JP2000250343A - Pressurizing roller for fixing device - Google Patents
Pressurizing roller for fixing deviceInfo
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- JP2000250343A JP2000250343A JP11048170A JP4817099A JP2000250343A JP 2000250343 A JP2000250343 A JP 2000250343A JP 11048170 A JP11048170 A JP 11048170A JP 4817099 A JP4817099 A JP 4817099A JP 2000250343 A JP2000250343 A JP 2000250343A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機及びレーザ
ビームプリンタ等、静電転写によって印刷するプリンタ
に用いられる定着器用加圧ローラに関する。更に詳しく
言えば、静電転写式プリンタの熱定着器において用いら
れ、芯金の周面に、シリコーンフォーム等からなり、特
定の空孔構造を有し、適度な硬さを備えるフォーム層が
設けられた定着器用加圧ローラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure roller for a fixing device used in a printer for printing by electrostatic transfer, such as a copying machine and a laser beam printer. More specifically, it is used in a heat fixing device of an electrostatic transfer type printer, and a foam layer made of silicone foam or the like, having a specific pore structure, and having an appropriate hardness is provided on a peripheral surface of a cored bar. To a pressure roller for a fixing device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】複写機及びレーザビームプリンタ等、静
電転写によって印刷するプリンタでは、トナーを紙等に
転写した後、これを定着装置によって熱定着することが
多い。この定着装置は、熱定着を行うためのヒータが組
み込まれた加熱定着ローラと、この定着ローラに紙等を
押し付けるための加圧ローラとを備える。そして、これ
らのローラ間には、種々の厚さ及び大きさの用紙が給紙
されるが、上質紙等の比較的薄い用紙では、これまで何
ら問題なく印刷されている。しかし、葉書或いは厚紙等
の比較的厚い用紙では、定着ローラと加圧ローラとの周
速度に差を生じ、それによって用紙のしわ、変形等の問
題が発生している。2. Description of the Related Art In a printer such as a copying machine and a laser beam printer for printing by electrostatic transfer, toner is often transferred to paper or the like and then thermally fixed by a fixing device. The fixing device includes a heat fixing roller in which a heater for performing heat fixing is incorporated, and a pressure roller for pressing paper or the like against the fixing roller. Sheets of various thicknesses and sizes are fed between these rollers, but relatively thin sheets such as high-quality paper have been printed without any problems. However, in the case of relatively thick paper such as postcards or thick paper, a difference occurs in the peripheral speed between the fixing roller and the pressure roller, thereby causing problems such as wrinkling and deformation of the paper.
【０００３】また、加圧ローラの断熱性が低いと、定着
ローラからの伝熱が加圧ローラの芯金から放散され易
く、トナーの定着性が低下するとの問題もある。そのた
め、トナーを効率よく定着させることができる断熱性の
高い加圧ローラが必要とされている。しかし、従来より
知られている断熱性の高い加圧ローラは、フォーム層の
気孔が微細であって、硬度が高く、その表面が十分に平
滑にならず、高品位な画像を得ることができないことが
ある。そこで、発泡剤を増量し、硬度の低いフォームと
することも検討されているが、加圧ローラとして好まし
い硬度とするためには、相当に多量の発泡剤を添加しな
ければならず、このように多量の発泡剤を添加した場合
は、フォームの気孔径が均一にならず、硬度のばらつき
も大きいとの問題がある。Further, if the heat insulation of the pressure roller is low, there is a problem that heat transfer from the fixing roller is easily radiated from the metal core of the pressure roller, and the fixability of the toner is reduced. Therefore, there is a need for a pressure roller having a high heat insulating property capable of fixing the toner efficiently. However, a conventionally known pressure roller having a high heat insulating property has a fine pore of a foam layer, a high hardness, a surface thereof is not sufficiently smooth, and a high-quality image cannot be obtained. Sometimes. Therefore, it has been considered to increase the amount of the foaming agent to form a foam having a low hardness.However, in order to obtain a preferable hardness for the pressure roller, it is necessary to add a considerably large amount of the foaming agent. When a large amount of a foaming agent is added to the foam, there is a problem that the pore diameter of the foam is not uniform and the variation in hardness is large.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題を解決するものであり、特定の構造のフォーム層
を備え、適度な硬さを有する加圧ローラとすることによ
り、比較的厚い用紙を給紙し、定着した場合も、用紙に
しわ、変形等を生ずることがない定着器用加圧ローラを
提供することを目的とする。また、本発明は、断熱性が
高く、ローラの周面が十分に平滑であり、トナーを効率
よく定着させることができ、高品位な画像を得ることが
できる定着器用加圧ローラを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. By providing a pressure roller having a foam layer having a specific structure and an appropriate hardness, the present invention provides a pressure roller. An object of the present invention is to provide a pressure roller for a fixing device that does not cause wrinkling, deformation, or the like even when a thick sheet is fed and fixed. Further, the present invention provides a pressure roller for a fixing device which has a high heat insulating property, a sufficiently smooth peripheral surface of the roller, can fix toner efficiently, and can obtain a high-quality image. With the goal.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】第１発明の定着器用加圧
ローラは、芯金と、該芯金の周面に設けられるフォーム
層とを備える定着器用加圧ローラにおいて、上記フォー
ム層は楕円体形の空孔を有し、該空孔の長径の向きは上
記ローラの径方向であり、且つ該空孔の平均長径が、上
記ローラの径方向において漸次変化していることを特徴
とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure roller for a fixing device, comprising a metal core and a foam layer provided on a peripheral surface of the metal core, wherein the foam layer has an elliptical shape. It has a body-shaped hole, and the major axis of the hole is in the radial direction of the roller, and the average major axis of the hole gradually changes in the radial direction of the roller.
【０００６】上記「芯金」は、定着ローラと接触して回
転する際に、或いは長期間の使用によって、変形等を生
ずることのない機械的強度を有することが必要とされ
る。そのため、通常、ステンレス鋼、アルミニウム等の
金属からなる断面円形の中空体或いは棒状体が使用され
る。The above "core metal" is required to have a mechanical strength that does not cause deformation or the like when rotating in contact with the fixing roller or when used for a long period of time. For this reason, a hollow or rod-shaped body having a circular cross section made of a metal such as stainless steel or aluminum is usually used.
【０００７】上記「フォーム層」は、第１発明において
特定される空孔を有し、適度な硬さ、優れた耐熱性など
を備え、圧縮永久歪が小さい等、定着器用加圧ローラと
しての所要特性を有するものであれば、どのようなフォ
ームからなるものであってもよい。このフォームとして
は、取り扱い易く、加工も容易であり、柔軟であって十
分なニップ幅を確保することができ、所要の耐熱性等を
備える加圧ローラとすることができるシリコーンフォー
ム、ポリウレタンフォーム等が特に好ましい。The "foam layer" has pores specified in the first invention, has appropriate hardness, excellent heat resistance, etc., and has a small compression set. Any form may be used as long as it has the required characteristics. As this foam, silicone foam, polyurethane foam, etc., which are easy to handle and process, are flexible and can secure a sufficient nip width, and can be used as a pressure roller having required heat resistance and the like. Is particularly preferred.
【０００８】このシリコーンフォームとしては、第２発
明のように、低温加硫型液状シリコーンフォーム原料、
室温加硫型液状シリコーンフォーム原料からなるものが
特に好ましい。これらの液状原料から生成されるフォー
ムは、柔軟であって、且つ十分な強度等を有し、優れた
性能の加圧ローラを得ることができる。また、液状シリ
コーンフォーム原料では、発泡剤を用いなくても十分に
硬度の低いフォームとすることができる。更に、断熱性
もミラブル型シリコーンスポンジ等に比べて優れてお
り、トナーをより効率よく定着させることができ、高品
位な画像を得ることができる。As the silicone foam, as in the second invention, a low-temperature vulcanization type liquid silicone foam raw material,
Those composed of room temperature vulcanizable liquid silicone foam raw materials are particularly preferred. Foams produced from these liquid raw materials are flexible, have sufficient strength and the like, and can provide a pressure roller having excellent performance. Further, in the case of a liquid silicone foam raw material, a foam having sufficiently low hardness can be obtained without using a foaming agent. Further, the heat insulating property is superior to that of a millable silicone sponge or the like, so that the toner can be fixed more efficiently and a high-quality image can be obtained.
【０００９】フォーム層は、ミラブル型シリコーンスポ
ンジにより形成することもできる。このミラブル型シリ
コーンスポンジは、熱加硫型シリコーンであるオルガノ
ポリシロキサン、補強用充填剤、増量剤、耐熱剤等から
なるシリコーン組成物に、加硫剤としてパーオキサイ
ド、発泡剤としてアジ化物等を添加し、調製された原料
を加熱し、加硫、発泡させることにより生成させること
ができる。ミラブル型シリコーンスポンジでは、パーオ
キサイド等を用いて加硫するため、気孔が微細になり易
く、硬度が高くなる傾向にある。従って、このパーオキ
サイドの他、発泡剤等の配合量を調整して、加圧ローラ
として好ましい硬度等を有するスポンジとする必要があ
る。また、発泡剤を変量した複数の原料を調製し、これ
らを順次芯金に塗布して層状とした後、発泡、硬化させ
る等の方法によって、適度な硬度等を有する加圧ローラ
とする必要がある。尚、これらのシリコーンフォーム原
料には、適量の難燃剤、充填剤等を必要に応じて配合す
ることもでき、難燃性及び導電性等を有する加圧ローラ
を得ることができる。[0009] The foam layer may be formed of a millable silicone sponge. This millable silicone sponge is prepared by adding a peroxide as a vulcanizing agent, an azide as a foaming agent, and the like to a silicone composition comprising an organopolysiloxane, which is a heat-curable silicone, a reinforcing filler, a bulking agent, a heat-resistant agent, and the like. It can be produced by heating, vulcanizing and foaming the added and prepared raw material. In a millable silicone sponge, since vulcanization is performed using a peroxide or the like, pores tend to be fine and hardness tends to be high. Therefore, it is necessary to adjust the blending amount of a foaming agent and the like in addition to the peroxide to obtain a sponge having a hardness and the like preferable as a pressure roller. In addition, it is necessary to prepare a plurality of raw materials in which the foaming agent is varied, apply these sequentially to a core metal to form a layer, and then form a pressure roller having appropriate hardness or the like by a method such as foaming and curing. is there. In addition, an appropriate amount of a flame retardant, a filler, and the like can be added to these silicone foam raw materials as necessary, and a pressure roller having flame retardancy, conductivity, and the like can be obtained.
【００１０】ポリウレタンフォームは、ポリオール成分
とポリイソシアネートとを攪拌、混合し、反応、硬化さ
せることにより得られる。このポリウレタンフォームの
場合は、芯金周縁のセル密度を高めるため、芯金に低融
点ワックス、チオ化合物、カルボン酸化合物、酸アミド
化合物等、反応抑制効果を有する物質を予め塗布した
後、フォーム原料を塗布し、反応、硬化させることが好
ましい。反応抑制効果を有する物質としては、より具体
的には、メルカプタール、メルカプタン、チオフェノー
ル、アジピン酸、フタル酸、安息香酸、ギ酸、酢酸、ア
クリル酸、ホルムアミド、ベンズアミド、オキサミン酸
等が挙げられる。A polyurethane foam is obtained by stirring, mixing, reacting and curing a polyol component and a polyisocyanate. In the case of this polyurethane foam, in order to increase the cell density around the core metal, a material having a reaction-suppressing effect, such as a low-melting wax, a thio compound, a carboxylic acid compound, or an acid amide compound, is applied to the core metal in advance, and then the foam raw material is used. Is preferably applied, reacted and cured. Specific examples of the substance having a reaction suppressing effect include mercaptal, mercaptan, thiophenol, adipic acid, phthalic acid, benzoic acid, formic acid, acetic acid, acrylic acid, formamide, benzamide, oxamic acid, and the like.
【００１１】ポリイソシアネートとしては、ＴＤＩ、Ｔ
ＤＩとＭＤＩとの混合物或いはＭＤＩ、ＴＤＩ等の変性
物など、一般にポリウレタンフォームの製造に使用され
るものを特に制限されることなく使用することができ
る。As the polyisocyanate, TDI, T
What is generally used for the production of polyurethane foam, such as a mixture of DI and MDI or a modified product such as MDI or TDI, can be used without any particular limitation.
【００１２】ポリオール成分に含まれるポリオールとし
ても、その種類等、特に制限はされないが、例えばポリ
プロピレングリコール、ポリプロピレンアジペート、ポ
リカプロラクトン等を使用することができる。また、ポ
リマーポリオール、即ち、ポリエーテルポリオールにア
クリロニトリル、スチレン、メチルメタアクリレート等
のエチレン性不飽和結合を有する化合物をグラフト重合
させたポリオールを使用することもできる。これらは一
般に不溶性且つ高安定性の懸濁液の状態で使用される。The kind of the polyol contained in the polyol component is not particularly limited. For example, polypropylene glycol, polypropylene adipate, polycaprolactone and the like can be used. Further, a polymer polyol, that is, a polyol obtained by graft-polymerizing a compound having an ethylenically unsaturated bond such as acrylonitrile, styrene, or methyl methacrylate to a polyether polyol can also be used. These are generally used in the form of insoluble and highly stable suspensions.
【００１３】発泡剤としては、通常、水が使用される
が、発熱の抑制等を目的として特定フロン以外のクロロ
化合物及びフロロ化合物などを併用することもできる。
触媒としては、アミン系触媒、特に３級アミンと、金属
系触媒であるスタナスオクトエート、ジブチルチンジア
セテート、ジブチルチンジラウレート等の有機錫化合物
とを併用することが多い。更に、整泡剤としては、一般
にジメチルポリシロキサンとポリエーテルのブロック共
重合体が使用される。この他、このポリウレタンフォー
ム原料にも、適量の難燃剤、充填剤等を必要に応じて配
合することもでき、難燃性及び導電性等を有する加圧ロ
ーラを得ることができる。As the foaming agent, water is usually used, but chloro compounds and fluoro compounds other than the specified CFC can be used in combination for the purpose of suppressing heat generation and the like.
As the catalyst, an amine-based catalyst, particularly a tertiary amine, and a metal-based catalyst such as stannasoctoate, dibutyltin diacetate, and dibutyltin dilaurate are often used in combination. Further, as a foam stabilizer, a block copolymer of dimethylpolysiloxane and polyether is generally used. In addition, an appropriate amount of a flame retardant, a filler, and the like can be added to this polyurethane foam raw material as needed, and a pressure roller having flame retardancy, conductivity, and the like can be obtained.
【００１４】フォーム層の上記「空孔」は「楕円体形」
であり、この空孔は、楕円体の長径の向きがローラの径
方向となるような構成となっている。従って、ローラの
径方向の断面においては空孔の断面形状は長円形とな
る。また、軸方向の断面においては空孔の断面形状は円
形となり、フォーム層の表面における空孔の開口部の形
状も円形となる。第１発明の加圧ローラでは、フォーム
層は全体として十分に高い空孔率を有し、柔軟である
が、ローラの軸方向における空孔の断面形状が円形であ
るため、この軸方向の断面における全面積に対する空孔
の占める面積割合が低く、定着時、径方向に加わる押圧
力に十分に耐えることができる。また、表面が平滑であ
って硬度も均一であり、表面の研磨も必ずしも必要とし
ない。The above "voids" of the foam layer are "ellipsoidal"
The hole is configured such that the major axis of the ellipsoid is oriented in the radial direction of the roller. Therefore, the cross-sectional shape of the hole is oblong in the radial cross-section of the roller. In the cross section in the axial direction, the cross-sectional shape of the hole is circular, and the shape of the opening of the hole on the surface of the foam layer is also circular. In the pressure roller of the first invention, the foam layer has a sufficiently high porosity as a whole and is flexible, but the cross-sectional shape of the holes in the axial direction of the roller is circular. The ratio of the area occupied by the pores to the total area in Example 1 is low, and the fixing member can sufficiently withstand the pressing force applied in the radial direction during fixing. In addition, the surface is smooth and the hardness is uniform, and polishing of the surface is not necessarily required.
【００１５】楕円体形の短径と長径との比は１：１．２
〜１：１００、特に１：１．５〜１：６０、更には１：
２〜１：１５であることが好ましい。この比が１．２未
満では、ローラの軸方向の断面における全面積に対する
空孔の占める面積割合が高くなり、定着時、フォーム層
が径方向に加わる押圧力に十分に耐えることができなく
なり、好ましくない。また、ローラ表面に開口する空孔
径が大きくなる傾向にあり、表面の平滑性が低下するた
め研磨が必要になる。更に、耐摩耗性も低下するため、
表面にフッ素樹脂等からなる皮膜を設けてもよい。The ratio of the minor axis to the major axis of the ellipsoid is 1: 1.2.
１ ： 1: 100, especially 1: 1.5 to 1:60, and even 1:
It is preferred that the ratio be 2 to 1:15. When this ratio is less than 1.2, the ratio of the area occupied by the holes to the total area in the axial cross section of the roller becomes high, and at the time of fixing, the foam layer cannot sufficiently withstand the pressing force applied in the radial direction, Not preferred. In addition, the diameter of pores opening on the roller surface tends to be large, and the smoothness of the surface decreases, so that polishing is required. In addition, wear resistance is also reduced,
A film made of a fluororesin or the like may be provided on the surface.
【００１６】第１発明において、空孔の平均長径はロー
ラの径方向において漸次変化している。空孔の平均長径
はどのように変化していてもよいが、加圧ローラとして
は、芯金近傍から表層近傍へと平均長径が漸次大きくな
るものが最も実用的である。また、ローラの所要特性に
よっては、芯金近傍から表層近傍へと平均長径が漸次小
さくなるもの、或いはローラの径方向の中間部位におい
て平均長径が最も大きく、芯金近傍若しくは表層へと漸
次小さくなっていくもの、又はローラの径方向の中間部
位において平均長径が最も小さく、芯金近傍若しくは表
層へと漸次大きくなっていくものなども使用することが
できる。In the first invention, the average major axis of the holes gradually changes in the radial direction of the roller. The average major axis of the pores may vary in any way, but the most practical pressure roller is one in which the average major axis gradually increases from the vicinity of the core metal to the vicinity of the surface layer. Further, depending on the required characteristics of the roller, the average major axis gradually decreases from the vicinity of the core metal to the vicinity of the surface layer, or the average major axis is the largest at the intermediate portion in the radial direction of the roller, and gradually decreases to the vicinity of the core metal or to the surface layer. It is also possible to use a roller that has the smallest average major axis at the intermediate portion in the radial direction of the roller and gradually increases near the core metal or on the surface layer.
【００１７】この空孔の平均長径は、第３発明のよう
に、フォーム層の芯金近傍において５〜１０００μｍで
あり、表層近傍において１０〜３０００μｍであること
が好ましい。この平均長径は、芯金近傍においては特に
１５〜３００μｍ、更には２０〜２００μｍであること
がより好ましい。また、表層近傍においては特に１５０
〜１５００μｍ、更には２００〜１０００μｍであるこ
とがより好ましい。芯金近傍における平均長径が５μｍ
未満であると、フォーム層が硬くなりすぎる傾向にあ
り、この平均長径が１０００μｍ、特に２０００μｍを
超える場合は、ローラが柔軟にすぎ、十分な押圧力が得
られないことがある。また、表層近傍における平均長径
が１０μｍ未満であると、ローラの表層が硬くなり、所
要のニップ幅が得られなくなり、この平均長径が３００
０μｍ、特に５０００μｍを超える場合は、ローラの表
層が柔軟にすぎ、十分な押圧力が得られないことがあ
る。The average major diameter of the pores is preferably 5 to 1000 μm near the core of the foam layer and 10 to 3000 μm near the surface layer, as in the third invention. The average major axis is particularly preferably 15 to 300 μm, and more preferably 20 to 200 μm in the vicinity of the cored bar. In addition, especially in the vicinity of the surface layer,
It is more preferable that the thickness be from 1500 to 1500 µm, and more preferably from 200 to 1000 µm. The average major axis in the vicinity of the core is 5 μm
When the average length is larger than 1000 μm, especially 2000 μm, the roller is too flexible and a sufficient pressing force may not be obtained. On the other hand, if the average major axis in the vicinity of the surface layer is less than 10 μm, the surface layer of the roller becomes hard and a required nip width cannot be obtained.
If it exceeds 0 μm, especially 5000 μm, the surface layer of the roller may be too flexible and a sufficient pressing force may not be obtained.
【００１８】本発明の定着器用加圧ローラでは、空孔の
平均長径が、ローラの径方向において漸次変化している
が、特に、第４発明のように、この平均長径が、フォー
ム層の芯金近傍から表層近傍に向かって大きくなってい
るものが好ましい。また、芯金近傍における平均長径
（Ｌｍ）と表層近傍における平均長径（Ｌｓ）との比
（Ｌｍ／Ｌｓ）が１／１．２〜１／１００、特に１／
１．２〜１／２０であることが好ましく、更には１／２
〜１／８、就中１／２〜１／６であることがより好まし
い。Ｌｍ／Ｌｓが１．２未満で空孔が小さいと、フォー
ム層全体として空孔径が小さい硬いローラになり易く、
一方、この比が１００を超える場合は、全体に空孔径の
大きい柔軟に過ぎるローラになる傾向にあり、いずれに
しても好ましくない。In the pressure roller for a fixing device according to the present invention, the average major axis of the pores gradually changes in the radial direction of the roller. In particular, as in the fourth aspect, the average major axis is determined by the core of the foam layer. It is preferable that the size increases from near gold to near the surface layer. Further, the ratio (Lm / Ls) between the average major axis (Lm) near the core metal and the average major axis (Ls) near the surface layer is 1 / 1.2 to 1/100, especially 1/100.
It is preferably 1.2 to 1/20, more preferably 1/2.
More preferably, the ratio is １ ／ to １ ／, especially １ ／ to １ ／. When Lm / Ls is less than 1.2 and the pores are small, the foam layer as a whole tends to be a hard roller having a small pore diameter,
On the other hand, if this ratio exceeds 100, the roller tends to be too flexible with a large hole diameter as a whole, and it is not preferable in any case.
【００１９】尚、楕円体形の空孔の短径若しくは長径
は、透過型電子顕微鏡によってフォーム層を観察し、或
いはこれを写真に撮り、これらの視野又は写真から測定
することができる。また、平均長径は、拡大視野におけ
る２０個の空孔の長径の平均値である。The minor axis or major axis of the ellipsoidal pores can be measured by observing the foam layer with a transmission electron microscope or taking a photograph of the foam layer and viewing the photograph from these visual fields or photographs. The average major axis is an average value of major axes of 20 holes in the enlarged visual field.
【００２０】更に、フォーム層を構成するシリコーンフ
ォーム、ポリウレタンフォーム等は、独泡型とすること
もでき、連泡型とすることもできるが、第５発明のよう
に、連泡構造又は半連泡構造とすることが好ましい。定
着器用加圧ローラは、トナーを紙等に定着させるため所
定の温度に加熱されるが、加熱により内部の空孔が膨張
したとしても、フォーム層が連泡構造又は半連泡構造で
あれば体積変化を生ずることがなく、好ましい。このよ
うに、連泡構造又は半連泡構造とすることによって、よ
り容易に十分に柔軟なフォーム層とすることができる。
また、このフォーム層は断熱性に優れ、トナーをより効
率よく定着させることができる。Further, the silicone foam, polyurethane foam and the like constituting the foam layer may be of a closed cell type or an open cell type. It is preferable to have a foam structure. The pressure roller for the fixing device is heated to a predetermined temperature in order to fix the toner on paper or the like.Even if the internal pores expand due to the heating, if the foam layer has an open-cell structure or a semi-open-cell structure, This is preferable since no change in volume occurs. As described above, by using the open-cell structure or the semi-open cell structure, a sufficiently flexible foam layer can be obtained more easily.
Further, this foam layer has excellent heat insulating properties and can fix the toner more efficiently.
【００２１】定着器用加圧ローラは、定着装置に組み込
まれ、加熱定着ローラと対をなし、供給される紙等を定
着ローラに押し付けるローラとして使用される。加熱定
着ローラは、例えば、内部にヒータを有するアルミニウ
ム又はステンレス鋼等からなる中空芯金と、この芯金の
外周に設けられる離型層とを有する。離型層は、未定着
画像との離型性に優れるシリコーンゴム又はフッ素樹脂
等により構成される。一方、加圧ローラは、本発明のロ
ーラのように、アルミニウム又はステンレス鋼等からな
る芯金と、この芯金の外周に設けられる樹脂フォーム層
とにより構成されることが多い。The pressure roller for the fixing device is incorporated in the fixing device, forms a pair with the heat fixing roller, and is used as a roller for pressing the supplied paper or the like against the fixing roller. The heat fixing roller has, for example, a hollow core made of aluminum or stainless steel having a heater inside, and a release layer provided on the outer periphery of the core. The release layer is made of silicone rubber, fluororesin, or the like which has excellent release properties from an unfixed image. On the other hand, the pressure roller, like the roller of the present invention, is often composed of a metal core made of aluminum or stainless steel, and a resin foam layer provided on the outer periphery of the metal core.
【００２２】本発明では、樹脂フォーム層が特定の構造
を有し、このフォーム層は、芯金の周面に塗布されたフ
ォーム原料を発泡、硬化させる操作において、ローラの
径方向において温度勾配をもたせること、及び原料系の
選択、硬化剤等の反応性の調整などを行うことにより生
成させることができる。この温度勾配によって、空孔
は、ローラの径方向を長径とする楕円体形となる。In the present invention, the resin foam layer has a specific structure, and this foam layer has a temperature gradient in the radial direction of the roller in the operation of foaming and curing the foam material applied on the peripheral surface of the cored bar. It can be produced by giving, giving a raw material system, adjusting the reactivity of a curing agent and the like. Due to this temperature gradient, the holes have an elliptical shape whose major axis is in the radial direction of the roller.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって更
に詳しく説明する。 実施例１ （１）ローラの製作 直径１０ｍｍ、長さ３０ｃｍのステンレス鋼製の芯金の
周面に、室温硬化型液状シリコーンフォーム原料（東芝
シリコーン株式会社製、商品名「トスフォーム５３１
０」）を塗布し、平均厚さ３ｍｍの塗膜を形成した。そ
の後、この塗膜が形成された芯金を、６０℃に調温され
た加熱炉に入れ、塗膜が離散しない程度の速度で回転さ
せ、シリコーンフォーム原料を塗膜の外面から加熱し、
発泡、硬化させた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. Example 1 (1) Manufacture of Roller A room-temperature-curable liquid silicone foam material (trade name “TOSFORM 531” manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) was placed on the peripheral surface of a stainless steel core bar having a diameter of 10 mm and a length of 30 cm.
0 ") to form a coating film having an average thickness of 3 mm. Thereafter, the cored metal having the coating formed thereon is placed in a heating furnace adjusted to 60 ° C., and is rotated at a speed at which the coating is not separated, and the silicone foam raw material is heated from the outer surface of the coating,
Foamed and cured.
【００２４】（２）ローラの構造 塗膜の外面の温度が芯金側に比べて高いため、形成され
る空孔は、その形状及び大きさを模式的に表す図１のよ
うになる。即ち、空孔は、フォーム層の径方向を長径と
する楕円体形となり、且つその平均長径はフォーム層の
芯金側から表層へと漸次大きくなっている。この実施例
１のローラは、このような構造のフォーム層を有してい
るため、フォーム層全体としては所要の強度を備え、且
つ表層は十分に柔軟であって所定のニップ幅を確保する
ことができる。また、回転させることによって重力等の
影響が抑えられるため、フォーム原料を均一に発泡、硬
化させることができ、フォーム層の横断面はほぼ真円で
あった。(2) Structure of Roller Since the temperature of the outer surface of the coating film is higher than that of the core metal side, the formed holes are as shown in FIG. 1 which schematically shows the shape and size thereof. That is, the pores have an elliptical shape whose major axis is in the radial direction of the foam layer, and the average major axis gradually increases from the core metal side of the foam layer to the surface layer. Since the roller of the first embodiment has the foam layer having such a structure, the entire foam layer has a required strength, and the surface layer is sufficiently flexible to secure a predetermined nip width. Can be. In addition, since the influence of gravity and the like is suppressed by rotating, the foam raw material can be foamed and cured uniformly, and the cross section of the foam layer is almost a perfect circle.
【００２５】（３）フォーム層の物性等 このようにして製作された加圧ローラのフォーム層の厚
さは１０ｍｍであった。また、空孔の大きさは、芯金側
では、平均短径が２００μｍ、平均長径が５００μｍで
あり、表層では、平均短径が４００μｍ、平均長径が８
００μｍであった。更に、形成されたフォーム層の密度
は０．３０ｇ／ｃｍ3、アスカＣ硬さは５°、熱伝導率
は８×１０-3ｃａｌ／ｃｍ・秒・℃であった。また、発
泡倍率は約４倍であった。(3) Physical Properties of Foam Layer The thickness of the foam layer of the pressure roller manufactured as described above was 10 mm. The size of the pores is such that the average minor axis is 200 μm and the average major axis is 500 μm on the core metal side, and the average minor axis is 400 μm and the average major axis is 8 in the surface layer.
It was 00 μm. Further, the density of the formed foam layer was 0.30 g / cm 3 , Aska C hardness was 5 °, and thermal conductivity was 8 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C. The expansion ratio was about 4 times.
【００２６】尚、本発明においては、上記の具体的な実
施例に記載したものに限られず、目的、用途等に応じ
て、本発明の範囲内において種々変更した実施例とする
ことができる。即ち、フォーム原料の種類、発泡、硬化
時の温度設定、発泡倍率等を調整することにより、形成
されるフォーム層の密度を０．１０〜１．２０ｇ／ｃｍ
3、特に０．１７〜１．１０ｇ／ｃｍ3、アスカＣ硬さを
０〜６５°、特に５〜４５°、引張強度を０．３〜３０
ｋｇｆ／ｃｍ2、特に０．５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2、伸び
を２０〜１５０％、特に３０〜１００％、熱伝導率を３
×１０-5〜１×１０-1ｃａｌ／ｃｍ・秒・℃、特に１．
５×１０-3〜２×１０-1ｃａｌ／ｃｍ・秒・℃とするこ
とができる。また、発泡倍率は１．２〜７倍とすること
ができる。Incidentally, in the present invention, the above specific examples
Not limited to those described in the examples, but depending on the purpose, use, etc.
Therefore, various modified examples are provided within the scope of the present invention.
be able to. In other words, the type of foam material, foaming, curing
By adjusting the temperature setting, expansion ratio, etc., at the time of formation
0.10 to 1.20 g / cm
Three, Especially 0.17 to 1.10 g / cmThree, Asuka C hardness
0-65 °, especially 5-45 °, tensile strength of 0.3-30
kgf / cmTwo, Especially 0.5 to 10 kgf / cmTwo, Elongation
20 to 150%, especially 30 to 100%, and a thermal conductivity of 3
× 10-Five~ 1 × 10-1cal / cm · sec · ° C, especially 1.
5 × 10-3~ 2 × 10-1cal / cm ・ sec ・ ℃
Can be. The expansion ratio should be 1.2 to 7 times.
Can be.
【００２７】更に、所要の形状及び構造を有する成形型
を用いてローラを作製することもできる。また、塗膜を
形成した芯金を加熱炉には入れず、芯金を誘導加熱等、
適宜の方法によって加熱し、塗膜の外面側の温度を芯金
側に比べて高くすることもできる。このようにすれば、
空孔の平均長径がフォーム層の表層から芯金側へと漸次
大きくなったローラを得ることができる。更に、塗膜を
形成した芯金を加熱炉に入れ、且つ芯金を加熱し、塗膜
の外面側と芯金側に温度差を設けることにより、特定の
形状及び平均長径を有する空孔を備えたフォーム層を有
するローラとすることもできる。Further, the roller can be manufactured using a mold having a required shape and structure. Also, do not put the coated metal core into a heating furnace, and heat the core metal by induction heating, etc.
By heating by an appropriate method, the temperature on the outer surface side of the coating film can be made higher than that on the core metal side. If you do this,
A roller in which the average major axis of the pores gradually increases from the surface layer of the foam layer to the core metal side can be obtained. Further, the core having the coating film formed thereon is placed in a heating furnace, and the core metal is heated, and a temperature difference is provided between the outer surface side and the core metal side of the coating film, so that pores having a specific shape and an average major axis are formed. A roller having a foam layer provided can also be used.
【００２８】[0028]
【発明の効果】第１発明によれば、比較的厚い用紙を用
い、定着した場合にも、用紙にしわ、変形等を生ずるこ
とがなく、また、断熱性が高く、その表面が十分に平滑
であって、トナーを効率よく定着させることができ、高
品位な画像とすることができる定着器用加圧ローラを得
ることができる。また、第２乃至第５発明のように、特
定の空孔構造を有するフォーム層を備えるローラとする
ことによって、より優れた性能を有する定着器用加圧ロ
ーラとすることができる。According to the first aspect of the invention, even when relatively thick paper is used and fixed, the paper does not wrinkle, deform, etc., has high heat insulation, and has a sufficiently smooth surface. Therefore, it is possible to obtain a pressure roller for a fixing device that can fix the toner efficiently and can form a high-quality image. Further, as in the second to fifth aspects of the present invention, by using a roller having a foam layer having a specific pore structure, a pressure roller for a fixing device having more excellent performance can be obtained.
【図１】実施例１の定着器用加圧ローラのフォーム層の
径方向の断面の一部を表す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a part of a radial cross section of a foam layer of a pressure roller for a fixing device according to a first embodiment.
【図２】定着器用加圧ローラの外観を表す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of a pressure roller for a fixing device.
１；定着器用加圧ローラ、２；芯金、３；フォーム層、
３１；空孔、３２；表層。1; pressure roller for fixing device; 2; core metal; 3; foam layer;
31; vacancy, 32; surface layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA02 AA15 BB06 BB15 3J103 AA02 AA13 AA14 AA37 AA71 BA31 BA41 EA11 EA20 FA01 FA02 FA05 FA18 GA02 GA57 GA58 GA66 HA03 HA12 HA18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H033 AA02 AA15 BB06 BB15 3J103 AA02 AA13 AA14 AA37 AA71 BA31 BA41 EA11 EA20 FA01 FA02 FA05 FA18 GA02 GA57 GA58 GA66 HA03 HA12 HA18
Claims (5)
ーム層とを備える定着器用加圧ローラにおいて、上記フ
ォーム層は楕円体形の空孔を有し、該空孔の長径の向き
は上記ローラの径方向であり、且つ該空孔の平均長径
が、上記ローラの径方向において漸次変化していること
を特徴とする定着器用加圧ローラ。1. A pressure roller for a fixing device comprising a cored bar and a foam layer provided on a peripheral surface of the cored bar, wherein the foam layer has an elliptical hole, and a direction of a major axis of the hole. Is a pressure roller for a fixing device, wherein the roller has a radial direction, and an average major diameter of the holes gradually changes in a radial direction of the roller.
ーム原料が発泡、硬化してなるものである請求項１記載
の定着器用加圧ローラ。2. The pressure roller for a fixing device according to claim 1, wherein the foam layer is formed by foaming and curing a liquid silicone foam raw material.
芯金近傍において５〜１０００μｍであり、上記フォー
ム層の表層近傍において１０〜３０００μｍである請求
項１又は２記載の定着器用加圧ローラ。3. The pressure roller for a fixing device according to claim 1, wherein the average major axis is 5 to 1000 μm near the core metal of the foam layer and 10 to 3000 μm near the surface layer of the foam layer.
芯金近傍から上記フォーム層の表層近傍に向かって大き
くなっており、上記芯金近傍における平均長径（Ｌｍ）
と上記表層近傍における平均長径（Ｌｓ）との比（Ｌｍ
／Ｌｓ）が１／１．２〜１／１００である請求項１乃至
３のうちのいずれか１項に記載の定着器用加圧ローラ。4. The average major axis (Lm) in the vicinity of the core metal increases from the vicinity of the core metal of the foam layer toward the vicinity of the surface layer of the foam layer.
(Lm) of the average major axis (Ls) near the surface layer
The pressure roller for a fixing device according to claim 1, wherein (/ Ls) is 1 / 1.2 to 1/100. 5.
１乃至４のうちのいずれか１項に記載の定着器用加圧ロ
ーラ。5. The pressure roller for a fixing device according to claim 1, wherein the foam layer has an open-cell structure.
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