JP2912441B2 - Manufacturing method of heating roller - Google Patents

Manufacturing method of heating roller

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JP2912441B2
JP2912441B2 JP2315629A JP31562990A JP2912441B2 JP 2912441 B2 JP2912441 B2 JP 2912441B2 JP 2315629 A JP2315629 A JP 2315629A JP 31562990 A JP31562990 A JP 31562990A JP 2912441 B2 JP2912441 B2 JP 2912441B2
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秀夫 長藤
浩 方波見
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレーザープリンタや複写機の如き乾式トナー
を使用する電子写真装置における定着装置で用いる加熱
ローラの製造方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a heating roller used in a fixing device in an electrophotographic apparatus using a dry toner such as a laser printer or a copying machine.

[従来の技術] 電子写真装置であるレーザープリンタは、第4図に一
例を示す如く、帯電チャージャー1により帯電させられ
た感光体ベルト2上にレーザー光学系3からのレーザー
光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器
4にて現像して可視像化し、この可視像を、給紙カセッ
ト5より給紙されレジストローラ6にてタイミングが合
わされて送られた転写紙7に転写チャージャー8によっ
て転写し、更に、転写紙7上の可視像(未定着トナー)
を定着装置9を通過させることにより定着し、しかる
後、該転写紙7を排紙部10に排出するようにしてある。
一方、転写後の感光体ベルト2は除電装置11によって残
留電荷が除電され、更にクリーニング装置12で残留トナ
ーが除去されるようにしてある。
2. Description of the Related Art A laser printer as an electrophotographic apparatus irradiates a laser beam from a laser optical system 3 onto a photoreceptor belt 2 charged by a charging charger 1 as shown in an example in FIG. An electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed by a developing unit 4 to become a visible image. The visible image is fed from a paper feed cassette 5 and sent at a timing by a registration roller 6. The transferred image is transferred to the transferred transfer paper 7 by the transfer charger 8, and further, a visible image (unfixed toner) on the transfer paper 7 is transferred.
Is fixed by passing through a fixing device 9, and thereafter, the transfer paper 7 is discharged to a paper discharge unit 10.
On the other hand, the residual charge is removed from the photosensitive belt 2 after the transfer by the charge removing device 11, and the residual toner is removed by the cleaning device 12.

上記レーザープリンタで用いられる定着装置9は、第
5図に示す如く、ヒータ13を内蔵した加熱ローラ14と、
該加熱ローラ14に加圧スプリング15によって圧接配置し
た加圧ローラ16とを有し、トナー未定着状態の転写紙7
を、上記ローラ14,16間のニップを通過させることによ
りトナーを定着できるようにしてある。なお、17は分離
爪、18はクリーニングパッドを示す。
The fixing device 9 used in the laser printer includes a heating roller 14 having a built-in heater 13 as shown in FIG.
A pressure roller 16 which is pressed against the heating roller 14 by a pressure spring 15;
Is passed through the nip between the rollers 14 and 16 so that the toner can be fixed. Here, reference numeral 17 denotes a separation claw, and reference numeral 18 denotes a cleaning pad.

レーザープリンタでは、一般に、帯電しているトナ
ーを使用しており、帯電しているものに対しては静電
気力で付着し易い性質があり、上記定着装置9で用いら
れている加熱ローラ14が帯電しているため、トナーの
オフセットが発生し易い。なお、通常、加熱ローラ14
は、設定温度が無通紙時に160〜180℃で、そのときのニ
ップ幅が2.5〜4mm、線速が47〜51mm/sとしてある。
In general, a laser printer uses a charged toner, and has a property that the charged toner easily adheres to the charged toner by an electrostatic force. Therefore, the heating roller 14 used in the fixing device 9 is charged. Therefore, toner offset is likely to occur. Incidentally, usually, the heating roller 14
Is set at 160 to 180 ° C. when paper is not passed, the nip width at that time is 2.5 to 4 mm, and the linear velocity is 47 to 51 mm / s.

そのため、従来では、加熱ローラにトナーがオフセッ
トしないようにするために、ローラの原形となる芯金に
離型性のよい樹脂層を形成した後焼成し、該焼成後に樹
脂層を研摩し、更に上記樹脂の融点近傍の温度で再加熱
するようにすることにより加熱ローラを製造することが
提案されている(特開昭61-141472号公報)。
Therefore, conventionally, in order to prevent the toner from being offset to the heating roller, a resin layer having good releasability is formed on a core metal serving as the original shape of the roller, and then baked. It has been proposed to manufacture a heating roller by reheating at a temperature near the melting point of the resin (JP-A-61-141472).

[発明が解決しようとする課題] ところが、上記従来提案されている加熱ローラの製造
方法の場合には、表面層の結晶化度を上げて離型性をよ
くするために、融点(約300℃)近傍で1時間も再加熱
しなければならないという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of the above-mentioned method of manufacturing a heating roller, in order to increase the crystallinity of the surface layer and improve the releasability, the melting point (about 300 ° C.) ) There is a problem that re-heating must be performed for one hour in the vicinity.

そこで、本発明は、加熱ローラの帯電の大きさを小
さく抑えられるようにすると共に、PFAの熱劣化を起す
ことなく離型性も損うことがないようにし、オフセット
のない良好な画像が得られるような加熱ローラを、長時
間の加熱を行うことなく製造できるようにしようとする
ものである。
In view of the above, the present invention makes it possible to suppress the magnitude of the charging of the heating roller to a small value, to prevent the PFA from deteriorating without causing thermal degradation of the PFA, and to obtain a good image without offset. Such a heating roller can be manufactured without performing heating for a long time.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決するために、加圧ローラと
の間で互いに圧接しながら回転することにより未定着ト
ナーを転写紙に定着するようにしてある定着装置で用い
る加熱ローラの製造方法において、パイプ状の芯金の表
面に、離型性樹脂からなる層を焼成により形成し、次
に、上記離型性樹脂層を研摩し、更に、離型性樹脂層を
形成した上記芯金を、340〜400℃の温度に加熱した後、
5〜20分間再焼成することを特徴とする加熱ローラの製
造方法とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fixing device in which an unfixed toner is fixed on a transfer sheet by rotating while being pressed against a pressure roller. In the method of manufacturing the heating roller used in the apparatus, a layer made of a releasable resin is formed on the surface of the pipe-shaped core by baking, and then the releasable resin layer is polished, After heating the cored bar having the resin layer formed thereon to a temperature of 340 to 400 ° C.
A method for manufacturing a heating roller, comprising re-baking for 5 to 20 minutes.

[作用] 短時間の再焼成工程を追加することにより、離型性樹
脂層の研摩後の表面の毛羽立ちが解消され、静電負帯電
の大きさが零に近付けられるように低く抑えられる。
[Function] By adding a short-time re-firing step, the fluffing of the surface of the releasable resin layer after polishing is eliminated, and the magnitude of the electrostatic negative charge is suppressed to a value close to zero.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図は本発明の一実施例を示すもので、
第4図に示す定着装置9で用いる加熱ローラ14の製造方
法において、先ず、表面を定形粒子あるいは不定形粒子
によりブラスト処理したアルミニウム又はアルミニウム
合金からなるパイプ状の芯金19の表面に、PFA(パーフ
ロロアルコキシ)樹脂を主成分とする離型性樹脂層20を
焼成により被覆形成し(焼成工程I)、次に、焼成後の
離型性樹脂層20の表面をRZ(10点平均粗さ)2μm以下
に研摩する(研摩工程II)。更に、上記離型性樹脂層20
が被覆形成された芯金19を、その温度が340〜400℃に達
するまで加熱し(加熱工程III)、しかる後、5〜20分
間再焼成を行う(再焼成工程IV)ようにする。
1 and 2 show one embodiment of the present invention.
In the method of manufacturing the heating roller 14 used in the fixing device 9 shown in FIG. 4, first, a PFA (PFA) is formed on the surface of a pipe-shaped core metal 19 made of aluminum or an aluminum alloy whose surface is blasted with regular or irregular particles. A releasable resin layer 20 mainly composed of (perfluoroalkoxy) resin is formed by coating (firing step I), and then the surface of the releasable resin layer 20 after firing is coated with R Z (10-point average roughness). Then, polishing is performed to 2 μm or less (polishing step II). Further, the release resin layer 20
Is heated until the temperature reaches 340 to 400 ° C. (heating step III), and then refired for 5 to 20 minutes (refire step IV).

上記製造工程を行う場合、具体的には、炉内のローラ
すべてが効果の高い360〜380℃で10分以上再焼成できる
ように炉内温度を設定するものである。この際、炉の大
きさ、炉に入れるローラ本数によって設定温度、焼成時
間は変わるので、予め、ローラの本数を決めて炉内のロ
ーラ温度を測定し、設定条件を決める。これは、炉内の
温度設定に対するオーバーシュートや炉の場所(中央部
と外周付近で温度分布が異なる)による温度分布の差、
ローラを入れた際のローラに奪われる熱による温度低下
を加味して設定温度、焼成時間を決める必要があるため
である。
When performing the above-mentioned manufacturing process, specifically, the furnace temperature is set so that all the rollers in the furnace can be refired at 360 to 380 ° C., which is highly effective, for 10 minutes or more. At this time, since the set temperature and the baking time vary depending on the size of the furnace and the number of rollers to be put into the furnace, the number of rollers is determined in advance, the roller temperature in the furnace is measured, and the setting conditions are determined. This is due to the overshoot with respect to the temperature setting inside the furnace, the difference in temperature distribution due to the location of the furnace (the temperature distribution differs between the center and the periphery),
This is because it is necessary to determine the set temperature and the sintering time in consideration of the temperature decrease due to the heat taken by the roller when the roller is inserted.

本発明においては、上記の如く、加熱ローラ14を、離
型性樹脂層20の熱劣化を起さない温度で且つ効率よく表
面の毛羽立ちを解消できる温度で短時間加熱、再焼成す
ることにより加熱ローラ14を製造するので、トナーの静
電オフセットを防止することができる。すなわち、第3
図に示す如く、初期ストリーキングは、定着ローラ14が
帯電することにより帯電トナー21が引き寄せられ、
転写紙7に定着せずに定着ローラ14にオフセットするこ
とによって発生すると考えられる。第3図において、F1
はトナー21が転写紙7に定着しようとする力、F2はトナ
ー21粒子同士の結合力、F3はトナー21が定着ローラ14と
くっつこうとする力、F4は定着ローラ14とトナー21粒子
間の静電気力を示す。オフセットを防止するためには、
F3とF4を小さくすればよいわけであるが、F3は定着ロー
ラ14とトナー21の材質によるところ(離型性)が大き
く、定着ローラ14の表層材質PFAはかなり離型性がよく
て、今以上の改善はできない。一方、F4は加圧ローラと
のつれ回り時及び通紙時に加熱ローラ14が大きく帯電
することに起因して発生するものであるため、定着ロー
ラ14の表面性を変えることにより変化させることが可能
である。したがって、上記した如く、再焼成を行うこと
によりその表面性を変えることができ、帯電電位を小
さく抑えることができる。上記製造工程における再焼成
温度と再焼成時間との関係によるトナーオフセット評価
のために行った実験結果を下表に示す。なお、下表にお
いて、加熱ローラ帯電電位とは、ローラ回転(無通紙)
時の帯電電位が安定した電位の値である。又、◎印はオ
フセットが全く発生しないことを示し、○印はオフセッ
トがほとんど発生しないことを示し、△印はオフセット
がわずかに発生することを示し、×印はオフセットが発
生することを示す。因に、現状の加熱ローラ(PFA樹脂
を焼成後、RZ;2μm以下に研摩したもの)の場合、帯電
電位が−180〜280〔V〕、鉛筆硬度がHB以上で○、離型
性が○、オフセット評価が××である。
In the present invention, as described above, the heating roller 14 is heated by reheating and heating for a short time at a temperature that does not cause thermal degradation of the releasable resin layer 20 and at a temperature that can efficiently eliminate the fuzz on the surface. Since the roller 14 is manufactured, electrostatic offset of the toner can be prevented. That is, the third
As shown in the figure, in the initial streaking, the charged toner 21 is attracted by charging the fixing roller 14,
It is conceivable that this is caused by offsetting to the fixing roller 14 without fixing to the transfer paper 7. In FIG. 3, F 1
Force the toner 21 is to fixed to the transfer sheet 7, F 2 binding force between the toner 21 particles, the force F 3 is the toner 21 tries Kuttsuko the fixing roller 14, F 4 is the fixing roller 14 and the toner Indicates the electrostatic force between 21 particles. To prevent offset,
Although not may be reduced to F 3 and F 4, F 3 Where by material of the fixing roller 14 and the toner 21 (releasability) is large, the surface layer material PFA quite releasability of the fixing roller 14 is well And no further improvement is possible. On the other hand, F 4 because those generated due to charging large heat roller 14 to bring about the time and the sheet passing time of the pressure roller, be varied by changing the surface property of the fixing roller 14 It is possible. Therefore, as described above, by performing refiring, the surface property can be changed, and the charging potential can be suppressed to a small value. The following table shows the results of experiments performed to evaluate toner offset based on the relationship between the refiring temperature and the refiring time in the above manufacturing process. In the table below, the charging potential of the heating roller means the roller rotation (non-paper passing).
The charging potential at this time is a stable potential value. The mark ◎ indicates that no offset occurs, the mark こ と indicates that almost no offset occurs, the mark △ indicates that slight offset occurs, and the mark x indicates that offset occurs. In this connection, current heating roller; if (after firing PFA resin, R Z 2 [mu] m obtained by polishing below), charge potential -180~280 [V], ○ pencil hardness of at least HB, releasability 、, the offset evaluation is XX.

上記の実験の結果、再焼成時の温度が、400℃以上だ
とPFAの熱劣化により離型性が低下し、オフセットし易
くなるばかりでなく、鉛筆硬度試験より、強度の低下及
び剥離度の低下が見られた。又、340℃以下だと、再焼
成にかなりの時間をかけなければ研摩後の表面の毛羽立
ちを解消できず、そのために、加熱ローラの静電帯電
()の大きさを小さくできず、静電オフセットを防止
できなかった。したがって、トナーオフセット、鉛筆硬
度を加味した再焼成に適した範囲は、340℃で5分〜400
℃で20分の範囲である。
As a result of the above experiment, if the temperature at the time of refiring is 400 ° C. or higher, the releasability decreases due to the thermal degradation of PFA, and not only is it easy to offset, but also from the pencil hardness test, the strength reduction and peeling degree The decline was seen. On the other hand, if the temperature is lower than 340 ° C., the fluffing of the surface after polishing cannot be eliminated unless re-firing takes a considerable time. The offset could not be prevented. Therefore, the range suitable for refiring considering toner offset and pencil hardness is 340 ° C. for 5 minutes to 400 minutes.
It is in the range of 20 minutes at ° C.

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上述べた如く、本発明の加熱ローラの製造方法によ
れば、芯金表面に離型性樹脂層を焼成により形成して研
摩した後、5〜20分間再焼成を行うようにしたので、加
熱ローラの帯電の大きさを小さく抑えることができ、
又、離型性樹脂層の熱劣化を起したり、離型性も損わせ
たりすることもないことから、定着装置に組込んで使用
することによりオフセットのない良好な画像が得られ
る、という優れた効果を発揮する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the method for manufacturing a heating roller of the present invention, a releasable resin layer is formed on the surface of a cored bar by firing and polished, and then refired for 5 to 20 minutes. As a result, the magnitude of the charging of the heating roller can be reduced,
In addition, since it does not cause thermal deterioration of the release resin layer and does not impair the releasability, it is possible to obtain a good image without offset by using it incorporated in a fixing device. Demonstrates excellent effects.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の加熱ローラの製造方法を示す工程図、
第2図は加熱ローラの断面図、第3図はトナーオフセッ
トの原理を示す概略図、第4図はレーザープリンタの一
例を示す概要図、第5図は定着装置の概要図である。 7……転写紙、14……加熱ローラ、16……加圧ローラ、
19……芯金、20……離型性樹脂層、21……トナー。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing a heating roller of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a heating roller, FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle of toner offset, FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a laser printer, and FIG. 5 is a schematic diagram of a fixing device. 7 ... transfer paper, 14 ... heating roller, 16 ... pressure roller,
19: core metal, 20: release resin layer, 21: toner.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29D 31/00 G03G 15/20 B32B 31/26 Continuation of front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B29D 31/00 G03G 15/20 B32B 31/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】加圧ローラとの間で互いに圧接しながら回
転することにより未定着トナーを転写紙に定着するよう
にしてある定着装置で用いる加熱ローラの製造方法にお
いて、パイプ状の芯金の表面に、離型性樹脂からなる層
を焼成により形成し、次に、上記離型性樹脂層を研磨
し、更に、当該離型性樹脂層を形成した上記芯金を、34
0〜400℃の温度に加熱した後、5〜20分間再焼成するこ
とを特徴とする加熱ローラの製造方法。
In a method of manufacturing a heating roller used in a fixing device configured to fix unfixed toner to transfer paper by rotating while pressing against each other with a pressure roller, a pipe-shaped cored bar is provided. On the surface, a layer made of a release resin is formed by firing, then the release resin layer is polished, and further, the core metal on which the release resin layer is formed is treated with 34
A method for manufacturing a heating roller, comprising heating to a temperature of 0 to 400 ° C. and re-baking for 5 to 20 minutes.
【請求項2】前記研磨時に、その表面をRZ(10点平均粗
さ)2μm以下にすることを特徴とする請求項1に記載
の加熱ローラの製造方法。
2. The method for manufacturing a heating roller according to claim 1, wherein the surface of the polishing roller is made to have a surface roughness R Z (10-point average roughness) of 2 μm or less during the polishing.
【請求項3】前記離型性樹脂がPFA樹脂を主成分とする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の加熱ローラの
製造方法。
3. The method for manufacturing a heating roller according to claim 1, wherein the release resin contains a PFA resin as a main component.
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