JP2005338761A - Fixing apparatus, silicon rubber composition and image forming apparatus - Google Patents

Fixing apparatus, silicon rubber composition and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2005338761A
JP2005338761A JP2005001678A JP2005001678A JP2005338761A JP 2005338761 A JP2005338761 A JP 2005338761A JP 2005001678 A JP2005001678 A JP 2005001678A JP 2005001678 A JP2005001678 A JP 2005001678A JP 2005338761 A JP2005338761 A JP 2005338761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
silicone rubber
melting point
roll
belt
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.)
Granted
Application number
JP2005001678A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4600044B2 (en
Inventor
Hiroshi Tamemasa
博史 為政
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 JP2005001678A priority Critical patent/JP4600044B2/en
Publication of JP2005338761A publication Critical patent/JP2005338761A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4600044B2 publication Critical patent/JP4600044B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of a temperature droop phenomenon correspondingly to speed-up of an image forming apparatus and to shorten warm-up time as much as possible. <P>SOLUTION: A fixing apparatus 60 for fixing a toner image carried on paper P is provided with: a halogen heater 66; a fixing roll 61 on which a heat resisting elastic layer 612 is arranged; and an endless belt 62 forming a nip part N through which the paper P passes while pressing it with contact with the fixing roll 61. The fixing roll 61 is molded by blending a heat conductivity providing agent and low melting point metallic alloy particles with silicon rubber. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。   The present invention relates to a fixing device and the like, and more particularly to a fixing device used in an image forming apparatus using an electrophotographic system.

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、さらにこのトナー像を記録紙に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, for example, a photosensitive member (photosensitive drum) formed in a drum shape is uniformly charged, and the photosensitive drum is controlled based on image information. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum by exposure with the exposed light. The electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image) with toner, and the toner image is further transferred onto a recording sheet and fixed by a fixing device to form an image.

かかる画像形成装置に用いられる定着装置は、図10に示したように、円筒状の芯金111の内部に加熱源114を備え、その芯金111に耐熱性弾性体層112と、その外周面に離型層113とが積層して形成された定着ロール110と、この定着ロール110に対して圧接配置され、芯金121に耐熱性弾性体層122と、その外周面に耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層123とが積層して形成された加圧ロール120とで構成されている。そして、定着ロール110と加圧ロール120との間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、2ロール方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。   As shown in FIG. 10, the fixing device used in such an image forming apparatus includes a heating source 114 inside a cylindrical cored bar 111, a heat resistant elastic layer 112 on the cored bar 111, and an outer peripheral surface thereof. A fixing roll 110 formed by laminating a release layer 113 on the core, a pressure-contacting arrangement with respect to the fixing roll 110, a heat-resistant elastic body layer 122 on a core metal 121, and a heat-resistant resin film or It comprises a pressure roll 120 formed by laminating a release layer 123 made of a heat resistant rubber coating. Then, the recording paper carrying the unfixed toner image is passed between the fixing roll 110 and the pressure roll 120, and the unfixed toner image is heated and pressed to thereby apply the toner to the recording paper. The image is fixed. Such a fixing device is called a two-roll system and is generally widely used.

ところで、2ロール方式の定着装置において高速化を図ろうとする場合には、トナーと記録紙に充分な熱量を供給するために、ニップ幅を定着速度に比例して広くすることが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法がある。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが発生する等といった画像品質上の問題が生じる。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、定着ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間(ウォームアップタイム)が長くなるという問題がある。
By the way, in order to increase the speed in the two-roll type fixing device, it is necessary to increase the nip width in proportion to the fixing speed in order to supply a sufficient amount of heat to the toner and the recording paper. As a method of widening the nip width, there are a method of increasing the load between the fixing roll and the pressure roll, a method of increasing the thickness of the elastic body, and a method of increasing the roll diameter.
However, in the method of increasing the load and the method of increasing the thickness of the elastic body, the uneven nip width and paper wrinkle occur because the shape of the nip width due to the deflection of the roll becomes non-uniform along the roll axis. This causes image quality problems such as In addition, the method of increasing the roll diameter causes problems that the apparatus is increased in size and the time (warm-up time) until the fixing roll is raised from room temperature to a fixable temperature is increased.

そこで、これらの問題に対処して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を提案している(例えば、特許文献1参照)。   Accordingly, in order to cope with these problems and to realize a fixing device corresponding to the speeding up of the image forming apparatus, the applicant of the present invention has a rotatable fixing roll whose surface is elastically deformed and remains in contact with the fixing roll. An endless belt capable of traveling and a pressure pad arranged in a non-rotating state inside the endless belt, and the endless belt is pressed against the fixing roll so that a contact surface with the fixing roll is formed by the pressure pad. And a belt nip so that the sheet can be passed between the endless belt and the fixing roll, and a fixing device configured to locally elastically deform the exit side of the sheet on the surface of the fixing roll. The technique regarding this is proposed (for example, refer patent document 1).

かかる特許文献1に記載した定着装置(「ベルトニップ方式」という。)では、従来の2ロール方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるので、高速化対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。   In the fixing device (referred to as “belt nip method”) described in Patent Document 1, an endless belt is pressed against the fixing roll using a pressure pad instead of the pressure roll in the conventional two-roll type fixing device. . By adopting such a configuration, the width of the belt nip formed by the fixing roll and the endless belt can be easily made larger than the width of the roll nip between the conventional fixing roll and the pressure roll. It is easy to reduce the size of the apparatus.

特に、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量が小さく、さらに圧力パッドが非回転状態で配置されているために定着ロールから伝達される熱も発散され難い。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、熱をトナーの溶融に利用する効率を高めるとともに、ベルトニップでの温度低下量も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点を有している。   In particular, the heat capacity of the endless belt brought into pressure contact with the fixing roll is small, and further, the heat transmitted from the fixing roll is hardly dissipated because the pressure pad is arranged in a non-rotating state. Therefore, even when rotation of the fixing roll is started, the amount of heat taken from the fixing roll to the endless belt side is small, and the efficiency of using heat for melting the toner is increased, and the temperature decrease amount at the belt nip is also small. There is an advantage that the fixing property of the toner can be improved.

特許第3298354号公報(第4-7頁)Japanese Patent No. 3298354 (pages 4-7)

しかしながら、上記したベルトニップ方式の定着装置においても、画像形成装置の高速化が進み、短時間に連続して送られてくる多数枚の記録紙に対して定着処理を行うこととなると、画像形成装置の立ち上がり時において定着ロールの表面温度が一時的に低下する所謂「温度ドループ」現象が発生する。この温度ドループ現象は、定着ロールの芯金に被覆されたシリコーンゴム等からなる弾性体層が熱的抵抗体として作用するために、定着ロールの内部から充分な熱量を供給しても、その熱が定着ロール表面に伝達されるまでにタイムラグが生じることに起因するものである。特に、熱容量の大きい厚紙等を定着する際には定着ロールの表面から奪われる熱量が大きくなるので、温度ドループが大きくなる傾向がある。そのため、画像形成装置のさらなる高速化を図る場合においては、定着ロールの表面温度が回復するまでのある程度の枚数の記録紙において定着不良が発生し易いという新たな課題が生じる。   However, even in the belt nip type fixing device described above, when the speed of the image forming apparatus is advanced and fixing processing is performed on a large number of recording papers that are continuously fed in a short time, image forming is performed. A so-called “temperature droop” phenomenon occurs in which the surface temperature of the fixing roll temporarily decreases when the apparatus starts up. This temperature droop phenomenon is caused even when a sufficient amount of heat is supplied from the inside of the fixing roll because the elastic body layer made of silicone rubber or the like coated on the core metal of the fixing roll acts as a thermal resistor. This is because a time lag occurs before the toner is transmitted to the surface of the fixing roll. In particular, when fixing thick paper or the like having a large heat capacity, the amount of heat taken away from the surface of the fixing roll increases, so that the temperature droop tends to increase. Therefore, when the image forming apparatus is further increased in speed, there arises a new problem that a fixing defect is likely to occur in a certain number of recording sheets until the surface temperature of the fixing roll is recovered.

さらに、ベルトニップ方式の定着装置であっても、定着ロールの芯金に被覆されたシリコーンゴム等からなる弾性体層が熱的抵抗体として作用する以上、画像形成装置の立ち上げ時における定着ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでのウォームアップタイムが存在し、画像形成装置の高速化に伴う定着ロールの大径化・大熱容量化によって、ウォームアップタイムも長くなる傾向にあるという課題も生じる。
なお、これらの課題は、従来の2ロール方式の定着装置においても同様に存在し、2ロール方式の定着装置においては、さらに深刻なものとなる。
Further, even in the belt nip type fixing device, since the elastic layer made of silicone rubber or the like coated on the core metal of the fixing roll acts as a thermal resistor, the fixing roll at the time of starting up the image forming apparatus There is also a problem that there is a warm-up time until the temperature is raised from room temperature to a fixable temperature, and the warm-up time tends to become longer due to the increase in the diameter and heat capacity of the fixing roll accompanying the increase in the speed of the image forming apparatus. Arise.
These problems also exist in the conventional two-roll fixing device, and become more serious in the two-roll fixing device.

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、画像形成装置の高速化に対応して、温度ドループ現象の発生を抑制することができる定着装置を提供することにある。
また他の目的は、ウォームアップタイムを極力短縮することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of the temperature droop phenomenon corresponding to the speeding up of the image forming apparatus. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of achieving the above.
Another object is to shorten the warm-up time as much as possible.

かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、加熱源を有し、弾性層が配設された定着部材と、定着部材に圧接しながら記録紙が通過するニップ部を形成する加圧部材とを備え、定着部材は、弾性層がシリコーンゴムに熱伝導性付与剤と低融点金属合金粒子とを配合させて成型されたことを特徴としている。   For this purpose, the fixing device of the present invention is a fixing device for fixing a toner image carried on a recording material, and includes a fixing member having a heating source and provided with an elastic layer, and a fixing member. A pressure member that forms a nip through which the recording paper passes while being pressed, and the fixing member was formed by blending a thermal conductivity-imparting agent and low-melting-point metal alloy particles in silicone rubber. It is characterized by.

ここで、定着部材の弾性層は、低融点金属合金粒子が溶融し、溶融した低融点金属合金粒子が熱伝導性付与剤同士を結合させた状態を形成していることを特徴とすることができる。また、定着部材の弾性層は、低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工最高温度以下の融点を有することを特徴とすることもできる。さらに、定着部材の弾性層は、低融点金属合金粒子の平均粒径が1.0〜1000μmであることを特徴とすることもできる。また、低融点金属合金粒子の配合量がシリコーンゴム100重量部に対し、10〜1000重量部であることを特徴とすることもできる。
また、定着部材は、定着ロールまたは定着ベルトである構成とすることができる。さらには、加圧部材はベルト部材であり、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を定着部材に圧接させて定着部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材をさらに備えたことを特徴とすることもできる。
Here, the elastic layer of the fixing member is characterized in that the low melting point metal alloy particles are melted and the melted low melting point metal alloy particles form a state in which the thermal conductivity-imparting agents are bonded to each other. it can. Further, the elastic layer of the fixing member may be characterized in that the low melting point metal alloy particles have a melting point not higher than the processing maximum temperature of the silicone rubber. Further, the elastic layer of the fixing member may be characterized in that the average particle diameter of the low melting point metal alloy particles is 1.0 to 1000 μm. Moreover, the compounding quantity of a low melting metal alloy particle can also be characterized by being 10-1000 weight part with respect to 100 weight part of silicone rubber.
Further, the fixing member may be a fixing roll or a fixing belt. Further, the pressure member is a belt member, and is disposed inside the belt member, and presses the belt member against the fixing member to form a nip portion through which the recording material passes between the fixing member and the belt member. It can also be characterized by further comprising.

また、本発明をシリコーンゴム組成物として捉え、本発明のシリコーンゴム組成物は、シリコーンゴム母材に熱伝導性フィラーと低融点金属合金粒子とを配合したことを特徴とすることができる。
ここで、低融点金属合金粒子は、シリコーンゴム母材の加工最高温度以下の融点を有することを特徴とすることができる。また、低融点金属合金粒子は、平均粒径が1.0〜1000μmであることを特徴とすることもできる。さらに、低融点金属合金粒子の配合量がシリコーンゴム100重量部に対し、10〜1000重量部であることを特徴とすることもできる。
Further, the present invention is regarded as a silicone rubber composition, and the silicone rubber composition of the present invention can be characterized by blending a silicone rubber base material with a heat conductive filler and low melting point metal alloy particles.
Here, the low melting point metal alloy particles may be characterized by having a melting point not higher than the maximum processing temperature of the silicone rubber base material. The low melting point metal alloy particles may be characterized by having an average particle size of 1.0 to 1000 μm. Furthermore, the blending amount of the low melting point metal alloy particles may be 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone rubber.

さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、加熱源を有し、シリコーンゴムに熱伝導性付与剤と低融点金属合金粒子とを配合させて成型された弾性層が配設された定着部材と、定着部材に圧接しながら記録紙が通過するニップ部を形成する加圧部材とを備えたことを特徴としている。   Further, the present invention is regarded as an image forming apparatus. The image forming apparatus of the present invention includes a toner image forming unit that forms a toner image, and a transfer unit that transfers the toner image formed by the toner image forming unit onto a recording material. A fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material, the fixing means having a heating source, and blending a silicone rubber with a thermal conductivity-imparting agent and low melting point metal alloy particles. The fixing member is provided with a molded elastic layer, and a pressure member that forms a nip portion through which the recording paper passes while being pressed against the fixing member.

本発明の効果として、画像形成装置の高速化に対応して、定着装置における温度ドループ現象の発生を抑制することが可能となった。また、同時に、ウォームアップタイムを短縮することも可能となった。   As an effect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of the temperature droop phenomenon in the fixing device corresponding to the speeding up of the image forming apparatus. At the same time, the warm-up time can be shortened.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1K、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー画像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置60を備えている。また、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus to which the exemplary embodiment is applied. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type, and a plurality of image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K on which toner images of respective color components are formed by electrophotography. The primary transfer unit 10 that sequentially transfers (primary transfer) the color component toner images formed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K to the intermediate transfer belt 15, and the superimposed toner image transferred onto the intermediate transfer belt 15. Are provided with a secondary transfer unit 20 that collectively transfers (secondary transfer) to a paper P that is a recording material (recording paper), and a fixing device 60 that fixes the secondary transferred image onto the paper P. Moreover, it has the control part 40 which controls operation | movement of each apparatus (each part).

本実施の形態において、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、これらの感光体ドラム11を帯電する帯電器12、感光体ドラム11上に静電潜像を書込むレーザ露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16、感光体ドラム11上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ17、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、略直線状に配置されている。   In the present embodiment, each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K has a charger 12 that charges the photosensitive drum 11 around the photosensitive drum 11 that rotates in the direction of arrow A, and the photosensitive drum 11. A laser exposure device 13 for writing an electrostatic latent image thereon (exposure beam is indicated by a symbol Bm in the figure), each color component toner is accommodated, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 is visualized with toner. A developing unit 14, a primary transfer roll 16 that transfers each color component toner image formed on the photosensitive drum 11 to the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10, and a drum cleaner that removes residual toner on the photosensitive drum 11. 17 and the like are sequentially arranged. These image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged in a substantially straight line from the upstream side of the intermediate transfer belt 15 in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Has been.

中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚みは例えば0.1mm程度に構成されている。中間転写ベルト15は、各種ロールによって図1に示すB方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回動させる駆動ロール31、各感光体ドラム11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール33、二次転写部20に設けられるバックアップロール25、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール34を有している。 The intermediate transfer belt 15 as an intermediate transfer member is constituted by a film-like endless belt in which an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black is contained in a resin such as polyimide or polyamide. And the volume resistivity is formed so that it may become 10 < 6 > -10 < 14 > (omega | ohm) cm, The thickness is comprised by about 0.1 mm, for example. The intermediate transfer belt 15 is circulated and driven (rotated) at a predetermined speed in the direction B shown in FIG. 1 by various rolls. As these various rolls, a drive roll 31 that is driven by a motor (not shown) excellent in constant speed and rotates the intermediate transfer belt 15, and an intermediate that extends substantially linearly along the arrangement direction of the photosensitive drums 11. A support roll 32 that supports the transfer belt 15, a tension roll 33 that functions as a correction roll that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 15 and prevents meandering of the intermediate transfer belt 15, and a backup provided in the secondary transfer unit 20. A cleaning backup roll 34 provided in a cleaning unit for scraping off residual toner on the roll 25 and the intermediate transfer belt 15 is provided.

一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に対向して配置される一次転写ロール16で構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール16は中間転写ベルト15を挟んで感光体ドラム11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。 The primary transfer unit 10 includes a primary transfer roll 16 that is disposed to face the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. The primary transfer roll 16 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 to 10 8.5 Ωcm. The primary transfer roll 16 is placed in pressure contact with the photosensitive drum 11 with the intermediate transfer belt 15 in between, and the primary transfer roll 16 has a voltage (with negative polarity; the same applies hereinafter) having a polarity opposite to that of the toner. (Primary transfer bias) is applied. As a result, the toner images on the respective photosensitive drums 11 are sequentially electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 15 so as to form superimposed toner images on the intermediate transfer belt 15.

二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール22と、バックアップロール25とによって構成される。バックアップロール25は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRとのブレンドゴムのチューブ、内部がEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が10〜1010Ω/□となるように形成され、硬度は例えば70°(アスカーC)に設定される。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が当接配置されている。 The secondary transfer unit 20 includes a secondary transfer roll 22 disposed on the toner image carrying surface side of the intermediate transfer belt 15 and a backup roll 25. The backup roll 25 is composed of a tube of EPDM and NBR blend rubber with carbon dispersed on the surface, and EPDM rubber on the inside. And it forms so that the surface resistivity may be 10 < 7 > -10 < 10 > (omega | ohm) / square, and hardness is set to 70 degrees (Asker C), for example. The backup roll 25 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 15 to form a counter electrode of the secondary transfer roll 22, and a metal power supply roll 26 to which a secondary transfer bias is stably applied is disposed in contact with the backup roll 25. ing.

一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されてバックアップロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。 On the other hand, the secondary transfer roll 22 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 to 10 8.5 Ωcm. The secondary transfer roll 22 is disposed in pressure contact with the backup roll 25 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. Further, the secondary transfer roll 22 is grounded, and a secondary transfer bias is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. The toner image is secondarily transferred onto the paper P conveyed to the transfer unit 20.

また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。   Further, on the downstream side of the secondary transfer portion 20 of the intermediate transfer belt 15, an intermediate transfer belt that removes residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 15 after the secondary transfer and cleans the surface of the intermediate transfer belt 15. A cleaner 35 is provided so as to be able to contact and separate. On the other hand, on the upstream side of the yellow image forming unit 1Y, a reference sensor (home position sensor) 42 that generates a reference signal serving as a reference for taking image forming timings in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. It is arranged. Further, an image density sensor 43 for adjusting image quality is disposed on the downstream side of the black image forming unit 1K. The reference sensor 42 recognizes a predetermined mark provided on the back side of the intermediate transfer belt 15 and generates a reference signal. Each image forming unit is instructed by an instruction from the control unit 40 based on the recognition of the reference signal. 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured to start image formation.

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙トレイ50、この用紙トレイ50に集積された用紙Pを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール51、ピックアップロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送シュート53、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55、用紙Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56を備えている。   Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a paper transport system, a paper tray 50 that stores paper P, a pickup roll 51 that picks up and transports the paper P accumulated in the paper tray 50 at a predetermined timing, and a pickup A transport roll 52 that transports the paper P fed by the roll 51, a transport chute 53 that feeds the paper P transported by the transport roll 52 to the secondary transfer unit 20, and transported after being secondarily transferred by the secondary transfer roll 22. A conveyance belt 55 that conveys the paper P to be fixed to the fixing device 60 and a fixing inlet guide 56 that guides the paper P to the fixing device 60 are provided.

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図1に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置(IPS)により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。IPSでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザ露光器13に出力される。   Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In the image forming apparatus as shown in FIG. 1, image data output from an image reading device (IIT) not shown or a personal computer (PC) not shown is subjected to predetermined image processing by an image processing device (IPS) not shown. After being applied, the image forming operation is executed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. In IPS, the input reflectance data is subjected to predetermined image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other various image editing. Is done. The image data that has undergone image processing is converted into color material gradation data of four colors, Y, M, C, and K, and is output to the laser exposure unit 13.

レーザ露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体ドラム11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体ドラム11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザ露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。   The laser exposure unit 13 irradiates the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, for example, with an exposure beam Bm emitted from a semiconductor laser in accordance with the input color material gradation data. Yes. In each of the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the surface is charged by the charger 12, and then the surface is scanned and exposed by the laser exposure unit 13 to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent images are developed as toner images of respective colors Y, M, C, and K by the respective image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.

画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体ドラム11上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム11と中間転写ベルト15とが当接する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。   The toner images formed on the photosensitive drums 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10 where the photosensitive drums 11 and the intermediate transfer belt 15 come into contact with each other. Transcribed. More specifically, in the primary transfer portion 10, a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the toner charging polarity (minus polarity) is applied to the base material of the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer roll 16, and the toner image. Are sequentially superimposed on the surface of the intermediate transfer belt 15 to perform primary transfer.

トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール51が回転し、用紙トレイ50から所定サイズの用紙Pが供給される。ピックアップロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送シュート53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。   After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 moves and the toner image is conveyed to the secondary transfer unit 20. When the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, in the paper transport system, the pick-up roll 51 rotates in accordance with the timing at which the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, and the paper of a predetermined size is transferred from the paper tray 50. P is supplied. The paper P supplied by the pickup roll 51 is transported by the transport roll 52 and reaches the secondary transfer unit 20 via the transport chute 53. Before reaching the secondary transfer unit 20, the paper P is temporarily stopped, and a registration roll (not shown) rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 15 on which the toner image is carried. And the position of the toner image are aligned.

二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22がバックアップロール25に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22とバックアップロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール22とバックアップロール25とによって押圧される二次転写部20において、用紙P上に一括して静電転写される。   In the secondary transfer unit 20, the secondary transfer roll 22 is pressed against the backup roll 25 via the intermediate transfer belt 15. At this time, the sheet P conveyed at the same timing is sandwiched between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer roll 22. At this time, when a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity as the toner charging polarity (negative polarity) is applied from the power supply roll 26, a transfer electric field is formed between the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. Is done. The unfixed toner image carried on the intermediate transfer belt 15 is collectively electrostatically transferred onto the paper P in the secondary transfer unit 20 pressed by the secondary transfer roll 22 and the backup roll 25. .

その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、用紙Pを定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール34および中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the intermediate transfer belt 15 by the secondary transfer roll 22, and transported downstream of the secondary transfer roll 22 in the sheet transport direction. It is conveyed to the belt 55. The conveyance belt 55 conveys the paper P to the fixing device 60 in accordance with the optimum conveyance speed in the fixing device 60. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 60 is fixed on the paper P by being subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 60. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge placement unit provided in a discharge unit of the image forming apparatus.
On the other hand, after the transfer onto the paper P is completed, the residual toner remaining on the intermediate transfer belt 15 is conveyed to the cleaning unit as the intermediate transfer belt 15 rotates, and the cleaning backup roll 34 and the intermediate transfer belt cleaner 35 are transferred. Is removed from the intermediate transfer belt 15.

次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置60について説明する。図2は本実施の形態の定着装置60の構成を示す側断面図である。定着装置60は、定着部材の一例としての定着ロール61、ベルト部材(加圧部材)の一例としてのエンドレスベルト62、およびエンドレスベルト62を介して定着ロール61から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド64により主要部が構成されている。   Next, the fixing device 60 used in the image forming apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration of the fixing device 60 of the present embodiment. The fixing device 60 includes a fixing roll 61 as an example of a fixing member, an endless belt 62 as an example of a belt member (pressure member), and an example of a pressure member that is pressed from the fixing roll 61 via the endless belt 62. The main part is constituted by the pressure pad 64.

定着ロール61は、表面が弾性を有する円筒状ロールであり、回転自在に支持されて例えば194mm/sの表面速度で回転する。
また、定着ロール61の内部に加熱源としてのハロゲンヒータ66が配設され、定着ロール61に熱を供給するように構成されている。その際、定着ロール61の表面には温度センサ69が接触して配置されており、画像形成装置の制御部40は、この温度センサ69による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ66の点灯を制御し、定着ロール61の表面温度が所定の設定温度(例えば、175℃)を維持するように調整している。
The fixing roll 61 is a cylindrical roll whose surface has elasticity, is rotatably supported, and rotates at a surface speed of, for example, 194 mm / s.
In addition, a halogen heater 66 as a heating source is disposed inside the fixing roll 61 and is configured to supply heat to the fixing roll 61. At this time, a temperature sensor 69 is disposed in contact with the surface of the fixing roll 61, and the control unit 40 of the image forming apparatus controls lighting of the halogen heater 66 based on a temperature measurement value by the temperature sensor 69. The surface temperature of the fixing roll 61 is adjusted to maintain a predetermined set temperature (for example, 175 ° C.).

エンドレスベルト62は、エンドレスベルト62の内部に配置された圧力パッド64とベルトガイド部材63、さらにはエンドレスベルト62の両端部に配置されたエッジガイド部材80(後段の図3参照)によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール61に対して圧接されるように配置され、定着ロール61に従動して194mm/sの移動速度で回動する。
ここで、図3はエンドレスベルト62が支持される構成を説明する断面構成図であり、用紙Pの搬送方向下流側から見た定着装置60の一方の端部領域を示している。
図3に示すように、エンドレスベルト62の内部に配置されたホルダ65の両端部にエッジガイド部材80が固設されている。エッジガイド部材80は、ニップ部Nとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がC形状のベルト走行ガイド部801、このベルト走行ガイド部801の外側に設けられ、エンドレスベルト62の内径よりも大きな外径で形成されたフランジ部802、さらにフランジ部802の外側に設けられ、エッジガイド部材80を定着装置60本体に位置決めして固定するための保持部803で構成されている。
The endless belt 62 is rotatable by a pressure pad 64 and a belt guide member 63 disposed inside the endless belt 62, and edge guide members 80 (see FIG. 3 in the subsequent stage) disposed at both ends of the endless belt 62. It is supported by. Then, it is arranged so as to be in pressure contact with the fixing roll 61 at the nip portion N, and rotates at a moving speed of 194 mm / s following the fixing roll 61.
Here, FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram illustrating a configuration in which the endless belt 62 is supported, and shows one end region of the fixing device 60 as viewed from the downstream side in the conveyance direction of the paper P.
As shown in FIG. 3, edge guide members 80 are fixed to both ends of a holder 65 disposed inside the endless belt 62. The edge guide member 80 is provided on the outer side of the belt traveling guide portion 801 having a cylindrical shape in which a notch is formed in a portion corresponding to the nip portion N and the vicinity thereof, that is, a C-shaped cross section, A flange portion 802 formed with an outer diameter larger than the inner diameter of the endless belt 62 and a holding portion 803 provided outside the flange portion 802 for positioning and fixing the edge guide member 80 to the fixing device 60 main body. Has been.

そして、エンドレスベルト62は、ニップ部Nとその近傍を除いて、両側部の内周面がベルト走行ガイド部801の外周面に支持され、ベルト走行ガイド部801の外周面に沿って回動する。したがって、ベルト走行ガイド部801は、エンドレスベルト62がスムーズに回動することができるように摩擦係数の小さな材質で形成され、さらには、エンドレスベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
また、フランジ部802は、ホルダ65の両端部において対向するように配置された両フランジ部802の内側面が、エンドレスベルト62の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、エンドレスベルト62が回動する際には、エンドレスベルト62の端部がフランジ部802の内側面に当接することによって、エンドレスベルト62の幅方向への移動(ベルトウォーク)が制限されている。このように、エンドレスベルト62は、エッジガイド部材80によって片寄りが規制されるように支持されている。
The endless belt 62 is supported by the outer peripheral surface of the belt traveling guide portion 801 except for the nip portion N and the vicinity thereof, and rotates along the outer peripheral surface of the belt traveling guide portion 801. . Accordingly, the belt traveling guide portion 801 is formed of a material having a small friction coefficient so that the endless belt 62 can smoothly rotate, and further has a low thermal conductivity so that it is difficult to remove heat from the endless belt 62. It is made of material.
Further, the flange portion 802 is disposed such that inner surfaces of both flange portions 802 disposed so as to face each other at both end portions of the holder 65 have an interval substantially matching the width of the endless belt 62. When the endless belt 62 rotates, the end of the endless belt 62 abuts against the inner surface of the flange portion 802, so that the movement of the endless belt 62 in the width direction (belt walk) is limited. . As described above, the endless belt 62 is supported by the edge guide member 80 so that the deviation is regulated.

また、エンドレスベルト62の両端部を除く長手方向の領域では、エンドレスベルト62は圧力パッド64とベルトガイド部材63とに支持されている(図2も参照)。そして、エンドレスベルト62の両端部を除く領域では、エンドレスベルト62の内周面が圧力パッド64とベルトガイド部材63とに摺擦しながら回動する。
ベルトガイド部材63は、エンドレスベルト62の内部に配置されたホルダ65に取り付けられ、エンドレスベルト62がスムーズに回動することができるように、摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、エンドレスベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成するのが好ましい。
Further, the endless belt 62 is supported by the pressure pad 64 and the belt guide member 63 in the longitudinal region excluding both ends of the endless belt 62 (see also FIG. 2). In the region excluding both ends of the endless belt 62, the inner peripheral surface of the endless belt 62 rotates while sliding on the pressure pad 64 and the belt guide member 63.
The belt guide member 63 is attached to a holder 65 disposed inside the endless belt 62, and is formed of a material having a small friction coefficient so that the endless belt 62 can smoothly rotate. Further, it is preferable that the endless belt 62 is made of a material having low thermal conductivity so that it is difficult to remove heat from the endless belt 62.

次に、圧力パッド64は、エンドレスベルト62の内側において、エンドレスベルト62を介して定着ロール61に押圧される状態で配置され、定着ロール61との間でニップ部Nを形成している。圧力パッド64は、幅の広いニップ部Nを確保するためのプレニップ部材64aをニップ部Nの入口側(上流側)に配置している。また、定着ロール61表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール61表面に歪み(凹み)を与えて用紙Pにダウンカールを形成するための剥離ニップ部材64bをニップ部Nの出口側(下流側)に配置している。さらに、圧力パッド64には、エンドレスベルト62の内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするために、エンドレスベルト62と接する面に低摩擦シート68が設けられている。
なお、かかる圧力パッド64と低摩擦シート68とは、金属製のホルダ65に支持されている。
Next, the pressure pad 64 is disposed inside the endless belt 62 while being pressed against the fixing roll 61 via the endless belt 62, and forms a nip portion N with the fixing roll 61. In the pressure pad 64, a pre-nip member 64 a for securing a wide nip portion N is disposed on the inlet side (upstream side) of the nip portion N. Further, by locally pressing the surface of the fixing roll 61, the toner image surface is smoothed to give image gloss, and the surface of the fixing roll 61 is distorted (dented) to form a down curl on the paper P. The peeling nip member 64b is disposed on the outlet side (downstream side) of the nip portion N. Further, the pressure pad 64 is provided with a low friction sheet 68 on the surface in contact with the endless belt 62 in order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the endless belt 62 and the pressure pad 64.
The pressure pad 64 and the low friction sheet 68 are supported by a metal holder 65.

そして定着ロール61は、図示しない駆動モータに連結されて矢印C方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト62も定着ロール61と同じ方向に回動する。図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって導かれて、ニップ部Nに搬送される。そして、用紙Pがニップ部Nを通過する際に、用紙P上のトナー像はニップ部Nに作用する圧力と、定着ロール61から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置60では、ほぼ定着ロール61の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材64aによりニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。   The fixing roll 61 is connected to a drive motor (not shown) and rotates in the direction of arrow C. Following this rotation, the endless belt 62 also rotates in the same direction as the fixing roll 61. The sheet P on which the toner image is electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is guided by the fixing inlet guide 56 and conveyed to the nip N. When the paper P passes through the nip portion N, the toner image on the paper P is fixed by the pressure acting on the nip portion N and the heat supplied from the fixing roll 61. In the fixing device 60 of the present embodiment, since the nip portion N can be configured widely by the concave pre-nip member 64a that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 61, stable fixing performance can be ensured.

なお、ニップ部Nの下流側近傍には、剥離ニップ部材64bによって定着ロール61から剥離された用紙Pを完全に定着ロール61から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材70が配設されている。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ロール61の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール61と近接する状態でバッフルホルダ72によって保持されている。   In the vicinity of the downstream side of the nip portion N, the paper P peeled off from the fixing roll 61 by the peeling nip member 64b is completely separated from the fixing roll 61 and guided to the paper discharge path toward the discharge portion of the image forming apparatus. A peeling assisting member 70 is provided for this purpose. The peeling auxiliary member 70 is held by a baffle holder 72 in a state in which the peeling baffle 71 is close to the fixing roll 61 in a direction (counter direction) opposite to the rotation direction of the fixing roll 61.

次に、定着装置60を構成する各部材について詳細に述べる。
まずエンドレスベルト62は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール61側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリマーにより形成され、その厚さは、30〜200μm、好ましくは50〜125μm、より好ましくは75〜100μm程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)で形成され、その厚さは5〜100μm、好ましくは10〜30μm程度である。
本実施の形態の定着装置60では、周長94mm、厚さ75μm、幅320mmの熱硬化性ポリイミドからなるベース層に、厚さ30μmのPFAからなる離型層を積層した構成のエンドレスベルト62を用いている。
Next, each member constituting the fixing device 60 will be described in detail.
First, the endless belt 62 is a seamless endless belt whose original shape is formed in a cylindrical shape so that a defect due to the seam does not occur in the output image. The base layer and the surface of the base layer on the fixing roll 61 side Or it is comprised from the release layer coat | covered on both surfaces. The base layer is formed of a polymer such as thermosetting polyimide, thermoplastic polyimide, polyamide, or polyamideimide, and has a thickness of 30 to 200 μm, preferably 50 to 125 μm, and more preferably about 75 to 100 μm. As the release layer to be coated on the surface of the base layer, fluororesin such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer It is formed of coalescence (FEP) and has a thickness of about 5 to 100 μm, preferably about 10 to 30 μm.
In the fixing device 60 of the present embodiment, an endless belt 62 having a configuration in which a release layer made of PFA having a thickness of 30 μm is laminated on a base layer made of thermosetting polyimide having a circumferential length of 94 mm, a thickness of 75 μm, and a width of 320 mm. Used.

エンドレスベルト62の内部に配置された圧力パッド64は、上述したように、プレニップ部材64a、剥離ニップ部材64bで構成され、バネや弾性体によって定着ロール61を例えば35kgfの荷重で押圧するようにホルダ65に支持されている。プレニップ部材64aには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール61側の面は、ほぼ定着ロール61の外周面に倣う凹状曲面で形成されている。本実施の形態の定着装置60では、幅10mm、厚さ5mm、長さ320mmのシリコーンゴムを用いている。
剥離ニップ部材64bは、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属で形成されている。剥離ニップ部材64bの形状としては、ニップ部Nにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。
そして、本実施の形態の定着装置60では、エンドレスベルト62は、圧力パッド64により定着ロール61に約40°の巻き付き角度でラップされ、約10mm幅のニップ部Nを形成している。
As described above, the pressure pad 64 disposed inside the endless belt 62 includes the pre-nip member 64a and the peeling nip member 64b, and is a holder that presses the fixing roll 61 with a load of, for example, 35 kgf by a spring or an elastic body. 65 is supported. An elastic body such as silicone rubber or fluororubber, a leaf spring, or the like can be used for the prenip member 64 a, and the surface on the fixing roll 61 side is formed with a concave curved surface that substantially follows the outer peripheral surface of the fixing roll 61. In the fixing device 60 of the present embodiment, silicone rubber having a width of 10 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 320 mm is used.
The peeling nip member 64b is formed of a heat-resistant resin such as PPS (polyphenylene sulfide), polyimide, polyester, polyamide, or a metal such as iron, aluminum, or SUS. As the shape of the peeling nip member 64b, the outer surface shape in the nip portion N is formed as a convex curved surface having a constant radius of curvature.
In the fixing device 60 of the present embodiment, the endless belt 62 is wrapped around the fixing roll 61 by the pressure pad 64 at a winding angle of about 40 ° to form a nip portion N having a width of about 10 mm.

低摩擦シート68は、エンドレスベルト62内周面と圧力パッド64との摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減するために圧力パッド64のエンドレスベルト62内周面側に設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。具体的には、シンタード成型したPTFE樹脂シート、テフロン(登録商標)を含浸させたガラス繊維シート、またガラス繊維にフッ素樹脂からなるスカイブフィルムシートを加熱融着サンドした積層シート、FEPフィルム、ポリイミドフィルム等を用いることができる。
なお、低摩擦シート68は、表面に孔部がなく潤滑剤に対する浸潤性、透過性のない材質で形成されることが望ましい。低摩擦シート68を表面に孔部がなく潤滑剤に対する浸潤性、透過性のない材質で形成することで、潤滑剤が低摩擦シート68に滲みこむことを抑制できるので、摺動部において潤滑剤が失われず、潤滑剤の安定的な維持を可能とする。また、潤滑剤がプレニップ部材64aに浸み込んで膨潤し、ニップ圧が低下することを防ぐこともできる。
ここで、低摩擦シート68は、圧力パッド64のエンドレスベルト62内周面側に配置される構成であれば、低摩擦シート68を圧力パッド64と別体に構成しても、圧力パッド64と一体的に構成しても、いずれでもよい。
The low friction sheet 68 is provided on the inner peripheral surface side of the endless belt 62 of the pressure pad 64 in order to reduce sliding resistance (friction resistance) between the inner peripheral surface of the endless belt 62 and the pressure pad 64, and has a small friction coefficient. Materials with excellent wear resistance and heat resistance are suitable. Specifically, sintered molded PTFE resin sheets, glass fiber sheets impregnated with Teflon (registered trademark), laminated sheets in which a glass fiber sheet made of a fluororesin is heated and fused, sand, FEP film, polyimide film Etc. can be used.
The low friction sheet 68 is preferably formed of a material that does not have a hole on the surface and does not have wettability and permeability to the lubricant. Since the low friction sheet 68 is formed of a material that has no holes on the surface and does not penetrate or permeate the lubricant, the lubricant can be prevented from seeping into the low friction sheet 68. The lubricant can be maintained stably without being lost. Further, it is possible to prevent the lubricant from penetrating into the pre-nip member 64a to swell and the nip pressure from being lowered.
Here, if the low friction sheet 68 is disposed on the inner peripheral surface side of the endless belt 62 of the pressure pad 64, the low friction sheet 68 may be separated from the pressure pad 64 even if the low friction sheet 68 is configured separately from the pressure pad 64. It may be configured integrally or any of them.

また、ホルダ65に配設されたベルトガイド部材63には、エンドレスベルト62の回転方向に向けて複数のリブが形成され、エンドレスベルト62内周面との接触面積を極力少なく構成している。このベルトガイド部材63は、上述したように、エンドレスベルト62の内周面と摺擦するため、摩擦係数が低く、かつ、エンドレスベルト62から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質が適しており、PFAやPPS等の耐熱性樹脂が用いられる。   Also, the belt guide member 63 disposed in the holder 65 is formed with a plurality of ribs in the rotational direction of the endless belt 62 so as to minimize the contact area with the inner peripheral surface of the endless belt 62. As described above, the belt guide member 63 is made of a material having a low coefficient of friction and low thermal conductivity so that the endless belt 62 does not easily take heat because it rubs against the inner peripheral surface of the endless belt 62. A heat-resistant resin such as PFA or PPS is used.

さらに、ホルダ65には、定着装置60の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材67が配設されている。潤滑剤塗布部材67は、エンドレスベルト62内周面に対して接触するように配置され、潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト62と低摩擦シート68との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート68を介したエンドレスベルト62と圧力パッド64との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト62の円滑な回動を図っている。また、エンドレスベルト62の内周面や低摩擦シート68表面の摩耗を抑制する効果も有している。   Further, the holder 65 is provided with a lubricant application member 67 along the longitudinal direction of the fixing device 60. The lubricant application member 67 is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the endless belt 62 and supplies an appropriate amount of lubricant. As a result, the lubricant is supplied to the sliding portion between the endless belt 62 and the low friction sheet 68, and the sliding resistance between the endless belt 62 and the pressure pad 64 via the low friction sheet 68 is further reduced. 62 is smoothly rotated. Further, it has an effect of suppressing wear on the inner peripheral surface of the endless belt 62 and the surface of the low friction sheet 68.

ここで、潤滑剤としては、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性を有し、かつ、エンドレスベルト62内周面との濡れ性を維持できるものが適している。例えば、シリコーンオイルやフッ素オイル等の液体状のオイルや、固形物質と液体とを混合させたグリース等、さらにはこれらを組み合わせたものを用いることができる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等が挙げられるが、摺動抵抗を低減させる効果や取り扱い性の観点から、アミノ変性シリコーンオイルが好適である。   Here, as the lubricant, a lubricant having durability against long-term use under a fixing temperature environment and capable of maintaining wettability with the inner peripheral surface of the endless belt 62 is suitable. For example, liquid oil such as silicone oil or fluorine oil, grease in which a solid substance and a liquid are mixed, or a combination thereof can be used. Examples of the silicone oil include dimethyl silicone oil, amino-modified silicone oil, carboxy-modified silicone oil, silanol-modified silicone oil, sulfonic acid-modified silicone oil, and the like. Modified silicone oil is preferred.

続いて、本実施の形態の定着ロール61について説明する。
図4は、定着ロール61の構造を示す断面図である。図4に示すように、定着ロール61は、コア(円筒状芯金)611に弾性層としての耐熱性弾性体層612および離型層613が積層されて構成されている。コア611は、鉄、アルミニウム、SUS等の熱伝導率の高い金属で形成され、本実施の形態の定着装置60では、外径30mm、長さ360mmの円筒体で構成されている。
また、離型層613には、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられるが、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、PFA、PTFE、FEP等が使用できる。離型層613の厚さは、好ましくは5〜30μmに構成している。本実施の形態の定着装置60では、厚さ30μmのPFAを被覆し、表面を鏡面状態に近く仕上げている。
Next, the fixing roll 61 according to this embodiment will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the fixing roll 61. As shown in FIG. 4, the fixing roll 61 is configured by laminating a heat-resistant elastic body layer 612 and a release layer 613 as an elastic layer on a core (cylindrical core metal) 611. The core 611 is formed of a metal having high thermal conductivity such as iron, aluminum, SUS, and the fixing device 60 of the present embodiment is configured by a cylindrical body having an outer diameter of 30 mm and a length of 360 mm.
For the release layer 613, for example, a heat-resistant resin such as a silicone resin or a fluororesin is used, and a fluororesin is suitable from the viewpoint of the releasability to the toner and the wear resistance. As the fluororesin, PFA, PTFE, FEP or the like can be used. The thickness of the release layer 613 is preferably 5 to 30 μm. In the fixing device 60 of the present embodiment, PFA with a thickness of 30 μm is coated and the surface is finished close to a mirror surface state.

次に、耐熱性弾性体層612について述べる。本実施の形態の定着ロール61に用いる耐熱性弾性体層612は、シリコーンゴムを母材として、この母材シリコーンゴムに、熱伝導性付与剤としての熱伝導性フィラーと、母材シリコーンゴムの加工温度(成型温度)以下の融点を持った低融点金属合金粒子とが配合されたシリコーンゴム組成物を成型して構成されている。
このように、耐熱性弾性体層612をかかるシリコーンゴム組成物を成型して構成することにより、耐熱性弾性体層612の熱伝導性を向上させることができる。そのため、画像形成装置の立ち上がり時において定着ロール61の表面温度が一時的に低下する所謂「温度ドループ」現象の発生を抑制し、さらには定着ロール61を室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間(ウォームアップタイム)の短縮を図ることが可能となる。
Next, the heat resistant elastic layer 612 will be described. The heat-resistant elastic body layer 612 used for the fixing roll 61 of the present embodiment is made of a silicone rubber as a base material, a base material silicone rubber, a heat conductive filler as a thermal conductivity imparting agent, and a base material silicone rubber. A silicone rubber composition containing low melting point metal alloy particles having a melting point equal to or lower than the processing temperature (molding temperature) is molded.
Thus, the heat conductivity of the heat resistant elastic body layer 612 can be improved by forming the heat resistant elastic body layer 612 by molding the silicone rubber composition. For this reason, the occurrence of a so-called “temperature droop” phenomenon in which the surface temperature of the fixing roll 61 temporarily decreases when the image forming apparatus starts up, and further, the time until the fixing roll 61 is raised from room temperature to a fixable temperature. (Warm-up time) can be shortened.

図5は、耐熱性弾性体層612を構成するシリコーンゴム組成物の構造を説明する図である。図5に示したように、かかるシリコーンゴム組成物では、シリコーンゴム母材中に分散された低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工(成型)時に溶融することで、シリコーンゴム母材中に同様に分散された熱伝導性フィラー同士を結合し、熱伝導性フィラーと熱伝導性フィラーとの間に熱伝導路を形成している。そのため、シリコーンゴム組成物内においては、熱伝導性フィラーと、熱伝導性フィラー同士を結合している低融点金属合金とによって、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目が構築されている。それによって、シリコーンゴム組成物内においては、この網の目を通って熱が伝達し易い構造が形成されることとなり、熱の伝導効率を極めて高くすることができる。
すなわち、従来のように熱伝導性フィラーのみを分散させた構成では、熱伝導性フィラー同士が孤立して母材シリコーンゴム中に存在するので、熱伝導性フィラーと熱伝導性フィラーとの間に熱伝導性の低い母材シリコーンゴムが介在することとなって、熱の伝導効率には一定の限界が生じていた。これに対し、本実施の形態の耐熱性弾性体層612を構成するシリコーンゴム組成物では、熱は、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目によって伝達することができるので、熱の伝導効率を極めて高いものとすることができる。
FIG. 5 is a view for explaining the structure of the silicone rubber composition constituting the heat resistant elastic layer 612. As shown in FIG. 5, in such a silicone rubber composition, the low-melting point metal alloy particles dispersed in the silicone rubber base material are melted during the processing (molding) of the silicone rubber. Similarly, dispersed thermal conductive fillers are bonded together to form a thermal conduction path between the thermal conductive filler and the thermal conductive filler. For this reason, in the silicone rubber composition, the heat conduction stretched organically with the heat conductive filler as a core by the heat conductive filler and the low melting point metal alloy bonding the heat conductive fillers. A highly meshed network is built. Thereby, in the silicone rubber composition, a structure in which heat is easily transmitted through the mesh is formed, and the heat conduction efficiency can be extremely increased.
That is, in the conventional configuration in which only the heat conductive filler is dispersed, the heat conductive fillers are isolated from each other and exist in the base material silicone rubber, and therefore, between the heat conductive filler and the heat conductive filler. Since the base material silicone rubber having low thermal conductivity is interposed, there is a certain limit to the heat conduction efficiency. On the other hand, in the silicone rubber composition constituting the heat-resistant elastic body layer 612 of the present embodiment, the heat is an organically stretched mesh having a thermally conductive filler as a core and having a high thermal conductivity. Therefore, the heat conduction efficiency can be made extremely high.

なお、母材シリコーンゴム中に内添する熱伝導性フィラーの配合量を増やし、熱伝導性フィラーの密度を高めて、熱の伝導効率を高める方法も考えられるが、熱伝導性フィラーの配合量を増やした場合には、熱の伝導効率をある程度高めることは可能ではあるが、母材シリコーンゴム中の熱伝導性フィラーがリッチになって、例えば、ゴム硬度が高くなったり、ゴム弾性が低下したり、また耐熱性・加工性を悪化させるといったように、シリコーンゴム自体の有するゴム特性が低下するという弊害が生じ、定着ロール61の耐熱性弾性体層612としての使用を満たすことが困難となる。
ところが、本実施の形態の耐熱性弾性体層612を構成するシリコーンゴム組成物では、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目を構成することによって、極めて高い熱伝導効率を実現するので、内添する熱伝導性フィラーの配合量を必要最少量に抑えることができる。また、低融点金属合金による熱伝導性フィラーと熱伝導性フィラーとの間の機械的な結合力は極めて緩やかであり、母材シリコーンゴムのゴム特性に与える影響は軽微である。そのため、シリコーンゴム自体の有する所望のゴム特性を確保することも可能となる。
In addition, although the method of increasing the heat conductive efficiency by increasing the blending amount of the heat conductive filler internally added to the base material silicone rubber and increasing the density of the heat conductive filler is also conceivable, the blending amount of the heat conductive filler However, it is possible to increase the heat conduction efficiency to some extent, but the heat conductive filler in the base silicone rubber becomes rich, for example, the rubber hardness increases or the rubber elasticity decreases. Such as deterioration of the rubber properties of the silicone rubber itself, such as deterioration of heat resistance and processability, and it is difficult to satisfy the use of the fixing roll 61 as the heat resistant elastic body layer 612. Become.
However, in the silicone rubber composition that constitutes the heat-resistant elastic body layer 612 of the present embodiment, by forming a mesh of high thermal conductivity stretched organically with the thermal conductive filler as a core. Since extremely high heat conduction efficiency is realized, the blending amount of the heat conductive filler to be internally added can be suppressed to the minimum necessary amount. Further, the mechanical bonding force between the heat conductive filler and the heat conductive filler due to the low melting point metal alloy is extremely moderate, and the influence on the rubber properties of the base material silicone rubber is negligible. Therefore, it is possible to ensure desired rubber characteristics of the silicone rubber itself.

ここで、本実施の形態の定着ロール61に用いられる耐熱性弾性体層612の作用について述べる。
定着装置60では、ニップ部Nに用紙Pが次々と搬送されて連続定着が行われる際には、ニップ部Nでは用紙Pおよび未定着トナー像に熱が奪われるとともに、エンドレスベルト62からの放熱もあって、定着ロール61の表面温度は低下する。それに対し、ハロゲンヒータ66によって定着ロール61内部から熱エネルギーが供給されているが、定着ロール61の耐熱性弾性体層612が熱抵抗体となって、定着ロール61の表面に熱が到達するまでにはタイムラグが存在する。
したがって、従来の一般的な2ロール方式やベルトニップ方式の定着装置では、画像形成装置の高速化が進展するのに伴って、定着ロール61が用紙Pと当接する領域(ニップ部N)を通過した後、再度ニップ部Nに戻るまでの1回転の間に、熱容量が大きい定着ロール61を所定の定着温度に復帰させることは、極めて困難になる傾向にある。そして、定着ロール61が1回転する間に所定の定着温度へ到達しない場合には、特に画像形成装置の立ち上がり時において、温度ドループが起こって定着不良を生じたり、また同様の理由で、ウォームアップタイムも長くなっている。
Here, the operation of the heat-resistant elastic body layer 612 used in the fixing roll 61 of this embodiment will be described.
In the fixing device 60, when the paper P is successively conveyed to the nip portion N and continuous fixing is performed, the paper P and the unfixed toner image are deprived of heat at the nip portion N and heat is radiated from the endless belt 62. For this reason, the surface temperature of the fixing roll 61 decreases. On the other hand, although heat energy is supplied from the inside of the fixing roll 61 by the halogen heater 66, the heat-resistant elastic body layer 612 of the fixing roll 61 becomes a thermal resistor until the heat reaches the surface of the fixing roll 61. There is a time lag.
Therefore, in the conventional general two-roll type or belt nip type fixing device, as the speed of the image forming apparatus progresses, the fixing roller 61 passes through a region (nip portion N) where it contacts the paper P. After that, it is likely to be extremely difficult to return the fixing roll 61 having a large heat capacity to a predetermined fixing temperature during one rotation until the nip portion N is returned again. If the predetermined fixing temperature is not reached during one rotation of the fixing roll 61, particularly when the image forming apparatus starts up, a temperature droop occurs to cause a fixing defect, or for the same reason, warm-up is performed. The time is getting longer.

それに対し、本実施の形態のシリコーンゴム組成物を用いた耐熱性弾性体層612では、耐熱性弾性体層612において、シリコーンゴムの母材中に分散された低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工(成型)時に溶融して、シリコーンゴムの母材中に同様に分散された熱伝導性フィラー同士を結合し、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目を構築して、熱を伝達する経路を形成している。それによって、耐熱性弾性体層612の熱の伝導効率を極めて高いものとしている。
そのため、ハロゲンヒータ66によって定着ロール61内部から供給された熱エネルギーに対して、耐熱性弾性体層612における熱抵抗を極めて低く構成できるので、定着ロール61の表面に熱が到達するまでのタイムラグを短くすることが可能となる。それによって、定着ロール61がニップ部Nを通過した後、再度ニップ部Nに戻るまでの1回転の間に、定着ロール61を所定の定着温度に復帰させることが可能となり、温度ドループの発生を抑制することができ、また、同様に、ウォームアップタイムも短縮することが可能となる。
On the other hand, in the heat resistant elastic layer 612 using the silicone rubber composition of the present embodiment, the low melting point metal alloy particles dispersed in the silicone rubber base material in the heat resistant elastic layer 612 are silicone rubber. The heat conductive filler melted at the time of processing (molding) and bonded together in the same manner in the base material of the silicone rubber and bonded with the heat conductive filler. A high meshwork is built to form a path for heat transfer. Thereby, the heat conduction efficiency of the heat-resistant elastic layer 612 is extremely high.
Therefore, the heat resistance in the heat-resistant elastic body layer 612 can be configured to be extremely low with respect to the heat energy supplied from the inside of the fixing roll 61 by the halogen heater 66, so that the time lag until the heat reaches the surface of the fixing roll 61 is reduced. It can be shortened. As a result, the fixing roll 61 can be returned to a predetermined fixing temperature during one rotation after the fixing roll 61 passes through the nip portion N and then returns to the nip portion N again. In addition, the warm-up time can be shortened.

ところで、熱伝導性フィラー同士を結合する低融点金属合金粒子は、母材シリコーンゴムの成型温度以下、すなわち母材シリコーンゴムの加工時に使用される最高温度(加工最高温度:例えば250℃)以下の融点を有している。 すなわち、低融点金属合金粒子には、母材シリコーンゴムの加工最高温度以下であるものが用いられる。
このような融点を有する低融点金属合金粒子を用いることで、定着ロール61に耐熱性弾性体層612を成型する際に、低融点金属合金粒子が溶融して、シリコーンゴムの母材中に分散された熱伝導性フィラー同士を結合し、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目を構築することが可能となる。それとともに、定着装置60の使用時において低融点金属合金は溶融しても、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目は、その形態を変化することなく維持され、定着装置60の使用に際して、熱の伝導効率が極めて高い耐熱性弾性体層612として機能させることが可能となる。
By the way, the low-melting-point metal alloy particles that bond the thermally conductive fillers are not more than the molding temperature of the base material silicone rubber, that is, not more than the maximum temperature used when processing the base material silicone rubber (maximum processing temperature: for example, 250 ° C.). It has a melting point. That is, as the low melting point metal alloy particles, those having a temperature below the maximum processing temperature of the base material silicone rubber are used.
By using the low melting point metal alloy particles having such a melting point, when the heat resistant elastic layer 612 is molded on the fixing roll 61, the low melting point metal alloy particles are melted and dispersed in the base material of the silicone rubber. It is possible to construct a mesh having a high thermal conductivity that is organically stretched with the thermally conductive filler as a core by bonding the thermally conductive fillers that have been formed. At the same time, even when the low-melting-point metal alloy is melted when the fixing device 60 is used, the form of the organically stretched high-heat-conducting mesh centered on the heat-conductive filler changes its form. Thus, when the fixing device 60 is used, it can function as the heat-resistant elastic layer 612 with extremely high heat conduction efficiency.

次に、本実施の形態の耐熱性弾性体層612を構成するシリコーンゴム組成物の組成について、具体的に説明する。
本実施の形態のシリコーンゴム組成物は、基本的には、加熱等によって硬化させることによりゴム弾性体となる(A)ポリオルガノシロキサン組成物に、(B)熱伝導性フィラーと、(C)低融点金属合金粒子とを配合したものである。この場合の配合量は、ポリシロキサンベースポリマー100重量部に対して、(B)成分の熱伝導性フィラーは、10〜1000重量部、より好ましくは100〜800重量部であり、(C) 成分の低融点金属合金粒子は、10〜1000重量部、より好ましくは50〜500重量部である。
これは、(B)成分の熱伝導性フィラーに関しては、10重量部より少ない場合には所望の熱伝導性が得られず、1000重量部より多い場合にはゴム硬度が高くなり、さらにはゴム弾性が失われるとともにゴムの加工性が悪化するためである。また、(C) 成分の低融点金属合金粒子に関しては、10重量部より少ない場合には所望の熱伝導性が得られず、1000重量部より多い場合にはゴム硬度が高くなり、さらにはゴム弾性が失われるとともにゴムの加工性が悪化するためである。
Next, the composition of the silicone rubber composition constituting the heat-resistant elastic body layer 612 of the present embodiment will be specifically described.
The silicone rubber composition of the present embodiment is basically (A) a polyorganosiloxane composition that becomes a rubber elastic body by being cured by heating or the like, (B) a thermally conductive filler, and (C) It is a blend of low melting point metal alloy particles. The blending amount in this case is 10 to 1000 parts by weight, more preferably 100 to 800 parts by weight of the thermally conductive filler of the component (B) with respect to 100 parts by weight of the polysiloxane base polymer. The low melting point metal alloy particles are 10 to 1000 parts by weight, more preferably 50 to 500 parts by weight.
With regard to the thermally conductive filler of component (B), when it is less than 10 parts by weight, the desired thermal conductivity cannot be obtained, and when it is more than 1000 parts by weight, the rubber hardness is increased. This is because elasticity is lost and rubber processability deteriorates. In addition, regarding the low melting point metal alloy particles of the component (C), when the amount is less than 10 parts by weight, the desired thermal conductivity cannot be obtained, and when it is more than 1000 parts by weight, the rubber hardness is increased. This is because elasticity is lost and rubber processability deteriorates.

ここで、(B)成分の熱伝導性フィラーとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、粉砕石英、酸化マグネシウムなどの無機系フィラーを用いることができる。
また、(C)成分の低融点金属合金粒子としては、易融合金(半田用合金) を用いることができる。その易融合金(半田用合金)としては、Sn−Pb系、Sn−Sb系、Sn−Ag系、Sn−Bi系、Sn−Al系、Sn−Cu系、Sn−Mn系、Sn−Mg系、Zn−Mg系などの2元合金の他、Sn−Pb−Bi系、Sn−Sb−Bi系、Sn−Ag−Bi系、Sn−In−Ag系などの多元系合金も含まれる。この低融点金属合金粒子の組成選択は、母材となるシリコーンゴム組成物の加工温度により決定される。特に、近年の環境規制を考慮して、Pbフリーの合金系を選択することが望ましい。
(C)成分の低融点金属合金粒子の粒径としては、1.0〜1000μm、より好ましくは10〜100μmである。粒径が1.0μmより小さくなると、シリコーンゴムへの分散が悪くなって所望の高熱伝導率が得られなくなり、1000μmより大きくなると、シリコーンゴム自体の加工性が悪化するためである。
Here, as the thermally conductive filler of the component (B), inorganic fillers such as alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, pulverized quartz, and magnesium oxide can be used.
Further, as the low melting point metal alloy particles of the component (C), easy fusion gold (alloy for solder) can be used. The easily fused gold (alloy for solder) includes Sn—Pb, Sn—Sb, Sn—Ag, Sn—Bi, Sn—Al, Sn—Cu, Sn—Mn, Sn—Mg. In addition to binary alloys such as Zn-Mg and Sn-Pb-Bi, Sn-Sb-Bi, Sn-Ag-Bi, and Sn-In-Ag are also included. The composition selection of the low melting point metal alloy particles is determined by the processing temperature of the silicone rubber composition as the base material. In particular, it is desirable to select a Pb-free alloy system in consideration of recent environmental regulations.
(C) As a particle size of the low melting metal alloy particle of a component, it is 1.0-1000 micrometers, More preferably, it is 10-100 micrometers. This is because when the particle size is smaller than 1.0 μm, the dispersion into the silicone rubber is deteriorated and the desired high thermal conductivity cannot be obtained, and when it is larger than 1000 μm, the processability of the silicone rubber itself is deteriorated.

さらに、(A)成分のポリオルガノシロキサン組成物としては、(a)ポリオルガノシロキサンベースポリマーと、(b)硬化剤と、必要に応じて各種添加剤等とを均一に分散させたものを用いることができる。このようなポリオルガノシロキサン組成物に用いられる各種成分のうち、(a)ポリオルガノシロキサンベースポリマーと(b)硬化剤とは、ゴム弾性体を得るための反応機構に応じて適宜選択されるものである。その反応機構としては、(1) 有機過酸化物加硫剤による架橋方法、(2) 縮合反応による方法、(3) 付加反応による方法等が知られており、その反応機構によって、(a)成分と(b)成分、すなわち硬化用触媒もしくは架橋剤との好ましい組合せが定まることは周知である。このような各種の反応機構において用いられる(a)成分のベースポリマーとしてのポリオルガノシロキサンにおける有機基は、1価の置換または非置換の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基のようなアルキル基、フェニル基のようなアリール基、β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基のようなアラルキル基等の非置換の炭化水素基や、クロロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等の置換炭化水素基が例示される。なお、一般的にはメチル基が合成のし易さ等から多用される。   Further, as the polyorganosiloxane composition of component (A), a composition in which (a) a polyorganosiloxane base polymer, (b) a curing agent, and various additives as required is uniformly dispersed is used. be able to. Among various components used in such a polyorganosiloxane composition, (a) the polyorganosiloxane base polymer and (b) the curing agent are appropriately selected according to the reaction mechanism for obtaining a rubber elastic body. It is. As the reaction mechanism, (1) a crosslinking method using an organic peroxide vulcanizing agent, (2) a condensation reaction method, (3) an addition reaction method, etc. are known. It is well known that a preferred combination of the component and the component (b), that is, a curing catalyst or a crosslinking agent is determined. The organic group in the polyorganosiloxane as the base polymer of the component (a) used in such various reaction mechanisms is a monovalent substituted or unsubstituted hydrocarbon group, methyl group, ethyl group, propyl group, Unsubstituted hydrocarbon groups such as alkyl groups such as butyl, hexyl and dodecyl, aryl groups such as phenyl, aralkyl groups such as β-phenylethyl and β-phenylpropyl, and chloromethyl Examples thereof include substituted hydrocarbon groups such as a 3,3,3-trifluoropropyl group. In general, methyl groups are frequently used because of their ease of synthesis.

以下に、上述した(1)〜(3) のそれぞれの反応機構における(a)ポリオルガノシロキサンベースポリマーと、(b)硬化剤とについて説明する。まず、 (1) の有機過酸化物加硫剤による架橋方法を適用する場合においては、通常、(a)成分のベースポリマーとしては、1分子中のケイ素原子に結合した有機基のうち、少なくとも2個がビニル、プロペニル、ブテニル、ヘキセニルなどのアルケニル基であるポリオルガノシロキサンが用いられる。特に合成の容易さ、原料の入手のし易さから、上記した基の中でもビニル基が好ましい。また、(b)成分の硬化剤としては、ベンゾイルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、クミル−t−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−t−ブチルペルオキシド等の各種の有機過酸化物加硫剤が用いられ、特に低い圧縮永久歪みを与えることから、ジクミルペルオキシド、クミル−t−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−t−ブチルペルオキシドが好ましい。なお、これらの有機過酸化物加硫剤は、1種または2種以上の混合物として用いられる。(b)成分の硬化剤である有機過酸化物の配合量は、(a)成分のポリオルガノシロキサンベースポリマー100重量部に対し0.05〜15重量部の範囲が好ましい。有機過酸化物の配合量が0.05重量部未満では加硫が充分に行われず、15重量部を超えて配合してもそれ以上の格別な効果がないばかりか、得られたシリコーンゴムの物性に悪影響を与えることがあるからである。   Hereinafter, (a) the polyorganosiloxane base polymer and (b) the curing agent in each of the reaction mechanisms (1) to (3) described above will be described. First, in the case of applying the crosslinking method using the organic peroxide vulcanizing agent (1), the base polymer of the component (a) is usually at least of organic groups bonded to silicon atoms in one molecule. Polyorganosiloxanes in which two are alkenyl groups such as vinyl, propenyl, butenyl, hexenyl are used. Of these groups, a vinyl group is preferred because of ease of synthesis and availability of raw materials. In addition, as the curing agent for component (b), benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, cumyl-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxy Various organic peroxide vulcanizing agents such as hexane and di-t-butyl peroxide are used and give particularly low compression set. Therefore, dicumyl peroxide, cumyl-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl- 2,5-di-t-butylperoxyhexane and di-t-butylperoxide are preferred. These organic peroxide vulcanizing agents are used as one kind or a mixture of two or more kinds. The blending amount of the organic peroxide that is the curing agent of the component (b) is preferably in the range of 0.05 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyorganosiloxane base polymer of the component (a). When the amount of the organic peroxide is less than 0.05 parts by weight, the vulcanization is not sufficiently performed, and even when the amount exceeds 15 parts by weight, there is no particular effect. This is because physical properties may be adversely affected.

また、(2) の縮合反応を適用する場合においては、(a)成分のベースポリマーとしては両末端に水酸基を有するポリオルガノシロキサンが用いられる。(b)成分の硬化剤としては、まず架橋剤として、エチルシリケート、プロピルシリケート、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリス(メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン、メチルトリプロペノキシシラン等のアルコキシ型;メチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のアセトキシ型;メチルトリ(アセトンオキシム)シラン、ビニルトリ(アセトンオキシム)シラン、メチルトリ(メチルエチルケトキシム)シラン、ビニルトリ(メチルエチルケトキシム)シラン等、およびその部分加水分解物が例示される。また、ヘキサメチル−ビス(ジエチルアミノキシ)シクロテトラシロキサン、テトラメチルジブチル−ビス(ジエチルアミノキシ)シクロテトラシロキサン、ヘプタメチル(ジエチルアミノキシ)シクロテトラシロキサン、ペンタメチル−トリス(ジエチルアミノキシ)シクロテトラシロキサン、ヘキサメチル−ビス(メチルエチルアミノキシ)シクロテトラシロキサン、テトラメチル−ビス(ジエチルアミノキシ)−モノ(メチルエチルアミノキシ)シクロテトラシロキサンのような環状シロキサン等も例示される。このように、架橋剤はシランやシロキサン構造のいずれでもよく、またそのシロキサン構造は直鎖状、分岐状および環状のいずれでもよい。さらに、これらを使用する際には、1種類に限定される必要はなく、2種以上の併用も可能である。また、(b)成分の硬化剤のうち、硬化用触媒としては、鉄オクトエート、コバルトオクトエート、マンガンオクトエート、スズナフテネート、スズカプリレート、スズオレエートのようなカルボン酸金属塩;ジメチルスズジオレエート、ジメチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレエート、ジフェニルスズジアセテート、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルビス(トリエトキシシロキシ)スズ、ジオクチルスズジラウレートのような有機スズ化合物が用いられる。(b)成分の硬化剤のうち、上記した架橋剤の配合量は、(a)成分のベースポリマー100重量部に対して0.1〜20重量部が好ましい。架橋剤の使用量が0.1重量部未満では、硬化後のゴムに充分な強度が得られず、また20重量部を超えると得られるゴムが脆くなり、いずれも実用に耐え難いからである。また、硬化用触媒の配合量は(a)成分のベースポリマー100重量部に対し0.01〜5重量部が好ましい。0.01重量部より少ない量では硬化用触媒として不充分であって、硬化に長時間を要し、また空気との接触面から遠い内部での硬化が不良となるからである。他方、5重量部よりも多い場合には、保存安定性が低下してしまうからである。なお、より好ましい配合量の範囲としては、0.1〜3重量部の範囲である。   When the condensation reaction (2) is applied, a polyorganosiloxane having hydroxyl groups at both ends is used as the base polymer of the component (a). As the curing agent for component (b), first, as a crosslinking agent, ethyl silicate, propyl silicate, methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, methyltris (methoxyethoxy) silane, vinyltris ( Alkoxy type such as methoxyethoxy) silane and methyltripropenoxysilane; acetoxy type such as methyltriacetoxysilane and vinyltriacetoxysilane; methyltri (acetoneoxime) silane, vinyltri (acetoneoxime) silane, methyltri (methylethylketoxime) silane, Examples thereof include vinyltri (methylethylketoxime) silane and the like, and partial hydrolysates thereof. Hexamethyl-bis (diethylaminoxy) cyclotetrasiloxane, tetramethyldibutyl-bis (diethylaminoxy) cyclotetrasiloxane, heptamethyl (diethylaminoxy) cyclotetrasiloxane, pentamethyl-tris (diethylaminoxy) cyclotetrasiloxane, hexamethyl-bis ( Examples thereof include cyclic siloxanes such as methylethylaminoxy) cyclotetrasiloxane and tetramethyl-bis (diethylaminoxy) -mono (methylethylaminoxy) cyclotetrasiloxane. Thus, the cross-linking agent may be either a silane or siloxane structure, and the siloxane structure may be linear, branched or cyclic. Furthermore, when using these, it is not necessary to be limited to one type, and two or more types can be used together. Among the curing agents of component (b), the curing catalyst includes carboxylic acid metal salts such as iron octoate, cobalt octoate, manganese octoate, tin naphthenate, tin caprylate, tin oleate; dimethyltin dioleate, Organotin compounds such as dimethyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dioctoate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioleate, diphenyltin diacetate, dibutyltin oxide, dibutyltin dimethoxide, dibutylbis (triethoxysiloxy) tin, dioctyltin dilaurate Used. (B) Among the hardening | curing agents of a component, 0.1-20 weight part is preferable with respect to 100 weight part of base polymers of (a) component. This is because if the amount of the crosslinking agent used is less than 0.1 parts by weight, sufficient strength cannot be obtained in the cured rubber, and if it exceeds 20 parts by weight, the resulting rubber becomes brittle, and it is difficult to endure practical use. The amount of the curing catalyst is preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (a) base polymer. If the amount is less than 0.01 parts by weight, it is not sufficient as a curing catalyst, and it takes a long time for curing, and curing in the interior far from the contact surface with air becomes poor. On the other hand, when the amount is more than 5 parts by weight, the storage stability is lowered. In addition, as a range of a more preferable compounding quantity, it is the range of 0.1-3 weight part.

さらに、(3) の付加反応を適用する場合の(a)成分のベースポリマーとしては、上記した(1) の架橋方法におけるベースポリマーと同様なものが用いられる。また、(b)成分の硬化剤としては、硬化用触媒として、塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン錯体、白金黒、白金トリフェニルホスフィン錯体等の白金系触媒が用いられ、架橋剤として、ケイ素原子に結合した水素原子が1分子中に少なくとも平均2個を超える数を有するポリオルガノシロキサンが用いられる。(b)成分の硬化剤のうち、硬化用触媒の配合量は、(a)成分のベースポリマーに対し白金元素量で1〜1000ppmの範囲となる量が好ましい。硬化用触媒の配合量が白金元素量として1ppm未満では、充分に硬化が進行せず、また1000ppm を超えても特に硬化速度の向上等が期待できない。また、架橋剤の配合量は、(a)成分中のアルケニル基1個に対し、架橋剤中のケイ素原子に結合した水素原子が0.5〜4.0個となるような量が好ましく、さらに好ましくは1.0〜3.0個となるような量である。水素原子の量が0.5個未満である場合は、組成物の硬化が充分に進行せずに、硬化後の組成物の硬さが低くなり、また水素原子の量が4.0個を超えると硬化後の組成物の物理的性質と耐熱性が低下する。本実施の形態の熱伝導性シリコーンゴム組成物において、上記した硬化機構およびポリシロキサンベースポリマーは特に限定されるものではないが、熱伝導特性の点からは(3) の付加反応、または(1) の有機過酸化物加硫によるものが好ましく、またポリシロキサンベースポリマーの重合度は1000以上のもの、すなわち所謂ミラブル型と称するものが好ましい。これは、混合時の剪断応力が適度であるために、配合によって前述の効果がより発揮されるものと推察されるからである。   Furthermore, as the base polymer of the component (a) when the addition reaction of (3) is applied, the same base polymer as that in the crosslinking method of (1) described above is used. As the curing agent for component (b), a platinum catalyst such as chloroplatinic acid, platinum olefin complex, platinum vinylsiloxane complex, platinum black, platinum triphenylphosphine complex, etc. is used as a curing catalyst, and as a crosslinking agent. Polyorganosiloxane having an average number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms exceeding at least two per molecule is used. Among the curing agents of component (b), the blending amount of the curing catalyst is preferably an amount that is in the range of 1 to 1000 ppm in terms of platinum element relative to the base polymer of component (a). If the blending amount of the curing catalyst is less than 1 ppm as the platinum element amount, curing does not proceed sufficiently, and if it exceeds 1000 ppm, no improvement in the curing rate can be expected. The amount of the crosslinking agent is preferably such that the number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in the crosslinking agent is 0.5 to 4.0 with respect to one alkenyl group in component (a), More preferably, the amount is 1.0 to 3.0. When the amount of hydrogen atoms is less than 0.5, the curing of the composition does not proceed sufficiently, the hardness of the composition after curing is reduced, and the amount of hydrogen atoms is 4.0. When it exceeds, the physical property and heat resistance of the composition after hardening will fall. In the thermally conductive silicone rubber composition of the present embodiment, the above-described curing mechanism and polysiloxane base polymer are not particularly limited, but from the viewpoint of thermal conductivity properties, the addition reaction of (3) or (1 ) By organic peroxide vulcanization, and a polysiloxane base polymer having a polymerization degree of 1000 or more, that is, a so-called millable type is preferable. This is because since the shear stress at the time of mixing is moderate, it is presumed that the above-described effects are more exhibited by blending.

なお、本実施の形態の熱伝導性シリコーンゴム組成物には、補強性充填剤、耐熱性向上剤、難燃剤等の各種添加剤を随時付加的に配合してもよい。そのようなものとしては、通常、煙霧質シリカ、沈澱法シリカ、けいそう土等の補強性充填剤、酸化アルミニウム、マイカ、クレイ、炭酸亜鉛、ガラスビーズ、ポリジメチルシロキサン、アルケニル基含有ポリシロキサン等が例示される。   Note that various additives such as a reinforcing filler, a heat resistance improver, a flame retardant, and the like may be added to the thermally conductive silicone rubber composition of the present embodiment as needed. As such, usually, fumed silica, precipitated silica, diatomaceous earth and other reinforcing fillers, aluminum oxide, mica, clay, zinc carbonate, glass beads, polydimethylsiloxane, alkenyl group-containing polysiloxane, etc. Is exemplified.

以下、実施例およびこれに対する比較例に基づき、本実施の形態の定着ロール61における耐熱性弾性体層612を構成するシリコーンゴム組成物を具体的に説明する。なお、本実施の形態の耐熱性弾性体層612を構成するシリコーンゴム組成物は実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
末端がトリメチルシリル基で閉塞され、メチルビニルシロキサン単位を0.15モル%含有するポリジメチルシロキサン(重合度約6000)100重量部に、熱伝導性フィラーとしてアルミナ(Al)200重量部と、低融点合金粒子としてSn−Pb系合金粉末(平均粒径:50μm、融点183℃)100重量部をニーダーに仕込み、混練を行ってコンパウンドがまとまってから取り出した。これに、架橋剤として、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルパーオキシヘキサン0.5重量部を均一に混合し、熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製した。
Hereinafter, the silicone rubber composition constituting the heat-resistant elastic body layer 612 in the fixing roll 61 of the present embodiment will be specifically described based on examples and comparative examples. In addition, the silicone rubber composition which comprises the heat resistant elastic body layer 612 of this Embodiment is not limited to an Example.
(Example 1)
100 parts by weight of polydimethylsiloxane (degree of polymerization of about 6000) containing 0.15 mol% of a methylvinylsiloxane unit, which is blocked with a trimethylsilyl group, and 200 parts by weight of alumina (Al 2 O 3 ) as a thermally conductive filler Then, 100 parts by weight of Sn—Pb alloy powder (average particle size: 50 μm, melting point 183 ° C.) as low melting point alloy particles was charged into a kneader and kneaded to take out the compound after it was collected. To this, 0.5 part by weight of 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexane as a crosslinking agent was uniformly mixed to prepare a heat conductive silicone rubber composition.

(比較例1)
低融点合金粒子(Sn−Pb系合金粉末)を混合しないこと以外は、実施例1と同様にして調製したものを熱伝導性シリコーンゴム組成物とした。
(Comparative Example 1)
A heat conductive silicone rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the low melting point alloy particles (Sn—Pb alloy powder) were not mixed.

(比較例2)
熱伝導性フィラーとしてアルミナ(Al)300重量部とし、低融点合金粒子(Sn−Pb系合金粉末)を混合しないこと以外は、実施例1と同様にして調製したものを熱伝導性シリコーンゴム組成物とした。
(Comparative Example 2)
A heat conductive filler prepared in the same manner as in Example 1 except that 300 parts by weight of alumina (Al 2 O 3 ) is used as the heat conductive filler and the low melting point alloy particles (Sn—Pb alloy powder) are not mixed. A silicone rubber composition was obtained.

(実施例2)
末端がトリメチルシリル基で閉塞され、メチルビニルシロキサン単位を0.15モル%含有するポリジメチルシロキサン(重合度約6000)100重量部に、熱伝導性フィラーとしてマグネシア(MgO)300重量部と、低融点合金粒子としてSn−Ag−Bi系合金粉末(平均粒径:80μm、融点197℃)200重量部をニーダーに仕込み、混練を行ってコンパウンドがまとまってから取り出した。これに、架橋剤として、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルパーオキシヘキサン0.5重量部を均一に混合し、熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製した。
(Example 2)
100 parts by weight of polydimethylsiloxane (degree of polymerization: about 6000) containing 0.15 mol% of a methylvinylsiloxane unit, which is blocked with a trimethylsilyl group, and 300 parts by weight of magnesia (MgO) as a heat conductive filler, have a low melting point 200 parts by weight of Sn—Ag—Bi alloy powder (average particle size: 80 μm, melting point 197 ° C.) as alloy particles was charged into a kneader and kneaded to take out the compound after it had been collected. To this, 0.5 part by weight of 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexane as a crosslinking agent was uniformly mixed to prepare a heat conductive silicone rubber composition.

(比較例3)
低融点合金粒子(Sn−Ag−Bi系合金粉末)を混合しないこと以外は、実施例1と同様にして調製したものを熱伝導性シリコーンゴム組成物とした。
(Comparative Example 3)
A heat conductive silicone rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the low melting point alloy particles (Sn—Ag—Bi alloy powder) were not mixed.

(比較例4)
熱伝導性フィラーとしてマグネシア(MgO)500重量部とし、低融点合金粒子(Sn−Ag−Bi系合金粉末)を混合しないこと以外は、実施例1と同様にして調製したものを熱伝導性シリコーンゴム組成物とした。
(Comparative Example 4)
A thermally conductive silicone was prepared in the same manner as in Example 1 except that 500 parts by weight of magnesia (MgO) was used as the thermally conductive filler and the low melting point alloy particles (Sn—Ag—Bi alloy powder) were not mixed. A rubber composition was obtained.

このようにして得られた実施例1、2および比較例1〜4の熱伝導性シリコーンゴム組成物を用いて、以下に示す方法により特性を評価した。まず、ロール作業性、シーティング性能を確認する目的で、ロールにてシート出しを行い、その様子を評価した。ロールとしては、8インチテストローを用い、ゴム寄せ板間隔を20cmとし、バンクをロール上に作りつつシーティングした。シート厚は、1mmと3mmとの2種類に設定し、シーティングできるかどうかを確認した。さらに、そのシートにおいて、コンパウンドの分散性を光源100Wの電球にシートをかざすことで確認した。なお、シーティングできなかったものは、人為的に成型してシートを製造した。
また、上記した各熱伝導性シリコーンゴム組成物を2mm厚ゴムシートとし、一次加硫として180℃雰囲気、10分間の条件でプレス加硫を行った後、二次加硫として250℃雰囲気、4時間の条件で後加硫を行い、常温に戻して24時間経過後に、各ゴムシートの硬度、引張強さ、伸びをJIS−K6301(加硫ゴム物理試験方法)に従って測定した。また耐熱試験として、200℃雰囲気において96時間恒温槽に放置した後、室温に戻して、24時間経過後に各物性を測定し、耐熱性能の比較とした。さらに、熱伝導率をQTM迅速熱伝導率計(商品名:京都電子工業(株)製)を用いて測定した。
Using the heat conductive silicone rubber compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 thus obtained, the characteristics were evaluated by the methods shown below. First, for the purpose of confirming roll workability and sheeting performance, a sheet was taken out with a roll and the state was evaluated. As the roll, an 8-inch test row was used, the interval between the rubber contact plates was set to 20 cm, and the sheet was seated while making the bank on the roll. The sheet thickness was set to two types of 1 mm and 3 mm, and it was confirmed whether or not sheeting was possible. Further, in the sheet, the dispersibility of the compound was confirmed by holding the sheet over the light bulb of the light source 100W. The sheet that could not be seated was artificially molded to produce a sheet.
Further, each heat conductive silicone rubber composition described above is formed into a 2 mm thick rubber sheet, subjected to press vulcanization under conditions of 180 ° C. atmosphere for 10 minutes as primary vulcanization, and then at 250 ° C. atmosphere as secondary vulcanization. Post-vulcanization was performed under the conditions of time, and after returning to normal temperature and 24 hours passed, the hardness, tensile strength, and elongation of each rubber sheet were measured according to JIS-K6301 (vulcanized rubber physical test method). In addition, as a heat resistance test, the sample was left in a constant temperature bath at 200 ° C. for 96 hours, then returned to room temperature, and measured for physical properties after 24 hours to compare heat resistance. Furthermore, the thermal conductivity was measured using a QTM rapid thermal conductivity meter (trade name: manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).

これらの実施例および比較例の評価結果を各組成物の配合比と併せてまとめたものが図6である。図6に示したように、実施例1のゴムシートでは、低融点合金粒子(Sn−Pb系合金粉末)を混合しない比較例1、2のゴムシートと比べて、熱伝導率が格段に向上していることが実証された。その場合でも、シーティング性・フィラー分散性は良好であり、硬度、引張強度、伸びに関しても、初期状態、さらには耐熱試験の後においても、殆ど変化することなく良好な特性を有している。実施例2のゴムシートに関しても同様であり、低融点合金粒子(Sn−Ag−Bi系合金粉末)を混合しない比較例3、4のゴムシートと比べて、熱伝導率が格段に向上していることが実証された。その場合でも、シーティング性・フィラー分散性は良好であり、硬度、引張強度、伸びに関しても、初期状態、さらには耐熱試験の後においても、殆ど変化することなく良好な特性を有している。
このように、実施例および比較例の比較により、本実施の形態のシリコーンゴム組成物では、熱伝導率が7〜10(×10−3cal/cm・sec・℃)程度の高い値を実現することができ、その優位性が確認された。なお、本実施の形態のシリコーンゴム組成物では、本発明者の実験により、熱伝導率を5(×10−3cal/cm・sec・℃)以上に設定することは可能であることが確認されているが、硬度、引張強度、伸び等のゴム特性を維持する観点からシリコーンゴム組成物への各配合物の配合量等を考慮し、熱伝導率は15(×10−3cal/cm・sec・℃)以下に設定するのが好ましい。
FIG. 6 shows the evaluation results of these examples and comparative examples together with the blending ratios of the respective compositions. As shown in FIG. 6, in the rubber sheet of Example 1, the thermal conductivity is remarkably improved as compared with the rubber sheets of Comparative Examples 1 and 2 in which the low melting point alloy particles (Sn—Pb alloy powder) are not mixed. It has been demonstrated that Even in such a case, the sheeting property and filler dispersibility are good, and the hardness, tensile strength, and elongation have good characteristics with little change even in the initial state and after the heat test. The same applies to the rubber sheet of Example 2, and the thermal conductivity is remarkably improved as compared with the rubber sheets of Comparative Examples 3 and 4 in which the low melting point alloy particles (Sn—Ag—Bi alloy powder) are not mixed. It was proved that Even in such a case, the sheeting property and filler dispersibility are good, and the hardness, tensile strength, and elongation have good characteristics with little change even in the initial state and after the heat test.
Thus, by comparing the examples and comparative examples, the silicone rubber composition of the present embodiment achieves a high value of thermal conductivity of about 7 to 10 (× 10 −3 cal / cm · sec · ° C.). And its superiority was confirmed. In the silicone rubber composition of the present embodiment, it has been confirmed by the inventors' experiments that it is possible to set the thermal conductivity to 5 (× 10 −3 cal / cm · sec · ° C.) or more. However, from the viewpoint of maintaining rubber properties such as hardness, tensile strength, and elongation, the thermal conductivity is 15 (× 10 −3 cal / cm) in consideration of the blending amount of each compound into the silicone rubber composition. · Sec · ° C) or less is preferable.

さらに、実施例1、2および比較例1、3のシリコーンゴム組成物を定着ロール61に耐熱性弾性体層612として、上記シートの製造条件と同じ条件で加硫して作成し、組み込んだ定着装置60を用いて、ハロゲンヒータ66への通電開始から定着ロール61表面が設定温度(本実験では150℃とした。)に到達するまでの時間(分)、および定着画像の画像グロスむら(マイクログロス)を評価する実験を行なった。
本実験では、定着ロール61は、アルミニウム製のコア611に、耐熱性弾性体層612として、上記したように実施例1、2、および比較例1、3で用いたシリコーンゴム組成物を3mmの厚さに被覆成型した後、この耐熱性弾性体層612表面にフッ素樹脂塗料EN−710CL(三井デュポン(株)製)を30μm厚にスプレーコーティングして、4種類の定着ロール61を用意した。定着ロール61内部には800Wのハロゲンヒータ66を配設して、設定温度を150℃とした。ニップ部Nのニップ幅は8mmに設定し、プロセススピードは150mm/secとした。そして、これら4種類の定着ロール61を組み込んだ定着装置60を画像形成装置に装着し、定着性能評価を行った。また、トナーは、富士ゼロックス(株)製 DocuCenterColor400用カラートナー(シアン色)を使用し、富士ゼロックス(株)製 「J紙」(商品名)を用いた。その際、用紙P上に形成されたトナー像のトナー密度は1mg/cmに設定した。
Furthermore, the silicone rubber compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 3 were prepared by vulcanizing the fixing roll 61 as a heat-resistant elastic body layer 612 under the same conditions as those for manufacturing the sheet, and incorporating them. Using the apparatus 60, the time (minutes) from when the energization of the halogen heater 66 is started until the surface of the fixing roll 61 reaches a set temperature (150 ° C. in this experiment), and unevenness of image gloss (microscopic) An experiment to evaluate (gross) was conducted.
In this experiment, the fixing roll 61 is made of the silicone rubber composition used in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 3 as the heat-resistant elastic body layer 612 on the aluminum core 611 with 3 mm. After coating to a thickness, the surface of this heat resistant elastic layer 612 was spray coated with a fluororesin paint EN-710CL (manufactured by Mitsui DuPont) to a thickness of 30 μm to prepare four types of fixing rolls 61. An 800 W halogen heater 66 is disposed inside the fixing roll 61, and the set temperature is set to 150 ° C. The nip width of the nip portion N was set to 8 mm, and the process speed was 150 mm / sec. Then, a fixing device 60 incorporating these four types of fixing rolls 61 was attached to the image forming apparatus, and the fixing performance was evaluated. As the toner, color toner (cyan) for DocuCenterColor400 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was used, and “J paper” (trade name) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was used. At that time, the toner density of the toner image formed on the paper P was set to 1 mg / cm 2 .

その結果を示したのが図7である。図7に示したように、耐熱性弾性体層612として実施例1、2のシリコーンゴム組成物を用いた本実施の形態の定着装置60では、比較例1、3のシリコーンゴム組成物を用いた場合に比較し、設定温度到達時間が1/4〜2/5に短縮されていることが実証された。なお、画像クロスむらに関しては、実施例1、2のシリコーンゴム組成物を用いた場合、および比較例1、3のシリコーンゴム組成物を用いた場合ともに、発生は認められず、良好な画像品質を示した。これは、実施例1、2のシリコーンゴム組成物、および比較例1、3のシリコーンゴム組成物ともに、硬度が低く、伸びも大きいためであると考えられる。   FIG. 7 shows the result. As shown in FIG. 7, in the fixing device 60 of the present embodiment using the silicone rubber compositions of Examples 1 and 2 as the heat resistant elastic layer 612, the silicone rubber compositions of Comparative Examples 1 and 3 are used. It was proved that the set temperature arrival time was shortened to ¼ to 2/5, compared with the case where it was. In addition, regarding the image cross unevenness, no occurrence was observed both when the silicone rubber composition of Examples 1 and 2 and the silicone rubber composition of Comparative Examples 1 and 3 were used, and good image quality. showed that. This is probably because both the silicone rubber compositions of Examples 1 and 2 and the silicone rubber compositions of Comparative Examples 1 and 3 have low hardness and large elongation.

以上説明したように、本実施の形態の定着装置60では、定着ロール61の耐熱性弾性体層612は、シリコーンゴムを母材として、この母材シリコーンゴムに、熱伝導性付与剤としての熱伝導性フィラーと、母材シリコーンゴムの加工温度(成型温度(二次加硫温度))以下の融点を持った低融点金属合金粒子とが配合されたシリコーンゴム組成物を成型することにより構成されている。このような構成により、耐熱性弾性体層612において、シリコーンゴムの母材中に分散された低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工(成型)時に溶融して、シリコーンゴムの母材中に同様に分散された熱伝導性フィラー同士を結合し、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目を構築するので、耐熱性弾性体層612の熱の伝導効率を極めて高いものとすることができる。   As described above, in the fixing device 60 of the present embodiment, the heat-resistant elastic body layer 612 of the fixing roll 61 has a silicone rubber as a base material, and the base material silicone rubber has a heat conductivity as a thermal conductivity imparting agent. It is formed by molding a silicone rubber composition containing a conductive filler and low melting point metal alloy particles having a melting point equal to or lower than the processing temperature of the base material silicone rubber (molding temperature (secondary vulcanization temperature)). ing. With such a configuration, in the heat resistant elastic layer 612, the low melting point metal alloy particles dispersed in the silicone rubber base material are melted during the processing (molding) of the silicone rubber, and the silicone rubber base material is melted. Similarly, the dispersed heat conductive fillers are bonded to each other to construct a network of high thermal conductivity organically stretched around the heat conductive fillers, so that the heat of the heat resistant elastic body layer 612 is increased. The conduction efficiency can be made extremely high.

そのため、ハロゲンヒータ66によって定着ロール61内部から供給された熱エネルギーに対して、耐熱性弾性体層612における熱抵抗を極めて低く構成でき、定着ロール61の表面に熱が到達するまでのタイムラグを短くすることが可能となる。それによって、定着ロール61がニップ部Nを通過した後、再度ニップ部Nに戻るまでの1回転の間に、定着ロール61を所定の定着温度に復帰させることが可能となるので、温度ドループの発生を抑制することができ、また、同様に、ウォームアップタイムも短縮することが可能となる。   Therefore, the thermal resistance in the heat-resistant elastic body layer 612 can be configured to be extremely low with respect to the heat energy supplied from the inside of the fixing roll 61 by the halogen heater 66, and the time lag until the heat reaches the surface of the fixing roll 61 is shortened. It becomes possible to do. Accordingly, the fixing roll 61 can be returned to a predetermined fixing temperature during one rotation after the fixing roll 61 passes through the nip portion N and then returns to the nip portion N again. Occurrence can be suppressed and, similarly, the warm-up time can be shortened.

なお、本実施の形態では、定着ロール61にエンドレスベルト62を押圧させたベルトニップ方式の定着装置60について説明したが、本発明は、一般の定着ロールに加圧ロールを押圧させた2ロール方式の定着装置や、その他耐熱性弾性体層が配設される定着部材を用いる定着装置に広く適用できる。   In this embodiment, the belt nip type fixing device 60 in which the endless belt 62 is pressed against the fixing roll 61 has been described. However, the present invention is a two-roll type in which a pressure roller is pressed against a general fixing roll. The present invention can be widely applied to a fixing device using a fixing member provided with a heat-resistant elastic body layer and other fixing devices.

[実施の形態2]
実施の形態1では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール61を用い、加圧手段として圧力パッド64が押圧されたエンドレスベルト62を用いた定着装置60が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態2では、図1に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源が押圧された定着ベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the image forming apparatus is described in which the fixing roll 61 having a heat source is used as the heating unit and the fixing device 60 using the endless belt 62 with the pressure pad 64 pressed as the pressing unit is mounted. In the second embodiment, a fixing device mounted on the image forming apparatus shown in FIG. 1 is a fixing device using a fixing belt with a heat generation source pressed as a heating unit and a pressure roll as a pressing unit. explain. In addition, the same code | symbol is used about the structure similar to Embodiment 1, and the detailed description is abbreviate | omitted here.

図8は、本実施の形態における定着装置90の構成を示す側断面図である。図8に示すように、本実施の形態の定着装置90は、定着部材の一例としての定着ベルト92、加圧部材の一例としての加圧ロール91により主要部が構成されている。そして、定着ベルト92が用紙Pのトナー像担持面側に配置されるとともに、定着ベルト92の内側には加熱源の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ82が配設され、セラミックヒータ82からニップ部Nに熱を供給するように構成している。   FIG. 8 is a side sectional view showing a configuration of the fixing device 90 in the present embodiment. As shown in FIG. 8, the fixing device 90 according to the present exemplary embodiment includes a fixing belt 92 as an example of a fixing member and a pressure roll 91 as an example of a pressure member. The fixing belt 92 is disposed on the toner image carrying surface side of the paper P, and a ceramic heater 82 which is a resistance heating element as an example of a heating source is disposed inside the fixing belt 92. The nip portion N is configured to supply heat.

セラミックヒータ82は、加圧ロール91側の面がほぼフラットに形成されている。そして、定着ベルト92を介して加圧ロール91に押圧される状態で配置され、ニップ部Nを形成している。したがって、セラミックヒータ82は圧力部材としても機能している。ニップ部Nを通過した用紙Pは、ニップ部Nの出口領域(剥離ニップ部)において定着ベルト92の曲率の変化によって定着ベルト92から剥離される。
さらに、定着ベルト92内周面とセラミックヒータ82との間には、定着ベルト92の内周面とセラミックヒータ82との摺動抵抗を小さくするため、低摩擦シート68が配設されている。この低摩擦シート68は、セラミックヒータ82と別体に構成しても、セラミックヒータ82と一体的に構成しても、いずれでもよい。
The ceramic heater 82 has a substantially flat surface on the pressure roll 91 side. Then, it is arranged in a state of being pressed against the pressure roll 91 via the fixing belt 92 and forms a nip portion N. Therefore, the ceramic heater 82 also functions as a pressure member. The sheet P that has passed through the nip portion N is peeled off from the fixing belt 92 by the change in the curvature of the fixing belt 92 in the exit region (peeling nip portion) of the nip portion N.
Further, a low friction sheet 68 is disposed between the inner peripheral surface of the fixing belt 92 and the ceramic heater 82 in order to reduce sliding resistance between the inner peripheral surface of the fixing belt 92 and the ceramic heater 82. The low friction sheet 68 may be configured separately from the ceramic heater 82 or may be configured integrally with the ceramic heater 82.

一方、加圧ロール91は定着ベルト92に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印D方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト92が回動するように構成されている。加圧ロール91は、コア (円柱状芯金)911と、コア911の外周面に被覆した耐熱性弾性体層912と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層913とが積層されて構成されている。   On the other hand, the pressure roll 91 is disposed so as to face the fixing belt 92, and is configured to rotate in the direction of arrow D by a drive motor (not shown), and the fixing belt 92 is rotated following the rotation. The pressure roll 91 includes a core (cylindrical cored bar) 911, a heat-resistant elastic body layer 912 coated on the outer peripheral surface of the core 911, and a release layer 913 made of a heat-resistant resin coating or a heat-resistant rubber coating. Has been configured.

さらに、本実施の形態の定着装置90では、定着ベルト92は、原形が円筒形状に形成された例えば直径が30mmの無端ベルトである。そして、定着ベルト92の層構造は、図9に示したように、耐熱性の高いシート状部材からなる基材層921、基材層921の外周面上に積層された弾性層922、弾性層922の上に積層された表面離型層923により構成されている。
定着ベルト92の基材層921は、厚さ10〜150μm、さらに好ましくは50〜100μmの耐熱性の高いシートで形成され、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド等の耐熱性の高い合成樹脂や、SUS、ニッケル等の金属からなるものが使用できる。なお、基材層921では、定着ベルト62の両端部がエッジガイド(図示せず)に突き当たった場合でも、座屈等が生じない程度の剛性を確保している。
Further, in the fixing device 90 according to the present embodiment, the fixing belt 92 is an endless belt having an original shape formed in a cylindrical shape, for example, a diameter of 30 mm. As shown in FIG. 9, the layer structure of the fixing belt 92 includes a base material layer 921 made of a sheet member having high heat resistance, an elastic layer 922 laminated on the outer peripheral surface of the base material layer 921, and an elastic layer. The surface release layer 923 is laminated on the 922.
The base material layer 921 of the fixing belt 92 is formed of a highly heat-resistant sheet having a thickness of 10 to 150 μm, more preferably 50 to 100 μm. For example, polyester, polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyetherketone, polysulfone, polyimide Further, synthetic resins having high heat resistance such as polyimide amide and polyamide, and those made of metal such as SUS and nickel can be used. Note that the base material layer 921 has sufficient rigidity to prevent buckling or the like even when both ends of the fixing belt 62 abut against an edge guide (not shown).

定着ベルト92の弾性層922は、シリコーンゴムを母材として、この母材シリコーンゴムに、熱伝導性付与剤としての熱伝導性フィラーと、母材シリコーンゴムの加工温度(成型温度)以下の融点を持った低融点金属合金粒子とが配合されたシリコーンゴム組成物を、厚さ100〜600μm程度に成型して構成されている。
この弾性層922を設けることによって、粉体であるトナーが積層して形成されたトナー像に対して、ニップ部Nにおいてトナー像を押し潰さずに包み込むようになり、トナー像の全体にムラなく熱を供給することができるので、細線や細かなドット状のトナー像を高精細に定着することが可能となる。特に、カラー画像に対しては、4色のトナーを充分に溶解した上で混合できるので、良好な発色性が得られる。
The elastic layer 922 of the fixing belt 92 has silicone rubber as a base material, a heat conductive filler as a thermal conductivity imparting agent, and a melting point equal to or lower than the processing temperature (molding temperature) of the base material silicone rubber. Is formed by molding a silicone rubber composition containing low melting point metal alloy particles having a thickness of about 100 to 600 μm.
By providing the elastic layer 922, the toner image formed by laminating the toner as powder is wrapped in the nip portion N without being crushed, and the entire toner image is uniform. Since heat can be supplied, it is possible to fix a fine line or fine dot-shaped toner image with high definition. Particularly for color images, four color toners can be sufficiently dissolved and mixed, so that good color developability can be obtained.

さらに、本実施の形態の弾性層922では、シリコーンゴムの母材中に分散された低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工(成型)時に溶融して、シリコーンゴムの母材中に同様に分散された熱伝導性フィラー同士を結合し、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目を構築するので、弾性層922の熱の伝導効率を極めて高いものとすることができる。
そのため、セラミックヒータ82によって内部から供給された熱エネルギーに対して、弾性層922における熱抵抗を極めて低く構成でき、定着ベルト92の内周面から外周面に熱が到達するまでのタイムラグを短くすることが可能となる。それによって、ニップ部Nにおいては、セラミックヒータ82から定着ベルト92の外周面に対して急速な熱の伝導が行なわれるので、画像形成装置の高速化を図った場合においても、良好な定着性を維持することが可能となる。
Further, in the elastic layer 922 of the present embodiment, the low-melting point metal alloy particles dispersed in the silicone rubber base material are melted during the processing (molding) of the silicone rubber, and similarly in the silicone rubber base material. Since the dispersed heat conductive fillers are bonded to each other and a network of high thermal conductivity organically stretched around the heat conductive filler as a core is constructed, the heat conduction efficiency of the elastic layer 922 is extremely improved. Can be expensive.
Therefore, the thermal resistance in the elastic layer 922 can be configured to be extremely low with respect to the thermal energy supplied from the inside by the ceramic heater 82, and the time lag until the heat reaches the outer peripheral surface from the inner peripheral surface of the fixing belt 92 is shortened. It becomes possible. As a result, in the nip portion N, rapid heat conduction is performed from the ceramic heater 82 to the outer peripheral surface of the fixing belt 92. Therefore, even when the speed of the image forming apparatus is increased, good fixability can be obtained. Can be maintained.

また、定着ベルト62の表面離型層923は、用紙P上に担持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性のよい材料を使用することが必要である。この表面離型層923を構成する材料としては、例えば、PFA、PTFE、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が挙げられる。表面離型層923は、これらの材料のうちから適宜選択されたものを、1〜50μmの厚さで定着ベルト62の最上層に設けたものである。   Further, since the surface release layer 923 of the fixing belt 62 is in direct contact with the unfixed toner image carried on the paper P, it is necessary to use a material having good releasability. Examples of the material constituting the surface release layer 923 include PFA, PTFE, a silicone copolymer, or a composite layer thereof. The surface release layer 923 is provided on the uppermost layer of the fixing belt 62 with a thickness of 1 to 50 μm appropriately selected from these materials.

なお、ホルダ65の両端部にはエッジガイド部材(不図示)が配設されている。エッジガイド部材は、ホルダ65の両端部において対向するように配置された両エッジガイド部材の内側面が、定着ベルト92の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、定着ベルト92が回動する際には、定着ベルト92の端部が両エッジガイド部材の内側面に当接することによって、定着ベルト92の幅方向への移動(ベルトウォーク)が規制されている。このように、定着ベルト92は、エッジガイド部材によって片寄りが規制されるように設定されている。
また、剥離の補助手段として、定着ベルト92のニップ部Nの下流側に、剥離補助部材70を配設することもできる。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ベルト92の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ベルト92と近接する状態でバッフルホルダ72によって保持されている。
Note that edge guide members (not shown) are disposed at both ends of the holder 65. The edge guide members are disposed such that the inner surfaces of both edge guide members disposed so as to face each other at both end portions of the holder 65 have an interval substantially matching the width of the fixing belt 92. When the fixing belt 92 rotates, movement of the fixing belt 92 in the width direction (belt walk) is restricted by the end portions of the fixing belt 92 coming into contact with the inner surfaces of both edge guide members. Yes. Thus, the fixing belt 92 is set so that the deviation is regulated by the edge guide member.
Further, as a peeling auxiliary means, a peeling auxiliary member 70 can be disposed on the downstream side of the nip portion N of the fixing belt 92. The peeling auxiliary member 70 is held by a baffle holder 72 in a state where the peeling baffle 71 is close to the fixing belt 92 in a direction (counter direction) opposite to the rotation direction of the fixing belt 92.

そして、図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Pは、定着入口ガイド56によって定着装置90のニップ部Nに導かれる。用紙Pがニップ部Nを通過する際には、用紙P上のトナー像は、ニップ部Nに作用する圧力と、定着ベルト92側のセラミックヒータ82から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置90でも、加圧ロール91とセラミックヒータ82との間でニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。   The paper P on which the toner image has been electrostatically transferred in the secondary transfer unit 20 of the image forming apparatus shown in FIG. 1 is guided to the nip N of the fixing device 90 by the fixing inlet guide 56. When the paper P passes through the nip portion N, the toner image on the paper P is fixed by the pressure acting on the nip portion N and the heat supplied from the ceramic heater 82 on the fixing belt 92 side. Also in the fixing device 90 of the present embodiment, since the nip portion N can be configured widely between the pressure roll 91 and the ceramic heater 82, stable fixing performance can be ensured.

このように、本実施の形態の定着装置90においては、定着ベルト92に弾性層922を設け、この弾性層922は、シリコーンゴムを母材として、この母材シリコーンゴムに、熱伝導性付与剤としての熱伝導性フィラーと、母材シリコーンゴムの加工温度(成型温度)以下の融点を持った低融点金属合金粒子とが配合されたシリコーンゴム組成物を成型して構成している。
このような構成により、細線や細かなドット状のトナー像を高精細に定着し、特にカラー画像に対しては、良好な発色性が得られる。さらには、シリコーンゴムの母材中に分散された低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工(成型)時に溶融して、シリコーンゴムの母材中に同様に分散された熱伝導性フィラー同士を結合し、熱伝導性フィラーを核とした有機的に張り渡された熱伝導性の高い網の目を構築するので、弾性層922の熱の伝導効率を極めて高いものとすることができる。そのため、セラミックヒータ82によって内部から供給された熱エネルギーに対して、弾性層922における熱抵抗を極めて低く構成でき、定着ベルト92の内周面から外周面に熱が到達するまでのタイムラグを短くすることが可能となるので、ニップ部Nにおいては、セラミックヒータ82から定着ベルト92の外周面に対して急速な熱の伝導が行なわれ、画像形成装置の高速化を図った場合においても、良好な定着性を維持することが可能となる。
As described above, in the fixing device 90 according to the present embodiment, the elastic layer 922 is provided on the fixing belt 92, and the elastic layer 922 uses silicone rubber as a base material, and the base material silicone rubber is provided with a thermal conductivity-imparting agent. A silicone rubber composition in which a heat conductive filler and a low melting point metal alloy particle having a melting point equal to or lower than the processing temperature (molding temperature) of the base silicone rubber is molded.
With such a configuration, a fine line or fine dot-shaped toner image is fixed with high definition, and particularly good color developability is obtained for a color image. Furthermore, the low melting point metal alloy particles dispersed in the silicone rubber base material are melted during the processing (molding) of the silicone rubber, so that the thermally conductive fillers dispersed in the silicone rubber base material are similarly dispersed. Bonding and organically stretched meshes with high thermal conductivity centered on the thermally conductive filler are constructed, so that the heat conduction efficiency of the elastic layer 922 can be made extremely high. Therefore, the thermal resistance in the elastic layer 922 can be configured to be extremely low with respect to the thermal energy supplied from the inside by the ceramic heater 82, and the time lag until the heat reaches the outer peripheral surface from the inner peripheral surface of the fixing belt 92 is shortened. Therefore, in the nip portion N, rapid heat conduction is performed from the ceramic heater 82 to the outer peripheral surface of the fixing belt 92, which is satisfactory even when the speed of the image forming apparatus is increased. Fixability can be maintained.

本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェット方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙(用紙)上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。   As an application example of the present invention, application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic method, for example, application to a fixing apparatus that fixes an unfixed toner image carried on a recording paper (paper). is there. Further, there is application to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an ink jet method, for example, a fixing device that dries an undried ink image carried on a recording paper (paper).

本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus of the present invention. 実施の形態1に係る定着装置の構成を示す側断面図である。2 is a side cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to Embodiment 1. FIG. エンドレスベルトが支持される構成を説明する断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram explaining the structure by which an endless belt is supported. 定着ロールの構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a fixing roll. 耐熱性弾性体層を構成するシリコーンゴム組成物の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the silicone rubber composition which comprises a heat resistant elastic body layer. 実施例および比較例の評価結果を各組成物の配合比と併せてまとめた図である。It is the figure which put together the evaluation result of the Example and the comparative example with the compounding ratio of each composition. 定着ロール表面が設定温度に到達するまでの時間および定着画像の画像グロスむらを評価した結果を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a result of evaluating time until a fixing roll surface reaches a set temperature and image gloss unevenness of a fixed image. 実施の形態2に係る定着装置の構成を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to a second embodiment. 定着ベルトの層構造を説明する断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a layer structure of a fixing belt. FIG. 従来の定着装置の構成を示す側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a configuration of a conventional fixing device.

符号の説明Explanation of symbols

1Y,1M,1C,1K…画像形成ユニット、11…感光体ドラム、12…帯電器、13…レーザ露光器、14…現像器、15…中間転写ベルト、16…一次転写ロール、17…ドラムクリーナ、20…二次転写部、60,90…定着装置、61…定着ロール、611…コア(円筒状芯金)、612…耐熱性弾性体層、613…離型層、62…エンドレスベルト、63…ベルトガイド部材、64…圧力パッド、64a…プレニップ部材、64b…剥離ニップ部材、65…ホルダ、66…ハロゲンヒータ、67…潤滑剤供給部材、68…低摩擦シート、69…温度センサ、70…剥離補助部材、80…エッジガイド部材、82…セラミックヒータ、91…加圧ロール、92…定着ベルト、921…基材層、922…弾性層、923…表面離型層 1Y, 1M, 1C, 1K ... image forming unit, 11 ... photosensitive drum, 12 ... charger, 13 ... laser exposure device, 14 ... developing device, 15 ... intermediate transfer belt, 16 ... primary transfer roll, 17 ... drum cleaner , 20 ... secondary transfer part, 60, 90 ... fixing device, 61 ... fixing roll, 611 ... core (cylindrical cored bar), 612 ... heat-resistant elastic body layer, 613 ... release layer, 62 ... endless belt, 63 ... belt guide member, 64 ... pressure pad, 64a ... pre-nip member, 64b ... peeling nip member, 65 ... holder, 66 ... halogen heater, 67 ... lubricant supply member, 68 ... low friction sheet, 69 ... temperature sensor, 70 ... Peeling assisting member, 80 ... edge guide member, 82 ... ceramic heater, 91 ... pressure roll, 92 ... fixing belt, 921 ... base material layer, 922 ... elastic layer, 923 ... surface release layer

Claims (12)

記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
加熱源を有し、弾性層が配設された定着部材と、
前記定着部材に圧接しながら記録紙が通過するニップ部を形成する加圧部材とを備え、
前記定着部材は、前記弾性層がシリコーンゴムに熱伝導性付与剤と低融点金属合金粒子とを配合させて成型されたことを特徴とする定着装置。
A fixing device for fixing a toner image carried on a recording material,
A fixing member having a heating source and provided with an elastic layer;
A pressure member that forms a nip portion through which the recording paper passes while being pressed against the fixing member,
The fixing device is characterized in that the elastic layer is formed by blending a silicone rubber with a thermal conductivity-imparting agent and low melting point metal alloy particles.
前記定着部材の前記弾性層は、前記低融点金属合金粒子が溶融し、溶融した当該低融点金属合金粒子が前記熱伝導性付与剤同士を結合させた状態を形成していることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The elastic layer of the fixing member is characterized in that the low-melting point metal alloy particles are melted and the melted low-melting point metal alloy particles form a state in which the thermal conductivity-imparting agents are bonded together. The fixing device according to claim 1. 前記定着部材の前記弾性層は、前記低融点金属合金粒子が、シリコーンゴムの加工最高温度以下の融点を有することを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the elastic layer of the fixing member has the low melting point metal alloy particles having a melting point equal to or lower than a maximum processing temperature of silicone rubber. 前記定着部材の前記弾性層は、前記低融点金属合金粒子の平均粒径が1.0〜1000μmであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the elastic layer of the fixing member has an average particle diameter of the low melting point metal alloy particles of 1.0 to 1000 μm. 前記定着部材の前記弾性層は、前記低融点金属合金粒子の配合量がシリコーンゴム100重量部に対し、10〜1000重量部であることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   2. The fixing device according to claim 1, wherein the elastic layer of the fixing member includes 10 to 1000 parts by weight of the low melting point metal alloy particles based on 100 parts by weight of the silicone rubber. 前記定着部材は、定着ロールまたは定着ベルトであることを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the fixing member is a fixing roll or a fixing belt. 前記加圧部材はベルト部材であり、当該ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記定着部材に圧接させて当該定着部材と当該ベルト部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の定着装置。   The pressure member is a belt member, and is disposed inside the belt member, and presses the belt member against the fixing member to form a nip portion through which the recording material passes between the fixing member and the belt member. The fixing device according to claim 1, further comprising a pressure member to be formed. シリコーンゴム母材に熱伝導性フィラーと低融点金属合金粒子とを配合したことを特徴とするシリコーンゴム組成物。   A silicone rubber composition comprising a silicone rubber base material and a thermally conductive filler and low melting point metal alloy particles. 前記低融点金属合金粒子は、前記シリコーンゴム母材の加工最高温度以下の融点を有することを特徴とする請求項8記載のシリコーンゴム組成物。   9. The silicone rubber composition according to claim 8, wherein the low-melting-point metal alloy particles have a melting point equal to or lower than a maximum processing temperature of the silicone rubber base material. 前記低融点金属合金粒子は、平均粒径が1.0〜1000μmであることを特徴とする請求項8記載のシリコーンゴム組成物。   9. The silicone rubber composition according to claim 8, wherein the low melting point metal alloy particles have an average particle size of 1.0 to 1000 [mu] m. 前記低融点金属合金粒子は、配合量がシリコーンゴム100重量部に対し、10〜1000重量部であることを特徴とする請求項8記載のシリコーンゴム組成物。   9. The silicone rubber composition according to claim 8, wherein the amount of the low melting point metal alloy particles is 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicone rubber. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
加熱源を有し、シリコーンゴムに熱伝導性付与剤と低融点金属合金粒子とを配合させて成型された弾性層が配設された定着部材と、
前記定着部材に圧接しながら前記記録紙が通過するニップ部を形成する加圧部材と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
Toner image forming means for forming a toner image;
Transfer means for transferring the toner image formed by the toner image forming means onto a recording material;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording material to the recording material,
The fixing means is
A fixing member having a heating source and provided with an elastic layer formed by blending a silicone rubber with a thermal conductivity-imparting agent and low melting point metal alloy particles;
An image forming apparatus comprising: a pressure member that forms a nip portion through which the recording paper passes while being pressed against the fixing member.
JP2005001678A 2004-04-30 2005-01-06 Fixing device, silicone rubber composition, and image forming apparatus Expired - Fee Related JP4600044B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005001678A JP4600044B2 (en) 2004-04-30 2005-01-06 Fixing device, silicone rubber composition, and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004135544 2004-04-30
JP2005001678A JP4600044B2 (en) 2004-04-30 2005-01-06 Fixing device, silicone rubber composition, and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005338761A true JP2005338761A (en) 2005-12-08
JP4600044B2 JP4600044B2 (en) 2010-12-15

Family

ID=35492379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005001678A Expired - Fee Related JP4600044B2 (en) 2004-04-30 2005-01-06 Fixing device, silicone rubber composition, and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4600044B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007219371A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Canon Inc Fixing member
US7953361B2 (en) 2006-09-20 2011-05-31 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus
JP2012027281A (en) * 2010-07-24 2012-02-09 Canon Inc Image heating device and pressure roller used therein
JP2016156871A (en) * 2015-02-23 2016-09-01 キヤノン株式会社 Electrophotographic member

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08262903A (en) * 1995-03-24 1996-10-11 Fuji Xerox Co Ltd Image fixing device
JP2004070041A (en) * 2002-08-07 2004-03-04 Canon Inc Fixing device and image forming apparatus
JP2004078181A (en) * 2002-06-21 2004-03-11 Canon Inc Fixing device and image forming device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08262903A (en) * 1995-03-24 1996-10-11 Fuji Xerox Co Ltd Image fixing device
JP2004078181A (en) * 2002-06-21 2004-03-11 Canon Inc Fixing device and image forming device
JP2004070041A (en) * 2002-08-07 2004-03-04 Canon Inc Fixing device and image forming apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007219371A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Canon Inc Fixing member
US7953361B2 (en) 2006-09-20 2011-05-31 Ricoh Company, Ltd. Fixing device and image forming apparatus
JP2012027281A (en) * 2010-07-24 2012-02-09 Canon Inc Image heating device and pressure roller used therein
JP2016156871A (en) * 2015-02-23 2016-09-01 キヤノン株式会社 Electrophotographic member

Also Published As

Publication number Publication date
JP4600044B2 (en) 2010-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4508692B2 (en) Pressure member, image heating apparatus, and image forming apparatus
JP5424801B2 (en) Fixing member, manufacturing method thereof, and image heating fixing device
JP5013700B2 (en) Image heating device
EP1513027B1 (en) Fuser fluid compositions
JP2014142611A (en) Fixing member for electrophotography, fixing member, and electrophotographic image forming apparatus
US8208844B2 (en) Roller for fixing and image fixing apparatus using roller for fixing
JP4600044B2 (en) Fixing device, silicone rubber composition, and image forming apparatus
CN107179664B (en) Fixing roller, fixing device, and image forming apparatus
JP4793065B2 (en) Surface treatment device, image forming apparatus, and image forming method
JP2015129797A (en) Image-fixing tubular body, fixing apparatus, and image forming apparatus
JP2009210811A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP2010078863A (en) Endless belt, fixing device, and image forming apparatus
US10139760B2 (en) Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
JP2017194550A (en) Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
JP6884996B2 (en) Fixing member, fixing device, and image forming device
JP4244837B2 (en) Image forming apparatus
JP4534691B2 (en) Fixing device, sliding member, and image forming apparatus
US20200026229A1 (en) Fixing member, method for producing fixing member, fixing device, and image forming apparatus
JP2007233084A (en) Fixing roll, fixing device and image forming apparatus
JP6361136B2 (en) Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
JP2006091531A (en) Fixing device, belt tubular body and image forming apparatus
JP7180239B2 (en) Fixing member, fixing device, process cartridge, and image forming apparatus
JP2018151473A (en) Fixing member, fixing apparatus, and image forming apparatus
JP2009103938A (en) Pressing member, method for manufacturing pressing member for fixing, fixing device, and image forming device
JP2012068517A (en) Mold release member, fixing device, and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100813

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100831

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100913

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees