JP3658305B2

JP3658305B2 - Heating apparatus and image forming apparatus

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Publication number: JP3658305B2
Application number: JP2000296774A
Authority: JP
Inventors: 洋二友行; 健中川; 祐輔中園; 悟谷口; 光長田; 一夫岸野; 正明高橋; 英雄川元; 修五月女; 祐二北野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2020-09-28
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱装置は、画像形成装置に用いられる被記録材に未定着画像を定着するための加熱定着装置や、被記録材を加熱して艶の如き表面性を改質するための像加熱装置、被加熱材を乾燥させたり、ラミネートしたりするための熱処理装置等として従来から広く用いられている。
【０００３】
以下、電子写真複写機やプリンタの如き画像形成装置に装備される加熱定着装置を例に採って、従来技術の加熱装置を説明する。
【０００４】
画像形成装置の加熱定着装置は、被記録材（転写シート、静電記録紙、エレクトロファックス紙、印字用紙等）に転写方式あるいは直接方式で形成担持させた目的の画像情報に対応した未定着画像（トナー画像）を、被記録材面に永久固着画像として熱定着させるものである。加熱定着装置は、熱ローラ方式やフィルム加熱方式等のように、加熱手段と加圧手段とを対向圧接させて圧接ニップ部（定着ニップ部）を形成し、その圧接ニップ部に画像定着すべき被記録材を導入し、挟持搬送させることにより未定着画像を被記録材面に熱圧定着させる接触加熱型の装置が多用されている。以下、これらの加熱方式について説明する。
【０００５】
Ａ)熱ローラ方式
加熱手段としての加熱ローラ（定着ローラ）と、これに圧接させた加圧手段としての弾性加圧ローラとからなる並行圧接ローラ対を基本構成とする。該ローラ対を回転させ、該ローラ対の圧接ニップ部に画像定着すべき被記録材を導入して挟持搬送させ、加熱ローラの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未定着画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００６】
Ｂ）フィルム加熱方式
フィルム加熱方式に関しては、特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号公報、特開平４−４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０号公報及び特開平４−２０４９８４号公報等に提案されている。フィルム加熱方式は、加熱手段として加熱体と耐熱性フィルム（定着フィルム）を有し、加圧手段として弾性加圧ローラを有する。弾性加圧ローラによって耐熱性フィルムを加熱体に圧接させて圧接ニップ部を形成し、圧接ニップ部において耐熱性フィルムを加熱体に密着させて摺動搬送させ、圧接ニップ部における耐熱性フィルムと弾性加圧ローラとの間に画像定着すべき被記録材を導入してこの被記録材を耐熱性フィルムと共に搬送させる。このとき、加熱体から耐熱性フィルムを介して被記録材に付与される熱と、圧接ニップ部における加圧力にて未定着画像が被記録材面に熱圧定着される。被記録材は圧接ニップ部を通過後に耐熱性フィルムから分離される。
【０００７】
フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体として低熱容量の線状加熱体を用い、耐熱フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化、ウェイトタイム短縮化（クイックスタート性）を向上させることが可能である。また、フィルム加熱方式の加熱装置においては、耐熱フィルムとしてエンドレスフィルムを用い、該フィルムの回転駆動方式として、フィルム内周面側に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら回転駆動させる方式と、該フィルムをフィルムガイドにルーズに外嵌させ、加圧手段としての加圧用回転体を駆動することでフィルムを加圧用回転体に対し従動駆動させる方式があるが、部品点数が少なくて済むことから、後者の加圧回転体駆動方式が採用されることが多い。
【０００８】
上述した熱ローラ方式やフィルム加熱方式の加熱定着装置のように、加熱手段と加圧ローラとを対向させて被加熱材加熱部としての圧接ニップ部を形成し、その圧接ニップ部に被加熱材を導入して挟持搬送することにより被加熱材を加熱・加圧処理する加熱装置において、装置の高速化、ウェイトタイム短縮化を図るには、加圧ローラを弾性を有するものとし、その弾性変形により加熱手段との間に形成される圧接ニップ部の幅を大きくすることで被加熱材へ充分な熱量を与えるための時間を取り、被加熱材への熱付与効率を向上させてもよい。しかし、単に圧接ニップ部の幅を大きくするのみでは、加熱装置そのものが大きくなり、同時に消費電力も増大してしまう。従って、装置の小型化、低コスト化、低消費電力化を図るためには、装置の熱効率の更なる向上が必要とされる。
【０００９】
装置の熱効率の向上という観点からは、加熱手段から加圧手段側に奪われる熱量が無視できない。よって、装置の高速化や低消費電力化のためには加圧手段の低熱容量化が望まれる。このような加圧手段の低熱容量化の手段としては、例えば、特開平９−１１４２８１号公報において、加圧手段としての加圧ローラの弾性層に、内部が中空の充填材を含ませることにより、断熱性に優れた加圧用回転体を量産性に優れた製造方法で得ることができることが知られている。
【００１０】
しかしながら、内部が中空の充填材として、中空シリカや、アルミナ、ガラス及びガラスファイバーの如き内部に空気を含む無機フィラーを用いているがこのような無機系の内部が中空の充填材を用いる場合には、充填材が硬いので、加圧ローラの弾性層を硬くし、定着ニップ幅を大きくするのに大きな加圧力を必要とする問題があった。
【００１１】
また、電子写真画像形成装置の加熱装置においては、近年装置の小型が進み、これに使用される加圧ローラの小径化も進んでいる。加圧ローラの小径化により定着時におけるニップ巾を確保する為に加圧ローラの芯金外周に被覆せしめる弾性層を低硬度化する傾向があり、例えば、特公平４−７７３１５号公報に開示されるように弾性層に発泡弾性体（スポンジゴム）を用いたものが多く実用化されている。しかし、シリコーンゴム中に混入されている発泡剤が加熱により発泡するとき、その発泡圧力により、シリコーンゴムの壁を破って発泡セルが露出したり、発泡セルと大気とを隔てるシリコーンゴムの壁が極めて薄くなって、事実上の凹部を形成する。また、シリコーンゴムを金型内で発泡させた場合には、発泡圧力が不規則な方向に向うので、ゴム中に不規則な発泡応力が発生している。そこで、発泡後に、金型からシリコーンゴムを取り出すと、不規則な発泡応力が解放されて、ゴム表面に凹凸を生じる。
【００１２】
このような発泡シリコーンゴムローラを加圧ローラとして使用した場合には、加熱ローラや加熱フィルムにオフセットした溶融トナーが、加圧ローラの露出発泡セルや凹部に転写され、加圧ローラの汚れを生ずる。
【００１３】
また、芯金の上にシリコーンゴムを発泡してなる発泡弾性体としてのスポンジ弾性体を形成し、その外周面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の耐熱離型層をコーティングにより形成する場合には、露出発泡セルや凹部にコーティング剤が侵入して、表面な平滑で均一な厚さの離型層の形成が難しい。また、フッ素樹脂チューブを被せて離型層を形成する場合には、フッ素樹脂チューブが加圧された状態で発泡セルにならって凸凹になってしまうため、通紙すると目に見えない程度のオフセットや紙裏等にあるトナーで加圧ローラが汚れるという問題があった。
【００１４】
加熱定着装置に用いられる加圧ローラは、長時間による加熱履歴によって、硬さや熱伝導性が変化しない特性が求められる。硬さが変動するとニップ幅が変化し、また熱伝導性が高くなると、定着効率が下がり、いずれも定着性能に影響を与えるからである。
【００１５】
また、スポンジゴムの製造法のひとつとして樹脂マイクロバルーンを利用する方法が知られている。そのひとつには、特開平８−１２８８８号公報、特開平５−２０９０８０号公報のごとく未膨張のマイクロバルーンをゴム中に混合し、加熱し、樹脂マイクロバルーンの膨張とゴムの硬化を同時に行うものである。
【００１６】
もうひとつには、上記方法での問題点（セルの不均一）を解決する目的でスポンジゴムの製造方法として、予め膨張させた樹脂マイクロバルーンを液状コンパウンドに混合、樹脂溶融温度以下で架橋ゴム成形物を得る方法および、これにより製造される転写ドラム（特開平１０−０６０１５１号公報）が提案されている。
【００１７】
既発泡の樹脂マイクロバルーンは充填剤として各種塗料・プラスチック材に用いられているが飛散し易いので、飛散防止手法が提案されている。例えば特登録０２８２２１４２では未膨張樹脂マイクロバルーンと湿潤剤（可塑剤）を未膨張樹脂マイクロバルーンの膨張開始温度以下で混合後、該混合物を前記未膨張樹脂マイクロバルーンの膨張開始温度近くまで加熱して膨張樹脂マイクロバルーンを得る方法が開示されている。また、特開平０６−２４００４０号公報においては、低沸点有機溶剤を内包する熱可塑性樹脂マイクロカプセルを加熱膨張させてなるマイクロバルーンの表面に、バインダー樹脂を介して無機物微粒子が固着されていることを特徴とする飛散性の少ない取り扱い性に優れたマイクロバルーンの製造方法が開示されている。
【００１８】
しかしながら、予め膨張させた樹脂マイクロバルーンを配合したシリコーンゴムスポンジの製造方法においては、膨張樹脂マイクロバルーンは比重が極めて低く、保管形態が非常にかさばるほかシリコーンゴム材への混合も大変難しいといった問題点がある。従来例の未膨張樹脂マイクロバルーンと湿潤剤（可塑剤）を未膨張樹脂マイクロバルーンの膨張開始温度以下で混合後、該混合物を未膨張樹脂マイクロバルーンの膨張開始温度近くまで加熱して膨張樹脂マイクロバルーンを得る方法においては湿潤剤（可塑剤）にフタル酸エステル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、エポキシ系可塑剤が例示されているが、これらは液状シリコーンと相溶性に乏しくこれらで処理された膨張樹脂マイクロバルーンを液状シリコーンと混合した場合、分離等の保存性に問題が生じる場合がある。
【００１９】
また、表面にバインダー樹脂を介して無機物微粒子が固着されている飛散性の少ない取り扱い性に優れたマイクロバルーンは充分な断熱性が得られない場合がある。
【００２０】
そこで、既膨張の樹脂マイクロバルーンを充填剤として使用する場合、湿潤剤や無機物微粒子を用いない方法が求められている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、熱伝導性が低く、加熱手段からの熱量を奪い難く、且つ加圧ローラの表面硬度が低く、定着ニップ幅を大きくすることができる加圧ローラを用いた加熱装置及びその加熱装置を加熱定着装置として具備する画像形成装置を提供することである。
【００２２】
また本発明の第２の目的は、加圧ローラのトナーによる汚れが生じにくい加熱装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、シート状の被加熱材を加熱するための加熱手段と、この加熱手段に対向して配置され、加熱手段に圧接される加圧ローラとを有し、加熱手段と加圧ローラの圧接ニップ部に被加熱材を導入して挟持搬送することにより、被加熱材を加熱する加熱装置において、加圧ローラが、樹脂マイクロバルーンにより形成された空隙部を分散含有する弾性層を芯金の周囲に有するものであって、
該弾性層は、膨張せしめた樹脂マイクロバルーンを含む液状シリコーンゴムを芯金上で、該樹脂マイクロバルーンの軟化点よりも低い温度で加熱して該液状シリコーンゴムを硬化した後、該樹脂マイクロバルーンを破壊することによって該空隙部を生じさせたものであることを特徴とする加熱装置である。
【００２６】
本発明の加熱装置に用いる加圧ローラの弾性層中に分散含有される空隙部は、樹脂マイクロバルーンにより形成される。樹脂マイクロバルーンは、有機充填剤であるから、無機充填剤に較べて軟かく弾性体層を過度に硬くしないので、軽加圧力で十分な定着ニップ幅を形成することができる。
【００２７】
また、樹脂マイクロバルーンは、有機充填材であるから無機充填剤に較べて熱伝導率が低く、弾性体層として望ましい０．１４６Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を実現する上で有利である。
【００２８】
また、樹脂マイクロバルーンは、殻が樹脂で形成され、内部に気体が閉じ込められているマイクロバルーンである。従って、樹脂マイクロバルーンは、弾性層表面に露出したセルを形成することはないし、弾性体層表面に凹部を形成することもない。また、未膨張の樹脂マイクロバルーンを弾性体原料と混合した後に、未膨張の樹脂マイクロバルーン内包される揮発性物質を加熱膨張させて、樹脂マイクロバルーンを分散含有する弾性層を形成した場合にも、揮発性物質の膨張圧力は殻で抑えられるため、弾性層表面に露出したセルや凹部を形成しない。そのため、トナーで汚染されない加圧ローラを提供できるものである。
【００３２】
即ち、未膨張樹脂マイクロバルーンとして殻に熱可塑性樹脂を用い、揮発性も物質を内包させた粉体を採用した場合、加熱膨張させた樹脂マイクロバルーンがそのままの状態でシリコーンゴムスポンジ中に分散されている弾性層では、熱可塑性樹脂は、シリコーンゴムに較べて堅いので、弾性層を硬くする、また、加熱定着装置の加圧ローラとして使用される場合、熱履歴を受けて、熱可塑性樹脂の殻が破壊されたり、熱分解・炭化されたりすると、殻が存在することによる硬さが失われ、ローラ硬度が低下したり熱伝導率が高くなったりして、定着性能に変動を来たす場合もある。このような殻の破壊は、加熱定着用加圧ローラとして用いた場合、いわゆる非通紙部昇温によって生じ易い、即ち、非通紙部で樹脂マイクロバルーンが熱ダメージを受け局部的にローラ硬度が低下し搬送性に問題が生じる場合がある。小サイズ紙を連続して通紙した場合、加圧ローラの非通紙領域は定着部材により連続的に直接加熱される為、加圧ローラ表面の通紙領域は１５０℃以下に維持されていても、非通紙領域の表面温度は約２５０℃に達する場合もあるからである。
【００３３】
そこで、この本発明においては、樹脂のマイクロバルーン形状の殻を壊してしまうことで、このような問題を解決できたものである。また、樹脂のマイクロバルーン形状の殻の破壊は、表面に離型層を形成する前又は後、又は形成と同時にのいずれでもよいが、離型層を形成後に、樹脂のマイクロバルーン形状の殻を壊す場合には、樹脂の破壊に伴って発生する気体成分が閉じ込められ、破壊される樹脂の種類によってはシリコーンゴムを劣化させるおそれがあるため、離型層を形成する前に、樹脂のマイクロバルーン形状を壊わすのが最も好適である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザームプリンタである。
【００３５】
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印ａの時計方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１は、ＯＰＣ・アモルファスＳｅ・アモルファスＳｉ等の感光材料層を、アルミニウムやニッケルなどのシリンダ（ドラム）状の導電性基体の外周面に形成した構成から成る。
【００３６】
感光ドラム１はその回転過程で帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その回転感光ドラム１の一様帯電面に対してレーザービームスキャナ３から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームによる走査露光Ｌがなされることにより、回転感光ドラム面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【００３７】
その形成潜像が現像装置４でトナーＴにより現像されて可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。
【００３８】
一方、給紙ローラ８の駆動により給紙カセット９内に収容の被記録材としての転写材Ｐが一枚宛繰り出されて、ガイド１０・レジストローラ１１を有するシートパスを通って感光ドラム１と転写ローラ５の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送され、その給送転写材Ｐの面に感光ドラム１面側のトナー画像が順次に転写されていく。
【００３９】
転写ニップ部を出た転写材は回転感光ドラム１の面から順次に分離されて、搬送装置１２で加熱装置としての加熱定着装置６に導入されてトナー画像の熱定着処理を受ける。加熱定着装置６については次の（２）項で詳述する。
【００４０】
加熱定着装置６を出た転写材は搬送ローラ１３・ガイド１４・排紙ローラ１５を有するシートパスを通って、排紙トレイ１６にプリントアウトされる。
【００４１】
また、転写材分離後の回転感光ドラム面はクリーニング装置７により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。
【００４２】
（２）加熱定着装置６
図２は本例で用いた加熱装置としての加熱定着装置６の概略構成模型図である。本例の加熱定着装置６は、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に記載の所謂テンションレスタイプのフィルム加熱方式・加圧回転体（加圧ローラ）駆動方式の加熱装置である。
【００４３】
２１は横断面略半円弧状・樋型で、紙面に垂直方向を長手とする横長のフィルムガイド部材（スティ）、２２はこのフィルムガイド部材２１の下面の略中央部に長手に沿って形成した溝内に収容保持させた横長の加熱体、２３はこの加熱体付きのフィルムガイド部材２１にルーズに外嵌させたエンドレスベルト状（円筒状）の耐熱性フィルムである。これら２１〜２３は加熱手段側部材である。
【００４４】
２４はフィルム２３を挟ませて加熱体２２の下面に圧接させた加圧手段としての弾性加圧ローラである。Ｎはフィルム２３を挟ませて加熱体２２に圧接させた加圧ローラ２４の弾性層２４ｂの弾性変形によって加熱体２２との間に形成された圧接ニップ部（定着ニップ部）である。加圧ローラ２４は駆動源Ｍの駆動力が不図示のギア等の動力伝達機構を介して伝達されて所定の周速度で矢印ｂの反時計方向に回転駆動される。
【００４５】
フィルムガイド部材２１は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）や液晶ポリマー等の耐熱性樹脂の成形品である。
【００４６】
加熱体２２は、本例は、アルミナ等の横長・薄板状のヒータ基板２２ａ、その表面側（フィルム摺動面側）に長手に沿って形成具備させた線状あるいは細帯状のＡｇ／Ｐｂなどの通電発熱体（抵抗発熱体）２２ｂ、ガラス層等の薄い表面保護層２２ｃ、ヒータ基板２２ａの裏面側に配設したサーミスタ等の検温素子２２ｄ等からなる全体に低熱容量のセラミックヒータである。このセラミックヒータ２２は通電発熱体２２ｂに対する電力供給により迅速に昇温し、検温素子２２ｄを含む電力制御系により所定の定着温度に温調される。
【００４７】
耐熱性フィルム２３は、熱容量を小さくして装置のクイックスタート性を向上させるために、膜厚を総厚１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下２０μｍ以上とした、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）・ＰＦＡ（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）・ＰＰＳ等の単層フィルム、あるいはポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）・ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等のベースフィルムの表面にＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ（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）等を離型層としてコーティングした複合層フィルム等である。
【００４８】
加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の芯金２４ａと、内部が中空の充填材２４ｃを充填した弾性層２４ｂと、離型層２４ｄとからなる。この加圧ローラ２４については次の（３）項で詳述する。
【００４９】
フィルム２３は、少なくとも画像形成実行時に加圧ローラ２４が回転駆動されることで、該加圧ローラ２４の回転駆動により圧接ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２４とフィルム２３の外面との摩擦力でフィルム２３に回転力が作用して、フィルム内面が圧接ニップ部Ｎにおいて加熱体２２の表面である下面に密着して摺動しつつフィルムガイド部材２１の外回りを矢印ａの時計方向に所定の周速度、即ち画像転写部側から搬送されてくる未定着トナー画像Τを担持した転写材ｐの搬送速度と略同一の周速度でシワなく回転駆動される。この場合、フィルム２３の内面とこれが摺動する加熱体下面との摺動抵抗を低減するために両者間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させるとよい。
【００５０】
而して、加圧ローラ２４の回転駆動によりフィルム２３が回転され、また加熱体２２が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、圧接ニップ部Ｎの加圧ローラ２４とフィルム２３との間に未定着トナー画像Τを有する被加熱材としての転写材Ｐがそのトナー画像担持面側をフィルム２３側にして導入されて圧接ニップ部Ｎにおいてフィルム外面に密着し、フィルム２３と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送されていくことにより、加熱体２２の熱がフィルム２３を介して付与されまた圧接ニップ部Ｎの加圧力を受けて未定着トナー画像Τが転写材Ｐの面に熱圧定着される。圧接ニップ部Ｎを通った転写材Ｐはフィルム２３の外面から分離されて搬送される。
【００５１】
本例のようなフィルム加熱方式の装置６は、熱容量が小さく昇温の速い加熱体２２を用いることができ、加熱体６が所定の温度に達するまでの時間を大きく短縮できる。常温からでも容易に高温に立ち上げることができるため、非プリント時に装置が待機状態にあるときのスタンバイ温調をする必要がなく省電力化できる。
【００５２】
また、回転するフィルム２３には圧接ニップ部Ｎ以外には実質的にテンションが作用しないので、回転状態にあるフィルム２３のフィルムガイド部材２１の長手に沿う寄り移動力が小さい。そのためフィルム寄り移動規制手段としてはフィルム２３の端部を単純に受け止めるだけのフランジ部材の配設で足り、装置を簡略化できる利点がある。
【００５３】
（３）加圧ローラ２４
上述したように、加熱定着装置６における加圧用回転体としての加圧ローラ２４は、芯金２４ａと、樹脂マイクロバルーン２４ｃを充填した弾性層２４ｂとを有している。
【００５４】
加圧ローラ２４は、弾性層と最外面部に形成され、フッ素樹脂またはフッ素ゴムからなる離型層とを有する。加圧ローラ２４の弾性層２４ｂの熱伝導度を上記範囲とすることにより、加熱定着装置６の作動時に加熱体２２が加圧ローラ２４より奪われる熱量を小さく抑えることができる。このため、フィルム２３表面の温度上昇を向上させることができ、加熱定着装置６のクイックスタートを可能とすることができる。この熱伝導率は、０．１４６Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。また、０．０８４Ｗ／ｍ・Ｋより低い場合は、加圧ローラ２４の昇温スピードが、早くなり定着性は良くなるが、小サイズを通紙した時の非通紙部の昇温が大きくなり、加圧ローラについてより耐熱性が求められる。
【００５５】
弾性層の熱伝導率は、表面熱伝導率計（商品名：ＱＴＭ−５００、京都電子（株）製）により測定する。即ち、加圧ローラの弾性層の表面に、加圧ローラの軸方向と平行に表面熱伝導率計のセンサプローブ（型式：ＰＤ−１１、京都電子（株）製）を接触させて、弾性層の熱伝導率を測定する。
【００５６】
また加圧ローラの表面粗さＲａ（ＪＩＳＢ０６０１）は３μｍ以下が好ましい。
【００５７】
加圧ローラ２４に用いられる弾性層２４ｂの厚さは所望の幅の圧接ニップ部Ｎを形成することができる厚さであれば特に限定されないが、２〜６ｍｍであることが好ましい。
【００５８】
弾性層２４ｂは、弾性層２４ｂ中に樹脂マイクロバルーン２４ｃを含むゴム組成物であり、熱伝導度が０．１４６Ｗ／ｍ・Ｋ以下となるものであれば、材料は特に限定されない。樹脂マイクロバルーン２４ｃは平均粒径が１００μｍ前後の略球状であり、内部に断熱性に優れた空気を含有しているため、マイクロバルーンを充填材として弾性層２４ｂ中に含有させることで、弾性層２４ｂの熱伝導度を小さくすることができる。
【００５９】
また、このような充填材を弾性層中に含むことにより、発泡された材料を弾性層として用いなくても弾性層２４ｂの熱伝導率を低下させることができる、このため、弾性層２４ｂを表面粗さの低いものとすることが可能となり、加圧ローラ２４を圧接ニップ部Ｎにおいても離型層２４ｂ表面が凹凸にならないものとすることができる。
【００６０】
加圧ローラ２４に上記効果を付与しかつ、シリコーンゴムにマイクロバルーンを充填する際の、成形性を考えるとマイクロバルーンの平均粒径は、８０〜３００μｍであることが好ましく、熱伝導度の安定性からは８０〜２００μｍであることがより好ましい。また、上記マイクロバルーンは、真密度が４００ｋｇ／ｍ³以下であることが好ましく、シリコーンゴムへの作業性を考えると、２０〜６０ｋｇ／ｍ³であることがより好ましい。
【００６１】
これらは、このような、マイクロバルーン２４ｃの殻として好ましい例としては、熱可塑性のものとして塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル樹脂、熱硬化性のものとしてフェノール樹脂が上げられる。上記各材料からなるマイクロバルーンは単独で用いてもよいし、二種以上の混合物として用いられてもよい。
【００６２】
また、弾性層２４ｂ中にマイクロバルーンを含有させる基材としては、従来の加圧ローラの弾性層として公知のものを用いることができるが、シリコーンゴム、フッ素ゴムを好適に用いることができる。
【００６３】
なお、弾性層２４ｂの熱伝導率が上記範囲であれば、樹脂マイクロバルーン２４ｃの弾性層２４ｂ中の含有量は特に限定されないが、例えば樹脂マイクロバルーン２４ｃの含有量を変化させたときの弾性層２４ｂの熱伝導率をそれぞれ測定し、好ましい熱伝導率が得られるときの含有量をマイクロバルーンの好ましい含有量として選択することができる。
【００６４】
マイクロバルーン２４ｃを含有する弾性層２４ｂは、シリコーンゴムなどのゴム層中にマイクロバルーンを含有しているものであってよい。また、このようなゴム層中にマイクロバルーンを含有させてなる層を、発泡体からなる層上に形成したものを本発明における弾性層２４ｂとしても良い。
【００６５】
このような離型層２４ｄは、弾性層２４ｂ上にＰＦＡチューブを被せることにより形成してもよいし、フッ素ゴムまたは、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰなどのフッ素樹脂を弾性層２４ｂ上にコーティングすることによって形成しても良い。なお、離型層２４ｄの厚さは加圧ローラ２４に充分な離型性を付与することができる厚さであれば特に限定されないが、好ましくは２０〜５０μｍである。
【００６６】
このようにして製造される加圧ローラの弾性層にはゴムと、樹脂マイクロバルーンで形成される空隙があり、ゴムと空隙の間には、樹脂マイクロバルーンの樹脂の殻が存在している。加熱定着装置の加圧ローラとして使用中に、熱履歴を受けて、樹脂の殻が壊されると加圧ローラの硬度が変化し、その結果、定着ニップ幅が変わり、熱定着性能が変わってしまう。そのために、樹脂の殻が熱履歴を受けても壊れない樹脂マイクロバルーンを用いることも有効である。このようなマイクロバルーンとして熱硬化性樹脂マイクロバルーンが有効である。
【００６７】
例えば、アクリロニトリル樹脂からなるマイクロバルーンの耐熱温度は２００℃程度であり、これ以上加圧ローラ２４の温度が上がると加圧ローラ２４の硬度が下がるという問題が発生する。また、小サイズの転写材Ｐを連続して加熱定着装置６に通過させると、圧接ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２４表面の被記録材Ｐが通過しない部分（以下「非通紙領域」という）の熱が転写材Ｐによって奪われないため、小サイズの転写材Ｐを十数枚連続して通過させると、この非通紙領域の温度は２００℃前後まで上昇する。従って、実施形態１の加圧ローラ２４においては、ローラ表面の昇温を想定して、単位時間あたりに圧接ニップ部Ｎを通過する小サイズの転写材Ｐの枚数（スループット）を大幅に低減する等の対応が必要となることがある。
【００６８】
これに対し、熱硬化性のフェノール樹脂からなる外殻を有するマイクロバルーンを用いている。外殻がフェノール樹脂であるマイクロバルーンの耐熱温度は３００℃であるため、転写材Ｐとして前述の小サイズ紙を連続して通紙した際に上記非通紙領域のおける耐熱温度をシリコーンゴムの耐熱温度である２３０℃〜２４０℃に設定することができる。従って、非通紙領域の昇温を想定した対応が簡単となるスループットを大きく設定することができる。このため、単位時間あたりの加熱定着速度を大きくすることができる。
【００６９】
また、加圧ローラの硬度と耐熱温度を所定の範囲に設定するために、熱可塑性樹脂マイクロバルーンと熱硬化性樹脂マイクロバルーンを併用することも有効である。
【００７０】
例えば、外殻がアクリロニトリル樹脂のマイクロバルーンは、弾性層２４ｂに対して１ｗｔ％以上充填すると、２００℃前後でローラ硬度が過度にダウンする場合があるが、それより少なければ、加圧ローラ２４の温度が２００℃以上となっても硬度の影響がない。従って、外殻がアクリルニトリルからなるマイクロバルーンは１ｗｔ％以下とすることが、転写材Ｐとして小サイズ紙を連続通紙したときの非通紙領域の昇温を考えると望ましい。
【００７１】
また、加圧ローラ２４の硬度５５°（アスカーＣ硬度計６００ｇ荷重）以下であることが好ましく、５０°以下であることが更に好ましい。加圧ローラ２４の硬度をこの範囲とするためには、外殻がフェノールであるマイクロバルーンの充填量を２０ｗｔ％以下とすることが好ましい。
【００７２】
また、加圧ローラの弾性層に含有されている樹脂マイクロバルーンが、加熱定着装置として使用されている過程で、熱履歴を受けて壊されると、加圧ローラの硬度がダウンするので、本発明においては、予め弾性層に含有される樹脂マイクロバルーンの樹脂の殻を壊して、ゴムと空隙の間には樹脂の殻が壊された状態で存在させておく。
【００７３】
このような加圧ローラの製造について以下説明する。
【００７４】
用いる未膨張の樹脂マイクロバルーンは外殻に熱可塑性樹脂を用いた揮発性物質を内包させた粉体であり、熱により膨張するものである。熱可塑性樹脂として塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メタアクリロニトリル／アクリロニトリル共重合体が例示され、内包した揮発性物質としては、ブタン、イソブタン等の炭化水素イソブタンが知られている。
【００７５】
外殻となる樹脂としては、液状シリコーンゴム材の硬化温度に合わせて軟化温度が適当な範囲内にあるものを選択する。
【００７６】
これら未膨張の樹脂マイクロバルーンは松本油脂製薬株式会社の“松本マイクロフェアーＦ”シリーズ、エクスパンセル社の“エクスパンセル”シリーズとして容易に市場から入手できるものである。これらの市場から入手される未膨張の樹脂マイクロカプセルは通常その直径が約１〜５０μｍであり、これを適切な加熱温度で膨張させ直径が約１０〜５００μｍ程度のほぼ真球に近い球体となる。
【００７７】
樹脂マイクロバルーンの飛散防止のために用いるシリコーンオイルとしてはジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサンを初め、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン等各種変性シリコーンオイルが挙げられる。等量以下のシリコーンオイルを未膨張の樹脂マイクロバルーンに加え放置、あるいは攪拌すればよく、湿潤させる方法は特に限定しない。加えるシリコーンオイルは未膨張の樹脂マイクロバルーン１００重量部に対し、５０〜１００重量部がよい。５０重量部以下の場合、十分な飛散防止効果が得られず、１００重量部を超える場合は、マイクロバルーンの膨張に不具合がでる場合がある。
【００７８】
続いて、上記所定の大きさに加熱膨張された樹脂マイクロバルーンは冷却後、液状シリコーンゴム材に混合／混練分散される。なお、既膨張樹脂マイクロバルーンの熱による破壊を防ぐために、混合あるいは混練する時は、既膨張樹脂マイクロバルーンを構成する樹脂の軟化点以下で混合することが好ましい。
【００７９】
液状シリコーンゴム材は、常温にて液状を呈し、熱により硬化してゴム状弾性を有するシリコーンゴムとなるものであればよく、その種類等は、特に限定されない。かかる液状シリコーンゴム材としては、アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンとケイ素原子結合水素原子含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンと補強性充填剤とからなり、白金系触媒により硬化してシリコーンゴムとなる付加反応硬化型液状シリコーンゴム組成物、アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサンと補強性充填剤とからなり、有機過酸化物により硬化してシリコーンゴムとなる有機過酸化物硬化型シリコーンゴム組成物、水酸基含有ジオルガノポリシロキサンとケイ素原子結合水素原子含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンと補強性充填剤とからなり、有機錫化合物、有機チタン化合物、白金系触媒等の縮合反応促進触媒により硬化してシリコーンゴムとなる縮合反応硬化型液状シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの中でも、硬化速度が速いことや硬化の均一性に優れていることから付加反応硬化型液状シリコーンゴム材が好ましい。
【００８０】
硬化物がゴム状弾性体になるためには直鎖状のジオルガノポリシロキサンを主成分とする２５℃における粘度が１００センチポイズ以上であることが好ましい。
【００８１】
この液状シリコーンゴム材には、本発明の目的を損なわない範囲で、流動性を調節したり、硬化物の機械的強度を向上させるために各種の充填剤、必要に応じて顔料、耐熱剤、難燃剤、可塑剤、接着付与剤などを配合されたものでもよい。
【００８２】
既膨張マイクロバルーン配合量は所望の断熱性に応じて選択される。液状シリコーンゴム材１００重量部に対し１〜１０重量部が好ましい。１重量部以下では加圧ローラに要求される十分な断熱性が得られず、１０重量部を超える場合は液状シリコーンゴム材粘度が上がり混合攪拌が困難になる。
【００８３】
次に、該シリコーンゴム材を芯金上に前記加熱膨張温度以下で加熱硬化形成する。加熱硬化しローラを形成する手段・方法は限定しないが、所定の内径を有するパイプ状金型に金属製芯金を装着し該シリコーンゴム材を注入し金型を加熱することによって、ローラを形成する方法が簡便であり好適である。この時、加熱温度が樹脂マイクロバルーンの軟化点以上であるとバルーンが熱変形を起こし均一なスポンジ形態を形成出来ない場合がある。
【００８４】
そして本発明においては、硬化形成されたシリコーンゴムローラを脱型後、該シリコーンゴムローラを前記加熱膨張温度以上で加熱する。ここで樹脂バルーンは熱収縮を起こし破壊し、その跡には空隙が残存することになり均一なスポンジ形態は維持される。従って、該シリコーンゴムローラのスポンジ形態は実使用時の熱履歴による樹脂熱劣化の影響を受ず安定した状態での使用が可能となる。
【００８５】
良好な断熱性と強度を得るため、加熱膨張させた樹脂バルーンの平均粒径が８０〜２００μｍが好適である。
【００８６】
平均粒径とは顕微鏡観察により視野内の無作為に選んだ１０個のバルーンの（直径＋短径）／２の平均値をさす。
【００８７】
この範囲の粒径の膨張樹脂バルーンであれば少量配合で断熱性加圧ローラに必要な断熱性をえることが可能でありシリコーンゴム材との混合攪拌も容易である。
【００８８】
加熱膨張させた樹脂バルーンの平均粒径が８０μｍ以下では断熱性加圧ローラに必要な断熱性をえるのに多量配合が必要になる場合が有り、また、２００μｍを超えるものを使用した場合、弾性層の機械的強度の点で問題が生じる場合がある。
【００８９】
シリコーンオイルとしてはシリコーンゴムのスポンジの耐熱性の点でメチルハイドロジェンポリシロキサンが好適である。
【００９０】
シリコーンオイルがアミノ変性シリコーンオイルである場合もシリコーンゴムスポンジの耐熱性の点で好適である。
【００９１】
図３は、他の加圧ローラの構成を示す概略断面図である。加圧ローラ２４の弾性層１００が、発泡弾性体層１０１と、この発泡弾性体層１０１外周面上に形成され、殻を有しマイクロバルーン２４ｃを含む弾性層２４ｂとを有することを特徴とし、その他の部分は図２と同一である。
【００９２】
図４の（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれフィルム加熱方式の加熱装置（加熱定着装置）の他の構成形態例である。
【００９３】
図４（ａ）のものは、加熱体ホルダ兼フィルムガイド部材２５に保持させた加熱体２２と、フィルム駆動ローラ２６と、テンションローラ２７との互いに略並行の３部材間にエンドレスベルト状の耐熱性フィルム２３を懸回張設し、フィルム２３を挟んで加熱体２２と加圧ローラ２４とを圧接させて圧接ニップ部Ｎを形成させ、フィルム２３を駆動ローラ２６により回転駆動させるものである。加圧ローラ２４はフィルム２３の回転に従動回転する。２７はフィルム駆動ローラ２６の駆動源である。圧接ニップ部Ｎに被加熱材としての転写材Ｐを導入してトナー画像の加熱定着を行なわせる。
【００９４】
図４（ｂ）のものは、加熱体ホルダ兼フィルムガイド部材２５に保持させた加熱体２２と、フィルム駆動ローラ２６との互いに略並行の２部材間に、エンドレスベルト状の耐熱性フィルム２３を懸回張設し、フィルム２３を挟んで加熱体２２と加圧ローラ２４とを圧接させて圧接ニップ部Ｎを形成させ、フィルム２３を駆動ローラ２６により回転駆動させるものである。加圧ローラ２４はフィルム２３の回転に従動回転する。
【００９５】
図４（ｃ）のものは、耐熱性フィルム２３としてロール巻きにした長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出し軸２８から、加熱体ホルダ兼フィルムガイド部材２５に保持させた加熱体２２の下面を経由させ、巻き取り軸２９へ掛け渡し、フィルム２３を挟んで加熱体２２と加圧ローラ２４とを圧接させて圧接ニップ部Ｎを形成させ、フィルム２３を巻き取り軸２９で巻き上げて所定の速度で走行移動させるものである。上記のような構成形態の装置においても、加圧手段としての加圧ローラ２４を本発明に従う構成のものにして前述と同様の作用効果が得られる。
【００９６】
加熱手段側の加熱体２２は前述のセラミックヒータに限られるものではなく、電磁（磁気）誘導加熱方式など他の適宜の発熱体を採択できる。（ｄ）は電磁誘導加熱方式の例である。３０は電磁誘導発熱する磁性金属部材、３１は磁界発生手段としての励磁コイルである。励磁コイル３１に通電することにより発生する高周波磁界により磁性金属部材３０がヒータとして電磁誘導発熱し、その熱が圧接ニップ部Ｎにおいてフィルム２３を介して、圧接ニップ部Ｎに導入された被加熱材としての転写材Ｐに付与される。フィルム２３自体を電磁誘導発熱性の部材とすることもできる。
【００９７】
図５の（ａ）と（ｂ）はそれぞれ熱ローラ方式の加熱装置（加熱定着装置）の構成形態例である。
【００９８】
図５（ａ）において、３２は加熱手段としての加熱ローラ（定着ローラ）であり、外周面にフッ素樹脂等の離型層を形成した鉄・アルミニウム等の中空金属ローラで、内部に発熱源としてのハロゲンヒータ３３を内蔵させてある。この加熱ローラ３２と加圧ローラ２４とを圧接させて圧接ニップ部を形成させてある。圧接ニップ部Ｎに被加熱材としての転写材Ｐを導入してトナー画像の加熱定着を行なわせる。
【００９９】
図５（ｂ）のものは、加熱ローラ３２の加熱を電磁誘導加熱方式としたものである。加熱ローラ３２は強磁性体で構成される。加熱は励磁鉄心３４に巻かれた励磁コイル３５に高周波の交流電流を印加して磁界を発生させ加熱ローラ３２に渦電流を発生させる。即ち、磁束により加熱ローラに渦電流を発生させジュール熱によって加熱ローラ３２自体を発熱させるのである。３６は閉磁路を形成するために、加熱ローラを隔てて励磁鉄心３４に対向するように配置された補助鉄心である。
【０１００】
上記のような熱ローラ方式の加熱装置においても、加圧手段としての加圧ローラ２４を本発明に従う構成のもにして前述と同様の作用効果が得られる。
【０１０１】
本発明は要するに加熱手段と加圧手段との圧接ニップ部に被加熱材を導入して挟持搬送させて加熱処理する加熱装置に有効であり、該加熱装置は実施形態例の加熱定着装置としてばかりでなく、そのた、例えば、画像を担持した被記録材を加熱して表面性（つや等）を改質する装置、仮定着する装置、シート状物を給紙して乾燥処理・ラミネート処理する装置等の加熱装置として広く使用できることは勿論である。
【０１０２】
【実施例】
以下、参考例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【０１０３】
〈参考例１〉
芯金２４ａにφ１３のアルミニウム材を用い、この芯金２４ａの外側に弾性層２４ｂを次のようにして形成した。
【０１０４】
樹脂マイクロバルーン２４ｃとしては、平均粒径約１００μｍ、殻材がアクリルニトリル樹脂、真密度約３５ｋｇ／ｃｍ³の既膨張のマイクロバルーン（商品名：Ｆ８０−ＺＤ、松本油脂製薬（株）製）３部（重量）を付加型液状シリコーンゴム（粘度１３０Ｐａ・ｓ、比重１．１７、商品名：ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング（株）製）９７部に混ぜて金型内１３０℃で加熱硬化成形を行った。
【０１０５】
この結果、樹脂マイクロバルーンを３ｗｔ％分散含有する３ｍｍ厚のシリコーンゴム弾性層２４ｂが得られた。また、弾性層２４ｂの熱伝導度は、０．０９６３Ｗ／ｍ・Ｋであった。また、その表面粗さは、Ｒａ１μｍであった。
【０１０６】
次に、弾性層２４ｂの外周に３０μｍ厚の離型層２４ｄを次のようにして形成した。
【０１０７】
弾性層２４ｂの上にフッ素ゴムラテックス（商品名：ＧＬＳ２１３、ダイキン工業（株）製）を塗布し、近赤外線を外部から照射し、表面温度が２９０℃で、１５分間焼成した。この焼成工程では、外側からの近赤外線照射によるもので、弾性層自体はあまり加熱されず、樹脂マイクロバルーンの樹脂殻は、壊れていない。最外層に、離型層２４ｄを形成したあとのローラ表面粗さは、Ｒａ１．５μｍであった。この弾性ローラを前述した図２のフィルム加熱方式の加熱定着装置６の加圧ローラ２４とした。ローラ硬度は、約４５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計、荷重６００ｇ）である。
【０１０８】
フィルム２３としては、厚み５０μｍのポリイミドのシームレスチューブに厚さ１０μｍのＰＴＦＥ層を形成したものを用いた。
【０１０９】
また、ニップ全体には総圧として、１０ｋｇの圧力をかけている。この時のニップ幅は約６ｍｍであった。
【０１１０】
加熱体２２には４５０Ｗの電力を供給し、プロセススピードを７２ｍｍ／ｓｅｃとし、加熱体２２を室温から立上げ、ヒータ温調温度１９０℃になるまでの時間と、５秒後に転写材Ｐを通紙した時の定着性と、１００枚連続してハーフトーンを通紙した時の加圧ローラのトナー汚れを評価した。
【０１１１】
定着性は、キヤノン社製ＬＢＰであるＬＡＳＥＲＳＨＯＴＬＢＰ−３５０にて未定着画像として５ｍｍ角のべた黒をＦｏｘＲｉｖｅｒ２４ｌｂ紙上に印字し、上記条件にて、加熱定着装置６を通過させた後、このベタ黒画像を不織布により１０ｇ／ｃｍ^２の圧力で擦った前後の濃度を反射方式のマクベス反射濃度形（ＲＤ９１４−：ＤＩＶＩＳＩＯＮＯＦＫＯＬＬＭＯＲＧＥＮＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＣＯ．）を用いて測定することにより評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１の定着性およびローラ汚れにおいて、各記号は以下の評価を示す。
（定着性）○：良い×：悪い
（ローラ汚れ）○：汚れない×：汚れる
〈比較例１〉
参考例１において、弾性層としてソリッドシリコーンゴム（商品名：ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ）からなる層を用い、離型層として厚さが３０μｍのフッ素ゴムラテックス層（商品名：ＧＬＳ２１３）を用いる他は、参考例１と同様の方法を用いて、加熱定着装置の立上がり時間と、転写材Ｐへの画像の定着性と、ローラ２４のトナーによる汚れを評価した。評価結果を表１に示す。
【０１１２】
〈比較例２〉
参考例１において、弾性層として液状シリコーンゴム（商品名：ＤＹ３５−５６０Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング（株）製）を発泡させて形成した発泡弾性体からなる層を用い、離型層として厚さが３０μｍのＰＦＡチューブ（デュポン社製、商品名：４５０ＨＰＪ）からなる層を用いる他は、参考例１と同様の方法を用いて、加熱定着装置の立上がり時間と、転写材Ｐへの画像の定着性と、ローラ２４のトナーによる汚れを評価した。評価結果を表１に示す。
【０１１３】
〈比較例３〉
参考例１において、弾性層としてソリッドシリコーンゴム（商品名：ＤＹ３５−５６０Ａ／Ｂ）９７部に中空シリカ（商品名：セルスターＳＸ３９、東海工業（株）製）を３０部充填したものからなる層を用い、離型層として厚さが３０μｍのフッ素ゴムラテックス層（商品名：ＧＬＳ２１３）を用いる他は、参考例１と同様の方法を用いて、加熱定着装置の立上がり時間と、転写材Ｐへの画像の定着性と、ローラ２４のトナーによる汚れを評価した。評価結果を表１に示す。
【０１１４】
【表１】

【０１１５】
上記結果より、弾性層２４ｂにマイクロバルーン２４ｃを充填することにより、比較例１に対して定着ヒータ２２の立上がりが速くなり、短時間で転写紙が定着ニップに来た時でも良好な定着性が得られることが判る。
【０１１６】
これは、マイクロバルーン２４ｃは内部に断熱性のすぐれた空気を含んでいるために、熱伝導度が小さくなり、ヒータ立ち上げ時に加圧ローラに奪われる熱量が減るため、一定電力で定着可能状態になる時間が短縮されるためと考えられる。
【０１１７】
また、比較例２と比較すると定着性については同等実力であるが、ローラ汚れについては、本実施例のローラの方が格段に良い。
【０１１８】
これは、比較例２では、加圧時にＰＦＡチューブが発泡セル径にならってしまうため、ニップ内で凸凹ができトナーがその凹の中に入り汚れが蓄積されるのに対し、本実施例のローラは、弾性層の表層粗さが鏡面状態に近い為、加圧時においてもニップ部でローラ表層に凸凹がなく、通紙してもローラがトナーで汚れるということはないためである。
【０１１９】
また、比較例３においては、熱伝導度は低く設定できるが、そのためには、中空シリカを５０部と大量にシリコーンゴムに充填する必要があり、ゴム材料硬度を低く設定しても、結果としてローラ硬度は６０°以上になる。そのため、定着ニップを広くとることができず、立上がりは早くても定着できるだけの熱量を、転写材Ｐに供給することができず、定着性、ローラ汚れともに良好な結果を得ることはできない。
【０１２０】
〈参考例２〉
次のように弾性層２４ｂを形成したことを除いて、参考例１と同様にして加圧ローラを作製した。
【０１２１】
樹脂マイクロバルーン２４ｃとしては、平均粒径約９０μｍ、殻材がフェノール樹脂、真密度約２３０ｋｇ／ｍ³の既膨張のマイクロバルーン（商品名：ＢＪＯ−０９３０、アジアパシフィクマイクロスヒィアー社製）２０部（重量）を付加型液状シリコーンゴム（商品名：ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ）１００部に混ぜて金型内１３０℃で加熱硬化成形を行った。
【０１２２】
この結果、樹脂マイクロバルーンを１６．６ｗｔ％分散含有する３ｍｍ厚のシリコーンゴム弾性層２４ｂが得られた。また、弾性層２４ｂの熱伝導度は、０．１２５Ｗ／ｍ・Ｋであった。また、その表面粗さは、Ｒａ１μｍであった。
【０１２３】
このようにして製造された加圧ローラについて実施例１と同様な評価を行ったところ、定着性およびローラ汚れとも、同様に良好な結果を得た。ヒータ温調温度が１９０℃になるまでの所要時間は５ｓｅｃであった。
【０１２４】
また、参考例１の加圧ローラの場合、定着評価において、転写材Ｐとして、小サイズ紙である封筒（ＣＯＭ１０）を連続して１５枚通紙すると加圧ローラの非通紙領域の温度が２００℃となった。この加圧ローラの弾性層中の樹脂マイクロバルーンの耐熱温度が２００℃付近にあるので、非通紙領域が２００℃を越えないように、１６枚以降はスループットを半分の速度にして、紙間を広げる必要があった。これに対して、本実施例の加圧ローラを用いた場合には５０枚通紙後においても、非通紙領域が２２０℃までしか上らず、また、本実施例の加圧ローラの樹脂マイクロバルーンの耐熱温度が約２５０℃なので、５０枚以降は２２０℃維持するために、スループット速度を紙間を広げることにより２／３とした。
【０１２５】
〈参考例３〉
厚さ１２ｍｍのテストピースをＪＩＳ−Ａ硬度計（１ｋｇ荷重）にて測定した際の硬度が５°のシリコーンゴム（商品名：ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ）中に、外殻がアクリロニトリル樹脂からなるマイクロバルーン（松本油脂製薬株式会社Ｆ８０−ＺＤ）および外殻がフェノール樹脂からなるマイクロバルーン（アジアパシフィックマイクロヒィアー社ＢＪＯ−０９３０）が混合させている弾性層２４ｂを形成した。各弾性層中への各マイクロバルーンの含有量は表２に示すように変化させた。これら各弾性層２４ｂを参考例１の装置に適用して、加圧ローラ２４の硬度およびローラ硬度を維持出来る耐熱温度を測定した。評価結果を表２に示す。
【０１２６】
【表２】

【０１２７】
上記結果より、外殻がアクリルニトリルのマイクロバルーンは、１ｗｔ％以上充填するとローラ硬度がダウンする温度が２００℃となるが、それより、少ない充填量では影響が無い。従って、外殻がアクリルニトリルのマイクロバルーンは１ｗｔ％以下とすることが小サイズ紙を連続通紙した時の非通紙部の昇温を考えると望ましい。また、外殻がフェノールであるマイクロバルーンの充填量であるが、ローラ硬度としては、５５°（アスカーＣ硬度計６００ｇ荷重）以下が望ましく、出来れば、５０°以下にしたいため、先にも述べたように充填量としては２０ｗｔ％以下の充填量とすることが望ましい。
【０１２８】
尚、ローラ硬度については、所望の硬度を得るために、配合比で熱伝導度を調整した上で、ベースゴムの硬度あるいは、弾性層の厚みでも微調整しても良い。
【０１２９】
このように、二種類のマイクロバルーンをシリコーンゴムに分散させることで、耐熱特性に優れ、かつ、熱伝導が低く、またローラ硬度の調整が可能な弾性体となる。
【０１３０】
〈実施例１〉
未膨張の樹脂マイクロバルーン（商品名：マツモトマイクロスフェアーＦ８５：粒子径２０〜３０μｍ、真比重１．０４、設壁軟化点１５０〜１５５℃；松本油脂製薬株式会社）１００重量部にジメチルシリコーンオイル（商品名：ジメチルポリシロキサン：ＫＦ９６１００ＣＳ；信越化化学工業株式会社）１００重量部添加攪拌し、１０時間放置しシリコーンオイル湿潤したペースト状混合物を得た。このペースト状混合物を９０℃オーブン内に１時間放置乾燥させた。冷却後、加熱膨張温度１５０℃に設定したオーブンに３０分放置させることにより平均粒径１０８μｍの膨張樹脂マイクロバルーンとした。付加型液状シリコーンゴム材（粘度１３０Ｐａ・ｓ、比重１．１７、商品名：ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ：東レ・ダウコーニング社）１００重量部にたいし該膨張樹脂マイクロバルーン８部（マイクロバルーン自体４部相当）配合し室温下で万能混合攪拌機（商品名：ダルトン：株式会社三英製作所）で１０分間混合攪拌し液状シリコーンゴム材混合物とした。樹脂マイクロバルーンは嵩体積でおよそ６０倍に増加したが次工程の計量・配合工程時に飛散によるトラブルはなかった。膨張樹脂マイクロバルーン表面のジメチルシリコーンオイルの付着力によるものである。次に、プライマー処理を施したアルミ製芯金２４ａを配置したパイプ状金型に該液状シリコーンゴム材混合物を注入後、１３０℃に設定された熱盤を用いて加熱硬化し、脱型後、続いて２３０℃に設定されたオーブン内で２時間加熱することにより樹脂マイクロバルーンのマイクロバルーン外殻の樹脂のマイクロバルーン形状を壊し、シリコーンゴム弾性層２４ｂを有するローラとした。この弾性層の熱伝導度は０．０８５Ｗ／ｍ・Ｋである。
【０１３１】
該シリコーンゴム弾性ローラ表面を所定のプライマー処理（商品名：ＧＬＰ１０３ＳＲ：ダイキン工業（株）製）を施した後、離型層２４ｄとしてフッソゴムラテックス（商品名：ＧＬＳ２１３、ダイキン工業（株）製）をおよそ３０μｍの厚みでスプレー塗工し、７０℃で乾燥後、設定温度３１０℃のオーブン内で３０分焼成し、ゴム長２２５ｍｍ、ゴム厚２．５ｍｍ、外形２０ｍｍのシリコーンゴム加圧ローラとした。
【０１３２】
〈参考例４〉
〈実施例１〉で用いた未膨張の樹脂マイクロバルーン（マツモトマイクロスフェアーＦ８５：粒子径２０〜３０μｍ、真比重１．０４、設壁軟化点１５０〜１５５℃；松本油脂製薬株式会社）をシリコーンオイル湿潤させることなく直接９０℃オーブン内に１時間放置乾燥させ、冷却後、加熱膨張温度１５０℃に設定したオーブンに３０分放置させることにより平均粒径１１０μｍの膨張樹脂マイクロバルーンとした。付加型液状シリコーンゴム材（粘度１３０Ｐａ・ｓ、比重１．１７、ＤＹ３５−５６１Ａ／Ｂ：東レ・ダウコーニング社）１００重量部にたいし該膨張樹脂マイクロバルーン４部配合し室温下で万能混合攪拌機（ダルトン：株式会社三英製作所）で１０分間混合攪拌し液状シリコーンゴム材混合物とした。樹脂マイクロバルーンは嵩体積でおよそ６０倍に増加しており計量・配合時に飛散により作業性は劣悪であった。次に、パイプ状金型内側に内面をプライマー処理を施した厚み３０μｍのＰＦＡチューブを配し、パイプ状金型中央にプライマー処理を施したアルミ製芯金を配置した。ＰＦＡチューブとアルミ製芯金間に該液状シリコーンゴム材混合物を注入後、１３０℃に設定された熱盤を用いて加熱硬化し、ゴム長２２５ｍｍ、ゴム厚２．５ｍｍ、外形２０ｍｍのシリコーンゴム加圧ローラとした。シリコーンゴム弾性層の熱伝導度は、０．０８５Ｗ／ｍ・Ｋである。
【０１３３】
〈実施例２〉
未膨張の樹脂マイクロバルーン（マツモトマイクロスフェアーＦ８５：粒子径２０〜３０μｍ、真比重１．０４、設壁軟化点１５０〜１５５℃；松本油脂製薬株式会社）１００重量部にシリコーンオイル（メチルハイドロジェンポリシロキサン：ＫＦ９９；信越化化学工業株式会社）５０％トルエン溶液１００重量部添加攪拌し、１０時間放置しシリコーンオイル湿潤した混合物を得た。このペースト状混合物を９０℃オーブン内に１時間放置乾燥させた。冷却後、加熱膨張温度１５０℃に設定したオーブンに３０分放置させることにより平均粒径１０８μｍの膨張樹脂マイクロバルーンとした。付加型液状シリコーンゴム材（粘度４０Ｐａ・ｓ、比重１．０２、ＤＹ３５−４４６Ａ／Ｂ：東レ・ダウコーニング社）１００重量部にたいし該膨張樹脂マイクロバルーン３部（マイクロバルーン自体２部相当）配合し室温下で万能混合攪拌機（ダルトン：株式会社三英製作所）で１０分間混合攪拌し液状シリコーンゴム材混合物とした。以下〈実施例１〉と同様にして、ゴム長２２５ｍｍ、ゴム厚２．５ｍｍ、外形２０ｍｍのシリコーンゴム加圧ローラとした。シリコーンゴム弾性層の熱伝導度は０．０９４Ｗ／ｍ・Ｋである。
【０１３４】
〈実施例３〉
未膨張の樹脂マイクロバルーン（マツモトマイクロスフェアーＦ８５：粒子径２０〜３０μｍ、真比重１．０４、設壁軟化点１５０〜１５５℃；松本油脂製薬株式会社）１００重量部にシリコーンオイル（アミノ変性シリコーン：ＳＦ８４１７；東レ・ダウコーニング社）１００重量部添加攪拌し、１０時間放置しシリコーンオイル湿潤した混合物を得た。このペースト状混合物を９０℃オーブン内に１時間放置乾燥させた。冷却後、加熱膨張温度１５０℃に設定したオーブンに３０分放置させることにより平均粒径１０２μｍの膨張樹脂マイクロバルーンとした。付加型液状シリコーンゴム材（粘度４０Ｐａ・ｓ、比重１．０２、ＤＹ３５−４４６Ａ／Ｂ：東レ・ダウコーニング社）１００重量部にたいし該膨張樹脂マイクロバルーン４重量部（マイクロバルーン自体２部相当）及び、過酸化物加硫剤（ＲＣ−２：２・４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、東レ・ダウコーニング社）１重量部配合し室温下で万能混合攪拌機（ダルトン：株式会社三英製作所）で１０分間混合攪拌し液状シリコーンゴム材混合物とした。以下〈実施例１〉と同様にして、ゴム長２２５ｍｍ、ゴム厚２．５ｍｍ、外形２０ｍｍのシリコーンゴム断熱性加圧ローラとした。シリコーンゴム弾性層の熱伝導度は０．１０５Ｗ／ｍ・Ｋである。
【０１３５】
〈実験例〉
次に、実施例１〜３及び参考例４の加圧ローラについて性能を確かめるべく行った実験例について説明する。
【０１３６】
図２は、本実験例に用いたフィルム加熱型定着装置の概略断面図を示す。
【０１３７】
耐熱性フィルム２３は、厚み４０μｍ、外形２５ｍｍのシームレスポリイミドフィルムに５μｍ厚みのフッ素系プライマーを介して離型層としてフッ素樹脂分散液（ＰＴＦＥとＰＦＡを５０／５０でブレンドしたもの）を塗工・焼成し、長さ２３０ｍｍに裁断したものを用いた。
【０１３８】
２４は加圧ローラであり、〈実施例１〜実施例３及び参考例４〉で得られたものを順次実験に供した。
【０１３９】
上記フィルム加熱型定着装置を用いて下記条件で通紙テストを行った。まずレーザービームプリンター（商品名：レーザーショットＬＢＰ３５０、キヤノン（株）製）で形成した未定着画像のった縦方向Ａ５サイズ紙連続８枚／分の間隔で定着装置中央基準で１０００枚連続通紙し、直後に縦方向Ａ４サイズ紙５枚通紙しその時の搬送性について評価した。結果は、表３に示した。
【０１４０】
〔テスト条件〕
・加圧ローラ周速：５０ｍｍ／ｓｅｃ
・ニップ圧：９ｋｇｆ
・最高供給電力：５００Ｗ
・定着設定温度：１９０℃
実施例１ではローラ中央部・端部（Ａ５非通紙部）とも硬度（ＡＳＫ−Ｃ）低下があるがその差は小さくＡ４サイズ紙を通して紙シワ等の搬送性に問題はなかった。
【０１４１】
一方、参考例４ではローラ端部（Ａ５非通紙部）の硬度低下が大きくローラ中央部・端部境界での硬度差が大きくＡ４サイズ紙を通すと紙シワが発生し、搬送性に問題が生じた。
【０１４２】
実施例２、実施例３ではローラ中央部・端部（Ａ５非通紙部）とも硬度（ＡＳＫ−Ｃ）低下が小さく、Ａ４サイズ紙を通して紙シワ等の搬送性に問題はなかった。
【０１４３】
【表３】

【０１４４】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の本発明の加熱装置では、熱伝導率が低く、且つ硬度が小さい加圧ローラを備えており、加熱手段からの熱を効率的に利用することができるのである。
【０１４５】
また、第２の本発明のシリコーンゴムスポンジの製造方法では、製造過程における樹脂マイクロバルーンの飛散防止をシリコーンオイルにより防止できるものである。
【０１４６】
また、第３の本発明のシリコーンゴムローラの製造方法では、加熱定着装置の加圧ローラとして使用された場合、熱履歴を受けても、硬度および熱伝導率が変化せず、定着性能が劣化しないローラを製造することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【図２】図１の加熱定着装置の概略構成図。
【図３】樹脂マイクロバルーン入り加圧ローラの構成図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれフィルム加熱方式の加熱定着装置の構成例を示す概略図。
【図５】（ａ）〜（ｂ）はそれぞれ熱ローラ方式の加熱定着の構成例を示す概略図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is a heating device.as well asThe present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
The heating device includes a heat fixing device for fixing an unfixed image on a recording material used in an image forming apparatus, an image heating device for heating the recording material to improve the glossy surface property, Conventionally, it has been widely used as a heat treatment apparatus for drying or laminating a heating material.
[0003]
Hereinafter, a conventional heating apparatus will be described by taking as an example a heat fixing apparatus equipped in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer.
[0004]
The heat fixing device of the image forming apparatus is an unfixed image corresponding to target image information formed and supported on a recording material (transfer sheet, electrostatic recording paper, electrofax paper, printing paper, etc.) by a transfer method or a direct method. The (toner image) is thermally fixed as a permanently fixed image on the surface of the recording material. The heat fixing device should form a pressure nip portion (fixing nip portion) by pressing the heating means and the pressure means opposite to each other as in a heat roller method or a film heating method, and the image should be fixed to the pressure nip portion. 2. Description of the Related Art A contact heating type apparatus is often used that introduces a recording material and nipping and conveying the recording material to fix an unfixed image on the surface of the recording material by heat and pressure. Hereinafter, these heating methods will be described.
[0005]
A) Heat roller method
A parallel pressing roller pair including a heating roller (fixing roller) as a heating unit and an elastic pressure roller as a pressing unit pressed against the heating roller is a basic configuration. The roller pair is rotated, and a recording material to be fixed is introduced into the pressure nip portion of the roller pair to be nipped and conveyed, and the unfixed image is recorded on the surface of the recording material by the heat of the heating roller and the pressure of the pressure nip portion. It is fixed to heat and pressure.
[0006]
B) Film heating method
Regarding the film heating method, JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075, JP-A-4-44083, JP-A-4-204980 and JP-A-4-204980 are disclosed. -204984 and the like. The film heating method has a heating body and a heat resistant film (fixing film) as heating means, and an elastic pressure roller as pressure means. A heat-resistant film is pressed against the heating body by an elastic pressure roller to form a pressure-contact nip, and the heat-resistant film is brought into close contact with the heating body at the pressure-contact nip and is slid and conveyed. A recording material to be image-fixed is introduced between the pressure roller and the recording material is conveyed together with a heat resistant film. At this time, an unfixed image is fixed on the surface of the recording material by heat applied from the heating body to the recording material via the heat resistant film and pressure applied at the pressure nip portion. The recording material is separated from the heat resistant film after passing through the press nip.
[0007]
The film heating type heating device uses a linear heating element with a low heat capacity as the heating element, and a thin film with a low heat capacity can be used as the heat-resistant film, thus saving power and shortening the wait time (quick start) It is possible to improve. Moreover, in the heating device of the film heating method, an endless film is used as the heat-resistant film, and as a rotational driving method of the film, a driving roller is provided on the inner peripheral surface side of the film, and the film is rotated while applying tension to the film, There is a system in which the film is loosely fitted to the film guide and driven by a pressurizing rotator as a pressurizing means, so that the film is driven by the pressurizing rotator, but the number of parts can be reduced. The latter pressure rotator driving system is often employed.
[0008]
As in the heat fixing device of the heat roller method or the film heating method described above, the heating means and the pressure roller are made to face each other to form a pressure nip portion as a heated material heating portion, and the heated material in the pressure nip portion. In a heating device that heats and pressurizes the material to be heated by introducing and sandwiching the material, in order to increase the speed of the device and shorten the wait time, the pressure roller must have elasticity, and its elastic deformation By increasing the width of the press nip formed between the heating means and the heating means, a time for giving a sufficient amount of heat to the heated material may be taken to improve the heat application efficiency to the heated material. However, simply increasing the width of the pressure nip portion increases the size of the heating device itself, and at the same time increases the power consumption. Therefore, in order to reduce the size, cost, and power consumption of the device, it is necessary to further improve the thermal efficiency of the device.
[0009]
From the viewpoint of improving the thermal efficiency of the apparatus, the amount of heat taken from the heating means to the pressurizing means cannot be ignored. Therefore, it is desired to reduce the heat capacity of the pressurizing means for speeding up the apparatus and reducing power consumption. As a means for reducing the heat capacity of such a pressure means, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-114281, an elastic layer of a pressure roller as a pressure means includes a filler that is hollow inside. It is known that a pressurizing rotating body excellent in heat insulation can be obtained by a manufacturing method excellent in mass productivity.
[0010]
However, when an inorganic filler containing air is used as a hollow filler, such as hollow silica, alumina, glass, and glass fiber, a hollow filler is used. However, since the filler is hard, the elastic layer of the pressure roller is hard, and there is a problem that a large pressing force is required to increase the fixing nip width.
[0011]
In addition, regarding the heating device of the electrophotographic image forming apparatus, the size of the apparatus has recently been reduced, and the diameter of the pressure roller used for the apparatus has also been reduced. There is a tendency to reduce the hardness of the elastic layer coated on the outer periphery of the cored bar of the pressure roller in order to secure the nip width at the time of fixing by reducing the diameter of the pressure roller. For example, it is disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-77315. As described above, many of the elastic layers using a foamed elastic body (sponge rubber) have been put into practical use. However, when the foaming agent mixed in the silicone rubber is foamed by heating, the foaming pressure breaks the silicone rubber wall to expose the foam cell, or the silicone rubber wall that separates the foam cell from the atmosphere. It becomes very thin and forms a virtual recess. Further, when the silicone rubber is foamed in the mold, the foaming pressure is directed in an irregular direction, so that irregular foaming stress is generated in the rubber. Therefore, when the silicone rubber is taken out from the mold after foaming, the irregular foaming stress is released and irregularities are generated on the rubber surface.
[0012]
When such a foamed silicone rubber roller is used as a pressure roller, the molten toner offset to the heating roller or the heating film is transferred to the exposed foamed cells or recesses of the pressure roller, and the pressure roller becomes dirty.
[0013]
When a sponge elastic body is formed as a foamed elastic body by foaming silicone rubber on the core metal, and a heat-resistant release layer of fluororesin such as PFA or PTFE is formed on the outer peripheral surface by coating. The coating agent penetrates into the exposed foam cells and the recesses, and it is difficult to form a release layer having a smooth and uniform thickness on the surface. In addition, when a release layer is formed by covering with a fluororesin tube, the fluororesin tube becomes uneven as a foamed cell in a pressurized state. There is a problem that the pressure roller is soiled with toner on the back of the paper or the like.
[0014]
The pressure roller used in the heat fixing device is required to have a characteristic that the hardness and the thermal conductivity do not change due to the heating history for a long time. This is because when the hardness varies, the nip width changes, and when the thermal conductivity increases, the fixing efficiency decreases, both of which affect the fixing performance.
[0015]
In addition, a method using a resin microballoon is known as one method for producing sponge rubber. For example, as described in JP-A-8-12888 and JP-A-5-209080, unexpanded microballoons are mixed in rubber and heated to simultaneously expand the resin microballoons and cure the rubber. It is.
[0016]
The other is a sponge rubber manufacturing method for the purpose of solving the problems in the above method (cell non-uniformity), mixing pre-expanded resin microballoons with liquid compound, and forming crosslinked rubber below the resin melting temperature. A method for obtaining a product and a transfer drum (Japanese Patent Laid-Open No. 10-060151) manufactured thereby are proposed.
[0017]
Already foamed resin microballoons are used as fillers in various paints and plastic materials, but they are easy to scatter, so a method for preventing splatter has been proposed. For example, in Japanese Patent Registration No. 0822142, after mixing an unexpanded resin microballoon and a wetting agent (plasticizer) below the expansion start temperature of the unexpanded resin microballoon, the mixture is heated to near the expansion start temperature of the unexpanded resin microballoon. A method for obtaining an expanded resin microballoon is disclosed. JP-A-06-240040 discloses that inorganic fine particles are fixed to a surface of a microballoon obtained by heating and expanding a thermoplastic resin microcapsule containing a low-boiling organic solvent through a binder resin. A method for producing a microballoon, which is characterized by low scatterability and excellent handleability, is disclosed.
[0018]
However, in the method for producing a silicone rubber sponge containing a pre-expanded resin microballoon, the specific gravity of the expanded resin microballoon is extremely low, the storage form is very bulky, and mixing with the silicone rubber material is very difficult. There is. After mixing the unexpanded resin microballoon of the conventional example and a wetting agent (plasticizer) below the expansion start temperature of the unexpanded resin microballoon, the mixture is heated to near the expansion start temperature of the unexpanded resin microballoon to expand the expanded resin microballoon. In the method of obtaining balloons, phthalate ester plasticizers, aliphatic dibasic ester plasticizers, and epoxy plasticizers are exemplified as wetting agents (plasticizers), but these are poorly compatible with liquid silicone. When the expanded resin microballoons treated with these are mixed with liquid silicone, there may be a problem in storage stability such as separation.
[0019]
In addition, microballoons having excellent handling properties with small scattering properties in which inorganic fine particles are fixed to the surface via a binder resin may not provide sufficient heat insulating properties.
[0020]
Therefore, when using an already expanded resin microballoon as a filler, a method that does not use a wetting agent or inorganic fine particles is required.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a heating device using a pressure roller that has low thermal conductivity, hardly takes the amount of heat from the heating means, has a low surface hardness of the pressure roller, and can increase the fixing nip width. And an image forming apparatus including the heating device as a heat fixing device.
[0022]
A second object of the present invention is to provide a heating device in which the pressure roller is hardly contaminated by toner.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
  A first aspect of the present invention includes a heating unit for heating a sheet-like material to be heated, and a pressure roller disposed opposite to the heating unit and pressed against the heating unit. In a heating device that heats a material to be heated by introducing the material to be heated to the pressure nip portion of the pressure roller and nipping and conveying it, the pressure layer is an elastic layer in which a gap formed by a resin microballoon is dispersedly contained TheAround the cored barHaveAnd
  The elastic layer is formed by heating a liquid silicone rubber containing an inflated resin microballoon on a core metal at a temperature lower than the softening point of the resin microballoon, and then curing the liquid silicone rubber. The void is generated by destroyingThis is a heating device.
[0026]
The void portion dispersed and contained in the elastic layer of the pressure roller used in the heating device of the present invention is formed by a resin microballoon. Since the resin microballoon is an organic filler, it is softer than the inorganic filler and does not excessively harden the elastic layer, so that a sufficient fixing nip width can be formed with light pressure.
[0027]
In addition, since the resin microballoon is an organic filler, it has a lower thermal conductivity than an inorganic filler, and is advantageous in realizing a thermal conductivity of 0.146 W / m · K or less, which is desirable as an elastic layer. .
[0028]
The resin microballoon is a microballoon having a shell formed of a resin and containing a gas inside. Therefore, the resin microballoon does not form cells exposed on the surface of the elastic layer, and does not form recesses on the surface of the elastic layer. Also, when an unexpanded resin microballoon is mixed with an elastic material, a volatile substance contained in the unexpanded resin microballoon is heated and expanded to form an elastic layer containing the resin microballoon in a dispersed manner. Since the expansion pressure of the volatile substance is suppressed by the shell, the cell and the recess exposed on the elastic layer surface are not formed. Therefore, a pressure roller that is not contaminated with toner can be provided.
[0032]
That is, when a thermoplastic resin is used for the shell as an unexpanded resin microballoon, and a powder containing a volatile substance is included, the heat-expanded resin microballoon is dispersed in the silicone rubber sponge as it is. In the elastic layer, the thermoplastic resin is harder than the silicone rubber, so that the elastic layer is hardened. If the shell is destroyed, pyrolyzed or carbonized, the hardness due to the presence of the shell will be lost, and the roller hardness may decrease or the thermal conductivity may increase, causing fluctuations in the fixing performance. is there. When used as a pressure roller for heat fixing, such shell breakage is likely to occur due to so-called non-sheet passing portion temperature rise, that is, the resin microballoons are subjected to heat damage in the non-sheet passing portion, and the roller hardness locally. May decrease, which may cause a problem in transportability. When small-size paper is continuously passed, the non-passage area of the pressure roller is continuously and directly heated by the fixing member, so that the paper passing area on the pressure roller surface is maintained at 150 ° C. or lower. This is because the surface temperature of the non-sheet passing region may reach about 250 ° C.
[0033]
Thus, in the present invention, such a problem can be solved by breaking the microballoon shell of resin. The destruction of the resin microballoon-shaped shell may be performed either before, after, or simultaneously with the formation of the release layer on the surface. In the case of breaking, the gas component generated with the destruction of the resin is confined, and depending on the type of resin to be destroyed, there is a risk of deteriorating the silicone rubber. Therefore, before forming the release layer, the resin microballoon Most preferably, the shape is broken.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Example of image forming apparatus
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus of this example is a laser printer using a transfer type electrophotographic process.
[0035]
Reference numeral 1 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier, which is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow a at a predetermined peripheral speed (process speed). The photosensitive drum 1 has a configuration in which a photosensitive material layer such as OPC, amorphous Se, or amorphous Si is formed on the outer peripheral surface of a cylinder (drum) -like conductive substrate such as aluminum or nickel.
[0036]
The photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charging roller 2 as a charging means during the rotation process. By a laser beam modulated and controlled (ON / OFF control) corresponding to the time-series electric digital pixel signal of the target image information output from the laser beam scanner 3 to the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 By performing scanning exposure L, an electrostatic latent image of target image information is formed on the surface of the rotating photosensitive drum.
[0037]
The formed latent image is developed with the toner T by the developing device 4 and visualized. As a development method, a jumping development method, a two-component development method, a FEED development method, or the like is used, and is often used in combination with image exposure and reversal development.
[0038]
On the other hand, a transfer material P as a recording material accommodated in the paper feed cassette 9 is fed to one sheet by driving the paper feed roller 8, and passes through the sheet path having the guide 10 and the registration roller 11. The toner image on the photosensitive drum 1 surface side is sequentially transferred onto the surface of the feeding transfer material P to the transfer nip portion which is the pressure contact portion of the transfer roller 5 at a predetermined control timing.
[0039]
The transfer material that has exited the transfer nip is sequentially separated from the surface of the rotary photosensitive drum 1 and is introduced into the heat fixing device 6 as a heating device by the conveying device 12 to undergo heat fixing processing of the toner image. The heat fixing device 6 will be described in detail in the next item (2).
[0040]
The transfer material that has exited the heat fixing device 6 passes through a sheet path having a conveyance roller 13, a guide 14, and a paper discharge roller 15, and is printed out on a paper discharge tray 16.
[0041]
Further, the surface of the rotating photosensitive drum after separation of the transfer material is cleaned by the cleaning device 7 to remove adhering contaminants such as toner remaining after transfer, and is repeatedly used for image formation.
[0042]
(2) Heat fixing device 6
FIG. 2 is a schematic configuration model diagram of a heat fixing device 6 as a heating device used in this example. The heat fixing device 6 of this example is a so-called tensionless type film heating method / pressure rotary member (pressure roller) drive described in JP-A-4-44075-44083, JP-A-4-2048080-204984, and the like. This is a heating device of the type.
[0043]
Reference numeral 21 denotes a substantially semicircular arc-shaped cross-section, and a horizontally long film guide member (sty) whose longitudinal direction is perpendicular to the paper surface, and 22 is formed along the longitudinal direction at a substantially central portion of the lower surface of the film guide member 21. A horizontally long heating element 23 accommodated and held in the groove is an endless belt-shaped (cylindrical) heat-resistant film that is loosely fitted on the film guide member 21 with the heating element. These 21 to 23 are heating means side members.
[0044]
Reference numeral 24 denotes an elastic pressure roller as a pressure means that is pressed against the lower surface of the heating body 22 with the film 23 interposed therebetween. N is a pressure nip portion (fixing nip portion) formed between the heating member 22 and the elastic layer 24b of the pressure roller 24 pressed against the heating member 22 with the film 23 interposed therebetween. The pressure roller 24 is driven to rotate in a counterclockwise direction indicated by an arrow b at a predetermined peripheral speed when the driving force of the driving source M is transmitted through a power transmission mechanism such as a gear (not shown).
[0045]
The film guide member 21 is, for example, a molded product of a heat resistant resin such as PPS (polyphenylene sulfite) or a liquid crystal polymer.
[0046]
In this example, the heater 22 is a horizontally long and thin heater substrate 22a made of alumina or the like, a linear or narrow strip Ag / Pb formed on the surface side (film sliding surface side) along the length, and the like. This is a ceramic heater having a low heat capacity as a whole, comprising a current heating element (resistance heating element) 22b, a thin surface protection layer 22c such as a glass layer, a temperature measuring element 22d such as a thermistor disposed on the back side of the heater substrate 22a, and the like. The ceramic heater 22 quickly rises in temperature by supplying power to the energization heating element 22b, and the temperature is adjusted to a predetermined fixing temperature by a power control system including a temperature detecting element 22d.
[0047]
The heat-resistant film 23 has a total thickness of 100 μm or less, preferably 60 μm or less and 20 μm or more in order to reduce the heat capacity and improve the quick start property of the apparatus, and has heat resistance, releasability, strength and durability. Single layer film such as PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether), PPS, etc., or polyimide, polyamideimide, PEEK (polyetheretherketone), PES (polyethersulfone) A composite layer film or the like in which the surface of a base film such as PTFE, PFA, FEP (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether) is coated as a release layer.
[0048]
The pressure roller 24 includes a cored bar 24a such as iron or aluminum, an elastic layer 24b filled with a hollow filler 24c, and a release layer 24d. The pressure roller 24 will be described in detail in the next section (3).
[0049]
The film 23 is driven by the frictional force between the pressure roller 24 and the outer surface of the film 23 at the pressure nip portion N by the rotation of the pressure roller 24 when the pressure roller 24 is rotated at least during image formation. A rotational force acts on the film 23, and the inner surface of the film slides in close contact with the lower surface, which is the surface of the heating body 22, in the press nip portion N, while rotating around the outer periphery of the film guide member 21 in a clockwise direction indicated by an arrow a. That is, it is rotationally driven without wrinkles at substantially the same peripheral speed as the transfer speed of the transfer material p carrying the unfixed toner image defect conveyed from the image transfer portion side. In this case, in order to reduce the sliding resistance between the inner surface of the film 23 and the lower surface of the heating body on which the film 23 slides, a lubricant such as heat-resistant grease may be interposed therebetween.
[0050]
Thus, in the state where the film 23 is rotated by the rotational driving of the pressure roller 24 and the heating body 22 rises to a predetermined fixing temperature and is temperature-controlled, the pressure roller 24 and the film 23 in the pressure nip N The transfer material P as a heated material having an unfixed toner image defect is introduced with the toner image carrying surface side of the film 23 side, and is brought into close contact with the outer surface of the film at the press nip N, together with the film 23 When the pressure nip N is nipped and conveyed, the heat of the heating body 22 is applied via the film 23 and the unfixed toner image defect is heated on the surface of the transfer material P by receiving the pressure of the pressure nip N. Pressure fixing. The transfer material P that has passed through the pressure nip N is separated from the outer surface of the film 23 and conveyed.
[0051]
The film heating apparatus 6 as in this example can use the heating body 22 having a small heat capacity and a high temperature rise, and the time until the heating body 6 reaches a predetermined temperature can be greatly shortened. Since it can be easily raised to a high temperature even from room temperature, it is not necessary to adjust the standby temperature when the apparatus is in a standby state during non-printing, and power can be saved.
[0052]
Further, since no tension is applied to the rotating film 23 except for the press nip portion N, the moving force of the film 23 in the rotating state along the length of the film guide member 21 is small. Therefore, it is sufficient to dispose the flange member simply to receive the end portion of the film 23 as the film shift movement restricting means, and there is an advantage that the apparatus can be simplified.
[0053]
(3) Pressure roller 24
As described above, the pressure roller 24 as a pressure rotator in the heat fixing device 6 includes the cored bar 24a and the elastic layer 24b filled with the resin microballoon 24c.
[0054]
The pressure roller 24 includes an elastic layer and a release layer formed on the outermost surface portion and made of fluororesin or fluororubber. By setting the thermal conductivity of the elastic layer 24b of the pressure roller 24 within the above range, the amount of heat taken by the heating body 22 from the pressure roller 24 when the heat fixing device 6 is operated can be kept small. For this reason, the temperature rise on the surface of the film 23 can be improved, and the quick start of the heat fixing device 6 can be made possible. This thermal conductivity is preferably 0.146 W / m · K or less. When the pressure is lower than 0.084 W / m · K, the temperature rise speed of the pressure roller 24 is increased and the fixing property is improved. Therefore, more heat resistance is required for the pressure roller.
[0055]
The thermal conductivity of the elastic layer is measured with a surface thermal conductivity meter (trade name: QTM-500, manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.). That is, a sensor probe (model: PD-11, manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.) of a surface thermal conductivity meter is brought into contact with the surface of the elastic layer of the pressure roller in parallel with the axial direction of the pressure roller, and the elastic layer The thermal conductivity of is measured.
[0056]
Further, the surface roughness Ra (JIS B0601) of the pressure roller is preferably 3 μm or less.
[0057]
The thickness of the elastic layer 24b used for the pressure roller 24 is not particularly limited as long as the pressure nip N having a desired width can be formed, but is preferably 2 to 6 mm.
[0058]
  The elastic layer 24b isThe material is not particularly limited as long as it is a rubber composition including the resin microballoon 24c in the elastic layer 24b and has a thermal conductivity of 0.146 W / m · K or less. The resin microballoon 24c has a substantially spherical shape with an average particle diameter of around 100 μm and contains air with excellent heat insulation properties. Therefore, the elastic layer 24b contains the microballoon as a filler in the elastic layer 24b. The thermal conductivity of 24b can be reduced.
[0059]
Further, by including such a filler in the elastic layer, the thermal conductivity of the elastic layer 24b can be reduced without using a foamed material as the elastic layer. It becomes possible to make the roughness low, and the pressure roller 24 can be made such that the surface of the release layer 24b does not become uneven even in the pressure nip N.
[0060]
Considering the moldability when the above effect is applied to the pressure roller 24 and the microballoon is filled in the silicone rubber, the average particle diameter of the microballoon is preferably 80 to 300 μm, and the thermal conductivity is stable. It is more preferable that it is 80-200 micrometers from property. The microballoon has a true density of 400 kg / m.^ThreeThe following is preferable, and considering workability to silicone rubber, 20 to 60 kg / m^ThreeIt is more preferable that
[0061]
Examples of these preferable examples of the shell of the microballoon 24c include vinylidene chloride resin and acrylonitrile resin as thermoplastic materials and phenol resin as thermosetting materials. The microballoons composed of the above materials may be used alone or as a mixture of two or more.
[0062]
Moreover, as a base material in which the microballoon is contained in the elastic layer 24b, known materials can be used as the elastic layer of the conventional pressure roller, but silicone rubber and fluorine rubber can be preferably used.
[0063]
If the thermal conductivity of the elastic layer 24b is in the above range, the content of the resin microballoon 24c in the elastic layer 24b is not particularly limited. For example, the elastic layer when the content of the resin microballoon 24c is changed. Each of the thermal conductivities of 24b is measured, and the content at which the preferred thermal conductivity is obtained can be selected as the preferred content of the microballoon.
[0064]
The elastic layer 24b containing the microballoon 24c may contain a microballoon in a rubber layer such as silicone rubber. In addition, the elastic layer 24b in the present invention may be a rubber layer containing a microballoon-containing layer formed on a foam layer.
[0065]
Such a release layer 24d may be formed by covering the elastic layer 24b with a PFA tube, or by coating the elastic layer 24b with a fluorine resin such as fluoro rubber or PTFE, PFA, FEP. It may be formed. The thickness of the release layer 24d is not particularly limited as long as it can provide sufficient release property to the pressure roller 24, but is preferably 20 to 50 μm.
[0066]
The elastic layer of the pressure roller thus manufactured has a gap formed by rubber and a resin microballoon, and a resin shell of the resin microballoon exists between the rubber and the gap. When used as a pressure roller of a heat fixing device, the hardness of the pressure roller changes when the resin shell is broken due to a thermal history, resulting in a change in the fixing nip width and the heat fixing performance. . Therefore, it is also effective to use a resin microballoon that does not break even when the resin shell receives a thermal history. A thermosetting resin microballoon is effective as such a microballoon.
[0067]
For example, the heat resistance temperature of a microballoon made of acrylonitrile resin is about 200 ° C., and if the temperature of the pressure roller 24 increases further, the problem that the hardness of the pressure roller 24 decreases occurs. Further, when the small-size transfer material P is continuously passed through the heat fixing device 6, the portion of the pressure roller 24 surface where the recording material P does not pass (hereinafter referred to as “non-sheet passing region”) in the press nip N. Therefore, when ten or more small-sized transfer materials P are continuously passed, the temperature of the non-sheet passing region rises to around 200 ° C. Therefore, in the pressure roller 24 of the first embodiment, assuming the temperature rise on the roller surface, the number (throughput) of the small size transfer material P passing through the pressure nip N per unit time is significantly reduced. It may be necessary to take measures such as
[0068]
In contrast, a microballoon having an outer shell made of a thermosetting phenol resin is used. Since the heat resistance temperature of the microballoon whose outer shell is phenol resin is 300 ° C., the heat resistance temperature in the non-paper passing area when the small-size paper is continuously passed as the transfer material P is reduced to that of the silicone rubber. The heat-resistant temperature can be set to 230 ° C to 240 ° C. Therefore, it is possible to set a large throughput that makes it easy to cope with a temperature rise in the non-sheet passing area. For this reason, the heat fixing speed per unit time can be increased.
[0069]
It is also effective to use a thermoplastic resin microballoon and a thermosetting resin microballoon together in order to set the hardness and heat resistant temperature of the pressure roller within a predetermined range.
[0070]
For example, if the outer shell of the acrylonitrile resin microballoon is filled with 1 wt% or more with respect to the elastic layer 24b, the roller hardness may be excessively reduced at around 200 ° C., but if less than that, the pressure roller 24 Even if the temperature is 200 ° C. or higher, there is no influence of hardness. Therefore, it is desirable that the microballoon whose outer shell is made of acrylonitrile should be 1 wt% or less in view of the temperature rise in the non-sheet passing region when small size paper is continuously fed as the transfer material P.
[0071]
Further, the hardness of the pressure roller 24 is preferably 55 ° or less (load of Asker C hardness meter 600 g), more preferably 50 ° or less. In order to set the hardness of the pressure roller 24 within this range, the filling amount of the microballoon whose outer shell is phenol is preferably 20 wt% or less.
[0072]
  Also, if the resin microballoon contained in the elastic layer of the pressure roller is broken in response to a thermal history in the process of being used as a heat fixing device, the hardness of the pressure roller will decrease,In the present invention,The resin shell of the resin microballoon contained in the elastic layer is broken in advance, and the resin shell is allowed to exist between the rubber and the void.
[0073]
The production of such a pressure roller will be described below.
[0074]
The unexpanded resin microballoon to be used is a powder in which a volatile material using a thermoplastic resin is encapsulated in the outer shell, and expands by heat. Examples of the thermoplastic resin include vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer, methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer, and methacrylonitrile / acrylonitrile copolymer. As encapsulated volatile substances, hydrocarbon isobutane such as butane and isobutane is known. ing.
[0075]
As the resin serving as the outer shell, a resin having a softening temperature within an appropriate range in accordance with the curing temperature of the liquid silicone rubber material is selected.
[0076]
These unexpanded resin microballoons can be easily obtained from the market as “Matsumoto Microfair F” series from Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. and “Expansel” series from EXPANSEL. Unexpanded resin microcapsules obtained from these markets usually have a diameter of about 1 to 50 μm, and are expanded at an appropriate heating temperature to form a nearly spherical sphere having a diameter of about 10 to 500 μm. .
[0077]
Examples of the silicone oil used for preventing resin microballoons from scattering include dimethylpolysiloxane and methylhydrogenpolysiloxane, as well as various modified silicone oils such as amino-modified silicone, epoxy-modified silicone, and carbinol-modified silicone. An equal amount or less of silicone oil may be added to an unexpanded resin microballoon and allowed to stand or be stirred, and the method of wetting is not particularly limited. The silicone oil to be added is preferably 50 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the unexpanded resin microballoon. When the amount is 50 parts by weight or less, a sufficient scattering prevention effect cannot be obtained, and when the amount exceeds 100 parts by weight, a problem may occur in the expansion of the microballoon.
[0078]
Subsequently, the resin microballoon heated and expanded to the predetermined size is cooled and then mixed / kneaded and dispersed in the liquid silicone rubber material. In order to prevent destruction of the already-expanded resin microballoon due to heat, when mixing or kneading, it is preferable to mix below the softening point of the resin constituting the already-expanded resin microballoon.
[0079]
The liquid silicone rubber material is not particularly limited as long as it is liquid at room temperature and is cured by heat to become a silicone rubber having rubber-like elasticity. Such a liquid silicone rubber material comprises an alkenyl group-containing diorganopolysiloxane, a silicon atom-bonded hydrogen atom-containing organohydrogenpolysiloxane, and a reinforcing filler, which is cured by an addition catalyst to form a silicone rubber. Type liquid silicone rubber composition, an organic peroxide curable silicone rubber composition comprising a alkenyl group-containing diorganopolysiloxane and a reinforcing filler, cured with an organic peroxide to form a silicone rubber, and a hydroxyl group-containing diorgano Condensation reaction consisting of polysiloxane, silicon-bonded hydrogen-containing organohydrogenpolysiloxane and reinforcing filler, and cured by condensation reaction promoting catalysts such as organotin compounds, organotitanium compounds, platinum-based catalysts to form silicone rubber Examples of curable liquid silicone rubber compositions It is. Among these, addition reaction curable liquid silicone rubber materials are preferred because of their high curing speed and excellent curing uniformity.
[0080]
In order for the cured product to be a rubber-like elastic body, the viscosity at 25 ° C. containing a linear diorganopolysiloxane as a main component is preferably 100 centipoise or more.
[0081]
In this liquid silicone rubber material, various fillers for adjusting the fluidity and improving the mechanical strength of the cured product within a range not impairing the object of the present invention, if necessary, pigments, heat-resistant agents, It may be blended with a flame retardant, a plasticizer, an adhesion-imparting agent and the like.
[0082]
The amount of the pre-expanded microballoon is selected according to the desired heat insulating property. 1-10 weight part is preferable with respect to 100 weight part of liquid silicone rubber materials. If it is 1 part by weight or less, sufficient heat insulation required for the pressure roller cannot be obtained, and if it exceeds 10 parts by weight, the viscosity of the liquid silicone rubber material increases and mixing and stirring becomes difficult.
[0083]
Next, the silicone rubber material is heat-cured and formed on the core metal at the heating expansion temperature or lower. The means and method for forming the roller by heat curing are not limited, but the roller is formed by attaching a metal core to a pipe mold having a predetermined inner diameter, injecting the silicone rubber material, and heating the mold. This method is simple and preferable. At this time, if the heating temperature is equal to or higher than the softening point of the resin microballoon, the balloon may be thermally deformed and a uniform sponge form may not be formed.
[0084]
  And in the present invention,After the cured silicone rubber roller is removed from the mold, the silicone rubber roller is heated at the heating expansion temperature or higher. Here, the resin balloon undergoes thermal shrinkage and breaks, and voids remain in the trace, and a uniform sponge form is maintained. Therefore, the sponge form of the silicone rubber roller can be used in a stable state without being affected by the heat deterioration of the resin due to the heat history during actual use.
[0085]
In order to obtain good heat insulation and strength, the average particle diameter of the heat-expanded resin balloon is preferably 80 to 200 μm.
[0086]
The average particle diameter means an average value of (diameter + minor axis) / 2 of 10 balloons randomly selected in the visual field by microscopic observation.
[0087]
With an expanded resin balloon having a particle size in this range, it is possible to obtain the heat insulation necessary for the heat insulating pressure roller with a small amount of blending, and mixing and stirring with the silicone rubber material is easy.
[0088]
If the average particle size of the heat-expanded resin balloon is 80 μm or less, a large amount of blending may be required to obtain the heat insulation required for the heat-insulating pressure roller. Problems can arise in terms of the mechanical strength of the layer.
[0089]
As the silicone oil, methyl hydrogen polysiloxane is preferred from the viewpoint of the heat resistance of the silicone rubber sponge.
[0090]
The case where the silicone oil is an amino-modified silicone oil is also preferable from the viewpoint of the heat resistance of the silicone rubber sponge.
[0091]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of another pressure roller. The elastic layer 100 of the pressure roller 24 includes a foamed elastic layer 101 and an elastic layer 24b formed on the outer peripheral surface of the foamed elastic layer 101 and having a shell and including a microballoon 24c, The other parts are the same as in FIG.
[0092]
(A) to (d) of FIG. 4 are other configuration examples of the film heating type heating device (heating fixing device).
[0093]
4 (a) shows an endless belt-like heat resistance between three substantially parallel members of a heating body 22 held by a heating body holder / film guide member 25, a film driving roller 26, and a tension roller 27. The conductive film 23 is suspended and stretched, and the heating body 22 and the pressure roller 24 are pressed against each other with the film 23 interposed therebetween to form a pressure nip N, and the film 23 is rotated by a driving roller 26. The pressure roller 24 rotates following the rotation of the film 23. Reference numeral 27 denotes a drive source for the film drive roller 26. A transfer material P as a material to be heated is introduced into the pressure nip N to heat and fix the toner image.
[0094]
In FIG. 4B, an endless belt-like heat-resistant film 23 is provided between two members of a heating body 22 held by a heating body holder / film guide member 25 and a film driving roller 26 that are substantially parallel to each other. The heating body 22 and the pressure roller 24 are pressed against each other with the film 23 interposed therebetween to form a pressure nip portion N, and the film 23 is rotationally driven by the driving roller 26. The pressure roller 24 rotates following the rotation of the film 23.
[0095]
4 (c) uses a long end film wound in a roll as the heat resistant film 23, and the heating body 22 is held by the heating body holder / film guide member 25 from the feeding shaft 28. It passes through the lower surface and is wound around the take-up shaft 29. The heating body 22 and the pressure roller 24 are pressed against each other with the film 23 interposed therebetween to form a press-contact nip portion N. The film 23 is wound up by the take-up shaft 29 and predetermined. It moves at a speed of. Even in the apparatus having the above-described configuration, the same effect as described above can be obtained by using the pressure roller 24 as the pressure means according to the present invention.
[0096]
The heating element 22 on the heating means side is not limited to the ceramic heater described above, and other appropriate heating elements such as an electromagnetic (magnetic) induction heating method can be adopted. (D) is an example of an electromagnetic induction heating method. Reference numeral 30 denotes a magnetic metal member that generates electromagnetic induction heat, and reference numeral 31 denotes an exciting coil as magnetic field generating means. The magnetic metal member 30 generates electromagnetic induction heat as a heater by a high-frequency magnetic field generated by energizing the exciting coil 31, and the heat is introduced into the pressure nip N through the film 23 in the pressure nip N. As a transfer material P. The film 23 itself can be used as an electromagnetic induction exothermic member.
[0097]
FIGS. 5A and 5B are configuration examples of a heating device (heating fixing device) of a heat roller type.
[0098]
In FIG. 5 (a), reference numeral 32 denotes a heating roller (fixing roller) as a heating means, which is a hollow metal roller such as iron / aluminum having a release layer such as a fluororesin formed on the outer peripheral surface, and serves as a heat source inside. The halogen heater 33 is incorporated. The heating roller 32 and the pressure roller 24 are brought into pressure contact to form a pressure nip portion. A transfer material P as a material to be heated is introduced into the pressure nip N to heat and fix the toner image.
[0099]
In FIG. 5B, the heating roller 32 is heated by an electromagnetic induction heating method. The heating roller 32 is made of a ferromagnetic material. In heating, a high-frequency alternating current is applied to the exciting coil 35 wound around the exciting iron core 34 to generate a magnetic field, and an eddy current is generated in the heating roller 32. That is, an eddy current is generated in the heating roller by the magnetic flux, and the heating roller 32 itself generates heat by Joule heat. Reference numeral 36 denotes an auxiliary iron core disposed so as to face the exciting iron core 34 with a heating roller interposed therebetween in order to form a closed magnetic path.
[0100]
Also in the heating device of the heat roller type as described above, the same effect as described above can be obtained by using the pressure roller 24 as the pressure means according to the present invention.
[0101]
In short, the present invention is effective for a heating device that introduces a material to be heated to a pressure nip portion between a heating unit and a pressure unit, and conveys and conveys the material to be heated, and the heating device is only used as a heat fixing device of the embodiment. Rather, for example, a device that heats a recording material carrying an image to improve surface properties (such as gloss), a device that presupposes wearing, and a sheet-like material that is fed and dried and laminated. Of course, it can be widely used as a heating device such as a device.
[0102]
【Example】
  Less than,Reference examples andThe present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0103]
  <Reference example1>
  An aluminum material having a diameter of 13 was used for the core metal 24a, and an elastic layer 24b was formed on the outside of the core metal 24a as follows.
[0104]
The resin microballoon 24c has an average particle diameter of about 100 μm, the shell material is acrylonitrile resin, and the true density is about 35 kg / cm.^Three3 parts (weight) of an already inflated microballoon (trade name: F80-ZD, manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.) is added liquid silicone rubber (viscosity 130 Pa · s, specific gravity 1.17, trade name: DY35-561A). / B, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) 97 parts and heat-cured at 130 ° C. in the mold.
[0105]
As a result, a 3 mm thick silicone rubber elastic layer 24b containing 3% by weight of resin microballoon was obtained. The thermal conductivity of the elastic layer 24b was 0.0963 W / m · K. The surface roughness was Ra 1 μm.
[0106]
Next, a release layer 24d having a thickness of 30 μm was formed on the outer periphery of the elastic layer 24b as follows.
[0107]
A fluororubber latex (trade name: GLS213, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was applied on the elastic layer 24b, irradiated with near infrared rays from the outside, and baked at a surface temperature of 290 ° C. for 15 minutes. In this baking process, it is by near infrared irradiation from the outside, the elastic layer itself is not heated so much, and the resin shell of the resin microballoon is not broken. The roller surface roughness after forming the release layer 24d as the outermost layer was Ra 1.5 μm. This elastic roller was used as the pressure roller 24 of the above-described heating and fixing apparatus 6 of the film heating type in FIG. The roller hardness is about 45 ° (ASKER-C hardness meter, load 600 g).
[0108]
As the film 23, a polyimide seamless tube having a thickness of 50 μm and a PTFE layer having a thickness of 10 μm formed thereon was used.
[0109]
Further, a total pressure of 10 kg is applied to the entire nip. The nip width at this time was about 6 mm.
[0110]
The heating body 22 is supplied with 450 W electric power, the process speed is set to 72 mm / sec, the heating body 22 is raised from room temperature, the heater temperature is adjusted to 190 ° C., and the transfer material P is passed after 5 seconds. The fixing property when paper was used and the toner stain on the pressure roller when 100 half-tone sheets were passed continuously were evaluated.
[0111]
  The fixability is 5 mm square solid black is printed on Fox River 24 lb paper as an unfixed image with LASER SHOT LBP-350, an LBP made by Canon Inc., and after passing through the heat fixing device 6 under the above conditions, This solid black image is 10 g / cm with a nonwoven fabric.²The density before and after rubbing with a pressure of was evaluated by measuring using a reflection type Macbeth reflection density type (RD914: DIVISION OF KOLLMOGEN INSTRUMENT CO.). The evaluation results are shown in Table 1. In addition, in the fixability and roller dirt of Table 1, each symbol shows the following evaluation.
(Fixability) ○: Good ×: Bad
(Roller dirt) ○: No dirt ×: Dirty
  <Comparative example 1>
  Reference example1 except that a layer made of solid silicone rubber (trade name: DY35-561A / B) is used as the elastic layer, and a fluororubber latex layer (trade name: GLS213) having a thickness of 30 μm is used as the release layer.Reference example1 was used to evaluate the rise time of the heat fixing device, the fixability of the image on the transfer material P, and the contamination of the roller 24 with toner. The evaluation results are shown in Table 1.
[0112]
  <Comparative example 2>
  Reference example1, a layer made of a foamed elastic body formed by foaming liquid silicone rubber (trade name: DY35-560A / B, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) as an elastic layer, and a thickness as a release layer. Other than using a layer consisting of a 30 μm PFA tube (manufactured by DuPont, trade name: 450HPJ),Reference example1 was used to evaluate the rise time of the heat fixing device, the fixability of the image onto the transfer material P, and the contamination of the roller 24 with toner. The evaluation results are shown in Table 1.
[0113]
  <Comparative Example 3>
  Reference example1, a layer made of a solid silicone rubber (trade name: DY35-560A / B) 97 parts filled with hollow silica (trade name: Cellstar SX39, manufactured by Tokai Kogyo Co., Ltd.) 30 parts as an elastic layer, Other than using a fluororubber latex layer (trade name: GLS213) having a thickness of 30 μm as the release layer,Reference example1 was used to evaluate the rise time of the heat fixing device, the fixability of the image onto the transfer material P, and the contamination of the roller 24 with toner. The evaluation results are shown in Table 1.
[0114]
[Table 1]

[0115]
From the above results, by filling the elastic layer 24b with the microballoon 24c, the fixing heater 22 rises faster than in the first comparative example, and good fixability can be obtained even when the transfer paper comes to the fixing nip in a short time. It turns out that it is obtained.
[0116]
This is because the microballoon 24c contains air with excellent heat insulation inside, so the thermal conductivity is reduced, and the amount of heat taken away by the pressure roller when the heater is started up is reduced. This is considered to be because the time to become is shortened.
[0117]
Further, compared with Comparative Example 2, the fixing ability is equivalent, but the roller of this embodiment is much better for roller dirt.
[0118]
In Comparative Example 2, since the PFA tube becomes the foamed cell diameter during pressurization, irregularities are formed in the nip, and the toner enters into the concaves. This is because the surface roughness of the elastic layer of the roller is close to a mirror surface, so that the roller surface layer is not uneven at the nip portion even during pressurization, and the roller is not stained with toner even when paper is passed.
[0119]
In Comparative Example 3, the thermal conductivity can be set low, but for that purpose, it is necessary to fill a large amount of hollow silica with 50 parts of silicone rubber, and even if the rubber material hardness is set low, as a result The roller hardness is 60 ° or more. For this reason, the fixing nip cannot be widened, and an amount of heat sufficient for fixing cannot be supplied to the transfer material P even if the rise is fast, and good results cannot be obtained in terms of both fixability and roller contamination.
[0120]
  <Reference example2>
  Except for forming the elastic layer 24b as follows,Reference exampleIn the same manner as in Example 1, a pressure roller was produced.
[0121]
The resin microballoon 24c has an average particle size of about 90 μm, the shell material is phenol resin, and the true density is about 230 kg / m.^Three20 parts (by weight) of an already inflated microballoon (trade name: BJ-0930, manufactured by Asia Pacific Microsheer Co., Ltd.) and 100 parts of addition-type liquid silicone rubber (trade name: DY35-561A / B) are mixed with gold. Heat curing molding was performed at 130 ° C. in the mold.
[0122]
As a result, a silicone rubber elastic layer 24b having a thickness of 3 mm and containing 16.6 wt% of resin microballoons was obtained. The thermal conductivity of the elastic layer 24b was 0.125 W / m · K. The surface roughness was Ra 1 μm.
[0123]
The pressure roller manufactured as described above was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, good results were obtained for both the fixability and roller contamination. The time required for the heater temperature to reach 190 ° C. was 5 seconds.
[0124]
  Also,Reference exampleIn the case of one pressure roller, in the fixing evaluation, when 15 sheets of envelopes (COM10), which are small size paper, are continuously passed as the transfer material P, the temperature of the non-sheet passing region of the pressure roller becomes 200 ° C. It was. Since the heat resistance temperature of the resin microballoon in the elastic layer of the pressure roller is around 200 ° C., the throughput after 16 sheets is reduced to a half speed so that the non-sheet passing area does not exceed 200 ° C. Needed to spread. On the other hand, when the pressure roller of this embodiment is used, even after 50 sheets have passed, the non-sheet passing area rises only to 220 ° C., and the resin of the pressure roller of this embodiment Since the heat resistance temperature of the microballoon is about 250 ° C., the throughput speed is set to 2/3 by increasing the space between the sheets in order to maintain the temperature after 50 sheets at 220 ° C.
[0125]
  <referenceExample 3>
  A test piece having a thickness of 12 mm is measured with a JIS-A hardness meter (1 kg load), and the outer shell is made of acrylonitrile resin in a silicone rubber having a hardness of 5 ° (trade name: DY35-561A / B). The elastic layer 24b in which a balloon (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. F80-ZD) and a microballoon whose outer shell is made of a phenol resin (BJO-0930 manufactured by Asia Pacific Microfire) was mixed was formed. The content of each microballoon in each elastic layer was changed as shown in Table 2. Each of these elastic layers 24bReference exampleThe hardness of the pressure roller 24 and the heat resistant temperature at which the roller hardness can be maintained were measured. The evaluation results are shown in Table 2.
[0126]
[Table 2]

[0127]
From the above results, the microballoon whose outer shell is acrylonitrile has a roller hardness of 200 ° C. when filled with 1 wt% or more, but there is no effect at a smaller filling amount. Therefore, it is desirable that the microballoon whose outer shell is acrylonitrile should be 1 wt% or less in view of the temperature rise of the non-sheet passing portion when small size paper is continuously fed. Also, the filling amount of the microballoon whose outer shell is phenol, the roller hardness is desirably 55 ° (Asker C hardness meter 600 g load) or less, preferably 50 ° or less. As described above, the filling amount is desirably 20 wt% or less.
[0128]
The roller hardness may be finely adjusted with the base rubber hardness or the elastic layer thickness after adjusting the thermal conductivity with the blending ratio in order to obtain a desired hardness.
[0129]
Thus, by dispersing two types of microballoons in silicone rubber, an elastic body having excellent heat resistance, low heat conduction, and adjustable roller hardness can be obtained.
[0130]
  <Example1>
  Unexpanded resin microballoon (trade name: Matsumoto Microsphere F85: particle diameter 20-30 μm, true specific gravity 1.04, wall softening point 150-155 ° C .; Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.) dimethyl silicone oil in 100 parts by weight (Product name: Dimethylpolysiloxane: KF96100CS; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight was added and stirred, and left for 10 hours to obtain a paste-like mixture wetted with silicone oil. This pasty mixture was left to dry in an oven at 90 ° C. for 1 hour. After cooling, an expanded resin microballoon having an average particle diameter of 108 μm was obtained by allowing it to stand in an oven set at a heating expansion temperature of 150 ° C. for 30 minutes. Addition-type liquid silicone rubber material (viscosity 130 Pa · s, specific gravity 1.17, trade name: DY35-561A / B: Toray Dow Corning) 100 parts by weight of the expanded resin microballoon 8 parts (microballoon itself 4 The mixture was mixed and stirred for 10 minutes with a universal mixing stirrer (trade name: Dalton: Sanei Seisakusho Co., Ltd.) at room temperature to obtain a liquid silicone rubber material mixture. Resin microballoons increased in volume by about 60 times, but there were no problems due to scattering during the next measurement / mixing process. This is due to the adhesion of dimethyl silicone oil on the surface of the expanded resin microballoon. Next, after injecting the liquid silicone rubber material mixture into a pipe-shaped mold in which an aluminum core metal 24a subjected to primer treatment is disposed, it is heated and cured using a heating plate set at 130 ° C., and after demolding, Subsequently, by heating in an oven set at 230 ° C. for 2 hours, the resin microballoon shape of the microballoon outer shell of the resin microballoon was broken to obtain a roller having a silicone rubber elastic layer 24b. The elastic layer has a thermal conductivity of 0.085 W / m · K.
[0131]
The silicone rubber elastic roller surface is subjected to a predetermined primer treatment (trade name: GLP103SR: manufactured by Daikin Industries, Ltd.), and then a fluoro rubber latex (trade name: GLS213, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as the release layer 24d. Was spray-coated at a thickness of approximately 30 μm, dried at 70 ° C., and then baked in an oven at a set temperature of 310 ° C. for 30 minutes to obtain a silicone rubber pressure roller having a rubber length of 225 mm, a rubber thickness of 2.5 mm, and an outer shape of 20 mm. .
[0132]
  <Reference example 4>
  <Example1> The unexpanded resin microballoon (Matsumoto Microsphere F85: particle size 20-30 μm, true specific gravity 1.04, wall softening point 150-155 ° C .; Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.) used in Without being directly dried in an oven at 90 ° C. for 1 hour, after cooling, it was allowed to stand in an oven set at a heating expansion temperature of 150 ° C. for 30 minutes to obtain an expanded resin microballoon having an average particle size of 110 μm. Additive type liquid silicone rubber material (viscosity 130 Pa · s, specific gravity 1.17, DY35-561A / B: Toray Dow Corning Co.) 100 parts by weight and 4 parts of the expanded resin microballoon are mixed at room temperature with a universal mixer (Dalton: Sanei Seisakusho Co., Ltd.) was mixed and stirred for 10 minutes to obtain a liquid silicone rubber material mixture. Resin microballoons increased in volume by about 60 times, and the workability was poor due to scattering during measurement and blending. Next, a PFA tube having a thickness of 30 μm whose inner surface was subjected to primer treatment was disposed on the inner side of the pipe-shaped mold, and an aluminum core metal subjected to primer treatment was disposed at the center of the pipe-shaped mold. After injecting the liquid silicone rubber material mixture between the PFA tube and the aluminum core, the mixture is heated and cured using a heating plate set at 130 ° C. to add a silicone rubber having a rubber length of 225 mm, a rubber thickness of 2.5 mm, and an outer diameter of 20 mm. A pressure roller was used. The thermal conductivity of the silicone rubber elastic layer is 0.085 W / m · K.
[0133]
  <Example2>
  Unexpanded resin microballoon (Matsumoto Microsphere F85: particle diameter 20-30 μm, true specific gravity 1.04, wall softening point 150-155 ° C .; Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.) with 100 parts by weight of silicone oil (methyl hydrogen) (Polysiloxane: KF99; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight of a 50% toluene solution was added and stirred, and left for 10 hours to obtain a silicone oil wet mixture. This pasty mixture was left to dry in an oven at 90 ° C. for 1 hour. After cooling, an expanded resin microballoon having an average particle diameter of 108 μm was obtained by allowing it to stand in an oven set at a heating expansion temperature of 150 ° C. for 30 minutes. Addition-type liquid silicone rubber material (viscosity 40 Pa · s, specific gravity 1.02, DY35-446A / B: Toray Dow Corning) 100 parts by weight of the expanded resin microballoon 3 parts (equivalent to 2 parts of the microballoon itself) The mixture was mixed and stirred at room temperature with a universal mixing stirrer (Dalton: Sanei Seisakusho Co., Ltd.) for 10 minutes to obtain a liquid silicone rubber material mixture. <Example1In the same manner as above, a silicone rubber pressure roller having a rubber length of 225 mm, a rubber thickness of 2.5 mm, and an outer shape of 20 mm was obtained. The thermal conductivity of the silicone rubber elastic layer is 0.094 W / m · K.
[0134]
  <Example3>
  Unexpanded resin microballoon (Matsumoto Microsphere F85: particle size 20-30 μm, true specific gravity 1.04, wall softening point 150-155 ° C .; Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.) 100 parts by weight of silicone oil (amino-modified silicone) : SF8417; Toray Dow Corning Co., Ltd.) 100 parts by weight was added and stirred, and the mixture was allowed to stand for 10 hours to obtain a wet silicone oil mixture. This pasty mixture was left to dry in an oven at 90 ° C. for 1 hour. After cooling, an expanded resin microballoon having an average particle size of 102 μm was obtained by allowing it to stand in an oven set at a heating expansion temperature of 150 ° C. for 30 minutes. Addition type liquid silicone rubber material (viscosity: 40 Pa · s, specific gravity: 1.02, DY35-446A / B: Toray Dow Corning) 4 parts by weight of the expanded resin microballoon (equivalent to 2 parts of the microballoon itself) ) And 1 part by weight of a peroxide vulcanizing agent (RC-2: 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, Toray Dow Corning Co., Ltd.) and a universal mixing stirrer at room temperature (Dalton: Sanei Seisakusho Co., Ltd.) Were mixed and stirred for 10 minutes to obtain a liquid silicone rubber material mixture. <Example1In the same manner as above, a silicone rubber heat insulating pressure roller having a rubber length of 225 mm, a rubber thickness of 2.5 mm, and an outer shape of 20 mm was obtained. The thermal conductivity of the silicone rubber elastic layer is 0.105 W / m · K.
[0135]
  <Experimental example>
  Next, the example1-3 and Reference Example 4An experimental example performed to confirm the performance of the pressure roller will be described.
[0136]
  Fig. 2 shows this experimental example.Film used1 is a schematic sectional view of a heating type fixing device.
[0137]
The heat-resistant film 23 is coated with a fluororesin dispersion (PTFE and PFA blended at 50/50) as a release layer through a fluorine primer with a thickness of 5 μm on a seamless polyimide film with a thickness of 40 μm and an outer diameter of 25 mm. What was baked and cut | judged to length 230mm was used.
[0138]
  24 is a pressure roller,<Examples 1 to 3 and Reference Example 4>Those obtained in the above were subjected to experiments.
[0139]
Using the film heating type fixing device, a paper passing test was performed under the following conditions. First, 1000 continuous sheets of paper are passed by the center of the fixing device at an interval of 8 sheets per minute in the A5 size in the vertical direction of unfixed images formed by a laser beam printer (trade name: Laser Shot LBP350, manufactured by Canon Inc.). Immediately after that, five sheets of A4 size paper in the vertical direction were passed, and the transportability at that time was evaluated. The results are shown in Table 3.
[0140]
  〔test conditions〕
・ Pressure roller peripheral speed: 50 mm / sec
・ Nip pressure: 9kgf
・ Maximum power supply: 500W
・ Fixing set temperature: 190 ℃
Example1However, although there was a decrease in hardness (ASK-C) in the central part and end part (A5 non-sheet passing part) of the roller, the difference was small, and there was no problem in transportability of paper wrinkles through A4 size paper.
[0141]
  on the other hand,Reference example 4In this case, the hardness at the roller end (A5 non-sheet passing portion) is greatly lowered, and the difference in hardness at the roller center portion / edge boundary is large.
[0142]
  Example2,Example3However, the hardness (ASK-C) decrease was small at the roller center and edge (A5 non-sheet passing portion), and there was no problem in the transportability of paper wrinkles through A4 size paper.
[0143]
[Table 3]

[0144]
【The invention's effect】
As described above, the heating device according to the first aspect of the present invention includes the pressure roller having low thermal conductivity and low hardness, and can efficiently use the heat from the heating means. .
[0145]
Moreover, in the manufacturing method of the silicone rubber sponge of the second aspect of the present invention, the prevention of scattering of the resin microballoons during the manufacturing process can be prevented by the silicone oil.
[0146]
In addition, in the method for producing a silicone rubber roller of the third aspect of the present invention, when used as a pressure roller of a heat fixing device, even if it receives a heat history, the hardness and thermal conductivity do not change and the fixing performance does not deteriorate. A roller can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the heat fixing device of FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of a pressure roller with a resin microballoon.
FIGS. 4A to 4D are schematic views illustrating a configuration example of a film heating type heat fixing apparatus, respectively.
FIGS. 5A to 5B are schematic views showing a configuration example of heat roller type heat fixing. FIG.

Claims

A heating means for heating the sheet-like material to be heated and a pressure roller disposed opposite to the heating means and pressed against the heating means are provided at a pressure nip portion between the heating means and the pressure roller. In a heating apparatus that heats a material to be heated by introducing the material to be heated and nipping and conveying the pressure roller, the pressure roller has an elastic layer dispersedly containing voids formed by resin microballoons around the cored bar. And
The elastic layer is formed by heating a liquid silicone rubber containing an inflated resin microballoon on a core bar at a temperature lower than the softening point of the resin microballoon, and then curing the liquid silicone rubber. The heating device is characterized in that the void portion is generated by destroying .

2. The heating device according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the elastic layer is 0.146 W / m · K or less.

Resin constituted the shell of the resin microballoons, the heating apparatus according to claim 1, characterized in that present between the cured silicone rubber and the voids.

The heating apparatus according to claim 1 , wherein the resin is a thermoplastic resin.

The thermoplastic resin, heating apparatus according to claim 4, characterized in that a thermoplastic resin selected from the group consisting of acrylonitrile resin and a vinylidene chloride resin.

The heating apparatus according to claim 1, wherein the heat-expanded resin microballoon has an average particle size of 80 to 200 µm.

The heating device according to claim 1, wherein the pressure roller has a surface hardness of 55 ° or less at Asker C.

The heating apparatus according to claim 1, wherein the pressure roller has a foamed elastic layer as an inner layer of the elastic layer.

An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms and supports an unfixed image on a recording material; and a heat fixing device that heat-fixes the unfixed image on the recording material. An image forming apparatus, which is the heating apparatus according to any one of claims 1 to 8 .