JP2001265144A - Thermal fixing roll - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式複写機・
プリンター等の画像形成装置に使用される定着装置に関
し、特にその加熱定着ローラーの技術の分野に関する。The present invention relates to an electrophotographic copying machine.
The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a printer, and particularly to a technical field of a heat fixing roller.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機、プリンター、ファクシミリ等の
電子写真方式の画像形成装置では、帯電した光電導性の
材料に画像に応じた光を照射することにより画像に応じ
て潜像が形成される。この潜像にトナーを静電気的に吸
着させることにより現像が行われ、現像されたトナー画
像は記録紙等の画像担持体に静電的に転写、吸着され
る。こうしてトナー画像が静電吸着された画像担持体は
定着装置を通過するとき、熱と圧力が通常加えられるこ
とによりトナー画像が画像担持体に固定される。電子写
真方式の画像形成装置は概略すれば以上のとおりのもの
であるが、この技術自体は周知のものであるからこれ以
上の説明はしない。2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a latent image is formed according to an image by irradiating a charged photoconductive material with light corresponding to the image. . The latent image is developed by electrostatically adsorbing toner on the latent image, and the developed toner image is electrostatically transferred and adsorbed on an image carrier such as recording paper. When the image carrier on which the toner image has been electrostatically attracted passes through the fixing device, heat and pressure are usually applied to fix the toner image to the image carrier. The image forming apparatus of the electrophotographic system is as described above in brief. However, since this technique is well known, no further description will be given.
【0003】図1は定着装置の断面図の一例であって、
従来技術及び本発明実施例の概要を説明するための図で
ある。また、図2は、図1の定着装置に使用されている
加熱定着ローラーの断面図である。FIG. 1 is an example of a sectional view of a fixing device.
It is a figure for explaining the outline of the example of the prior art and the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat fixing roller used in the fixing device of FIG.
【0004】この定着装置1は加熱定着ローラー2及び
加圧ローラー3を有しており、加圧ローラー3は、金属
等の剛性材料で構成された円筒状であって、バネ6等の
付勢部材によって加熱ローラー2に向けて押圧される。
トナー5が静電吸着された画像担持体4は図中左方から
矢印c方向に搬送されてくる。加熱定着ローラー2は、
アルミ等金属製、円筒状の芯金8とその周囲に弾性層9
を、また、内部にはヒーター7を有しており、不図示の
駆動源によって矢印a方向に回転駆動される。加熱定着
ローラー2の回転に従動して加圧ローラー3は矢印b方
向に回転する。The fixing device 1 includes a heat fixing roller 2 and a pressure roller 3. The pressure roller 3 is a cylindrical member made of a rigid material such as metal, and is biased by a spring 6 or the like. The member is pressed toward the heating roller 2.
The image carrier 4 to which the toner 5 has been electrostatically attracted is conveyed from the left side in the figure in the direction of arrow c. The heat fixing roller 2
A cylindrical cored bar 8 made of metal such as aluminum and an elastic layer 9
A heater 7 is provided inside, and is driven to rotate in the direction of arrow a by a drive source (not shown). Following the rotation of the heat fixing roller 2, the pressure roller 3 rotates in the direction of arrow b.
【0005】弾性層9は加圧ローラー3の圧力により変
形して幅を持ったニップ部nが形成される。搬送された
画像担持体4がニップ部nを通過する際、この幅内にお
いて十分に加熱され、さらに圧力によりトナー5が画像
担持体4の繊維等の間に浸透する。The elastic layer 9 is deformed by the pressure of the pressure roller 3 to form a nip n having a width. When the transported image carrier 4 passes through the nip portion n, it is sufficiently heated within this width, and the toner 5 permeates between the fibers and the like of the image carrier 4 by pressure.
【0006】図2に示されるように弾性層9は更に幾つ
かの層から形成されており、アルミ芯金8に接する最下
層の比較的厚みのあるシリコーンゴムの最下層91、そ
の上のフッ素ゴム等からなる耐油性のある何層かの中間
層92、更に最も外のシリコーンオイルを含浸させた比
較的薄いシリコーンゴムの最外層93によって構成され
る。As shown in FIG. 2, the elastic layer 9 is further formed of several layers, the lowermost layer 91 of a relatively thick silicone rubber, which is the lowermost layer in contact with the aluminum core 8, and the fluorine layer thereon. It is composed of several oil-resistant intermediate layers 92 made of rubber or the like, and an outermost layer 93 of relatively thin silicone rubber impregnated with the outermost silicone oil.
【0007】通常、シリコーンゴムは表面抵抗率が1×
1016Ω以上の絶縁性であり、画像担持体(記録紙)
4と接触分離することで静電気が発生し、非常に大きな
負帯電性を示す。Usually, silicone rubber has a surface resistivity of 1 ×.
10 16 Ω or more insulative, image carrier (recording paper)
By contacting and separating from the sample No. 4, static electricity is generated, and a very large negative charge property is exhibited.
【0008】このため、画像担持体4が定着装置1を通
過する際、これが加熱定着ローラー2に強く吸引されて
巻き付くことによって、通紙不良が発生するという問題
があった。For this reason, when the image carrier 4 passes through the fixing device 1, it is strongly sucked and wound around the heating / fixing roller 2, thereby causing a problem that paper passing failure occurs.
【0009】この問題に対処するため、上記最下層91
の比較的厚みのあるシリコーンゴムの層に導電性フィラ
ーを添加し、このシリコーンゴムの表面抵抗率を1×1
09Ω未満にする技術が知られている。こうすることに
より、発生した静電気の電荷を芯金8の方に散逸させ
て、巻き付を防止するようにしている。To address this problem, the lowermost layer 91
A conductive filler is added to a relatively thick layer of silicone rubber, and the surface resistivity of the silicone rubber is 1 × 1
Techniques for reducing the resistance to less than 09 Ω are known. By doing so, the generated electrostatic charges are dissipated toward the cored bar 8 to prevent winding.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、高湿環境下
においては、このような1×109Ω以下にする導電化
処理によってもある程度の電荷が発生するため十分でな
く、更に、画像担持体4が水分を吸収して剛性が低下す
ることとも相まって、なおも巻き付が発生することがあ
る。However, in a high-humidity environment, a certain amount of electric charge is generated even by such a conductive treatment at 1 × 10 9 Ω or less, which is not sufficient. In addition to the fact that the stiffness 4 is reduced by absorbing moisture, wrapping may still occur.
【0011】本発明はこうした高湿環境下においても画
像担持体4が定着装置1を通過する際に加熱定着ローラ
ー2に電荷が発生することがなく通紙性に優れた加熱定
着ローラーを提供することを課題とする。The present invention provides a heat-fixing roller which is excellent in paper-passing property without generating charge on the heat-fixing roller 2 when the image carrier 4 passes through the fixing device 1 even in such a high humidity environment. That is the task.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】以上の課題は、本発明に
おいて、以下のような手段により解決される。すなわ
ち、第1番目の発明の加熱定着ローラーは、金属製の芯
金と、この芯金上に、それぞれが順番に、且つ、それぞ
れが異なる材料で互いに同心に形成された複数の弾性層
と、を備えており、複数の弾性層のなかの最下層の弾性
層は、表面抵抗率が1×109Ω未満の材料からなり、
複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、表面抵抗率が
1×1016Ω未満の材料からなるものである。なお、
ここで、表面抵抗率は、JISK6911試験方法によ
り得られた表面抵抗率である。The above object is achieved by the following means in the present invention. That is, the heat-fixing roller of the first invention includes a metal core, and a plurality of elastic layers formed on the core in turn, each of which is different from each other and concentric with each other, Wherein the lowermost elastic layer of the plurality of elastic layers is made of a material having a surface resistivity of less than 1 × 10 9 Ω,
The outermost elastic layer of the plurality of elastic layers is made of a material having a surface resistivity of less than 1 × 10 16 Ω. In addition,
Here, the surface resistivity is a surface resistivity obtained by a JIS K6911 test method.
【0013】第2番目の発明の加熱定着ローラーは、第
1番目の発明の加熱定着ローラーにおいて、複数の弾性
層のそれぞれを、シリコーンゴム、又は、フッ素ゴムを
材料とするものである。第3番目の発明の加熱定着ロー
ラーは、第2番目の発明の加熱定着ローラーにおいて、
複数の弾性層のなかの最外層の弾性層を、フルオロ変性
シリコーンゴムを材料とするものである。また、第4番
目の発明の加熱定着ローラーは、第2番目の発明の加熱
定着ローラーにおいて、複数の弾性層のなかの最外層の
弾性層に、ジメチルシリコーンゴム、又は、フェニル変
性シリコーンゴムを材料とし、充填剤として湿式シリカ
を用いたものである。A heat fixing roller according to a second aspect of the present invention is the heat fixing roller according to the first aspect, wherein each of the plurality of elastic layers is made of silicone rubber or fluorine rubber. The heat fixing roller according to a third aspect is the heat fixing roller according to the second aspect,
The outermost elastic layer of the plurality of elastic layers is made of fluoro-modified silicone rubber. The heat-fixing roller according to a fourth invention is the heat-fixing roller according to the second invention, wherein the outermost elastic layer among the plurality of elastic layers is made of dimethyl silicone rubber or phenyl-modified silicone rubber. And using wet silica as a filler.
【0014】以上の構成の加熱定着ローラーは、画像担
持体(転写紙)の剛性が低下するような高湿環境下にお
いても、画像担持体が定着装置を通過する際に加熱定着
ローラーに電荷が発生することがなく通紙性に優れたも
のである。In the heat fixing roller having the above-described structure, even in a high humidity environment where the rigidity of the image carrier (transfer paper) is reduced, electric charge is applied to the heat fixing roller when the image carrier passes through the fixing device. It is excellent in paper-passing properties without generation.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1及び図2は本実施例において
そのまま使用する。加熱定着ローラー2は芯金8の周り
に、最下層91、中間層92及び最外層93を有してい
る。最下層91は比較的厚みを有しており、導電性フィ
ラーが添加されたシリコーンゴム又はフッ素ゴムからな
り、中間層92は、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等の
耐油性を持たせた層であり単数又は複数の層からなる。1 and 2 are used as they are in this embodiment. The heat fixing roller 2 has a lowermost layer 91, an intermediate layer 92 and an outermost layer 93 around the cored bar 8. The lowermost layer 91 has a relatively large thickness and is made of silicone rubber or fluororubber to which a conductive filler is added. The middle layer 92 is a layer having oil resistance such as silicone rubber or fluororubber. Or it consists of a plurality of layers.
【0016】最外層93はシリコーンオイルを含浸させ
たシリコーンゴム又はフッ素ゴムからなる。最外層93
のシリコーンゴムはフルオロ変性シリコーンゴムとする
ことがでる。また、最外層93のシリコーンゴムはジメ
チルシリコーンゴム又はフェニル変性シリコーンゴムと
することができ、充填剤には湿式シリカを用いることが
できる。The outermost layer 93 is made of silicone rubber or fluorine rubber impregnated with silicone oil. Outermost layer 93
Can be a fluoro-modified silicone rubber. Further, the silicone rubber of the outermost layer 93 can be dimethyl silicone rubber or phenyl-modified silicone rubber, and wet silica can be used as the filler.
【0017】先に述べたように、画像担持体4と加熱定
着ローラー2の接触、剥離によって発生する静電気によ
って加熱定着ローラー2は一定の電位に帯電し、この電
位が大きいと画像担持体4は、加熱定着ローラー2に静
電吸着される。As described above, the heat fixing roller 2 is charged to a constant potential by static electricity generated by the contact and separation of the image carrier 4 and the heat fixing roller 2. Is electrostatically attracted to the heat fixing roller 2.
【0018】この発明では、最下層91と最外層93の
表面電気抵抗率を調整することにより、離型性に影響を
及ぼすことなく、加熱定着ローラー2への画像担持体4
の巻き付きが防止される。最外層93の表面電気抵抗率
を調整するには、離型性に影響を与えない程度の量の導
電性フィラーが添加される。In the present invention, by adjusting the surface electric resistivity of the lowermost layer 91 and the outermost layer 93, the image carrier 4 can be transferred to the heat fixing roller 2 without affecting the releasability.
Is prevented from winding. To adjust the surface electric resistivity of the outermost layer 93, a conductive filler is added in such an amount that does not affect the releasability.
【0019】図3は、最下層91の表面抵抗率と最外層
93の表面抵抗率とを種々の値で組み合わせたときに、
高湿(例えば、室温30℃、相対湿度85%)環境下に
おける通紙性、及び、離型性(トナーが加熱定着ローラ
ーに付着しない程度)の良否を表にしたものである。FIG. 3 shows that when the surface resistivity of the lowermost layer 91 and the surface resistivity of the outermost layer 93 are combined at various values.
The table shows the passability and releasability (to the extent that the toner does not adhere to the heat fixing roller) in a high humidity (for example, room temperature of 30 ° C., relative humidity of 85%) environment.
【0020】表面抵抗率は、最下層91については1×
1016Ω以上、1×109Ω以上且つ1×1016Ω
未満、及び1×109Ω未満の領域について、また、最
外層93については、1×1016Ω以上、及び1×1
09Ω未満の領域について調べた。表中、○印は良好、
×印は不良で満足できないもの、△印は良いとも悪いと
も判断できないことを意味する。なお、表面抵抗率は、
JISK6911試験方法により得られた表面抵抗率で
ある。The surface resistivity of the lowermost layer 91 is 1 ×
10 16 Ω or more, 1 × 10 9 Ω or more and 1 × 10 16 Ω
Less than 1 × 10 9 Ω, and the outermost layer 93 is 1 × 10 16 Ω or more and 1 × 1 Ω or less.
The region of less than 09 Ω was examined. In the table, ○ mark is good,
The mark "x" means that the sample was not satisfactory because it was defective, and the mark "△" means that the sample could not be judged good or bad. The surface resistivity is
This is the surface resistivity obtained by the JIS K6911 test method.
【0021】この表からわかるように、最外層93及び
最下層91がともに1×1016Ω以上の表面抵抗率を
持つ場合、離型性においては満足できるが、通紙性につ
いては満足できないことがわかり、このような加熱定着
ローラー2は実質上使用することができない。As can be seen from the table, when both the outermost layer 93 and the lowermost layer 91 have a surface resistivity of 1 × 10 16 Ω or more, the releasability is satisfactory, but the paper passing property is not satisfactory. Thus, such a heat fixing roller 2 cannot be used substantially.
【0022】最外層93が1×1016Ω以上の表面抵
抗率を持ち、最下層91が1×10 9Ω未満の表面抵抗
率を持つ場合は、離型性においては満足できるが、通紙
性については良いとも悪いとも判断できないので、この
ような加熱定着ローラー2は実質上使用することができ
ない。The outermost layer 93 is 1 × 1016Ω or more
With a drag rate, the lowest layer 91 is 1 × 10 9Surface resistance less than Ω
If it has a rate, it is satisfactory in the releasability, but
I can't judge whether sex is good or bad.
Such a heat fixing roller 2 can be substantially used.
Absent.
【0023】最外層93が表面抵抗率1×109Ω以上
且つ1×1016Ω未満の範囲に入り、最下層91が1
×109Ω未満の範囲に入る場合、通紙性及び離型性に
おいて満足できるものであり、このような加熱定着ロー
ラー2は良好に使用することができる。The outermost layer 93 has a surface resistivity of 1 × 10 9 Ω or more and less than 1 × 10 16 Ω, and the lowermost layer 91 has a surface resistivity of 1 × 10 16 Ω or less.
When it falls within the range of less than × 10 9 Ω, the paper-passing property and the releasability are satisfactory, and such a heat-fixing roller 2 can be used favorably.
【0024】最外層93が表面抵抗率1×109Ω未
満、最下層91が1×109Ω未満の表面抵抗率を持つ
場合は、離型性に満足できない点が出るので、加熱定着
ローラー2は良好に使用することができない。When the outermost layer 93 has a surface resistivity of less than 1 × 10 9 Ω and the lowermost layer 91 has a surface resistivity of less than 1 × 10 9 Ω, there is a point at which satisfactory releasability is not obtained. No. 2 cannot be used well.
【0025】以上のことから、最下層91が表面抵抗率
1×109Ω未満、最外層93が表面抵抗率1×109
Ω以上且つ1×1016Ω未満の範囲に入るような加熱
定着ローラーが通紙性及び離型性において満足できるの
で、本発明では、この値の範囲が採用される。From the above, the lowermost layer 91 has a surface resistivity of less than 1 × 10 9 Ω, and the outermost layer 93 has a surface resistivity of 1 × 10 9 Ω.
A heat-fixing roller that falls within the range of Ω or more and less than 1 × 10 16 Ω can satisfy the paper-passing property and the releasability, so the present invention employs this value range.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、画像担持体(転写紙)
の剛性が低下するような高湿環境下においても、画像担
持体が定着装置を通過する際に加熱定着ローラーに電荷
が発生することがなく通紙性に優れた加熱定着ローラー
を得ることができる。According to the present invention, an image carrier (transfer paper)
Even in a high-humidity environment in which the rigidity of the image carrier decreases, a heat-fixing roller having excellent paper-passing properties can be obtained without generating charge on the heat-fixing roller when the image carrier passes through the fixing device. .
【図1】定着装置の断面図の一例であって、従来技術及
び本発明実施例の概要を説明するための図である。FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a fixing device, and is a diagram for explaining an outline of a conventional technique and an embodiment of the present invention.
【図2】図1の定着装置に使用されている加熱定着ロー
ラーの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat fixing roller used in the fixing device of FIG.
【図3】最下層91の表面抵抗率と最外層93の表面抵
抗率とを種々の値で組み合わせたときに、高湿環境下に
おける通紙性、及び、離型性の良否を表した表である。FIG. 3 is a table showing the sheet passability and the releasability in a high humidity environment when the surface resistivity of the lowermost layer 91 and the surface resistivity of the outermost layer 93 are combined with various values. It is.
1 定着装置 2 加熱定着ローラー 3 加圧ローラー 4 画像担持体 5 トナー 6 バネ 7 ヒーター 8 芯金 9 弾性層 91 最下層 92 中間層 93 最外層 n ニップ部 REFERENCE SIGNS LIST 1 fixing device 2 heat fixing roller 3 pressure roller 4 image carrier 5 toner 6 spring 7 heater 8 core metal 9 elastic layer 91 bottom layer 92 middle layer 93 outermost layer n nip portion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16C 13/00 F16C 13/00 E (72)発明者 高橋 恒志 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA16 BB05 BB06 BB08 BB14 BB15 3J103 AA02 AA15 AA24 AA33 AA41 AA51 BA03 BA41 FA06 FA07 FA14 FA30 GA02 GA57 GA58 GA66 HA03 HA04 HA05 HA11 HA12 HA15 HA20 HA22 HA31 HA53 HA60 4J002 CP031 CP032 CP081 DJ016 GM00 GS00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F16C 13/00 F16C 13/00 E (72) Inventor Tsuneshi Takahashi 2-3 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 13 Osaka International Building Minolta Co., Ltd.F-term (reference) 4J002 CP031 CP032 CP081 DJ016 GM00 GS00
Claims (4)
れが順番に、且つ、それぞれが異なる材料で互いに同心
に形成された複数の弾性層と、を備えた加熱定着ローラ
ーであって、 上記複数の弾性層のなかの最下層の弾性層は、表面抵抗
率が1×109Ω未満の材料からなり、 上記複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、表面抵抗
率が1×1016Ω未満の材料からなることを特徴とす
る加熱定着ローラー。1. A heat fixing roller comprising: a metal core; and a plurality of elastic layers formed on the core in a sequential manner and concentric with each other using different materials. The lowermost elastic layer of the plurality of elastic layers is made of a material having a surface resistivity of less than 1 × 10 9 Ω, and the outermost elastic layer of the plurality of elastic layers has a surface resistivity of Is a material having a particle size of less than 1 × 10 16 Ω.
において、 上記複数の弾性層のそれぞれは、シリコーンゴム、又
は、フッ素ゴムを材料とすることを特徴とする加熱定着
ローラー。2. The heat fixing roller according to claim 1, wherein each of the plurality of elastic layers is made of silicone rubber or fluorine rubber.
において、 上記複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、フルオロ
変性シリコーンゴムを材料とすることを特徴とする加熱
定着ローラー。3. The heat fixing roller according to claim 2, wherein an outermost elastic layer of the plurality of elastic layers is made of a fluoro-modified silicone rubber.
において、 上記複数の弾性層のなかの最外層の弾性層は、ジメチル
シリコーンゴム、又は、フェニル変性シリコーンゴムを
材料とし、充填剤として湿式シリカを用いたことを特徴
とする加熱定着ローラー。4. The heat fixing roller according to claim 2, wherein the outermost elastic layer among the plurality of elastic layers is made of dimethyl silicone rubber or phenyl-modified silicone rubber, and is wet-typed as a filler. A heat fixing roller using silica.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000073353A JP2001265144A (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Thermal fixing roll |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP (1) | JP2001265144A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7567776B2 (en) | 2005-11-24 | 2009-07-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
-
2000
- 2000-03-16 JP JP2000073353A patent/JP2001265144A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7567776B2 (en) | 2005-11-24 | 2009-07-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
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