JP2015004790A - Fixing member, fixing apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に備える定着装置、該定着装置に備える定着部材に関する。 The present invention relates to a fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and a fixing member provided in the fixing device.
従来、電子写真方式を採用した装置、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、通常、回転する感光体ドラムを有し、この感光体ドラムの感光層を一様に帯電させた後でレーザ走査ユニットからのレーザービームによって露光して静電潜像を形成する。さらに、静電潜像をトナーによって現像した後、記録材としての転写紙上に転写し、さらに、その転写紙を熱定着装置に通過させ、熱定着させる機構が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile that employs an electrophotographic method usually has a rotating photosensitive drum, and the photosensitive layer of the photosensitive drum is uniformly charged. Thereafter, an electrostatic latent image is formed by exposure with a laser beam from a laser scanning unit. Further, a mechanism is provided in which the electrostatic latent image is developed with toner and then transferred onto a transfer sheet as a recording material, and the transfer sheet is further passed through a heat fixing device and thermally fixed.
一般に、定着方式としてはトナーを加熱する定着部材(定着ローラ、定着ベルト、又は定着スリーブ)と、これを圧接する加圧ローラとの間に記録シートを通過させることによって記録シート上に付着しているトナーを熱により軟化させつつ加圧することにより、記録シート上にトナー像を定着させる定着方式が採用されている。この定着方式では、用紙に融着したトナー像が定着部材に接触するので、離型性のよい材料(たとえばフッ素系樹脂)が表面に5〜30μmの膜厚にて形成される。 In general, as a fixing method, a recording sheet is passed between a fixing member (a fixing roller, a fixing belt, or a fixing sleeve) that heats toner and a pressure roller that presses the fixing member. A fixing method is adopted in which a toner image is fixed on a recording sheet by pressurizing the toner being softened by heat. In this fixing method, since the toner image fused to the paper comes into contact with the fixing member, a material having good releasability (for example, a fluorine resin) is formed on the surface with a film thickness of 5 to 30 μm.
従来はローラ方式が用いられていたが、近年ではカラー画像に適した加熱時間と追従性を得るために中間層として十分な弾性を保有する弾性層を形成する必要があり、ベルト方式の定着部材が実用化されている(特許文献1(米国特許3578797号))。 Conventionally, a roller system has been used, but in recent years it is necessary to form an elastic layer having sufficient elasticity as an intermediate layer in order to obtain a heating time and followability suitable for color images. Has been put into practical use (Patent Document 1 (US Pat. No. 3,578,797)).
さらに近年は、耐熱性スリーブの中に、金属や樹脂性のホルダに固定された加熱体、加圧部材を有し、スリーブを通して記録シートを加熱することで記録シート状にトナー像を定着させる方式(スリーブ定着方式)が考案されている。
図5におけるAの構成は、たとえば、特許文献2(特開2011−59247号公報)に開示されている。加熱体304としてはハロゲンヒータが用いられ、ホルダ305に加圧部材306が固定され、加熱源と加圧部材を分離した構成を持ち、加圧ローラ307−309にてニップを形成している。またB構成としては、たとえば、特許文献3(特開昭63−313182号公報)に開示されている。耐熱スリーブの中に、ホルダに固定された面状加熱体310と加圧部材306があり、同様に加圧ローラでニップを形成している。この構造は加熱体と加圧部材が一体となっており、定着設定温度までの到達時間の短縮に優れる。また、必ずしも加熱体と加圧部材が同一スリーブに入っている必要はなく、対抗したローラの中に形成することも可能である。すなわち図5におけるCの構成として、たとえば特許文献4(特許第3298354号公報)に開示されている。この方式は紙分離性に優れる。
In recent years, a heat-resistant sleeve has a heating member and a pressure member fixed to a metal or resin holder, and the toner image is fixed in a recording sheet shape by heating the recording sheet through the sleeve. (Sleeve fixing method) has been devised.
The configuration of A in FIG. 5 is disclosed, for example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-59247). A halogen heater is used as the heating body 304, a pressure member 306 is fixed to the holder 305, the heating source and the pressure member are separated from each other, and a nip is formed by pressure rollers 307-309. The configuration B is disclosed, for example, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-313182). In the heat-resistant sleeve, there are a planar heating element 310 and a pressure member 306 fixed to a holder, and a nip is similarly formed by a pressure roller. In this structure, the heating body and the pressure member are integrated, and the time to reach the fixing set temperature is shortened. Further, the heating body and the pressure member do not necessarily have to be in the same sleeve, and can be formed in the opposed rollers. That is, the configuration of C in FIG. 5 is disclosed, for example, in Patent Document 4 (Japanese Patent No. 3298354). This method is excellent in paper separability.
この種の装置では一般的に、定着ロ−ラと加圧ロ−ラとで用紙を挟持しこれを搬送処理するが、そのときに用紙に含まれている水分を蒸発させるため、用紙の定着部分と未定着部分で水分量が変化することによるシワ発生が問題となっている。用紙のシワ発生を防止する方法として、ロ−ラの中央部が最小径で両端に向かって漸次大径となるように、ロ−ラを鼓形状(断面逆クラウン形状)にして、ローラ端部の用紙搬送速度を中央部の搬送速度より速くして、用紙両端に拡がる力(鼓効果)を与える方法がある。これは両端部の外径が中央部の外径よりも大きくなっていることで、ローラ端部の搬送速度が中央部の搬送速度よりも大きく、用紙Pにその両端部を外側に引っ張る力が与えられることに起因する。しかしながらこの方法だと、まず弾性層をクラウン状に加工することが難しく、高精度、高コストである課題に加えて、熱膨張差により正確な鼓形状を維持できず、しわ防止効果が安定しないのみならず、最悪の場合、表層離型層が剥離し、部品が破損し、転写紙ジャムなどの不具合が生じる。 In this type of apparatus, generally, a sheet is sandwiched between a fixing roller and a pressure roller and transported, and the moisture contained in the sheet is evaporated at that time. Wrinkle generation due to a change in the amount of water between the part and the unfixed part is a problem. As a method of preventing wrinkling of the paper, the roller end is formed into a drum shape (inverse crown shape in cross section) so that the central portion of the roller has a minimum diameter and gradually increases toward both ends, and the roller end portion There is a method of giving a force (drum effect) that spreads to both ends of the paper by making the paper transport speed of the paper faster than the transport speed of the central portion. This is because the outer diameter of both end portions is larger than the outer diameter of the central portion, the conveying speed of the roller end portion is larger than the conveying speed of the central portion, and the force that pulls the both end portions outward on the paper P Due to being given. However, with this method, it is difficult to process the elastic layer into a crown shape. In addition to the problems of high accuracy and high cost, the accurate drum shape cannot be maintained due to the difference in thermal expansion, and the wrinkle prevention effect is not stable. Not only that, but in the worst case, the surface release layer is peeled off, parts are damaged, and problems such as transfer paper jam occur.
さらに、軸方向に硬度差を設けたローラを使用することで、同様のシワ防止効果を提案した案件がある。
たとえば特許文献5(特開2009−276499号公報)には「両端部アスカーC硬度がその中央部のアスカーC硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラ」とされている。しかしながら、弾性層膜厚が2〜20mmかつ軸体上に形成され、発泡倍率を制御するとされており、軸方向で断熱性能が変化し、熱の滞留(特に通紙部と非通紙部の温度差)に差異が生じることにより、ローラ径が変化するなど、安定したシワ防止効果が得られない。
Furthermore, there is a project that proposed a similar wrinkle prevention effect by using a roller having a hardness difference in the axial direction.
For example, Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-276499) describes “an elastic roller characterized in that the Asker C hardness at both ends is larger than the Asker C hardness at the center”. However, it is said that the elastic layer thickness is 2 to 20 mm and is formed on the shaft body, and the foaming ratio is controlled, the heat insulation performance changes in the axial direction, and heat stays (particularly between the paper passing portion and the non-paper passing portion). Due to the difference in temperature difference, a stable wrinkle prevention effect such as a change in roller diameter cannot be obtained.
さらには特許文献6(特開平7−219374号公報)には「加圧ローラの外周面の硬度を軸方向中央部と軸端部とで異ならせ、軸方向中央部の外周面の硬度を軸端部の外周面の硬度よりも低下させた」とされている。しかしながら、前述の文献は加圧ローラに関する案件であり本件と構成が異なる。さらに熱伝導フィラーを含まない発泡ゴムを使用していることから、熱が滞留し、ローラ径が変化し、通紙時熱ムラによる異常画像が発生すると予想される。 Further, Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-219374) states that “the hardness of the outer peripheral surface of the pressure roller is different between the axial central portion and the shaft end portion, and the hardness of the outer peripheral surface of the axial central portion is the axis. It is said that the hardness is lower than the hardness of the outer peripheral surface of the end portion. However, the above-mentioned document is a matter relating to the pressure roller and is different in configuration from this case. Further, since foamed rubber not containing a heat conductive filler is used, heat is accumulated, the roller diameter is changed, and an abnormal image due to heat unevenness during paper passing is expected to occur.
本発明は、転写紙の定着時のシワおよび異常画像をともに防止することができる定着部材を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fixing member capable of preventing both wrinkles and abnormal images during fixing of transfer paper.
本発明者らは鋭意検討を行った結果、以下の定着部材により、上記課題が解決されることを見い出し、本発明に至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
記録材上に担持されるトナー像を加熱して該トナー像を定着させるための定着部材であって、少なくとも基材上に弾性層を有し、該弾性層が高熱伝導繊維状フィラーを含む耐熱性ゴムから構成され、該耐熱性ゴム中に空孔部を有し、定着部材軸方向端部表面のユニバーサル硬度が中央部表面のユニバーサル硬度より大きいことを特徴とする定着部材。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by the following fixing member, and have reached the present invention.
That is, the present invention is as follows.
A fixing member for heating a toner image carried on a recording material to fix the toner image, having at least an elastic layer on a base material, and the elastic layer including a high thermal conductive fibrous filler A fixing member comprising a heat-resistant rubber, having a hole in the heat-resistant rubber, wherein the universal hardness of the surface of the fixing member in the axial direction is larger than the universal hardness of the surface of the central portion.
本発明の定着部材は、転写紙の定着時のシワおよび異常画像をともに防止できる。 The fixing member of the present invention can prevent both wrinkles and abnormal images when fixing transfer paper.
以下本発明についてその詳細を説明する。
本発明の定着部材は、記録材上に担持されるトナー像を加熱して該トナー像を定着させるための定着部材であって、少なくとも基材上に弾性層を有し、該弾性層が高熱伝導繊維状フィラーを含む耐熱性ゴムから構成され、該耐熱性ゴム中に空孔部を有し、定着部材軸方向端部表面のユニバーサル硬度が中央部表面のユニバーサル硬度より大きい。
本発明は、加熱定着部材の材料構成に関する発明であり、高熱伝導率かつ低熱容量である部材の端部表面のユニバーサル硬度を中央部表面のユニバーサル硬度よりも大きくすることで、転写紙のシワおよび異常画像をともに防止することができる。
The details of the present invention will be described below.
The fixing member of the present invention is a fixing member for heating a toner image carried on a recording material to fix the toner image, and has an elastic layer on at least a base material, and the elastic layer has a high heat The heat-resistant rubber is composed of a heat-resistant rubber containing a conductive fibrous filler. The heat-resistant rubber has pores, and the universal hardness of the fixing member axial end surface is larger than the universal hardness of the central surface.
The present invention relates to a material structure of the heat fixing member, and by making the universal hardness of the end surface of the member having high thermal conductivity and low heat capacity larger than the universal hardness of the central surface, the wrinkles of the transfer paper and Both abnormal images can be prevented.
定着部材のユニバーサル硬度は、市販の硬度測定装置を用いて、DIN50359に準拠して測定することができる。例えば、超微小硬度計などを用いて測定することができる。超微小硬度計としては、フィッシャースコープH100(株式会社フィッシャー・インストルメンツ製)等が挙げられる。
超微小硬度計を用いてユニバーサル硬度を測定する場合、例えば下記条件で所定の押し込み深さまで徐々に圧子を定着部材に押し込んでいき、押し込み深さが所望の深さに達した時点での荷重と圧子の接触面積とからユニバーサル硬度を求める。本件では10μm押込み時のユニバーサル硬度を比較した。
−測定条件−
・圧子:対面角度136度の四角錐ダイヤモンド圧子
・初期荷重:0.02mN
・最大荷重:5mN〜400mN
・初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間:10秒〜60秒
尚、ユニバーサル硬度を測定する定着部材の表面は、定着部材が上記弾性層上に離型層を有する場合は、離型層となる。表面が離型層の場合、ユニバーサル硬度は10μm押込み時を測定するが、離型層はその膜厚を有する必要はなく、弾性層の影響込みで硬度測定すればよい。離型層の有無に関わらず、定着部材端部表面のユニバーサル硬度が中央部表面のユニバーサル硬度より大きければ本発明の効果が発現する。
The universal hardness of the fixing member can be measured according to DIN50359 using a commercially available hardness measuring device. For example, it can be measured using an ultra micro hardness meter. Examples of the ultra-small hardness meter include Fischerscope H100 (manufactured by Fischer Instruments).
When measuring universal hardness using an ultra-micro hardness meter, for example, the load when the indenter reaches the desired depth by gradually pushing the indenter into the fixing member to the specified indentation depth under the following conditions: The universal hardness is obtained from the contact area of the indenter. In this case, the universal hardness when indented 10 μm was compared.
-Measurement conditions-
・ Indenter: Square pyramid diamond indenter with face-to-face angle of 136 degrees ・ Initial load: 0.02 mN
・ Maximum load: 5mN ~ 400mN
Load increase time from initial load to maximum load: 10 seconds to 60 seconds Note that the surface of the fixing member for measuring universal hardness is a release layer when the fixing member has a release layer on the elastic layer. Become. When the surface is a release layer, the universal hardness is measured when indented by 10 μm. However, the release layer does not have to have the thickness, and the hardness may be measured with the influence of the elastic layer. Regardless of the presence or absence of the release layer, if the universal hardness of the fixing member end surface is greater than the universal hardness of the central surface, the effect of the present invention is exhibited.
上述したように特許文献5では、軸方向に硬度差を設けたローラを使用し、同様のシワ防止効果を提案しているが、弾性層膜厚が2〜20mmかつ軸体上に形成され、発泡倍率を制御することにより硬度差を設けているのでローラ径が変化し、安定したシワ防止効果が得られない。
本発明の定着部材は、弾性層が高熱伝導繊維状フィラーを含有し空孔部を有することにより、軸方向に高熱伝導かつ低熱容量(高熱拡散率)である部材とすることができ、熱の滞留を防止することができる。さらに、本発明の定着部材は、弾性層を薄膜(約100〜300μm)とすることができ、径の大きな変化は生じない。さらにこれらの機能が付与されることで、安定したシワ防止効果が得られる。そして、薄膜であるため、アスカーC硬度に差異は生じず、ユニバーサル硬度で確認されるような微小領域硬度差をつけることによりシワ防止効果が得られることを確認した。さらに立上り時間短縮、異常画像防止、端部温度上昇の抑制などの効果を同時に実現することが可能となる。
As described above, in Patent Document 5, a roller having a hardness difference in the axial direction is used and a similar wrinkle prevention effect is proposed, but the elastic layer film thickness is 2 to 20 mm and is formed on the shaft body. Since the hardness difference is provided by controlling the expansion ratio, the roller diameter changes and a stable wrinkle prevention effect cannot be obtained.
The fixing member of the present invention can be a member having high thermal conductivity and low heat capacity (high thermal diffusivity) in the axial direction because the elastic layer contains a highly heat conductive fibrous filler and has a void portion. Retention can be prevented. Further, in the fixing member of the present invention, the elastic layer can be a thin film (about 100 to 300 μm), and a large change in diameter does not occur. Furthermore, by providing these functions, a stable wrinkle prevention effect can be obtained. And since it is a thin film, it did not produce a difference in Asker C hardness, but it confirmed that a wrinkle prevention effect was acquired by giving the micro area hardness difference confirmed by universal hardness. In addition, it is possible to simultaneously achieve effects such as shortening of the rise time, prevention of abnormal images, and suppression of end temperature rise.
定着部材軸方向端部表面のユニバーサル硬度を中央部表面のユニバーサル硬度より大きくする方法としては、発泡倍率を変えて硬度を変えることができるが、弾性層の定着部材軸方向端部に含有される高熱伝導繊維状フィラーの含有量を、中央部に含有される高熱伝導繊維状フィラーの含有量より多くすることにより達成することが好ましい。
前記中央部に含有される高比重である高熱伝導繊維状フィラーの添加量を下げることで、さらに、立上り時間の短縮に貢献する。
また、前記定着部材の軸方向端部表面の10μm押込み時のユニバーサル硬度が0.5N/mm2以下であり、かつ、軸方向端部と中央部の硬度差が10μm押込み時のユニバーサル硬度で0.1N/mm2以上0.4N/mm2以下であることが好ましい。
硬度を制御することにより、異常画像の発生を抑制することができる。
前記端部の硬度が0.5N/mm2以下であり、かつ、前記軸方向端部と中央部の硬度差が0.1N/mm2以上0.4N/mm2以下であると、紙への追従性が悪化することによる異常画像コールドオフセットが発生することを防ぐことができる。
さらに、前記中央部の硬度が0.1N/mm2以上であることがより好ましい。前記中央部の硬度が0.1N/mm2以上であると、ニップ幅増加、紙への追従が適切となり、トナーに過剰な熱を与えることによる異常画像ホットオフセットの発生を防ぐことができる。
As a method of making the universal hardness of the fixing member axial end surface larger than the universal hardness of the central surface, the hardness can be changed by changing the expansion ratio, but it is contained in the fixing member axial end of the elastic layer. It is preferable to achieve this by making the content of the high thermal conductive fibrous filler greater than the content of the high thermal conductive fibrous filler contained in the central portion.
Lowering the addition amount of the high specific gravity fibrous filler having a high specific gravity contained in the central portion further contributes to shortening the rise time.
In addition, the universal hardness of the fixing member when the surface of the axial end portion is pushed by 10 μm is 0.5 N / mm 2 or less, and the difference in hardness between the axial end portion and the central portion is 0 by the universal hardness when pushing by 10 μm. .1N / mm 2 or more 0.4 N / mm 2 or less is preferably.
By controlling the hardness, occurrence of abnormal images can be suppressed.
Said end portion has a hardness of 0.5 N / mm 2 or less of, and the hardness difference between the axial end portion and the central portion is at 0.1 N / mm 2 or more 0.4 N / mm 2 or less, the paper It is possible to prevent the occurrence of an abnormal image cold offset due to the deterioration of the follow-up performance.
Furthermore, the hardness of the central portion is more preferably 0.1 N / mm 2 or more. When the hardness of the central portion is 0.1 N / mm 2 or more, the nip width is increased and the paper is properly tracked, and abnormal image hot offset due to excessive heat applied to the toner can be prevented.
前記高熱伝導繊維状フィラーが定着部材の軸方向に配向していることが好ましく、高熱伝導繊維状フィラーが定着部材の軸方向に配向していることにより、軸方向の熱伝導率が向上し、端部温度上昇を抑制し、それに起因したシワや加圧ローラの破損を防止できる。
従って、本発明の定着部材を用いることで、耐久性・信頼性の向上を実現した定着装置を提供できる。
また、本発明の定着装置を用いることで、高耐久、高信頼を有する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等の画像形成装置が可能であり、「顧客満足の向上」に寄与できる。
Preferably, the high thermal conductive fibrous filler is oriented in the axial direction of the fixing member, and the high thermal conductive fibrous filler is oriented in the axial direction of the fixing member, thereby improving the thermal conductivity in the axial direction, It is possible to suppress the end temperature rise and prevent the wrinkles and the pressure roller from being damaged.
Therefore, by using the fixing member of the present invention, it is possible to provide a fixing device that has improved durability and reliability.
In addition, by using the fixing device of the present invention, it is possible to provide a highly durable and highly reliable image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, and a laser beam printer, which can contribute to "improvement of customer satisfaction". .
まず、本発明の定着部材が使用される画像形成装置の概要について説明する。
図1は画像形成装置の感光体とその作像系及び定着装置の構成を概念的に示した一例である。この電子写真方式の画像形成装置における画像作成プロセスは、回転する感光体ドラム101の感光層を帯電ローラ102を用いて一様に帯電させた後、図示しないレーザ走査ユニットからのレーザービーム103によって露光し、静電潜像を形成する。次に感光体ドラム101上の静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、そのトナー像を記録シート107上に転写し、さらにその記録シート107を定着装置に通してトナー像を加熱、加圧して記録シートに定着させるように構成する。
なお図1(a)中104は現像ローラ、105はパワーパック(電源)、106は転写ローラ、108はクリーニング装置、109は表面電位計である。
First, an outline of an image forming apparatus in which the fixing member of the present invention is used will be described.
FIG. 1 is an example conceptually showing the structure of a photoreceptor of an image forming apparatus, its image forming system, and a fixing device. In this electrophotographic image forming apparatus, the photosensitive layer of the rotating photosensitive drum 101 is uniformly charged using a charging roller 102 and then exposed by a laser beam 103 from a laser scanning unit (not shown). Then, an electrostatic latent image is formed. Next, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 101 is developed with toner to form a toner image, the toner image is transferred onto the recording sheet 107, and the recording sheet 107 is passed through a fixing device to heat the toner image. It is configured to press and fix to the recording sheet.
In FIG. 1A, reference numeral 104 denotes a developing roller, 105 denotes a power pack (power source), 106 denotes a transfer roller, 108 denotes a cleaning device, and 109 denotes a surface potential meter.
定着装置は、基材とこの基材上に設けた弾性層とからなる加熱定着ローラ110を使用する。このような加熱定着ローラ110は、芯金の中空部に回転中心線に沿ってハロゲンランプ等のヒータを配置し、その輻射熱によって加熱定着ローラ110を内側から加熱するようにする。また加熱定着ローラ110と平行に、これに圧接する加圧ローラ111を設け、加圧ローラ111と加熱定着ローラ110との間に記録シートを通過させることにより、記録シート上に付着しているトナーを加熱定着ローラ110の熱により軟化させつつ、加圧ローラ111と加熱定着ローラ110との間に挟むことによって加圧することにより、記録シート上にトナー像を定着させる。 The fixing device uses a heat fixing roller 110 including a base material and an elastic layer provided on the base material. In such a heat fixing roller 110, a heater such as a halogen lamp is disposed along the rotation center line in the hollow portion of the core metal, and the heat fixing roller 110 is heated from the inside by its radiant heat. In addition, a pressure roller 111 that is in pressure contact with the heat fixing roller 110 is provided in parallel, and the recording sheet is passed between the pressure roller 111 and the heat fixing roller 110 so that the toner adhered on the recording sheet. The toner image is fixed on the recording sheet by being pressed by being sandwiched between the pressure roller 111 and the heat fixing roller 110 while being softened by the heat of the heat fixing roller 110.
本発明においては定着装置をベルト方式の定着装置としても良い。図1(b)中113は定着ベルト、114は定着ローラ、115は加圧ローラ、116は加熱ローラである。ここで、フルカラーの複写機やレーザプリンタでは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色のカラートナーが用いられるが、カラー画像の定着時には、これらのカラートナーを溶融状態で混合する必要がある。従って、トナーを低融点化して溶融しやすくするとともに、定着ベルト113の表面で、複数種のカラートナーを包み込むようにして溶融状態で、均一に混合させることが必要になる。(本発明においては定着ローラ、定着ベルト、定着スリーブを総称して定着部材という。)発熱部材としての定着ベルトは定着ローラ(114)と加熱ローラ(116)とに張架・支持されている。 In the present invention, the fixing device may be a belt-type fixing device. In FIG. 1B, 113 is a fixing belt, 114 is a fixing roller, 115 is a pressure roller, and 116 is a heating roller. Here, in full-color copying machines and laser printers, four color toners of magenta, cyan, yellow, and black are used. When fixing a color image, these color toners must be mixed in a molten state. Therefore, it is necessary to lower the melting point of the toner to facilitate melting, and to uniformly mix in a molten state so as to enclose a plurality of types of color toners on the surface of the fixing belt 113. (In the present invention, the fixing roller, the fixing belt, and the fixing sleeve are collectively referred to as a fixing member.) The fixing belt as a heat generating member is stretched and supported by a fixing roller (114) and a heating roller (116).
また、図2は定着部材の構成の一例を示す概略図であり、定着部材は基材201と弾性層202と離型層203から構成されている。離型層を有することが好ましい。
基材201は、耐熱材料からなり、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。樹脂材料に、磁性導電性粒子を分散したものを用いることもできる。その場合、樹脂材料に対して磁性導電性粒子を20〜90重量%の範囲内で添加する。具体的には、ワニス状態の樹脂材料中に、ロールミル、サンドミル、遠心脱泡装置等の分散装置を用いて磁性導電性粒子を分散する。これを溶剤により適当な粘度に調整して、金型により所望の層厚に成形する。また、金属でも形成可能であり(これをローラと区別してスリーブとする)、具体的には、ニッケル、鉄、クロムの合金であって、それ自体が発熱しても良い。基材の層厚は、熱容量及び強度の点から、30〜500μmに形成されている。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the configuration of the fixing member, and the fixing member includes a base material 201, an elastic layer 202, and a release layer 203. It is preferable to have a release layer.
The base material 201 is made of a heat-resistant material, and for example, a resin material such as polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, or fluorine resin can be used. A resin material in which magnetic conductive particles are dispersed can also be used. In that case, magnetic conductive particles are added within a range of 20 to 90% by weight with respect to the resin material. Specifically, the magnetic conductive particles are dispersed in a resin material in a varnish state using a dispersing device such as a roll mill, a sand mill, or a centrifugal defoaming device. This is adjusted to an appropriate viscosity with a solvent and formed into a desired layer thickness with a mold. Also, it can be formed of metal (this is a sleeve that is distinguished from a roller), specifically, an alloy of nickel, iron, and chrome, and may itself generate heat. The layer thickness of the base material is 30 to 500 μm from the viewpoint of heat capacity and strength.
金属材料の場合はベルトの撓みを考慮して、100μm以下の膜厚であることが望ましい。金属材料の場合は、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができ、キューリー点が定着ベルトの定着温度近傍となる磁性導電性材料にて発熱層を形成することで、発熱層は電磁誘導によって過昇温されることなく加熱できる。また、弾性体でも形成でき、例えば、天然ゴム、SBR、ブチルゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ふっ素ゴム、液状フッ素エラストマーなどが上げられるが、特に耐熱性の点からシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ふっ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマーなどが好ましい。 In the case of a metal material, it is desirable that the film thickness is 100 μm or less in consideration of the bending of the belt. In the case of a metal material, the desired Curie point can be obtained by adjusting the amount of each material added and the processing conditions. The heat generating layer is formed of a magnetic conductive material in which the Curie point is close to the fixing temperature of the fixing belt. By forming, the heat generating layer can be heated without being overheated by electromagnetic induction. It can also be formed of an elastic body, for example, natural rubber, SBR, butyl rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, fluorine rubber, liquid fluorine elastomer, etc. From the viewpoint of properties, silicone rubber, fluorosilicone rubber, fluorine rubber, fluorocarbon siloxane rubber, liquid fluorine elastomer and the like are preferable.
また、前記基材上に形成される弾性層202は耐熱性のある弾性体、好ましくは耐熱性ゴムが用いられ、例えば、天然ゴム、SBR、ブチルゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ふっ素ゴム、液状フッ素エラストマーなどが上げられるが、特に耐熱性の点からシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ふっ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマーなどが好ましい。特に耐熱性・離型剤濡れ性の点から、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴムが好ましい。 The elastic layer 202 formed on the substrate is made of a heat-resistant elastic body, preferably a heat-resistant rubber. For example, natural rubber, SBR, butyl rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, acrylic rubber, urethane rubber Silicone rubber, fluorosilicone rubber, fluorine rubber, liquid fluoroelastomer, and the like can be raised, and silicone rubber, fluorosilicone rubber, fluororubber, fluorocarbonsiloxane rubber, liquid fluoroelastomer, and the like are particularly preferable from the viewpoint of heat resistance. In particular, silicone rubber and fluorosilicone rubber are preferable from the viewpoint of heat resistance and wettability of the release agent.
これらの弾性層中に、高熱伝導繊維状フィラー204と、空孔部205が設けられる。
高熱伝導繊維状フィラー204としては、炭素繊維、窒化ホウ素、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ、銀など各種金属フィラーなどが考えられる。その中でもたとえば炭素繊維は、合成繊維のアクリル長繊維からつくるPAN(ポリアクリロニトリル)系炭素繊維と、石炭タール、石油ピッチからつくるピッチ系炭素繊維がある。PAN系炭素繊維は、PANプリカーサー(ポリアクリロニトリル繊維)を炭素化して得られるもので、高強度・高弾性率の性質をもつ。ピッチ系炭素繊維は、ピッチプリカーサー(コールタールまたは石油重質分を原料として得られるピッチ繊維)を炭素化して得られるもので、製法の諸条件で、低弾性率から超高弾性率・高強度の広範囲の性質が得られる。超高弾性率品は、高剛性用途のほか、優れた熱伝導率や導電性の特性がある。本発明には熱伝導率の点から、ピッチ系炭素繊維を用いることが好ましい。
In these elastic layers, a high thermal conductive fibrous filler 204 and a hole portion 205 are provided.
As the high thermal conductive fibrous filler 204, various metal fillers such as carbon fiber, boron nitride, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, and silver can be considered. Among them, for example, carbon fibers include PAN (polyacrylonitrile) carbon fibers made from synthetic acrylic long fibers and pitch carbon fibers made from coal tar and petroleum pitch. The PAN-based carbon fiber is obtained by carbonizing a PAN precursor (polyacrylonitrile fiber) and has properties of high strength and high elastic modulus. Pitch-based carbon fiber is obtained by carbonizing a pitch precursor (pitch fiber obtained from coal tar or heavy petroleum oil as a raw material). Under various conditions of the manufacturing method, it can be obtained from low modulus to ultra-high modulus and high strength. A wide range of properties can be obtained. Ultra-high modulus products have excellent thermal conductivity and conductivity characteristics, as well as high rigidity applications. In the present invention, pitch-based carbon fibers are preferably used from the viewpoint of thermal conductivity.
また、空孔部205を形成する発泡剤としては、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等、発泡粒子としては、松本油化製薬のF−30、F−30VS、F−46、F−50、F−55等がある。また、樹脂バルーンとしては、松本油化製薬のF−80ED等がある。無機系バルーンとしては日本フィライト(株):フィライト、太平洋石炭販売輸送(株):シリカバルーンなどがある。
発泡剤は、弾性層における空孔部が、元の体積の50%から200%となるよう添加することが好ましい。
尚、定着部材軸方向端部と中央部における空孔部の割合は、同じでも異なっていても良い。定着部材軸方向端部表面のユニバーサル硬度が中央部表面のユニバーサル硬度より大きければ、本発明の効果は発言する。
The foaming agent that forms the pores 205 is azobisisobutyronitrile (AIBN) or the like, and the foamed particles are Matsumoto Yuka Pharmaceutical F-30, F-30VS, F-46, F-50. , F-55, etc. Examples of the resin balloon include Matsumoto Yuka Pharmaceutical F-80ED. Examples of inorganic balloons include Nippon Philite Co., Ltd .: Philite, Pacific Coal Sales and Transportation Co., Ltd .: Silica Balloon, and the like.
The foaming agent is preferably added so that the pores in the elastic layer are 50% to 200% of the original volume.
Note that the ratio of the hole portions in the axial end portion and the central portion of the fixing member may be the same or different. If the universal hardness of the fixing member axial end surface is larger than the universal hardness of the central surface, the effect of the present invention is stated.
前記弾性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば前記高熱伝導繊維状フィラーと発泡剤と耐熱性ゴムとを含む塗工液を、ブレード塗装法、ロール塗装法、ダイ塗装法などで基材上に塗布し、加熱し空孔部を有する弾性層を形成する方法が挙げられるが、塗装方向を軸方向にし、円周方向に切れ目の無い塗装方法とすることが好ましい。こうすることにより、弾性層内部にあるフィラーが軸方向へ配向することを促す効果が期待できる。
前記弾性層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、100μm〜500μmが好ましい。
The method for forming the elastic layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a coating liquid containing the high thermal conductive fibrous filler, a foaming agent, and a heat resistant rubber may be used as a blade coating method. , Roll coating method, die coating method, etc. can be applied to the substrate and heated to form an elastic layer with pores, but the coating direction is the axial direction and the coating is seamless in the circumferential direction A method is preferred. By carrying out like this, the effect which accelerates | stimulates that the filler in an elastic layer orients to an axial direction can be anticipated.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said elastic layer, According to the objective, it can select suitably, 100 micrometers-500 micrometers are preferable.
高熱伝導繊維状フィラーが配向しているかどうかは、レーザー顕微鏡で確認することができる。
例えば、炭素繊維の配向はキーエンス製マイクロスコープ:VHX−1000ズームレンズ:VH−Z100Rを用い観察し、対物倍率300倍のレンズで、800μm×600μmの範囲を決めて測定した。そして、この範囲にある長さ100μm以上の炭素繊維について、軸方向に対し、振れ角を測定し、両側30°の振れ角以内の炭素繊維の割合が全体に対して50%以上のものを「配向している」と定義した。
Whether or not the high thermal conductive fibrous filler is oriented can be confirmed with a laser microscope.
For example, the orientation of the carbon fiber was measured using a KEYENCE microscope: VHX-1000 zoom lens: VH-Z100R, and a range of 800 μm × 600 μm was determined with a lens having an objective magnification of 300 times. For carbon fibers having a length of 100 μm or more in this range, the deflection angle is measured with respect to the axial direction, and the ratio of the carbon fibers within the deflection angle of 30 ° on both sides is 50% or more of the whole. Oriented ".
定着部材軸方向端部表面のユニバーサル硬度が中央部表面のユニバーサル硬度より大きい定着部材は、例えば、弾性層の定着部材軸方向端部に含有される高熱伝導繊維状フィラーの含有量を、中央部に含有される高熱伝導繊維状フィラーの含有量より多くすることにより得ることができる。このような弾性層を有する定着部材は以下のようにして作製することができる。
まず、基材上に弾性層を形成するが、熱伝導繊維状フィラーはたとえば小サイズ記録材通紙幅に当接する部位(図3参照:たとえば小サイズ記録材通紙幅がB5の縦通紙(幅182mm)の場合中央から±85mm幅)を境に、中央部301と軸端部302として配合比を変化させ、中央部の配合をゴムAとし、軸端部の配合をゴムBとする。そのゴムAで中央部に形成された膜を一次加硫した後、ゴムBを同様にしてディッピング塗装する。塗装工法はこれに限定されるものではなく、軸方向にせん断がかけられればよい。たとえば、他にダイコートによる押し出し工法などが考えられる。その後、加熱し、加硫する。その後全体を所望の膜厚まで研削処理したものを弾性層とする。その後、離型層を形成し、端部をカットして所望の長さに揃える。(図4参照)
本成型方法によれば、繊維状フィラーであるカーボンファイバーは塗装軸方向に配向することがわかっている。
The fixing member in which the universal hardness of the fixing member axial end surface is larger than the universal hardness of the central surface, for example, the content of the high thermal conductive fibrous filler contained in the fixing member axial end of the elastic layer is It can obtain by making more than content of the highly heat conductive fibrous filler contained in. A fixing member having such an elastic layer can be produced as follows.
First, an elastic layer is formed on a substrate, and the thermally conductive fibrous filler is, for example, a part that abuts on the small-size recording material passing width (see FIG. 3 for example: vertical passing paper with a small-size recording material passing width of B5 (width In the case of 182 mm), the compounding ratio is changed between the center part 301 and the shaft end part 302 with a boundary of ± 85 mm width from the center, and the compounding at the center part is rubber A and the compounding at the shaft end part is rubber B. After the film formed at the central portion with the rubber A is first vulcanized, the rubber B is dipped in the same manner. The coating method is not limited to this, and it is sufficient that shearing is applied in the axial direction. For example, an extrusion method using die coating can be considered. Then, it heats and vulcanizes. After that, the whole is ground to a desired film thickness to make an elastic layer. Thereafter, a release layer is formed, and the end portion is cut to have a desired length. (See Figure 4)
According to this molding method, it is known that carbon fibers that are fibrous fillers are oriented in the coating axis direction.
前記中央部は、図3に示すように、小サイズ記録材通紙幅(対応すべき最小の通紙幅)に対応した領域に配されていることが好ましい。中央部は、小サイズ記録材通紙幅よりも少し小さい部分であることが好ましく、たとえば中央部は、定着部材の中央から「最小通紙幅Lを持つ記録紙」のL/2mmから(L/2−10)mmの範囲に形成されることが好ましい。具体的には、小サイズ記録材通紙幅が、B5の縦通紙の幅182mmである場合、中央部は、中央より軸方向に向かって±(91〜81)mmの範囲、例えば約±85mmの範囲であることが好ましい。
中央部を小サイズ記録材通紙幅よりも少し小さい部分とすることにより、紙の端部が固い部分に少し接していることにより、紙端部を軸端部方向に引っ張る力が作用してシワの発生が抑制される。
また、図3においては、弾性層の中央部の配合をゴムAとし、軸端部の配合をゴムBとし、2種類で一段階の硬度差を設けた例を示したが、中央部から軸端部へ硬度を数段階にして徐々に大きくしても良い。例えば、対応するサイズ紙の全ての端部に硬度差を設けても良い。ゴムA,B,C,D,と多段階にして弾性層を作製することにより、徐々に硬度差を付けていくことができる。
As shown in FIG. 3, the central portion is preferably arranged in a region corresponding to the small-size recording material sheet passing width (the minimum sheet passing width to be supported). The central part is preferably a part slightly smaller than the passing width of the small-size recording material. For example, the central part is from L / 2 mm (L / 2) of “recording paper having the minimum passing width L” from the center of the fixing member. −10) It is preferably formed in a range of mm. Specifically, when the paper passing width of the small size recording material is 182 mm of B5 vertical paper passing, the central portion has a range of ± (91 to 81) mm from the center toward the axial direction, for example, about ± 85 mm. It is preferable that it is the range of these.
By making the center part a little smaller than the width of the small-size recording material, the edge of the paper is slightly in contact with the hard part. Is suppressed.
FIG. 3 shows an example in which rubber A is blended at the center of the elastic layer and rubber B is blended at the end of the shaft, so that one kind of hardness difference is provided in two types. The end may be gradually increased in hardness by several stages. For example, you may provide a hardness difference in all the edge parts of corresponding size paper. By producing the elastic layer in multiple stages with rubbers A, B, C, and D, the hardness difference can be gradually increased.
弾性層の定着部材軸方向端部に含有される高熱伝導繊維状フィラーの含有量は、定着部材軸方向端部の表面の10μm押込み時のユニバーサル硬度が0.5N/mm2以下となるように含有させることが好ましい。
定着部材軸方向端部の表面の10μm押込み時のユニバーサル硬度はより好ましくは、0.2〜0.5N/mm2である。
また、弾性層の定着部材軸方向中央部に含有される高熱伝導繊維状フィラーの含有量は、軸方向端部の硬度と中央部の硬度差が10μm押込み時のユニバーサル硬度で0.1N/mm2以上0.4N/mm2以下となるように含有させることが好ましい。
The content of the high thermal conductive fibrous filler contained in the end portion of the elastic member in the fixing member axial direction is such that the universal hardness when the surface of the fixing member axial end portion is pressed by 10 μm is 0.5 N / mm 2 or less. It is preferable to contain.
The universal hardness when the surface of the end portion in the axial direction of the fixing member is pressed by 10 μm is more preferably 0.2 to 0.5 N / mm 2 .
In addition, the content of the high thermal conductive fibrous filler contained in the axially central portion of the fixing member of the elastic layer is 0.1 N / mm in terms of universal hardness when the hardness difference between the axial end and the central portion is 10 μm. It is preferable to make it contain so that it may become 2 or more and 0.4 N / mm < 2 > or less.
また、前記弾性層上に形成される離型層203は、例えば四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、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(FEP)等のフッ素系ポリマー;これらのポリマーの混合物、又はこれらのポリマーを耐熱性樹脂・ゴムに分散させたもの、またシリコーン架橋反応基中にフッ素化ポリエーテルを持つフッ素系エラストマーなどが適用できる。これらの中でも、強度、平滑性を両立する点からフッ素系ポリマーを有するものが特に好ましい。前記離型層には、低比熱・低熱伝導率の物質として中空フィラー、導電性物質等を添加することができる。前記離型層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばチューブ状にしたものを弾性層に被せてもよく、湿式スプレー塗装法、粉体塗装後に焼き付ける方法、などが挙げられる。
前記離型層の厚みは、0.01μm〜50μmが好ましく、0.01μm〜30μmがより好ましい。前記厚みが、0.01μm未満であると、弾性層の粗さにより、成膜性が確保されないことがあり、50μmを超えると、画像に段差が形成され、光沢差による画像不良が形成されることがある。
Further, the release layer 203 formed on the elastic layer is formed of, for example, tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoroethylene. Fluorinated polymers such as fluorinated propylene copolymer (FEP); mixtures of these polymers, or dispersions of these polymers in heat-resistant resins and rubbers, and fluorine having fluorinated polyethers in silicone cross-linking reactive groups Series elastomers can be applied. Among these, those having a fluorine-based polymer are particularly preferable from the viewpoint of achieving both strength and smoothness. A hollow filler, a conductive substance, or the like can be added to the release layer as a substance having low specific heat and low thermal conductivity. A method for forming the release layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a tube-shaped elastic layer may be covered with a wet spray coating method, after powder coating. The method of baking, etc. are mentioned.
The thickness of the release layer is preferably 0.01 μm to 50 μm, and more preferably 0.01 μm to 30 μm. If the thickness is less than 0.01 μm, the film formability may not be ensured due to the roughness of the elastic layer. If the thickness exceeds 50 μm, a step is formed in the image and an image defect due to gloss difference is formed. Sometimes.
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to a following example.
[実施例1]
以下に、実験結果をもとに本発明をさらに詳細に説明する。
定着装置の定着部材として、基材:φ30、厚み50μmSUSスリーブ上に、弾性層としてシリコーンゴム(DY35−2083:東レ製)とフィラーと発泡剤と溶剤(トルエン)を混合し、粘度約100Pa・sec(シェアレイト0.115)に希釈したゴムを、塗装速度約10mm/minで膜厚約300μmを狙いとして、ディッピング塗装を実施した。
フィラーとしては高熱伝導繊維状フィラーとしてカーボンファイバー(日本グラファイト(株)XN−100−05M)、発泡剤として中空フィラー(松本油化製薬:PAN系F−80ED)からなり、表1に示す配合比(ベースシリコーンゴム100質量部に対する質量部)で成型した。
カーボンファイバーは小サイズ記録材通紙幅に当接する部位(図3参照:実施例においてはA4縦通紙が小サイズ記録材通紙幅となる)に対応し、中央部(定着部材の中央より軸方向に向かって±100mmの範囲)と、軸端部(中央部以外の部分)との配合比を変化させ、中央部の配合をゴムAとし、軸端部の配合をゴムBとする。そのゴムAで中央部に形成された膜を120℃30分で一次加硫した後、ゴムBを同様にしてディッピング塗装する。その後、120℃30分加熱し、引き続き200℃4時間加熱し、加硫する。その後全体を膜厚200±20μmまで研削処理したものを弾性層とする。その後、プライマ塗布し100℃以上で1時間乾燥したものに、グンゼ製PFAチューブ(三井デュポンフロロケミカル製PFA−350J、φ30、膜厚15μm)を被覆し、320℃で40分加熱溶着させ、端部をカットして所望の長さに揃えたものを定着スリーブとした。(図4参照)
本成型方法によれば、繊維状フィラーであるカーボンファイバーは塗装軸方向に配向することがわかっている。
[Example 1]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on experimental results.
As a fixing member of the fixing device, a base material: φ30, a thickness of 50 μm, a silicone rubber (DY35-2083: manufactured by Toray), a filler, a foaming agent and a solvent (toluene) are mixed as an elastic layer, and a viscosity of about 100 Pa · sec The rubber diluted to (Shalayate 0.115) was dipped with a coating speed of about 10 mm / min and a film thickness of about 300 μm.
The filler consists of carbon fiber (Nippon Graphite Co., Ltd. XN-100-05M) as a high thermal conductive fibrous filler, and a hollow filler (Matsumoto Yuka Pharmaceutical: PAN F-80ED) as a foaming agent. (Mass part relative to 100 parts by mass of base silicone rubber)
The carbon fiber corresponds to a portion that abuts the small size recording material passage width (see FIG. 3: in the embodiment, A4 vertical paper is the small size recording material passage width), and the central portion (in the axial direction from the center of the fixing member) The range is within a range of ± 100 mm) and the shaft end portion (portion other than the central portion), and the blending at the central portion is rubber A and the blending at the shaft end portion is rubber B. The film formed at the center with the rubber A is first vulcanized at 120 ° C. for 30 minutes, and then the rubber B is dipped in the same manner. Thereafter, heating is performed at 120 ° C. for 30 minutes, followed by heating at 200 ° C. for 4 hours to vulcanize. After that, the whole is ground to a film thickness of 200 ± 20 μm to be an elastic layer. After that, the primer was applied and dried at 100 ° C. or more for 1 hour, covered with Gunze PFA tube (Mitsui DuPont Fluorochemical PFA-350J, φ30, film thickness 15 μm), heat-welded at 320 ° C. for 40 minutes, end The fixing sleeve was obtained by cutting the portion and aligning it to a desired length. (See Figure 4)
According to this molding method, it is known that carbon fibers that are fibrous fillers are oriented in the coating axis direction.
ここで、定着スリーブ表面のユニバーサル硬度は、市販の硬度測定装置を用いて、DIN50359に準拠して行うことができ、超微小硬度計(フィッシャースコープH100、株式会社フィッシャー・インストルメンツ製)を用いて測定した。超微小硬度計を用いてユニバーサル硬度を測定する場合、下記条件で所定の押し込み深さまで徐々に圧子を定着部材に押し込んでいき、押し込み深さが所望の深さに達した時点での荷重と圧子の接触面積とからユニバーサル硬度を求める。本件では10μm押込み時のユニバーサル硬度を取得し比較を実施した。(表1参照)
−測定条件−
・圧子:対面角度136度の四角錐ダイヤモンド圧子
・初期荷重:0.02mN
・最大荷重:5mN〜400mN
・初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間:10秒〜60秒
Here, the universal hardness of the surface of the fixing sleeve can be measured in accordance with DIN50359 using a commercially available hardness measuring device, and an ultra-micro hardness meter (Fischer Scope H100, manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd.) is used. Measured. When measuring the universal hardness using an ultra-micro hardness tester, the indenter is gradually pushed into the fixing member to the prescribed indentation depth under the following conditions, and the load when the indentation depth reaches the desired depth Determine the universal hardness from the contact area of the indenter. In this case, the universal hardness at 10 μm indentation was obtained and compared. (See Table 1)
-Measurement conditions-
・ Indenter: Square pyramid diamond indenter with face-to-face angle of 136 degrees ・ Initial load: 0.02 mN
・ Maximum load: 5mN ~ 400mN
・ Load increase time from initial load to maximum load: 10 to 60 seconds
以上の様にして製作した定着部材を(株)リコー製複写機:imagio MP C2201SPの定着装置に装着させ、トナーベタ画像120K枚をA4縦で両面通紙し評価をおこなった。imagio MP C2201SPはA3(A4横)幅対応機であるため最大サイズ記録材通紙幅はA4横幅であり、A4縦通紙は小サイズ記録材通紙となる。試験紙としてはアスクル:マルチペーパー スーパーホワイトを使用した。評価は表2に示す基準で判定した。 The fixing member manufactured as described above was mounted on a fixing device of a copying machine manufactured by Ricoh Co., Ltd .: imagio MP C2201SP, and 120K toner solid images were passed through A4 portrait on both sides for evaluation. Since the imagio MP C2201SP is an A3 (A4 horizontal) width compatible machine, the maximum size recording material passing width is A4 horizontal width, and the A4 vertical passing paper is small size recording material passing paper. As a test paper, ASKUL: Multi Paper Super White was used. Evaluation was made based on the criteria shown in Table 2.
[実施例2]
実施例1における弾性層のカーボンファイバー配合比をシリコーンゴム100質量部に対して中央部10質量部、軸端部50質量部に変更した以外は、実施例1と同様に定着部材を作製し、評価を実施した。
[実施例3]
実施例1における弾性層のカーボンファイバー配合比をシリコーンゴム100質量部に対して中央部40質量部、軸端部50質量部に変更した以外は、実施例1と同様に定着部材を作製し、評価を実施した。
[実施例4]
実施例1における弾性層のカーボンファイバー配合比をシリコーンゴム100質量部に対して中央部10質量部、軸端部30質量部に変更した以外は、実施例1と同様に定着部材を作製し、評価を実施した。
[実施例5]
実施例1における弾性層のカーボンファイバー配合比をシリコーンゴム100質量部に対して中央部40質量部、軸端部60質量部に変更した以外は、実施例1と同様に定着部材を作製し、評価を実施した。
[実施例6]
実施例1における弾性層のカーボンファイバー配合比をシリコーンゴム100質量部に対して中央部5質量部、軸端部50質量部に変更した以外は、実施例1と同様に定着部材を作製し、評価を実施した。
[Example 2]
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber compounding ratio of the elastic layer in Example 1 was changed to 10 parts by mass of the central part and 50 parts by mass of the shaft end part with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber. Evaluation was performed.
[Example 3]
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber compounding ratio of the elastic layer in Example 1 was changed to 40 parts by mass of the central part and 50 parts by mass of the shaft end part with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber. Evaluation was performed.
[Example 4]
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber compounding ratio of the elastic layer in Example 1 was changed to 10 parts by mass of the central part and 30 parts by mass of the shaft end part with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber. Evaluation was performed.
[Example 5]
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber compounding ratio of the elastic layer in Example 1 was changed to 40 parts by mass of the central part and 60 parts by mass of the shaft end part with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber. Evaluation was performed.
[Example 6]
A fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber compounding ratio of the elastic layer in Example 1 was changed to 5 parts by mass of the center part and 50 parts by mass of the shaft end part with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber. Evaluation was performed.
[比較例1]
実施例1における弾性層のカーボンファイバー配合比をシリコーンゴム100質量部に対して中央部20質量部、軸端部20質量部に変更した以外は、実施例1と同様に定着部材を作製し、評価を実施した。
[Comparative Example 1]
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon fiber compounding ratio of the elastic layer in Example 1 was changed to 20 parts by mass of the center part and 20 parts by mass of the shaft end part with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber. Evaluation was performed.
以上より以下のことがわかる。
・定着部材軸方向端部表面のユニバーサル硬度が中央部表面のユニバーサル硬度より大きくすることによりシワは防止できる。
From the above, the following can be understood.
-Wrinkles can be prevented by making the universal hardness of the axial end surface of the fixing member larger than the universal hardness of the center surface.
さらに、軸端部表面のユニバーサル硬度が0.5N/mm2以下、かつ軸方向端部表面と中央部表面の硬度差がユニバーサル硬度で.0.1N/mm2以上0.4N/mm2以下である定着部材を用いると、転写紙のシワを防止し、立上り時間を低減し、異常画像を防止し端部温度上昇を抑制できる。よって、複雑なクラウン形状に形成することなくシワを防止し、薄膜でかつ均一な弾性層により熱膨張差による離型層の破断や、線速差を防止し、定着部材寿命低下を抑制できる。
結果として、本発明の定着部材は高画質化と高信頼を両立し、長時間安定した定着を実現できるため、本発明の定着部材を具備した定着装置を用いることで、耐久性・信頼性の向上などを実現した定着装置を提供することができる。さらにはこの定着装置を有することで、高耐久、高信頼を有する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等の画像形成装置が可能であり、「顧客満足の向上」に寄与する。
Furthermore, the universal hardness of the shaft end surface is 0.5 N / mm 2 or less, and the hardness difference between the axial end surface and the central surface is the universal hardness. With 0.1 N / mm 2 or more 0.4 N / mm 2 or less is fixing member, to prevent wrinkles of the transfer paper, to reduce the rise time can be suppressed end temperature rise to prevent abnormal images. Therefore, wrinkles can be prevented without forming a complicated crown shape, and the release layer can be prevented from being broken due to a difference in thermal expansion or a difference in linear velocity by a thin and uniform elastic layer, so that the life of the fixing member can be suppressed.
As a result, since the fixing member of the present invention achieves both high image quality and high reliability and can achieve stable fixing for a long time, by using the fixing device equipped with the fixing member of the present invention, durability and reliability can be improved. It is possible to provide a fixing device that realizes improvements and the like. Furthermore, by having this fixing device, image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines, facsimiles, and laser beam printers having high durability and high reliability are possible, which contributes to “improvement of customer satisfaction”.
101 感光体ドラム
102 帯電ローラ
103 露光
104 現像ローラ
105 パワーパック
106 転写ローラ
107 記録シート
108 クリーニング装置
109 表面電位計
110 加熱定着ローラ
111 加圧ローラ
112 ベルト方式定着器
113 定着ベルト
114 定着ローラ
115 加圧ローラ
116 加熱ローラ
201 基材
202 弾性層
203 離型層
204 高熱伝導フィラー
205 空孔部
301 ゴムAで形成された弾性層
302 ゴムBで形成された弾性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Exposure 104 Developing roller 105 Power pack 106 Transfer roller 107 Recording sheet 108 Cleaning device 109 Surface potential meter 110 Heating fixing roller 111 Pressure roller 112 Belt type fixing device 113 Fixing belt 114 Fixing roller 115 Pressure Roller 116 Heating roller 201 Base material 202 Elastic layer 203 Release layer 204 High thermal conductive filler 205 Air hole portion 301 Elastic layer formed of rubber A 302 Elastic layer formed of rubber B
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