JPS594700B2 - Method of treating the surface of a fusing member in an electrostatographic apparatus - Google Patents
Method of treating the surface of a fusing member in an electrostatographic apparatusInfo
- Publication number
- JPS594700B2 JPS594700B2 JP8783775A JP8783775A JPS594700B2 JP S594700 B2 JPS594700 B2 JP S594700B2 JP 8783775 A JP8783775 A JP 8783775A JP 8783775 A JP8783775 A JP 8783775A JP S594700 B2 JPS594700 B2 JP S594700B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- fusing
- fluid
- modified
- carboxy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 107
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 74
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 45
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 45
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 84
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 59
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 35
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 28
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 15
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 7
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 7
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 229920006294 polydialkylsiloxane Polymers 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 2-(3-hydroxyphenyl)phenol Chemical compound OC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)O)=C1 XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 3
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004859 Copal Substances 0.000 description 1
- 239000004812 Fluorinated ethylene propylene Substances 0.000 description 1
- 241000782205 Guibourtia conjugata Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K aluminium tristearate Chemical compound [Al+3].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940063655 aluminum stearate Drugs 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 229940116224 behenate Drugs 0.000 description 1
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-M behenate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical group 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000009963 fulling Methods 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012729 immediate-release (IR) formulation Substances 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920009441 perflouroethylene propylene Polymers 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は一般にゼログラフィー複写法および装置に関し
、特に、本発明は新規なポリオルガノシロキサン流体レ
リーズ表面を有する融着部材の表面との直接接触によつ
て官能基を有する変性された粒状熱可塑性トナーを定着
することに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to xerographic reproduction methods and apparatus, and more particularly, the present invention relates to xerographic reproduction methods and apparatus, and more particularly, the present invention relates to The present invention relates to fixing modified particulate thermoplastic toners having groups.
ここに言う変性された熱可塑性樹脂トナーは融着部材と
相互作用しかつ下記に更に詳細に記載される反応性官能
基を有する種類のトナーである。ゼログラフィーの方法
において、複写されるべきオリジナルの光像は代表的に
は感光性部材上に静電潜像の形で記録され、続いて通常
トナーと称される検定性マーキング粒子の適用によりこ
の潜像は可視化される。この可視トナー像は感光性部材
上に直接定着されるか、又は普通紙のような別の支持体
へ転写され、続いてそこに定着される。これらのトナー
は従来のタイプ又は下記の変性タイプのものである。熱
により永久に支持体部材上に検定性トナー付和を定着即
ち融着するためには、トナー材料の成分が癒着しかつ粘
着性になる点までトナー材料の温度を上昇させることが
必要である。Modified thermoplastic toners as referred to herein are toners of the type that have reactive functional groups that interact with the fusing member and are described in more detail below. In the method of xerography, a light image of the original to be reproduced is typically recorded in the form of an electrostatic latent image on a photosensitive member, and this is subsequently recorded by the application of certifiable marking particles, commonly referred to as toner. The latent image is visualized. This visible toner image can be fused directly onto the photosensitive member or transferred to another support such as plain paper and subsequently fused thereto. These toners are of the conventional type or of the modified types described below. In order to permanently fix or fuse the ascertainable toner attachment onto the support member by heat, it is necessary to increase the temperature of the toner material to the point where the components of the toner material coalesce and become tacky. .
この作用はトナーをある程度支持体部材の繊維又は細孔
中へ、又はさもなくばその表面上で流動させる。その後
で、トナー材料は冷却するにつれて固化して支持体部材
へ竪く結合するようになる。ゼログラフィ並びにエレク
トロフォトグラフィーのどちらの記録技術においても、
支持体部材上へトナー像を定着するために熱エネルギー
を使用することは古くかつ周知である。支持体上へ検定
性トナー像を熱融着する一方法は少くともその一方が内
部加熱されている、一対、の対向ローラー部材の間に、
その上にトナー像を担体している支持体を通すことであ
る。This action causes the toner to flow to some extent into the fibers or pores of the support member, or otherwise onto its surface. Thereafter, as the toner material cools, it solidifies and becomes vertically bonded to the support member. In both xerography and electrophotography recording techniques,
The use of thermal energy to fuse toner images onto support members is old and well known. One method of thermally fusing an assayable toner image onto a support is between a pair of opposed roller members, at least one of which is internally heated;
A support carrying a toner image is passed thereon.
この型式の融着系の操作中、トナー像が静電的に付着さ
れている支持体部材はロール間に形成されたニツプ中を
通過してトナー像が融着ロールと接触するので、これに
よりニツプ内でトナー像が加熱される。トナーへ移行す
る熱を調節することにより、融着ロールへのコピーシー
トからトナー粒子のオフセツトは実質的に通常の条件下
では経験されない。これはローラーの表面へ適用される
熱がトナーの゛ホツトオフセツド温度(この温度ではト
ナーの像区域中のトナー粒子が液化しそしてこの溶融ト
ナー中で分裂作用を引き起こして“ホツトオフセツト1
を生ずる)以上にローラーの表面の温度を上げるのに不
十分であるためである。粘稠なトナー塊を保持する凝集
力が接着力より小さい時に分裂が起こり、融着ロールの
ような接触表面へこれをオフセツトする傾向を示す。し
かしながら、融着ロールへのトナー粒子のオフセツトは
、時にはその表面への不十分な熱の適用により(即ち1
コールド゛オフセツテイング):ロールの表面の性質に
おける欠陥により:通常トナー粒子は静電力によりコピ
ーシートに保持されているが、そのコピーシートヘ不十
分に付着しているトナー粒子により:又はトナーが反応
性官能基を有する種類である場合にはトナー材料自体の
反応性により起る。During operation of this type of fusing system, the support member to which the toner image is electrostatically adhered passes through a nip formed between the rolls, causing the toner image to contact the fusing roll. The toner image is heated within the nip. By controlling the heat transferred to the toner, substantially no offset of toner particles from the copy sheet to the fuser roll is experienced under normal conditions. This is because the heat applied to the surface of the roller raises the toner's "hot offset temperature" (at which temperature the toner particles in the image area of the toner liquify and cause a fragmentation effect in this molten toner).
This is because it is insufficient to raise the temperature of the roller surface beyond that which causes Fragmentation occurs when the cohesive forces holding the viscous toner mass are less than the adhesive forces, tending to offset it to contact surfaces such as fuser rolls. However, offset of toner particles onto the fuser roll is sometimes caused by insufficient heat application to its surface (i.e., 1
(cold offset): due to defects in the surface properties of the roll; normally the toner particles are held to the copy sheet by electrostatic forces; or due to toner particles insufficiently adhering to the copy sheet; This occurs due to the reactivity of the toner material itself in the case of types having reactive functional groups.
このような場合、トナー粒子は融着ロールの表面に移行
し、続いてコピー紙がニツプ内にない間にバツクアツプ
ロールヘ移行する。更にトナー粒子は両面コピーの融着
中に、又は単に複写装置の周囲から融着及び/又はバツ
クアツプロールにより拾い上げられることもある。In such cases, toner particles migrate to the surface of the fuser roll and then to the back up roll while no copy paper is in the nip. Additionally, toner particles may be picked up during fusing of duplex copies, or simply from around the reproduction device by fusing and/or back-up rolls.
特に通常゛オフセツテイング゛と称される、前記の間題
を最少にするためのーつの装置はテフロン(商品名)と
して公知のポリテトラフルオロエチレンの外側表面又は
被覆を有する融着ロールを使用するものであり、この融
着ロールにはシリコ Jーン油のようなレリーズ剤が適
用され、このテフロンの厚さは数ミルのオーダーであり
、かつこの油の厚さは1ミクロン以下である。比較的低
い表面エネルギーを有する、シリコーンをベースとした
油(ポリジメチルシロキサン)は、テフロンが 4融着
ロールの外側表面を構成している加熱融着ロール周りに
使用するために適している材料であることが判明してい
る。実際には、シリコーン油の薄層が加熱ロールの表面
に適用されて、該表面とフ支持体材訓上に保有されたト
ナー像との間に界面が形成される。One device specifically designed to minimize this problem, commonly referred to as ``offsetting'', uses a fusing roll having an outer surface or coating of polytetrafluoroethylene, commonly known as Teflon. A release agent such as silico oil is applied to this fuser roll, and the thickness of this Teflon is on the order of a few mils, and the thickness of this oil is less than 1 micron. . A silicone-based oil (polydimethylsiloxane), which has a relatively low surface energy, is a material suitable for use around the heated fuser roll, where Teflon makes up the outer surface of the fuser roll. It turns out that there is. In practice, a thin layer of silicone oil is applied to the surface of the heated roll to form an interface between the surface and the toner image carried on the support material.
かくして低い表面エネルギー層は、トナーが融着ニツプ
の間を通るときにトナーと対面し、これによりトナーの
融着ロール表面へのオフセツトを阻止する。この方式は
、最適条件下でさえ、ごく最少の離型性をもたらすに過
ぎず、しかもトナーがその上に官能基を有する変性反応
性型である時には無効である。前記の型式の融着ロール
構造体は適当な方法で剛性のコア又は基質に固体テフロ
ン外側表面のような難接着性(abhesive)材料
の固体層を適用するが又は上記のものを被覆することに
よつて製造される。The low surface energy layer thus faces the toner as it passes between the fuser nips, thereby inhibiting toner offset to the fuser roll surface. This system provides only minimal release properties even under optimal conditions and is ineffective when the toner is of a modified reactive type with functional groups thereon. A fuser roll structure of the type described above may be constructed by applying or coating a solid layer of an ahesive material, such as a solid Teflon outer surface, to a rigid core or substrate in any suitable manner. It is manufactured by
製造されたロール構造体は高温での連続操作によつて摩
粍および劣化を受けさらにこの系に通常使用されるスト
リツパーフィンガーによる偶発的の溝掘り(gougi
ng)損傷を受ける。多くの場合、前記のものは融着ロ
ールの取換えを必要とし、これは多数の機械が問題とな
る時には極めて高価である。更に、シリコーン油の被覆
と共に、ポリテトラフルオロエチレンは劣つた熱伝導体
を構成するのに十分な厚さであるので、トナー定着に必
要な融着エネルギーを伝えるためには、より長いニツプ
滞留及びより高い融着ロール温度が必要とされる。The roll structures produced are subject to abrasion and deterioration due to continuous operation at high temperatures and are subject to accidental gouging by stripper fingers commonly used in this system.
ng) be damaged. In many cases, these require replacement of the fuser roll, which is extremely expensive when a large number of machines are involved. Additionally, the polytetrafluoroethylene, along with the silicone oil coating, is thick enough to constitute a poor thermal conductor, requiring longer nip residence and Higher fuser roll temperatures are required.
またロールの表面温度の調節には像担持支持体の接触の
前後で生ずる大きな温度変動による問題が有る。前記の
観点から、裸の金属又は類似の材料の高い熱伝導度及び
耐摩耗性は融着ロール構造体に利用するために望ましい
ように思われるであろうが、しかしながら、このような
材料はこれまでこの適用にとつて満足できないことが判
明している。Further, there is a problem in controlling the surface temperature of the roll due to large temperature fluctuations that occur before and after contact with the image bearing support. In view of the foregoing, the high thermal conductivity and abrasion resistance of bare metal or similar materials would seem desirable for use in fuser roll structures; however, such materials are This has been found to be unsatisfactory for this application.
それは熱いトナー材利によつて容易に湿潤される金属及
び類似の材料の非常に高い表面エネルギーに帰因する。
一度熱いトナーにより湿潤されると、これらが熱い間こ
の材料からトナーを完全に除去することは不可能でない
としても非常に困難である。純粋なシリコーン油及び鉱
物油のような通常使用されるレリーズ剤を種々の金属及
び他の高表面エネルギー材料と組合せてみたが、相対的
に殆ど又は全く成功しなかつた。米国特許7f6.38
10776では加熱融着ロールに対するトナーのオフセ
ツトは、拒鉛やアルミニウムのステアレート又はベヘネ
ートのような高粘度低表面張力成分とシリコーン油のよ
うな低粘度低表面張力成分との不混和性分散物の接着阻
止層で融着ロールを被覆することによつて阻止されるこ
とが報告されている。It is due to the very high surface energy of metals and similar materials that are easily wetted by hot toner materials.
Once wetted by hot toner, it is very difficult, if not impossible, to completely remove the toner from the materials while they are hot. Commonly used release agents such as pure silicone oil and mineral oil have been attempted in combination with various metals and other high surface energy materials with relatively little or no success. US Patent 7f6.38
10776, the offset of the toner relative to the heat fuser roll is an immiscible dispersion of a high viscosity, low surface tension component, such as a lead reject or aluminum stearate or behenate, and a low viscosity, low surface tension component, such as a silicone oil. This has been reported to be inhibited by coating the fuser roll with an anti-adhesive layer.
しかしながら、不混和性成分を有する少くとも二つの成
分系がホツトオフセツトを阻止するために適用され、そ
して/又は混合されねばならない。これは次に余分の製
造、取扱い及び適用の問題を引き起す。更に、これらの
系は官能基を有する反応性変性トナーのホツトオフセツ
テイングを阻止することには効果がない。発明の目的従
つて本発明の主目的はトナーがその上に官能基を有する
変性種類である時に、トナーを定着する際に使用のため
の新規でかつ改良されたレリーズ剤、融着法及び装置を
提供することにある。However, at least two component systems with immiscible components must be applied and/or mixed to prevent hot offset. This in turn creates redundant manufacturing, handling and application problems. Furthermore, these systems are ineffective in preventing hot-offsetting of reactively modified toners having functional groups. OBJECTS OF THE INVENTION It is therefore a principal object of the present invention to provide a new and improved release agent, fusing method and apparatus for use in fusing toners when the toners are of a modified type having functional groups thereon. Our goal is to provide the following.
本発明の別の目的は官能基を有する変性された反応性ト
ナーが検電性像を現像するために使用される時に、融着
部材が自己修理法(Self一Repairing)で
ありそれ故に連続して再生可能な表面を有する写真複写
装置と方法に使用のための融着方法、装置、及びレリー
ズ剤を提供することにある。本発明の別の目的は変性さ
れたトナーが融着部材の表面上の単一成分又は複数の混
和性成分のレリーズ剤の作用により融着部材の露出され
た表面から排除される、融着法および装置を供すること
にある。Another object of the invention is that when a functionalized reactive toner is used to develop an electroscopic image, the fusing member is self-repairing and therefore continuous. It is an object of the present invention to provide a fusing method, apparatus, and release agent for use in a photocopying apparatus and method having a reproducible surface. Another object of the present invention is a fusing method in which the modified toner is expelled from the exposed surface of the fusing member by the action of a release agent of single component or multiple miscible components on the surface of the fusing member. and equipment.
本発明のなお別の目的はレリーズ剤が室温で固体又は液
体であり、そして基質へトナー像の融着中液体である、
官能基含有変性トナー用レリーズ剤を使用する融着法と
装置を供することにある。Yet another object of the invention is that the release agent is solid or liquid at room temperature and remains liquid during fusing of the toner image to the substrate.
An object of the present invention is to provide a fusing method and apparatus using a release agent for modified toner containing a functional group.
本発明のなお別の目的は界面障壁が融着部材表面とそこ
に適用されたレリーズ層(この層は単一成分系又は複数
の混和性成分系から設けられる)との間に形成され、こ
れにより変性トナーが融着部材表面に接触することから
阻止される、融着法、装置及びレリーズ剤を供すること
にある。本発明の他の目的と利点は添付図面と下記の説
明に関して読まれる時に明らかになろう。Still another object of the invention is that an interfacial barrier is formed between the fusing member surface and a release layer applied thereto, which layer may be provided from a single component system or a multiple miscible component system; An object of the present invention is to provide a fusing method, an apparatus, and a release agent that prevent modified toner from contacting the surface of a fusing member. Other objects and advantages of the invention will become apparent when read in conjunction with the accompanying drawings and the following description.
発明の概要
本発明の前記の目的は静電複写装置において加熱融着部
材にカルボキシ官能基を有するポリオルガノシロキサン
を適用することによつて達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The foregoing objects of the present invention are achieved by applying a polyorganosiloxane having carboxy functionality to a heat-sealing member in an electrostatographic reproduction apparatus.
重合体ポリオルガノシロキサン流体のカルボキシ官能基
は融着部材表面と相互作用して変性トナーに対する熱安
定性障壁を形成することができ、この障壁はここで界面
層と称され、これは融着部材の金属ガラス又は他の表面
材料に強く接着し、かつ静電印刷に使用される変性され
たトナーに対してレリーズ性を有する薄い被覆を供する
。この官能カルボキシル基は一般に化学的に反応性の基
として公知である。このカルボキシ官能性ポリオルガノ
シロキサン流体は熱伝達に対する最少の障壁を構成する
ようにミクロン以下ないし数ミクロンの範囲に及ぶ厚さ
で融着部材の表面へ適用され得る。本発明のレリーズ剤
と方法を使用することにより、トナーが表面に接触する
ことを阻止する材料の微小な層によつてのみ取囲まれた
裸の表面を本質的に有する融着部材が提供される。この
機構は完全に理解されていないが、カルボキシル官能基
を有するポリオルガJャmシロキサンが融着装置の表面に
適用された時には、融着部材の金属又はガラス表面とカ
ルボキシ官能基を有するポリオルガノシロキサンとの間
に相互作用(化学反応、配位錯体、水素結合又は他の機
構)が存在し、このため融着部材の金属、ガラス又は他
の材料と官能性ポリオルガノシロキサンとの間の反応生
成物からなる界面障壁層が融着部材の金属又はガラス又
は他の基質とポリオルガノシロキサン流体を被覆する融
着部材との中間に形成されることが判明した。The carboxy functional groups of the polymeric polyorganosiloxane fluid can interact with the fusing member surface to form a thermally stable barrier to the modified toner, referred to herein as the interfacial layer, which provides a thin coating that adheres strongly to metallic glass or other surface materials and has release properties for modified toners used in electrostatic printing. This functional carboxyl group is generally known as a chemically reactive group. The carboxy-functional polyorganosiloxane fluid can be applied to the surface of the fusing member at a thickness ranging from submicrons to several microns to constitute a minimal barrier to heat transfer. By using the release agent and method of the present invention, a fusing member is provided that essentially has a bare surface surrounded only by a microscopic layer of material that prevents toner from contacting the surface. Ru. Although this mechanism is not completely understood, when a polyorganosiloxane with carboxyl functional groups is applied to the surface of a fusing device, the metal or glass surface of the fusing member and the polyorganosiloxane with carboxyl functional groups interaction (chemical reaction, coordination complex, hydrogen bonding or other mechanism) between the metal, glass or other material of the fusing member and the functional polyorganosiloxane. It has been found that an interfacial barrier layer of material is formed intermediate the metal or glass or other substrate of the fuser member and the fuser member covering the polyorganosiloxane fluid.
この外層は未反応レリーズ層、又は一般に、レリーズ層
と称される。しかしながら形成された被覆は変性トナー
より融着基質材料に対してより大きな親和性を有するの
で官能基を有する変性検電性熱可塑性樹脂トナーがコア
に接触することを阻止し、一方このレリーズ被覆は加熱
されたトナーとそれが適用されている支持体との間の接
着力や変性トナーの凝集力より小さい凝集力を材料に与
えることが判明した。これらの被覆は変性トナーに対し
てレリーズするのみでなく、この変性トナーが静電像を
現像するために使用される時に、連続的に再生可能かつ
自己修復性であることがまた判明した。即ち、この被覆
が例えばコアヘレリーズ材料をメータリングするために
使用されるブレードにより及ぼされる不均一な圧力によ
り、又は融着ロール構造体からトナー像支持体をストリ
ツプするために使用されるフインガ一により及ぼされる
不当な力により損傷された場合には、熱安定性被覆は自
ら再生する。他のポリオルガノ官能性シロキサン(官能
基を有するポリアルキルシロキサン)は、同日出願でか
つ同一譲受人に譲渡した米国特許出願に記載しかつクレ
ームした官能性レリーズ材料以外は、変性トナーに対し
てレリーズしない事実からみて、カルボキシ官能基を有
するポリオルガノシロキサンは下記のように官能基又は
反応基を有する変性トナーに対するレリーズ剤として有
用であることが予想外に判明した。また官能基を有する
変性トナーは、カルボキシ官能ポリオルガノシロキサン
が本発明に従つて使用される時には、加熱融着部材上の
被覆を断続する損傷された又は摩耗された区域から排除
されることが予想外に判明した。軟化された即ち粘着性
の変性トナーは化学的に反応性の官能基を有する官能性
ポリオルガノシロキサン流体により実質上除去され、そ
してこの流体は断続された。損傷された、又は摩耗した
区域を修復する。この作用により従来技術の装置および
方法において通例であつたオフセツト問題は実質上解消
した。本発明の被覆材料又はレリーズ流体を記載する際
に、使用される用語カルボキシ官能性ポリオルガノシロ
キサン流体は、この重合体材料が操作温度でとる状態を
も意味している。かくして化学的に反応性のカルボキシ
基を有するポリオルガノシロキサン材料は周辺温度で固
体又は液体であり、かつ操作温度で流体である。用語゛
重合体゛は、変性トナーに対する障壁を形成するように
融着部材と相互作用し得るように結合された化学的に反
応性の官能性カルボキシ基を有し、かつ操作温度で変性
トナーの表面エネルギーより小さな表面エネルギーを有
する主鎖として二種又はそれ以上の単量体単位を意味す
る。本発明の方法において、ポリオルガノシロキサン流
体は変性トナーに対する熱安定性界面障壁を形成するた
め融着部材と相互作用する化学的に反応性の官能性カル
ボキシ基を含有することが重要である。This outer layer is referred to as the unreacted release layer, or commonly referred to as the release layer. However, the coating formed has a greater affinity for the fusing substrate material than the modified toner and thus prevents the modified electroscopic thermoplastic toner with functional groups from contacting the core, while the release coating It has been found that it imparts a cohesive force to the material that is less than the adhesive force between the heated toner and the substrate to which it is applied or the cohesive force of the modified toner. It has been found that these coatings not only release to the modified toner, but are also continuously reproducible and self-healing when the modified toner is used to develop electrostatic images. That is, if this coating is exerted, for example, by non-uniform pressure exerted by a blade used to meter the core Hellerize material, or by a finger used to strip the toner image support from a fuser roll structure. The thermostable coating will regenerate itself if damaged by undue force. Other polyorganofunctional siloxanes (polyalkylsiloxanes with functional groups) do not release for modified toners other than the functional release materials described and claimed in U.S. patent applications filed on the same day and assigned to the same assignee. In view of the facts, polyorganosiloxanes having carboxy functionality have unexpectedly been found to be useful as release agents for modified toners having functional or reactive groups as described below. Modified toners with functional groups are also expected to be excluded from damaged or worn areas that interrupt the coating on the heat-sealable member when carboxy-functional polyorganosiloxanes are used in accordance with the present invention. It turned out outside. The softened or tacky modified toner was substantially removed by a functional polyorganosiloxane fluid having chemically reactive functional groups, and the fluid was discontinued. Repair damaged or worn areas. This action substantially eliminates the offset problems common in prior art devices and methods. In describing the coating material or release fluid of the present invention, the term carboxy-functional polyorganosiloxane fluid is also used to refer to the state that this polymeric material assumes at operating temperatures. Thus, polyorganosiloxane materials having chemically reactive carboxy groups are solid or liquid at ambient temperatures and fluid at operating temperatures. The term "polymer" is defined as having a chemically reactive functional carboxy group bonded thereto capable of interacting with the fusing member to form a barrier to the modified toner, and which has a chemically reactive functional carboxy group capable of interacting with the fusing member to form a barrier to the modified toner. It refers to two or more monomer units as a backbone having a surface energy smaller than the surface energy. In the method of the present invention, it is important that the polyorganosiloxane fluid contains chemically reactive functional carboxy groups that interact with the fusing member to form a thermally stable interfacial barrier to the modified toner.
またこのカルボキシ官能性ポリオルガノシロキサン流体
はそれが融着部材上に被覆された時には官能基含有変性
検電性樹脂トナーを排除して融着部材の表面又は流体層
自体へトナーが接着することを阻止するということも重
要である。ここで使用されている゛トナーを排除し得る
゛とは、カルボキシ官能性ポリオルガノシロキサンが変
性トナーを融着部材表面に接触させないように作用可能
であり、そしてその表面がトナーに露出され又はトナー
と接触する時でさえ該シロキサンは融着部材の表面から
変性トナーを追出し又は排除する程に融着部材表面の材
料に対して変性トナーより更に反応性であることを意味
する。好ましい態様
官能基を有する変性トナーを排除し得るカルボキシ官能
性ポリオルガノシロキサン流体は、適当なカルボキシ官
能基が流体中に存在する時にのみ、本発明に従つて作用
可能である。The carboxy-functional polyorganosiloxane fluid also eliminates the functional group-containing modified electroscopic resin toner when it is coated onto a fusing member, thereby promoting adhesion of the toner to the surface of the fusing member or to the fluid layer itself. Prevention is also important. As used herein, "toner repellent" means that the carboxy-functional polyorganosiloxane is capable of preventing modified toner from contacting the fusing member surface, and that surface is exposed to or exposed to toner. This means that the siloxane is more reactive with the material on the fuser member surface than the modified toner, such that it displaces or eliminates the modified toner from the surface of the fuser member even when in contact with the fuser member. Preferred Embodiments Carboxy-functional polyorganosiloxane fluids capable of eliminating modified toners having functional groups are operable in accordance with the present invention only when appropriate carboxy functionality is present in the fluid.
゛また変性トナーに対して適当なレリーズ作用を有しな
ければならないこの重合体流体は融着部材の金属、ガラ
ス又は他の材料とこの流体レリーズ材料の外層との間に
界面障壁を形成することができなければならない。本発
明は前記の性質を特徴とし、かつ固有の(Built−
1n)カルボキシ官能性を有するポリオルガノシロキサ
ンを含む。``The polymeric fluid must also have a suitable release action on the modified toner and form an interfacial barrier between the metal, glass or other material of the fusing member and the outer layer of the fluid release material. must be able to do so. The present invention is characterized by the above-mentioned properties and has a built-in
1n) Contains polyorganosiloxanes with carboxy functionality.
用語1固有の”゜カルボキシ官能性は、カルボキシ官能
基(−COOH)を特徴とする任意のポリオルガノシロ
キサン材料を意味する。このポリオルガノシロキサンは
主鎖中に交互にケイ素と酸素原子を含むシロキサン主鎖
構造体の故に一般に無機重合体と称される。このポリシ
ロキサン鎖自体(−Si−0−Si−0−)nは典型的
に性質上無機であり、そしてこのポリシロキサン鎖の故
にこれは特性上熱的及び化学的に安定である。しかしな
がら、これはまたこの分子の一部でありそしてシロキサ
ン主鎖に結合されている炭化水素スペーサー基と側鎖の
故に性質上有機とも考えられ得る。代表的なカルボキシ
官能性ポリシロキサン主鎖は一般式(式Rは重合体主鎖
からぶら下つている゛スペーサー゛基を表わしかつCO
OHはカルボキシ官能基である)を有するジアルキル型
である。The term 1-specific "゜carboxy-functionality" refers to any polyorganosiloxane material characterized by a carboxy functional group (-COOH). This polyorganosiloxane is a siloxane containing alternating silicon and oxygen atoms in the main chain. Because of the main chain structure, they are commonly referred to as inorganic polymers.The polysiloxane chains themselves (-Si-0-Si-0-)n are typically inorganic in nature; is thermally and chemically stable in nature. However, it can also be considered organic in nature because of the hydrocarbon spacer groups and side chains that are part of this molecule and are attached to the siloxane backbone. A typical carboxy-functional polysiloxane backbone has the general formula (Formula R represents a ``spacer'' group pendant from the polymer backbone and CO
OH is a carboxy functional group).
好適具体例ではRは約1−8の炭素原子を有するアルキ
ル部分、代表的にはプロピル基(−CH2−CH2−C
H2−)である。In a preferred embodiment, R is an alkyl moiety having about 1-8 carbon atoms, typically a propyl group (-CH2-CH2-C
H2-).
1モル%官能性含量を有する代表的な重合体に対しては
、99のb部分ごとに1のa部分がある。For a typical polymer with a 1 mole % functionality content, there is 1 a part for every 99 b parts.
カルボキシ官能基含量が2モル%である場合には、98
のb部分ごとに平均2のa部分がある。Rスペーサー基
はすべて同じであつてもよく、例えばメチル、エチル又
はプロピルであつてもよく、又はこれらはアルキル基の
混合物、例えばプロピルとブチルの混合物、又はエチル
とプロピルの混合物等であつてもよい。更に、このRス
ペーサー基は直鎖又は分食鎖である。前記の一般式で示
される代表的な分子は非スペーサー基位置でSi原子に
置換されたメチル基を有する。しかしながら、これらの
非スペーサー基位置は代表的には1ないし6の炭素原子
の一般アルキル基及びこれらの混合物を有していてもよ
い。他の基はその置換基が一般式−COOHで示される
カルボキシ官能基を阻害しない限り当業者によりこれら
の位置で置換されていてもよい。R−COO賂は本発明
のレリーズ剤、方法及び装置に重要な官能基を付与する
ために分子中に不規則に配置されていてもよい。When the carboxy functional group content is 2 mol%, 98
There are an average of 2 a parts for every b part. The R spacer groups may all be the same, for example methyl, ethyl or propyl, or they may be a mixture of alkyl groups, such as a mixture of propyl and butyl, or a mixture of ethyl and propyl, etc. good. Furthermore, this R spacer group is a straight chain or a branched chain. A typical molecule represented by the above general formula has a methyl group substituted with a Si atom at a non-spacer group position. However, these non-spacer group positions may also carry general alkyl groups, typically of 1 to 6 carbon atoms, and mixtures thereof. Other groups may be substituted at these positions by those skilled in the art as long as the substituents do not interfere with the carboxy functionality represented by the general formula -COOH. The R-COO groups may be randomly arranged in the molecule to provide important functionality to the release agents, methods, and devices of the present invention.
そうではなく、又はその上にカルボキシ官能基(−CO
OH)は分子の末端位置でスペーサー基(R)上に配置
されていてもよい;即ちこの分子はカルボキシ官能基に
より6末端キヤツプ(End−Capped)1されて
いてもよい。ここでは、レリーズ剤、カルボキシ官能性
レリーズ剤、重合体流体、カルボキシ官能性ポリアルキ
ルシロキサン及びカルボキシ官能性ポリジアルキルシロ
キサンは互換性をもつて使用されており、かつカルボキ
シ官能基を有するポリオルガノ官能性シロキサンを含む
前記のものを意味する。裸の融着ロールが本発明の方法
および装置に使用される時に、改良されたオフセツトと
共に熱可塑性トナーの好適なレリーズを可能にするため
に、化学的に反応性の官能基を有するポリオルガノシロ
キサンレリーズ剤は融着部材表面への適用の前に、間に
又は後の何れかに、下記の性質を有しなフければならな
い。Otherwise, or on top of the carboxy functionality (-CO
OH) may be placed on the spacer group (R) at the terminal position of the molecule; ie the molecule may be End-Capped 1 by a carboxy function. Release agents, carboxy-functional release agents, polymeric fluids, carboxy-functional polyalkylsiloxanes and carboxy-functional polydialkylsiloxanes are used interchangeably herein, and polyorganofunctional siloxanes having carboxy-functional groups are used interchangeably herein. means the foregoing including. A polyorganosiloxane having chemically reactive functional groups to enable suitable release of thermoplastic toner with improved offset when bare fuser rolls are used in the method and apparatus of the present invention. The release agent must have the following properties either before, during or after application to the fusing member surface.
このカルボキシ官能性ポリジアルキルシロキサンレリー
ズ剤は好ましくは不揮発性である:即ちこれらは周囲雰
囲気へ浸透し、これにより複写装置中の周辺部分上に沈
積を引き起こす揮発性煙霧及び蒸気、又は環境において
、毒性である煙霧の過剰のレベルを生じてはならない。
融着部材上のカルポキシ官能性ポリアルキルシロキサン
レリーズ剤は熱安定性でなければならない;即ち、この
流体は操作温度で、応分の時間にわたつて(例えば操作
温度で少くとも約200時間)ゲルを形成したり、分解
したりしてはならない。これは機械と機械用途の特定の
要件に依存している。カルボキシ官能性ポリアルキルシ
ロキサン流体は好ましくは機械部分と紙に対して非腐食
性であり、そして静電潜像の現像に使用されるトナーに
対して、非反応性、即ち不活性でなければならない。こ
のカルボキシ官能性ポリジアルキルシロキサン流体は熱
により融着されるトナーに対して低エネルギー表面を生
じなければならず、即ちこれは難接着性でなければなら
ず、かつこの表面エネルギーは溶融した又は加熱された
トナーの表面エネルギーより小さくなければならない。
例えば約28−36ダイン/(1−JモV1の室温表面エ
ネルギーを一般に有するトナーが使用される時には、こ
の流体はこのトナーの表面エネルギーより小さい表面エ
ネルギーを有しなければならない。界面層は好ましくは
変性トナーに対して防浸透性である;即ち融着部材に作
用されて軟化した変性検電性熱可塑性樹脂トナーが損傷
のない界面障壁層に浸透して、その結果融着部材表面が
部材上の層内にとられれた変性トナー粒子にさらされる
ようなことがあつてはならない。この流体は単に最少の
熱障壁が裸の融着部材の上に被覆されるように微小な厚
さ、好ましくは10ミクロン又はそれ以下の程度のオー
ダーで融着部材へ適用可能でなければならない。また融
着部材表面と外側レリーズ層との間の障壁形成界面層は
装置の操作温度においてさえ不揮発性流体レリーズ層に
不溶性であることが好ましい。カルボキシ官能性ポリオ
ルガノシロキサンの粘度は好ましくは320′Fで約2
0センチポイズより高い。一般に本発明のカルボキシ官
能性ポリアルキルシロキサンレリーズ剤を使用する方式
は被覆を融着部材の表面に連続して適用し得るものであ
るから、この場合、この被覆は自己再生性であるとみな
される。The carboxy-functional polydialkylsiloxane release agents are preferably non-volatile; that is, they do not contain volatile fumes and vapors that permeate into the surrounding atmosphere and thereby cause deposits on surrounding parts in the reproduction apparatus, or that are toxic in the environment. shall not result in excessive levels of fume.
The carpoxy-functional polyalkylsiloxane releasing agent on the fusing member must be thermally stable; that is, the fluid will gel at operating temperatures for a reasonable period of time (e.g., at least about 200 hours at operating temperatures). Do not form or disintegrate. This depends on the specific requirements of the machine and machine application. The carboxy-functional polyalkylsiloxane fluid preferably is non-corrosive to mechanical parts and paper, and should be non-reactive, i.e., inert, to the toner used to develop the electrostatic latent image. . The carboxy-functional polydialkylsiloxane fluid must present a low energy surface to the thermally fused toner, i.e. it must be difficult to adhere to, and this surface energy must be must be smaller than the surface energy of the toner.
For example, when a toner is used that typically has a room temperature surface energy of about 28-36 dynes/(1-J moV1), the fluid must have a surface energy less than the surface energy of the toner. The interfacial layer is preferably is impermeable to modified toner; that is, the modified electroscopic thermoplastic resin toner, which has been softened by the action of the fusing member, penetrates into the undamaged interfacial barrier layer, so that the surface of the fusing member becomes There must be no exposure to the modified toner particles trapped in the overlying layer. The barrier-forming interfacial layer between the fuser member surface and the outer release layer should preferably be on the order of 10 microns or less applicable to the fuser member, and the barrier-forming interfacial layer between the fuser member surface and the outer release layer should be free of non-volatile fluids even at the operating temperature of the device. Preferably, it is insoluble in the release layer.The carboxy-functional polyorganosiloxane preferably has a viscosity of about 2 at 320'F.
Higher than 0 centipoise. Generally, the method of using the carboxy-functional polyalkylsiloxane release agents of the present invention allows the coating to be applied continuously to the surface of the fusing member, in which case the coating is considered self-renewing. .
カルボキシ官能性ポリアルキルシロキサン流体は当業者
に公知の標準の又は従来の方法又は装置の何れかにより
融普部材に適用され、そしてその適用方法はブラシ掛け
、噴霧、溜めからのメータリング、カルボキシ官能基を
有するポリアルキルシロキサンを含有するワイパーブレ
ード又はワイパーからの適用、適当な溜めからの適用、
ロール又はウイツクからの適用、パツデイング等による
適用を含む。一般に、当業者は、支持体上に像状に適用
された官能基含有変性(反応性)熱可塑性樹脂トナーを
加熱即ち融着して支持体上に像様着色物質を永久に定着
しなければならない複写装置の融着アセンブリに本発明
を使用することができる。カルボキシ官能性ポリジアル
キルシロキサンレリーズ材料はまた操作温度で流体にな
る固体の形で適用されてもよい:例えば適当なカルボキ
シ官能基を有する重合体のプロツクを加熱融着部材にこ
すりつけることによつて融着部材の上に重合体のフイル
ムを適用してもよい。この重合剤レリーズ剤は混和性で
あるカツテイング剤又は希釈剤と共に、即ち二つ又はそ
れ以上の混和性成分として適用されてもよい。この具体
例は混和性でありかつ希釈剤として作用するポリジメチ
ルシロキサン(シリコーン油)と混合された、プロピル
スペーサー基に結合された官能性カルボキシ基を有する
ポリジメチルシロキサンの混合物である。代表的な配合
物は50/50及び25/75のシリコーン油に対する
カルボキシ官能性レリーズ材料を含む。本発明のカルボ
キシ官能性レリーズ剤はまた単一成分として適用しても
界面障壁とレリーズ表面の両方を付与することができる
。融着部材の表面へ、検電性熱可塑性樹脂トナーを排除
し得るカルボキシ官能性レリーズ流体を適用する際に、
(この重合体流体は変性トナーに対して熱安定性界面障
壁を形成するように融着部材表面と相互作用し得る化学
的に反応性のカルボキシ官能基を含有する)、融着部材
によつて加熱された変性熱可塑性樹脂トナーをレリーズ
するのみでなく、変性熱可塑性樹脂トナーが融着部材の
表面と接触することを阻止する量の表面を融着部材に付
与するために、この流体は少くとも連続した低表面エネ
ルギーフイルムで表面を被覆するのに十分な量で適用さ
れねばならない。The carboxy-functional polyalkylsiloxane fluid is applied to the fusing member by any standard or conventional method or equipment known to those skilled in the art, and the methods of application include brushing, spraying, metering from a reservoir, carboxy-functional polyalkyl siloxane fluids, etc. application from a wiper blade or wiper containing a polyalkylsiloxane with groups, application from a suitable reservoir,
Including application by roll or wicking, application by tucking, etc. Generally, those skilled in the art will appreciate that functional group-containing modified (reactive) thermoplastic toner imagewise applied onto a support must be heated or fused to permanently fix the imagewise colored material on the support. The present invention can be used in fusing assemblies for reproduction machines that do not require a copying machine. Carboxy-functional polydialkylsiloxane release materials may also be applied in solid form, which becomes fluid at operating temperatures: for example, by rubbing a suitable carboxy-functionalized polymer block onto a heat-sealable member. A polymeric film may be applied over the fusing member. The polymerizing agent release agent may be applied with a cutting agent or diluent that is miscible, ie, as two or more miscible components. An example of this is a mixture of polydimethylsiloxanes having a functional carboxy group attached to a propyl spacer group, mixed with a polydimethylsiloxane (silicone oil) that is miscible and acts as a diluent. Typical formulations include 50/50 and 25/75 carboxy functional release material to silicone oil. The carboxy-functional release agents of the present invention can also be applied as a single component to provide both an interfacial barrier and a release surface. In applying a carboxy-functional release fluid capable of displacing electroscopic thermoplastic toner to the surface of the fusing member,
(This polymeric fluid contains chemically reactive carboxy functional groups that can interact with the fusing member surface to form a thermally stable interfacial barrier to the modified toner). This fluid is small in order to not only release the heated modified thermoplastic toner, but also to provide the fusing member with an amount of surface that prevents the modified thermoplastic toner from contacting the surface of the fusing member. It must be applied in an amount sufficient to coat the surface with a continuous low surface energy film.
一般に、本発明の目的に従つて、表面を被覆するのに十
分な量はミクロン以下ないしミクロンの範囲内に流体の
厚さを保つ(好ましくは厚さで約0.5ないし約10ミ
クロンである)量でなければならない。かくして、本質
上、融着部材の表面上の重合体流体の層は本質的に裸の
融着部材が存在する程度にごく僅かである。化学的に反
応性のカルボキシ官能基を有する重合体流体のこの層又
は被覆を融着部材表面へ適用する方法は間欠的であつて
もよいが、加熱融着部材上に流体を連続適用してその上
に重合体流体の被覆及び融着部材の材料との相互作用に
より形成された生成物又は生成物(複数)を保つ方が一
般に好ましい。任意の自動静電複写装置の操作中、支持
体が流体を吸収し、力坂体を付着するタイプのものであ
る時には、支持体によつて持ち去られる流体を補充する
ために、加熱融着部材上に一般に各コピー当りマイクロ
リツトルの画分の量の流体を連続して適用することが一
般に好ましい。しかしながら、融着部材の表面からの、
化学的に反応性の官能基を有する重合体流体の損失が殆
ど又は全くない態様においては、流体の連続適用が必要
ではなく、そして表面へ流体を単に間欠適用する適用技
術を使用することが好ましい。本発明に従つて作用可能
であるために、融着部材へ適用されカリ検電性熱可塑性
樹脂トナーを排除し得る化学的に反応性のカルボキシ官
能基を有する重合体流体はこれらが前記のように操作温
度で応力の時間の間に固体又はゲルを形成する程度に硬
化可能であつてはならない。この応分の時間は複写機容
量に依存し、そして高容量複写機に対する応分の時間は
少くとも約200時間であり、これに対して低容量複写
機に対する応分の時間は好ましくは200時間より長く
、そして1000ないし2000時間又はそれ以上であ
る。かくして、融着部材に適用された重合体流体が装置
の操作温度(一般に約250−400′F)で固体又は
ゲルを迅速に形成するタイプのものである場合には、こ
れらは本発明に従つて使用できない。一般に、本発明の
方法は支持体に変性検電性熱可塑性樹脂トナー像を融着
することに使用され、そして静電複写装置の加熱融着部
材上に被覆又は層を形成する工程を含み、この被覆は変
性された(反応性)検電性熱可塑性樹脂トナーに対する
障壁でありそして融着部材とその上に化学的に活性のカ
ルボキシ官能基を有する重合体流体との相互作用から生
ずる生成物からなり、前記の重合体は融着部材の温度で
流体であり、かつ検電性熱可塑性樹脂トナーに対してレ
リーズ被覆として作用する。Generally, in accordance with the purposes of the present invention, an amount sufficient to coat a surface will maintain a fluid thickness in the submicron to micron range (preferably about 0.5 to about 10 microns in thickness). ) must be the amount. Thus, essentially the layer of polymeric fluid on the surface of the fusing member is so slight that there is essentially a bare fusing member. The method of applying this layer or coating of chemically reactive carboxy-functionalized polymeric fluid to the fusing member surface may be intermittent, but may include continuous application of the fluid onto the heated fusing member. It is generally preferred to maintain a coating of the polymeric fluid thereon and the product or products formed by its interaction with the material of the fusing member. During operation of any automatic electrostatographic apparatus, when the support is of the type that absorbs fluid and attaches a force slope, a heat-sealing member is used to replenish the fluid carried away by the support. It is generally preferred to apply a fraction of the fluid in succession, generally in fractions of microliters per copy. However, from the surface of the fusion member,
In embodiments where there is little or no loss of polymer fluid with chemically reactive functional groups, continuous application of the fluid is not necessary and it is preferred to use application techniques that simply apply the fluid intermittently to the surface. . In order to be operable in accordance with the present invention, polymeric fluids having chemically reactive carboxy functional groups which can be applied to the fusing member and exclude potash electroscopic thermoplastic toners may be used as described above. must not be capable of curing to the extent of forming a solid or gel during periods of stress at operating temperatures. This commensurate time is dependent on the copier capacity, and the proportion time for high capacity copiers is at least about 200 hours, whereas the proportion time for low capacity copiers is preferably greater than 200 hours; and 1000 to 2000 hours or more. Thus, if the polymeric fluid applied to the fusing member is of a type that rapidly forms a solid or gel at the operating temperature of the device (generally about 250-400'F), it is suitable for use in accordance with the present invention. It cannot be used. Generally, the method of the present invention is used to fuse a modified electroscopic thermoplastic toner image to a support and includes the step of forming a coating or layer on a heat fusing member of an electrostatographic apparatus; This coating is a barrier to the modified (reactive) electroscopic thermoplastic toner and products resulting from the interaction of the fusing member with the polymeric fluid having chemically active carboxy functional groups thereon. The polymer is fluid at the temperature of the fusing member and acts as a release coating for the electroscopic thermoplastic toner.
支持体上のトナー像は変性された(反応性)検電性熱可
塑性樹脂トナーを軟化するのに十分な時間の間加熱融着
部材と接触され、そして次にこの軟化されたトナーは冷
却するままにされる。トナー障壁被覆と流体トナーレリ
ーズ被覆は好ましくは厚さで約0.5ミクロンのオーダ
ーである。障壁被覆とレリーズ層の厚さは、この障壁被
覆とレリーズ層が支持体上へ融着を行なう融着部材の内
部コアから熱可塑性樹脂トナーへの熱伝達を阻害しない
程度に、かつ加熱融着部材上でホツトオフセツテイング
を阻止する(即ち加熱融着部材上に保有されたトナーが
加熱融着部材に接触する次の支持体に転写されるという
事態が起こらないように、粘着化された即ち溶融された
変性熱可塑性樹脂トナーの加熱融着部材表面による保有
を阻止する)ために融着部材の表面上にレリーズ材料の
十分なフイルムが存在する程度に制限される。第1図に
おける数字14のトナー像を形成する変性された検電性
熱可塑性樹脂トナーは例えば、染料及び/又は顔料のよ
うな着色剤の外に熱可塑性樹脂からなる。従来の顔料の
例はカーボンブラツクとフアーネスブラツクである。現
像剤材料または所望の調合に従つてクリ−ニング材料と
可塑剤を含み得る。本発明によれば、これらのトナーは
一型式のもの、即ち当業者に周知の非反応性の従来トナ
ーではなく反応性(官能性)のトナーである。The toner image on the support is contacted with a heat fusing member for a time sufficient to soften the modified (reactive) electroscopic thermoplastic toner, and the softened toner is then cooled. left alone. The toner barrier coating and fluid toner release coating are preferably on the order of about 0.5 microns in thickness. The thickness of the barrier coating and the release layer are such that the barrier coating and the release layer do not impede heat transfer from the inner core of the fusing member to the thermoplastic resin toner, which performs the fusing onto the support, and that the thickness of the barrier coating and the release layer are such that the barrier coating and the release layer do not impede heat transfer from the inner core of the fusing member that performs fusing onto the support to the thermoplastic resin toner. The material is tackified to prevent hot-offsetting on the member (i.e., to prevent the toner retained on the heat-sealing member from being transferred to the next support that contacts the heat-sealing member). There is a limit to the extent to which there is a sufficient film of release material on the surface of the fusing member to prevent retention of molten modified thermoplastic toner by the surface of the fusing member. The modified electroscopic thermoplastic resin toner forming the toner image numbered 14 in FIG. 1 comprises, for example, a thermoplastic resin in addition to colorants such as dyes and/or pigments. Examples of conventional pigments are carbon black and furnace black. The developer material may also contain cleaning materials and plasticizers depending on the desired formulation. According to the present invention, these toners are of one type, ie reactive (functional) toners rather than non-reactive conventional toners well known to those skilled in the art.
非反応性トナーは融着部材材料と相互作用し得る官能基
を有しない。反応性トナーぱ″化学的に反応性でありそ
して一般に融着部材材料と相互作用し得る官能基を有す
る。これらの反応性トナー材料は現在当業者に公知の従
来の検電性熱可塑性樹脂トナーレリーズ剤及び本願と同
一譲受人に譲渡された米国特許出願に記載されるものに
よつてレリーズされない。しかしながら、本発明によれ
ば、カルボキシ官能性ポリアルキルシロキサン粘着化状
態におけるこれらトナーに対して優れたレリーズ剤であ
りかつ融着部材の表面からこの反応性トナーを除去しか
つ排除することに作用可能であることが判明した。更に
、カルポキシ官能性ポリアルキルシロキサンによる変性
トナーのレリーズは本願と同日出願でかつ同一譲受人に
譲渡された米国特許出願に記載される。区別のため、非
反応性即ち非官能性トナーの例はスチレンの共重合混合
物又は米国特許應3079342に記載されるようにエ
チル、プロピル、及びブチルメタクリレートからなる群
から選択される10−40%(重量による)の一種又は
それ以上のメタクリレートエステルとスチレンモノログ
のブレンドであり、この文献はここで参照として挿入さ
れる。Non-reactive toners do not have functional groups that can interact with the fusing member material. Reactive toner materials are chemically reactive and generally have functional groups that can interact with the fusing member material. release agents and those described in commonly assigned U.S. patent applications.However, according to the present invention, carboxy-functional polyalkylsiloxanes are superior to these toners in the tackified state. It has been found that this release agent is capable of removing and eliminating this reactive toner from the surface of the fusing member.Furthermore, the release of modified toners with carboxy-functional polyalkylsiloxanes was disclosed on the same day as the present application. For purposes of distinction, examples of non-reactive or non-functional toners include copolymer mixtures of styrene or ethyl toner as described in U.S. Pat. No. 3,079,342. 10-40% (by weight) of one or more methacrylate esters selected from the group consisting of , propyl, and butyl methacrylate and a styrene monologue, which document is incorporated herein by reference.
代表的なトナー材制はコパルゴム、サンダラツクゴム、
ロジン、アスフアルト、ピルソナイト、フエノ一ルホル
ムアルデヒド樹脂、ロジン変性フエノ一ルホルムアルデ
ヒド樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂及びこ
れらの混合物を含む。非反応性熱可塑性検電性トナー組
成物を記載する他の特許の中には、コプレイ(Copl
ey)の米国特許屈2659670:ランドリガン(L
andrigan)の米国特許滝2754408:イン
サラコ(In気1aco)の米国特許/f630793
42:カールソン(Carlson)の米国特許Rei
ssue7F6.25136及びラインフランク(Rh
einfrank)等の米国特許腐2788288があ
る。本発明に従つてその上にカルボキシ官能性ポリアル
キルシロキサンのフイルムを有する加熱融着部材から予
想外にレリーズされる変性された反応性即ち官能性トナ
ーの例はジカルボン酸とジフエノ一ルからなるジオール
との重合体エステル化生成物である。Typical toner materials are copal rubber, sandarax rubber,
Includes rosin, asphalt, pylsonite, phenol formaldehyde resin, rosin modified phenol formaldehyde resin, methacrylic resin, polystyrene resin, polypropylene resin, epoxy resin, polyethylene resin and mixtures thereof. Among other patents describing non-reactive thermoplastic electroscopic toner compositions are Copl.
U.S. Patent No. 2,659,670 for Landrigan (L
andrigan) U.S. Patent No. 2754408: Insalaco (Inki 1aco) U.S. Patent F630793
42: Carlson US Patent Rei
ssue7F6.25136 and line flank (Rh
There is a US Patent No. 2,788,288 by Einfrank et al. An example of a modified reactive or functional toner that is unexpectedly released from a heat-sealable member having a film of a carboxy-functional polyalkyl siloxane thereon in accordance with the present invention is a diol consisting of a dicarboxylic acid and a diphenol. It is a polymer esterification product of
代表的な反応性即ち官能性トナーはパレルミチ(Pal
ermiti)とチヤテリイ(Chatterji)の
米国特許滝3590000に記載され、これぱ参照とし
て挿入される。そこでクレームされているものは粒子か
らなる固体ゼログラフイー現像材料であり、この粒子は
約30ミクロンまでの粒度範囲と少くとも約110下の
融点を有する微細のトナー材料を含み、このトナー材料
は顔料、染料及びこれらの混合物からなる群かつ ら選
択された着色剤、及びジカルボン酸とジフエノ一ルから
なるジオールとの重合体エステル化生成物から本質的に
なる樹脂:そして前記のトナー材料の重量に基づいて、
約0.O2ないし約20重量%の少くともーつの前記の
粒子の外側表面て才u用し得る固体の、安定な疎水性脂
肪酸の金属塩を含む。変性された反応性トナーのこの種
類はここでは官能基を有する変性された熱可塑性樹脂ト
ナーとして記載される。これらの官能基は融着部材の表
面と反応する型である。ここで使用されるように、変性
トナー、変性検電性熱可塑性樹脂材料(トナー)、官能
性トナー、反応性トナー、官能基を有する変性トナーは
互換性のある用語と思われる。カルボキシ官能性ポリア
ルキルシロキサンに於いては、変性検電性熱可塑性樹脂
トナーを排除するため、化学的に反応性のカルボキシ官
能基(−COOH)を含有する重合体レリーズ流体中に
存在するこの官能基の濃度即ち量は一般に分子当り2.
0又はそれ以下のカルボキシ基の濃度が好ましい。A typical reactive or functional toner is Palermici (Pal
ermiti and Chatterji, US Pat. No. 3,590,000, which is incorporated by reference. What is claimed therein is a solid xerographic developer material comprising particles comprising a finely divided toner material having a particle size range of up to about 30 microns and a melting point of at least about 110 m below; a colorant selected from the group consisting of pigments, dyes and mixtures thereof; and a resin consisting essentially of a polymeric esterification product of a dicarboxylic acid and a diol consisting of a diphenol; and the weight of said toner material. On the basis of the,
Approximately 0. The outer surface of the particles contains at least about 20% by weight of a solid, stable, hydrophobic fatty acid metal salt that can be used. This type of modified reactive toner is described herein as a functionalized modified thermoplastic toner. These functional groups are of the type that react with the surface of the fusing member. As used herein, modified toner, modified electroscopic thermoplastic material (toner), functional toner, reactive toner, modified toner having functional groups are considered interchangeable terms. In carboxy-functional polyalkylsiloxanes, this functionality present in the polymer release fluid containing chemically reactive carboxy functionality (-COOH) is used to eliminate modified electroscopic thermoplastic toners. The concentration or amount of groups is generally 2.0% per molecule.
A concentration of carboxy groups of 0 or less is preferred.
流体の適用の方式に応じて、より高いカルボキシ官能性
が化学的に反応性のカルボキシ基を含有する重合体流体
に存在でき、例えば分子当り10までのカルボキシ基又
はそれ以上を含有するポリアルキルシロキサン流体も作
用可能である。前記に説明したように、この重合体は融
着部材への適用の前に又は間に混和性の非官能性材料の
添加により希釈され又はカツトされ得る。10モル%以
上の重合体流体中の官能基の濃度が本発明に従つて使用
され得るが、一般に10モル%以上の濃度で使用するこ
とに何の利点もない。Depending on the mode of fluid application, higher carboxy functionality can be present in polymer fluids containing chemically reactive carboxy groups, such as polyalkylsiloxanes containing up to 10 carboxy groups or more per molecule. Fluids can also be used. As explained above, the polymer may be diluted or cut by the addition of a miscible non-functional material prior to or during application to the fusing member. Although concentrations of functional groups in the polymer fluid of 10 mole percent or greater may be used in accordance with the present invention, there is generally no advantage to using concentrations of 10 mole percent or greater.
分子当り約0.2程度の低い濃度のカルボキシ基が満足
すべき結果を生じた。化学的に反応性のカルボキシ基を
含有する少くとも一種の重合体流体を適用することによ
つて静電複写装置中の加熱融着部材の表面を処理するた
めに、当業者は重合体流体の官能性の濃度を調節して最
適のレリーズと融着ラチチユードを供し得る。重合体流
体のカルボキシ官能基の適当な又は最適な濃度は簡単な
試験を行なうことにより決定され得る。この重合体流体
の融着ラチチユードとレリーズ性は融着部材の組成と共
に変わるので、この試験は融着部材表面に使用される同
一のべ・−ス金属上で行なわれねばならない。重合体流
体上のカルボキシ基の濃度は変性熱可塑性樹脂トナーが
融着されるべき速度に従つて最適の融着ラチチユードと
レリーズを供するように調節され得る。この試験は適当
なバツクアツプ又は加圧ロールと共に所望の金属、ガラ
ス又は他の適当な表面を有する小さな加熱ロール定着器
上で行なうことができる。速度とニツプ圧力は所望の通
り調節され、そして試験材料は適当な装置、例えば溜め
系からブレードのようなメータリング装置により融着ロ
ール部材上にメータリングされ得る。適当な熱電対によ
り温度が調節されかつ融着部材上の表面温度が測定され
る。最少の融着温度とホツトオフセツト温度を、測定さ
れた量の即ち濃度の即ち濃度の化学的に反応性のカルボ
キシ官能基について測定する。支持体上の未融着変性熱
可塑性樹脂トナーを融着部材ニツプに供給し、そして材
料の熱安定性を含めてラチチユード試験とレリーズ特性
を測定する。種々の金属は試1験装置中の融着ロール部
材を取り変えることによつて単に試1験され、そして種
々の重合体レリーズ剤(化学的に反応性のカルボキシ官
能基の濃度、量又は位置が異なるもの)は溜め中の固体
又は流体材料を取り変えること、又は任意の他の型式の
アプリケーター装置中で化学的に反応性のカルボキシ官
能基を有する固体又は流体材料を取り変えることによつ
て測定され得る。重合体材料(固体であるが操作温度で
流体でなければならない)が適用される表面は、化学的
に反応性のカルボキシ官能基を有する重合体流体と融着
部材の表面の間の相互作用の結果である界面層の適正な
形成を確保するため、加熱されねばならない。Concentrations as low as about 0.2 carboxy groups per molecule have yielded satisfactory results. In order to treat the surface of a heat-fusing member in an electrostatographic apparatus by applying at least one polymeric fluid containing chemically reactive carboxylic groups, one skilled in the art will appreciate that the polymeric fluid is The concentration of functionality can be adjusted to provide optimal release and fusing latitude. A suitable or optimal concentration of carboxy functionality in the polymer fluid can be determined by performing simple tests. Since the fusing latitude and release properties of the polymer fluid vary with the composition of the fusing member, this test must be performed on the same base metal used for the fusing member surface. The concentration of carboxy groups on the polymer fluid can be adjusted to provide optimal fusing latitude and release according to the speed at which the modified thermoplastic toner is to be fused. This test can be performed on a small heated roll fuser having the desired metal, glass or other suitable surface with a suitable backup or pressure roll. The speed and nip pressure can be adjusted as desired and the test material can be metered onto the fuser roll member by a metering device such as a blade from a suitable device, such as a sump system. A suitable thermocouple controls the temperature and measures the surface temperature on the fusing member. The minimum fusing temperature and hot offset temperature are determined for a measured amount or concentration of chemically reactive carboxy functional groups. The unfused modified thermoplastic toner on the support is fed into the fusing member nip and the latitude test and release characteristics are measured, including the thermal stability of the material. The various metals were tested simply by changing the fuser roll members in the test apparatus, and the various polymeric release agents (concentration, amount, or location of chemically reactive carboxy functional groups) were tested. by replacing the solid or fluid material in the reservoir or by replacing the solid or fluid material with chemically reactive carboxy functional groups in any other type of applicator device. can be measured. The surface to which the polymeric material (which must be solid but fluid at the operating temperature) is applied has chemically reactive carboxy functional groups to prevent the interaction between the polymeric fluid and the surface of the fusing member. To ensure proper formation of the resulting interfacial layer, it must be heated.
かくして、界面層は加熱されかつ融着部材の表面上に障
壁層としてとどまる。一般に、それが融着部材に適用さ
れる未反応即ちバージンレリーズ剤は融着ロールの温度
に加熱されるが、しかしながら、熱伝達が起こる時、即
ち熱が融着部材から熱可塑性樹脂トナーを含有する支持
体へ伝達されて融着工程を行なう時に、このレリーズ流
体は装置の作動中ロールより幾分冷却している。この温
度は変性熱可塑性樹脂トナーの特定の型に従つて、装置
の速度に従つて、及び当業者に公知である任意の他のパ
ラメーターに従つて、当業者により調節され得る。化学
的に反応性のカルボキシ官能基を含有するポリアルキル
シロキサン流体の分子量は流体があまり揮発性でない程
度に十分に高くなければならない。The interfacial layer is thus heated and remains as a barrier layer on the surface of the fusing member. Generally, the unreacted or virgin release agent when it is applied to the fusing member is heated to the temperature of the fusing roll; however, when heat transfer occurs, i.e., the heat transfers the thermoplastic toner from the fusing member The release fluid is somewhat cooler than the rolls during operation of the device when it is transferred to the support to perform the fusing process. This temperature can be adjusted by those skilled in the art according to the particular type of modified thermoplastic toner, according to the speed of the equipment, and according to any other parameters known to those skilled in the art. The molecular weight of the polyalkylsiloxane fluid containing chemically reactive carboxy functionality must be high enough that the fluid is not very volatile.
5000のオーダー分子量は満足であり、好適な分子量
は約10000ないし15000及びこれ以上であるこ
とが判明した。It has been found that molecular weights on the order of 5,000 are satisfactory, and preferred molecular weights are about 10,000 to 15,000 and above.
重合体流体の分子量があまり低い場合には、腐食性であ
り、又は刺激性、有害な又は攻撃性である揮発性材料が
発生する。重合体材料の分子量があまり高い場合には、
メータリングすることが困難であるので被覆の厚さを調
節するのが難しく、そしてこの流体は樹脂状トナーに粘
着性になる。かくして、カルボキシ官能性ポリアルキル
シロキサンが静電複写装置の融着部材の表面を処理する
ために使用される時には、揮発性材料が放出されないよ
うに:そして効果的なメータリングが可能であるように
、レリーズ材料の分子量は選択されるべきである。流体
に必要とされるカルボキシ官能基の濃度を測定するため
の前記に概観した試験中にこの特定の流体の挙動を観察
することによつて好適な又は最適な分子量が余計な実験
の必要なしに選択され得る。低分子量留分がその他の点
では好適な流体から除去されると化学的に反応性のカル
ボキシ官能基を含有し、かつ最適範囲内で分子量を有す
る好適な重合体流体が得られる。化学的に反応性のカル
ボキシ官能基を有する重合体流体のレリーズ欠陥は像の
分裂に関係があり、この時には変性トナーが軟化されか
つ十分に粘着性になり融着ロールの表面に接着し、これ
が次のシートの上に一部又はゴースト像を生じ、オフセ
ツト像と称されるものを作る。If the molecular weight of the polymer fluid is too low, volatile materials are generated that are corrosive or irritating, harmful, or aggressive. If the molecular weight of the polymer material is too high,
The coating thickness is difficult to control because it is difficult to meter, and the fluid becomes sticky to the resinous toner. Thus, when carboxy-functional polyalkylsiloxanes are used to treat the surface of the fusing member of an electrostatographic device, volatile materials are not released: and effective metering is possible. , the molecular weight of the release material should be selected. By observing the behavior of this particular fluid during the tests outlined above to determine the concentration of carboxy functionality required in the fluid, the preferred or optimal molecular weight can be determined without the need for extra experimentation. can be selected. When the low molecular weight fraction is removed from an otherwise suitable fluid, a suitable polymer fluid containing chemically reactive carboxy functional groups and having a molecular weight within an optimum range is obtained. Release defects in polymer fluids with chemically reactive carboxy functionality are associated with image splitting, when the modified toner becomes softened and sufficiently tacky to adhere to the surface of the fuser roll. It creates a partial or ghost image on the next sheet, creating what is called an offset image.
それ故に、融着部材表面に適用された特定の重合体流体
のレリーズ性質はオフセツト像の一関数であり、そして
ホツトオフセツテイングが起こる迄の融着部材の温度が
高くなるにつれて、特定の流体のレリーズ性質がより良
好になる。更に、変性熱可塑性樹脂トナーが融着し始め
る温度からホツトオフセツトが起こる迄の温度であり、
また化学的に反応性のカルボキシ官能基を含有するポリ
アルキルシロキサン流体のレリーズ性質の一関数である
融着ラチチユードがより大きくなる。この融着ラチチユ
ード、即ち融着部材が作動可能でありそして変性熱可塑
絶樹脂トナーが融着し始める温度からホツトオフセツト
が始まる温度までを含む温度範囲はまた融着部材の融着
ウインドウとして知られている。この融着ラチチユード
は化学的に反応性のカルボキシ官能基を有するポリアル
キルシロキサン流体の使用により予想外に可能にされる
。支持体へ変性トナー材料を融着する一手段はシリンダ
ーと同一の広がりである中空部材中に配置される適当な
加熱要素を有する中空シリンダー又ノつ
はコアを含む加熱ロール構造体からなる融着アセンブリ
である。Therefore, the release properties of a particular polymeric fluid applied to the fuser member surface are a function of the offset image, and as the temperature of the fuser member increases until hot offset occurs, release characteristics become better. Further, it is a temperature from the temperature at which the modified thermoplastic resin toner begins to fuse to the point at which hot offset occurs;
Also, the fusion latitude, which is a function of the release properties of polyalkylsiloxane fluids containing chemically reactive carboxy functional groups, is greater. This fusing latitude, ie, the temperature range that includes the temperature at which the fusing member is operable and the modified thermoplastic toner begins to fuse to the temperature at which hot offset begins, is also known as the fusing window of the fusing member. There is. This fusion latitude is unexpectedly made possible by the use of polyalkylsiloxane fluids having chemically reactive carboxy functionality. One means of fusing the modified toner material to the support is fusing consisting of a heated roll structure comprising a hollow cylinder or core with suitable heating elements disposed in a hollow member coextensive with the cylinder. It is an assembly.
この加熱要素はシリンダーの表面温度を一般に250−
400′Fである操作温度に上昇させるため任意の適当
な型式の加熱器からなり、そして例えば、石英ランプで
ある。このシリンダーは本発明の目的を達成できる適当
な材料から製造されねばならない;即ちトナー粒子を融
着するために必要とされる温度を付与するために表面に
熱を伝達するのみでなく、またカルボキシ官能基を有す
るポリアルキルシロキサンレリーズ剤と相互作用して変
性トナー粒子が融着部材表面と接触することを阻止する
ためレリーズ層と裸の融着部材の表面との中間に界面層
即ち変性トナーに対する障壁層になる生成物を形成でき
る材料から製造されねばならない。代表的な融着部材は
陽極処理アルミニウム及びその合金、鋼、ステンレス鋼
、ニツケルとその合金、ニツケルめつき銅、銅、ガラス
、岨鉛、カドミウム、等及び前記の組合せ体である。This heating element raises the surface temperature of the cylinder to typically 250-
It comprises any suitable type of heater, such as a quartz lamp, to raise the operating temperature to 400'F. This cylinder must be made of a suitable material capable of achieving the objectives of the invention; i.e., it must not only transfer heat to the surface to provide the temperature required to fuse the toner particles, but also the carboxylic In order to interact with the polyalkylsiloxane release agent having a functional group and prevent the modified toner particles from coming into contact with the surface of the fusing member, an interfacial layer, i.e., an interfacial layer for the modified toner, is provided between the release layer and the surface of the bare fusing member. It must be manufactured from a material capable of forming a product that becomes a barrier layer. Typical fusing members are anodized aluminum and its alloys, steel, stainless steel, nickel and its alloys, nickel-plated copper, copper, glass, lead, cadmium, etc., and combinations of the foregoing.
このシリンダーはまたシリンダーの表面が本発明の目的
を達成できる材料、特にカルボキシ官能基を有する重合
体レリーズ流体と相互作用し得る材判で被覆される限り
レリーズ剤と非反応性である任意の適当な材料から製造
され得る。融着部材の表面温度は当業者に公知の手段に
より、例えば米国特許腐2327096に記載の手段に
より調節され得る。一般に、融着アセンブリは更にトナ
ー像が融着ロール構造体と接触するようにコピー紙又は
支持体が通過するニツプを形成するため融着ロール構造
体と協同するロール又はベルト構造体のようなバツクア
ツプロール部材を含む。このバツクアツプ部材は任意の
適当な構造体、例えば鋼シリンダー又は上にエラストマ
ー層を有する剛性鋼コアを含み、又はこれは融着部材と
現像された潜像を保有する支持体との間に必要な接触を
もたらす適当なベルトである。融着部材とバツクアツプ
部材の寸法は当業者によつて決定されかつ一般に融着ア
センブリが使用される特殊の複写装置の要件によつて指
示され、この寸法は工程速度と機械の他のパラメーター
に依存している。平均約15ないし約150psiのオ
ーダでニツプ圧力を生ずるために融着アセンブリへ従来
の方法で負荷力を適用するための手段が供され得る。変
性検電性熱可塑性樹脂トナーを排除し得る少くとも一種
のポリオルガノシロキサン流体が融着部材表面に適用さ
れる。The cylinder may also be coated with any suitable material which is non-reactive with the release agent as long as the surface of the cylinder is coated with a material capable of achieving the objects of the invention, especially a polymeric material having carboxy functional groups that is capable of interacting with the release fluid. It can be manufactured from various materials. The surface temperature of the fusing member can be adjusted by means known to those skilled in the art, for example as described in US Pat. No. 2,327,096. Generally, the fuser assembly also includes a backing, such as a roll or belt structure, that cooperates with the fuser roll structure to form a nip through which the copy paper or support passes so that the toner image is in contact with the fuser roll structure. Contains an uproll member. The back-up member may include any suitable structure, such as a steel cylinder or a rigid steel core with an elastomeric layer thereon, or as needed between the fusing member and the support carrying the developed latent image. A suitable belt that provides contact. The dimensions of the fuser member and backup member are determined by those skilled in the art and are generally dictated by the requirements of the particular reproduction equipment in which the fuser assembly will be used, which dimensions will depend on process speed and other parameters of the machine. are doing. Means may be provided for applying a loading force to the fusing assembly in a conventional manner to create a nip pressure on the order of about 15 to about 150 psi on average. At least one polyorganosiloxane fluid capable of excluding modified electroscopic thermoplastic toner is applied to the fusing member surface.
このシロキサン流体は熱安定性層を形成するように融着
部材表面と相互作用し得る化学的に反応性の官能性カル
ボキシ基を含有し、そして変性熱可塑性樹脂トナーが融
着部材の表面に接触することを阻止し、かつ融着部材に
よつて加熱された変性熱可塑性樹脂トナーをレリーズす
る表面を供するために、流体の少くとも連続した、低表
面エネルギーフイルムで表面を被覆するのに十分な量で
適用される。本発明の方法により処理された融着部材は
第1図に示される融着アセンブリに例示される。第1図
の数字1は融着アセンブリを示し、加熱ロール構造体又
は固体基質2、バツクアツプロール8及び溜め20を含
む。加熱ロール構造体又は固体構造体2はシリンダーと
同一の広がりである中空部分内に配置された適当な加熱
要素6を有する中空シリンダー又はコア4を含む。バツ
クアツプロール8はロール構造体又は固体基質2と協同
して、トナー像14が融着ロール又は固体基質2と接触
するようにコピー紙又は支持体12が通過するニツプを
形成する。The siloxane fluid contains chemically reactive functional carboxy groups that can interact with the fusing member surface to form a thermally stable layer, and the modified thermoplastic toner contacts the fusing member surface. sufficient to coat the surface with at least a continuous, low surface energy film of the fluid to prevent the melting and release of the modified thermoplastic toner heated by the fusing member. Applied in quantity. A fusing member treated according to the method of the present invention is exemplified by the fusing assembly shown in FIG. The numeral 1 in FIG. 1 indicates the fusing assembly, which includes a heated roll structure or solid substrate 2, a back up roll 8, and a reservoir 20. The heated roll structure or solid structure 2 comprises a hollow cylinder or core 4 with a suitable heating element 6 arranged in a hollow part coextensive with the cylinder. Backup roll 8 cooperates with roll structure or solid substrate 2 to form a nip through which copy paper or support 12 passes such that toner image 14 contacts fuser roll or solid substrate 2.
第1図に示すように、バツクアツプロール8はその上に
表面又は層18と共に剛性の鋼コア16を有する。前記
のように陽極処理アルミニウム、アルミニウムとその合
金、鋼、ニツケルとその合金、銅等のような金属から製
造される中空シリンダー又はコア4は比較的高い表面エ
ネルギー材料から作られた表面を有し、そして結果的に
これらが加熱される時にこの表面に接触するトナー材料
14は容易に表面を潤潤する。従つて、前記の材料が流
体状態にある時には変性反応性(官能基を有する)検電
性熱可塑性樹脂トナーを排除し得る重合体レリーズ剤2
2を含有するための溜め20が第1図の具体例に従つて
設けられ、該重合体レリーズ材料は融着部材表面と相互
作用して流体状態にある時にその上に熱安定性界面層を
形成できる化学的に反応性のカルボキシ官能基を含有す
る。重合体レリーズ材料22は室温で固体であつても又
は液体であつてもよいが、融着ロール構造体又は固体基
質2の操作温度では比較的低い粘度の流体でなければな
らない。溜め20中のレリーズ材料22は、中空シリン
ダー又はコア4の上に見出される表面材料2と相互作用
し得る、固有の化学的に反応性のカルボキシ官能基を有
しなければならない。本発明の具体例では、溜め20中
のポリオルガノシロキサンレリーズ材料22の化学的に
反応性の基はカルボキシ(−COOH)である。固体基
質2へ重合体レリーズ材料22を適用するために第1図
に示す具体例において、好ましくは従来の非膨潤ゴムの
メータリングブレードは、その縁26が融着ロールの固
体基質2と接触して液体又は流体状態で融着ロールへ化
学的に反応性の基を有するレリーズ材料22を適用する
ためのメータリング装置として役立つように、従来の装
置によつて溜め20へ装着されている。As shown in FIG. 1, the backup roll 8 has a rigid steel core 16 with a surface or layer 18 thereon. The hollow cylinder or core 4, manufactured from metals such as anodized aluminum, aluminum and its alloys, steel, nickel and its alloys, copper, etc., as mentioned above, has a surface made of a relatively high surface energy material. , and consequently the toner materials 14 that come into contact with this surface when they are heated readily wet the surface. Therefore, the polymeric release agent 2 is capable of excluding modified reactive (functionalized) electroscopic thermoplastic toners when said material is in a fluid state.
A reservoir 20 is provided in accordance with the embodiment of FIG. 1 for containing a polymeric release material which interacts with the fusing member surface to form a thermally stable interfacial layer thereon when in the fluid state. Contains chemically reactive carboxy functional groups that can be formed. The polymeric release material 22 may be solid or liquid at room temperature, but must be a relatively low viscosity fluid at the operating temperature of the fuser roll structure or solid substrate 2. The release material 22 in the reservoir 20 must have inherent chemically reactive carboxy functional groups that can interact with the surface material 2 found on the hollow cylinder or core 4. In embodiments of the invention, the chemically reactive group of polyorganosiloxane release material 22 in reservoir 20 is carboxy (-COOH). In the embodiment shown in FIG. 1 for applying a polymeric release material 22 to a solid substrate 2, a metering blade, preferably of conventional non-swelling rubber, is provided with its edge 26 in contact with the solid substrate 2 of the fuser roll. The reservoir 20 is attached by conventional equipment to serve as a metering device for applying release material 22 having chemically reactive groups to the fuser roll in a liquid or fluid state.
このメータリングブレードを使用することにより、重合
体レリーズ流体22の層がミクロン以下の厚さないし数
ミクロンの厚さの範囲に及ぶ調節された厚さで表面即ち
基質2へ適用され得る。かくして、メータリング装置2
4により、0.1−0.5ミクロン又はそれ以上の厚さ
のレリーズ流体が基質2へ適用され得る。図示の具体例
では、例えばスポンジゴムの一対の末端シール28が溜
め20中にレリーズ材料を含有するように設けられる。
一つ又はそれ以上のストリツパーフインガ一30が基質
2から支持体の除去を確保するために設けられ得る。好
適な具体例の一つでは、変性熱可塑性樹脂トナーは紙に
融着されるが、変性熱可塑性樹脂トナーは本発明の融着
部材と方法により重合体フイルムのような他の支持体に
も融着され得る。唯一つの限定は化学的に反応性のカル
ボキシ基を有する重合体流体が変性トナー担持支持体に
悪影響を及ぼさないこと、そして変性熱可塑性樹脂トナ
ーの着色性を破壊又は変更しないことである。第1図の
前記の具体例は、融着部材により加熱された変性熱可塑
性樹脂トナーをレリーズする表面を有する融着部材を供
するため表面に流体の少くとも連続した、低表面エネル
ギーフイルムを被覆するのに十分な量で、融着部材表面
と相互作用して熱安定性界面障壁層を形成し得る化学的
に反応性のカルボキシ官能基を含有する重合体レリーズ
材料の層を適用するための好適な装置の単なる一つであ
る。By using this metering blade, a layer of polymer release fluid 22 can be applied to the surface or substrate 2 in a controlled thickness ranging from submicron thickness to several micron thickness. Thus, metering device 2
4, a release fluid with a thickness of 0.1-0.5 microns or more can be applied to the substrate 2. In the illustrated embodiment, a pair of end seals 28, for example of sponge rubber, are provided to contain the release material in the reservoir 20.
One or more stripper fingers 30 may be provided to ensure removal of the support from the substrate 2. In one preferred embodiment, the modified thermoplastic toner is fused to paper, but the modified thermoplastic toner can also be fused to other supports, such as polymeric films, by the fusing member and method of the present invention. Can be fused. The only limitations are that the chemically reactive carboxylic polymer fluid does not adversely affect the modified toner bearing support and does not destroy or alter the color properties of the modified thermoplastic toner. The above embodiment of FIG. 1 coats a surface with at least a continuous, low surface energy film of fluid to provide a fusing member with a surface that releases modified thermoplastic toner heated by the fusing member. Suitable for applying a layer of polymeric release material containing chemically reactive carboxy functional groups capable of interacting with the fusing member surface to form a thermally stable interfacial barrier layer in an amount sufficient to It is just one of many devices.
変性検電性熱可塑性樹脂トナーに難接着性でありかつ融
着部材の固体表面と相互作用するカルボキシ官能基を有
する重合体レリーズ流体を適用するための他の装置は融
着部材表面上にレリーズ流体の層を噴霧する装置、融着
部材の表面上に化学的に反応的なカルボキシ官能基を有
する重合体レリーズ流体の被覆をパツドするパツド又は
スポンジ状材料、化学的に反応性のカルボキシ官能基を
有する重合体レリーズ材料のフイルム又は層を供するよ
うに融着部材のウィツク、融着部材上で化学的に反応性
のカルボキシ官能基を有する重合体レリーズ材料の微小
フイルムを押出す装置、化学的に反応性のカルボキシ官
能基を有する重合体レリーズ材料からなる繊維又は剛毛
を有するブラシ又はこの剛毛又はブラシ材料の表面上に
化学的に反応性のカルボキシ官能基を有する重合体レリ
ーズ流体を有するブラシ又は剛毛、流体浸漬ロール又は
ウイツク等を含む。変性検電性熱可塑性樹脂トナーを排
除し得る少くとも一種の重合体流体で加熱融着部材の表
面を処理する方法から得られる静電複写装置用融着部材
は第2図に示されている。Other devices for applying a polymeric release fluid with carboxy functional groups that have poor adhesion to modified electroscopic thermoplastic toners and interact with the solid surface of the fusing member release fluid onto the fusing member surface. Apparatus for spraying a layer of fluid, a pad or sponge-like material for padding a coating of a polymeric release fluid having chemically reactive carboxy functional groups on the surface of a fusing member, chemically reactive carboxy functional groups a device for extruding a microfilm of polymeric release material having chemically reactive carboxy functional groups on the fusing member to provide a film or layer of polymeric release material having chemically reactive carboxy functional groups; a brush having fibers or bristles made of a polymeric release material having carboxyl functional groups that are reactive to the bristles or a polymeric release fluid having chemically reactive carboxy functional groups on the surface of the bristles or the brush material; Includes bristles, fluid-dipped rolls or wicks, etc. A fusing member for an electrostatographic apparatus resulting from a method of treating the surface of the heat fusing member with at least one polymeric fluid capable of eliminating modified electroscopic thermoplastic toner is shown in FIG. .
第2図に示される融着部材は融着部材表面上の薄層を示
すために第1図に示した部材より数倍拡大されている。
第2図では加熱ロール構造体又は固体基質は数字2で示
される。流体のレリーズ層は数字64で示され、かつ表
面層は数字60で示される。かくして、固体基質2、変
性反応性検電性熱可塑性樹脂トナーに難接着性であり、
かつ固体基質2と相互作用する化学的に反応性のカルボ
キシ官能基を有するポリオルガノ官能性シロキサン流体
64、及び変性検電性熱可塑性樹脂トナー(図示せず)
が固体基質2と接触することを予想外に阻止する界面層
60(この界面層60は固体基質2とポリオルガノ官能
性シロキサン流体レリーズ層の化学的に反応性のカルボ
キシ官能基との相互作用により形成される)を有する融
着部材が記載されている。好適具体例の一つでは、第2
図の固体基質2は酸化物を形成できる金属からなり、そ
して更に好適な具体例では、この固体基質2は鉄、銅、
アルミニウム、チタン、岨鉛、銀、ニツケル及びカドミ
ウム及びこれら酸化物形成性合金からなる群から選択さ
れ得る。固体基質2はまたガラスから構成され得る。本
発明に従つて、第2図の固体基質2が酸化物含有又は形
成性材料でありかつ重合体流体64がカルボキシ官能基
を有する型であり、そして変性検電性熱可塑性樹脂トナ
ーがそこに適用されかつ軟化される時には、レリーズ層
64と界面層60が断続され、そして基質2の表面がト
ナーに露出される場合にもそこに適用されたポリオルガ
ノ官能性シロキサン流体64のカルボキシ官能性の作用
により変性検電性熱可塑性樹脂トナーが固体基質2から
排除されることが予想外に判明した。The fuser member shown in FIG. 2 has been enlarged several times over the member shown in FIG. 1 to show the thin layers on the fuser member surface.
In FIG. 2 the heated roll structure or solid substrate is designated by the number 2. The fluid release layer is designated by the number 64 and the surface layer is designated by the number 60. Thus, the solid substrate 2 has poor adhesion to the modified reactive electroscopic thermoplastic resin toner;
and a polyorganofunctional siloxane fluid 64 having chemically reactive carboxy functional groups that interacts with the solid substrate 2 and a modified electroscopic thermoplastic toner (not shown).
an interfacial layer 60 that unexpectedly prevents contact with the solid substrate 2 (this interfacial layer 60 is formed by the interaction of the solid substrate 2 with the chemically reactive carboxy functional groups of the polyorganofunctional siloxane fluid release layer). A fusing member is described that has a In one preferred embodiment, the second
The solid substrate 2 in the figure consists of a metal capable of forming oxides, and in a further preferred embodiment this solid substrate 2 consists of iron, copper,
It may be selected from the group consisting of aluminum, titanium, lead, silver, nickel and cadmium and oxide-forming alloys thereof. The solid substrate 2 may also be composed of glass. In accordance with the present invention, the solid substrate 2 of FIG. 2 is an oxide-containing or forming material and the polymeric fluid 64 is of the carboxy functional type, and the modified electroscopic thermoplastic toner is disposed therein. When applied and softened, the release layer 64 and interfacial layer 60 are discontinuous, and the action of the carboxy functionality of the polyorganofunctional siloxane fluid 64 applied thereon also causes the surface of the substrate 2 to be exposed to toner. It has been unexpectedly found that the modified electroscopic thermoplastic toner is excluded from the solid substrate 2 by the method.
レリーズ層64と界面層60における断続は、例えばス
トリツパーフインガ一による表面のこすりとりにより、
表面で温度を調節するサーミスタ装置により、固体基質
2上に被覆された層をこすり又は摩損する他の摩耗力に
より生じ得る。かくして変性反応性検電性熱可塑性樹脂
トナーがこの力により断続された表面へ適用される時に
は、これが融着部材へ適用されるにつれて重合体レリー
ズ層材料の作用により変性反応性検電性熱可塑性樹脂ト
ナーは固体基質2から排除されることが予想外に判明し
た。この機構の詳細は完全に理解されないけれど、化学
的に反応性のカルボキシ官能基を有するポリアルキルシ
ロキサンレリーズ流体が基質2の表面に対して変性反応
性検電性熱可塑性樹脂トナーと実際に競合すること:及
び化学的に反応性のカルボキシ基を有するレリーズ材料
が変性反応性検電性樹脂トナーより固体基質表面2に対
してより反応性であるので、表面の断続帯域又は部分で
レリーズ材料64と表面2との相互作用により界面層6
0を再形成して基質2から変性検電性熱可塑性樹脂トナ
ーを実際に排除することが考えられる。かくして、官能
基を有していて反応性とみなされる変性検電性熱可塑性
樹脂トナーを使用した場合、カルボキシ官能基を有する
レリーズ層流体は融着ロールの表面で作用されてその上
で軟化された変性検電性熱可塑性樹脂トナーをそこで起
こる断続から実際に排除するので材料のオフセツテイン
グと像のゴースト化を阻止することが判明した。下記の
実施例は更に変性検電性熱可塑性樹脂トナーを排除し得
るポリオルガノ官能性シロキサン流体で静電複写装置中
の加熱融着部材の表面を処理するための例示的材料を規
定して、記載しかつ比較しているが、この流体は熱安定
性界面層をその上に形成するため融着部材表面と相互作
用し得る化学的に反応性のカルボキシ官能基を含有する
。Discontinuities in the release layer 64 and the interface layer 60 can be created by, for example, scraping the surface with a stripper finger.
This can be caused by other abrasive forces that rub or abrade the layer coated on the solid substrate 2 by means of a thermistor device regulating the temperature at the surface. Thus, when the modifying reactive electroscopic thermoplastic toner is applied to the surface interrupted by this force, the modifying reactive electroscopic thermoplastic toner is applied by the action of the polymeric release layer material as it is applied to the fusing member. It was unexpectedly found that the resin toner was excluded from the solid substrate 2. Although the details of this mechanism are not completely understood, the chemically reactive carboxy-functionalized polyalkylsiloxane release fluid actually competes with the modified reactive electroscopic thermoplastic toner for the surface of substrate 2. and because the release material with chemically reactive carboxylic groups is more reactive to the solid substrate surface 2 than the modified reactive electroscopic resin toner, the release material 64 is Interfacial layer 6 due to interaction with surface 2
It is conceivable to actually eliminate the modified electroscopic thermoplastic toner from the substrate 2 by reforming the 0. Thus, when using a modified electroscopic thermoplastic toner that has functional groups and is considered reactive, the release layer fluid, which has carboxy functional groups, is acted upon and softened on the surface of the fuser roll. It has been found that the modified electroscopic thermoplastic toner actually eliminates the discontinuities that occur thereby inhibiting material offset and image ghosting. The examples below further define and describe exemplary materials for treating the surface of a heat fusing member in an electrostatographic apparatus with a polyorganofunctional siloxane fluid that can eliminate modified electroscopic thermoplastic toners. However, and by comparison, this fluid contains chemically reactive carboxy functional groups that can interact with the fusing member surface to form a thermally stable interfacial layer thereon.
部と百分率は他に特記しない限り重量による。分子量は
特記しない限り数平均である。実施例はまた本発明の種
々の好適具体例を例示するものである。特記しない限り
、化学的に反応性のカルボキシ官能基を含有するポリア
ルキルシロキサン流体は第1図に示した前記の装置によ
り融着部材表面へ適用された。化学的に反応性のカルボ
キシ官能基を含有するポリアルキルシロキサン流体の有
効度を測定する場合、静電潜像は従来の静電複写装置中
の従来の記録表面上に形成され、そしてこの静電潜像は
ここで参照として挿入される米国特許洗3590000
の実施例の例示に従つて製造した、着色剤、固体の、安
定性、疎水性脂肪酸の金属塩及びジカルボン酸とジフエ
ノールからなるジオールとの重合体エステル化生成物か
らなる熱融着性反応性トナーで現像され、このトナー粒
子は静電潜像に一致して記録表面上に保持される。Parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Molecular weights are number average unless otherwise specified. The examples also illustrate various preferred embodiments of the invention. Unless otherwise specified, polyalkylsiloxane fluids containing chemically reactive carboxy functional groups were applied to the fusing member surface by the apparatus described above and shown in FIG. When measuring the effectiveness of polyalkylsiloxane fluids containing chemically reactive carboxy functional groups, an electrostatic latent image is formed on a conventional recording surface in a conventional electrostatographic machine, and this electrostatic The latent image is incorporated herein by reference in US Pat. No. 3,590,000.
A coloring agent, a solid, stable, heat-fusible reactive product consisting of a polymeric esterification product of a metal salt of a hydrophobic fatty acid and a diol consisting of a dicarboxylic acid and a diphenol, prepared according to the illustrations in the examples of Developed with toner, the toner particles are retained on the recording surface in conformity with the electrostatic latent image.
このトナー像はその後普通紙に転写された。静電的に接
着されたトナー像を有する紙は次に融着口ール構造体と
バツクアツプロールの間に秒当り約3一5インチの速度
で通過され、この融着ロール構造体は温度がニツプ圧力
と同様に調節され得る型式である。このトナー像は2.
0インチの外径を有しかつ長さ15インチである融着ロ
ール構造体に接触される。このバツクアツプロールは表
面の上にフツ素化エチレン−プロピレン樹脂の0.02
0インチ被覆で被覆されたシリコーンゴムの0.1イン
チ層と共に約2.0インチの外径を有した。この融着ロ
ール構造体は下記の実施例に記載した仕上げを有する金
属から製造された。下記の材料からなるレリーズ剤は液
化されそしてトナー像が接触する前に融着ロール上にメ
ータリングされた。次に融着ラチチユードと融着ウイン
ドウが測定された。金属融着ロールを使用する、前記の
融着定着器および装置において、アルキルスペーサー基
に結合されたカルボキシ基を有するポリジメチルシロキ
サンを溜めから融着ロールへ適用した。This toner image was then transferred to plain paper. The paper with the electrostatically adhered toner image is then passed between a fuser roll structure and a back-up roll at a rate of about 315 inches per second, the fuser roll structure being heated to a temperature of is a type that can be adjusted in the same way as nip pressure. This toner image is 2.
A fuser roll structure is contacted that has an outside diameter of 0 inches and is 15 inches long. This back-up roll is coated with 0.02% of fluorinated ethylene-propylene resin on the surface.
It had an outside diameter of approximately 2.0 inches with a 0.1 inch layer of silicone rubber coated with a 0 inch coating. The fuser roll structure was made from metal with the finish described in the Examples below. A release agent consisting of the following materials was liquefied and metered onto the fuser roll before contacting the toner image. The fusion latitude and fusion window were then measured. In the fuser fuser and apparatus described above using a metal fuser roll, polydimethylsiloxane having a carboxy group attached to an alkyl spacer group was applied from a reservoir to the fuser roll.
前記のようにそして米国特許/16.3590000の
実施例に記載されるように、官能基を有する変性熱可塑
性樹脂トナーを使用することにより、下記の第1表に記
載したような下記の融着ラチチユードが得られた。大体
の分子量、25℃における粘度、センチポイズ、モル%
でカルボキシル官能性(−COOH)の量及び融着部材
の金属基質が示される。By using a functionalized modified thermoplastic toner as described above and as described in the Examples of U.S. Patent No. 16.3590000, the fusing of latitude was obtained. Approximate molecular weight, viscosity at 25°C, centipoise, mole %
Indicates the amount of carboxyl functionality (-COOH) and the metal substrate of the fusing member.
特記されない限り、アルキルスペーサー基は直鎖プロピ
ル基である。カルボキシ官能性は側鎖スペーサー基に配
置される。実施例
下記のデータに示されるようにカルボキシポリアルキル
シロキサンとシリコーン油の配合物を使用して実施例1
−におけるものと類似の試験を行なつた。Unless otherwise specified, alkyl spacer groups are straight chain propyl groups. The carboxy functionality is placed on the side chain spacer group. EXAMPLE Example 1 Using a blend of carboxypolyalkylsiloxane and silicone oil as shown in the data below.
A test similar to that in - was carried out.
実施例1−に使用した変性トナーに対して融着ラチチユ
ード又はウインドウを測定した。実施例のシロキサン流
体と標準のゼロツクス融着油(シリコーン油)の50/
50%配合物を製造した。The fusing latitude or window was measured for the modified toner used in Example 1-. 50/50 of the siloxane fluid of the example and the standard Xerox fusion oil (silicone oil)
A 50% formulation was made.
融着ロールは銅融着ロールに関して220−340′F
であつた。実施例のシロキサン流体1部と標準のゼロツ
クス融着油(シリコーン油)4部の配合物を製造した。Fusing roll is 220-340'F for copper fusing roll
It was hot. A blend of 1 part of the example siloxane fluid and 4 parts of standard Xerox fusing oil (silicone oil) was prepared.
ステンレス鋼融着ロールに関して融着ウインドウは20
0−240下であつた。実施例のシロキサン流体1部と
標準のゼロツクス融着油(シリコーン油)4部の配合物
を製造した。Fusing window is 20 for stainless steel fusing rolls
It was below 0-240. A blend of 1 part of the example siloxane fluid and 4 parts of standard Xerox fusing oil (silicone oil) was prepared.
0.5モル%COOHを含有するこの配合物の融着ウイ
ンドウは銅融着ロールに関して200280′Fであつ
た。The fusing window for this formulation containing 0.5 mole % COOH was 200280'F with respect to the copper fusing roll.
この配合物の融着ウインドウはアルミニウム融着ロール
に関して200一300′F1そして陽極処理アルミニ
ウム融着ロールに関して200−260′Fであつた。
実施例 X
種々の基質を有する融着ロールに関して同一の変性検電
性熱可塑性樹脂と共にアミノ官能性、エポキシ官能性及
びヒドロキシ官能性を有するポリアルキルシロキサン流
体を使用して、実施例1のものと類似の方法で実施した
場合、融着ウィンドウ又はラチチユードがみられなかつ
た。The fusing window for this formulation was 200-300'F for the aluminum fuser roll and 200-260'F for the anodized aluminum fuser roll.
EXAMPLE When performed in a similar manner, no fused windows or latitudes were observed.
しかし同一のレリーズ剤は従来の非反応性(非官能性)
トナーに対しては融着ウインドウを有した。実施例 M
実施例1−のトナーを裸の銅ロール、裸のアルミニウム
ロール及び裸のステンレス鋼ロールに使用した。However, the same release agent is conventional non-reactive (non-functional)
It had a fusing window for the toner. Example M
The toner of Example 1 was used on bare copper rolls, bare aluminum rolls, and bare stainless steel rolls.
いずれの場合も、ロール上のオフセツテイングにより証
明されるように最少の融着温度で直ちにレリーズ欠陥が
みられた。実施例
ポリジメチルシロキサン流体(シリコーン油)で被覆さ
れた、銅、アルミニウム、及びステンレス鋼融着ロール
上に実施例1−のトナーを融着した。In both cases, release defects were immediately apparent at the lowest fusing temperature as evidenced by offset on the roll. EXAMPLE The toner of Example 1 was fused onto a copper, aluminum, and stainless steel fuser roll coated with polydimethylsiloxane fluid (silicone oil).
いずれの場合も最少の融着温度で即時のレリーズ欠陥が
観察された。前記の実施例からのデータは融着部材と反
応する官能基を有する反応性トナー又は変性トナーが、
オフセツテイングなしに、カルボキシ官能性を有するポ
リアルキルシロキサンで被覆された裸の金属融着部材に
よつて融着され得ることを示す。Immediate release defects were observed at the lowest fusing temperature in both cases. Data from the foregoing examples show that reactive toners or modified toners having functional groups that react with the fusing member are
It is shown that it can be fused without offsetting with a bare metal fusion member coated with a polyalkylsiloxane having carboxy functionality.
カルボキシ官能性ポリジメチルシロキサンが融着ロール
上でレリーズ剤として使用された前記の実施例のすべて
において、変性反応性型のトナーは被覆中のきずや溝か
ら排除されること、そして裸の金属融着部材と実際に接
触する変性トナーがカルボキシ官能性ポリジメチルシロ
キサンにより排除され、そしてこのトナーは続くコピー
上にトナーの沈着を引き起こすようにフイルムの断続に
とられれることがないことが観察された。前記の目的に
従つて、変性トナーのトナー像を定着するための融着法
と融着部材が示された。In all of the above examples in which carboxy-functional polydimethylsiloxane was used as a release agent on the fuser roll, it was found that the modified reactive type toner was excluded from the flaws and grooves in the coating and that the bare metal fused It has been observed that the modified toner that actually comes into contact with the transfer member is excluded by the carboxy-functional polydimethylsiloxane, and that this toner is not picked up by the breaks in the film to cause toner deposits on subsequent copies. . In accordance with the foregoing objects, a fusing method and fusing member have been presented for fusing toner images of modified toners.
実施例Mとを除くすべての場合で融着部材が自己修復性
であり、この表面が連続して再生可能であることが判明
した。レリーズ剤に関する前記の実験において、変性ト
ナーは表面にカルボキシ官能基を有する重合体流体を被
覆された融着部材の露出表面から、レリーズ剤の作用に
より実際に排除されることが観察された。トナー材料が
金属表面上に留まるように、表面区域を溝掘りして、前
記の実験を行なつた。その場合でも変性トナー材料はレ
リーズ剤の作用により融着部材の表面から活発に排除さ
れ、かつ続くコピーのトナー汚染が避けられた。本発明
は好適具体に関して記載されたが、一定の変型と変更は
本発明の精神と範囲から逸脱することなくされ得ること
は明らかであり、それ故に前記の記載は添付のクレーム
によつてのみ限定されることが意図される。In all cases except Example M, the fusing member was found to be self-healing and its surface was continuously reproducible. In the above experiments with release agents, it was observed that modified toner was actually displaced from the exposed surface of a fusing member coated with a polymeric fluid having carboxy functional groups thereon by the action of the release agent. The above experiments were conducted by trenching the surface area so that the toner material remained on the metal surface. Even in that case, the modified toner material was actively removed from the surface of the fusing member by the action of the release agent, and toner contamination of subsequent copies was avoided. Although the invention has been described with respect to preferred embodiments, it will be obvious that certain modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention and, therefore, the foregoing description is limited only by the appended claims. intended to be done.
第1図はゼログラフイ一複写装置のための融着系の代表
的な側立面図である。FIG. 1 is a typical side elevation view of a fusing system for a xerographic reproduction machine.
Claims (1)
性熱可塑性樹脂トナーを排除し得るポリアルキルシロキ
サン流体を融着部材に適用することからなる静電複写装
置内の融着部材の表面を処理する方法であつて、該流体
は融着部材の表面と相互作用して熱安定性界面層を生ず
ることができるカルボキシ官能基を有しており、そして
該表面を該流体の少なくとも連続した低表面エネルギー
フィルムで被覆するに十分な量で適用されて、融着部材
によつて加熱された変性熱可塑性トナーをレリーズしか
つ該変性熱可塑性トナーが融着部材の表面に接触するこ
とを阻止する表面を融着部材に付与することを特徴とす
る方法。1. The surface of a fusing member in an electrostatographic reproduction device comprising applying to the fusing member a polyalkylsiloxane fluid capable of eliminating modified electroscopic thermoplastic resin toners having functional groups that react with the metal of the fusing member. wherein the fluid has carboxy functional groups capable of interacting with a surface of a fusing member to produce a thermally stable interfacial layer, and the surface is bonded to at least one continuous layer of the fluid. applied in an amount sufficient to coat with a low surface energy film to release modified thermoplastic toner heated by the fusing member and prevent the modified thermoplastic toner from contacting the surface of the fusing member; 1. A method comprising: providing a fusing member with a surface that
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US49143274A | 1974-07-24 | 1974-07-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5136142A JPS5136142A (en) | 1976-03-26 |
| JPS594700B2 true JPS594700B2 (en) | 1984-01-31 |
Family
ID=23952197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8783775A Expired JPS594700B2 (en) | 1974-07-24 | 1975-07-17 | Method of treating the surface of a fusing member in an electrostatographic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594700B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837676A (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-04 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Fixing device for toner image |
-
1975
- 1975-07-17 JP JP8783775A patent/JPS594700B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5136142A (en) | 1976-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4029827A (en) | Mercapto functional polyorganosiloxane release agents for fusers in electrostatic copiers | |
| US4185140A (en) | Polymeric release agents for electroscopic thermoplastic toners | |
| US4101686A (en) | Method of fusing toner images using functionalized polymeric release agents | |
| JP3142074B2 (en) | Fixing member | |
| US5370931A (en) | Fuser member overcoated with a fluoroelastomer, polyorganosiloxane and copper oxide composition | |
| JPH04308878A (en) | New material package for manufacturing fixing part | |
| MXPA02008474A (en) | Polydimethylsiloxane and fluorosurfactant fusing release agent. | |
| US6808815B2 (en) | Blended fluorosilicone release agent for silicone fuser members | |
| US4065586A (en) | Fixing method using polyarylsiloxanes as release agents | |
| EP0953887B1 (en) | Fuser member with silicone rubber and aluminium oxide layer | |
| US4170957A (en) | Fixing device using polyarylsiloxanes as release agents | |
| CA1138524A (en) | Tapered donor roll applicator for roll fuser | |
| US5835833A (en) | Dual oil release agent management system | |
| US4078948A (en) | Fixing method | |
| US4045164A (en) | Use of silicone oil as a polyethylene oxidation retardant in a toner image fusing apparatus | |
| JPS594700B2 (en) | Method of treating the surface of a fusing member in an electrostatographic apparatus | |
| JP2004515577A (en) | Release agent composition | |
| US3929094A (en) | Roll fuser | |
| US3965853A (en) | Contact fuser assembly | |
| US5875381A (en) | Release agent applied to fuser roll via paper | |
| US3970038A (en) | Roll fuser | |
| JPH02266383A (en) | Fusing device | |
| JPH10282824A (en) | Melting member and melting device | |
| JP3567386B2 (en) | Heat fixing method | |
| JP3577675B2 (en) | Heat fixing method |