JPS5820430B2 - テトラフルオロエチレン ヒフクロ−ルノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱定着装置の改良特にトナー像を定着させる
ための改良装置に係る。

詳細には、本発明は改良された加熱ロール定着装置に関
する。

本発明の応用範囲は広範に亘ると考えられるけれども、
本発明は特に静電複写法において有用であり、静電潜像
保持面上に現像粉末を耐着させることにより形成した粉
末像を１枚の紙又はその他の像支持体上に転写するエレ
クトロフォトグラフィー又はゼログラフィー技術によっ
て形成した樹脂粉末像を紙又はその他の支持体上に定着
させる場合に使用できる。

従って、説明の便宜上、以下本発明をゼログラフィー粉
末像を定着する加熱定着部材として使用する実施例に基
づいて説明するが、本発明は、他の技特分野で使用して
も同等の利益が得られることは言うまでもない。

例えば米国特許第２２９７６９１号明細書に開示されて
いるゼログラフィー法では、導電性の裏打材上に設けた
光導電性絶縁層から成るゼログラフィー・プレート面を
均一に帯電させた後、通常の公知の投影技術によって複
写すべき原画像を露光すると、この露光によってゼロブ
ライフィープレート面上では各領域に達する照射光強度
に応じて放電が行なわれ、光導電性層上又は光導電性層
内に静電潜像が形成される。

この潜像は、帯電させた微粉状の現像物質即ちトナーを
用いて現像する。

このトナーを光導電性層と面接触させると静電潜像に相
当するパターンにトナーが光導電性層上に静電的に附着
する。

次に、普通はこの現像済みの粉末像を例えば紙のような
支持面上に転写し、適当な方法によって像を支持面上に
固定する。

静電潜像を現像するために一般に用いられている方法の
一例は、米国特許第２，６１８，５５１号明細書に記載
されており、カスケード（ｃａｓｃａｄｅ）現像として
知られている。

この方法においては、粉末即ちトナーを粒状の「キャリ
ア」物質と混合し、この２成分系「現像剤」をゼログラ
フィプレートの表面上に注ぎ落とすか又は暴落させる。

キャリア物質の機能は、粉末の流動性を改善し、粉末を
像に附着させるよう作用する摩擦電気による適当量の電
荷を粉末に生せしめることにあり、より正確に言えば、
キャリア物質の役割は、粉末を機械的に制御することす
なわち粉末を体表面に搬。

送すると同時に、帯電極性を均一にすることにある。

静電潜像を現像するためには種々の細粉化検電性粉末を
使用することができるが、技術の進歩に伴なって、特に
この目的に合うよう開発された種々の着色熱可塑性樹脂
から成る粉末即ちトナーでコピー像を現像するのが好ま
しいことが判っている。

この種の現像剤として多数のものが市販されており、こ
の種の現像剤は、解像力の高い密な像を作るべく特に混
合されたものであり、貯蔵及び取扱いに便利な特性を有
する。

この種の現像剤は、使用する特定の用途に応じて、加熱
定着法又は蒸気定着法のいずれかによって転写材料の表
面上に定着できるように混合調製されている。

換言すれば、加熱されるか或いは溶剤によって軟化され
ると樹脂（トナー）の個々の粒子が軟化し含着して、粘
着性を有するようになり転写材料の表面上に付着し易い
ものとなる。

本明細書中において使用する用語の「粘着化」及びこの
用語の幾つかの変型は、静電粉末像の粉末粒子が加熱さ
れるか又は溶剤によって軟化されたときに個々の粒子が
軟化して含着し、粘着性を有して他の物質の表面上に付
着し易くなる状態を意味する。

この状態においては、各粒子が完全に熔着するために粒
子が一緒になって流動する必要があるけれども、粒子が
分布するパターンの境界を越えて流れる程度の流動性を
もつものであってはならない。

セログラフィー法の重要な応用分野の一つは、一般の事
務所で使用する自動複写機であり、その場合にはセログ
ラフィープレート上に形成された粉末像を紙に転写し次
いでこれを加熱定着によって紙に固定する。

粉末状樹脂によって形成した樹脂像を熔融するために現
在一般に用いられている方法においては、粉末と粉末を
熔着すべき紙とを例えば約１６５℃（３２５’Ｆ）位の
比較的高温度に加熱しなければならない。

しかしながらこのような高温度下では紙は変色する性質
があるから、紙の温度を実質的に１９１℃（３７５’Ｆ
）以上に高めるのは望ましくない。

粉末像を紙に定着するために熱を与える最も早く最も効
果的な方法の一つは、粉末像を例えば加熱平板の如き加
熱面と直接に接触させることであると考えられてきた。

然し、粉末像が熱によって粘着化するとキャリア材料に
支持された像の一部が加熱板の表面に附着し、従って次
のシートを加熱板上に置くと第一のシートから部分的に
除去された粘着像が次のシートに転写されると同時に、
この第二のシートからの粘着化像の一部分が加熱板に付
着する。

これは当該技術分野において一般に「セット・オフ」又
は「オフセット」と称される現象である。

トナーの加熱面へのオフセット現象は、とりわけ米国特
許第３，２６８，３５１号明細書に記載されているよう
な改良されたトナー像定着方法とその装置が開発された
。

像を支持する紙のシート又はウェブを２本の加熱ロール
の間に通してトナー像を熔融し、体表面と接触するロー
ルにはテトラフルオロエチレン樹脂被膜とトナーのオフ
セットを防止するためのシリコーンオイルとを塗布する
。

テトラフルオロエチレン樹脂はイー・アイ・シュポン・
ド・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ、Ｉ。

ｄｕｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒ ＆ Ｃｏ、 ）か
らテフロンなる商標で市販されている。

テトラフルオロエチレン樹脂及びシリコーンオイルは双
方とも乾燥した又は粘着化したゼログラフィー現像材料
に対して粘着性消失性（アブヘシブ、ａｂｈｅｓｉｖｅ
）という物理的特性を有する。

「粘着性消失性Ｊ（ａｂｈｅｓ ｉｖｅ）とは、粘着化
した物質を強くはじくようなｎ１離」特性を持つ表面を
意味するものとする。

テトラフルオロエチレン樹脂被覆ロールをゼログラフィ
ー複写装置に用いることによって大幅な改良が行なわれ
たが、樹脂被覆ロールに関する幾つかの問題が顕在化し
てきている。

例えば樹脂被覆ロール製造の一般的な方法においては、
ロール表面上への樹脂粘着性を充分なものにするために
、樹脂を伺度も塗布する必要がある。

この結果、樹脂塗膜の厚さが不均一になり、場合によっ
てはふくれが生じる恐れがある。

従って、ある種の樹脂被覆ロールの耐火度は、必要な耐
火度よりも幾分低くなる。

従って、本発明の目的は、弗化炭素の構造を改良するこ
と、即ちテトラフルオロエチレン樹脂被覆ロール上の樹
脂に粘着厚さを与え、ふくれを防止したロールを提供す
るにある。

本発明の他の目的は、耐火度の高いテトラフルオロエチ
レン樹脂被覆ロールを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、効率及び経済性を改善した
樹脂被覆ロール製造方法を提供することにある。

本発明の上記及びその他の諸口的は、テトラフルオロエ
チレン・エナメル・フィルムの薄膜ヲ次次にロールに塗
布し、フィルム塗布ロールをテトラフルオロエチレンの
熔融温度以下の温度で焼付けする前にこの塗膜を実質的
に乾燥させることにより達成できる。

所望厚さの塗膜が得られたら、テトラフルオロエチレン
樹脂塗膜を熔着するために、塗布ロールを約３７１乃至
４５４℃（７００乃至８５０’Ｆ）、好ましくは３８８
乃至３９９℃（７３０乃至７５０’Ｆ）の温度に加熱す
る。

この方法は、テトラフルオロエチレン・エナメルの名薄
膜を塗布する毎にロールを溶着温度に加熱していた従来
用いられてきた方法とは異なる。

斯くして、ゼログラフィー装置の溶着装置にテトラフル
オロエチレン樹脂塗膜を塗布する独特の工程が提供され
る。

このようにして得られる塗膜は非常に強く、ふくれを生
じることもない。

本発明を実施することにより得られる他の利益は、テト
ラフルオロエチレン・エナメルを塗布する前にロールに
塗布せねばならないテトラフルオロエチレン・プライマ
ーを従来必要であった温度より遥かに低い温度で硬化で
きることにある。

本発明に係る方法は、以下の諸工程から成る。

即ち、（１）テトラフルオロエチレン・フライマーを塗
布し、（２）プライマーを実質的に乾燥させ、（３）プ
ライマー物質を焼付けるのに充分な温度でプライマー塗
布ロールを加熱し、（４）テトラフルオロエチレン・エ
ナメル液の薄膜を形成し、（５）エナメル液を実質的に
乾燥させて水及び溶剤を除去し、（６）テトラフルオロ
エチレンの熔融温度以下で塗膜を焼付ケ、（７）ロール
上に所望厚さのテトラフルオロエチレン・エナメルが得
られるまで上記工程（４） ？ （５）及び（６）を繰
り返し、（８）塗膜を熔着するために塗布ロールを高温
度に加熱する諸工程から成る。

最終塗布工程では焼付は工程を省き、塗布済みのロール
を加熱して熔着させてもよい。

テトラフルオロエチレン°プライマーを塗布するに先立
って、ロール表面に適当な処理をしておく必要がある。

ロール面上は不純物例えば油状物質がない状態でなけれ
ばならない。

更に、表面を一様に粗面処理しておくと、プライマーの
付着性を改良することができる。

例えば溶剤洗滌、砥石吹付け、化学エツチング、ホイー
ル・サンデング（ｗｈｅｅｌ ｓａｎｄｉｎｇ）等の
適当な予備処理は当業者にとっては公知の技術である。

ロール表面に適当な予備処理を施した後にテトラフルオ
ロエチレン・プライマーを塗布する。

この作業に利用できるプライマー物質は多数あるがゼロ
グラフィ一式複写機の定着ロールに用いるのに特に適し
たものは、デュポン社のテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ ：商
標）８５０−２０４又は８５０−３１４である。

普通は一層のプライマーを塗布し、その厚さは約０．０
５１乃至約０．１４７Ｍ（約０，２乃至約０．７ミル）
とする。

液状のプライマー・フィルムは、手動又は好ましくは自
動で空気噴霧により便宜に塗布することができる。

代表的な液状プライマー・フィルムは３０乃至５０％の
水及びその他の揮発性物質を含有する。

フィルムを硬化させる前には乾燥工程が必要であり、こ
の乾燥作業は大気雰囲気で行なうこともできる。

この作業では実質的に全ての水及びその他の揮発性物質
を除去する必要があると考えられている。

好ましい実施例においては、約２１．１℃乃至２６．７
℃（約７０′Ｆ乃至８０′Ｆ′）で強制空気乾燥によっ
て乾燥することもできる。

更に、低温度条件、好ましくは相対湿度約１０乃至６０
％で乾燥を行なうことが好ましい。

乾燥工程完了後、テトラフルオロエチレン・プライマー
を溶着するために普通約３７１℃乃至４５４℃（約７０
０’Ｆ乃至８５０’Ｆ）の焼付工程でロールを処理する
。

テトラフルオロエチレン・エナメル塗布においては、こ
のような高温度を用いることが極めて重要であると従来
は考えられてきた。

しかしながら本発明の工程によれば、テトラフルオロエ
チレン・エナメルの塗布工程において唯一回の溶着作業
を行なえばよい。

この場合、テトラフルオロエチレン・プライマーの焼付
けは、極めて低温、即ち約２０４℃乃至約２８８℃（約
４００’Ｆ乃至約５５０”Ｆ）で約１０乃至約３０分間
で行なうことができる。

好ましくはプライマーを２４６℃（４７５′Ｆ） 、約
２０分間で焼成すればよい。

このような低温の使用は、本発明によって導き出される
利点の一つである。

低温度操作によって得られるコストの低減という明らか
な利益に加えて、プライマー塗膜を過度に焼付けして、
エナメル塗布後の塗膜内の接着力が弱くなる危険がなく
なる。

プライマー塗膜とほぼ同様にして、テトラフルオロエチ
レン・エナメル塗膜を塗布する。

本発明の目的に合致させるべく、デュポン社の［バイ・
ビルトｊ （ｈｉｇｈ ｂｕｉｌｄ）テトラフルオロエ
チレンエナメルを用いるとよい。

このエナメルは、亀甲割れの恐れなく約０．０６３乃至
ｏ、ｏ７６ｍ（約２．５乃至３．０ミル）の厚さにまで
塗布することができる物質である。

亀甲割れとは、湿潤エナメル・フィルムが厚すぎて乾燥
すると収縮によって引き離される現象である。

本発明によるゼログラフィ一式複写機のロールに塗布す
るに適すものはテフロン（登録商標）８５１−２２４で
ある。

本発明においては厚さが厚いことは必要でなく、如何な
る厚さに塗布してもより。

各個の塗膜厚さは約５．４μ乃至約２２．９μ（約０．
２乃至約０．９ミル）である。

性質の良い溶着ロールを製造できるから、５．４μ乃至
１３μ（０，２乃至０．５ミル）の厚さが好ましい。

テトラフルオロエチレン・エナメルの各塗膜を塗布後、
フィルム中に含まれる水及びその他の揮発性物質を消失
させる即ち除去するためにプライマーの乾燥に用いたと
同様の方法で完全に乾燥させる。

周辺温度即ち室温で乾燥を行なってもよく、上述の制御
温度又は制御湿度で乾燥してもよい。

乾燥完了後、テトラフルオロエチレンの熔融温度以下の
温度に塗布ロールを加熱して焼付けする。

この工程でテトラフルオロエチレンを熔融しないよう注
意を払う必要がある。

焼付は温度約３１６’Ｃ（６００’Ｆ）以上熔融温度以
下、通常は約３６０℃（６８０’Ｆ）で約１０乃至３０
分間焼付けすると一般に満足すべき焼付けができる。

約３４３℃（６５０°Ｆ）で約２０分間の焼付を行なう
と好ましい結果が得られる。

従来実施されてきた多くの方法においては、エナメル塗
膜を溶着するためにテトラフルオロエチレン・エナメル
塗布ロールを炉に入れて高温度（３８５℃乃至４２７℃
、（７２５下乃至８００’Ｆ）に加熱して、本発明によ
れば、このように繰り返して溶着を行なうことは望まし
くないと考え、本方法による独特の製品を得るために繰
り返し溶着を避ける。

ゼログラフィー複写装置に用いるロールに最適なテトラ
フルオロエチレン樹脂塗膜の厚さは、約１９μ乃至１５
２μ（約０．８乃至６ミル）であることが見い出された
。

一般には塗膜は薄いほうが好ましい。

塗布、乾燥及び焼付けを連続して行なって所望厚さにし
た後、塗布ロールを約３７１℃乃至４５４℃（約７００
下乃至８５０下）、好ましくは約３８８℃乃至３９９℃
（約７３０乃至７５０’Ｆ）の溶着温度にする。

溶着時間は約１０乃至２０分間である。

以下の実施例は本発明方法及び技術を説明するために掲
げるものである。

尚、以下の実施例は説明を行なう目的で掲げるものであ
り、本発明の技術的範囲を制約するものでないこと勿論
である。

テフロン（登録商標）８５０−３１４プライマーを塗布
し２４６℃（４７５’Ｆ）で焼付けしたゼログラフィ一
式複写装置用の定着ロールを移動しつつあるコンベア上
に置く。

スプレー・ブースを介してスプレー・ガン装置に通して
、乾燥厚さ１０μ（０，４ミル）のテフロン（登録商標
）８５１−２２４の塗膜を施す。

ロールをフラッシュ・オフ区域に通して、相対湿度３０
％、温度２３．３℃（７５’Ｆ）の温い乾燥空気に曝す
。

約２０分間処理すると、揮発性の溶剤及び水が除去され
る。

次に３４３℃（６５０１’）で２０分間ロールを焼付け
する。

焼付けしたテフロン（登録商標）塗布ロールを再びスプ
レー・ガンで処理する。

フィルム厚さが約０．０３Ｍ（１，２ミル）になるまで
、噴霧、乾燥、焼付は工程を更に２度行なう。

ロールを取り出した後、直ちに約３９３℃（７４０’Ｆ
）に保持されている溶着炉に入れ、ロールをこの金属温
度に１５分間処理すると、耐久塵のある均一な塗膜が得
られる。

以上において本発明について特定の例を挙げて説明した
が、本発明はそれに限定されるべきでなく、特許請求の
範囲の記載の範囲内において本発明の精神及び技術的範
囲を逸脱することなく、幾分の変更を加え得ること勿論
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゼログラフィー複写装置に用いる重合体被覆ロール
   を製造する方法であって、 ロールの表面にテトラフルオロエチレン樹脂プライマー
   を塗布し、 このプライマーを乾燥し、 プライマーが焼付けされるまでプライマーを塗布した前
   記ロールを加熱し、 前記ロールの表面にテトラフルオロエチレン樹脂エナメ
   ルから成る液体塗膜を塗布し、 前記塗膜を乾燥し、 塗布ロールをテトラフルオロエチレン樹脂の溶融温度以
   下の温度で焼付けし、 表面上に所望厚さのテトラフルオロエチレン樹脂エナメ
   ルが付着するまで少なくとも更にもう一度テトラフルオ
   ロエチレン樹脂エナメルの液体塗膜を塗布し乾燥し、各
   塗布毎に前記塗膜をテトラフルオロエチレン樹脂の溶融
   温度以下の温度で焼付けし、 塗布済みのロールをテトラフルオロエチレン樹脂塗膜が
   溶融するに充分な温度に加熱することを特徴とする方法
   。