【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真式印刷装置の熱ゴムローラの耐久性及びトナー離型性に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式印刷装置の定着装置において、用紙上に形成（静電転写）されたトナー像は熱ローラと加圧ローラとにより加熱及び加圧して用紙上に定着するが、この熱ローラと前記トナー像との離型性を向上させるために熱ローラ表面に離型剤を塗布するのが一般的である。
【０００３】
また、熱ローラの表面被覆層には、フッ素樹脂や、ジメチルシリコーンゴムを用いたものが一般的である（以下、表面被覆層にフッ素樹脂を用いたものをハードローラ、ジメチルシリコーンゴムを用いたものをソフトローラと称す）。
【０００４】
印刷の高画質化を実現するには、トナーを平らに押しつぶすことなく、且つ、用紙の凹凸に追従する必要がある。ここで、ハードローラでは表面が硬く困難であるため、従来はソフトローラを採用している。しかし、ソフトローラはハードローラと比較して、トナー離型性が経時的に大きく低下してしまうため、塗布ローラを介して経時的に離経剤を供給してゆく必要がある。
【０００５】
また、ソフトローラの被覆層のジメチルシリコーンゴム内には、メチル基ＣＨ３−やビニル基ＣＨ２＝ＣＨ−等の未反応基が多数存在し、酸化によるゴム劣化進行が早かったり、シリコーンオイルに対して浸食されやすく膨潤が激しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子写真式印刷装置の定着装置において、ソフトローラの表面被覆層であるジメチルシリコーンゴムは、ゴムの中でも、最もトナー離型性が良いが、ポンプから供給されるシリコーンオイルにより筋上に膨潤し、印刷上にも筋上に光沢差が生じたり（以下オイルストリークスと称す）、熱およびシリコーンオイルによる膨潤により、引張り強さ、伸び、引き裂き強度等の機械的強度が著しく低下し、用紙搬送時に生じる剪断力により多数の条こんが熱ローラ表面に発生し、熱ローラの寿命が短いという問題が発生する。
【０００７】
また、電子写真式印刷装置を高速印刷化する為には、熱ローラの制御温度を高温に設定する必要があり、ソフトローラでは、上記現象は更に顕在化してくる。
【０００８】
また、ソフトローラの機械的強度を向上させる為に、ゴムの材質をジメチルシリコーンゴムから、フェニルゴムやフロロゴムに変更すると、ポンプから供給されるシリコーンオイル塗付量を３倍以上に増やしても、トナー離型性が確保出来きずに、印刷中に用紙が、熱ローラに巻き付く（以下ヒートローララップと称す）という問題が発生する。
【０００９】
なお、オイルタンクからヒートローラへのオイル供給経路としては、オイルタンク中のオイルをポンプで汲み上げ、チューブを通してオイルポートへと運び、オイルポートから塗布ローラ（フェルトローラ）へオイルを供給し、外部ローラから本発明のヒートローラへオイルを供給するような構成が従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。ヒートローラ内部には、図示しない熱源（ヒータランプ等）があり、外部制御装置により温度制御を行う。
【００１０】
また、アミノ変性オイルを熱ローラの外部から離型剤として供給したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−２５８９４５
【特許文献２】
特開平４−２３０７８４
【００１２】
【課題を解決するための手段】
トナーを熱ローラと加圧ローラとで加熱、加圧し、前記熱ローラ表面へ少しずつ離型剤を塗布する手段を備える電子写真式印刷装置の定着装置において、前記熱ローラの表面被覆層としてゴムを用い、該ゴムに、少なくとも２種類以上の粘度の官能基含有オルガノポリシロキサンを成分として含有するアミノ変性オイルを前記ゴムに内添することを特徴とする。
【００１３】
また、前記少なくとも２種類以上の粘度の官能基含有オルガノポリシロキサンは、それぞれ２５℃における粘度が１０〜１００，０００ＣＳであり、かつ、それぞれのオイルブリーディング時間に差を有する粘度とすることを特徴とする。
【００１４】
また、前記ゴムには、フェニルゴムまたはフロロゴムを用いることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例として、印刷速度２２９ＰＰＭの電子写真式印刷装置であるレーザープリンタで行った一例を図を用いて説明する。
【００１６】
図１に熱ローラの表面被覆層の断面形状を示す。１は熱ローラ、２は表面被服層、３は芯金（コア）である。
【００１７】
本発明の電子写真式の定着装置の熱ローラでは、熱ローラ被覆層は０．６ｍｍフェニルゴムで、このゴムローラに、２５℃における粘度が１００ＣＳと１０，０００ＣＳの官能基含有オルガノポリシロキサンを主成分として含有するアミノ変性オイルを内添（ゴムを作る工程で、オイルを一緒に練り込む）した。なお、フェニルゴムはフロロゴムであってもよい。フェニルゴムやフロロゴムは、従来のジメチルシリコーンゴムよりも耐熱性、耐摩耗性、耐油性に優れる。
【００１８】
実機で確認した結果、初期的には、１００ＣＳの低粘度アミノ変性オイルが熱ローラの制御温度である１９０℃付近で、熱ローラ表面にブリードし始め、トナー離型性を高め、トナーオフセットバンドも１５０℃〜２２０℃以上であり、トナー離型性として問題がないことが確認出来た。
【００１９】
また、経時変化にも、粘度が違った１０，０００ＣＳのアミノ変性オイルも内添した為、熱ローラの設定寿命期間中に、徐々に、熱ローラ表面にブリードし、且つポンプからの供給オイルの離型剤としての効果も重なり、トナー離型性上問題ないことが確認出来た。なお、本実施例では、粘度の異なる２種類のアミノ変性オイルを内添したが、２種類に限らず複数の粘度のアミノ変性オイルであっても勿論構わない。
【００２０】
また、光沢度（４５°）については、１．５％程度と現状品と同様であり、画像印刷時でも、ざらざら感のない、はけ目のない高画質印刷が実現出来た。
【００２１】
更に、ジメチルシリコーンゴム使用時に発生した、用紙エッジ部の摩耗進行での定着不良という問題が、耐久性が上がるフェニルゴムに変更した為、ジメチルシリコーンゴム使用時と比較して、２倍程度の印刷頁数まで発生を防ぐことが出来き、熱ローラ自体の寿命を著しく向上させることが出来た。
【００２２】
なお、別の実施例として、熱ローラの表面被覆層として従来のジメチルシリコーンゴムを用いた場合にも、官能基としてアミノ基を有するアミノ変性オイルを内添することによりトナー離型性が向上する。これにより、オイルタンクからのオイル供給量を大幅に減らすことが可能となり、ランニングコストを低減することが出来る。
【００２３】
本発明のように、フェニルゴムに高粘度のアミノオイルを内添すると、印刷頁数とともに、徐々にオイルがローラ表面にブリードして来て、トナー離型性確保に効果を有する。
【００２４】
官能基含有オルガノポリシロキサンは、２５℃における粘度が１０〜１００，０００ＣＳのものを使用可能である。粘度１０ＣＳより低い場合には、揮発分が多く含まれているため、高温での使用に際してこれらがすぐ揮発してしまうために優れた効果を長時間発揮できない。また、粘度が１０，０００ＣＳよりも高いと、伸縮性が乏しくなるために、初期離型性が低下するが、経時的な離型性を確保するのが目的である為、１００，０００ＣＳまでであれば使用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、熱ローラの表面被覆層として、フェニルゴムかフロロゴムを使用し、且つ、官能基としてアミノ基を有するアミノ変性オイルをフェニルゴムローラやフロロゴムローラに内添することにより、トナーに対して、熱ローラの表面に優れた離型性を発揮でき、また、熱ローラの長寿命化も実現出来た。
【００２６】
また、熱ローラの表面被覆層としてジメチルシリコーンゴムをした場合でも、官能基としてアミノ基を有するアミノ変性オイルを内添することにより、トナー離型性が向上する為、ポンプからのオイル供給量を大幅に減らすことが可能となり、ランニングコストを低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱ローラの断面形状を示す。
【符号の説明】
１は熱ローラ、２は表面被服層、３は芯金（コア）である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to durability of a thermal rubber roller and toner releasability of an electrophotographic printing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a fixing device of an electrophotographic printing apparatus, a toner image formed on a sheet (electrostatic transfer) is heated and pressed by a heat roller and a pressure roller to be fixed on the sheet. In general, a release agent is applied to the surface of the heat roller to improve the releasability from an image.
[0003]
The surface coating layer of the heat roller is generally made of fluororesin or dimethyl silicone rubber (hereinafter, the surface coating layer made of fluororesin is made of a hard roller using dimethyl silicone rubber. Those are called soft rollers).
[0004]
In order to achieve high quality printing, it is necessary to flatten the toner and follow the unevenness of the paper. Here, since a hard roller has a hard surface and is difficult, a soft roller is conventionally used. However, since the soft roller greatly reduces the toner releasability with time as compared with the hard roller, it is necessary to supply the releasing agent with time via the application roller.
[0005]
Further, in the dimethyl silicone rubber of the coating layer of the soft roller, there are a large number of unreacted groups such as a methyl group CH3- and a vinyl group CH2 = CH-. Easily eroded and severely swells.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the fixing device of a conventional electrophotographic printing apparatus, dimethyl silicone rubber, which is the surface coating layer of the soft roller, has the best toner release property among rubbers, but swells on muscles with silicone oil supplied from a pump. However, there is a difference in gloss on the print line (hereinafter referred to as oil streaks), and mechanical strength such as tensile strength, elongation, and tear strength is significantly reduced due to heat and swelling due to silicone oil. A large number of ridges are generated on the surface of the heat roller due to the shearing force generated at the time of conveyance, which causes a problem that the life of the heat roller is short.
[0007]
Further, in order to perform high-speed printing of the electrophotographic printing apparatus, it is necessary to set the control temperature of the heat roller to a high temperature, and the above-described phenomenon becomes more apparent with a soft roller.
[0008]
Also, if the rubber material is changed from dimethyl silicone rubber to phenyl rubber or fluoro rubber to improve the mechanical strength of the soft roller, even if the amount of silicone oil applied from the pump is increased more than three times, A problem arises in that the paper is wound around the heat roller during printing (hereinafter referred to as a heat roller wrap) because toner releasability cannot be ensured.
[0009]
For the oil supply path from the oil tank to the heat roller, the oil in the oil tank is pumped up, transported to the oil port through a tube, supplied from the oil port to the application roller (felt roller), A configuration in which oil is supplied to the heat roller of the present invention from the related art is conventionally known (for example, see Patent Document 1). A heat source (not shown) (heater lamp or the like) is provided inside the heat roller, and the temperature is controlled by an external control device.
[0010]
Further, there is a type in which amino-modified oil is supplied as a release agent from the outside of a heat roller (for example, see Patent Document 2).
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-11-258945
[Patent Document 2]
JP-A-4-230784
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In a fixing device of an electrophotographic printing apparatus, the toner is heated and pressed by a heat roller and a pressure roller, and a releasing agent is gradually applied to the surface of the heat roller. And amino-modified oil containing at least two or more kinds of functional group-containing organopolysiloxane as a component is internally added to the rubber.
[0013]
The functional group-containing organopolysiloxane having at least two or more viscosities has a viscosity at 25 ° C. of 10 to 100,000 CS and a viscosity having a difference in each oil bleeding time. I do.
[0014]
Further, the rubber is characterized in that phenyl rubber or fluoro rubber is used.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As an embodiment of the present invention, an example in which a laser printer which is an electrophotographic printing apparatus with a printing speed of 229 PPM is used will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows a cross-sectional shape of the surface coating layer of the heat roller. 1 is a heat roller, 2 is a surface coating layer, 3 is a core.
[0017]
In the heat roller of the electrophotographic fixing device of the present invention, the heat roller coating layer is a 0.6 mm phenyl rubber, and the rubber roller has a functional group-containing organopolysiloxane having a viscosity of 100 CS and 10,000 CS at 25 ° C. as a main component. Was internally added (the oil was kneaded together in the process of making rubber). Note that the phenyl rubber may be a fluoro rubber. Phenyl rubber and fluoro rubber have better heat resistance, wear resistance and oil resistance than conventional dimethyl silicone rubber.
[0018]
As a result of confirming with an actual machine, initially, the low-viscosity amino-modified oil of 100 CS starts to bleed on the surface of the heat roller at around 190 ° C., which is the control temperature of the heat roller, to enhance the toner releasability, and to increase the toner offset band. It was 150 ° C. to 220 ° C. or higher, and it was confirmed that there was no problem in toner releasability.
[0019]
In addition, 10,000-density amino-modified oil having a different viscosity was also added to the aging, so that it gradually bleeds on the surface of the heat roller during the set service life of the heat roller, and the oil supplied from the pump is removed. The effect as a release agent also overlapped, and it was confirmed that there was no problem in toner release properties. In this embodiment, two types of amino-modified oils having different viscosities are internally added. However, the number of amino-modified oils is not limited to two but may be plural.
[0020]
The gloss (45 °) is about 1.5%, which is the same as that of the current product. Even when printing an image, high-quality printing with no graininess and no streaks can be realized.
[0021]
In addition, the problem of poor fixing due to advancing wear of the paper edge, which occurred when using dimethyl silicone rubber, was changed to phenyl rubber, which increases durability, so printing was about twice as much as when using dimethyl silicone rubber. The generation up to the number of pages could be prevented, and the life of the heat roller itself could be significantly improved.
[0022]
As another example, when a conventional dimethyl silicone rubber is used as the surface coating layer of the heat roller, the toner releasability is improved by internally adding an amino-modified oil having an amino group as a functional group. . As a result, the amount of oil supply from the oil tank can be greatly reduced, and running costs can be reduced.
[0023]
When a high-viscosity amino oil is internally added to phenyl rubber as in the present invention, the oil gradually bleeds to the roller surface along with the number of printed pages, which is effective in ensuring toner releasability.
[0024]
As the functional group-containing organopolysiloxane, those having a viscosity of 10 to 100,000 CS at 25 ° C can be used. When the viscosity is lower than 10 CS, a large amount of volatile components is contained, and when used at a high temperature, these components volatilize immediately, so that an excellent effect cannot be exhibited for a long time. On the other hand, if the viscosity is higher than 10,000 CS, the elasticity is poor, and the initial release property is lowered. However, since the purpose is to secure the release property over time, the viscosity is up to 100,000 CS. If available, it can be used.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, a phenyl rubber or a fluoro rubber is used as the surface coating layer of the heat roller, and an amino-modified oil having an amino group as a functional group is internally added to the phenyl rubber roller or the fluoro rubber roller, so that the toner is As a result, excellent releasability can be exhibited on the surface of the heat roller, and the service life of the heat roller can be extended.
[0026]
Further, even when dimethyl silicone rubber is used as the surface coating layer of the heat roller, the toner supply property is improved by internally adding an amino-modified oil having an amino group as a functional group. This can greatly reduce the running cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cross-sectional shape of a heat roller.
[Explanation of symbols]
1 is a heat roller, 2 is a surface coating layer, 3 is a core.
