JP2012068517A - Mold release member, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、離型部材、定着器、および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a release member, a fixing device, and an image forming apparatus.
従来より、画像形成装置における記録媒体への画像定着として、表面が弾性変形する定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能な加圧ベルトと、この加圧ベルトの内側に配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって加圧ベルトを定着ロールに加圧接触させて構成し、加圧ベルトと定着ロールとの間に記録紙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、記録紙の出口側を局部的に弾性変形させるようにしたベルトニップ方式と呼ばれる定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as an image fixing to a recording medium in an image forming apparatus, a fixing roll whose surface is elastically deformed, a pressure belt capable of running while being in contact with the fixing roll, and a pressure disposed inside the pressure belt Comprising a pad, and a pressure belt is press-contacted with the fixing roll by the pressure pad, and a belt nip is provided between the pressure belt and the fixing roll so that the recording paper can pass through, A fixing device called a belt nip system is known in which the exit side of the recording paper is locally elastically deformed on the surface of the fixing roll (see, for example, Patent Document 1).
また、このような定着装置に用いられる定着ロールとして、ロール軸の外周に接着剤組成物を硬化させてなる接着剤層を有し、この接着剤層の外周にシリコーンゴム層を有し、更にその外側にフッ素樹脂からなる表層を有する定着ロールであって、接着剤層に耐熱向上剤として、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、結晶性シリカ、珪藻土、酸化鉄、酸化チタン、酸化セリウム、カーボンから選ばれる1種または2種以上を含むものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, as a fixing roll used in such a fixing device, it has an adhesive layer formed by curing the adhesive composition on the outer periphery of the roll shaft, and has a silicone rubber layer on the outer periphery of the adhesive layer. It is a fixing roll having a surface layer made of a fluororesin on the outside, and selected from fumed silica, precipitated silica, crystalline silica, diatomaceous earth, iron oxide, titanium oxide, cerium oxide, and carbon as a heat improver for the adhesive layer The thing containing 1 type, or 2 or more types is known (for example, refer patent document 2).
本発明は、加熱下での接着耐久性が高い離型部材、定着器、および画像形成装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a release member, a fixing device, and an image forming apparatus having high adhesion durability under heating.
請求項1に係る離型部材は、
基層と、
上記基層の表面が示す離型性よりも高い離型性を示す表面を有する離型層と、
上記基層と上記離型層とに挟まれてそれら基層と離型層とを接着する接着層であって、10μm以下の平均粒径を有しその接着層の耐熱性を向上させる耐熱性向上粒子が配合された接着層と、
を備えたことを特徴とする。
The release member according to
The base layer,
A release layer having a surface exhibiting higher releasability than the releasability exhibited by the surface of the base layer;
An adhesive layer that is sandwiched between the base layer and the release layer to bond the base layer and the release layer, and has an average particle diameter of 10 μm or less and improves the heat resistance of the adhesive layer. An adhesive layer formulated with
It is provided with.
請求項2に係る離型部材は、
上記接着層が、上記耐熱性向上粒子として四酸化三鉄の粒子が配合されたものであることを特徴とする。
The release member according to claim 2 is:
The adhesive layer is characterized in that triiron tetroxide particles are blended as the heat resistance improving particles.
請求項3に係る離型部材は、
上記接着層が、上記耐熱性向上粒子が配合されるとともに、3次元的な架橋を生じる架橋剤も配合されたものであることを特徴とする。
The release member according to claim 3 is:
The adhesive layer is characterized in that the heat resistance-improving particles are blended and a crosslinking agent that causes three-dimensional crosslinking is blended.
請求項4に係る定着器は、
基層と、
上記基層の表面が示す離型性よりも高い離型性を示す表面を有する離型層と、
上記基層と上記離型層とに挟まれてそれら基層と離型層とを接着する接着層であって、10μmの平均粒径を有し該接着層の耐熱性を向上させる耐熱性向上粒子が配合された接着層と、
を備えた離型部材;
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を上記離型部材との間に挟み込み、その記録媒体がその離型部材との間を通過していく挟み込み部材;および
上記離型部材と上記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器;
を備えたことを特徴とする。
The fixing device according to claim 4 is:
The base layer,
A release layer having a surface exhibiting higher releasability than the releasability exhibited by the surface of the base layer;
An adhesive layer that is sandwiched between the base layer and the release layer to bond the base layer and the release layer, and has a heat resistance improving particle that has an average particle diameter of 10 μm and improves the heat resistance of the adhesive layer. A formulated adhesive layer;
A release member comprising:
A recording medium on which an unfixed image is formed is sandwiched between the release member and the recording medium passes between the release member; and the release member and the above A heater for heating the recording medium passing between the sandwiching members;
It is provided with.
請求項5に係る画像形成装置は、
記録媒体の表面に未定着の像を形成する像形成器と、
上記記録媒体上の未定着の像をその記録媒体上に定着させる定着器とを備え、
上記定着器が、
基層と、
上記基層の表面が示す離型性よりも高い離型性を示す表面を有する離型層と、
上記基層と上記離型層とに挟まれてそれら基層と離型層とを接着する接着層であって、10μm以下の平均粒径を有しその接着層の耐熱性を向上させる耐熱性向上粒子が配合された接着層と、
を備えた離型部材;
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を上記離型部材との間に挟み込み、その記録媒体がその離型部材との間を通過していく挟み込み部材;および
上記離型部材と上記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器;
を備えたものであることを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 5
An image forming device for forming an unfixed image on the surface of the recording medium;
A fixing device for fixing the unfixed image on the recording medium onto the recording medium,
The fixing device is
The base layer,
A release layer having a surface exhibiting higher releasability than the releasability exhibited by the surface of the base layer;
An adhesive layer that is sandwiched between the base layer and the release layer to bond the base layer and the release layer, and has an average particle diameter of 10 μm or less and improves the heat resistance of the adhesive layer. An adhesive layer formulated with
A release member comprising:
A recording medium on which an unfixed image is formed is sandwiched between the release member and the recording medium passes between the release member; and the release member and the above A heater for heating the recording medium passing between the sandwiching members;
It is characterized by having.
請求項1に係る離型部材によれば、本構成を有しない場合と較べて加熱下での接着耐久性が高い。 According to the release member according to the first aspect, the adhesion durability under heating is high as compared with the case where the present configuration is not provided.
請求項2に係る離型部材は、請求項1に係る離型部材と較べて加熱下での接着耐久性が更に高い。
The release member according to claim 2 has higher adhesion durability under heating than the release member according to
請求項3に係る離型部材も、請求項1に係る離型部材と較べて加熱下での接着耐久性が更に高い。
The release member according to claim 3 also has higher adhesion durability under heating than the release member according to
請求項4に係る定着器によれば、本構成を有しない場合と較べて加熱下での接着耐久性が高い。 According to the fixing device of the fourth aspect, compared to the case where this configuration is not provided, the adhesion durability under heating is high.
請求項5に係る画像形成装置によれば、本構成を有しない場合と較べて加熱下での接着耐久性が高い。 According to the image forming apparatus of the fifth aspect, the adhesion durability under heating is high as compared with the case where this configuration is not provided.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[画像形成装置]
図1は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示す画像形成装置1は、中間転写方式のプリンタである。画像形成装置1は、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kと、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と、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と、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と、を備えている。画像形成装置1には、各装置各部の動作を制御する制御部40も備えられている。定着装置60は、本発明の定着器の一実施形態に相当する。また、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kと一次転写部10と二次転写部20とを合わせたものが、本発明にいう像形成器の一例に相当する。
An
画像形成装置1は、いわゆるタンデム型のプリンタであり、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、1列に配置されている。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、使用するトナーの色が異なる以外は互いに同様の構成を有している。イエローを担当する画像形成ユニット1Yに代表させて符号を付して説明すると、画像形成ユニット1Yは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11の周囲に、感光体ドラム11を帯電する帯電器12と、感光体ドラム11上に露光ビームBmを照射して静電潜像を書き込むレーザ露光器13と、イエローの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現像する現像器14と、感光体ドラム11上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に転写する一次転写部10と、感光体ドラム11上の残留トナーを除去するドラムクリーナ17とが順次配設されている。
The
中間転写ベルト15は、樹脂に帯電防止剤を含有させた材料からなるフィルム状の無端のベルトである。この樹脂としては、例えばポリイミドやポリアミドが用いられ、そのような樹脂に含有される帯電防止剤としては、例えばカーボンブラックが用いられる。中間転写ベルト15の体積抵抗率は、106Ωcm以上1014Ωcm以下であり、その厚さは、例えば、0.1mm程度である。中間転写ベルト15は、複数のロールに架け渡されており、図1に示すB方向に周回移動している。中間転写ベルト15が架け渡されるロールは、中間転写ベルト15を駆動する駆動ロール31と、中間転写ベルト15が感光体ドラム11の配列に沿って延びた領域の両端を支持する支持ロール32と、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えるテンションロール33と、二次転写部20に設けられるバックアップロール25と、クリーニング部35に設けられたクリーニングバックアップロール34である。駆動ロール31は、モータ(図示せず)により駆動されて、中間転写ベルト15を予め定められた速度で周回移動させる。テンションロール33は、中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとしても機能する。
The
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た一次転写ロール16を有する。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を備えている。シャフトは金属で構成された円柱棒であり、このシャフトを構成する金属は典型的には鉄やSUS(ステンレス鋼)である。スポンジ層は、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)とスチレン−ブタジエンゴム(SBR)とエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)とが配合されたブレンドゴムに、カーボンブラックといった導電剤が配合された、体積抵抗率が107Ωcm以上109Ωcm以下の材料で形成されている。一次転写ロール16は、感光体ドラム11との間に中間転写ベルト15を挟み付けている。一次転写ロール16には、トナーの帯電極性(ここの例では、マイナス極性。以下同様。)とは逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加される。これにより、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1K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。
The
二次転写部20は、中間転写ベルト15のトナー像保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とを備えている。バックアップロール25は、EPDMゴムからなる内層と、カーボンを分散したEPDM及びNBRのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とを備えている。バックアップロール25の表面抵抗率は、107Ω/m2以上1010Ω/m2以下であり、硬度は、例えば70°(アスカーC)程度である。このバックアップロール25は、中間転写ベルト15の内周面側、すなわち、中間転写ベルト15を挟んで二次転写ロール22の反対側に配置されており、二次転写ロール22の対向電極をなしている。バックアップロール25には、二次転写バイアスが印加される金属製の給電ロール26が接触している。
The
一方、二次転写ロール22は、シャフトとシャフトの周囲を覆ったスポンジ層とを備えている。シャフトは金属で構成された円柱棒であり、このシャフトを構成する金属は典型的には鉄やSUSである。スポンジ層は、ブレンドゴムに導電剤が配合された材料で構成された円筒状であり、このブレンドゴムは典型的にはNBRとSBRとEPDMとが配合されたものであり、ブレンドゴムに配合される導電剤は典型的にはカーボンブラックである。スポンジ層の体積抵抗率は、107Ωcm以上109Ωcm以下である。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に押し付けられている。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による電界を形成し、この電界によって、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
また、中間転写ベルト15の二次転写部20よりも下流側には、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することで、中間転写ベルト表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット1Yよりも上流側には、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。基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた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。また、黒の画像形成ユニット1Kよりも下流側には、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。
Further, on the downstream side of the
さらに、画像形成装置1は、用紙搬送系として、用紙Pを収容する用紙収容部50と、この用紙収容部50に集積された用紙Pを予め定められたタイミングで繰り出すピックアップロール51と、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と、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと案内する案内部材53と、二次転写ロール22により二次転写された後の用紙Pを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55と、用紙Pを定着装置60に導く定着入口ガイド56と、を備えている。
Further, the
定着装置60は、定着ロール61とエンドレスベルト62とを有している。定着ロール61は加熱されるとともに回転する。エンドレスベルト62は、定着ロール61に従動して周回移動する。定着ロール61およびエンドレスベルト62は、用紙Pを間に挟んで加熱および加圧することによって、未定着トナー像を用紙P上に定着する。定着装置60のより詳細な構成については、後に説明する。
The fixing
次に、画像形成装置1の基本的な作像プロセスについて説明する。
Next, a basic image forming process of the
画像形成装置1では、パーソナルコンピュータ(PC)(図示せず)から出力された画像データが、画像処理装置(図示せず)により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kに供給される。画像処理装置では、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、移動編集等といった各種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、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kのレーザ露光器13に供給される。
In the
レーザ露光器13では、供給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に照射する。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の現像器14によって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。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に対し、トナーの帯電極性(マイナス極性)に対する逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像が中間転写ベルト15の表面に転写される。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kで形成された各トナー像は中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせられる。
The
トナー像は、中間転写ベルト15の表面に順次転写された後、中間転写ベルト15の移動に伴って二次転写部20に搬送される。この一方で、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、用紙収容部50に収容された用紙Pを繰り出す。ピックアップロール51によって繰り出された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、案内部材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、トナー像が保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が合わせられる。
The toner images are sequentially transferred to the surface of the
二次転写部20では、二次転写ロール22が中間転写ベルト15をバックアップロール25に押し付けている。搬送されてきた用紙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。バックアップロール25には、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、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。中間転写ベルト15上に保持されたトナー像は、中間転写ベルト15上から用紙P上に、静電転写される。
In the
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から剥離されて搬送され、二次転写ロール22よりも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は、定着装置60の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。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部(図示しない)に搬送される。
Thereafter, the sheet P on which the toner image is electrostatically transferred is peeled off from the
一方、二次転写部20で中間転写ベルト15から用紙Pに転写しきれず中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の移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。
[定着装置]
ここで、図1に示す画像形成装置1を構成する定着装置60について説明する。定着装置60は、本発明の定着装置の一実施形態である。
On the other hand, the residual toner remaining on the
[Fixing device]
Here, the fixing
図2は、定着装置60の構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the fixing
図2に示す定着装置60は、定着ロール61と、エンドレスベルト62と、エンドレスベルト62を定着ロール61に押し付ける圧力パッド64とを備えている。
A fixing
この定着装置60は、いわゆるフリーベルト型定着装置であり、ロール・ベルト型定着装置において、より一層の小型化、省エネ化と高速化の両立を狙った装置である。このフリーベルト型定着装置である定着装置60は、エンドレスベルト62を張架する為の支持ロールや加圧ローラをもたず、ベルトガイド部材63に、周回移動が自在に支持されている。また、エンドレスベルト62は、定着ロール61からの駆動力を受けることで従動しており、このようなロール・ベルト型定着装置は、支持ロールや加圧ロールをもつタイプと区別する為に、フリーベルト型定着装置と呼ばれる。
The fixing
定着ロール61は、金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性弾性体層612、および離型層613が積層された円筒状ロールであり、定着装置60本体に回転自在に支持されている。この定着ロール61が、本発明の離型部材の第1実施形態に相当し、本発明にいう挟み込み部材の一例にも相当する。定着ロール61は、回転軸に沿った方向に外径が一様な所謂ストレートロールである。定着ロール61の外周面61aは、定着ロール61の回転に伴い周回移動する。外周面61aの移動速度は、例えば、194mm/secである。
The fixing
定着ロール61の内部には、発熱源として、例えば、定格600Wのハロゲンヒータ66が配設されている。このハロゲンヒータ66が、本発明にいう加熱器の一例に相当する。一方、定着ロール61の外側には温度センサ69が設けられており、温度センサ69は定着ロール61の外周面に接触している。画像形成装置の制御部40(図1参照)は、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の外周温度を、予め定められた温度(例えば、175°C)に維持している。
Inside the fixing
エンドレスベルト62は、周回移動の方向に無端な帯状のベルトであり、出力画像に欠陥が生じるのを防ぐため、継ぎ目なく形成されている。このエンドレスベルト62が、本発明の離型部材の第2実施形態に相当し、本発明にいう挟み込み部材の一例にも相当する。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とに、周回移動が自在に支持されている。エンドレスベルト62は、ニップ部Nにおいて定着ロール61と外周面同士が接触しており、定着ロール61の回転に伴い周回移動する。より詳細には、エンドレスベルト62は、定着ロール61に対して圧力が掛かった状態で接触するように配置され、定着ロール61に従動して、予め定められた速度(例えば、194mm/sec)で周回移動する。
The
また、定着装置60のニップ部Nより下流には、定着ロール61から剥離した用紙Pを定着ロール61から完全に分離する剥離補助部材70が配設されている。剥離補助部材70は、バッフルホルダ72によって保持された剥離バッフル71が、定着ロール61の外周面の移動方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール61に向かって延び、先端が定着ロール61と近接する位置に配置されている。
Further, a
[定着装置の基本動作]
ここで、各部材のより詳細な説明に移る前に、定着装置60の基本的な動作を説明する。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、エンドレスベルト62は、定着ロール61に従動して、ニップ部Nで定着ロール61の外周面が移動する向きと同じ向きに移動する。画像形成装置1の二次転写部20(図1参照)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に案内されて、ニップ部Nに搬送される。用紙Pがニップ部Nを通過する際に、定着ロール61から供給される熱と、定着ロール61およびエンドレスベルト62に挟みつけられる圧力とによって、用紙P上のトナー像が用紙P上に定着される。定着装置60では、プレニップ部材64aが凹面状であることにより、例えば平面状の場合に比べてニップ部Nが広く確保され、熱と圧力が長時間に亘り付与されるため、定着性能が安定する。
[Basic operation of fixing device]
Here, the basic operation of the fixing
ニップ部Nを用紙Pが通過する時間(ニップ時間)は、0.030秒以上であることが望ましい。このニップ時間が0.030秒より小さい場合、良好な定着性と、紙しわやカールの発生防止との両立が困難になる為、その分定着温度を上げる必要があり、エネルギーの浪費、部品の耐久性低下、装置の温昇を招き、好ましくない。なお、ニップ時間の上限は特に限定されるものではないが、定着処理能力と装置や部材の大きさとの兼ね合いから、0.5秒以下が好ましい。 The time (nip time) for the paper P to pass through the nip portion N is desirably 0.030 seconds or more. If this nip time is smaller than 0.030 seconds, it is difficult to achieve both good fixing properties and prevention of paper wrinkles and curling. Therefore, it is necessary to raise the fixing temperature accordingly, wasting energy, It is not preferable because durability is lowered and the temperature of the apparatus is increased. The upper limit of the nip time is not particularly limited, but is preferably 0.5 seconds or less in view of the balance between the fixing processing capability and the size of the apparatus and members.
ニップ部Nを通過した用紙Pは定着ロール61から剥離し、剥離補助部材70によって排紙通路に誘導される。
The paper P that has passed through the nip portion N is peeled off from the fixing
[定着装置における各部材の構成]
次に、定着装置60を構成する各部材について説明する。
[Configuration of Each Member in Fixing Device]
Next, each member constituting the fixing
図3は、定着ロール61の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of the fixing
定着ロール61のコア611は、鉄、アルミニウム(例えば、A−5052材)、SUS、銅等を典型例とした熱伝導率の高い金属、合金、またはセラミックスで形成された円筒体であり、寸法は、例えば外径φ30mm、肉厚1.8mm、長さ360mmである。
The
耐熱性弾性体層612は、定着時の温度に耐える程度の耐熱性の高い弾性体で形成されており、この弾性体としては、例えば、ゴム硬度が15°以上45°以下(JIS−A)のゴムまたはエラストマーが用いられる。耐熱性弾性体層612には、耐熱性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いるのが好ましく、シリコーンゴムを用いることが特に好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)などが挙げられる。各種添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、補強剤(カーボンブラック等)、充填剤(炭酸カルシウム等)、軟化剤(パラフィン系等)、加工助剤(ステアリン酸等)、老化防止剤(アミン系等)、加硫剤(硫黄、金属酸化物、過酸化物等)、機能性充填剤(アルミナ等)等が挙げられる。
The heat resistant
本実施形態の定着装置60では、ゴム硬度が35°(JIS−A)のHTVシリコーンゴムが600μmの厚さでコア611に被覆されている。耐熱性弾性体層612の厚さは、通常、3mm以下であり、好ましくは、0.1mm以上1.5mm以下の範囲内である。耐熱性弾性体層612をコア611の周囲に形成する方法は特定の方法に限られず、例えば、公知のコーティング法、成型などが採用され得る。
In the fixing
定着ロール61のコア611と耐熱性弾性体層612とを合わせたものが、本発明にいう基層の一例に相当する。
A combination of the
定着ロール61の耐熱性弾性体層612の外周面に、接着層613を挟んで離型層614が積層されていることにより、トナー像が定着ロール61の外周面に付着するオフセットの現象が回避される。この接着層613が、本発明にいう接着層の一例に相当し、離型層614が、本発明にいう離型層の一例に相当する。接着層613についての詳細は後述するが、接着層613中には、接着層613の耐熱性を向上させる耐熱性向上剤として機能する粒子613aが配合されている。
Since the
離型層614の厚さは、通常、10μm以上50μm以下であり、好ましくは15μm以上30μm以下の範囲内である。離型層613の材料としては、耐熱性、トナー離型性の観点から、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ーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、フッ化ビニル(PVF)等が用いられるが、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又は、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のいずれかの材料が好ましい。
The thickness of the
次に、図2に示すエンドレスベルト62の構成について説明する。エンドレスベルト62は、出力画像に欠陥が生じないよう、継ぎ目なく形成されている。
Next, the configuration of the
図4は、エンドレスベルト62の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
エンドレスベルト62は、ベース層621と、このベース層621の外周面側に設けられた弾性層622と、この弾性層622の外周面側を被覆した離型層(表面層)624と、離型層624を弾性層622の外周面に接着した接着層623とから構成されている。
The
エンドレスベルト62のベース層621と弾性層622とを合わせたものが、本発明の基層の一例に相当する。また、接着層623が本発明にいう接着層の一例に相当し、離型層624が、本発明にいう離型層の一例に相当する。
A combination of the
ベース層621には、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等から選ばれた1または複数の混合体が、耐熱性および機械特性の観点から好適に用いられる。
For the
弾性層622には、耐熱性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いるのが好ましく、シリコーンゴムを用いることが特に好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)などが挙げられる。各種添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、補強剤(カーボンブラック等)、充填剤(炭酸カルシウム等)、軟化剤(パラフィン系等)、加工助剤(ステアリン酸等)、老化防止剤(アミン系等)、加硫剤(硫黄、金属酸化物、過酸化物等)、機能性充填剤(アルミナ等)等が挙げられる。
For the
離型層624の厚さは、通常、5μm以上100μm以下、好ましくは10μm以上30μm以下である。離型層623の材料としては、上述した定着ロール61の離型層614と同様に、耐熱性、トナー離型性の観点から、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ーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、フッ化ビニル(PVF)等が用いられるが、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又は、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のいずれかの材料が好ましい。
The thickness of the
この離型層624は、金型が用いられて無端ベルトとして一旦形成される。そして、上述した弾性層622上に被せられて、この弾性層622に接着層623によって接着されている。このとき、離型層624の内周面には、接着層623との接着性を向上させるための表面処理を施すことが望ましい。
The
この接着層623の詳細も、定着ロール61の接着層613の詳細と合わせて後述するが、接着層623中には、接着層623の耐熱性を向上させる耐熱性向上剤として機能する粒子623aが配合されている。
Details of the
図2に戻って、定着装置60を構成する各部材について説明を続ける。
Returning to FIG. 2, the description of each member constituting the fixing
圧力パッド64は、定着ロール61にエンドレスベルト62を、例えば343N(35kgf)の荷重で押し付ける。圧力パッド64のプレニップ部材64aおよび剥離ニップ部材64bには、通常、JIS−A硬度が10°以上40°以下の材料が用いられるが、この範囲外の硬度を有する材料も採用され得る。プレニップ部材64aは、例えば幅5mm、厚さ5mm、長さ320mmのシリコーンゴムである。ただし、プレニップ部材64aの材料としては、シリコーンゴム以外に、フッ素ゴムといった弾性体や板バネ等も採用され得る。プレニップ部材64aの定着ロール61に向いた面は、凹面状に形成されている。
The
剥離ニップ部材64bは、PPS、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミドといった耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUSといった金属で形成されている。剥離ニップ部材64bの定着ロール61に向いた面は、略一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。
The peeling
圧力パッド64によって定着ロール61に押し付けられたエンドレスベルト62は、定着ロール61に約25°の巻き付き角度で巻き付いてニップ部Nを形成しており、ニップ部Nの用紙搬送方向における長さ(ニップ幅)は約6mmである。
The
[接着層]
ここで、定着ロール61の接着層613およびエンドレスベルト62の接着層623の詳細について説明する。なお、ここでは、これら2つの接着層613,623を特に区別せずに説明する。
[Adhesive layer]
Here, details of the
各接着層613,623は下記(a)〜(f)成分を含有した接着剤組成物が硬化されたものである。
(a)珪素原子に直結するアルケニル基を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン
(b)珪素原子に直結する水素原子を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
(c)白金又は白金系化合物
(d)接着性付与成分
(e)平均粒子径が10μm以下の耐熱性向上剤(粒子)
(f)反応制御剤
上記(a)成分は、接着剤のベースポリマーであり、下記平均組成式(1)で示されるものが好ましい。
Each of the
(A) Organopolysiloxane containing at least two alkenyl groups directly bonded to a silicon atom in one molecule (b) Organohydrogenpolysiloxane containing at least two hydrogen atoms directly bonded to a silicon atom (c) ) Platinum or platinum-based compound (d) Adhesion imparting component (e) Heat resistance improver (particle) having an average particle size of 10 μm or less
(F) Reaction control agent The component (a) is a base polymer of an adhesive and is preferably represented by the following average composition formula (1).
R1aSiO(4−a)/2 (1)
(式中、R1は非置換又は置換の一価炭化水素基であり、aは1.5以上2.8以下の範囲が好ましい。)
R1の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などのアルキル基、フェニル基、 トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。この場合、R1のうち少なくとも2個はアルケニル基であることが必要である。このアルケニル基は、分子鎖末端の珪素原子に結合していても、分子鎖途中の珪素原子に結合していても、両者に結合していてもよい。
R 1a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, and a is preferably in the range of 1.5 to 2.8.)
Examples of R 1 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, pentyl, neopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, nonyl, decyl, Aryl group such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, aralkyl group such as benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, hexenyl group, Alkenyl groups such as cyclohexenyl group, octenyl group, etc., and those in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms such as fluorine, bromine, chlorine, cyano groups, etc., such as chloromethyl group, chloropropyl group , Bromoethyl group, trifluoropropyl group, cyanoethyl group and the like. In this case, at least two of R 1 need to be alkenyl groups. This alkenyl group may be bonded to a silicon atom at the end of the molecular chain, may be bonded to a silicon atom in the middle of the molecular chain, or may be bonded to both.
上記(b)成分である、珪素原子と結合する水素原子を1分子中に2個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(a)成分の架橋剤である。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記平均組成式(2)で示されるものが好ましい。 The organohydrogenpolysiloxane containing two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms, which is the component (b), is a crosslinking agent for the component (a). This organohydrogenpolysiloxane is preferably one represented by the following average composition formula (2).
R2bHcSiO(4−b−c)/2 (2)
(式中、R2は非置換又は置換の一価炭化水素基であり、bは1.0以上2.0以下、cは0.01以上1.0以下で、かつb+cは1.5以上2.5以下の範囲であることが好ましい。)
R2の例としては、R1と同様のものが挙げられるが、脂肪族不飽和結合を有さないものが好ましく、アルキル基、フェニル基が好ましい。
R 2b H c SiO (4-b-c) / 2 (2)
(In the formula, R 2 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, b is 1.0 or more and 2.0 or less, c is 0.01 or more and 1.0 or less, and b + c is 1.5 or more. It is preferably in the range of 2.5 or less.)
Examples of R 2 include those similar to R 1 , but those having no aliphatic unsaturated bond are preferred, and alkyl groups and phenyl groups are preferred.
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの具体例としては、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、トリス(メチルハイドロジェンシロキシ)メチルシラン、トリス(メチルハイドロジェンシロキシ)フェニルシラン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロフェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C6H5)3SiO3/2単位とからなる共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位と(CH3)3SiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体や、これらの例示化合物中におけるメチル基の一部又は全部がエチル基やプロピル基の他のアルキル基やフェニル基等のアリール基で置換されたものなどが挙げられる。 Specific examples of such organohydrogenpolysiloxanes include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, methylhydrogencyclopolysiloxane, methylhydrogen. Gensiloxane / dimethylsiloxane cyclic copolymer, tris (methylhydrogensiloxy) methylsilane, tris (methylhydrogensiloxy) phenylsilane, trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane, trimethylsiloxy group-blocked dimethylsiloxane at both ends Methylhydrogensiloxane copolymer, dimethylhydrogensiloxy group-capped dimethylpolysiloxane at both ends, dimethylhydrogensiloxy group-capped dimethylsiloxane / methylhydride at both ends Siloxane copolymers, both end trimethylsiloxy-blocked methylhydrogensiloxane-diphenylsiloxane copolymers, both end trimethylsiloxy-blocked methylhydrogensiloxane phen diphenylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer, (CH 3) 2 HSiO 1 / 2 unit and SiO 4/2 unit copolymer, (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 unit, SiO 4/2 unit and (C 6 H 5 ) 3 SiO 3/2 unit Copolymers, copolymers comprising (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units, (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units and SiO 4/2 units, and some or all of the methyl groups in these exemplary compounds Substituted with an aryl group such as phenyl group or other alkyl group or propyl group
上記(c)成分は、(a)成分および(b)成分に対する反応触媒であり、この(c)成分として用いられる白金又は白金系化合物の例としては、白金黒、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と1価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等が挙げられる。 The component (c) is a reaction catalyst for the component (a) and the component (b). Examples of platinum or platinum-based compounds used as the component (c) include platinum black, second platinum chloride, platinum chloride. Examples thereof include acids, reaction products of chloroplatinic acid and monohydric alcohols, complexes of chloroplatinic acid and olefins, and platinum bisacetoacetate.
上記(d)成分の接着性付与剤としては、付加硬化型シリコーンゴム組成物に使用される公知のものが用いられ、特に1分子中に、トリアルコキシシリル基、オルガノジアルコキシシリル基、ジオルガノアルコキシシリル基等のアルコキシシシリル基、シラノール基、カルビノール基、エポキシ基、珪素原子と結合する水素原子、珪素原子に結合したアルケニル基、アルキニル基等の脂肪族不飽和基、アミノ基、エステル基、から選ばれるいずれか2種以上の官能基を有するシランが用いられる。このようなシランの中でも特に、アルコキシシリル基および珪素原子の少なくとも一方と結合する水素原子と、他の1種以上の官能基を有するシランが好ましい。例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン等の各種(アルコキシ)シラン類や、珪素原子と結合する水素原子と、エポキシ基、アルコキシシリル基等の他の1種以上の官能基とを有する各種シロキサン化合物などが挙げられる。 As the adhesion-imparting agent for the component (d), those known for use in addition-curable silicone rubber compositions are used. Particularly, a trialkoxysilyl group, an organodialkoxysilyl group, a diorgano in one molecule. Alkoxysilyl groups such as alkoxysilyl groups, silanol groups, carbinol groups, epoxy groups, hydrogen atoms bonded to silicon atoms, alkenyl groups bonded to silicon atoms, aliphatic unsaturated groups such as alkynyl groups, amino groups, esters A silane having two or more functional groups selected from the group is used. Among these silanes, a silane having a hydrogen atom bonded to at least one of an alkoxysilyl group and a silicon atom and one or more other functional groups is preferable. For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, etc. Examples include (alkoxy) silanes, various siloxane compounds having a hydrogen atom bonded to a silicon atom, and one or more other functional groups such as an epoxy group and an alkoxysilyl group.
上記(e)成分の耐熱性向上剤は公知の材料から選択することが可能であり、ブチル化ヒドロキシトルエン、ヒンダードアミンのような有機系のものと、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、珪藻土、粉砕石英、酸化チタン、三酸化二鉄、四酸化三鉄、酸化セリウム、酸化亜鉛、カーボンブラックなどの無機系のものがあるが、無機系のものが好ましく、特に長寿命化の観点から四酸化三鉄が好ましい。 The heat resistance improver for the component (e) can be selected from known materials, and organic materials such as butylated hydroxytoluene and hindered amine, fumed silica, precipitated silica, diatomaceous earth, ground quartz, There are inorganic types such as titanium oxide, diiron trioxide, triiron tetroxide, cerium oxide, zinc oxide, carbon black, etc., but inorganic types are preferred, and triiron tetroxide is particularly preferred from the viewpoint of extending the life. preferable.
一般には、耐熱性向上剤としての目的で接着剤層に配合される粒子は粒径が10μmよりも大きく、しかも、粒径がより大きい方が耐熱性向上により寄与すると考えられている。しかし、上記(e)成分の耐熱性向上剤としては10μm以下の粒径を有する小粒径のものが用いられている。このように小粒径の粒子を耐熱性向上剤として配合することにより、従来の予測に反して、加熱時の接着耐久性が向上することを発明者らは見出した。 In general, it is considered that particles blended in the adhesive layer for the purpose of a heat resistance improver have a particle size larger than 10 μm, and that a larger particle size contributes to an improvement in heat resistance. However, as the heat resistance improver for the component (e), those having a small particle size having a particle size of 10 μm or less are used. Inventors have found that, by blending particles with a small particle size as a heat resistance improver, adhesion durability during heating is improved contrary to conventional prediction.
上記(f)成分の反応制御剤としては、トリアリルイソシアヌレート、アルキルマレエート、アセチレンアルコール類及びそのシランもしくはシロキサン変性物、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、ハイドロパーオキサイド、テトラメチルエチレンジアミン並びにベンゾトリアゾールなどが挙げられる。 As the reaction control agent for the component (f), triallyl isocyanurate, alkyl maleate, acetylene alcohols and their silane or siloxane modified products, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, hydroperoxide, tetramethylethylenediamine and benzoate And triazole.
各接着層613,623は、このような(a)〜(f)成分を含有した接着剤組成物を、スプレー、はけ塗り、ディッピング、リングコート、ブレードコート、ロール転写など、公知の塗布方法により塗布して硬化させることで形成されている。この接着剤組成物については、有機溶剤等によって固形分比および粘度が調整されてもよい。また、接着剤組成物の硬化に際しては、必要に応じて乾燥を行っても良い。
Each of the
更に、各接着層613,623を形成するための接着剤組成物は、(g)成分として、R3SiO1/2単位(R3は非置換又は置換の一価単価水素基)とSiO2単位を主成分とし、R3SiO1/2単位とSiO2単位とのモル比が0.5以上1.5以下である樹脂質共重合体を含有するものであることが好適である。この(g)成分は、3次元的な架橋を生じる架橋剤であり、本発明にいう架橋剤の一例に相当する。このような架橋剤と上述した小粒径の耐熱性向上剤との併用によって3次元的な補強構造が生じて接着層の強度が向上する。
Further, the adhesive composition for forming each of the
なお、上記実施形態の説明では、本発明の離型部材の実施形態として、定着装置中に組み込まれたいわゆる定着部材の例が示されているが、本発明の離型部材は定着部材に限られるものではなく、例えば転写ロールや転写ベルトなどであってもよい。 In the description of the above embodiment, an example of a so-called fixing member incorporated in the fixing device is shown as an embodiment of the releasing member of the present invention. However, the releasing member of the present invention is limited to the fixing member. For example, a transfer roll or a transfer belt may be used.
また、上記では、離型部材の第1実施形態である定着ロールと離型部材の第2実施形態であるエンドレスベルトとの双方が組み込まれた定着装置の実施形態について説明したが、本発明の定着装置や画像形成装置は、定着ロールとエンドレスベルトとの一方のみに離型部材の実施形態が適用されたものであってもよい。 In the above description, the embodiment of the fixing device in which both the fixing roll, which is the first embodiment of the release member, and the endless belt, which is the second embodiment of the release member, is described. In the fixing device and the image forming apparatus, the embodiment of the release member may be applied to only one of the fixing roll and the endless belt.
また、上述した定着装置の実施形態は、いわゆるフリーベルト型定着装置であるが、本発明の定着装置は、他の種類のロール・ベルト型定着装置であってもよいし、あるいはロール・ロール型定着装置やベルト・ベルト型定着装置であってもよい。 Further, the embodiment of the fixing device described above is a so-called free belt type fixing device, but the fixing device of the present invention may be another type of roll / belt type fixing device, or may be a roll / roll type. It may be a fixing device or a belt-belt type fixing device.
[実施例]
以下、実施例に基づき、実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明の実施形態は、以下説明する実施例に限定されるものではない。
[Example]
Hereinafter, based on an Example, embodiment is described more concretely. In addition, embodiment of this invention is not limited to the Example demonstrated below.
図2に示すロール・ベルト方式の定着装置60と同様な構成の定着装置を備えた画像形成装置(富士ゼロックス社製DocuCentre C6550I)に対して、定着ロールの種類を変えた実施例および比較例を用意し、通紙試験を行い、剥離が発生するまでの寿命を確認した。なお、用紙はJ紙(富士ゼロックス製)を用いた。
In comparison with an image forming apparatus (Fuji Xerox DocuCentre C6550I) having a fixing device having the same configuration as the roll / belt
(実施例1)
外径35mm、長さ415mm、の金属製コア上に、硬度A/33のシリコーンゴムからなる弾性層を600μm形成した。接着層には、主鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位とからなり、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された、側鎖ビニル基含有ジメチルポリシロキサン(重合度700,、ビニル価0.025mol/100g)100質量部、平均粒径5μmの三酸化二鉄20質量部、平均粒径9μmの酸化セリウム10質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン50質量部、オルガノハイドロジェンポリシロキサン80質量部及び、両末端及び側鎖にSi−H基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン(重合度17、Si−H基量0.0030mol/g)30質量部、エチニルシクロヘキサノール0.1質量部、塩化白金酸0.1質量部、から成るシリコーン組成物を膜厚10μmで形成した。裏面にエキシマレーザー処理を施している、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から成るフッ素樹脂層チューブを準備した。接着層上に、フッ素樹脂チューブを被覆し、熱風オーブンにて200℃で4時間焼成することにより、実施例1の定着ロールを得た。
Example 1
An elastic layer made of silicone rubber having a hardness of A / 33 was formed on a metal core having an outer diameter of 35 mm and a length of 415 mm with a thickness of 600 μm. The adhesive layer has a side chain vinyl group-containing dimethylpolysiloxane having a main chain composed of dimethylsiloxane units and methylvinylsiloxane units, and both ends of the molecular chain blocked with trimethylsiloxy groups (polymerization degree 700, vinyl value 0). 0.025 mol / 100 g) 100 parts by mass, 20 parts by mass of ferric trioxide having an average particle diameter of 5 μm, 10 parts by mass of cerium oxide having an average particle diameter of 9 μm, 50 parts by mass of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, organohydrogenpoly 80 parts by mass of siloxane, 30 parts by mass of methylhydrogenpolysiloxane having a Si—H group at both ends and side chains (
(実施例2)
三酸化二鉄の平均粒径を9μmとしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の定着部材を得た。
(Example 2)
A fixing member of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that the average particle size of ferric trioxide was 9 μm.
(実施例3)
耐熱性向上剤として、平均粒径5μmの四酸化三鉄を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の定着部材を得た。
(Example 3)
A fixing member of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that triiron tetroxide having an average particle diameter of 5 μm was used as the heat resistance improver.
(実施例4)
耐熱性向上剤として、平均粒径を9μmの四酸化三鉄を用いたこと以外は実施例3と同様にして、実施例4の定着部材を得た。
Example 4
A fixing member of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 3 except that triiron tetroxide having an average particle diameter of 9 μm was used as the heat resistance improver.
(実施例5)
更に、(CH3)3SiO1/2単位及びCH2=CH(CH3)2SiO1/2単位及びSiO2単位からなる樹脂質共重合体[{(CH3)3SiO1/2単位+CH2=CH(CH3)2SiO1/2単位}/SiO2単位(モル比)=0.8、ビニル基含有量=0.0005mol/g]80質量部を含有させたこと以外は、実施例4と同様にして、実施例5の定着部材を得た。
(Example 5)
Furthermore, a resinous copolymer [{(CH 3 ) 3 SiO 1/2 unit comprising (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units and CH 2 = CH (CH 3 ) 2 SiO 1/2 units and SiO 2 units] + CH 2 = CH (CH 3 ) 2 SiO 1/2 unit} / SiO 2 unit (molar ratio) = 0.8, vinyl group content = 0.0005 mol / g], except that 80 parts by mass were contained. The fixing member of Example 5 was obtained in the same manner as Example 4.
(比較例1)
耐熱性向上剤として平均粒径11μmの三酸化二鉄及び酸化セリウムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の定着部材を得た。
(Comparative Example 1)
A fixing member of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that ferric trioxide and cerium oxide having an average particle diameter of 11 μm were used as the heat resistance improver.
(比較例2)
耐熱性向上剤を含まないこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の定着部材を得た。
(Comparative Example 2)
A fixing member of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat resistance improver was not included.
(比較例3)
耐熱性向上剤として平均粒径11μmの三酸化二鉄のみを用いたこと以外、は実施例1と同様にして、比較例3の定着部材を得た。
(Comparative Example 3)
A fixing member of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that only ferric trioxide having an average particle diameter of 11 μm was used as the heat resistance improver.
(比較例4)
耐熱向上剤として平均粒径11μmの四酸化三鉄のみを用いたこと以外、は実施例1と同様にして、比較例4の定着部材を得た。
(Comparative Example 4)
A fixing member of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that only triiron tetroxide having an average particle diameter of 11 μm was used as the heat resistance improver.
(比較例5)
耐熱性向上剤として平均粒径15μmの三酸化二鉄のみを用いたこと以外、は実施例1と同様にして、比較例5の定着部材を得た。
(Comparative Example 5)
A fixing member of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that only ferric trioxide having an average particle diameter of 15 μm was used as the heat resistance improver.
これらの実施例および比較例について行った通紙試験の結果を以下の表1にまとめて示す。 The results of paper passing tests conducted on these examples and comparative examples are summarized in Table 1 below.
実施例1および実施例2については、通紙枚数が80万枚に達したところで離型層の接着層からの剥がれが生じ、定着ロールの寿命としては充分な寿命が得られた。即ち、実施例1および実施例2の定着ロールは、加熱下での接着耐久性として充分に高い耐久性を有していることが確認されたので、評価は「○」とした。 In Example 1 and Example 2, when the number of sheets passed reached 800,000, the release layer peeled off from the adhesive layer, and a sufficient life as the fixing roll was obtained. That is, since it was confirmed that the fixing rolls of Example 1 and Example 2 have sufficiently high durability as adhesive durability under heating, the evaluation was “◯”.
実施例3および実施例4については寿命が更に長く、通紙枚数が150万枚に達したところで離型層の接着層からの剥がれが生じた。実施例1、2と実施例3、4との比較により、耐熱性向上剤として三酸化二鉄を用いるよりも四酸化三鉄を用いる方が寿命が長く、すなわち加熱下での接着耐久性がより向上することが確認できたので、評価は「◎」とした。一般的には三酸化二鉄の方が四酸化三鉄よりも耐熱性向上剤として優れていると見なされているが、平均粒径10μm以下の小粒径で用いる場合には、むしろ四酸化三鉄の方が好ましいことが分かった。 In Examples 3 and 4, the service life was longer, and the release layer peeled off from the adhesive layer when the number of sheets passed reached 1.5 million. A comparison between Examples 1 and 2 and Examples 3 and 4 shows that the use of triiron tetroxide has a longer life than that of ferric trioxide as a heat resistance improver, that is, the durability of adhesion under heating is longer. Since it was confirmed that it was further improved, the evaluation was “◎”. Generally, ferric trioxide is considered to be superior to triiron tetroxide as a heat resistance improver. However, when used with a small particle size of 10 μm or less, the tetraoxide is rather It has been found that ferrous iron is preferred.
実施例5については、実施例3、4よりも更に寿命が長く、通紙枚数が150万枚に達しても離型層の接着層からの剥がれは生じなかったので、評価は「◎◎」とした。実施例3、4と実施例5との比較により、3次元的な架橋を生じる架橋剤を更に配合することで寿命が延びる、すなわち加熱下での接着耐久性がより向上することが確認できた。 For Example 5, the life was longer than that of Examples 3 and 4, and even when the number of sheets passed reached 1.5 million, the release layer did not peel off from the adhesive layer. It was. A comparison between Examples 3 and 4 and Example 5 confirmed that the addition of a cross-linking agent that causes three-dimensional cross-linking increases the life, i.e., improves the durability of adhesion under heating. .
一方、比較例1では、通紙枚数が40万枚に達したところで離型層の接着層からの剥がれが生じ、定着ロールの寿命としては不十分であったので、評価は「×」とした。 On the other hand, in Comparative Example 1, the release layer peeled off from the adhesive layer when the number of sheets passed reached 400,000, and the life of the fixing roll was insufficient, so the evaluation was “x”. .
また、比較例2では、通紙枚数が10万枚に達したところで離型層の接着層からの剥がれが生じ、定着ロールの寿命としては全く不十分であったので、評価は「××」とした。 Further, in Comparative Example 2, the release layer peeled off from the adhesive layer when the number of sheets passed reached 100,000, and the life of the fixing roll was completely insufficient, so the evaluation was “XX”. It was.
更に、比較例3および比較例4でも、通紙枚数が40万枚に達したところで離型層の接着層からの剥がれが生じ、定着ロールの寿命としては不十分であったので、評価は「×」とした。 Furthermore, also in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the release layer peeled off from the adhesive layer when the number of sheets passed reached 400,000, and the life of the fixing roll was insufficient. × ”.
比較例5では、通紙枚数が30万枚に達したところで離型層の接着層からの剥がれが生じ、定着ロールの寿命としては不十分であったので、評価は「×」とした。 In Comparative Example 5, the release layer was peeled off from the adhesive layer when the number of sheets passed reached 300,000, and the life of the fixing roll was insufficient, so the evaluation was “x”.
比較例1、3、4、5と実施例1、2との比較により、耐熱性向上剤の粒径が10μmを越えてしまうと、耐熱性向上剤の種類に拘わらず、定着ロールの寿命が大きく低下することが確認できた。つまり、耐熱性向上剤の種類に拘わらず、耐熱性向上剤の粒径が10μm以下であると基本的な効果(加熱下での接着耐久性の向上)が得られることが確認できた。 According to comparison between Comparative Examples 1, 3, 4, 5 and Examples 1 and 2, when the particle size of the heat resistance improver exceeds 10 μm, the life of the fixing roll is increased regardless of the type of the heat resistance improver. It was confirmed that it was greatly reduced. That is, it was confirmed that the basic effect (improvement of adhesion durability under heating) can be obtained when the particle size of the heat resistance improver is 10 μm or less regardless of the type of the heat resistance improver.
1 画像形成装置
60 定着装置
61 定着ロール
611 コア
612 耐熱性弾性体層
613 接着層
614 離型層
62 エンドレスベルト
621 ベース層
622 弾性層
623 接着層
624 離型層(表面層)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基層の表面が示す離型性よりも高い離型性を示す表面を有する離型層と、
前記基層と前記離型層とに挟まれてそれら基層と離型層とを接着する接着層であって、10μm以下の平均粒径を有し該接着層の耐熱性を向上させる耐熱性向上粒子が配合された接着層と、
を備えたことを特徴とする離型部材。 The base layer,
A release layer having a surface exhibiting a release property higher than the release property exhibited by the surface of the base layer;
An adhesive layer that is sandwiched between the base layer and the release layer and adheres the base layer and the release layer, and has an average particle size of 10 μm or less and improves the heat resistance of the adhesive layer. An adhesive layer formulated with
A release member characterized by comprising:
前記基層の表面が示す離型性よりも高い離型性を示す表面を有する離型層と、
前記基層と前記離型層とに挟まれてそれら基層と離型層とを接着する接着層であって、10μm以下の平均粒径を有し該接着層の耐熱性を向上させる耐熱性向上粒子が配合された接着層と、
を備えた離型部材;
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を前記離型部材との間に挟み込み、該記録媒体が該離型部材との間を通過していく挟み込み部材;および
前記離型部材と前記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器;
を備えたことを特徴とする定着器。 The base layer,
A release layer having a surface exhibiting a release property higher than the release property exhibited by the surface of the base layer;
An adhesive layer that is sandwiched between the base layer and the release layer and adheres the base layer and the release layer, and has an average particle size of 10 μm or less and improves the heat resistance of the adhesive layer. An adhesive layer formulated with
A release member comprising:
A recording medium on which a non-fixed image is formed is sandwiched between the release member and the recording medium passes between the release member; and the release member and the A heater for heating the recording medium passing between the sandwiching members;
A fixing device comprising:
前記記録媒体上の未定着の像を該記録媒体上に定着させる定着器とを備え、
前記定着器が、
基層と、
前記基層の表面が示す離型性よりも高い離型性を示す表面を有する離型層と、
前記基層と前記離型層とに挟まれてそれら基層と離型層とを接着する接着層であって、10μm以下の平均粒径を有し該接着層の耐熱性を向上させる耐熱性向上粒子が配合された接着層と、
を備えた離型部材;
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を前記離型部材との間に挟み込み、該記録媒体が該離型部材との間を通過していく挟み込み部材;および
前記離型部材と前記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器;
を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。 An image forming device for forming an unfixed image on the surface of the recording medium;
A fixing device for fixing an unfixed image on the recording medium on the recording medium,
The fixing device is
The base layer,
A release layer having a surface exhibiting a release property higher than the release property exhibited by the surface of the base layer;
An adhesive layer that is sandwiched between the base layer and the release layer and adheres the base layer and the release layer, and has an average particle size of 10 μm or less and improves the heat resistance of the adhesive layer. An adhesive layer formulated with
A release member comprising:
A recording medium on which a non-fixed image is formed is sandwiched between the release member and the recording medium passes between the release member; and the release member and the A heater for heating the recording medium passing between the sandwiching members;
An image forming apparatus comprising:
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JP2010214283A JP2012068517A (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Mold release member, fixing device, and image forming apparatus |
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