Diese Erfindung bezieht sich auf ein rotierendes Element für das Fixieren, und auf eine fixierende Vorrichtung zur Anwendung bei einer bilderzeugenden Vorrichtung wie ein Kopiergerät oder ein Laserstrahldrucker.

Eine fixierende Vorrichtung in einer bilderzeugenden Vorrichtung vom elektrofotografischen Typ wie eine Kopiervorrichtung oder ein Laserstrahldrucker ist so beschaffen, dass ein Aufzeichnungsmedium mit einem darauf übertragenen Tonerbild gekniffen und übertragen wird durch ein Walzenpaar der fixierenden Vorrichtung und erwärmt und gepresst wird, um auf diese Weise das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium zu fixieren und es zu einem permanenten Bild zu machen.

Die Walzen, die in einer solchen fixierenden Vorrichtung verwendet werden, sind beschichtet mit einem Material wie ein Fluorharz oder Silikonkautschuk, das gut in einer ablösenden Eigenschaft ist und reich an Wärmebeständigkeit und Verschleißfestigkeit ist, um auf diese Weise die äußere Schicht zu erzeugen.

Insbesondere wenn die bilderzeugende Vorrichtung vom elektrofotografischen Typ ein Farbkopiergerät ist, bei dem die Bildqualität wichtig ist, besteht die Tendenz, dass fixierende Walzen Verwendung finden, deren Oberflächen mit Silikonkautschuk beschichtet sind.

Allerdings ist Silikonkautschuk in der Festigkeit gering und stellt ein Problem dar in der Verwendung als Walzen, und daher wird verstärkendes Siliziumdioxidpulver mit diesem vermischt, um auf diese Weise dessen physikalische Festigkeit zu verbessern.

Wenn allerdings der Silikonkautschuk verstärkt wird durch anorganisches Pulver, müssen 10 bis 40 Gew.-%, praktischer Weise 20 bis 30 Gew.-% anorganisches Pulver mit dem Silikonkautschuk vermischt werden, und wenn eine Walze aus dem somit verstärkten Silikonkautschuk hergestellt wird, entsteht das Problem, dass obwohl physikalische Festigkeit vorliegt, die ablösende Eigenschaft des Toners extrem verringert ist, und die Lebensdauer der Walze kürzer wird.

Um eine solche Verringerung der ablösenden Eigenschaft des Toners zu unterdrücken, gibt es ein Beispiel, in dem harzähnliches Polyorganosiloxan als verstärkendes Mittel mit dem Silikonkautschuk vermischt wird, um auf diese Weise die physikalische Festigkeit und die ablösende Eigenschaft des Toners zu verbessern (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5-214250). Die europäische Patentanmeldung EP 0 374 951 offenbart eine fixierende Vorrichtung, die eine elastische Schicht verwendet mit einem Silikonkautschuk vom Additionstyp, der einschließt ein Polydimethylsiloxan mit terminaler Vinylgruppe und damit vermischt ein feines Siliziumdioxidpulver.

Allerdings ist in den letzten Jahren mit zunehmender Verbreitung von Farbkopiervorrichtungen eine Tendenz nach höheren Kopiergeschwindigkeiten bemerkenswert, und die festgelegte Temperatur für das Fixieren ist höher geworden. Des Weiteren ist infolge eines Erfordernisses der Verringerung der laufenden Kosten eine längere Lebensdauer der fixierenden Walzen erwünscht. Wenn die festgelegte Temperatur für das Fixieren somit relativ hoch ist, insbesondere 170°C oder höher, und die Walze für eine lange Dauer verwendet wird, ist das Problem auffällig, dass die Fixier- und Presswalzen, die als deren Oberflächenschicht einen Silikonkautschuk vom Additionstyp verwenden, der damit vermischt das vorstehend erwähnte verstärkende, harzähnliche Polyorganosiloxan besitzt, in deren Festigkeit durch thermische Verschlechterung verringert wird, und die Lebensdauer der Walze bemerkenswert kürzer wird.

Insbesondere wenn eine beidseitige Farbkopiervorrichtung betrachtet wird, kommt der Toner auch in Kontakt mit der Presswalze, und eine hohe ablösende Eigenschaft ist auch für die Presswalze erforderlich, und daher wird bevorzugt, dass der Silikonkautschuk vom Additionstyp, der das vorstehend erwähnte verstärkende, harzähnliche Polyorganosiloxan damit vermischt hat, verwendet wird als Oberflächenschicht, aber ein Element für das Entfernen eines Überschusses von Silikonöl, das an der fixierenden Walze anhaftet, oder für das Entfernen von Toner und Papierpulver-Offset an der Walze, ist gegen die Presswalze gestützt, und wenn die Festigkeit der Walze durch thermische Verschlechterung verringert wird, entsteht das Problem, dass wenn sie mit der Presswalze reibungsförmig in Kontakt kommen, sie bei der Presswalze Schäden anrichten, welche somit in der Lebensdauer kürzer als die der fixierenden Walze wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fixierende Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitzustellen.

Vorzugsweise ist die Menge des anorganischen Feinpulvers eines pressenden, rotierenden Elementes größer als die Menge des anorganischen Feinpulvers eines fixierenden rotierenden Elementes.

Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.

1 ist eine Querschnittsansicht einer Einzelschicht-Fixierwalze, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.

2 ist eine Querschnittsansicht einer zweischichtigen Fixierwalze, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird.

3 ist eine Querschnittsansicht einer dreischichtigen Fixierwalze, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird.

4 ist eine Querschnittsansicht einer ein doppelseitiges Bild erzeugenden Vorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird.

5 ist eine Querschnittsansicht einer fixierenden Vorrichtung in der Vorrichtung von 4.

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

1 bis 3 sind schematische Querschnittsansichten von rotierenden Elementen für das Fixieren (eine fixierende Walze und eine pressende Walze), die als deren äußere Schichten Silikonkautschuk vom Additionstyp besitzen, welches die elastische Schicht der vorliegenden Erfindung ist.

Mit Bezug auf 1, welche eine schematische Querschnittsansicht des rotierenden Elementes für das Fixieren ist, wenn es eine Einzelschicht-Walze ist, bezeichnet die Bezugsnummer 100 den Silikonkautschuk vom Additionstyp, der mit dem Toner in Kontakt ist, die Bezugsnummer 200 bezeichnet eine Spindel unter Verwendung von Aluminium oder dergleichen als ein Basismaterial, und die Bezugsnummer 300 bezeichnet eine Erwärmungsvorrichtung für das Erwärmen.

Mit Bezug auf 2, die eine schematische Querschnittsansicht des rotierenden Elements für das Fixieren ist, wenn es eine zweischichtige Walze ist, bezeichnen Bezugsnummern 100 bis 300 die gleichen Elemente wie diejenigen in 1, und die Bezugsnummer 400 bezeichnet den Silikonkautschuk einer niedrigeren Schicht.

Mit Bezug auf 3, die eine schematische Querschnittsansicht des rotierenden Elementes für das Fixieren ist, wenn es eine dreischichtige Walze ist, bezeichnen die Bezugsnummern 100–400 die gleichen Elemente wie diejenigen in 2, und die Bezugsnummer 500 bezeichnet eine Ölbarriereschicht, erzeugt aus metamorphem Fluor-Silikonkautschuk, bereitgestellt zwischen dem Silikonkautschuk vom Additionstyp, die mit dem Toner und dem Silikonkautschuk 400 der niedrigeren Schicht in Kontakt ist.

Einige Ausführungsformen des Silikonkautschuks vom Additionstyp werden beschrieben, der die in 1 bis 3 gezeigte Oberflächenschicht ist. Zum Vergleich der Wärmewiderstandseigenschaft des Silikonkautschuks wurde der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks gemessen aus der Rate der Schwankung der dynamischen Viskoelastizität (tan&dgr;), und die Werte hiervon sind ebenfalls unten beschrieben.

Silikonkautschuk vom Additionstyp (Zusammensetzung), in dem 0,1 Gew.-% Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeitverleihendes Mittel, das ein anorganisches feines Pulver ist, vermischt wurde mit einer Polysiloxanmischung, umfassend 40 Gew.-% normales kettenähnliches Polydimethylsiloxan, deren distales Ende umhüllt ist von einem Vinylradikal, dessen Viskosität bei 25°C 10000 Pa·s beträgt, und 60 Gew.-% verstärkendes, harzähnliches Organopolydimethylsiloxan, zusammengesetzt aus einem Blockpolymer, von dem die Viskosität bei 25°C 35 Pa·s ist, und das trifunktionale und tetrafunktionale Harzsegmente besitzt und ein bifunktionales Ölsegment in ein und demselben Molekül, wurde gehärtet bei 150°C in 10 Minuten, wonach es unterzogen wurde einer zweiten Vulkanisierung bei 200°C für vier Stunden, um auf diese Weise einen Silikonkautschuk vom Additionstyp zu erhalten. Dieser Silikonkautschuk vom Additionstyp wurde zu einer Silikonkautschukschicht von 150 mm × 150 mm × 1 mm gemacht, und diese Schicht wurde in einem Ofen bei 200°C stehengelassen, und ein thermischer Schock wurde für eine festgelegte Zeitdauer angewendet, worauf ein Teststück von 40 mm × 5 mm × 1 mm ausgestanzt wurde, und die Messung von tan&dgr; wurde bewerkstelligt durch ein Rheospektrometer, hergestellt von Rheolozy, Inc.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks bewertet wurde aus der Rate der Schwankung hinsichtlich des anfänglichen Wertes dieses tan&dgr;, betrug die Rate der Schwankung in tan&dgr; bei 200°C –31% nach 120 Stunden, und –36% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge der Mischung des Siliziumdioxidpulvers (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) 0,5 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; –20% nach 120 Stunden, und –27% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge des gemischten Siliziumdioxidpulvers (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; 0% nach 120 Stunden, und –7% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge des gemischten Siliziumdioxidpulvers (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) 2 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; +7% nach 120 Stunden, und +2% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge des gemischten Siliziumdioxidpulvers (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) 3 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; +21% nach 120 Stunden, und +18% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge des gemischten Siliziumdioxidpulvers (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) 5 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; +39% nach 120 Stunden, und +46% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge des gemischten Siliziumdioxidpulvers (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) 8 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; +45% nach 120 Stunden, und +50% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die Menge des gemischten Aluminiumoxids (Aluminiumoxid C, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeitverleihendes Mittel 1 Gew.-% betrug, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; –5% nach 120 Stunden, und –9% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung der gleichen Technik wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass 1 Gew.-% Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeit-verleihendes Mittel vermischt wurde mit einem Gemisch von 10 Gew.-% normalem, kettenähnlichem Polydimethylsiloxan, dessen distales Ende umhüllt ist von einem Vinylradikal, von dem die Viskosität bei 25°C 10000 Pa·s beträgt, und 90 Gew.-% verstärkendes, harzähnliches Organopolysiloxan, zusammengesetzt aus einem Blockpolymer, dessen Viskosität bei 25°C 35 Pa·s ist, und das trifunktionale und tetrafunktionale Harzsegmente hat, und ein bifunktionales Ölsegment in ein und demselben Molekül, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; +10% nach 120 Stunden, und +11% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung einer Technik, ähnlich wie Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass das Verhältnis des Gemisches des normalen, kettenähnlichen Polydimethylsiloxans und des verstärkenden, harzähnlichen Organopolysiloxans, verwendet in Ausführungsform 9, 20:80 betrug, und ein Silikonkautschuk vom Additionstyp verwendet wurde, der damit vermischt 1 Gew.-% Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeit-verleihendes Mittel hatte, betrug die Rate der Schwankung in tan&dgr; 6% nach 120 Stunden, und 2% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung einer Technik, ähnlich wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass das Verhältnis des Gemisches des normalen, kettenähnlichen Polydimethylsiloxans und des verstärkenden, harzähnlichen Organopolysiloxans, verwendet in Ausführungsform 9, 50:50 betrug, und ein Silikonkautschuk vom Additionstyp verwendet wurde, der damit vermischt Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeitverleihendes Mittel hatte, betrug die Rate der Schwankung in tan&dgr; –7% nach 120 Stunden, und –11% nach 240 Stunden.

Vergleichsbeispiele zum Vergleich der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung einer Technik, ähnlich wie Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass das Verhältnis des Gemisches des normalen, kettenähnlichen Polydimethylorganosiloxans und des verstärkenden, harzähnlichen Organopolysiloxans im Silikonkautschuk vom Additionstyp 40:60 betrug, und ein Wärmebeständigkeit-verleihendes Mittel nicht vermischt wurde, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; –44% nach 120 Stunden, und –48% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung einer Technik, ähnlich wie Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass 10 Gew.-% Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeit-verleihendes Mittel vermischt wurde mit einem Silikonkautschuk vom Additionstyp in einem gleichen Verhältnis wie in Vergleichsbeispiel 1, betrug die Rate der Schwankung in tan&dgr; +47% nach 120 Stunden, und +54% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung einer Technik, ähnlich wie Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass ein Silikonkautschuk vom Additionstyp verwendet wurde mit 10 Gew.-% Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein verstärkendes Mittel, vermischt mit normalem, kettenähnlichem Polydimethylsiloxan, dessen Ende umhüllt ist von einem Vinylradikal, dessen Viskosität bei 25°C 8000 Pa·s ist, betrug die Rate der Schwankung in tan&dgr; +4% nach 120 Stunden, und +11% nach 240 Stunden.

Wenn der Grad der thermischen Verschlechterung des Silikonkautschuks vom Additionstyp untersucht wurde durch Verwendung einer Technik, ähnlich wie in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass das Verhältnis des Gemisches des normalen, kettenähnlichen Polydimethylsiloxans und des verstärkenden, harzähnlichen Organopolysiloxans, verwendet in Ausführungsform 9, 60:40 betrug, und verwendet wurde ein Silikonkautschuk vom Additionstyp, der damit vermischt 1 Gew.-% Siliziumdioxidpulver (R-972, hergestellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.) als ein Wärmebeständigkeit-verleihendes Mittel hatte, war die Rate der Schwankung in tan&dgr; –39% nach 120 Stunden, und –43% nach 240 Stunden.

Die obigen Ergebnisse sind in Tabellen 1 und 2 unten gezeigt.

In Tabelle 1 waren die Bedingungen die gleichen, mit der Ausnahme der Menge des Siliziumdioxids.

In Tabelle 2 werden neben der Menge des Siliziumdioxids die Bedingungen verändert, und diese Tabelle wird zur Bezugnahme angegeben.

Wie in Tabelle 1 gezeigt, ist ersichtlich, dass die Eigenschaft der Wärmebeständigkeit durch das Vermischen von Siliziumdioxid verbessert wird.

Der Silikonkautschuk vom Additionstyp in den Ausführungsformen kann ein Silikonkautschuk vom Additionstyp sein, der bereitgestellt wird durch Härten eines Polysiloxangemisches, das einen anorganischen, wärmebeständigen Füllstoff mit einem Polysiloxangemisch vermischt hat mit 10 bis 50 Gew.-% normalem, kettenähnlichem Polydimethylsiloxan, das dessen distales Ende umhüllt hat von einem Vinylradikal, dessen Viskosität bei 25°C 8000 Pa·s oder größer ist, und 50 bis 90 Gew.-% verstärkendes, harzähnliches Polyorganosiloxan mit zwei oder mehr Vinylradikalen, und das ein Harzsegment enthält, dessen Zusammensetzungseinheit einschließt mindestens eines von einer Tetrafunktionalität und einer Trifunktionalität und ein bifunktionales Segment enthält, dessen Viskosität bei 25°C 1 Pa·s oder größer ist.

Als nächstes wird ein Experiment durchgeführt mit fixierenden und pressenden Walzen, die auf einer experimentellen Grundlage hergestellt worden sind durch Verwendung des Silikonkautschuks in der vorliegenden Erfindung, die in der fixierenden Vorrichtung einer Vorrichtung für das Erzeugen eines doppelseitigen Vollfarbenbildes verwendet wurden.

Die Vorrichtung für das Erzeugen eines doppelseitigen Vollfarbenbildes und seine fixierende Vorrichtung werden nachstehend beschrieben.

4 zeigt schematisch den Aufbau einer bilderzeugenden Vorrichtung als eine Ausführungsform. Diese Vorrichtung ist eine Farbbilderzeugungsvorrichtung vom elektrofotografischen Typ.

Die Bezugsnummer 1 bezeichnet das äußere Gehäuse eines Vorrichtungsaufbaus, und der Buchstabe A bezeichnet einen Originalscan- und -Leseteil, angeordnet auf dem oberen Teil des äußeren Gehäuses des Vorrichtungsaufbaus. Ein Original 0 wird auf ein Original-tragendes Tischglas 2 gelegt, wobei dessen bildtragende Oberfläche nach unten auf einen bestimmten Vorrichtungsstandard gelegt ist, und eine Original-Halteplatte 3 wird daraufgelegt und das Lesen wird gestartet, wobei ein bewegliches optisches System 4 unter dem das Original tragende Tischglas bewegt wird entlang der unteren Oberfläche des das Original tragenden Tischglases, von einer Seite zu der anderen Seite, und die nach unten zeigende bildtragende Oberfläche des Originals, das auf dem das Original stützende Tischglas 3 gelegt ist, wird abgelichtet und gescannt, und das reflektierte Licht des abgelichteten und gescannten Lichts, reflektiert von der Oberfläche des Originals wird abgebildet auf einer fotoelektrischen Leseeinheit 5 und wird farblich ausgelöst durch einen Farbauflösungsfilter, und ebenfalls wird jedes farblich aufgelöste Komponentenbild des Originalbildes fotoelektrisch gelesen als ein Farbbildsignal (zeitlich serielles elektrisches Digitalpixelsignal) und wird in einer Memory-Schaltung gespeichert.

Die Bezugsnummer 6 bezeichnet eine elektrofotografische fotoempfindliche Trommel als das bildtragende Element eines bilderzeugenden Teils. Diese fotoempfindliche Trommel 6 hat beispielsweise einen Durchmesser von 180 mm und wird rotationsförmig angetrieben bei einer festgelegten Prozessgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) in der Uhrzeigerrichtung, angezeigt durch einen Pfeil.

Die Bezugsnummer 7 bezeichnet einen Auflader für das einheitliche Aufladen der fotoempfindlichen Trommel 6 auf eine festgelegte Polarität und ein festgelegtes Potential, die Bezugsnummer 8 bezeichnet eine Bilderzeugungseinrichtung, umfassend einen Laseroutputteil, einen Polygonspiegel, ein Linsensystem, einen Spiegel usw. Die durch den Auflader 7 aufgeladene Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel wird gescannt und belichtet von einem Laserstrahl E, moduliert und ausgegeben von der Bilderzeugungseinrichtung 8, entsprechend dem seitlich seriellen elektrischen Digitalpixelsignal aus der Memory-Schaltung, wodurch ein elektrostatisch latentes Bild, das dem gescannten und belichteten Muster entspricht, erzeugt wird auf der Oberfläche der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6.

Die Bezugsnummer 9 bezeichnet eine Verbindungsentwickelnde Vorrichtung mit einer Cyan-entwickelnden Vorrichtung 9C, die darin einen Cyantoner enthält, einer Magenta-Toner-entwickelnden Vorrichtung 9M, die darin einen Magenta-Toner enthält, eine Gelb-Toner-entwickelnde Vorrichtung 9Y, die darin einen gelben Toner enthält, und eine Schwarz-Toner-entwickelnde Vorrichtung 9K, die darin einen schwarzen Toner enthält, und diese vier entwickelnden Vorrichtungen 9C, 9M, 9Y und 9K wirken selektiv auf der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6, wodurch das elektrostatisch latente Bild auf der Oberfläche der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6 Toner-entwickelt wird.

Die Bezugsnummer 11 bezeichnet eine Übertragungswalze, die bei einer Position, neben der Verbindungsentwickelnden Vorrichtung 9, mit der fotoempfindlichen Trommel in Kontakt ist und wird rotationsförmig angetrieben bei im Wesentlichen der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der der fotoempfindlichen Trommel 6 in einer Vorwärtsrichtung relativ zur Drehung der fotoempfindlichen Trommel 6.

Diese Übertragungstrommel 11 hat beispielsweise einen Durchmesser von 180 mm und in der Öffnungsfläche von deren Umfangsoberfläche eine ein Aufzeichnungsmedium tragende Schicht 11a, erzeugt aus einem filmähnlichen dielektrischen Material, die eine ein Aufzeichnungsmedium tragende Einrichtung ist, die zylindrisch und einstückig erstreckt ist. Ebenfalls sind angeordnet ein adsorbierender Coronaauflader 11b, der eine adsorbierende aufladende Einrichtung ist für das Adsorbieren eines Aufzeichnungsmediums bei der äußeren Umfangsoberfläche der Übertragungstrommel 11, eine adsorbierende (tragende) Walze 11c als eine Elektrode, die gegenüberliegt, ein übertragender Coronaübertrager 11d für das Verursachen, dass die Tonerbilder auf der fotoempfindlichen Trommel übertragen werden auf das Aufzeichnungsmedium, das an der Übertragungstrommel 11 adsorbiert ist, ein innerer Coronaauflader 11e, ein äußerer Coronaauflader 11f, ein ein Aufzeichnungsmedium trennender Auflader 11g, eine ein Aufzeichnungsmedium trennende Klinke 11h usw.

Die Bezugsnummern 12, 13 und 14 bezeichnen erste bis dritte automatische Aufzeichnungsmedium-Zuführungsmechanismen, und die Bezugsnummer 15 bezeichnet einen manuellen Aufzeichnungsmedium-Zuführungsteil. Aufzeichnungsmedien (Übertragungsmedien) P werden zugeführt, eines nach dem anderen, aus einem der ersten bis dritten automatischen Aufzeichnungsmedium-Zuführungsmechanismen 12, 13 und 14, gleiten entlang eines festgelegten Blatt-Weges, der umfasst eine Führungsplatte, ein Paar Beförderungswalzen usw., und werden befördert zu einem Paar Registerrollen 16. Oder die Aufzeichnungsmedien werden befördert aus dem manuellen Aufzeichnungsmedium-Zuführungsteil 15 zu dem Paar Registerrollen 16.

Das Aufzeichnungsmedium wird danach zugeführt zur Übertragungstrommel 11 zu einem festgelegten Zeitpunkt, durch das Paar Registerwalzen 16, wird gewickelt um die äußere Umfangsoberfläche der Übertragungstrommel 11, wird elektrostatisch darauf gehalten und wird mit der Übertragungstrommel 11 gedreht, und die Tonerbilder auf der fotoempfindlichen Trommel 6 werden übertragen auf die äußere Oberfläche des Aufzeichnungsmediums durch den übertragenden Coronaauflader 11d. Nach der Übertragung der Tonerbilder auf das Aufzeichnungsmedium P wird die Oberfläche der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6 gereinigt durch einen Reiniger (reinigende Vorrichtung) 10, wodurch Restmaterialien, die darauf anhaften, wie nach der Übertragung übrig gelassener Toner, entfernt werden.

Im Falle des Vollfarbenbild-Erzeugungsmodus werden die folgenden vier bilderzeugenden und übertragenden Zyklen (1)–(4) aufeinanderfolgend durchgeführt mit der fortgesetzten Drehung der fotoempfindlichen Trommel 6 und der Übertragungstrommel 11:

• (1) Aufladen der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6 → Bildbelichtung E durch einen Laserstrahl, moduliert durch das Cyan-Bildsignal der vorstehend beschriebenen farblich aufgelösten Bildsignale des gewünschten Farbbildes → Entwicklung durch die Cyan-entwickelnde Vorrichtung 9C → Übertragung des Cyan-Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium P → Schritt des Reinigens der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6;
• (2) Aufladen der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6 → Bilderzeugung E durch einen Laserstrahl, moduliert durch das Magenta-Bildsignal der vorstehend erwähnten farblich aufgelösten Bildsignale des gewünschten Farbbildes → Entwicklung durch die Magenta-entwickelnde Vorrichtung 9M → Übertragung des Magenta-Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium P → Schritt des Reinigens der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6;
• (3) Aufladen der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6 → Bildbelichtung E durch einen Laserstrahl, moduliert durch das gelbe Bildsignal der vorstehend beschriebenen farblich aufgelösten Bildsignale des gewünschten Farbbildes → Entwicklung durch die Gelb-entwickelnde Vorrichtung 9Y → Übertragung des Gelb-Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium P → Schritt des Reinigens der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6;
• (4) Aufladen der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6 → Bildbelichtung E durch einen Laserstrahl, moduliert durch das schwarze Bildsignal der vorstehend beschriebenen farblich aufgelösten Bildsignale des gewünschten Farbbildes → Entwicklung durch die Schwarzentwickelnde Vorrichtung 9k → Übertragung des schwarzen Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium P → Schritt des Reinigens der drehbaren fotoempfindlichen Trommel 6.

Auf diese Weise werden die oben erwähnten vier Tonerbilder, d.h. das Cyan-Tonerbild, das Magenta-Tonerbild, das Gelb-Tonerbild und das Schwarz-Tonerbild eines nach dem anderen in einer festgelegten Weise relativ zur äußeren Oberfläche (erste Oberfläche) des gleichen Aufzeichnungsmediums P, das sich windet und gehalten wird auf der rotierbaren Übertragungstrommel 11, registriert, und in überlagernder Weise übertragen auf das Aufzeichnungsmedium P, wodurch ein Farbtonerbild, das dem gewünschten Farbbild entspricht, auf dem Aufzeichnungsmedium P erzeugt wird.

Wenn die Superpositions-Übertragung der vier Farbtonerbilder auf das gleiche Aufzeichnungsmedium P, gehalten auf der drehbaren Übertragungstrommel 11, beendet wird, wird das Aufzeichnungsmedium von seinen Ladungen durch den trennenden Auflader 11g befreit, wird getrennt von der Übertragungstrommel 11 durch die trennende Klinke 11h als eine trennende Einrichtung, und wird befördert zu einer fixierenden Vorrichtung (in der vorliegenden Ausführungsform eine Heißwalzen-Fixierungsvorrichtung) 18 durch eine befördernde Einrichtung 17, und die vier Farbtonerbilder werden gemeinsam auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums fixiert.

Im Falle des Erzeugungsmodus eines einseitigen Bildes wird ein Aufzeichnungsmedium, das die fixierende Vorrichtung 18 verlassen hat, auf deren einer Oberfläche (erste Oberfläche) die Erzeugung und die Fixierung eines Bildes vollendet worden ist, entladen auf einen Papierentladungsschacht 20 außerhalb der Vorrichtung über eine Papierentladungsöffnung 19.

Im Falle des Erzeugungsmodus eines doppelseitigen Bildes wird das Aufzeichnungsmedium, das die fixierende Vorrichtung 18 verlassen hat, auf deren einer Oberfläche die Erzeugung und die Fixierung eines Bildes vollendet worden ist, eingeführt in einen wiederholt befördernden Blatt-Weg a, durchläuft die Route eines Switchback-Blattweges b → a Blattweg c, wird umgekehrt und befördert zu einem Zwischenschacht 21. Es wird danach befördert von diesem Zwischenschacht 21 zu den Registerwalzen 16, wird wiederholt zugeführt zur Übertragungstrommel 11, und wird gewunden und gehalten auf der Übertragungstrommel 11, wobei dessen erste Oberfläche, auf der die Bilderzeugung vollendet worden ist, nach innen gedreht ist, und seine zweite Oberfläche nach außen gedreht ist.

Ähnlich der Bilderzeugung auf der ersten Oberfläche des Aufzeichnungsmediums werden die vier farblich aufgelösten Tonerbilder eines Farbbildes für die zweite Oberfläche aufeinanderfolgend erzeugt auf der fotoempfindlichen Trommel 6, werden aufeinanderfolgend übertragen auf die zweite Oberfläche des Aufzeichnungsmediums, wodurch darauf ein Farbtonerbild erzeugt wird.

Das Aufzeichnungsmedium wird danach abgetrennt von der Übertragungstrommel 11 und wird wiederholt befördert zu der fixierenden Vorrichtung 18, wo die vier Farbtonerbilder, erzeugt auf der zweiten Oberfläche des Aufzeichnungsmediums, gemeinsam fixiert werden, worauf das Aufzeichnungsmedium, auf dem die doppelseitige Vollfarbenbilderzeugung vollendet worden ist, entladen wird auf den Papierentladungsschacht 20, über die Papierentladeöffnung 19.

Ein Aufzeichnungsmedium, auf dessen einer Oberfläche (erste Oberfläche) eine Bilderzeugung und ein Fixieren vollendet worden ist, kann einmal entladen werden auf den Papierentladeschacht 20, worauf das Aufzeichnungsmedium umgekehrt werden kann, so dass seine zweite Oberfläche nach oben weist, und kann wiederholt eingeführt werden aus dem manuellen Papierzuführungsteil 15 in die Vorrichtung, und eine Bilderzeugung auf der zweiten Oberfläche kann durchgeführt werden.

Die Reihenfolge der Erzeugung der vier farblich aufgelösten Tonerbilder ist nicht eingeschränkt auf die Reihenfolge in der vorliegenden Ausführungsform. Im Falle des Schwarz-und-Weiß-Bildkopierens ist die schwarze entwickelnde Vorrichtung 9K alleine tätig. Der doppelseitige Kopiermodus für Schwarz-und-Weiß-Bilder und der Bilderzeugungsmodus für das Erzeugen eines Farbbildes auf einer Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums und das Erzeugen eines Schwarz-und-Weiß-Bildes auf der anderen Oberfläche des Aufzeichnungsmediums kann auch selektiv ausgeführt werden.

5 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel die fixierenden Vorrichtung einer ein Vollfarbbild erzeugenden Vorrichtung zeigt. Die fixierende Vorrichtung 18, wie in 5 gezeigt, ist bereitgestellt mit einer fixierenden Walze 51, die ein fixierendes drehbares Element ist, das darin einen Halogenerwärmer 56 hat, der eine erwärmende Quelle ist, eine Presswalze 52, die ein pressendes rotierbares Element ist, das darin einen Halogenerwärmer 57 hat, der eine erwärmende Quelle ist, und wird rotationsförmig gegen die fixierende Walze gedrängt (in einigen Fällen hat die pressende Walze darin keinen Halogenerwärmer 57), Silikonöl, das ein Trennmittel auf einer Öl-aufbringenden Vorrichtung 53 ist, für das Aufbringen auf die Oberfläche der fixierenden Walze 51, und reinigende Vorrichtungen 54 und 55 für das Entfernen von Toner, der an den Oberflächen der fixierenden Walze 51 und der pressenden Walze 52 anhaftet.

Jede der fixierenden Walze 51 und der pressenden Walze 52 hat eine untere Schicht, erzeugt aus HTV (Hochtemperaturvulkanisierter Typ) Silikonkautschuk auf einer aus Aluminium hergestellten Spindel, eine Zwischenschicht, erzeugt aus Fluorkautschuk für das Vermeiden des Eingangs von Öl außerhalb der unteren Schicht, und eine Oberflächenschicht, erzeugt aus LTV(Niedertemperaturvulkanisierter Typ)- oder RTV(Raumtemperaturvulkanisierter Typ)-Silikonkautschuk, gut übereinstimmend mit Silikonöl als Trennmittel, weiter außerhalb der Zwischenschicht, und die fixierende Walze 51 und die pressende Walze 52 kooperieren miteinander für das Erzeugen eines Spalt-Teils für das Einspannen und Befördern eines Aufzeichnungsmediums dazwischen. Harzähnliches Polyorganosiloxan und 1 Gew.-% Siliziumdioxidpulver werden mit dem Silikonkautschuk vom Additionstyp der Oberfläche der fixierenden Walze vermischt, und harzähnliches Polyorganosiloxan und 5 Gew.-% Siliziumdioxidpulver werden vermischt mit dem Silikonkautschuk vom Additionstyp der Oberfläche der pressenden Walze.

Somit ist es im Falle einer Farbbilderzeugungsvorrichtung notwendig, in genügender Weise Toner zu schmelzen und zu vermischen, und daher werden im Allgemeinen weiche Walzen unter Verwendung eines elastischen Materials wie Kautschuk häufig verwendet. Ebenso ist im Falle einer fixierenden Vorrichtung in einer doppelseitigen Farbbilderzeugungsvorrichtung eine Tonerablösungseigenschaft erforderlich bei sowohl der fixierenden Walze 51, als auch der pressenden Walze 52, und daher wird häufig Silikonkautschuk für die Oberflächenschichten der beiden Walzen verwendet.

Die erwärmende Tätigkeit der Halogenerwärmer 56 und 57 wird gesteuert durch Temperaturregelungseinrichtungen (nicht gezeigt). Die Temperaturregelungseinrichtung steuert die Tätigkeit der Halogenerwärmer 56 und 57 auf der Grundlage der Oberflächentemperaturen der fixierenden Walze 51 und der pressenden Walze 52, detektiert durch Thermistoren 58 und 59.

Die Öl-aufbringende Vorrichtung 53 ist zur fixierenden Walze und von der fixierenden Walze beweglich, und bewegt Silikonöl in einem Ölreservoir 53a zu einer aufbringenden Walze 501 durch eine Aufbringungswalze 503, und bringt das Silikonöl auf der Oberfläche der fixierenden Walze 51 durch die aufbringende Walze 501 auf. Die Bewegung der Öl-aufbringenden Vorrichtung 53 zur fixierenden Walze 51 und von der fixierenden Walze 51 wird gesteuert durch das On/Off eines Magneten bzw. einer Spule, die nicht gezeigt sind. Die Menge des Silikonöls, das auf der fixierenden Walze 51 aufgebracht wird, wird gesteuert durch eine Steuerklinge 502 und wird bestimmt durch die Richtung des Kontaktes, des Winkeldruckes usw. dieser Klinge 502.

Ein Teil des Öls, aufgebracht auf der fixierenden Walze 51, wird durch das Aufzeichnungsmedium während des Fixierens absorbiert, und der Rest des Öls verlagert sich zur Seite der pressenden Walze 52 und wird abgeschabt von einer Ölabschabklinge 70. Die Ölabschabklinge 70 ist hergestellt aus einem Fluorkautschuk oder dergleichen, wodurch überschüssiges Öl auf der Oberfläche der Walze daran gehindert wird, sich im Spalt-Teil anzusammeln, um auf diese Weise zu verursachen, dass der OHP-Film oder dergleichen im Spalt-Teil rutscht.

Die reinigenden Vorrichtungen 54 und 55 umfassen einen wärmebeständigen Vliesstoff NORMEX (Handelsname) oder Bahnen 54a, 55a, die überzogen sind mit Nickel, auf diesem NORMEX durch ein stromloses Beschichtungsverfahren, Walzen 54b, 55b für das Drängen dieser reinigenden Bahnen 54a, 55b jeweils gegen die fixierende Walze 51 und die pressende Walze 52, Abwickeln der Walzen 54c, 55c für das Hinauslassen der reinigenden Bahnen 54a, 55a, und Aufnahmewalzen 54d, 55d für das Aufnehmen der reinigenden Bahnen 54a, 55a.

In einer solchen Vorrichtung, wenn ein Aufzeichnungsmedium befördert wird zur fixierenden Vorrichtung 18, werden die fixierende Walze 51 und die pressende Walze 52 gedreht bei einer festgelegten Geschwindigkeit, und das Aufzeichnungsmedium wird gepresst und erwärmt von seinen beiden Oberflächen während des Durchgehens zwischen die Walzen 51 und 52, und unfixierter Toner, der darauf getragen wird, wird geschmolzen, wodurch ein Fixieren bewerkstelligt wird. Ebenso wird zu diesem Zeitpunkt Toner, der an der fixierenden Walze 51 und der pressenden Walze 52 anhaftet, entfernt durch Reinigen der Vorrichtungen 54 und 55.

Um die tonerablösende Eigenschaft und die physikalische Festigkeit des Silikonkautschuks vom Additionstyp, hergestellt in Ausführungsformen 1 bis 7 und Vergleichsbeispielen 1 und 2, durch die Verwendung einer solchen Vorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, zu untersuchen, wurde ein Vergleich der Leistung durchgeführt durch die Einzelschicht-Walze für das Fixieren, gezeigt in 1.

Die Walze für das Fixieren, verwendet im Experiment, wurde in der folgenden Weise hergestellt.

DY39-051 (hergestellt von Tore and Dowcorning Co., Inc.) als eine Adhäsivschicht wurde aufgebracht auf eine Aluminiumspindel mit einem Außendurchmesser von 58 mm, und wurde erwärmt und getrocknet bei 200°C. Auf diese Spindel wurde der oben beschriebene Silikonkautschuk vom Additionstyp gehärtet bei 150°C für 40 Minuten, um auf diese Weise fixierende Walzen und pressende Walzen herzustellen, die jeweils den Silikonkautschuk vom Additionstyp der Ausführungsformen 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 auf der Oberflächenschicht mit einem Außendurchmesser von 60 mm besitzen (die Dicke des Silikonkautschuks beträgt 1 mm), die mit dem Toner in Kontakt ist.

Diese fixierenden und pressenden Walzen wurden in der fixierenden Vorrichtung der Farbkopiervorrichtung verwendet, die fähig ist, eine doppelseitige Bilderzeugung, gezeigt in 5, durchzuführen, durch einen heftigen Test bei einer festgelegten Temperatur von 200°C, und eine doppelseitige Bilderzeugung wurde durchgeführt bei bis zu 20000 Blätter.

Die ablösende Eigenschaft des Toners wurde untersucht durch die Anzahl der Kopien während des Auftretens von Offset von Toner bei den Walzen, und die wärmebeständige Festigkeit wurde untersucht durch die Anzahl von Kopien, bei der die Oberflächen der Walzen beschädigt worden sind.

Die Ergebnisse in Tabelle 3 unten gezeigt.

Wie in Tabelle 3 gezeigt, im Falle der fixierenden Walze, wenn die Menge des Siliziumdioxids 0 Gew.-% beträgt, ereignete sich eine Beschädigung bei 16000 Blättern oder weniger. Auch, wenn die Menge des Siliziumdioxids 3 Gew.-% oder mehr betrug, ereignete sich ein Offset für 10000 Blätter oder weniger. Demgemäß ist ersichtlich, dass in der fixierenden Walze eine Menge des Siliziumdioxids von 1 bis 2 Gew.-% bevorzugt wird unter den Gesichtspunkten der ablösenden Eigenschaft und der Eigenschaft der Wärmebeständigkeit. Auch im Falle der pressenden Walze, wenn die Menge des Siliziumdioxids 0,1 Gew.-% oder weniger betrug, ereignete sich eine Beschädigung bei 10000 Blättern oder weniger, und wenn die Menge des Siliziumdioxids 10 Gew.-% betrug, ereignete sich ein Offset bei 12000 Blättern oder weniger. Demgemäß wird in der pressenden Walze eine Menge des Siliziumdioxids von 0,5 bis 8 Gew.-% bevorzugt und den Gesichtspunkten der ablösenden Eigenschaft und der Eigenschaft der Wärmebeständigkeit. Somit kann durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf mindestens eine der fixierenden Walze und der pressenden Walze eine fixierende Vorrichtung bereitgestellt werden, die ausgezeichnet ist in der ablösenden Eigenschaft und der wärmebeständigen Eigenschaft. Ebenso kann durch eine fixierende Walze und eine pressende Walze, die den Silikonkautschuk vom Additionstyp der vorliegenden Erfindung verwenden, welche Walzen in der fixierenden Vorrichtung einer ein doppelseitiges Vollfarbenbild erzeugenden Vorrichtung verwendet werden, bereitgestellt werden eine fixierende Vorrichtung, die fähig ist, doppelseitige Bilder zu fixieren, und die ausgezeichnet ist in der tonerablösenden Eigenschaft, der physikalischen Festigkeit und der wärmebeständigen Eigenschaft. Es wurde gefunden, dass insbesondere in einer ein doppelseitiges Bild fixierenden Vorrichtung die ablösende Eigenschaft dringend erforderlich ist bei der fixierenden Walze, und die physikalische Festigkeit und die wärmebeständige Eigenschaft dringend erforderlich sind bei der pressenden Walze. Dies ist der Fall, weil, wie vorstehend beschrieben, die ölabschabende Klinge für das Abschaben von überschüssigem Öl auf der Oberfläche der Walze in Kontakt mit der pressenden Walze ist, wodurch, wenn die Anzahl der Kopien hoch wird, Papierpulver und Toner, die an der Walze anhaften, leicht bei der ölabschabenden Klinge anhaften, um auf diese Weise die pressende Walze zu beschädigen. Demgemäß, durch eine Walze, die den Silikonkautschuk vom Additionstyp verwendet, der darin eine hohe Menge anorganisches Feinpulver auf der Oberflächenschicht besitzt, die eher auf der Seite der pressenden Walze verwendet wird, als auf der Seite der fixierenden Walze, kann eine fixierende Vorrichtung für ein doppelseitiges Bild bereitgestellt werden, mit einer langen Lebensdauer, in der die Lebensdauer der Walzen für das Fixieren gegenseitig eingestellt werden kann, und die einen Abfall vermeidet.

Als ein verstärkendes, harzähnliches Polyorganosiloxan, das vermischt wird mit dem Polysiloxangemisch, verwendet in dem vorstehend erwähnten Aufbau, kann verwendet werden eines mit einem Leiter-Polymer, oder ein Blockpolymer, das in und demselben Molekül ein Segment besitzt, das einschließt mindestens eines von einer Tetrafunktionalität und einer Trifunktionalität und ein normales, kettenähnliches Ölsegment mit mindestens 100 trifunktionalen Konstruktionseinheiten an einem Ende, und durch das Vermischen eines solchen verstärkenden harzähnlichen Polyorganosiloxans kann eine gute physikalische Festigkeit und eine gute tonerablösende Eigenschaft erhalten werden.

Ebenso ist das anorganische Feinpulver als das die Wärmebeständigkeit verleihende Mittel, verwendet im vorstehend erwähnten Aufbau, ein anorganisches Feinpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 10 bis 1000 nm aus Siliziumdioxid (Siliziumoxid), Aluminiumoxid, Titanoxid, Kalziumcarbonat oder dergleichen, hergestellt durch das Nassverfahren oder das Trockenverfahren.

Als ein solches anorganisches Feinpulver kann auch eines verwendet werden, dessen Oberfläche behandelt worden ist mit einer organischen Verbindung wie einem Alkylradikal wie Methylradikal oder Alkoxyradikal wie Methoxyradikal, einer organischen Siliziumverbindung wie Silanolradikal, oder einer organischen Metallverbindung wie Titanat, Aluminat, oder Zirkonat, um auf diese Weise die Dispergierbarkeit und die kuppelnde Eigenschaft zu vergrößern.