JP2011022543A - Pressure roller, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真画像形成方法を採用した複写機やプリンタの加熱定着装置に用いる加圧ローラ及び加圧ローラの製造方法に関する。 The present invention relates to a pressure roller used in a heat fixing device of a copying machine or a printer that employs an electrophotographic image forming method, and a method of manufacturing the pressure roller.
電子写真画像形成方法を採用した複写機やプリンタでは、電子写真画像形成においても軽印刷並の高品質（例えば、高濃度、高解像力、均一光沢、画像汚れが無い）のプリント画像が継続して得られることが要求されるようになってきた。
そのため、高解像力のプリント画像を得る目的で小径のトナーが開発されている。In copiers and printers that employ the electrophotographic image forming method, print images of high quality (for example, high density, high resolving power, uniform gloss, and no image smear) continue to be achieved even in electrophotographic image formation. It has been required to be obtained.
For this reason, a small-diameter toner has been developed for the purpose of obtaining a high-resolution print image.
又、近年、地球環境に優しい定着装置（例えば、ウォーミオングアップ時間、低温定着）が求められてきている。定着装置のウォーミオングアップ時間を短縮できる加圧ロールとして、中心部の芯金から外層に向かって、シリコーンゴム層、シリコーンスポンジ層、フッ素樹脂チューブ層を順次被覆した多層構造に構成され、前記シリコーンスポンジ層が連続気泡のスポンジであることを特徴とする加圧ローラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 In recent years, a fixing device that is friendly to the global environment (for example, warm-up time, low-temperature fixing) has been demanded. As a pressure roll that can shorten the warm-up time of the fixing device, it is composed of a multilayer structure in which a silicone rubber layer, a silicone sponge layer, and a fluororesin tube layer are sequentially coated from the central core to the outer layer, A pressure roller has been proposed in which the silicone sponge layer is an open-cell sponge (see, for example, Patent Document 1).
又、弱い圧着力でも十分に広いニップ幅を形成することで良好な定着性能を発揮できる低温定着に適した加熱定着装置の加圧ローラとして、金属のローラ軸と、このローラ軸上に形成した弾性変形可能な弾性ゴム層と、この弾性ゴム層上に形成した離型材層とを具え、前記弾性ゴム層を、連続気泡を有する発泡ゴム材料で構成し、弾性ゴムの内部を連続気泡を介してローラ端部に連通させた加圧ローラが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。 Also, a metal roller shaft is formed on this roller shaft as a pressure roller for a heat fixing device suitable for low-temperature fixing, which can exhibit good fixing performance by forming a sufficiently wide nip width even with a weak pressure bonding force. An elastic rubber layer that can be elastically deformed and a release material layer formed on the elastic rubber layer. The elastic rubber layer is made of a foamed rubber material having open cells, and the inside of the elastic rubber is formed through open cells. A pressure roller that communicates with the end of the roller has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記提案の加圧ローラを用いると、ウォーミオングアップ時間の短縮や弱い圧着力でも十分に広いニップ幅を形成することはできたが、転写材上のトナー像を上記提案の加圧ローラを用い定着すると、解像力が低下したり光沢むらが発生したりするという問題があった。However, with the proposed pressure roller, it was possible to form a sufficiently wide nip width even with a shortened warm-up time and with a weak pressure, but the toner image on the transfer material was transferred to the proposed pressure roller. When fixing using a roller, there is a problem that the resolving power is reduced or uneven glossiness occurs.
又、提案された加圧ローラを用い多数枚のプリントを行うと、加圧ローラを形成する各層間で剥離が発生し、継続して高品質のプリント画像が得られないという問題があった。 In addition, when a large number of sheets are printed using the proposed pressure roller, there is a problem that peeling occurs between the layers forming the pressure roller, and a high-quality print image cannot be obtained continuously.
本発明の目的は、転写材上に形成されたトナー像を定着しても高解像力で、光沢むらの無い高品質プリント画像が継続して得られ、且つ、低温定着特性に適し、耐久性にも優れる加圧ローラ及び加圧ローラの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to continuously obtain a high-quality print image with high resolution and no gloss unevenness even when a toner image formed on a transfer material is fixed, and suitable for low-temperature fixing characteristics and durability. Another object of the present invention is to provide a pressure roller and a method for manufacturing the pressure roller that are excellent.
本発明は、下記構成を採ることにより達成できる。
１．加熱部材と加圧ローラを有する加熱定着装置の加圧ローラにおいて、
該加圧ローラが、中心部の芯金から外層に向かって、プライマー層、連続発泡シリコーンゴム層、プライマー層、平滑化チューブ層、プライマー層、フッ素樹脂チューブ層を設けたものであることを特徴とする加圧ローラ。
２．前記連続発泡シリコーンゴム層の連泡率が、１５〜４０体積％であることを特徴とする前記１に記載の加圧ローラ。
３．前記平滑化チューブ層が、無泡シリコーンゴムチューブ、ポリイミドチューブ、ニッケル電鋳チューブ或いはステンレスチューブからなる層であることを特徴とする前記１又は２に記載の定着ローラ。
４．前記平滑化チューブ層が、ポリイミドチューブの表面、ニッケル電鋳チューブの表面或いはステンレスチューブの表面に無泡シリコーンゴム層を設けた層であることを特徴とする前記１又は２に記載の定着ローラ。
５．加熱部材と加圧ローラを用いる電子写真用の加熱定着装置の加圧ローラの製造方法において、
芯金の表面にプライマー層を形成する工程、その上に連泡シリコーンゴム層を設ける工程、その上にプライマー層を設けた無泡シリコーンチューブを挿入して無泡シリコーンチューブ層を形成する工程、その上にプライマー層を設けたフッ素樹脂チューブを挿入してフッ素樹脂チューブ層を形成する工程を有することを特徴とする加圧ローラの製造方法The present invention can be achieved by adopting the following configuration.
1. In a pressure roller of a heat fixing device having a heating member and a pressure roller,
The pressure roller is provided with a primer layer, a continuous foamed silicone rubber layer, a primer layer, a smoothing tube layer, a primer layer, and a fluororesin tube layer from the central core to the outer layer. A pressure roller.
2. 2. The pressure roller according to 1 above, wherein the continuous foamed silicone rubber layer has an open cell rate of 15 to 40% by volume.
3. 3. The fixing roller according to 1 or 2, wherein the smoothing tube layer is a layer made of a non-foamed silicone rubber tube, a polyimide tube, a nickel electroformed tube, or a stainless steel tube.
4). 3. The fixing roller according to 1 or 2, wherein the smoothing tube layer is a layer in which a foam-free silicone rubber layer is provided on the surface of a polyimide tube, the surface of a nickel electroformed tube, or the surface of a stainless tube.
5. In the manufacturing method of the pressure roller of the heat fixing device for electrophotography using the heating member and the pressure roller,
A step of forming a primer layer on the surface of the core, a step of providing a continuous foam silicone rubber layer thereon, a step of forming a foamless silicone tube layer by inserting a non-foamed silicone tube provided with a primer layer thereon, A method of manufacturing a pressure roller, comprising a step of forming a fluororesin tube layer by inserting a fluororesin tube provided with a primer layer thereon
本発明は、転写材への熱伝達が良好になり低温定着特性に適し、高解像力で、均一光沢のプリント画像が継続して得られ、転写材の裏面汚れが無く、定着性が良好で、多数枚プリントしても各層間が剥離することが無く高耐久性の加圧ローラ及び加圧ローラの製造方法を提供できる優れた効果を有する。 The present invention has good heat transfer to the transfer material and is suitable for low-temperature fixing characteristics, and a high-resolution, uniform glossy print image can be continuously obtained. Even when a large number of sheets are printed, each layer does not peel off, and it has an excellent effect of providing a highly durable pressure roller and a method for manufacturing the pressure roller.
本発明者等は、上記問題を解決するため、加熱定着装置の加圧ローラ及び加圧ローラの製造方法について検討を行った。 In order to solve the above problems, the present inventors have studied a pressure roller of a heat fixing device and a method for manufacturing the pressure roller.
種々検討の結果、中心部の芯金から外層に向かって、プライマー層、連続発泡シリコーンゴム層、プライマー層、平滑化チューブ層、プライマー層、フッ素樹脂チューブ層を設けた加圧ローラを用いると、上記目的が達成できることを見いだした。
図１は、本発明の加圧ローラの断面模式図を示す。
図１において、１は芯金、２はプライマー層、３は連続発泡シリコーンゴム層、４はプライマー層、５は平滑化チューブ層、６はプライマー層、７はフッ素樹脂チューブ層を示す。As a result of various investigations, when using a pressure roller provided with a primer layer, a continuous foamed silicone rubber layer, a primer layer, a smoothing tube layer, a primer layer, and a fluororesin tube layer from the central core to the outer layer, We have found that the above objective can be achieved.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a pressure roller of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a metal core, 2 is a primer layer, 3 is a continuous foamed silicone rubber layer, 4 is a primer layer, 5 is a smoothing tube layer, 6 is a primer layer, and 7 is a fluororesin tube layer.
芯金の上に上記６層を設けることで、本発明の目的が達成できたのは以下のように推察している。
１．芯金の表面に連続発泡（以下、単に連泡とも云う）シリコーンゴム層を設けることで、定着ニップ部のニップ幅を広く（例えば、３〜１０ｍｍ）することができる。定着ニップ部のニップ幅を広くすることで転写材への熱伝達が良好になり、低温定着に適した特性が得られる。
２．連泡シリコーンゴム層の上に、平滑化チューブ層を設けることで連泡シリコーンゴム層表面の凹凸を隠蔽できる。加圧ローラの表面を平滑にすることで、高解像力で均一光沢のプリント画像を得ることができる。
３．平滑化チューブ層の上に、離型性に優れたフッ素樹脂チューブ層を設けることでトナーとの離型性に優れた加圧ローラ表面を形成できる。加圧ローラ表面がトナーと離型性に優れているので加圧ローラの表面がトナーで汚れず、転写材の裏面汚れの発生を防止できる。
４．芯金、連泡シリコーンゴム層、平滑化チューブ層及びフッ素樹脂チューブ層の層間にプライマー層設けることで、多数枚プリントしても各層間が剥離することが無く、継続して高品質のプリントが得られ、耐久性に優れた加圧ローラを提供することが可能となる。It is presumed that the object of the present invention was achieved by providing the above six layers on the cored bar as follows.
1. By providing a continuous foaming (hereinafter also simply referred to as continuous foam) silicone rubber layer on the surface of the cored bar, the nip width of the fixing nip portion can be increased (for example, 3 to 10 mm). By widening the nip width of the fixing nip portion, heat transfer to the transfer material is improved, and characteristics suitable for low-temperature fixing can be obtained.
2. By providing a smoothing tube layer on the open-cell silicone rubber layer, irregularities on the surface of the open-cell silicone rubber layer can be concealed. By smoothing the surface of the pressure roller, it is possible to obtain a uniform glossy print image with high resolution.
3. By providing a fluororesin tube layer having excellent releasability on the smoothing tube layer, a pressure roller surface having excellent releasability with toner can be formed. Since the surface of the pressure roller is excellent in releasability with the toner, the surface of the pressure roller is not contaminated with the toner, and the back surface of the transfer material can be prevented from being stained.
4). By providing a primer layer between the core metal, open-cell silicone rubber layer, smoothing tube layer, and fluororesin tube layer, even if a large number of sheets are printed, each layer will not peel off, and high quality printing will continue. Thus, it is possible to provide a pressure roller having excellent durability.
先ず、本発明の加圧ローラを構成する部材について説明する。 First, members constituting the pressure roller of the present invention will be described.
《芯金》
芯金は、加熱定着装置の加熱ローラに圧接したとき変形して悪影響が発生しない程度の強度を有していればよく、好ましくは、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属棒または金属管が用いられる。
好ましい芯金としては、鉄芯の表面に無電解ニッケル鍍金を施した部材の鉄芯胴部をベーター加工し、無電解ニッケル鍍金を落とし接着アンカー効果を高めたものを洗浄剤で洗浄したものを挙げることができる。
尚、無電解ニッケル鍍金を落とす方法としては、ブラスト加工により落とす方法が好ましい。<Core>
The mandrel has only to have a strength that does not cause any adverse effects when deformed when pressed against the heating roller of the heat fixing device, and preferably a metal rod or metal tube such as iron, aluminum, stainless steel, or brass. Is used.
As a preferable core metal, the core body of a member having electroless nickel plating applied to the surface of the iron core is subjected to beta processing, and the electroless nickel plating is dropped and the adhesion anchor effect is improved with a cleaning agent. Can be mentioned.
In addition, as a method of dropping the electroless nickel plating, a method of dropping by blasting is preferable.
《連泡シリコーンゴム層》
連泡シリコーンゴム層としては、特定の連泡率が得られるようシリコーンゴムを発泡させて形成したものを用いることができる。
連泡シリコーンゴム材としては、信越化学工業株式会社製のＮＴ−５２２−Ｕ、Ｃ２５−Ｂ、Ｃ２５−Ａ、Ｃ−３、ＫＥ−ＣＯＬＯＲ−ＢＲ、ＫＥ−Ｐ−２６、Ｘ−９３−１６８７を挙げることができる。
連泡シリコーンゴム層は、上記シリコーンゴム材を適量ブレンドした部材を押し出し成形し、その後加硫・発泡させて作製したものが好ましい。
連泡シリコーンゴム層の連泡率は１５〜４０体積％が好ましく、２０〜３０体積％がより好ましい。
連泡シリコーンゴム層の連泡率を上記範囲にすることにより、広いニップ幅を得ることができる。《Open-cell silicone rubber layer》
As the open cell silicone rubber layer, a layer formed by foaming silicone rubber so as to obtain a specific open cell rate can be used.
As the open-cell silicone rubber material, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. NT-522-U, C25-B, C25-A, C-3, KE-COLOR-BR, KE-P-26, X-93-1687 Can be mentioned.
The open-cell silicone rubber layer is preferably prepared by extruding and then vulcanizing and foaming a member obtained by blending an appropriate amount of the above-mentioned silicone rubber material.
The open cell silicone rubber layer has an open cell rate of preferably 15 to 40% by volume, more preferably 20 to 30% by volume.
By setting the open cell rate of the open cell silicone rubber layer within the above range, a wide nip width can be obtained.
尚、連泡シリコーンゴム層の連泡率は次のようにして算出することができる。
先ず、連泡シリコーンゴム層から連泡シリコーンゴムの全部又は一部を切り出して、試験片を準備する。この試験片の質量Ｗ（ｇ）及び密度Ｄ（ｇ／ｃｍ３）を常法に従って測定し、試験片の体積Ｖ（ｃｍ３）をＷ／Ｄにより算出する。次いで、減圧チャンバ内に配置された容器に満たされた水に試験片を浸漬して、試験片から気泡が出現しなくなるまで、減圧チャンバ内を減圧し、試験片から気泡が出現しなくなったら、減圧を解除して、常圧で２４時間静置する。次いで、試験片を水中から取り出し、試験片に付着した水を拭き取って、浸漬後の試験片の質量Ｗｉ（ｇ）を測定し、試験片が吸収した水の質量Ｗｗ（ｇ）をＷｉ−Ｗにより算出する。尚、試験片が吸収した水の体積Ｖｗ（ｃｍ３）は、水の密度を１（ｇ／ｃｍ３）とすると、Ｗｗと等しくなる。The open cell rate of the open cell silicone rubber layer can be calculated as follows.
First, all or part of the open-cell silicone rubber is cut out from the open-cell silicone rubber layer to prepare a test piece. The mass W (g) and density D (g / cm 3 ) of this test piece are measured according to a conventional method, and the volume V (cm 3 ) of the test piece is calculated by W / D. Next, the test piece is immersed in water filled in a container disposed in the vacuum chamber, the inside of the vacuum chamber is depressurized until no bubbles appear from the test piece, and when no bubbles appear from the test piece, Release the reduced pressure and let stand at normal pressure for 24 hours. Next, the test piece is taken out from the water, the water adhering to the test piece is wiped off, the mass Wi (g) of the test piece after immersion is measured, and the mass Ww (g) of the water absorbed by the test piece is Wi-W. Calculated by The water volume Vw (cm 3 ) absorbed by the test piece is equal to Ww when the water density is 1 (g / cm 3 ).
一方、連泡シリコーンゴム層を形成するシリコーンゴム組成物の密度Ｄｃ（ｇ／ｃｍ３）を予め常法に従って測定して、このシリコーンゴム組成物で形成される連泡シリコーンゴム層の理論上の体積Ｖｃ（ｃｍ３）をＷ／Ｄｃにより算出し、さらに、連泡シリコーンゴム層に形成された連続気泡の全体積Ｖｂ（ｃｍ３）をＶ−Ｖｃにより算出する。On the other hand, the density Dc (g / cm 3 ) of the silicone rubber composition forming the open-cell silicone rubber layer is measured in advance according to a conventional method, and the theoretical value of the open-cell silicone rubber layer formed from this silicone rubber composition is determined. The volume Vc (cm 3 ) is calculated by W / Dc, and the total volume Vb (cm 3 ) of open cells formed in the open-cell silicone rubber layer is calculated by V-Vc.
連泡シリコーンゴム層の連泡率（体積％）は、このようにして算出した、試験片が吸収した水の体積Ｖｗと連続気泡の全体積Ｖｂとから、計算式（Ｖｗ／Ｖｂ）×１００（％）、すなわち、（（Ｗｗ／Ｖｂ）×１００（％）によって、算出する。
連泡シリコーンゴム層のアスカーＣ硬度は、芯金上で１５〜３０が好ましい。尚、アーカスＣ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定した値である。
連泡シリコーンゴム層の厚さは、５〜２０ｍｍが好ましい。The open cell rate (volume%) of the open cell silicone rubber layer is calculated from the volume Vw of water absorbed by the test piece and the total volume Vb of open cells calculated in this way (Vw / Vb) × 100. (%), That is, ((Ww / Vb) × 100 (%)).
The Asker C hardness of the open cell silicone rubber layer is preferably 15 to 30 on the cored bar. The ARCUS C hardness is a value measured according to JIS K6253.
The thickness of the open cell silicone rubber layer is preferably 5 to 20 mm.
《平滑化チューブ層》
平滑化チューブ層は、連泡シリコーンゴム層の上に設けたとき、連泡シリコーンゴム層表面の凹凸を隠蔽できるよう平滑化チューブを用いて形成した層である。
平滑化チューブとしては、表面が平滑な無泡シリコーンゴムチューブ、ポリイミドチューブ、ニッケル電鋳チューブ或いはステンレスチューブを用いることができる。
又、ポリイミドチューブの表面、ニッケル電鋳チューブの表面或いはステンレスチューブの表面に無泡シリコーンゴムを設け、その表面を平滑にしたチューブを用いることができる。《Smoothing tube layer》
The smoothing tube layer is a layer formed by using a smoothing tube so as to conceal the irregularities on the surface of the open cell silicone rubber layer when provided on the open cell silicone rubber layer.
As the smoothing tube, a non-foamed silicone rubber tube, polyimide tube, nickel electroformed tube or stainless steel tube having a smooth surface can be used.
Further, a tube having a non-foamed silicone rubber provided on the surface of a polyimide tube, the surface of a nickel electroformed tube, or the surface of a stainless steel tube and having a smooth surface can be used.
無泡シリコーンゴムチューブを用いるときは、その膜厚が０．５〜２．０ｍｍであることが好ましく、そのアスカーＣ硬度が芯金上で２０〜６０のものが好ましい。
シリコーンゴムチューブ材としては、信越化学工業株式会社製のＣ２５−Ｂ、Ｃ２５−Ａ、Ｃ−３、ＫＥ−５６１−Ｕ、ＫＥ−ＣＯＬＯＲ−ＢＲを挙げることができる。
ポリイミドチューブ、ニッケル電鋳チューブ或いはステンレスチューブを用いるときは、その膜厚が３０〜５０μｍであることが好ましい。
ポリイミドチューブの表面、ニッケル電鋳チューブの表面或いはステンレスチューブの表面に無泡シリコーンゴムを設けたチューブを用いるときは、厚さ３０〜５０μｍのポリイミドチューブ、ニッケル電鋳チューブ或いはステンレスチューブの表面に厚さ０．３〜１．０ｍｍの無泡シリコーンゴムを設けたものが好ましい。When a non-foamed silicone rubber tube is used, the film thickness is preferably 0.5 to 2.0 mm, and the Asker C hardness is preferably 20 to 60 on the cored bar.
Examples of the silicone rubber tube material include C25-B, C25-A, C-3, KE-561-U, and KE-COLOR-BR manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
When using a polyimide tube, a nickel electroformed tube, or a stainless steel tube, it is preferable that the film thickness is 30-50 micrometers.
When using a tube with non-foamed silicone rubber on the surface of a polyimide tube, nickel electroformed tube, or stainless steel tube, the surface of the polyimide tube, nickel electroformed tube or stainless steel tube with a thickness of 30-50 μm is thick. What provided 0.3-1.0-mm non-foamed silicone rubber is preferable.
《フッ素樹脂チューブ層》
フッ素樹脂チューブ層としては、トナーを離型しやすく、トナーによる加圧ローラ表面汚れが発生するのを防止できる表面が平滑なフッ素樹脂チューブを用いる。好ましくは耐久性に優れた四フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）及び四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を挙げることができる。
フッ素樹脂チューブは、その厚さが１０〜３０μｍのものが好ましい。《Fluorine resin tube layer》
As the fluororesin tube layer, a fluororesin tube having a smooth surface that can easily release the toner and prevent the toner from being stained on the surface of the pressure roller is used. Preferably, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (FEP) and tetrafluoroethylene resin (PTFE) having excellent durability are used. Can be mentioned.
The fluororesin tube preferably has a thickness of 10 to 30 μm.
《プライマー層》
プライマー層は、芯金及び各層間の接着性を良好にするため設けられる。
プライマー層の厚さは、３〜２０μｍが好ましい。
プライマー材としては、信越化学工業株式会社製のシリコーンゴムプライマーＮｏ．２８、シリコーンゴムプライマーＮｏ．３、ＫＥ−１８８０を挙げることができる。<< Primer layer >>
The primer layer is provided to improve the adhesion between the cored bar and each layer.
The thickness of the primer layer is preferably 3 to 20 μm.
As the primer material, silicone rubber primer No. 1 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used. 28, silicone rubber primer no. 3, KE-1880.
次に、圧力ローラの製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method of the pressure roller will be described.
《圧力ローラの製造方法》
本発明の圧力ローラの製造方法は、芯金の上にプライマー層、連続発泡シリコーンゴム層、プライマー層、平坦化チューブ層、プライマー層、フッ素樹脂チューブ層を順次形成できる方法であれば特に制限されるものではない。
好ましい圧力ローラの製造方法として、以下の方法を挙げることができる。
（芯金の準備）
芯金は、防錆加工した鉄芯の表面をブラスト加工した後、洗剤で洗浄したものを準備する。
（プライマー層の形成）
プライマー層は、芯金の表面にプライマー液を塗布して形成する。
（連泡シリコーンゴム層の形成）
連泡シリコーンゴム層はプライマー層の上に形成する。連泡シリコーンゴム層の形成は、シリコーンゴム材を適量ブレンドした部材をプライマー層の上に押し出し、その後加硫・発泡して層を形成し、その後層の表面を研磨して好ましい層厚に調整する。
連泡シリコーンゴム層の連泡率は、用いるシリコーンゴム部材や加硫・発泡条件を変更して好ましい範囲にする。
（プライマー層の形成）
プライマー層は、連泡シリコーンゴム層の表面にプライマー液を塗布して形成する。
（平滑化チューブ層の形成）
平滑化チューブ層は、予め準備した無泡シリコーンゴムチューブからなるゴムチューブ部材、ポリイミドチューブ、ニッケル電鋳チューブ、ステンレスチューブ等からなるチューブ部材、或いはポリイミドチューブの表面、ニッケル電鋳チューブの表面、ステンレスチューブの表面等に無泡シリコーンゴム材を設けたチューブ部材を、プライマー層の上に挿入して形成する。
平滑化チューブ層の挿入は、減圧法或いは加圧法により行うことができる。
（プライマー層の形成）
プライマー層は、平滑化チューブ層の表面にプライマー液を塗布して形成する。
（フッ素樹脂チューブ層の形成）
フッ素樹脂チューブ層は、上記のプライマー層の上に予め準備したフッ素樹脂チューブを挿入して形成する。
フッ素樹脂チューブの挿入は、減圧法或いは加圧法により行うことができる。
次に、加熱定着装置について説明する。<Method for manufacturing pressure roller>
The production method of the pressure roller of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of sequentially forming a primer layer, a continuous foamed silicone rubber layer, a primer layer, a flattened tube layer, a primer layer, and a fluororesin tube layer on a core metal. It is not something.
As a preferable method for producing a pressure roller, the following method can be exemplified.
(Preparation of cored bar)
The core bar is prepared by blasting the surface of a rust-proof iron core and then washing it with a detergent.
(Formation of primer layer)
The primer layer is formed by applying a primer solution to the surface of the cored bar.
(Formation of open-cell silicone rubber layer)
The open-cell silicone rubber layer is formed on the primer layer. The foamed silicone rubber layer is formed by extruding a material blended with an appropriate amount of silicone rubber material onto the primer layer, then vulcanizing and foaming to form a layer, and then polishing the surface of the layer to adjust it to the desired layer thickness. To do.
The open cell rate of the open cell silicone rubber layer is changed to a preferable range by changing the silicone rubber member used and the vulcanization / foaming conditions.
(Formation of primer layer)
The primer layer is formed by applying a primer solution to the surface of the open-cell silicone rubber layer.
(Formation of smoothing tube layer)
The smoothing tube layer is made of a rubber tube member made of a non-foamed silicone rubber tube, a tube member made of a polyimide tube, a nickel electroformed tube, a stainless steel tube, etc., or a surface of a polyimide tube, a surface of a nickel electroformed tube, stainless steel A tube member provided with a non-foamed silicone rubber material on the surface of the tube or the like is inserted and formed on the primer layer.
The smoothing tube layer can be inserted by a reduced pressure method or a pressurized method.
(Formation of primer layer)
The primer layer is formed by applying a primer solution to the surface of the smoothing tube layer.
(Formation of fluororesin tube layer)
The fluororesin tube layer is formed by inserting a fluororesin tube prepared in advance on the primer layer.
The fluororesin tube can be inserted by a reduced pressure method or a pressurized method.
Next, the heat fixing device will be described.
《加熱定着装置》
本発明で用いられる加熱定着装置は、加熱部材と加圧ローラを有する装置で、前記加熱部材としては加熱ローラや加熱ベルトが好ましく用いられる。
図２は、本発明の加圧ローラと加熱部材を有する加熱定着装置の一例を示す模式図である。
図２の（ａ）は、加熱部材として加熱ローラを用いる加熱定着装置の一例を示す模式図である。
図２の（ａ）において、８は加圧ローラ、９はトナー像、１０は転写材、１１は加熱ローラ、１２はヒーター、Ｎはニップ部を示す。
この加熱定着装置は、加熱ローラ１１と、加圧ローラ８とを有し、この加熱ローラ１１と加圧ローラ８とを圧接してニップ部Ｎを形成している。
ニップ部Ｎは、加熱ローラ１１と加圧ローラ８は不図示の加圧手段により圧接されて形成される。尚、ニップ部のニップ幅及び圧接圧は、定着速度や加熱温度により左右されるが、ニップ部のニップ幅は３〜１０ｍｍが好ましく、圧接圧は線圧で０．９〜１．１Ｎ／ｃｍ（９〜１１ｋｇｆ／ｃｍ）が好ましい。<Heat fixing device>
The heat fixing device used in the present invention is a device having a heating member and a pressure roller, and a heating roller or a heating belt is preferably used as the heating member.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a heat fixing device having a pressure roller and a heating member of the present invention.
FIG. 2A is a schematic diagram illustrating an example of a heat fixing apparatus using a heat roller as a heating member.
In FIG. 2A, 8 is a pressure roller, 9 is a toner image, 10 is a transfer material, 11 is a heating roller, 12 is a heater, and N is a nip portion.
The heat fixing device includes a
The nip portion N is formed by press-contacting the
転写材１０上のトナー像９は、不図示の回転駆動により回転されている加熱ローラ１１と加圧ローラ８間のニップ部Ｎに導入され、ヒーター１２により加熱された加熱ローラ１１の熱で転写材に定着される。
図２の（ｂ）は、加熱部材として加熱ベルトを用いる加熱定着装置の一例を示す模式図である。
図２の（ｂ）において、８は加圧ローラ、９はトナー像、１０は転写材、７００は円筒形状の定着ベルト、７２０はベルトガイド、７４０はヒーター、Ｎはニップ部、Ｍは駆動手段を示す。The toner image 9 on the
FIG. 2B is a schematic diagram illustrating an example of a heat fixing apparatus using a heating belt as a heating member.
In FIG. 2B, 8 is a pressure roller, 9 is a toner image, 10 is a transfer material, 700 is a cylindrical fixing belt, 720 is a belt guide, 740 is a heater, N is a nip portion, and M is a driving means. Indicates.
加圧ローラ８は、不図示の加圧手段により、ヒーター７４０、定着ベルト７００、ベルトガイド７２０等からなるヒーターユニットに対し加圧されてニップ部が形成され、駆動手段Ｍにより駆動回転される。
尚、ニップ部のニップ幅及び圧接圧は、定着速度や加熱温度により左右されるが、ニップ部の幅は３〜１０ｍｍが好ましく、圧接圧は線圧で０．９〜１．１Ｎ／ｃｍ（９〜１１ｋｇｆ／ｃｍ）が好ましい。
加圧ローラ８の回転駆動により定着ベルト７００を回転させ、ヒーター７４０を所定に昇温させた状態において、フィルム７００と加圧ローラ８の間の定着ニップ部Ｎに導入された転写材１０を挟持搬送し、ヒーター７４０の熱を付与して該転写材上に形成されたトナー像９の定着を行う。The
The nip width and pressure contact pressure of the nip portion are affected by the fixing speed and the heating temperature, but the width of the nip portion is preferably 3 to 10 mm, and the pressure contact pressure is 0.9 to 1.1 N / cm (linear pressure). 9 to 11 kgf / cm) is preferable.
The fixing belt 700 is rotated by the rotation of the
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の様態はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, the aspect of this invention is not limited to this.
《加圧ローラ１の作製》
加圧ローラ１は、中心部の芯金から外に向かって、プライマー層、連泡シリコーンゴム層、プライマー層、無泡シリコーンゴムチューブ層、プライマー層、フッ素樹脂チューブ層の順で６層を設けて作製した。
〈芯金の準備〉
芯金としては、外径３４ｍｍの鉄芯の表面に無電解ニッケル鍍金を施した部材の鉄芯胴部を、ベーター加工し無電解ニッケル鍍金を落とし接着アンカー効果を高めたものを洗浄剤で洗浄したものを準備した。
〈プライマー層の形成〉
プライマー層は、上記芯金の表面に、膜厚が５μｍになるようプライマー液「Ｎｏ．２８」（信越化学工業株式会社製）を刷毛塗布し、自然乾燥して形成した。
〈連泡シリコーンゴム層１の形成〉
上記プライマー層の上に、下記の部材を混練、押し出し、加硫・発泡して連泡シリコーンゴムを形成した。その後、連泡シリコーンゴムの表面を研磨し、「連泡シリコーンゴム層１」を形成した。
連泡シリコーンゴム層１は、層厚が９ｍｍ、連泡率が３０体積％、アスカーＣ硬度が２５であった。尚、連泡率とアスカーＣ硬度は、前記の方法で測定した値である。
（連泡シリコーンゴムの部材）
ＮＴ−５２２−Ｕ １００質量部
ＫＥ−ＣＯＬＯＲ−ＢＲＰ−２６ ３．０質量部
Ｃ２５−Ａ ０．５質量部
Ｃ２５−Ｂ ３．０質量部
Ｃ−３ １．０質量部
Ｘ−９３−１６８７ １．０質量部
ＫＥ−ＣＯＬＯＲ−ＢＲ ０．５質量部
〈プライマー層の形成〉
プライマー層は、上記連泡シリコーンゴム層１の上に、膜厚が１０μｍになるようプライマー液「ＫＥ−１８８０」（信越化学工業株式会社製）を刷毛塗布して形成した。
〈平滑化チューブ層１の形成〉
平滑化チューブ層１は、上記プライマー層の上に、下記の「無泡シリコーンゴムチューブ１」を挿入して「平滑化チューブ層１」を形成した。
（無泡シリコーンゴムチューブ１）
下記部材を配合、混練、押し出し、加硫後、表面を研磨して膜厚の調整と平滑化を行い「無泡シリコーンゴムチューブ１」を作製した。作製した無泡シリコーンゴムチューブ１の研磨後の膜厚は０．５ｍｍ、アスカーＣ硬度は５０であった。
（無泡シリコーンゴムチューブの部材）
ＫＥ−５６１−Ｕ １００重量部
Ｃ２５−Ａ ０．５重量部
Ｃ２５−Ｂ ３．０重量部
ＫＥ−ＣＯＬＯＲ−ＢＲ ０．５重量部
〈プライマー層の形成〉
上記平滑化チューブ層１の表面に、プライマー液「Ｎｏ．２８」（信越化学工業株式会社製）を刷毛塗布して１０μｍのプライマー層を形成した。
〈フッ素樹脂チューブ層１の形成〉
フッ素樹脂チューブ層は、上記プライマー層の上に、下記の「フッ素樹脂チューブ１」を加圧挿入して「フッ素樹脂チューブ層１」を形成した。
（フッ素樹脂チューブ）
フッ素樹脂チューブ１は、厚さが３０μｍのＰＦＡ製チューブの内面を、エキシマレーザー処理をしたものを用いた。
《加圧ローラ２、３の作製》
加圧ローラ１の作製において、連泡シリコーンゴム層の連泡率が表１になるよう連泡シリコーンゴム層の作製条件を変更した以外は同様にして「加圧ローラ２、３」を作製した。<< Preparation of pressure roller 1 >>
The pressure roller 1 is provided with six layers in the order of a primer layer, a continuous foam silicone rubber layer, a primer layer, a non-foamed silicone rubber tube layer, a primer layer, and a fluororesin tube layer from the central core to the outside. Made.
<Preparation of the core>
As the core metal, the iron core body of the steel core with an outer diameter of 34 mm that has been electrolessly nickel plated is subjected to beta processing, the electroless nickel metal plating is dropped, and the adhesion anchor effect is improved with a cleaning agent. I prepared what I did.
<Formation of primer layer>
The primer layer was formed by brush-applying primer solution “No. 28” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) on the surface of the core metal so as to have a film thickness of 5 μm, followed by natural drying.
<Formation of open-cell silicone rubber layer 1>
On the primer layer, the following members were kneaded, extruded, vulcanized and foamed to form open-cell silicone rubber. Thereafter, the surface of the open-cell silicone rubber was polished to form the “open-cell silicone rubber layer 1”.
The open cell silicone rubber layer 1 had a layer thickness of 9 mm, a open cell rate of 30% by volume, and an Asker C hardness of 25. The open cell ratio and Asker C hardness are values measured by the above methods.
(Open-cell silicone rubber component)
NT-522-U 100 parts by mass KE-COLOR-BRP-26 3.0 parts by mass C25-A 0.5 parts by mass C25-B 3.0 parts by mass C-3 1.0 parts by mass X-93-1687 1 0.0 part by mass KE-COLOR-BR 0.5 part by mass <Formation of primer layer>
The primer layer was formed by applying the primer solution “KE-1880” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with a brush on the open-cell silicone rubber layer 1 so that the film thickness was 10 μm.
<Formation of smoothing tube layer 1>
The smoothing tube layer 1 was formed by inserting the following “foam-free silicone rubber tube 1” on the primer layer to form the “smoothing tube layer 1”.
(No-foam silicone rubber tube 1)
After blending, kneading, extruding, and vulcanizing the following members, the surface was polished to adjust the film thickness and smooth the film, thereby producing a “foamless silicone rubber tube 1”. The produced non-foamed silicone rubber tube 1 had a thickness of 0.5 mm after polishing and an Asker C hardness of 50.
(No foam silicone rubber tube member)
KE-561-U 100 parts by weight C25-A 0.5 parts by weight C25-B 3.0 parts by weight KE-COLOR-BR 0.5 parts by weight <Formation of primer layer>
Primer solution “No. 28” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was brush-coated on the surface of the smoothed tube layer 1 to form a 10 μm primer layer.
<Formation of fluororesin tube layer 1>
The fluororesin tube layer was formed by press-inserting the following “fluororesin tube 1” onto the primer layer to form “fluororesin tube layer 1”.
(Fluoropolymer tube)
As the fluororesin tube 1, an excimer laser-treated inner surface of a PFA tube having a thickness of 30 μm was used.
<< Production of
In the production of the pressure roller 1, “
《加圧ローラ４の作製》
加圧ローラ１の作製で用いた平滑化チューブ層１を、下記の「平滑化チューブ層２」に変更した以外は同様にして「加圧ローラ４」を作製した。
（平滑化チューブ層２）
表面が平滑な膜厚４０μｍのニッケル電鋳チューブを「平滑化チューブ層２」として用いた。<< Preparation of pressure roller 4 >>
A “pressure roller 4” was produced in the same manner except that the smoothing tube layer 1 used in the production of the pressure roller 1 was changed to the following “smoothing
(Smoothing tube layer 2)
A nickel electroformed tube having a smooth surface and a thickness of 40 μm was used as “smoothing
《加圧ローラ５の作製》
加圧ローラ１の作製で用いた平滑化チューブ層１を、下記の「平滑化チューブ層３」に変更した以外は同様にして「加圧ローラ５」を作製した。
（平滑化チューブ層３）
表面が平滑な膜厚４０μｍのニッケル電鋳チューブの表面に、膜厚５０μｍの無泡シリコーンゴム層を設けたものを「平滑化チューブ層３」として用いた。<< Preparation of pressure roller 5 >>
A “pressure roller 5” was produced in the same manner except that the smoothing tube layer 1 used in the production of the pressure roller 1 was changed to the following “smoothing tube layer 3”.
(Smoothing tube layer 3)
A smooth surface of a nickel electroformed tube having a thickness of 40 μm provided with a non-foamed silicone rubber layer having a thickness of 50 μm was used as “smoothing tube layer 3”.
《加圧ローラ６〜９）》
加圧ローラ１の作製において作製した層を、表１のように変更した以外は同様にして「加圧ローラ６〜９」を作製した。
表１に、加圧ローラ１〜９の作製で用いた部材、層構成を示す。<Pressure roller 6-9>
“Pressure rollers 6 to 9” were produced in the same manner except that the layers produced in the production of the pressure roller 1 were changed as shown in Table 1.
Table 1 shows members and layer configurations used in the production of the pressure rollers 1 to 9.
《評価》
加圧ローラの評価装置として、「ＬＰ９０００Ｃ」（エプソン社製）を準備した。この評価装置で用いられている加熱定着装置の加圧ローラを上記で作製した加圧ローラに順次交換して２０万枚の通紙実験を行い、解像力、光沢度、定着性及び加圧ローラの耐久性について評価を行った。<Evaluation>
“LP9000C” (manufactured by Epson Corporation) was prepared as an evaluation device for the pressure roller. The pressure roller of the heat fixing device used in this evaluation apparatus was sequentially replaced with the pressure roller produced above, and 200,000 sheets were passed through, and the resolution, glossiness, fixability, and pressure roller Durability was evaluated.
（解像度）
解像度の評価は、２０万枚の通紙実験を行った後、６４ｇ／ｍ２の上質紙に、１ｍｍ幅に８本と５本の黒線が横方向に引かれた原稿をプリントし、何本まで解像できているかを１０倍のルーペで拡大して評価した。
評価基準
◎ ８本／ｍｍまで解像でき、細線の再現性が非常に良好
○ ５本／ｍｍまで解像でき、細線の再現性が良好
× ５本／ｍｍを解像できす、細線の再現性が悪い。(resolution)
The resolution was evaluated after 200,000 paper-passing experiments were performed, and a manuscript in which 8 and 5 black lines were drawn horizontally on a 1 mm width on high-quality paper of 64 g / m 2 It was evaluated by enlarging with a magnifying
Evaluation criteria ◎ Resolving up to 8 lines / mm, very good reproducibility of fine lines ○ Resolving up to 5 lines / mm, good reproducibility of fine lines x 5 lines / mm The nature is bad.
（光沢むら）
光沢度むらは、２０万枚の通紙実験を行った後、６４ｇ／ｍ２の上質紙に、べた画像の原稿をプリントし、プリント画像のべた画像の光沢を目視と１０倍のルーペで拡大して評価した。
評価基準
◎ ルーペで拡大しても光沢むらが検知できない
○ 目視では光沢むらが検知できない
× 目視ですじ状の光沢むらが検知できる。
（耐久性）
２０万枚の通紙実験を行う中で、加圧ローラの耐久性を評価した。
評価基準
◎ ２０万枚の通紙実験を行っても、加圧ローラに剥離が発生せず、加圧ローラに起因するプリント不良が発生せず耐久性は良好
○ ２０万枚の通紙実験終了時点で、加圧ローラ端部に一部剥離が見られたが、加圧ローラに起因するプリント不良が発生せず耐久性は実用上問題なし
× ２０万枚の通紙実験終了以前に、加圧ローラの層間で剥離が発生し、加圧ローラに起因するプリント不良が発生し実用上問題あり。(Glossy unevenness)
For uneven glossiness, after conducting an experiment with 200,000 sheets, print a solid image on 64 g / m 2 high-quality paper, and visually enlarge the gloss of the solid image with a magnifier of 10 times. And evaluated.
Evaluation Criteria ◎ Gloss unevenness cannot be detected even when magnified with a loupe ○ Gloss unevenness cannot be detected visually.
(durability)
The durability of the pressure roller was evaluated during an experiment of passing 200,000 sheets.
Evaluation Criteria ◎ Even after 200,000 sheet passing experiment, no peeling occurred on the pressure roller, printing failure caused by the pressure roller did not occur, and durability was good. At that time, there was some peeling at the end of the pressure roller, but there was no printing defect caused by the pressure roller, and there was no practical problem with durability. Peeling occurs between the layers of the pressure roller, causing printing defects due to the pressure roller, causing problems in practice.
（定着性）
定着性の評価は、６４ｇ／ｍ２の上質紙に、べた画像の原稿をプリントし、このプリントを外側に２つに折り曲げ、折り曲げたところのトナーの剥離状態で評価した。
評価基準
◎：折り曲げたところのトナーの剥離が無く定着性良好
○：折り曲げたところのトナーの剥離がやや見られるが実用上問題ないレベル
×：折り曲げたところのトナーの剥離が明らかに見られ実用上問題あり。
表２に、評価結果を示す。(Fixability)
The fixability was evaluated by printing a solid image original on a high-quality paper of 64 g / m 2 , folding the print in two and folding the folded toner.
Evaluation Criteria A: No peeling of toner at the bent position and good fixability B: Peeling of the toner at the bent position is slightly seen, but there is no practical problem ×: Peeling of the toner at the bent position is clearly seen and practical There is a problem.
Table 2 shows the evaluation results.
表２から判るように、本発明の実施例１〜５の「加圧ローラ１〜５」は何れの評価項目も良好であったが、比較例１〜３の「加圧ローラ６〜９」は評価項目の何れかに問題があり、本発明の目的を達成できていないことが判る。 As can be seen from Table 2, the “pressure rollers 1 to 5” of Examples 1 to 5 of the present invention were good in all evaluation items, but “pressure rollers 6 to 9” of Comparative Examples 1 to 3 were used. It can be seen that there is a problem with any of the evaluation items and the object of the present invention has not been achieved.
１ 芯金
２ プライマー層
３ 連泡シリコーンゴム層
４ プライマー層
５ 平滑化チューブ層
６ プライマー層
７ フッ素樹脂チューブ層
８ 加圧ロール
９ 未定着トナー
１０ 複写紙
１１ 加熱ローラ
１２ 駆動部
１３ ヒーター
１４ 定着ベルト
１５ ベルトガイド
１６ ヒーター
Ｎ：ニップ巾DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
該加圧ローラが、中心部の芯金から外層に向かって、プライマー層、連続発泡シリコーンゴム層、プライマー層、平滑化チューブ層、プライマー層、フッ素樹脂チューブ層を設けたものであることを特徴とする加圧ローラ。In a pressure roller of a heat fixing device having a heating member and a pressure roller,
The pressure roller is provided with a primer layer, a continuous foamed silicone rubber layer, a primer layer, a smoothing tube layer, a primer layer, and a fluororesin tube layer from the central core to the outer layer. A pressure roller.
芯金の表面にプライマー層を形成する工程、その上に連泡シリコーンゴム層を設ける工程、その上にプライマー層を設けた無泡シリコーンチューブを挿入して無泡シリコーンチューブ層を形成する工程、その上にプライマー層を設けたフッ素樹脂チューブを挿入してフッ素樹脂チューブ層を形成する工程を有することを特徴とする加圧ローラの製造方法In the manufacturing method of the pressure roller of the heat fixing device for electrophotography using the heating member and the pressure roller,
A step of forming a primer layer on the surface of the core, a step of providing a continuous foam silicone rubber layer thereon, a step of forming a foamless silicone tube layer by inserting a non-foamed silicone tube provided with a primer layer thereon, A method of manufacturing a pressure roller, comprising a step of forming a fluororesin tube layer by inserting a fluororesin tube provided with a primer layer thereon
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