JP2014174535A - Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014174535A JP2014174535A JP2013050254A JP2013050254A JP2014174535A JP 2014174535 A JP2014174535 A JP 2014174535A JP 2013050254 A JP2013050254 A JP 2013050254A JP 2013050254 A JP2013050254 A JP 2013050254A JP 2014174535 A JP2014174535 A JP 2014174535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure roller
- elastic layer
- sheet
- porosity
- fixing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転体に押しつけられ、当該回転体のとの間にシート材が挿通される加圧ローラ、その加圧ローラを備えた定着装置、及び、その定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a pressure roller that is pressed against a rotating body and a sheet material is inserted between the rotating body, a fixing device including the pressure roller, and an image forming apparatus including the fixing device. .
例えば、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、シート状の記録媒体である用紙などのシート材に形成された未定着のトナー画像を当該シート材に定着させる定着装置を備えている。定着装置は、シート材を加熱するローラやベルト等の加熱回転体と、この加熱回転体の回転表面に外周面が押しつけられ、当該加熱回転体との間にシート材が挿通される加圧ローラと、を備えている。そして、定着装置は、加熱回転体と加圧ローラとの間にシート材を挟み込み、これらの回転によりシート材を搬送しつつ、トナーの定着に必要な圧力でシート材を押圧する。 For example, an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic method fixes a non-fixed toner image formed on a sheet material such as a sheet as a sheet-like recording medium on the sheet material. Equipped with equipment. The fixing device includes a heating rotator such as a roller and a belt for heating the sheet material, and a pressure roller in which the outer peripheral surface is pressed against the rotating surface of the heating rotator and the sheet material is inserted between the heating rotator And. The fixing device sandwiches the sheet material between the heating rotator and the pressure roller, and presses the sheet material with a pressure necessary for fixing the toner while conveying the sheet material by these rotations.
このような定着装置では、シート材が加熱回転体と加圧ローラとの間を通過する際に、シート材に機械的なストレスが加わるため、このストレスに起因してシート材にシワが発生してしまうことがある。そこで、このようなシワの発生を抑制するために、加圧ローラを、外径が軸方向の中央部から両端部にかけて次第に大きくなる形状(つづみ形状、逆クラウン形状などとも呼ばれる)とする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。加圧ローラをこのような形状とすることで、シート材の搬送方向と直交する向き(即ち、加圧ローラの軸方向)にシート材の中央部から両端部に向かう引張力が生じて、シワの発生を抑制できる。 In such a fixing device, when the sheet material passes between the heating rotator and the pressure roller, mechanical stress is applied to the sheet material, which causes wrinkles in the sheet material. May end up. Therefore, in order to suppress the occurrence of such wrinkles, the pressure roller has a shape in which the outer diameter gradually increases from the center portion in the axial direction to both end portions (also referred to as a pinch shape or an inverted crown shape). Is known (see, for example, Patent Document 1). By forming the pressure roller in such a shape, a tensile force is generated in the direction perpendicular to the sheet material conveyance direction (that is, the axial direction of the pressure roller) from the center portion of the sheet material to both ends, thereby causing wrinkles. Can be suppressed.
しかしながら、加圧ローラの形状において、軸方向の中央部と両端部との外径差が小さければシワの発生を抑制できず、その反対に、外径差が大きければシート材の後端にカールが発生してしまうことがある。そのため、加圧ローラの外径差は、過小であっても過大であってもシート材にシワやカールなどの変形が生じてしまうので、加圧ローラの外径差の調整が困難であるという課題があった。 However, in the shape of the pressure roller, if the difference in the outer diameter between the central portion and both ends in the axial direction is small, the generation of wrinkles cannot be suppressed. May occur. Therefore, even if the outer diameter difference of the pressure roller is too small or excessive, deformation of the sheet material such as wrinkles and curls occurs, and it is difficult to adjust the outer diameter difference of the pressure roller. There was a problem.
本発明は、かかる課題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、軸方向において外径差を設けることなくシート材の変形を抑制することができる加圧ローラ、その加圧ローラを備えた定着装置、及び、その定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention aims to solve this problem. That is, the present invention relates to a pressure roller capable of suppressing deformation of a sheet material without providing an outer diameter difference in the axial direction, a fixing device including the pressure roller, and an image forming including the fixing device. The object is to provide a device.
請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、回転体に押しつけられ、当該回転体との間にシート材が挿通される加圧ローラであって、芯金と、前記芯金の周囲に設けられた多孔質構造の弾性層と、前記弾性層の外周面に重ねて設けられた表面離型層と、を有し、前記弾性層における前記シート材の挿通領域の幅方向の両端部の空孔率が、その中央部の空孔率より大きいことを特徴とする加圧ローラである。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項1に記載された発明によれば、弾性層におけるシート材の挿通領域の幅方向の両端部の空孔率が、その中央部の空孔率より大きくなっている。このようにしたことから、加圧ローラにおけるシート材の挿通領域の両端部の硬度が、その中央部の硬度より小さくなっている。そのため、加圧ローラにおけるシート材の挿通領域の両端部及び中央部の硬度差により、加圧ローラの外径を軸方向(挿通領域の幅方向と一致)にわたって均一にした構成においても、加圧時には外径差がある場合と同様にシート材の中央部から両端部に向かう引張力が生じる。これにより、シワの発生を抑制することができるので、加圧ローラの軸方向の中央部と両端部との外径差を設けることなくシート材の変形を抑制できる。
According to the invention described in
(実施形態)
本発明の一実施形態の画像形成装置を、図1を参照して説明する。
(Embodiment)
An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、電子写真方式の画像形成装置(図中、符号100で示す)は、4組の像形成手段の一例である画像形成部10Y、10M、10C、10Bkと、定着部の一例である定着装置40と、を備えている。
As shown in FIG. 1, an electrophotographic image forming apparatus (indicated by
画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、像担持体の一例である感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkを有している。画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像をそれぞれ対応した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面上に形成する。
The
これら画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの図中下方には、各画像形成部を通してシート状の記録媒体の一例である用紙Sを搬送するための搬送ベルト20が張架されている。用紙Sは搬送ベルト20の表面に静電的に吸着される。各画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、搬送ベルト20にそれぞれの外周面を接して回転可能に配置されている。感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面上に形成されたトナー像は、搬送ベルト20により搬送される用紙Sに順次転写される。用紙Sは、シート材の一例にも相当する。
Below these
4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、略同じ構造を有する。そのため、ここでは用紙Sの搬送方向最上流側に配設されたイエロー用の画像形成部10Yについて代表して説明する。そして、他の色用の画像形成部10M、10C、10Bkについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。
The four sets of
画像形成部10Yは、その略中央位置に搬送ベルト20に転接された感光体ドラム1Yを有し、感光体ドラム1Yの周囲には、帯電装置2Y、露光装置3Y、現像装置4Y、転写ローラ5Y、クリーナ6Y、及び、図示しない除電ランプが配設されている。これら帯電装置2Y、露光装置3Y、現像装置4Y、転写ローラ5Y(転写装置)、クリーナ6Y、及び、除電ランプは、感光体ドラム1Yの回転方向に沿って順に配置されている。
The
帯電装置2Yは、感光体ドラム1Yの表面を所定の電位に帯電させる。露光装置3Yは、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する。現像装置4Yは、ドラム表面上に形成された静電潜像にイエロートナーを供給して現像する。転写ローラ5Y(転写装置)は、現像したトナー像を搬送ベルト20を介して搬送される用紙S上に転写する。クリーナ6Yは、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去する。除電ランプは、および図示しないドラム表面に残留した電荷を除去する。
The
搬送ベルト20の図中右下方には、用紙Sを搬送ベルト20上に給紙するための給紙機構30が配設されている。
A
搬送ベルト20の図中左側には、後述する定着装置40が配設されている。搬送ベルト20によって搬送された用紙Sは、搬送ベルト20から連続して定着装置40を通って延びた搬送路を搬送され、定着装置40を通過する。
A
定着装置40は、搬送された用紙S、すなわちその表面上に各色のトナー像が転写された状態の用紙Sを加熱および加圧する。そして、各色のトナー像を溶融して用紙Sに浸透させて定着させる。そして、定着装置40は、その搬送経路下流側に排紙ローラを介して排紙する。
The
次に、本発明の一実施形態の定着装置40を、図2、図3を参照して説明する。
Next, a fixing
図2は、図1の画像形成装置が備える本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。図3は、図2の定着装置が備える定着ベルトの構成を模式的に示す拡大断面図である。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention provided in the image forming apparatus of FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a configuration of a fixing belt provided in the fixing device of FIG.
図2に示すように、定着装置40は、回転可能に設けられた加熱回転体の一例である定着ベルト41と、定着ベルト41に対向して回転可能に設けられた加圧回転体の一例である加圧ローラ50と、を備えている。また、定着装置40は、定着ベルト41を加熱する加熱源の一例であるハロゲンヒータ42を備えている。ハロゲンヒータ42にかえて、カーボンヒータなどを備えていてもよい。さらに、定着装置40は、定着ベルト41の内側に配設されたニップ形成部材43と、ニップ形成部材43を支持する支持部材としてのステー44と、ハロゲンヒータ42から放射される光を定着ベルト41へ反射する反射部材45等を備えている。加圧ローラ50は、外周面が定着ベルト41の回転表面に押しつけられており、定着ベルト41との間にトナー像Tが形成された用紙Sが挿通される。
As shown in FIG. 2, the fixing
上記定着ベルト41は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)で構成されている。定着ベルト41は、図3に一例を示すように、基材41aと、弾性層41bと、離型層41cと、が内側から外側に順に重ねられて構成されている。図3は、図2の定着装置が備える定着ベルトの構成を模式的に示す拡大断面図である。基材41aは、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料で形成されている。弾性層41bは、基材41aと離型層41cとの間に設けられ、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成されている。離型層41cは、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)若しく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(FEP)、又は、これら樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものなどで形成されている。定着ベルト41は、弾性層41bを省略した構成でもよい。
The fixing
ニップ形成部材43は、定着ベルト41の内周面の一部に当接するように配置されており、加圧ローラ50が、外周面とニップ形成部材43との間に定着ベルトを挟んで定着ニップ部Nを形成するように、当該ニップ形成部材43に向けて押しつけられている。つまり、加圧ローラ50は、外周面を定着ベルト41の外周面(回転表面)に押しつけられるように配置されている。定着ベルト41は、加圧ローラ50が図示しない回転駆動手段によって回転されると、この加圧ローラ50の回転に伴って回転される。そして、定着ベルト41におけるハロゲンヒータ42によって加熱された箇所が、定着ニップ部Nに移動して、このとき定着ベルト41と加圧ローラ50との間を挿通される用紙Sが加熱及び加圧されてトナー像Tが定着される。なお、加圧ローラ50を回転駆動する構成以外に、定着ベルト41を回転駆動する構成としてもよく、または、加圧ローラ50と定着ベルト41とをともに回転駆動する構成としてもよい。
The
次に、本発明の一実施形態の加圧ローラ50を、図4、図5を参照して説明する。
Next, a
図4は、図2の定着装置が備える本発明の一実施形態に係る加圧ローラの構成を模式的に示す軸方向に直交する方向の断面図である。図5(a)は、図2の定着装置が備える加圧ローラの構成を模式的に示す軸方向の断面図であり、(b)は、(a)の加圧ローラの通紙領域の幅方向の位置と当該位置における空孔率及び硬度との関係を模式的に示すグラフである。 4 is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the axial direction schematically showing the configuration of the pressure roller according to the embodiment of the present invention provided in the fixing device of FIG. FIG. 5A is an axial sectional view schematically showing the configuration of the pressure roller provided in the fixing device of FIG. 2, and FIG. 5B is the width of the sheet passing area of the pressure roller in FIG. It is a graph which shows typically the relation between the position of a direction and the porosity and hardness in the position concerned.
加圧ローラ50は、図4及び図5(a)に示すように、芯金51と、弾性層52と、表面離型層53と、一対のグリップ層54と、を備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5A, the
芯金51は、例えば、ステンレス鋼や炭素鋼などの剛性の比較的高い金属製の円筒状又は円柱状(即ち、中空又は中実)の部材である。
The
弾性層52は、例えば、発泡シリコーンゴム等の多孔質構造の材料(多孔質体)で構成されており、芯金51の外周面に周方向及び軸方向(図5(a)において左右方向)に均一な厚みとなるように設けられている。弾性層52の詳細については後述する。
The
表面離型層53は、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)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(FEP)等のフッ素系樹脂を材料として構成されている。表面離型層53は、弾性層52の外周面における用紙Sが挿通される通紙領域Wt(シート材の挿通領域の一例)に均一な厚みで形成された層である。本実施形態において、通紙領域Wtの幅方向の長さは、用紙Sの幅方向の長さに数十mm程度のマージンを含めた長さとしている。
The
本実施形態において、加圧ローラ50における表面離型層53が設けられた通紙領域Wtは、その幅方向(即ち、加圧ローラ50の軸方向)の全体にわたって外径が20mm〜40mm程度で均一に形成されている。
In the present embodiment, the sheet passing area Wt provided with the
一対のグリップ層54は、弾性層52の外周面の両端部に表面離型層53を間に挟むように設けられている。グリップ層54を構成する材料として、表面離型層53より高い表面摩擦係数をもつ材料を用いている。これにより、定着ベルト41の回転する外周面にグリップ層54が接したときに、加圧ローラ50と定着ベルト41との滑りの発生が抑制される。グリップ層54を構成する材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料が挙げられる。
The pair of grip layers 54 are provided at both ends of the outer peripheral surface of the
本実施形態において、加圧ローラ50における芯金51以外の部材は、軸方向の中心について対称に形成されている。芯金51の一端部は、弾性層52の端面からの突出量が他端部より多くされている。
In the present embodiment, members other than the cored
加圧ローラ50は、ニップ形成部材43との間に定着ベルト41の一部を挟むように当該ニップ形成部材43と対向して配置されている。そして、加圧ローラ50は、図示しないばねなどの押圧部材により芯金51がニップ形成部材43側に押圧されて、加圧ローラ50の外周面が定着ベルト41の外周面(回転表面)に押しつけられている。
The
ここで、弾性層52について説明する。
Here, the
弾性層52は、多孔質構造を有する多孔質体で構成されている。本実施形態では、一例として多数の気泡(空孔)が形成された発泡シリコーンゴムが用いられている。勿論、多孔質構造を有するものであれば、他の種類の発泡エラストマー等、発泡シリコーンゴム以外のもの弾性材料を用いてもよい。発泡シリコーンゴムを得る方法としては、(1)シリコーンゴムに発泡剤を添加して発泡構造を形成する化学発泡、及び、(2)液状シリコーンゴム中に水を乳化させたのち加熱により水を揮発させて発泡構造を形成する水発泡、などが一般的に知られている。弾性層52に発泡シリコーンゴムなどの多孔質体を用いることで断熱性を得ることができるので、加圧ローラへの伝熱を低減することができる。そのため、ウォームアップ時間(電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定の温度(リロード温度)までに要する時間)や、ファーストプリント時間(印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間)の短縮化を図ることができる。これにより、機器の立ち上げ時間を短縮でき、省エネ(TEC値低減)が可能となる。
The
弾性層52は、図5(a)に示すように、軸方向の中央部に配置された第1弾性層部分521と、第1弾性層部分521を両側から挟むように、軸方向の両端部に配置された2つの第2弾性層部分522と、を有している。つまり、一の第2弾性層部分522、第1弾性層部分521及び他の第2弾性層部分522の順で軸方向に並べて配置されている。第1弾性層部分521は、通紙領域Wtの幅方向の中央部に位置するように配置され、2つの第2弾性層部分522は、少なくともそれぞれの一部が通紙領域Wtの両端部に位置するように配置されている。本実施形態において、通紙領域Wtの幅方向の中央部とは、通紙領域Wtの幅方向の中心から両端に向けて各10%までの部分(つまり、通紙領域Wtの幅方向の中央の20%の部分)をいう。また、通紙領域Wtの幅方向の両端部とは、通紙領域Wtの両端から中心に向けて各20%までの部分をいう。
As shown in FIG. 5 (a), the
第1弾性層部分521と第2弾性層部分522とは、発泡シリコーンゴムを材料として構成され、互いに空孔率が異なっている。本明細書において「空孔率」とは、単位体積当たりの空孔等による空間体積の割合である。具体的には、軸方向の両端部に配置される第2弾性層部分522の空孔率が、軸方向の中央部に配置される第1弾性層部分521の空孔率より大きくなっている。これにより、弾性層52における用紙Sの通紙領域Wtの幅方向の両端部の空孔率が、その中央部の空孔率より大きくなっている。
The first
第1弾性層部分521と第2弾性層部分522とは、例えば、化学発泡で作製する場合は発泡剤の量などを変えることにより、または、水発泡で作製する場合は水の量などを変えることにより、互いの空孔率を異ならせている。そして、発泡シリコーンゴムなどの多孔質体では空孔率により硬度が変化する。そのため、軸方向の両端部に配置された空孔率の大きい第2弾性層部分522は、軸方向の中央部に配置された空孔率の小さい第1弾性層部分521より硬度が小さく(柔らかく)なる。図5(b)に、加圧ローラ50の通紙領域Wtの幅方向の位置と空孔率及び硬度との関係を模式的に示す。本実施形態において、第1弾性層部分521及び第2弾性層部分522を構成する多孔質体は、熱伝導率0.1〜0.2W/(m・K)、硬度20〜60°(アスカーC)とされている。
The first
本実施形態において、加圧ローラ50の通紙領域Wtの幅方向(即ち、軸方向)の長さを100としたときに、第1弾性層部分521の幅方向の長さを60、第2弾性層部分522における当該通紙領域Wtに含まれる部分の幅方向長さをそれぞれ20、としている。この比率は一例であって、これ以外にも、第1弾性層部分521の幅方向の長さを40、第2弾性層部分522における通紙領域Wtに含まれる部分の幅方向の長さをそれぞれ30、などとしてもよい。それぞれの弾性層部分の幅方向の長さについては、用紙Sを通紙したときに、用紙Sの幅方向(挿通方向と直交する方向)の中央部が第1弾性層部分521と重なり、用紙Sの幅方向の両端部がそれぞれ第2弾性層部分522と重なるように設定する。
In this embodiment, when the length in the width direction (that is, the axial direction) of the sheet passing area Wt of the
また、弾性層52を構成する多孔質体は、次の(i)〜(iii)の条件を満たすものが好ましい。
(i)多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、該断面における一辺が200μmの正方形の面積100に対して、該正方形内で球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が占める面積が60以上70以下である。
(ii)多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに5μm以上10μm以下の大きさの気泡が最も多く存在する。
(iii)前記5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときに、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合が45以上である。
The porous body constituting the
(I) For a
(Ii) The bubbles present in the cross section obtained when the porous body is cut have a size in the range of 0.1 μm to 50 μm, and the bubbles having a size of 5 μm to 50 μm are separated every 5 μm. When drawn, there are the most bubbles with a size of 5 μm or more and 10 μm or less.
(Iii) When the number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less is defined as 100, the number ratio of the bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less is 45 or more.
上記(i)の条件を満たすことにより、加圧ローラ50を小径としても周方向に広いニップ幅を得ることができ、ウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた加圧ローラ50となる。なお、複合気泡は、単独気泡の球形状とは異なり球形が互いに部分的に重なり合っているので、多孔質体の断面を顕微鏡などで観察することで単独気泡と容易に区別できる。
By satisfying the above condition (i), a wide nip width in the circumferential direction can be obtained even if the
上記(ii)の条件を満たすことにより、加圧の応力を均等に分散できるので、加圧ローラ50を小径としても周方向に広いニップ幅を得ることができ、ウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた加圧ローラとなる。
By satisfying the above condition (ii), the pressure stress can be evenly distributed, so that a wide nip width can be obtained in the circumferential direction even if the
上記(iii)の条件を満たすことにより、加圧の応力をより均等に分散できるために、より高い耐久性を得ることができる。 By satisfying the above condition (iii), the pressure stress can be more evenly distributed, so that higher durability can be obtained.
上述したように、多孔質体の製造方法としては、化学発泡と水発泡が一般的に知られている。このうち、化学発泡では気泡(セル)のサイズが大きいので、複写機の定着用回転体として用いた場合にトナーに対して均一な圧力負荷ができず、画像ムラや耐久不足(硬度低下、破断など)が起こることがある。一方、水発泡シリコーン法では微細な気泡を均一に形成することできるので、トナーに対して均一な圧力負荷ができ、圧力負荷を均等に受けることができるため耐久不足が起きにくい。そして、水発泡の技術を応用することで、上記(i)〜(iii)の条件を満たす発泡シリコーンゴムを得ることができる。 As described above, chemical foaming and water foaming are generally known as methods for producing a porous body. Among these, bubbles (cells) are large in chemical foaming, so when used as a rotating body for fixing a copying machine, a uniform pressure load cannot be applied to the toner, resulting in image unevenness and insufficient durability (decrease in hardness, breakage) Etc.) may occur. On the other hand, since the water-foamed silicone method can form fine bubbles uniformly, a uniform pressure load can be applied to the toner and the pressure load can be evenly received, so that insufficient durability is unlikely to occur. And the foaming silicone rubber which satisfy | fills the conditions of said (i)-(iii) can be obtained by applying the technique of water foaming.
次に、上述した加圧ローラ50の製造方法の一例を示す。
Next, an example of a method for manufacturing the
加圧ローラ50は、弾性層52及び表面離型層53を順次重ねて形成するとともに、弾性層52の外周面の両端部に表面離型層53を挟むようにグリップ層54を形成することにより得られる。
The
まず、弾性層52を構成する多孔質体を形成する。上述した弾性層52(具体的には、第1弾性層部分521及び第2弾性層部分522)となる多孔質体を得るために、エマルション組成物を調製する。エマルション組成物は、2液型の液状シリコーンに触媒、界面活性剤、架橋材を添加して混ぜ、これと、水(必要に応じてアルコールを加える)に添加剤、充填剤、分散剤等を混ぜて液状シリコーンゴムと同等の粘度にした混合溶液と、を合わせて攪拌して得る。つまり、液状シリコーンゴムと所定の液体とからなるエマルション組成物を調製する。
First, a porous body constituting the
液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率(体積比率)は、所望の空孔率により変わる。例えば、液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率を1:1にすると、エマルション組成物中の微粒子状の水分が蒸発し気泡(セル)となるので空孔率50%の多孔質体を得ることができる。 The blending ratio (volume ratio) of the liquid silicone rubber and the mixed solution varies depending on the desired porosity. For example, when the blending ratio of the liquid silicone rubber and the mixed solution is 1: 1, fine particles of water in the emulsion composition evaporate to form bubbles (cells), thereby obtaining a porous body having a porosity of 50%. Can do.
エマルション組成物は、ホモジナイザーや、必要に応じて超音波処理を伴う攪拌機を用い、上記条件を満足するような気泡分布が得られるよう攪拌手段、攪拌時間、攪拌速度(例えば300〜1500rpm)などの各種攪拌条件を調整する。 The emulsion composition uses a homogenizer and, if necessary, a stirrer with ultrasonic treatment, such as stirring means, stirring time, stirring speed (for example, 300-1500 rpm) so as to obtain a bubble distribution that satisfies the above conditions. Adjust various stirring conditions.
このとき、最終的に形成される多孔質体において、その多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、該断面における一辺が200μmの正方形の面積100に対して、該正方形内で球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が占める面積が60以上70以下であるように攪拌して乳化させることによりエマルション組成物を調製してもよい。
At this time, in the porous body finally formed, bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body have a size in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less, and the cross section Is mixed and emulsified so that the area occupied by the composite bubbles formed by overlapping the spherical bubbles partially in the square is 60 or more and 70 or less with respect to the
また、最終的に形成される多孔質体において、それを切断したときに得られる断面に存在する気泡が0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに5μm以上10μm以下の大きさの気泡が最も多く存在するように攪拌して乳化させることによりエマルション組成物を調製してもよい。 Further, in the finally formed porous body, bubbles existing in a cross section obtained by cutting the porous body have a size in the range of 0.1 μm to 50 μm and a size of 5 μm to 50 μm. The emulsion composition may be prepared by stirring and emulsifying so that the bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less exist most when the bubbles are fractionated every 5 μm.
それから、調製されたエマルション組成物を金型に注型し、加熱することでエマルション組成物内の水分を蒸発させずにシリコーンゴムを硬化させる(1次加熱)。ここで、加熱温度は、80〜130℃の範囲、加熱時間はで30〜120分の範囲で行う。加熱温度90〜110℃、加熱時間60〜90分が望ましい。 Then, the prepared emulsion composition is poured into a mold and heated to cure the silicone rubber without evaporating moisture in the emulsion composition (primary heating). Here, the heating temperature is in the range of 80 to 130 ° C., and the heating time is in the range of 30 to 120 minutes. A heating temperature of 90 to 110 ° C. and a heating time of 60 to 90 minutes are desirable.
そして、1次加熱後の多孔質体から水分を除去するために2次加熱を行う。加熱温度は150〜300℃、加熱時間は1〜24時間の範囲で行う。加熱温度200〜250℃、加熱時間3〜5時間が望ましい。このような2次加熱を行うことで、多孔質体から水分を除去し、気泡を連泡タイプとするとともに、シリコーンゴムの最終的な硬化を終了させる。このようにして、弾性層52となる多孔質体が得られる。
Then, secondary heating is performed to remove moisture from the porous body after the primary heating. The heating temperature is 150 to 300 ° C., and the heating time is 1 to 24 hours. A heating temperature of 200 to 250 ° C. and a heating time of 3 to 5 hours are desirable. By performing such secondary heating, moisture is removed from the porous body, the bubbles are made into a continuous foam type, and the final curing of the silicone rubber is terminated. In this way, a porous body that becomes the
弾性層52を構成する多孔質体が得られた後、芯金51に当該多孔質体を接着等により固定させる。そして、多孔質体を所定の外径に削りだしてローラ形状に成形することで、芯金51の周囲に弾性層52が形成される。
After the porous body constituting the
芯金51の周囲に弾性層52が形成されたのち、弾性層52の外周面に一液熱硬化型の接着剤を均一に塗布したのち、当該外周面における通紙領域Wtに対応する部分にPFAなどのフッ素樹脂からなるチューブを被覆して表面離型層53を形成する。
After the
続いて、弾性層52の外周面の両端部付近に表面離型層53と軸方向に並べてグリップ層54を設ける。グリップ層54は、通紙領域Wtと同じ幅とした表面離型層53を軸方向に挟むように設けられる。グリップ層54の成形方法としては、グリップ層54の形成組成物をスプレー塗装、ディップ塗装、ロールコートなどの方法で塗装してその後乾燥する方法が挙げられる。グリップ層54の材料には、グリップ力を得るためタック性を有すること、ニップ部を形成するため弾性体であること、定着温度に対する耐熱性を有すること、の3つの特性が必要となる。そうした材料として、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料を用いることが望ましい。
Subsequently, the
このようにして、本実施形態の加圧ローラ50が得られる。
In this way, the
次に、本実施形態の加圧ローラ50における気泡の個数の測定方法の一例について説明する。
Next, an example of a method for measuring the number of bubbles in the
まず、鋭利な刃物で弾性層52を構成する多孔質体を切断し、その断面をレーザ顕微鏡(LSM)、走査型電子顕微鏡(SEM)で一辺が200μmの正方形の領域が鮮明に見えるように撮影する。
First, the porous body constituting the
得られた画像を市販の画像処理ソフトにより、シリコーンゴム部分が白く、気泡部分が黒くなるようにして白黒2値化する。気泡部分を黒くして抽出した後、各気泡径を構成要素として、画像処理の手法の一つであるオープニング処理を用いて、上記抽出した気泡を各気泡径にふるい分けをする。各オープニング処理の前後の結果の差分を取ることでふるい分けした構成要素(気泡径)の画素数がわかる。この画素数を構成要素の画素数で除することで各径範囲毎に含まれる個数(分画された各分画に存在する気泡数)が分かり、分布を求めることができる。 The obtained image is binarized with a commercially available image processing software so that the silicone rubber portion is white and the bubble portion is black. After the bubble portion is blackened and extracted, the extracted bubbles are sieved to each bubble diameter using an opening process which is one of image processing methods with each bubble diameter as a component. By taking the difference between the results before and after each opening process, the number of pixels of the component (bubble diameter) screened is known. By dividing this number of pixels by the number of pixels of the constituent elements, the number included in each diameter range (the number of bubbles present in each fractionated fraction) can be known, and the distribution can be obtained.
ここで上記のように水発泡シリコーンゴムにより形成された多孔質体は、1次加熱後の多孔質体から水等が抜けるときに形成された微細な通路によりつながっている、いわゆる連泡形である。 Here, the porous body formed of the water-foamed silicone rubber as described above has a so-called open-cell shape connected by a fine passage formed when water or the like escapes from the porous body after the primary heating. is there.
また、本発明における弾性層52を構成する多孔質体は、上述のように、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が前記断面中の一辺が200μmの正方形領域において占める面積割合が60%以上70%以下である。この面積割合は次のように求める。上記顕微鏡による画像データにおいて、一辺が200μmの正方形領域を切り出す。切り出した領域における、部分的に重なり合って形成された複合気泡以外の気泡に係る画像を目視で確認しながら消したのち、白黒2値化する。そして、この領域の全体面積に対する黒の部分の面積比(画像処理ソフトによって算出される)を算出して、面積割合とする。
Further, as described above, the porous body constituting the
また、空孔率の測定は、次式で算出した Moreover, the measurement of the porosity was calculated by the following equation.
空孔率=(ソリッドゴムの比重−多孔質体の比重)
/(ソリッドゴムの比重)×100(%)
(ソリッドゴム:空孔を含まないシリコーンゴム、多孔質体:水発泡シリコーンゴム)
Porosity = (specific gravity of solid rubber-specific gravity of porous material)
/ (Specific gravity of solid rubber) x 100 (%)
(Solid rubber: Silicone rubber that does not contain pores, Porous material: Water-foamed silicone rubber)
比重測定は、比重計(A&D社製電子比重計 MD−200S)を用いて測定した。 The specific gravity was measured using a specific gravity meter (Electron specific gravity meter MD-200S manufactured by A & D).
また、連泡率は、メタノール浸漬重量増加率で測定した。この方法は特開2002−12696に記載されている方法である。すなわち、JIS 6249の圧縮永久歪測定に用いられる試験片(直径約29mm、厚さ約12.5mmの円柱形状)を作成する。これをメタノール500gを満たした容量約1Lの金属缶に浸漬し、蓋をして25℃の雰囲気中で放置する。浸漬前及び浸漬24時間後の重量から、下記の計算式で重量増加率を測定した。なお、比重が小さく、浮いてしまうサンプルについては、金属メッシュでメタノール上部を覆った。 Moreover, the open cell rate was measured by a methanol immersion weight increase rate. This method is described in JP-A-2002-12696. That is, a test piece (cylindrical shape having a diameter of about 29 mm and a thickness of about 12.5 mm) used for measurement of compression set of JIS 6249 is prepared. This is immersed in a metal can having a capacity of about 1 L filled with 500 g of methanol, covered and left in an atmosphere at 25 ° C. From the weight before immersion and 24 hours after immersion, the weight increase rate was measured by the following calculation formula. In addition, about the sample with small specific gravity and floating, the upper part of methanol was covered with the metal mesh.
以上より、本実施形態の加圧ローラ50によれば、定着ベルト41に押しつけられ、当該定着ベルト41との間に用紙Sが挿通される。加圧ローラ50は、芯金51と、芯金51の周囲に設けられた多孔質構造の弾性層52と、弾性層52の外周面に重ねて設けられた表面離型層53と、を有している。そして、弾性層52における用紙Sの通紙領域Wtの幅方向の両端部の空孔率が、その中央部の空孔率より大きくなっている。このようにしたことから。加圧ローラ50における用紙Sの通紙領域Wtの両端部の硬度が、その中央部の硬度より小さくなっている。そのため、加圧ローラ50における用紙Sの通紙領域Wtの両端部及び中央部の硬度差により、加圧ローラ50の外径を軸方向にわたって均一にした構成においても、用紙Sの中央部から両端部に向かう引張力が生じるので、シワの発生を抑制することができる。これにより、加圧ローラ50の軸方向の中央部と両端部との外径差を設けることなく用紙Sの変形を抑制できる。
As described above, according to the
また、加圧ローラ50は、弾性層52が、エマルション組成物を材料として構成されている。このようにしたことから、水発泡により形成された多孔質体によって弾性層52が構成されるので、化学発泡による多孔質体に比べて、トナーに対して均一な圧力負荷をかけることができ、画像ムラや耐久不足(硬度低下、破断など)を抑制できる。
In addition, in the
また、加圧ローラ50は、弾性層52を切断したときに得られる断面に存在する気泡が0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が前記断面中の一辺が200μmの正方形領域において占める面積割合が60%以上70%以下である。このようにしたことから、加圧ローラ50を小径としても周方向に広いニップ幅を得ることができ、ウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた加圧ローラ50となる。
Further, the
また、加圧ローラ50は、表面離型層53が、フッ素系樹脂を材料として構成されている。このようにしたことから、加圧ローラ50へのトナー固着を抑制し、紙離型性を向上させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の定着装置40は、用紙Sを加熱する定着ベルト41と、定着ベルト41に押しつけられ、当該定着ベルト41との間にトナー像Tが形成された用紙Sが挿通される上述した加圧ローラ50と、を備えている。このようにしたことから。加圧ローラ50における用紙Sの通紙領域Wtの両端部の硬度が、その中央部の硬度より小さくなっている。そのため、加圧ローラ50における用紙Sの通紙領域Wtの両端部及び中央部の硬度差により、加圧ローラ50の外径を軸方向にわたって均一にした構成においても、用紙Sの中央部から両端部に向かう引張力が生じるので、シワの発生を抑制することができる。これにより、加圧ローラ50の軸方向の中央部と両端部との外径差を設けることなく用紙Sの変形を抑制できる。
In the fixing
また、本実施形態の画像形成装置100は、用紙Sにトナー像Tを形成する画像形成部10Y、10M、10C、10Bkと、画像形成部10Y、10M、10C、10Bkによって用紙Sに形成されたトナー像Tを該用紙Sに定着させる定着装置40と、を少なくとも備えている。このようにしたことから、定着装置40の加圧ローラ50における用紙Sの通紙領域Wtの両端部の硬度が、その中央部の硬度より小さくなっている。そのため、加圧ローラ50における用紙Sの通紙領域Wtの両端部及び中央部の硬度差により、加圧ローラ50の外径を軸方向にわたって均一にした構成においても、用紙Sの中央部から両端部に向かう引張力が生じるので、シワの発生を抑制することができる。これにより、加圧ローラ50の軸方向の中央部と両端部との外径差を設けることなく用紙Sの変形を抑制できる。
The
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の加圧ローラ、定着装置及び画像形成装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, the pressure roller, the fixing device, and the image forming apparatus of the present invention are not limited to the configuration of the above embodiment.
例えば、上述した実施形態の加圧ローラ50では、弾性層52が、第1弾性層部分521と、第1弾性層部分521を軸方向に挟む2つの第2弾性層部分522と、を有する構成であったが、これに限定されるものではない。図6(a)に示すように、上述した加圧ローラ50において、弾性層52に代えて、3以上の空孔率の異なる弾性層部分を有する弾性層52Aを備えた加圧ローラ50Aとしてもよい。この加圧ローラ50Aは、1つの第1弾性層部分521と、それぞれ2つずつの第2弾性層部分522、第3弾性層部分523、第4弾性層部分524及び第5弾性層部分525と、を有している。そして、第1弾性層部分521が軸方向の中央部に配置され、両端部に向かって順に第2弾性層部分522、第3弾性層部分523、第4弾性層部分524及び第5弾性層部分525が並べて配置されている。そして、第1弾性層部分521の空孔率が最も小さく、第2弾性層部分522、第3弾性層部分523及び第4弾性層部分524の順で空孔率が徐々に大きくなり、第5弾性層部分525の空孔率が最も大きくなっている。そのため、加圧ローラ50Aは、軸方向の中央部から両端に向かうにしたがって、段階的に硬度が低くなるように構成されている。図6(b)に、加圧ローラ50Aの通紙領域Wtの幅方向の位置と空孔率及び硬度との関係を模式的に示す。
For example, in the
また、図7(a)に示すように、上述した加圧ローラ50において、弾性層52に代えて、単一の構成体からなり軸方向の中央部から両端部にかけて空孔率が次第に大きくなるように構成された弾性層52Bを備えた加圧ローラ50Bとしてもよい。ここで、単一の構成体とは、別個に作製された複数の多孔質体をつなぎ合わせたものでなく、1つの多孔質体として作製されたものを意味する。このような構成により、加圧ローラ50Bは、軸方向の中央部から両端に向かうにしたがって、連続的に硬度が低くなるように構成されている。図7(b)に、加圧ローラ50Bの通紙領域Wtの幅方向の位置と空孔率及び硬度との関係を模式的に示す。
Further, as shown in FIG. 7 (a), in the
これら加圧ローラ50A、50Bのように、弾性層の空孔率が、軸方向の中央部から両端部にかけて次第に大きくなっている構成とすることで、用紙Sに対して、その幅方向により均等に引張力を加えることができる。そのため、用紙Sの変形をより抑制することができる。
Like these
また、加圧ローラ50Bのように、弾性層が、単一の構成体で構成されていることで、各弾性層部分を構成する空孔率の異なる複数の多孔質体を別々に作製して、複数の多孔質体のそれぞれを芯金に固定することが不要となる。つまり、1つの多孔質体を作製してそれを芯金に固定する作業のみとなるので、製造工数を削減でき、製造コストを抑制することができる。
In addition, as the
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の加圧ローラ、定着装置及び画像形成装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such deformations are included in the scope of the present invention as long as the configurations of the pressure roller, the fixing device, and the image forming apparatus of the present invention are provided.
(検証)
本発明者らは、以下に示す本発明に係る加圧ローラの実施例1、2及び比較例1、2をそれぞれ作製して、それぞれについて検証を行った。
(Verification)
The inventors produced Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 of the pressure roller according to the present invention described below, and verified each of them.
(実施例1)
上述した実施形態の加圧ローラ50において、(1)芯金51として径φ24mm、肉厚2mmのSTKM材(機械構造用炭素鋼鋼管材)を用いた。(2)弾性層52を構成する第1弾性層部分521及び2つの第2弾性層部分522として、それぞれ同一材料を用い空孔率の互いに異ならせた厚みが3mm均一の2種類の発泡シリコーンゴムを用いた。第1弾性層部分521は、軸方向長さを198mmとし、軸方向全体にわたり空孔率を45%、硬度を50°(アスカーC)とした。第2弾性層部分522は、軸方向長さを76mmとし、軸方向全体にわたり空孔率を51%、硬度を47°(アスカーC)とした。これにより、弾性層52は軸方向長さを350mmとした。(3)表面離型層53として厚みが30μm均一のPFAチューブを用い、弾性層52の外周面に被覆して幅方向長さが330mmとなる通紙領域Wtを形成した。通紙領域Wtにおける幅方向の中心位置から両端に向けて30%までの部分は第1弾性層部分521に重なり、さらに両端までの残りの各20%の部分は第2弾性層部分522に重なる。(4)グリップ層54として硬度60°(アスカーC)となるシリコーンゴムを用い、弾性層52の両端の外周面に、表面離型層53を挟むように厚み50μm均一、幅10mmの層を形成した。このような構成の加圧ローラを作製した。実施例1の加圧ローラは、通紙領域Wtの外径が幅方向(軸方向)の全体にわたって均一に形成されている。
Example 1
In the
(実施例2)
実施例1において、第2弾性層部分522の軸方向全体にわたり空孔率を55%、硬度を45°(アスカーC)とした以外は実施例1と同一の構成とした加圧ローラを作製した。
(Example 2)
In Example 1, a pressure roller having the same configuration as that of Example 1 except that the porosity was 55% and the hardness was 45 ° (Asker C) over the entire axial direction of the second
(比較例1)
実施例1において、第2弾性層部分522を設けずに第1弾性層部分521のみ設けて弾性層52を構成し、第1弾性層部分521について、軸方向長さを350mmとし、軸方向全体にわたり空孔率を45%、硬度50°(アスカーC)とした。そして、これら以外は実施例1と同一の構成とした加圧ローラを作製した。
(Comparative Example 1)
In the first embodiment, only the first
(比較例2)
実施例1において、第2弾性層部分522を設けずに第1弾性層部分521のみ設けて弾性層52を構成し、第1弾性層部分521について、軸方向長さを350mmとし、軸方向全体にわたり空孔率を45%、硬度50°(アスカーC)とした(ここまでは比較例1と同じ)。さらに、第1弾性層部分521のローラ形状の削りだしにおいて外径を調整することにより、通紙領域Wtの幅方向の中央から両端に向かうにしたがって次第に外径を大きくして、通紙領域Wtの中央と両端との外径差(つづみ量ともいう)を0.17mmとした。そして、これら構成以外は実施例1と同一の構成とした加圧ローラを作製した。
(Comparative Example 2)
In the first embodiment, only the first
(紙シワ試験)
上記実施例1、2及び比較例1、2の加圧ローラを組み込んだ上記定着装置40を備えた上記画像形成装置100を用いて、複数枚の用紙Sに所定の試験画像を形成及び定着させた。そして、これら用紙Sにおけるシワの発生を目視により確認して、以下の基準に基づき判定した。
○・・・画像形成された10枚の用紙の全てにシワの発生が確認されない。
×・・・画像形成された10枚の用紙のいずれかにシワの発生が確認された。
(Paper wrinkle test)
A predetermined test image is formed and fixed on a plurality of sheets S by using the
... Wrinkles are not confirmed on all 10 sheets of images formed.
X: Wrinkles were confirmed on any of the 10 sheets on which images were formed.
(引張力試験)
上記実施例1、2及び比較例1、2の加圧ローラを組み込んだ上記定着装置40を備えた上記画像形成装置100を用いて、予め後端において搬送方向に長さ200mmの切れ目をいれた複数枚の用紙Sに所定の試験画像を形成及び定着させた。そして、これら用紙Sにおける切れ目の広がり量を測定し、以下の基準に基づき判定した。図8(a)に画像形成前の用紙の後端を模式的に示し、(b)に画像形成後の用紙の後端を模式的に示す。
◎・・・画像形成された10枚の用紙において切れ目の広がりの平均値が1.0mm以上でかつ2.0mm未満。
○・・・画像形成された10枚の用紙において切れ目の広がりの平均値が0mm以上でかつ1.0mm未満。
×・・・画像形成された10枚の用紙において切れ目の広がりの平均値が0mm未満、又は、切れ目の広がりの平均値が2.0mm以上。
(Tensile strength test)
Using the
A: The average value of the spread of cuts is 10 mm or more and less than 2.0 mm in 10 sheets on which images are formed.
A: The average value of the spread of the cuts is 10 mm or more and less than 1.0 mm in 10 sheets on which images are formed.
X: The average value of the spread of the cuts is less than 0 mm or the average value of the spread of the cuts is 2.0 mm or more in 10 sheets of the image formed.
(成形容易性判定)
上記実施例1、2及び比較例1、2について、成形の容易性を、以下の判定基準に基づき判定した。
○・・・弾性層の外径が軸方向に均一であり、成形が容易である。
×・・・弾性層の外径が軸方向に変化しており、成形が容易でない。
(Easy molding)
For Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the ease of molding was determined based on the following criteria.
A: The outer diameter of the elastic layer is uniform in the axial direction, and molding is easy.
X: The outer diameter of the elastic layer changes in the axial direction, and molding is not easy.
(総合判定)
総合判定について、以下の基準に基づき判定した。
◎・・・紙シワ試験、引張力試験及び成形容易性判定の結果が○以上で、◎を1つ以上含む。
○・・・紙シワ試験、引張力試験及び成形容易性判定の結果が全て○である。
×・・・紙シワ試験、引張力試験及び成形容易性判定の結果に1つ以上の×を含む。
(Comprehensive judgment)
The overall judgment was judged based on the following criteria.
◎ ・ ・ ・ Results of paper wrinkle test, tensile force test and moldability determination are ◯ or more, including one or more ◎.
◯: The results of the paper wrinkle test, tensile force test, and moldability determination are all ◯.
X: One or more xs are included in the results of the paper wrinkle test, the tensile force test, and the moldability determination.
実施例1、2及び比較例1、2の構成及び判定結果を表1に示す。 Table 1 shows the configurations and determination results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
(考察)
表1に示された判定結果から明らかなように、紙シワ試験において、比較例1のみ用紙Sにシワが確認され、実施例1、2及び比較例2については、用紙Sにシワが確認されず良好な結果となった。この結果は、実施例1、2において、通紙領域Wtの幅方向の中央及び両端の外径差を設ける代わりに、弾性層の空孔率を変えることにより通紙領域Wtの幅方向の両端部の硬度を中央部の硬度より小さくしたことによるものである。このようにすることで、実施例1、2では、加圧ローラによって用紙Sに圧力を加えた際に、通紙領域の中央から両端にかけて食込み量が増加する。これにより、用紙Sを通紙した場合に、上記外径差を設けた形状と同様に中央から端部にむかって用紙Sに引張力が発生する。そのため、紙シワが発生しなかったものと考えられる。
(Discussion)
As is clear from the determination results shown in Table 1, in the paper wrinkle test, wrinkles were confirmed on the paper S only in Comparative Example 1, and wrinkles were confirmed on the paper S in Examples 1, 2 and Comparative Example 2. Good results. As a result, in the first and second embodiments, instead of providing the outer diameter difference between the center and both ends in the width direction of the sheet passing area Wt, the both ends in the width direction of the sheet passing area Wt are changed by changing the porosity of the elastic layer. This is because the hardness of the part is smaller than the hardness of the central part. By doing in this way, in Examples 1 and 2, when pressure is applied to the paper S by the pressure roller, the amount of biting increases from the center of the paper passing area to both ends. As a result, when the sheet S is passed, a tensile force is generated on the sheet S from the center to the end, similarly to the shape having the outer diameter difference. For this reason, it is considered that paper wrinkles did not occur.
また、紙シワに対する余裕度を見るための引張力試験については、紙に所定量の切込みを入れ、ユニット通過した際の切込みの開き量を測定することで引張力の測定に代えた。この引張力試験においても、紙シワ試験と同様に、比較例1のみ不良となり、実施例1、2及び比較例2については良好な結果となった。実施例1、2の結果から、硬度差を大きくしたほうが紙の切れ目の開き量が大きくなり、紙シワに対する余裕度が上がっていることが確認できる。これは、通紙領域Wtの中央部と両端部との硬度差を大きくすることで、用紙Sが幅方向の中央から端部に引張られる力が大きくなるためであると考えられる。 In addition, the tensile force test for checking the margin for paper wrinkles was replaced with the measurement of tensile force by making a predetermined amount of cut into the paper and measuring the opening of the cut when passing through the unit. Also in this tensile force test, as in the paper wrinkle test, only Comparative Example 1 was defective, and Good results were obtained for Examples 1 and 2 and Comparative Example 2. From the results of Examples 1 and 2, it can be confirmed that the larger the difference in hardness is, the larger the opening amount of the paper breaks is, and the margin for paper wrinkles is increased. This is presumably because the force with which the sheet S is pulled from the center in the width direction to the end increases by increasing the hardness difference between the center and both ends of the sheet passing area Wt.
また、実施例1、2では、通紙領域Wtにおいて外径が均一であり、比較例2のように上記外径差を設けた形状としなくても、紙シワの発生を抑制できかつ紙シワに対する余裕度もある。そのため、実施例1、2は、比較例2に比べて、ローラ形状の制御が容易、即ち、成形が容易である。したがって、生産性の面からも実施例1、2の方が比較例2より優位であることがいえる。 Further, in Examples 1 and 2, the outer diameter is uniform in the paper passing area Wt, and even if the shape is not provided with the outer diameter difference as in Comparative Example 2, the occurrence of paper wrinkles can be suppressed and the paper wrinkles can be suppressed. There is also a margin for. Therefore, in Examples 1 and 2, compared to Comparative Example 2, the control of the roller shape is easier, that is, the molding is easier. Therefore, it can be said that Examples 1 and 2 are superior to Comparative Example 2 in terms of productivity.
表1に示すように、いずれの実施例でも比較例に対し、紙シワの抑制及び引張力が同等以上となり、また、生産性についてはツヅミ形状を維持する必要がないため優位となる。よって、上述した検証結果からも、本発明の加圧ローラを用いることの効果を確認できた。 As shown in Table 1, in any of the examples, the paper wrinkle suppression and the tensile force are equal to or greater than those of the comparative example, and the productivity is superior because it is not necessary to maintain the nail shape. Therefore, the effect of using the pressure roller of the present invention was also confirmed from the verification results described above.
10Y、10M、10C、10Bk 画像形成部
20 搬送ベルト
30 給紙機構
40 定着装置(定着部の一例)
41 定着ベルト(回転体及び加熱回転体の一例)
50、50A、50B 加圧ローラ
51 芯金
52、52A、52B 弾性層
521 第1弾性層部分
522 第2弾性層部分
53 表面離型層
54 グリップ層
100 画像形成装置
S 用紙(シート材及びシート状の記録媒体の一例)
T トナー像
Wt 通紙領域(挿通領域の一例)
10Y, 10M, 10C, 10Bk
41 Fixing belt (an example of a rotating body and a heating rotating body)
50, 50A,
T toner image Wt Paper passing area (an example of an insertion area)
Claims (8)
芯金と、前記芯金の周囲に設けられた多孔質構造の弾性層と、前記弾性層の外周面に重ねて設けられた表面離型層と、を有し、
前記弾性層における前記シート材の挿通領域の幅方向の両端部の空孔率が、その中央部の空孔率より大きいことを特徴とする加圧ローラ。 A pressure roller that is pressed against a rotating body and a sheet material is inserted between the rotating body,
A cored bar, an elastic layer having a porous structure provided around the cored bar, and a surface release layer provided on the outer peripheral surface of the elastic layer,
The pressure roller, wherein a porosity of both end portions in the width direction of the insertion region of the sheet material in the elastic layer is larger than a porosity of a central portion thereof.
前記加圧回転体が、請求項1〜6のいずれか一項に記載された加圧ローラであることを特徴とする定着装置。 A heating rotator that heats the sheet-like recording medium, and a pressure rotator that is pressed against the heating rotator and into which the recording medium on which a toner image is formed is inserted. In the fixing device
The fixing device according to claim 1, wherein the pressure rotating body is the pressure roller according to claim 1.
前記定着部が、請求項7に記載された定着装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising at least an image forming unit that forms a toner image on a sheet-like recording medium, and a fixing unit that fixes the toner image formed on the recording medium by the image forming unit to the recording medium.
The image forming apparatus, wherein the fixing unit is the fixing device according to claim 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013050254A JP2014174535A (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013050254A JP2014174535A (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014174535A true JP2014174535A (en) | 2014-09-22 |
Family
ID=51695754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013050254A Pending JP2014174535A (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014174535A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017044847A (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社リコー | Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus |
JP2017134277A (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 信越ポリマー株式会社 | Pressure roller and image forming apparatus |
WO2019009435A1 (en) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Method for manufacturing fixing member |
-
2013
- 2013-03-13 JP JP2013050254A patent/JP2014174535A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017044847A (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社リコー | Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus |
JP2017134277A (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 信越ポリマー株式会社 | Pressure roller and image forming apparatus |
WO2019009435A1 (en) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Method for manufacturing fixing member |
JP2019015841A (en) * | 2017-07-06 | 2019-01-31 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method of fixing member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5761064B2 (en) | FIXING DEVICE ROLLER, FIXING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE | |
JP2007206265A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
WO2006123620A1 (en) | Fluororesin tube and method for producing the same | |
JP4528258B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2018120064A (en) | Electrophotographic member and fixing device | |
JP2014178470A (en) | Roller body, fixing device and image forming apparatus, and manufacturing method of roller body | |
JP2017044847A (en) | Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2012168265A (en) | Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2009003223A (en) | Fixing device, method for producing member constituting the same, and image forming device | |
JP2014174535A (en) | Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus | |
JP6303826B2 (en) | Fixing device roller, fixing device, and image forming apparatus | |
US9176442B2 (en) | Roller, heating member, and image heating apparatus equipped with roller and heating member | |
US8965262B2 (en) | Fixing member, method of producing fixing member, and fixing device | |
JP2005352297A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2016161656A (en) | Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP6946780B2 (en) | Fixing roller, fixing device, and image forming device | |
JP2022186614A (en) | Pressure member, fixing device, and electrophotographic image forming apparatus | |
JP2015075633A (en) | Pressure member, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2019070771A (en) | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2007025475A (en) | Heat fixing device and image forming apparatus | |
JP6171574B2 (en) | Fixing pressure belt, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2008107770A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus using it | |
JP2007328109A (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus provided with it | |
JP2019133006A (en) | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2012150270A (en) | Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus |