JP2005016687A - Elastic roll, fixing device - Google Patents

Elastic roll, fixing device Download PDF

Info

Publication number
JP2005016687A
JP2005016687A JP2003185343A JP2003185343A JP2005016687A JP 2005016687 A JP2005016687 A JP 2005016687A JP 2003185343 A JP2003185343 A JP 2003185343A JP 2003185343 A JP2003185343 A JP 2003185343A JP 2005016687 A JP2005016687 A JP 2005016687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluororesin
elastic
layer
elastic roll
toner
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.)
Pending
Application number
JP2003185343A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Kimura
潤 木村
Yosuke Tsutsumi
洋介 堤
Kenji Nakatogawa
健司 中戸川
Keitarou Sonoguchi
慶太郎 薗口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2003185343A priority Critical patent/JP2005016687A/en
Publication of JP2005016687A publication Critical patent/JP2005016687A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly efficient elastic roll which is excellent in toner mold-releasing characteristics, which can be suppressed at manufacturing costs, and in which toner can be fixed by high quality. <P>SOLUTION: The elastic roll is manufactured by a coating method. A fluororesin containing at least one of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluromethyl ether, and a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether, is used as a fluororesin forming a fluororesin layer at the surface of the elastic roll. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯体と、弾性層と、フッ素樹脂層とをその順序で有する弾性ロール、および、そのような弾性ロールを備えた定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、記録シート上に載せられた未定着トナーを加熱によって溶融し、溶融したトナーを記録シートに押し付けて定着させることにより、記録シート上に画像を形成することが行われている。
【0003】
このような画像形成装置においては、通常、トナーを溶融するための加熱部と、溶融したトナーを記録シート上に押し付ける加圧部とが備えられており、これら加熱部と加圧部のうち少なくとも一方に、多くの場合、弾性ロールが使用される。このような目的で使用される弾性ロールは、高温、高圧力の厳しい条件下で、良好な搬送性、低永久変形性、高弾性、耐磨耗性、および良好なトナー離型性が要求される。この結果、このような用途に使用される弾性ロールとしては、芯体の周面に、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱性の高いゴムによって構成された弾性層が設けられ、さらにその弾性層の表面に、トナー離型性を有する、フッ素ゴムやフッ素樹脂等で構成された離型層が設けられた構造の弾性ロールが多く用いられている。近年では、トナーにワックスを添加することによって、オイルによるトナー剥離アシストを不要なものとした、いわゆるオイルレストナーが広く用いられており、弾性ロールの離型層を構成する材料として、このオイルレストナーに適したトナー離型性を有するフッ素樹脂が適用されている。このフッ素樹脂としては、その良加工性や耐摩耗性や柔軟性等から、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体、その中でも特に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロプロピルビニルエーテルの共重合体(以下、PFAと省略する)が主に用いられている。
【0004】
ところで、弾性ロールを製造する製造方法としては、離型層を形成する方法で分別すると、大きく分けて2つの方法が知られている。
【0005】
その第1の方法は、予めPFA等のフッ素樹脂がチューブ状に成型されたフッ素樹脂チューブ(離型層)を芯体の上に弾性層を設けたロールの表面に被覆して弾性ロールを成型する、いわゆるチューブ被覆法と呼ばれる方法である。近年、PFAよりも柔軟性に優れた、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルの共重合体(以下、MFAと省略する)や、テトラフルオロエチレンとパーフルオロエチルビニルエーテルの共重合体(以下、EFAと省略する)などの材料が提案されており(特許文献1参照)、これらMFAやEFAをフッ素樹脂チューブの材料として適用することによって、フッ素樹脂チューブを成型する際の加工性の向上が図られた成型方法が提案されている(特許文献2参照)。
【0006】
また、第2の方法は、予め芯体の上に弾性層を設けたロールの表面にPFA等のフッ素樹脂(離型層)を塗布し、さらに、フッ素樹脂を焼成して融解することによって、フッ素樹脂を被覆させる、いわゆるコーティング法と呼ばれる方法である。このコーティング法は、上記のチューブ被覆法とは異なり、専門メーカーで製造した高価なチューブを外部から購入する必要がなくなるため、製造コストが抑えられるという利点がある。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−20434号公報
【特許文献2】
特開平9−11362号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したコーティング法では、焼成が行われるものの、どうしても粒状のPFAが融け残り、離型層の表面に微妙な凹凸が生じてしまう。離型層の表面に凹凸が生じた弾性ロールを、前述の画像形成装置の、例えば定着側の弾性ロールとして使用すると、離型層がトナーと均一な圧力で接触しないために、トナーが記録シート上に定着されて形成される画像に、粒子状の斑点が生じてしまう画像ディフェクトや、グロス(光沢)のばらつきが生じてしまうという問題がある。しかし、その一方、表面の凹凸のために、離型層とトナーとの密着が弱くなり、トナーの離型性が向上するという利点がある。
【0009】
一方、上述したチューブ法によって製造された弾性ロールの離型層は、表面が鏡面加工されるために、画像ディフェクトやグロスのばらつき等の不具合が生じにくい。しかし、鏡面を有する離型層とトナーとの密着が強いため、コーティング法によって製造される弾性ロールよりもトナーの離型性が劣り、さらに、上述したように、専門メーカーで製造した高価なチューブを外部から購入する必要が生じる為、製造コストが高いという問題がある。
【0010】
本発明は、上記事情に鑑み、トナー離型性に優れ、製造コストが抑えられるとともに、画像形成装置等に適用したときに、高画質でトナーを定着することができる高性能の弾性ロール、および、そのような弾性ロールを備えた定着装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第1の弾性ロールは、
円筒形状の芯体と、
芯体の周面を覆う、管形状の弾性体からなる弾性層と、
弾性層の表面に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの共重合体、およびテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチルビニルエーテルとの共重合体のうち少なくとも一方を含む粒子状のフッ素樹脂がコーティングされてなるフッ素樹脂層とを備えたことを特徴とする。
【0012】
粒子状のフッ素樹脂を弾性層の表面にコーティングする、いわゆるコーティング法によって製造された弾性ロールは、焼成等によってフッ素樹脂が溶融されるものの、粒子がとけ残ってしまい、フッ素樹脂層の表面に微妙な凹凸を有する。したがって、PFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロプロピルビニルエーテルの共重合体)等のフッ素樹脂粒子がコーティングされた、従来の弾性ロールを備えた画像形成装置で画像を出力すると、フッ素樹脂層とフッ素樹脂層に載せられた未定着トナーとが均一に接触せず、未定着トナーが記録シートに押し付けられる際に力が均一にかからずに、画像ディフェクト等の不具合が生じる恐れがある。
【0013】
本発明の弾性ロールは、従来と同様のコーティング法によって製造されたものであるが、そのフッ素樹脂層の材料として、MFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの共重合体)、およびEFA(およびテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチルビニルエーテル)のうち少なくとも一方を含むフッ素樹脂を用いる。このMFAおよびEFAは、フッ素樹脂層を構成する材料として広く用いられているPFA等と比較して、柔軟性に優れている。本発明の弾性ロールを画像形成装置に適用すると、凹凸を有するフッ素樹脂層と未定着トナーとが均一に接触していなくても、未定着トナーが記録シートに押し付けられる際にその凹凸がつぶされるため、画像ディフェクト等の不具合を解消することができ、高画質な画像を形成することができる。また、このようなコーティング法で製造された弾性ロールは、フッ素樹脂層とトナーとの密着力が弱いため、トナー離型性に優れ、さらに、専門メーカーで製造した高価なチューブを外部から購入する必要が生じない為、製造コストを抑えることができる。
【0014】
また、本発明の弾性ロールにおいて、上記のフッ素樹脂層が、WCAが0.6μm以下のうねりを表面に有するもの、もしくはRaが0.1μm以上0.4μm以下の表面粗さを有するものであることが好適である。
【0015】
通常、コーティング法によって形成された弾性ロールのフッ素樹脂層は、表面にうねりや表面粗さが生じている。上記のように、MFAやEFAを用いても、フッ素樹脂層が、WCAが0.6μmより大きいうねりや、Raが0.4μmより大きい表面粗さを有するものである場合には、未定着トナーが記録シートに押し付けられる際に、フッ素樹脂層の凹凸がつぶれきれず、画像ディフェクト等の不具合が生じてしまう。逆に、フッ素樹脂層が、Raが0.1μmよりも小さい表面粗さを有するものである場合には、従来のチューブ法で作成された弾性ロールと同様に、表面がなめらかであるため、トナーの離型性が低下する。したがって、WCAが0.6μm以下、もしくはRaが0.1μm以上0.4μm以下の表面粗さを有するフッ素樹脂層を形成することにより、トナーの離型性、および出力される画像の画質を向上させることができる。
【0016】
また、本発明の弾性ロールにおいて、上記のフッ素樹脂層は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの共重合体、およびテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチルビニルエーテルとの共重合体のうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含むフッ素樹脂がコーティングされてなるものであることが好ましい。
【0017】
MFAおよびEFAの合計の重量分率が50%よりも小さいフッ素樹脂を用いると、十分な柔軟性が得られず、PFAを使用したときと同様に、画像ディフェクト等の不具合を解消することができない。したがって、MFAおよびEFAの合計の重量分率が50%以上であることが好ましい。
【0018】
さらに、本発明の定着装置は、上記のような弾性ロールを備え、電子写真の定着に用いられるものであることを特徴とする。
【0019】
このような定着装置を画像形成装置に適用することで、高画質でトナーを定着することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0021】
図1は、本発明の弾性ロールの一実施形態が適用された加熱定着装置を模式的に示す断面図である。
【0022】
この加熱定着装置は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に備えられ、未定着トナーを加熱して溶融させるとともに、溶融させたトナーを記録シート上に定着させる装置である。
【0023】
図1には、加熱定着装置100と、表面に未定着のトナー像が形成された記録シートSが示されている。
【0024】
加熱定着装置100は、記録シートSに載った未定着トナーS1を、加熱によって溶融する加熱部110と、溶融した未定着トナーS1を記録シートS上に押しつける加圧部120とを備えている。
【0025】
加熱部110は、円筒形状の弾性ロール200の内部に、熱源111を備えている。この弾性ロール200は、本発明の弾性ロールの一実施形態である。また、加圧部120は、弾性樹脂からなるベルト121と、ベルト121を加熱部110に向けて内側から押圧する圧力パッド122と、圧力パッド122を支持する支持部材123とを備えている。
【0026】
ベルト121は、圧力パッド122によって加熱部110の弾性ロール200に圧接されており、弾性ロール200が、図示しないモータにより図中の矢印A方向に回転すると、ベルト121は、弾性ロール200に追随して矢印B方向に回転移動する。その結果、図示しない搬送経路の上流側から搬送されてきた記録シートSが、弾性ロール200と加圧部120のベルト121との間を通って下流側に搬送される。記録シートSが、弾性ロール200と加圧部120のベルト121との間を通過する際に、熱源111によって、記録シートS上の未定着のトナーS1が加熱されて溶融される。このとき、記録シートSは、圧力パッド122によってベルト121越しに弾性ロール200に押し付けられており、溶融後のトナーS1が記録シートSに押し付けられ、トナー像が記録シートS上に定着される。
【0027】
図2は、図1に示す弾性ロールの断面図である。
【0028】
図2の(A)には、弾性ロール200の断面図が示されており、図2の(B)には、(A)において破線で囲まれた断面Pの拡大図が示されている。
【0029】
弾性ロール200は、円筒形状の芯体210の周面に、弾性層220とフッ素樹脂層230とをその順序で有する層構造になっている。この芯体210は、本発明にいう芯体の一例に相当し、弾性層220は、本発明にいう弾性層の一例にあたる。さらに、フッ素樹脂層230は、本発明にいうフッ素樹脂層の一例に相当する。芯体210の周面と弾性層220との間には、接着剤241が介在し、この接着剤240が弾性層220と芯体210とを相互に接着させており、同様に、弾性層220とフッ素樹脂層230との間に介在する接着剤242が、弾性層220とフッ素樹脂層230とを相互に接着させている。
【0030】
ここで、この図1および図2に示す弾性ロール200における、本発明の一実施形態としての特徴は、フッ素樹脂層230を構成している材料、および、弾性ロール200の製造方法に起因するフッ素樹脂層230の構造にある。以下では、まず、弾性ロールの製造方法について説明する。
【0031】
図3は、弾性ロールの製造方法を示す図である。
【0032】
図3に示す弾性ロール製造方法は、芯体形成過程(ステップS10)と、弾性体形成過程(ステップS20)と、挿入過程(ステップS30)と、加熱接着過程(ステップS40)と、フッ素樹脂層形成過程(ステップS50)とからなり、フッ素樹脂層形成過程におけるフッ素樹脂層の形成方法は、従来から「コーティング法」として広範に知られているものである。
【0033】
芯体形成過程(ステップS10)は、図2にも示す芯体210を形成する過程である。芯体210は、アルミニウムで構成され、この芯体形成過程では、アルミニウムが円筒形状に成型されて、芯体210が形成される。
【0034】
弾性体形成過程(ステップS20)は、図2にも示す弾性層220を形成する過程である。この弾性体形成過程では、弾性体が管形状に成型されて、弾性層220が形成される。この弾性層220を構成する弾性体は、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムであるとともに、弾性体のゴム硬度が50°(JIS−A)以下であることが好ましく、かつ、弾性層220の厚みが0.3mm〜3.00mmになるように形成されることが好ましい。シリコーンゴムまたはフッ素ゴムを用いることで、弾性層の耐久性を向上させることができ、前述のような厚みを持たせることで、弾性層の効果によって高画質の定着画像を得ることができる。
【0035】
ここで、芯体形成過程(ステップS10)と弾性体形成過程(ステップS20)とは、それぞれ個別に実施されるものであり、どちらの過程を先に実施してもよい。
【0036】
次に、挿入過程(ステップS30)を実施する。
【0037】
挿入過程(ステップS30)では、まず、芯体形成過程(ステップS10)で作成された芯体210の周面に、熱硬化型の接着剤241が塗布され、接着剤241が塗布された芯体210が、弾性体形成過程(ステップS20)で作成された弾性層220に挿入される。以下の説明では、この弾性層220に芯体210が挿入されたものをロール体と称する。
【0038】
次に、加熱接着過程(ステップS40)を実施する。
【0039】
加熱接着過程(ステップS40)では、挿入過程(ステップS30)で作成されたロール体201を循環式オーブン300で加熱することにより、接着剤241を熱硬化させる。その結果、芯体210と管状弾性体220とが相互に接着される。
【0040】
最後に、ロール体201の周面にフッ素樹脂層230を形成するフッ素樹脂層形成過程(ステップS50)を実施する。
【0041】
フッ素樹脂層形成過程(ステップS50)では、ロール体201の周面に、図示しないスプレーコート装置で接着剤242を塗布して風乾させた後に、その上にスプレーコート装置で、均一に、粒子状のフッ素樹脂が含まれたディスパージョンを塗布する。さらにディスパージョンが塗布されたロール体201を風乾させ、ロール体201を循環式オーブン300で焼成することによって、粒子状のフッ素樹脂を溶融し、フッ素樹脂層230を形成する。本実施形態においては、フッ素樹脂層形成過程で、フッ素樹脂粒子がコーティングされることによってフッ素樹脂層230が形成されるため、専門メーカーで製造した高価なチューブを外部から購入する必要が生じない為、製造コストを抑えることができる。
【0042】
ここで、フッ素樹脂層230を構成するフッ素樹脂は、上述したMFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含んでいる。フッ素樹脂として、MFAやEFAを用いることによって、フッ素樹脂層230の柔軟性が向上する。尚、このフッ素樹脂は、MFAやEFAに加えて、PFA等を含むものであってもよい。
【0043】
また、このフッ素樹脂層230は、その厚みが10μm〜40μmになるように形成されることが好ましい。このようにフッ素樹脂層を形成することにより、弾性ロールとしての性能と耐久性を両立させることができる。
【0044】
図4は、図3に示すフッ素樹脂層形成過程で形成されるフッ素樹脂層を示す図である。
【0045】
図3に示すようなコーティング法によって形成されたフッ素樹脂層230の表面には、うねり231と凹凸232が生じている。通常、図3のフッ素樹脂層形成過程で用いられるディスパージョンには、ロール体201に塗布する際のひび割れを防止するため、大小異なる大きさのフッ素樹脂粒子が混在している。このフッ素樹脂粒子の大きさの違いにより、図4に示すようなうねり231が生じる。また、図3のフッ素樹脂層形成過程において、フッ素樹脂粒子を焼成して溶融しているものの、とけ残ったフッ素樹脂粒子が、フッ素樹脂層230の表面に凹凸232を生じさせる。
【0046】
ここで、うねり231は、WCAが0.6μm以下であり、凹凸232によってなるフッ素樹脂層230の表面粗さは、Raが0.1μm以上0.4μm以下になるように形成されている。フッ素樹脂層230が、表面に適度なうねりと表面粗さを有することにより、トナーの離型性を向上させることができる。さらに、フッ素樹脂層230は、柔軟性に優れたMFAやEFAで構成されており、上記程度のうねりや表面粗さであれば、トナーを記録シートに押し付ける際にそれらがつぶれるため、画像ディフェクト等の不具合を抑えることができる。したがって、このような弾性ロール200を、図1に示す加熱定着装置100の加熱部110として採用することによって、未定着のトナー像S1を記録シートSに高画質で定着させることができる。
【0047】
以上で、本発明の弾性ロールの一実施形態と、その弾性ロールを用いた加熱定着装置の説明を終了する。
【0048】
ここで、上記では、従来のコーティング法によって作成された弾性ロールについて説明したが、本発明における弾性ロールは、フッ素樹脂がコーティングされて形成されたフッ素樹脂層を表面に有するものであればよく、芯体および弾性層の製造方法については、上記のような方法に限らない。
【0049】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0050】
まず、本発明の実施例として、弾性ロール200のフッ素樹脂層230の、材料、材料の配分比、形成方法、表面粗さ、およびうねりを、それぞれ本発明に規定する範囲内で変えた5種類の実施例を挙げる。
【0051】
次に、上述の実施例に対する比較例として、上記の材料、材料の配分比、形成方法、表面粗さ、およびうねりのうちのいずれか一つをそれぞれ本発明に規定する範囲から外した5種類の比較例を挙げる。
【0052】
図5は、前述の実施例および比較例、さらに、それらに対する評価結果を示す表である。
【0053】
図5に示す表には、実施例1から実施例5、比較例1から比較例5、さらにそれぞれの結果が示されている。
【0054】
ここで、図3に示すコーティング法が適用される、実施例1から実施例5、および比較例4以外の比較例では、アルミニウム製の芯体の周面に、硬化後の硬度が35°(JIS−A)となる付加反応型のシリコーンゴム製で、φ20,厚み0.75mmの弾性層が形成されたロール体が共通して用いられ、このようなロール体の表面に、厚さが25μm〜30μmになるようにフッ素樹脂層がコーティングされる。
【0055】
また、チューブ法が適用される比較例4においては、コーティング法が適用される他の実施例および比較例に合わせて、アルミニウム製の芯体と、厚さが30μmのフッ素樹脂チューブとの間に、硬化後の硬度が35°(JIS−A)となる付加反応型のシリコーンゴムで、φ20,厚み0.75mmの弾性層が形成される。
【0056】
(実施例1)
実施例1は、図3に示すコーティング法に従い、EFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.1μm、うねりがWCAで0.5μmとなるように形成されたフッ素樹脂層を有する弾性ロールである。
【0057】
ここで、本発明にいう「粒状のフッ素樹脂をコーティングする」という、フッ素樹脂層の形成方法は、本実施例に適用された、いわゆるコーティング法を表わしている。
【0058】
また、上記のEFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂は、本発明にいう、「MFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含む」という数値規定ぎりぎりを、EFAを用いて満たしたフッ素樹脂である。
【0059】
また、上記の表面粗さ(Raで0.1μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定の下限ぎりぎりを満足する表面粗さである。
【0060】
さらに、上記のうねり(WCAで0.5μm)は、本発明にいう、WCAで0.6μm以下という数値規定を満足するうねりである。
【0061】
(実施例2)
実施例2は、実施例1と同様にコーティング法に従い、MFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.4μm、うねりがWCAで0.6μmとなるように形成されたフッ素樹脂層を有する弾性ロールである。
【0062】
上記のMFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂は、本発明にいう、「MFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含む」という数値規定ぎりぎりを、MFAを用いて満たしたフッ素樹脂である。
【0063】
また、上記の表面粗さ(Raで0.4μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定の上限ぎりぎりを満足する表面粗さである。
【0064】
さらに、上記のうねり(WCAで0.6μm)は、本発明にいう、WCAで0.6μm以下という数値規定ぎりぎりを満足するうねりである。
【0065】
(実施例3)
実施例3は、実施例1から実施例2と同様にコーティング法に従い、EFAが25重量%、MFAが25重量%、PFAが50重量%の配合で含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.3μm、うねりがWCAで0.5μmとなるように形成されたフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0066】
また、上記のEFAが25重量%、MFAが25重量%、PFAが50重量%の配合で含まれたフッ素樹脂は、本発明にいう、「MFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含む」という数値規定ぎりぎりを、EFAおよびMFAを用いて満たしたフッ素樹脂である。
【0067】
また、上記の表面粗さ(Raで0.3μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定を満足する表面粗さである。
【0068】
さらに、上記のうねり(WCAで0.5μm)は、本発明にいう、WCAで0.6μm以下という数値規定を満足するうねりである。
【0069】
(実施例4)
実施例4は、実施例1から実施例3と同様にコーティング法に従い、EFAが60重量%、PFAが40重量%の配合で含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.3μm、うねりがWCAで0.5μmとなるように形成されたフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0070】
また、上記のEFAが60重量%、PFAが40重量%の配合で含まれたフッ素樹脂は、本発明にいう、「MFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含む」という数値規定を、FEAを用いて満たしたフッ素樹脂である。
【0071】
また、上記の表面粗さ(Raで0.3μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定を満足する表面粗さである。
【0072】
さらに、上記のうねり(WCAで0.5μm)は、本発明にいう、WCAで0.6μm以下という数値規定を満足するうねりである。
【0073】
(実施例5)
実施例5は、実施例1から実施例4と同様にコーティング法に従い、EFAが20重量%、MFAが40重量%、PFAが40重量%の配合で含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.3μm、うねりがWCAで0.5μmとなるように形成されたフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0074】
また、上記のEFAが20重量%、MFAが40重量%、PFAが40重量%の配合で含まれたフッ素樹脂は、本発明にいう、「MFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含む」という数値規定を、EFAおよびMFAを用いて満たすフッ素樹脂である。
【0075】
また、上記の表面粗さ(Raで0.3μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定を満足する表面粗さである。
【0076】
さらに、上記のうねり(WCAで0.5μm)は、本発明にいう、WCAで0.6μm以下という数値規定を満足するうねりである。
【0077】
(比較例1)
比較例1は、実施例1から実施例5と同様にコーティング法に従い、EFAが40重量%、PFAが60重量%の配合で含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.3μm、うねりがWCAで0.5μmとなるように形成されたフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0078】
この比較例1におけるEFAの配合量は、本発明にいう、「MFA、あるいはEFAのうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含む」という数値規定に対して下方にずれた配合量である。
【0079】
(比較例2)
比較例2は、コーティング法ではなくチューブ法に従い、EFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂を用いて形成され、その結果、表面粗さがRaで0.04μm、うねりがWCAで0.1μmとなったフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0080】
この比較例2の弾性ロールは、チューブ法で製造されており、これは、「粒状のフッ素樹脂をコーティングする」という、フッ素樹脂層の形成方法を満たしていない。さらに、チューブ法によって形成されたフッ素樹脂層は鏡面であるため、表面粗さがRaで0.04μmとなり、これは、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定に対して下方にずれた表面粗さである。
【0081】
(比較例3)
比較例3は、実施例1から実施例5と同様にコーティングに従い、EFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.5μm、うねりがWCAで0.6μmとなるように形成したフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0082】
この比較例3における表面粗さ(Raで0.5μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定に対して上方にずれた表面粗さである。
【0083】
(比較例4)
比較例4は、実施例1から実施例5と同様にコーティング法に従い、EFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂を用いてフッ素樹脂層が形成された後に、表面粗さがRaで0.05μm、うねりがWCAで0.5μmとなるように、フッ素樹脂層が研磨された弾性ロールである。
【0084】
この比較例3における表面粗さ(Raで0.05μm)は、本発明にいう、Raで0.1μm以上0.4μm以下という数値規定に対して下方にずれた表面粗さである。
【0085】
(比較例5)
比較例5は、実施例1から実施例5と同様にコーティング法に従い、MFAとPFAとが50重量%ずつ含まれたフッ素樹脂を用いて、表面粗さがRaで0.4μm、うねりがWCAで0.7μmとなるように形成されたフッ素樹脂層230を有する弾性ロールである。
【0086】
この比較例3におけるうねり(WCAで0.7μm)は、本発明にいう、WCAで0.6μm以下という数値規定に対して上方にずれたうねりである。
【0087】
次に、これらの実施例および比較例に対する評価結果について説明する。
【0088】
(評価結果)
ここでは、上述の実施例および比較例の弾性ロールをそれぞれ製造し、各弾性ロールを市販のレーザープリンタに実装して、同一定着条件でベタ画像の出力を行ない、その画像の画質試験と、トナーの定着試験とが実施された。
【0089】
まず、上述の実施例1から実施例5の弾性ロールに対する評価結果について説明する。これらの実施例の弾性ロールに対する上記の画質試験では、全ての弾性ロールに対して、出力された画像に画像ディフェクトやグロスのばらつきは生じておらず、画像の画質は良好であると評価された。また、トナーの定着試験においては、全ての弾性ロールに対して、フッ素樹脂層における定着温度が210℃以上になっても、トナーがフッ素樹脂層から剥離され、良好なトナー離型性を有すると評価された。
【0090】
次に、上述の比較例1から比較例5の弾性ロールに対する評価結果について説明する。
【0091】
まず、上記の画質試験に対する評価結果について説明する。
【0092】
この画質試験で上記の実施例と同様の良好な評価結果が得られたのは、比較例2および比較例4の弾性ロールであった。比較例1、比較例3、および比較例5の弾性ロールについては、いずれも、出力された画像に画像ディフェクトが生じており、画質が不良であると評価された。
【0093】
比較例1は、フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂の「EFA、MFAの材料配合比」が下方にずれており、フッ素樹脂の柔軟性が不十分であることがわかる。実施例1(EFAが50重量%)においては、良好な評価が得られており、このことから、「MFA、EFAの材料配合比」は、重量分率で50%以上含むという配合比が適当であることが確認された。
【0094】
また、比較例3は、表面粗さが数値規定よりも上方にずれており、フッ素樹脂層の表面が粗すぎることがわかる。実施例2(表面粗さがRaで0.4μm)では、良好な評価が得られており、このことから、「表面粗さ」における、Raで0.4μm以下という数値規定が適当であることが確認された。
【0095】
また、比較例5は、うねりが数値規定よりも上方にずれており、フッ素樹脂層の表面のうねりが大きすぎることがわかる。実施例2(うねりがWCAで0.6μm)においては、良好な評価が得られており、このことから、「うねり」における、WCAで0.6μm以下という数値規定が適当であることが確認された。
【0096】
次に、上記のトナーの定着試験に対する評価結果について説明する。
【0097】
この画質試験で上記の実施例と同様の良好な評価結果が得られたのは、比較例1、比較例3、および比較例5の弾性ロールであった。比較例2、および比較例4の弾性ロールについては、いずれも、フッ素樹脂層における定着温度が200℃のときに、トナーがフッ素樹脂層から剥離されずに弾性ロールに巻きつき、トナー離型性が不良であると評価された。
【0098】
比較例2は、チューブ法で製造されており、フッ素樹脂層の形成規定を満たしていない。コーティング法が適用された実施例1から実施例5では、良好な評価が得られており、このことから、フッ素樹脂層を形成する方法としては、コーティング法が適当であることが確認された。
【0099】
また、比較例4は、コーティング法で製造されているものの、表面が研磨されて、表面粗さが数値規定よりも下方にずれており、フッ素樹脂層の表面がなめらかることがわかる。実施例1(表面粗さがRaで0.1μm)では、良好な評価が得られており、このことから、「表面粗さ」における、Raで0.1μm以上という数値規定が適当であることが確認された。
【0100】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の弾性ロール、および定着装置によれば、トナー離型性を保ちつつ、製造コストが抑えられるとともに、画像形成装置等に適用したときに、高画質でトナーを定着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の弾性ロールの一実施形態が適用された加熱定着装置を模式的に示す断面図である。
【図2】図1に示す弾性ロールの断面図である。
【図3】本発明の製造方法の一例を示す図である。
【図4】図4に示す弾性体形成過程における押し出し成形を模式的に示す図である。
【図5】実施例とともに比較例を示す表である。
【符号の説明】
100 加熱定着装置
110 加熱部
111 熱源
120 加圧部
121 ベルト
122 圧力パッド
123 支持部材
210 芯体
220 弾性層
230 フッ素樹脂層
231 うねり
232 凹凸
241 接着剤
242 接着剤
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an elastic roll having a core, an elastic layer, and a fluororesin layer in that order, and a fixing device including such an elastic roll.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles, unfixed toner placed on a recording sheet is melted by heating, and the molten toner is pressed against the recording sheet to be fixed. An image is formed on the screen.
[0003]
In such an image forming apparatus, usually, a heating unit for melting the toner and a pressure unit for pressing the melted toner onto the recording sheet are provided, and at least of the heating unit and the pressure unit. On the other hand, elastic rolls are often used. Elastic rolls used for such purposes require good transportability, low permanent deformation, high elasticity, wear resistance, and good toner release properties under severe conditions of high temperature and high pressure. The As a result, as an elastic roll used for such an application, an elastic layer made of high heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluororubber is provided on the peripheral surface of the core body. An elastic roll having a structure in which a release layer composed of fluororubber or fluororesin having toner releasability is provided on the surface is used. In recent years, so-called oil-less toners that do not require toner-releasing assistance by adding wax to the toner have been widely used, and this oil-less toner is used as a material for the release layer of the elastic roll. A fluororesin having toner releasability suitable for toner is applied. As this fluororesin, a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether, particularly a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoropropyl vinyl ether (particularly a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoropropyl vinyl ether ( Hereinafter, the abbreviation PFA) is mainly used.
[0004]
By the way, as a manufacturing method for manufacturing an elastic roll, two methods are known when roughly classified by a method of forming a release layer.
[0005]
In the first method, an elastic roll is formed by covering a surface of a roll provided with an elastic layer on a core body with a fluororesin tube (release layer) in which a fluororesin such as PFA is formed in a tube shape in advance. This is a so-called tube coating method. In recent years, a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether (hereinafter abbreviated as MFA), a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether (hereinafter referred to as EFA), which is more flexible than PFA. (Refer to Patent Document 1), and by applying these MFA and EFA as the material of the fluororesin tube, the workability when molding the fluororesin tube was improved. A molding method has been proposed (see Patent Document 2).
[0006]
Further, the second method is to apply a fluororesin (release layer) such as PFA on the surface of a roll in which an elastic layer is previously provided on the core, and further, by firing and melting the fluororesin, This is a so-called coating method in which a fluororesin is coated. Unlike the above-described tube coating method, this coating method has the advantage that the manufacturing cost can be reduced because it is not necessary to purchase an expensive tube manufactured by a specialized manufacturer from the outside.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-20434 A
[Patent Document 2]
JP-A-9-11362
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned coating method, although baking is performed, granular PFA is inevitably left unmelted and fine unevenness is generated on the surface of the release layer. When an elastic roll having irregularities on the surface of the release layer is used as an elastic roll on the fixing side of the above-described image forming apparatus, for example, the release layer does not come into contact with the toner with a uniform pressure. There is a problem that an image defect in which particle-like spots are generated and a variation in gloss (gloss) occur in an image formed by being fixed thereon. However, on the other hand, due to the unevenness of the surface, there is an advantage that the adhesion between the release layer and the toner becomes weak, and the release property of the toner is improved.
[0009]
On the other hand, since the release layer of the elastic roll manufactured by the tube method described above is mirror-finished, defects such as image defects and gloss variations are less likely to occur. However, since the adhesion between the release layer having a mirror surface and the toner is strong, the release property of the toner is inferior to that of an elastic roll manufactured by a coating method, and as described above, an expensive tube manufactured by a specialized manufacturer. There is a problem that the manufacturing cost is high.
[0010]
In view of the above circumstances, the present invention provides a high-performance elastic roll that is excellent in toner releasability, can be manufactured at a low cost, and can fix toner with high image quality when applied to an image forming apparatus, etc. An object of the present invention is to provide a fixing device provided with such an elastic roll.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The first elastic roll of the present invention that achieves the above object is
A cylindrical core,
An elastic layer made of a tubular elastic body covering the peripheral surface of the core body;
The surface of the elastic layer is coated with a particulate fluororesin containing at least one of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether and a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether. A fluororesin layer is provided.
[0012]
An elastic roll manufactured by a so-called coating method, which coats the surface of the elastic layer with particulate fluororesin, melts the fluororesin by firing, etc., but the particles remain undissolved and the surface of the fluororesin layer is subtly Have irregularities. Accordingly, when an image is output by an image forming apparatus having a conventional elastic roll coated with fluororesin particles such as PFA (a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoropropyl vinyl ether), the fluororesin layer and the fluororesin layer If the unfixed toner placed on the sheet does not come into uniform contact with the recording sheet and the unfixed toner is pressed against the recording sheet, the force is not uniformly applied, and there is a possibility that a defect such as an image defect may occur.
[0013]
The elastic roll of the present invention is manufactured by a coating method similar to the conventional one, but as a material of the fluororesin layer, MFA (a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether), and EFA ( And a fluororesin containing at least one of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether). The MFA and EFA are superior in flexibility as compared with PFA and the like widely used as a material constituting the fluororesin layer. When the elastic roll of the present invention is applied to an image forming apparatus, the unevenness is crushed when the unfixed toner is pressed against the recording sheet even if the fluororesin layer having the unevenness and the unfixed toner are not in uniform contact. Therefore, problems such as image defects can be solved, and a high-quality image can be formed. In addition, the elastic roll manufactured by such a coating method has excellent toner releasability because the adhesion between the fluororesin layer and the toner is weak, and furthermore, an expensive tube manufactured by a specialized manufacturer is purchased from the outside. Since there is no need, the manufacturing cost can be reduced.
[0014]
Moreover, in the elastic roll of the present invention, the above-mentioned fluororesin layer has a surface with a swell of WCA of 0.6 μm or less, or a surface roughness of Ra of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less. Is preferred.
[0015]
Usually, the surface of a fluororesin layer of an elastic roll formed by a coating method has waviness and surface roughness. As described above, even if MFA or EFA is used, if the fluororesin layer has a waviness of WCA greater than 0.6 μm or a surface roughness of Ra greater than 0.4 μm, unfixed toner When the film is pressed against the recording sheet, the unevenness of the fluororesin layer cannot be crushed, resulting in problems such as image defects. On the contrary, when the fluororesin layer has a surface roughness Ra of less than 0.1 μm, the surface is smooth like the elastic roll made by the conventional tube method. The releasability of is reduced. Therefore, by forming a fluororesin layer having a surface roughness of WCA of 0.6 μm or less or Ra of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less, the releasability of toner and the image quality of the output image are improved. Can be made.
[0016]
Further, in the elastic roll of the present invention, the fluororesin layer includes at least one of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether, and a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether. It is preferable that a fluororesin containing 50% or more of the total weight fraction is coated.
[0017]
If a fluororesin having a total weight fraction of MFA and EFA of less than 50% is used, sufficient flexibility cannot be obtained, and defects such as image defects cannot be resolved as in the case of using PFA. . Therefore, the total weight fraction of MFA and EFA is preferably 50% or more.
[0018]
Furthermore, the fixing device of the present invention includes the elastic roll as described above, and is used for fixing electrophotography.
[0019]
By applying such a fixing device to the image forming apparatus, the toner can be fixed with high image quality.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0021]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a heat fixing apparatus to which an embodiment of the elastic roll of the present invention is applied.
[0022]
This heat fixing device is provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and heats and melts unfixed toner and fixes the melted toner on a recording sheet.
[0023]
FIG. 1 shows a heat fixing device 100 and a recording sheet S on which an unfixed toner image is formed on the surface.
[0024]
The heat fixing device 100 includes a heating unit 110 that melts the unfixed toner S1 placed on the recording sheet S by heating, and a pressure unit 120 that presses the melted unfixed toner S1 onto the recording sheet S.
[0025]
The heating unit 110 includes a heat source 111 inside a cylindrical elastic roll 200. This elastic roll 200 is an embodiment of the elastic roll of the present invention. The pressure unit 120 includes a belt 121 made of an elastic resin, a pressure pad 122 that presses the belt 121 from the inside toward the heating unit 110, and a support member 123 that supports the pressure pad 122.
[0026]
The belt 121 is pressed against the elastic roll 200 of the heating unit 110 by the pressure pad 122. When the elastic roll 200 is rotated in the direction of arrow A in the drawing by a motor (not shown), the belt 121 follows the elastic roll 200. To rotate in the direction of arrow B. As a result, the recording sheet S conveyed from the upstream side of the conveyance path (not shown) passes between the elastic roll 200 and the belt 121 of the pressure unit 120 and is conveyed downstream. When the recording sheet S passes between the elastic roll 200 and the belt 121 of the pressure unit 120, the unfixed toner S1 on the recording sheet S is heated and melted by the heat source 111. At this time, the recording sheet S is pressed against the elastic roll 200 over the belt 121 by the pressure pad 122, the melted toner S <b> 1 is pressed against the recording sheet S, and the toner image is fixed on the recording sheet S.
[0027]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the elastic roll shown in FIG.
[0028]
2A shows a cross-sectional view of the elastic roll 200, and FIG. 2B shows an enlarged view of the cross section P surrounded by a broken line in FIG.
[0029]
The elastic roll 200 has a layer structure having an elastic layer 220 and a fluororesin layer 230 in that order on the peripheral surface of a cylindrical core 210. The core body 210 corresponds to an example of a core body according to the present invention, and the elastic layer 220 corresponds to an example of an elastic layer according to the present invention. Furthermore, the fluororesin layer 230 corresponds to an example of the fluororesin layer referred to in the present invention. An adhesive 241 is interposed between the peripheral surface of the core body 210 and the elastic layer 220, and the adhesive 240 bonds the elastic layer 220 and the core body 210 to each other. An adhesive 242 interposed between the elastic layer 220 and the fluororesin layer 230 adheres the elastic layer 220 and the fluororesin layer 230 to each other.
[0030]
Here, in the elastic roll 200 shown in FIG. 1 and FIG. 2, a feature as one embodiment of the present invention is that the material constituting the fluororesin layer 230 and the fluorine resulting from the method of manufacturing the elastic roll 200 The resin layer 230 has a structure. Below, the manufacturing method of an elastic roll is demonstrated first.
[0031]
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for producing an elastic roll.
[0032]
The elastic roll manufacturing method shown in FIG. 3 includes a core body forming process (step S10), an elastic body forming process (step S20), an insertion process (step S30), a heat bonding process (step S40), and a fluororesin layer. The formation method (step S50) and the formation method of the fluororesin layer in the fluororesin layer formation process are conventionally widely known as “coating methods”.
[0033]
The core body forming process (step S10) is a process of forming the core body 210 also shown in FIG. The core body 210 is made of aluminum, and in the core body forming process, aluminum is molded into a cylindrical shape, and the core body 210 is formed.
[0034]
The elastic body forming process (step S20) is a process of forming the elastic layer 220 also shown in FIG. In this elastic body forming process, the elastic body is formed into a tubular shape, and the elastic layer 220 is formed. The elastic body constituting the elastic layer 220 is preferably silicone rubber or fluororubber, the elastic body preferably has a rubber hardness of 50 ° (JIS-A) or less, and the elastic layer 220 has a thickness of 0.00. It is preferably formed to be 3 mm to 3.00 mm. By using silicone rubber or fluororubber, the durability of the elastic layer can be improved, and by providing the thickness as described above, a high-quality fixed image can be obtained by the effect of the elastic layer.
[0035]
Here, the core forming process (step S10) and the elastic body forming process (step S20) are individually performed, and either process may be performed first.
[0036]
Next, an insertion process (step S30) is performed.
[0037]
In the insertion process (step S30), first, a core body to which the thermosetting adhesive 241 is applied and the adhesive 241 is applied to the peripheral surface of the core body 210 created in the core body formation process (step S10). 210 is inserted into the elastic layer 220 created in the elastic body formation process (step S20). In the following description, a structure in which the core body 210 is inserted into the elastic layer 220 is referred to as a roll body.
[0038]
Next, a heat bonding process (step S40) is performed.
[0039]
In the heating and bonding process (step S40), the adhesive 241 is thermally cured by heating the roll body 201 created in the insertion process (step S30) in the circulation oven 300. As a result, the core body 210 and the tubular elastic body 220 are bonded to each other.
[0040]
Finally, a fluororesin layer forming process (step S50) for forming the fluororesin layer 230 on the peripheral surface of the roll body 201 is performed.
[0041]
In the fluororesin layer forming process (step S50), the adhesive 242 is applied to the peripheral surface of the roll body 201 by a spray coater (not shown) and air-dried, and then uniformly and particulately by a spray coater thereon. A dispersion containing a fluororesin is applied. Further, the roll body 201 coated with the dispersion is air-dried, and the roll body 201 is baked in the circulation oven 300 to melt the particulate fluororesin and form the fluororesin layer 230. In this embodiment, since the fluororesin layer 230 is formed by coating the fluororesin particles in the fluororesin layer formation process, it is not necessary to purchase an expensive tube manufactured by a specialized manufacturer from the outside. Manufacturing costs can be reduced.
[0042]
Here, the fluororesin constituting the fluororesin layer 230 includes at least one of the above-described MFA or EFA in a total weight fraction of 50% or more. By using MFA or EFA as the fluororesin, the flexibility of the fluororesin layer 230 is improved. This fluororesin may contain PFA or the like in addition to MFA or EFA.
[0043]
Moreover, it is preferable that this fluororesin layer 230 is formed so that the thickness may be 10 micrometers-40 micrometers. By forming the fluororesin layer in this way, it is possible to achieve both performance and durability as an elastic roll.
[0044]
FIG. 4 is a view showing a fluororesin layer formed in the fluororesin layer forming process shown in FIG.
[0045]
Waviness 231 and unevenness 232 are generated on the surface of the fluororesin layer 230 formed by the coating method as shown in FIG. Usually, the dispersion used in the fluororesin layer forming process of FIG. 3 contains fluororesin particles of different sizes in order to prevent cracking when applied to the roll body 201. Due to the difference in the size of the fluororesin particles, waviness 231 as shown in FIG. 4 occurs. Further, in the process of forming the fluororesin layer in FIG. 3, although the fluororesin particles are baked and melted, the remaining fluororesin particles cause unevenness 232 on the surface of the fluororesin layer 230.
[0046]
Here, the swell 231 has a WCA of 0.6 μm or less, and the surface roughness of the fluororesin layer 230 formed by the unevenness 232 is formed such that Ra is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less. Since the fluororesin layer 230 has appropriate waviness and surface roughness on the surface, the releasability of the toner can be improved. Further, the fluororesin layer 230 is made of MFA or EFA having excellent flexibility. If the waviness or surface roughness is about the above, they are crushed when the toner is pressed against the recording sheet. Can be suppressed. Therefore, by adopting such an elastic roll 200 as the heating unit 110 of the heat fixing apparatus 100 shown in FIG. 1, the unfixed toner image S1 can be fixed on the recording sheet S with high image quality.
[0047]
Above, description of one Embodiment of the elastic roll of this invention and the heat fixing apparatus using the elastic roll is complete | finished.
[0048]
Here, although the elastic roll created by the conventional coating method has been described above, the elastic roll in the present invention only needs to have a fluororesin layer formed by coating a fluororesin on the surface, About the manufacturing method of a core and an elastic layer, it is not restricted to the above methods.
[0049]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0050]
First, as an example of the present invention, the material, the material distribution ratio, the forming method, the surface roughness, and the waviness of the fluororesin layer 230 of the elastic roll 200 were changed within the ranges specified in the present invention. Examples will be given.
[0051]
Next, as a comparative example for the above-described embodiment, five types in which any one of the above-described materials, material distribution ratio, forming method, surface roughness, and swell are excluded from the ranges defined in the present invention. The comparative example is given.
[0052]
FIG. 5 is a table showing the above-described examples and comparative examples, and evaluation results for them.
[0053]
The table shown in FIG. 5 shows the results of Example 1 to Example 5, Comparative Example 1 to Comparative Example 5, and further.
[0054]
Here, in Comparative Examples other than Examples 1 to 5 and Comparative Example 4 to which the coating method shown in FIG. 3 is applied, the hardness after curing is 35 ° (on the peripheral surface of the aluminum core body). A roll body made of an addition-reaction type silicone rubber (JIS-A) and having an elastic layer with a diameter of φ20 and a thickness of 0.75 mm is commonly used, and a thickness of 25 μm is formed on the surface of such a roll body. The fluororesin layer is coated so as to be ˜30 μm.
[0055]
Moreover, in the comparative example 4 to which the tube method is applied, according to other examples and comparative examples to which the coating method is applied, between the aluminum core and the fluororesin tube having a thickness of 30 μm. An elastic layer having a diameter of φ20 and a thickness of 0.75 mm is formed from an addition reaction type silicone rubber having a hardness after curing of 35 ° (JIS-A).
[0056]
(Example 1)
In Example 1, according to the coating method shown in FIG. 3, using a fluororesin containing 50% by weight of EFA and PFA, the surface roughness is Ra of 0.1 μm, and the undulation is WCA of 0.5 μm. It is an elastic roll which has the fluororesin layer formed in this way.
[0057]
Here, the formation method of the fluororesin layer referred to as “coating a granular fluororesin” in the present invention represents a so-called coating method applied to this embodiment.
[0058]
In addition, the fluororesin containing 50% by weight of EFA and PFA is a numerical value regulation according to the present invention that “at least one of MFA or EFA contains 50% or more in total weight fraction”. This is a fluororesin filled with EFA.
[0059]
Moreover, said surface roughness (Ra 0.1 micrometer) is the surface roughness which satisfies the numerical value minimum limit of 0.1 micrometer or more and 0.4 micrometer or less with Ra said to this invention.
[0060]
Furthermore, the swell (0.5 μm in WCA) is a swell that satisfies the numerical definition of 0.6 μm or less in WCA according to the present invention.
[0061]
(Example 2)
In Example 2, the surface roughness was 0.4 μm in Ra and the waviness was 0.6 μm in WCA using a fluororesin containing 50% by weight of MFA and PFA according to the coating method as in Example 1. It is an elastic roll which has a fluororesin layer formed to become.
[0062]
The fluororesin containing 50% by weight of the above MFA and PFA has a numerical value limit of “containing at least one of MFA or EFA in a total weight fraction of 50% or more” according to the present invention. , A fluororesin filled with MFA.
[0063]
The surface roughness (Ra: 0.4 μm) is the surface roughness that satisfies the numerical upper limit of 0.1 to 0.4 μm in terms of Ra according to the present invention.
[0064]
Further, the swell (0.6 μm in WCA) is a swell that satisfies the numerical value limit of 0.6 μm or less in WCA according to the present invention.
[0065]
Example 3
Example 3 is similar to Examples 1 to 2 in accordance with the coating method, using a fluororesin containing 25% by weight of EFA, 25% by weight of MFA, and 50% by weight of PFA. This is an elastic roll having a fluororesin layer 230 formed such that the thickness is 0.3 μm Ra and the swell is 0.5 μm WCA.
[0066]
In addition, the fluororesin contained in the blend of 25% by weight of EFA, 25% by weight of MFA, and 50% by weight of PFA is referred to in the present invention as “total weight of at least one of MFA and EFA. It is a fluororesin that satisfies the numerical limit of “contains 50% or more by fraction” using EFA and MFA.
[0067]
Further, the surface roughness (Ra: 0.3 μm) is a surface roughness that satisfies the numerical specification of Ra of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less according to the present invention.
[0068]
Furthermore, the swell (0.5 μm in WCA) is a swell that satisfies the numerical definition of 0.6 μm or less in WCA according to the present invention.
[0069]
(Example 4)
In Example 4, according to the coating method in the same manner as in Examples 1 to 3, a fluororesin containing 60% by weight of EFA and 40% by weight of PFA was used. This is an elastic roll having a fluororesin layer 230 formed to have a thickness of 3 μm and a waviness of 0.5 μm by WCA.
[0070]
Further, the fluororesin containing 60% by weight of EFA and 40% by weight of PFA is referred to in the present invention as “at least one of MFA and EFA is 50% or more in total weight fraction. It is a fluororesin that satisfies the numerical definition “includes” using FEA.
[0071]
Further, the surface roughness (Ra: 0.3 μm) is a surface roughness that satisfies the numerical specification of Ra of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less according to the present invention.
[0072]
Furthermore, the swell (0.5 μm in WCA) is a swell that satisfies the numerical definition of 0.6 μm or less in WCA according to the present invention.
[0073]
(Example 5)
Example 5 is similar to Examples 1 to 4 in accordance with the coating method, using a fluororesin containing 20 wt% EFA, 40 wt% MFA, and 40 wt% PFA. This is an elastic roll having a fluororesin layer 230 formed such that the thickness is 0.3 μm Ra and the swell is 0.5 μm WCA.
[0074]
In addition, the fluororesin containing 20% by weight of EFA, 40% by weight of MFA, and 40% by weight of PFA is referred to in the present invention as “total weight of at least one of MFA or EFA. It is a fluororesin that satisfies the numerical definition of “contains 50% or more by fraction” using EFA and MFA.
[0075]
Further, the surface roughness (Ra: 0.3 μm) is a surface roughness that satisfies the numerical specification of Ra of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less according to the present invention.
[0076]
Furthermore, the swell (0.5 μm in WCA) is a swell that satisfies the numerical definition of 0.6 μm or less in WCA according to the present invention.
[0077]
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the surface roughness was set to Ra of 0. 0 by using a fluororesin containing 40 wt% EFA and 60 wt% PFA according to the coating method in the same manner as in Examples 1 to 5. This is an elastic roll having a fluororesin layer 230 formed to have a thickness of 3 μm and a waviness of 0.5 μm by WCA.
[0078]
The blending amount of EFA in Comparative Example 1 is the blending amount deviated downward relative to the numerical specification “containing at least one of MFA or EFA in a total weight fraction of 50% or more” according to the present invention. It is.
[0079]
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is formed using a fluororesin containing 50% by weight of EFA and PFA in accordance with a tube method, not a coating method. As a result, the surface roughness is 0.04 μm in Ra and the waviness is WCA. This is an elastic roll having a fluororesin layer 230 of 0.1 μm.
[0080]
The elastic roll of Comparative Example 2 is manufactured by a tube method, which does not satisfy the fluororesin layer forming method of “coating granular fluororesin”. Furthermore, since the fluororesin layer formed by the tube method is a mirror surface, the surface roughness Ra is 0.04 μm, which is a numerical value regulation in the present invention that Ra is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less. The surface roughness is shifted downward.
[0081]
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 follows the same coating as in Examples 1 to 5, and uses a fluororesin containing 50% by weight of EFA and PFA. The surface roughness is 0.5 μm in Ra and the waviness is WCA. It is an elastic roll having a fluororesin layer 230 formed to have a thickness of 0.6 μm.
[0082]
The surface roughness (Ra 0.5 μm) in Comparative Example 3 is a surface roughness that deviates upward relative to the numerical value regulation of Ra 0.1 μm or more and 0.4 μm or less, as referred to in the present invention.
[0083]
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 4, the surface roughness was set to Ra after a fluororesin layer was formed using a fluororesin containing 50% by weight of EFA and PFA according to the coating method as in Examples 1 to 5. Is an elastic roll having a fluororesin layer polished so that the waviness is 0.05 μm and the waviness is 0.5 μm.
[0084]
The surface roughness (Ra: 0.05 μm) in Comparative Example 3 is a surface roughness that is shifted downward relative to the numerical value regulation of Ra of 0.1 μm or more and 0.4 μm or less, as referred to in the present invention.
[0085]
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, the surface roughness was 0.4 μm in Ra and the waviness was WCA using a fluororesin containing 50% by weight of MFA and PFA according to the coating method in the same manner as in Examples 1 to 5. It is an elastic roll which has the fluororesin layer 230 formed so that it may become 0.7 micrometer.
[0086]
The waviness (0.7 μm in WCA) in the comparative example 3 is a waviness that is shifted upward with respect to the numerical value specification of 0.6 μm or less in WCA according to the present invention.
[0087]
Next, evaluation results for these examples and comparative examples will be described.
[0088]
(Evaluation results)
Here, the elastic rolls of the above-described examples and comparative examples are respectively manufactured, each elastic roll is mounted on a commercially available laser printer, a solid image is output under the same fixing conditions, the image quality test of the image, and the toner And fixing tests were conducted.
[0089]
First, the evaluation results for the elastic rolls of Examples 1 to 5 will be described. In the above-described image quality test for the elastic rolls of these examples, it was evaluated that the image quality and the image quality of the output images were good with no variation in the image defect or gloss in the output images. . Further, in the toner fixing test, for all elastic rolls, even when the fixing temperature in the fluororesin layer is 210 ° C. or higher, the toner is peeled off from the fluororesin layer and has good toner releasability. It was evaluated.
[0090]
Next, evaluation results for the elastic rolls of Comparative Examples 1 to 5 will be described.
[0091]
First, the evaluation results for the image quality test will be described.
[0092]
In this image quality test, it was the elastic rolls of Comparative Example 2 and Comparative Example 4 that gave the same good evaluation results as in the above Examples. With respect to the elastic rolls of Comparative Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Example 5, all of the output images had an image defect, and it was evaluated that the image quality was poor.
[0093]
In Comparative Example 1, it can be seen that the “material mixing ratio of EFA and MFA” of the fluororesin constituting the fluororesin layer is shifted downward, and the flexibility of the fluororesin is insufficient. In Example 1 (EFA is 50% by weight), good evaluation has been obtained, and from this, the “MFA and EFA material blending ratio” should be 50% or more by weight. It was confirmed that.
[0094]
Moreover, the comparative example 3 has surface roughness shifted | deviated above numerical value prescription | regulation, and it turns out that the surface of a fluororesin layer is too rough. In Example 2 (surface roughness Ra of 0.4 μm), good evaluation has been obtained, and from this, a numerical value regulation of Ra of 0.4 μm or less in “surface roughness” is appropriate. Was confirmed.
[0095]
Further, in Comparative Example 5, the undulation is shifted upward from the numerical value specification, and it can be seen that the undulation of the surface of the fluororesin layer is too large. In Example 2 (swell is 0.6 μm in WCA), good evaluation has been obtained, and from this, it has been confirmed that the numerical regulation of “swell” in WCA of 0.6 μm or less is appropriate. It was.
[0096]
Next, evaluation results for the toner fixing test will be described.
[0097]
It was the elastic rolls of Comparative Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Example 5 that obtained the same good evaluation results as in the above examples in this image quality test. As for the elastic rolls of Comparative Example 2 and Comparative Example 4, when the fixing temperature in the fluororesin layer is 200 ° C., the toner wraps around the elastic roll without being peeled off from the fluororesin layer, and the toner release property Was rated as bad.
[0098]
The comparative example 2 is manufactured by the tube method, and does not satisfy the formation rule of the fluororesin layer. In Examples 1 to 5 to which the coating method was applied, good evaluation was obtained. From this, it was confirmed that the coating method was appropriate as a method for forming the fluororesin layer.
[0099]
Moreover, although the comparative example 4 is manufactured by the coating method, the surface is grind | polished and the surface roughness has shifted | deviated below numerical value regulation, and it turns out that the surface of a fluororesin layer is smooth. In Example 1 (surface roughness Ra of 0.1 μm), good evaluation has been obtained, and from this, a numerical value regulation of “surface roughness” Ra of 0.1 μm or more is appropriate. Was confirmed.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the elastic roll and the fixing device of the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost while maintaining the toner releasability, and fix the toner with high image quality when applied to an image forming apparatus or the like. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a heat fixing apparatus to which an embodiment of an elastic roll of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the elastic roll shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the production method of the present invention.
4 is a view schematically showing extrusion molding in the elastic body forming process shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 5 is a table showing comparative examples together with examples.
[Explanation of symbols]
100 Heat fixing device
110 Heating part
111 heat source
120 Pressure unit
121 belt
122 Pressure pad
123 Support member
210 core
220 Elastic layer
230 Fluororesin layer
231 Swell
232 irregularities
241 Adhesive
242 Adhesive

Claims (5)

円筒形状の芯体と、
前記芯体の周面を覆う、管形状の弾性体からなる弾性層と、
前記弾性層の表面に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの共重合体、およびテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチルビニルエーテルとの共重合体のうち少なくとも一方を含むフッ素樹脂がコーティングされてなるフッ素樹脂層とを備えたことを特徴とする弾性ロール。
A cylindrical core,
An elastic layer made of a tubular elastic body covering the peripheral surface of the core;
A fluororesin in which the surface of the elastic layer is coated with a fluororesin containing at least one of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether and a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether. An elastic roll characterized by comprising a layer.
前記フッ素樹脂層が、WCAが0.6μm以下のうねりを表面に有することを特徴とする請求項1記載の弾性ロール。The elastic roll according to claim 1, wherein the fluororesin layer has undulations having a WCA of 0.6 μm or less on the surface. 前記フッ素樹脂層が、Raが0.1μm以上0.4μm以下の表面粗さを有するものであることを特徴とする請求項1記載の弾性ロール。The elastic roll according to claim 1, wherein the fluororesin layer has a surface roughness Ra of 0.1 μm to 0.4 μm. 前記フッ素樹脂層は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロメチルビニルエーテルとの共重合体、およびテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチルビニルエーテルとの共重合体のうち少なくとも一方を、合計の重量分率で50%以上含むフッ素樹脂がコーティングされてなるものであることを特徴とする請求項1記載の弾性ロール。The fluororesin layer contains at least one of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl vinyl ether and a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroethyl vinyl ether in a total weight fraction of 50% or more. The elastic roll according to claim 1, wherein the elastic roll is coated with a fluororesin. 請求項1から4に記載の弾性ロールを備えていることを特徴とする、電子写真の定着に用いられる定着装置。A fixing device used for fixing an electrophotography, comprising the elastic roll according to claim 1.
JP2003185343A 2003-06-27 2003-06-27 Elastic roll, fixing device Pending JP2005016687A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003185343A JP2005016687A (en) 2003-06-27 2003-06-27 Elastic roll, fixing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003185343A JP2005016687A (en) 2003-06-27 2003-06-27 Elastic roll, fixing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005016687A true JP2005016687A (en) 2005-01-20

Family

ID=34184835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003185343A Pending JP2005016687A (en) 2003-06-27 2003-06-27 Elastic roll, fixing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005016687A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017053974A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus
JP2018132717A (en) * 2017-02-17 2018-08-23 昭和電線ケーブルシステム株式会社 Rubber roller for heat fixation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0764419A (en) * 1993-08-26 1995-03-10 Canon Inc Fixing device
JP2003140494A (en) * 2001-11-05 2003-05-14 Hitachi Ltd Fixing roll and fixing device
JP2003156961A (en) * 2001-11-22 2003-05-30 Fuji Xerox Co Ltd Rotating body for fixing, rotating body for pressurizing, rotating body for transferring, rotating body for electrifying and rotating body for simultaneous transferring and fixing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0764419A (en) * 1993-08-26 1995-03-10 Canon Inc Fixing device
JP2003140494A (en) * 2001-11-05 2003-05-14 Hitachi Ltd Fixing roll and fixing device
JP2003156961A (en) * 2001-11-22 2003-05-30 Fuji Xerox Co Ltd Rotating body for fixing, rotating body for pressurizing, rotating body for transferring, rotating body for electrifying and rotating body for simultaneous transferring and fixing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017053974A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus
JP2018132717A (en) * 2017-02-17 2018-08-23 昭和電線ケーブルシステム株式会社 Rubber roller for heat fixation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4992136B2 (en) Method for manufacturing fixing unit member and fixing unit member
JP2011081061A (en) Fixing member, method for manufacturing the same, and image heating and fixing device
JP2014089256A (en) Fixing member and method for manufacturing the same
US20080280035A1 (en) In-line method to refurbish fuser members
JP2007086228A (en) Fixing method, fixing device using the same, and image forming apparatus
JP2003076178A (en) Image forming device
JP6548523B2 (en) Electrophotographic Member, Image Heating Device, Image Forming Apparatus, and Method of Manufacturing Electrophotographic Member
KR20040019321A (en) Endless belt and method of manufacturing the endless belt
JP2000230541A (en) Rubber-coated roller and manufacture thereof
JP5145730B2 (en) FIXING BELT BASE AND ITS MANUFACTURING METHOD, FIXING BELT, FIXING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE
JP2005016687A (en) Elastic roll, fixing device
JP5608481B2 (en) Elastic roller, manufacturing method thereof, fixing device and image forming apparatus
JPH0315187B2 (en)
JP5282292B2 (en) Roller, belt fixing device and image forming apparatus
JP5171480B2 (en) Image heating and pressing apparatus and image forming apparatus
JP6545032B2 (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2002278338A (en) Fixing device and image forming apparatus having the same
JP2017003994A (en) Fixing member, method for manufacturing fixing member, and image forming apparatus
JPH10161448A (en) Fixing belt
JP2006267436A (en) Belt for fixing and belt fixing device using it
JP2021056442A (en) Heating apparatus and image forming apparatus
JP6801325B2 (en) Rotating member for fixing, fixing device and image forming device
JP2015102618A (en) Rotating body and pressure body and manufacturing method of the same, and fixing device
JP2004151446A (en) Thermal fixing member, method of manufacturing the same, and fixing device equipped with the same
JPH06337610A (en) Press roller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081007

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081009

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081208

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090113