden in der Schwammschicht so ausgebildet, daß ein
erhitztes Gas in den in der Schwammschicht, insbesondere in
ihrem zentralen Teil, vorhandenen Zellen rasch von den zwei
Enden der Walze nach außen diffundiert und eine durch die
thermische Expansion des Gases in den Zellen verursachte
Expansion der Schwammschicht unterdrückt wird, wodurch eine
Veränderung im äußeren Durchmessers der Walze im Vergleich zu
einer konventionellen Walze verringert wird.
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Die Durchgänge können in der folgenden Weise ausgestaltet sein:
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(1) Durchgänge, die parallel sind zu der Längsrichtung des
Metallkerns und ringförmig um den Metallkern angeordnet sind,
obwohl nicht dargestellt.
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(2) Durchgänge, die in einer Doppelring-artigen Form angeordnet
sind, so daß jeder von Ihnen an der äußeren Seite zwischen
benachbarten Durchgängen der inneren Seite angeordnet sind, wie
in der Figur 1 dargestellt; und
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(3) Durchgänge mit einem dreieckigen Querschnitt, die
ringförmig in einem geringen Abstand voneinander angeordnet
sind.
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Der Querschnitt der Durchgänge ist nicht spezifisch begrenzt.
Bevorzugt ist es jedoch, daß die Dicke der Schwammschicht im
wesentlichen über die gesamte Walze gleich ist, damit eine
Veränderung des äußeren Durchmessers der Walze beim Erhitzen
längs des Umfangs gleichmäßig wird.
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Zur Ausbildung eines Durchgangs in der Schwammschicht sind zwei
Methoden verfügbar.
(1) Gerader Durchgang
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Durch Extrudieren unter Veränderung der Struktur der Düse eines
Extruders wird ein Kautschukrohr mit Hohlräumen ausgebildet,
daß in einem bekannten Verfahren zur kontinuierlichen
Ausbildung eines Schwammrohres verwendet wird, und
vulkanisisert und geschäumt wird, um durch Erhitzen ein
Kautschukrohr auszubilden.
(2) Helixförmiger Durchgang
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Wie z.B. in Figur 4 dargestellt wird ein Torpedo
(Schmelzverdrängungseinsatz) 12 eines Extruders 11 mit
verdrehten Nadeln 13 versehen. Durch Extrudieren mittels einer
Schnecke 15 wird unter Rotation des Torpedos 12 ein
Kautschukmaterial 14 ausgeformt. Der geformte Kautschuk wird
zur Vulkanisation und zum Schäumen erhitzt (dieses Verfahren
wird verwendet, wenn eine Vielzahl helixförmiger Durchgänge
gebildet werden).
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Alternativ wird, wie in Figur 5 dargestellt, eine einzelne
helixförmige Nadel 16 am Torpedo in kleinem Abstand vom Kern 17
vorgesehen. Durch Extrudieren mittels einer Schnecke 15 unter
gleichzeitiger Rotation des Torpedos 12 wird ein
Kautschukmaterial ausgeformt. Der geformte Kautschuk wird zur
Vulkanisation und zum Schäumen erhitzt. Dieses Verfahren wird
verwendet, wenn ein einzelner helixförmiger Durchgang
ausgebildet werden soll), in diesem Fall kann die helixförmige
Nadel mit dem Kern 17 in Kontakt sein.
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Das Material der Schwammschicht kann EPDM-Kautschukschwamm,
Silikonschwamm, Fluorkautschukschwamm oder dergleichen sein.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Wälze für ein
Fixierelement bereit, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt
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eine Schwammschicht, die mehrere parallel zur Längsrichtung
eines Metallkerns verlaufende Durchgänge aufweist, die um den
Metallkern ringförmig in einem bestimmten Abstand angeordnet
sind, oder mit einem in Längsrichtung des Metallkerns
helixförmig ausgebildeten Durchgang, der an einer Umfangsfläche
des Metallkerns ausgebildet ist, und
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eine Oberflächendeckschicht aus Fluorkunststoff, die an der
Umfangsfläche der Schwammschicht über eine Klebeschicht
aufgebracht ist und eine Dicke von 20 bis 150 µm aufweist, und
worin mindestens eine der Schichten, ausgewählt aus der
Schwammschicht, der Klebeschicht und der
Oberflächendeckschicht, einen Volumenwiderstand von nicht mehr
als 10&sup9; Ω.cm besitzt.
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Die Dicke der Oberflächendeckschicht wird innerhalb eines
Bereiches von 20 bis 150 µm gewählt, weil, wenn sie geringer
als 20 µm ist, die Oberflächendeckschicht bereits nach
kurzzeitiger Verwendung verschlissen wird, und wenn sie stärker
als 150 µm ist, besitzt die Oberflächendeckschicht eine hohe
Härte und es kann keine ausreichende Preßzonenbreite erhalten
werden.
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Im Hinblick auf den Volumenwiderstand ist es ausreichend, wenn
mindestens eine der Schichten, ausgewählt aus der
Schwammschicht, der Klebeschicht und der
Oberflächendeckschicht, einen Volumenwiderstand von 10&sup9; Ω.cm
besitzt, um zu verhindern, daß die Walze aufgeladen wird. Zur
Verhinderung einer Aufladung beträgt der Volumenwiderstand der
Oberflächendeckschicht vorzugsweise 10&sup9; Ω.cm oder weniger. Um
den Volumenwiderstand zu verringern, wird jedoch normalerweise
ein Füllstoff, wie z.B. Kohlenstoff oder Metallpulver,
verwendet. Die hohe Trennleistung von Fluorkunststoffen wird
auf diese Weise verschlechtert, weil sie durch Kohlenstoff und
dergleichen beeinflußt wird. Um eine hohe Trennleistung
aufrechtzuerhalten, ist es deshalb bevorzugt, daß der
Volumenwiderstand der Schwammschicht oder der Klebeschicht
verringert wird. In diesem Fall wird die antistatische Wirkung
im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Volumenwiderstand der
Oberflächendeckschicht verringert wird, mehr oder weniger
vermindert.
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Erfindungsgemäß kann eine Walze mit antistatischer Wirkung
erhalten werden, indem der Volumenwiderstand von mindestens
einer der Schichten ausgewählt aus der Schwammschicht, der
Klebeschicht und der Oberflächendeckschicht auf 10&sup9; Ω.cm oder
weniger eingestellt wird.
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Da die Schwammschicht eine Vielzahl von Durchgängen parallel
zur Längsachse des Metallkerns und um den Metallkern ringförmig
in einem bestimmten Abstand angeordnet aufweist, oder einen in
Längsrichtung des Metallkerns helixförmig ausgebildeten
Durchgang, können während des Fixierens eines nicht-fixierten
Bildes Falten vermieden werden, und das Auftreten von Toner-
Offset kann unterdrückt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Figur 1 ist ein Querschnitt einer Walze für ein
Fixierelement gemäß Beispiel 1,
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Figur 2 ist ein Querschnitt einer Walze für ein Fixierelement
gemäß Beispiel 2,
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Figur 3 ist ein Querschnitt einer Walze für ein Fixierelement
gemäß Beispiel 3,
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die Figuren 4 und 5 sind Ansichten, um einen erfindungsgemäß
verwendeten Extruder zu beschreiben,
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die Figuren 6 und 7 sind Kurven, die die Größe des äußeren
Durchmessers einer erfindungsgemäßen Walze für ein
Fixiereleinent vor und nach dem Erhitzen zeigen,
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die Figuren 8 und 9 sind perspektivische Darstellungen, die
Anordnungen von Durchgängen der erfindungsgemäßen Walze für ein
Fixierelement zeigen,
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die Figur 10 ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Walze
für ein Fixierelement gemäß Beispiel 4,
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Figur 11 ist ein Querschnitt einer konventionellen Walze für
ein Fixierelement,
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Figur 12 ist eine perspektivische Ansicht der Figur 11, und
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Figur 13 ist eine Kurve, die die Größe des äußeren Durchmessers
einer konventionellen Walze fur ein Fixierelement vor und nach
dem Erhitzen zeigten.
Beste erfindungsgemäße Ausführungsform
Beispiel 1
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Es wird eine erfindungsgemäße Walze für ein Fixierelement
zusammen mit dem Verfahren zu seiner Herstellung unter
Bezugnahme auf die Figur 1 beschrieben.
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(1) Zunächst werden 100 Gewichtsteile Silikonkautschuk
(Handelsname: KE903 U, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co.,
Ltd.),
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1 Gewichtstei 1 Silikonkautschuk-Vulkanisiermittel (Handelsname:
C-1, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.),
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3 Gewichtsteile Silikonkautschuk-Vulkanisiermittel
(Handelsname: C-3, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co.,
Ltd.) und
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2 Gewichtsteile eines Silikonkautschuk-Schaummittels
(Handelsname: KE-P-13, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co.,
Ltd.) zur Herstellung einer Silikonkautschuk-Mischung (Si-
Mischung) ausreichend gemischt.
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(2) Danach wurde unter Verwendung der Si-Mischung als
Ausgangsmaterial ein Kautschukrohr mit in zwei koaxialen
Kreisen angeordneten Hohlräumen durch kontinuierliches
Extrudieren unter Verwendung eines Extruders hergestellt. Das
Kautschukrohr wurde zur Vulkanisation und zum Schäumen 20
Minuten lang auf 250 ºC erhitzt, wodurch ein Silikonkautschuk-
Schwammrohr mit Hohlräumen ausgebildet wurde. In dieses
Schwammrohr wurde ein Metallkern 21, von dem die äußere
Umfangsfläche mit einem Kleber beschichtet war, und der einen
Durchmesser von 10 mm besaß, eingeführt.
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(3) Danach wurde der Kleber gehärtet, und das Schwammrohr
abgeschliffen, bis der Außendurchmesser der Walze 23 mm betrug,
wodurch eine Schwammschicht 22 erhalten wurde.
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Zu diesem Zeitpunkt sind in der Schwammschicht 22 eine Vielzahl
von Durchgängen 23a und 23b parallel zur Längsrichtung des
Metallkerns 21 und ringförmig um den Metallkern 21 angeordnet
ausgebildet. Jeder der äußeren Durchgänge 23b ist zwischen
benachbarten Durchgängen der inneren Durchgänge 23a angeordnet.
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(4) Danach wurde ein Silikonkautschuk (Handelsname: KE12RTV,
hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) auf die mit dem
Metallkern 21 integrierte Schwammschicht 22 gegossen und
gehärtet. Die Oberfläche wurde bis zu einem äußeren Durchmesser
von 24 mm abgeschliffen, um eine Oberflächendeckschicht 24
auszubilden, wodurch eine Walze für ein Fixierelement erhalten
wurde.
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In der auf diese Weise hergestellten Walze für ein
Fixierelement wird die Oberflächendeckschicht an der äußeren
Umfangsfläche des Metallkerns 21 über die Schwammschicht 22
bereitgestellt, und die Vielzahl der parallel zur Längsrichtung
des Metallkerns 21 verlaufenden und ringformig um den
Metallkern 21 angeordneten Durchgänge 23a und 23b werden in der
Schwammschicht 22 vorgesehen.
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Wenn die Walze mit dieser Struktur erhitzt wird, diffundiert
Gas nicht nur in der Nähe der zwei Walzenenden von den Enden
der Walze durch die Durchgänge 23a und 23b, sondern auch im
zentralen Teil der Walze. Der äußere Durchmesser der Walze
dehnt sich deshalb im wesentlichen gleichmäßig aus, und die
Faltenbildung kann verringert werden.
Beispiel 2
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Wenn eine in Figur 2 dargestellte Walze für ein Fixierelement
mit der in Figur 1 dargestellten Struktur verglichen wird, so
ist sie dadurch charakterisiert, daß die Durchgänge 31 mit
dreieckigem Querschnitt dicht aneinander so angeordnet sind,
daß die Spitzen B der Dreiecke alternativ nach innen und nach
außen zeigen.
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Da die Dicke der Schwammschicht 22 die dreieckigen Durchgänge
31 ausschließt, besitzt in dieser Walze für ein Fixierelement
die Schwammschicht 22 an jedem Abschnitt eine im wesentlichen
gleichmäßige Dicke. Eine Dicke T1 ist z.B. gleich einer Dicke
T2. Als Ergebnis wird eine durch Erhitzen der Schwammschicht 22
verursachte Deformation in Bezug auf den äußeren Durchmesser
gleichförmiger, und Falten können noch weiter verringert
werden.
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Es wurden Veränderungen in den maximalen äußeren Durchmessern
jeder der Walzen für ein Fixierelement gemäß den Beispielen 1
und 2 und einer konventionellen Walze für ein Fixierelement,
die 10 Minuten lang bei 180 ºC bzw. 30 Minuten bei 180 ºC
erhitzt wurden, bestimmt. Es wurden die in der nachfolgenden
Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse erhalten. Der
durchschnittliche äußere Durchmesser der Walze vor dem Erhitzen
beträgt 20.00 mm.
Tabelle 1
Ausführungsform
Konventionell
Maximaler Außendurchmesser (mm) der Walze nach Erhitzen bei
180 ºC während 10 Min.
30 Min.
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Aus der Tabelle 1 ist es ersichtlich, daß die Veränderung im
Außendurchmesser der erfindungsgemäßen Walzen um ca. 0.2 mm bis
0.4 mm geringer ist als die einer konventionellen Walze. Wenn
die Außendurchmesser jeder Walze in der Längsrichtung vor und
nach dem Erhitzen gemessen werden, wurden die in Figur 6
(Beispiel 1), Figur 7 (Beispiel 2) und Figur 13 (konventionelle
Walze) dargestellten Kurven erhalten. Diese Ergebnisse
bestätigen, daß in der Nachbarschaft der beiden Enden der
konventionellen Walze Peaks P1 und P2 auftreten, während in
einer erfindungsgemäßen Walze keine solchen Peaks auftreten und
die Walze sich als ganzes im wesentlichen gleichmäßig ausdehnt.
Beispiel 3
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Eine Walze für ein Fixierelement gemäß Beispiel 3 weist z.B.,
wie in Figur 8 dargestellt, 5 helixförmige Durchgänge 32 auf.
Solche Durchgänge 32 werden ausgebildet, indem man das
Extrudieren unter Verwendung des in den vorstehend
beschriebenen Figuren 4 oder 5 dargestellten Extruders
durchführt, und durch Vulkanisieren und Schäumen beim Erhitzen.
Die Zahl der helixförmigen Durchgänge 32 kann, wie in Figur 9
dargestellt, 1 betragen. Sogar mit der Walze für ein
Fixierelement, die diese Struktur aufweist, wird die durch
Erhitzen verursachte Deformation im Hinblick auf den
Außendurchmesser der Schwammschicht 22 gleichmäßiger, und die
Faltenbildung kann weiter verringert werden.
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Die obigen Ausführungsformen veranschaulichen einen Fall
(dargestellt in Figur 1), in dem die Durchgänge ringförmig in
der Schwammschicht in zwei koaxialen Kreisen ausgebildet sind,
und einen Fall (dargestellt in Figur 2), in dem der Querschnitt
jedes der Durchgänge dreieckig ist. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie z.B. in Figur 3
dargestellt, kann in Teilen der Schwammschicht 22, die mit dem
Metallkern 21 in Kontakt steht, eine Vielzahl von
kontinuierlichen Einkerbungen 33 ausgebildet werden, und das
Gas kann von den Einkerbungen 33 nach außen hin abgeleitet
werden. Es ist festzustellen, daß die Einkerbungen 33 so
ausgebildet sein müssen, daß die Schwammschicht 22 durch den
Druck nicht beeinträchtigt wird.
Beispiel 4
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Eine Walze für ein Fixierelement gemäß Beispiel 4 wird zusammen
mit dem Verfahren zu ihrer Herstellung unter Bezugnahme auf
Figur 10 beschrieben.
(1) Zunächst werden
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60 Gewichtsteile eines Silikonkautschuks 1 (Handelsname: KE903
U, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.),
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40 Gewichtsteile eines Silikonkautschuks 2 (Handelsname: KE3601
U, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.),
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1 Gewichtsteil eines Silikonkautschuk-Vulkanisiermittels
(Handelsname: C-1, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co.,
Ltd.),
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3 Gewichtsteile eines Silikonkautschuk-Vulkanisiermittels
(Handelsname: C-3, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co.,
Ltd.), und
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2 Gewichtsteile eines Silikonkautschuk-Schaummittels
(Handelsname: KE-P-13, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co.,
Ltd.), zur Herstellung einer Silikonkautschuk-Mischung (Si-
Mischung) ausreichend gemischt.
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(2) Danach wurde unter Verwendung der Si-Mischung als
Ausgangsmaterial durch kontinuierliches Extrudieren unter
Verwendung eines Extruders ein Kautschuk-Rohr erhalten, das in
zwei Kreisen angeordnete Hohlräume besaß. Das Kautschukrohr
wurde zur Vulkanisation und zum Schäumen 20 Minuten bei 250 ºC
erhitzt, wodurch ein Silikonkautschuk-Schwammrohr mit
Hohlräumen ausgebildet wurde. In dieses Schwammrohr wurde ein
Metallkern 21, dessen äußere Umfangsfläche mit einem Kleber
beschichtet war, und der einen Durchmesser von 10 mm aufwies,
eingeführt.
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(3) Danach wurde der Kleber gehärtet, und das Schwammrohr
abgeschliffen, bis der Außendurchmesser der Walze 24 mm betrug,
wodurch eine Schwammschicht 22 erhalten wurde. Zu diesem
Zeitpunkt sind eine Vielzahl von Durchgängen 23a und 23b
parallel in Längsrichtung zum Metallkern 21 und ringförmig um
den Metallkern 21 angeordnet in der Schwammschicht 22
ausgebildet. Jeder der äußeren Durchgänge 23b ist zwischen
benachbarten Durchgängen der inneren Durchgänge 23a
ausgebildet. Der Volumenwiderstand der Schwammschicht 22
beträgt 2.5 x 10&sup7; Ω.cm.
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(4) Danach wurde ein Einkomponenten-RTV-Silicon (Handelsname:
KE45, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) als
Kleberschicht 24 auf die Umfangsfläche der mit dem Metallkern
21 integrierten Schwammschicht 22 aufgebracht. Diese Anordnung
wurde in ein Rohr aus Ethylentetrafluorid-
Perfluoralkoxyethylen-Copolymer mit einem Innendurchmesser von
23.8 mm und einer Dicke von 50 µm eingebaut, um eine
Oberflächenschicht 25 auszubilden. Auf diese Weise wurde eine
Walze für ein Fixierelement hergestellt.
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In der auf diese Weise hergestellten Walze für ein
Fixierelement ist die Schwammschicht 22 mit einem
Volumenwiderstand von 2.5 x 10&sup7; Ω.cm an der äußeren
Umfangsfläche des Metallkerns 21 vorgesehen, die
Oberflächenschicht 25 wird an der äußeren Umfangsfläche der
Schwammschicht 22 über die Kleberschicht 24 angebracht, und
die Vielzahl der parallel in Langsrichtung zum Metallkern 21
und ringformig um den Metallkern 21 angeordneten Durchgänge 23a
und 23b befindet sich in der Schwammschicht 22. Da der
Volumenwiderstand der Schwammschicht 22 2.5 x 10&sup7; Ω.cm
beträgt, kann das Aufladen der Walzenoberfläche und Toner-
Offset vermieden werden. Wenn die Walze mit dieser Struktur
erhitzt wird, diffundiert nicht nur das Gas in der Nähe der
zwei Walzenenden, sondern auch am zentralen Teil der Walze von
den zwei Enden der Walze durch die Durchgänge 23a und 23b. Der
Außendurchmesser der Walze wird deshalb im wesentlichen
gleichmäßig vergrößert, und eine Ausbildung von Falten kann
verringert werden.
Beispiel 5
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Im Beispiel 5 wurde eine Walze für ein Fixierelement unter
Verwendung der gleichen Schwammschicht wie im Beispiel 4
hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein Silikonkautschuk 2
verwendet wurde, sondern 100 Gewichtsteile des
Silikonkautschuks 1. Als Kleberschicht wurde ein Einkomponenten
RTV-Silikonkautschuk (Handelsname: KE4576, hergestellt von
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) mit einem Volumenwiderstand von
20 Ω.cm verwendet. Abgesehen von dieser Ausnahme wurde eine
Fixierwalze nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1
beschrieben hergestellt
Beispiel 6
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In der Ausführungsform 6 ist die Schwammmschicht die gleiche
wie im Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß 100 Gewichtsteile
Silikonkautschuk 1 verwendet wurden. Als Kleberschicht wurde
ein Silikonkautschuk mit dem Handelsname KE 45 verwendet. Für
die Oberflächenschicht wurden 8 Gewichtsteile Ruß (Handelsname:
Kechin Black EC, hergestellt von Nippon EC Co., Ltd.) zu einem
Ethylentetrafluorid-Perfluoralkoxyethylen-Copolymer zugegeben,
um einen Volumenwiderstand von 7.0 x 10&sup5; Ω.cm zu ergeben.
Abgesehen von dieser Ausnahme wurde eine Walze für ein
Fixiereleinent nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 4
beschrieben hergestellt.
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Es wurde die Ladungsmenge der Walzenoberfläche und die Zahl der
Kopien jeder der Walzen für ein Fixierelement gemäß den
vorstehend beschriebenen Beispielen 4, 5 und 6 und einer
konventionellen Walze für ein Fixierelement (von der alle
Schichten einen hohen Volumenwiderstand aufweisen) bis zum
Auftreten von Toner-Offset bestimmt. Es wurden die in der
folgenden Tabelle 2 angegebenen Ergebnisse erhalten.
Tabelle 2
Beispiele
Vergl.-Bsp.
Vol.-widerstand
Ladungsmenge
Zahl der Kopien
Schicht
oder mehr
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In der Tabelle 2 beträgt die Einheit des Widerstandes Ω.cm und
die Einheit der Ladungsmenge Volt V. Die erste, zweite und
dritte Schicht bezeichnet die Schwamm-, Klebe-, bzw.
Oberflächendeckschicht.
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Aus der Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß bei Verwendung einer
erfindungsgemäßen Walze die Ladungsmenge an der
Walzenoberfläche viel geringer und die Zahl der Kopien viel
größer war als die bei einer Walze des Vergleichsbeispiels.
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In den vorstehenden Ausführungsformen sind die Durchgänge in
der Schwaminschicht ringförmig in zwei Kreisen angeordnet, und
erstrecken sich in Längsrichtung des Metallkerns. Die
Durchgänge können auch helixförmig um den Kern gewunden sein.
Der Querschnitt jedes Durchgangs ist vorzugsweise kreisförmig
oder dreieckig.
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In den obigen Ausführungsformen besitzt jede der Schichten
ausgewählt aus der Schwammschicht, Kleberschicht und
Oberflächendeckschicht einen Volumenwiderstand von 10&sup9; Ω.cm
oder weniger. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf
beschränkt, und alle Schichten oder zwei willkürlich gewählte
Schichten können einen Volumenwiderstand von 10&sup9; Ω.cm oder
weniger besitzen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
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Erfindunsgemäß wird eine kleine leichte Walze für ein
Fixierelement erhalten, mit der man ein gutes fixiertes Bild
erhalten kann, die Ausbildung von Falten vermieden werden kann,
wenn ein nicht-fixiertes Bild fixiert wird, und das Auftreten
von Offset durch Unterdrücken des Aufladens vermieden werden
kann, wodurch die Betriebslebensdauer der Walze für ein
Fixierelement verlängert wird. Die vorliegende Erfindung ist
deshalb für eine Walze für ein Fixierelement einer
elektrophotographischen Kopiermaschine oder eines
elektronischen Druckers, die ein nicht fixiertes Bild auf einem
Aufzeichnungsmaterial, wie z.B. Papier, thermisch fixieren, gut
brauchbar.