JP4446877B2 - Fixing roller and fixing device - Google Patents

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Description

この発明は、複写機、ファクシミリ又はレーザープリンタ等の電子写真方式の電子写真画像形成装置において、シート上の未定着トナーを溶融圧着し、このシートに定着させるために使用される定着装置と、この定着装置において使用される定着用ローラ及びその原材料であるシリコーンゴム発泡体に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus of an electrophotographic system such as a copying machine, a facsimile machine, or a laser printer, and a fixing device used for melt-pressing unfixed toner on a sheet and fixing it to the sheet, and The present invention relates to a fixing roller used in a fixing device and a silicone rubber foam as a raw material thereof.

従来から、電子写真方式の電子写真画像形成装置の定着装置としては、発熱源を内蔵した定着ローラと、この定着ローラに所定圧力で圧接する加圧ローラの2本のローラを備えたいわゆる一対のローラ構造が採用されており、定着ローラと加圧ローラを総称して定着用ローラと呼ばれている。   Conventionally, as a fixing device of an electrophotographic image forming apparatus of an electrophotographic system, a so-called pair of rollers including a fixing roller having a built-in heat generation source and a pressure roller that presses the fixing roller with a predetermined pressure are provided. A roller structure is employed, and the fixing roller and the pressure roller are collectively referred to as a fixing roller.

これら定着用ローラは、未定着トナーをシート上に溶融圧着するため一般に180〜200℃の高温下で一定の圧力で圧接された状態で使用される。そのため、定着用ローラには、熱膨張率が小さいこと、熱劣化が少ないことが要求される他、一定したシートの搬送能力を維持するために表面の摩擦力が一定の範囲にあることが要求される。   These fixing rollers are generally used in a state where they are pressed at a constant pressure at a high temperature of 180 to 200 ° C. in order to melt and press the unfixed toner onto the sheet. For this reason, the fixing roller is required to have a low coefficient of thermal expansion and low thermal degradation, and the surface friction force must be within a certain range in order to maintain a constant sheet conveyance capability. Is done.

また、シートの搬送力を得るために、定着ローラと加圧ローラとの転接部に所定幅のニップ部を確保しようとすると、加圧ローラの表面に高いゴム弾性層を備えていることが要求される(例えば、特許文献1を参照のこと)。   Further, in order to obtain a sheet conveying force, a high rubber elastic layer is provided on the surface of the pressure roller in order to secure a nip portion having a predetermined width at the rolling contact portion between the fixing roller and the pressure roller. Is required (see, for example, Patent Document 1).

そこで、従来、円筒状芯金の外周に、吸水率が全体の40%以上で、連続気泡率が90%以上である連続気泡構造を有するシリコーンのゴム状弾性体を設けた定着用加圧ローラが提案されている。   Therefore, conventionally, a fixing pressure roller provided with a silicone rubber-like elastic body having an open cell structure having a water absorption rate of 40% or more and an open cell rate of 90% or more on the outer periphery of a cylindrical metal core. Has been proposed.

この定着用加圧ローラは、高温下にあってもその連泡構造により、内部の蒸気が逃げ、熱膨張によるローラ外径の増加や発泡体の硬度低下が低減され、さらには十分なニップ幅を確保し得る柔軟性が高いとされている(例えば、特許文献2を参照のこと)。
特開2002−6666号公報 特開2004−70159号公報
This pressure roller for fixing has a continuous foam structure even under high temperatures, so that the internal steam escapes, the increase in the outer diameter of the roller due to thermal expansion and the decrease in the hardness of the foam are reduced, and a sufficient nip width It is said that the flexibility which can ensure is high (for example, refer patent document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-6666 JP 2004-70159 A

しかしながら、特許文献1記載の発明ではゴム発泡体の熱容量を小さくし、もってウオーミングアップ時間を短縮することが発明の主たる目的であり、その副次的効果として通紙時において安定的に良好な定着動作を達成することができると記載されているが、ゴム発泡体の熱膨張率と安定的な定着動作の関係については何等の認識もない。   However, in the invention described in Patent Document 1, it is a main object of the invention to reduce the heat capacity of the rubber foam and thereby shorten the warm-up time. However, there is no recognition of the relationship between the thermal expansion coefficient of the rubber foam and the stable fixing operation.

特許文献2記載の発明は、定着用ローラ外周のゴム発泡体が90%以上の連続気泡率構造を有し、更に当該構造に40%以上の吸水率を併有させることにより、ゴム発泡体の熱膨張によるローラ外径の増加拡大や硬度低下を軽減し、もってローラの送り速度のバラツキの問題を解決して定着動作の安定を図っている。ゴム発泡体の熱膨張に着目する点では本発明とも共通するが、90%以上の連泡構造を有する所望のゴム発泡体を得るため、3段階の加熱処理を経て発泡と硬化を行う必要があり、加熱操作が煩雑でありかつ加熱条件の変動により連泡構造が変化し 熱膨張が一定に管理されたゴム発泡体の生産が困難であった。   In the invention described in Patent Document 2, the rubber foam on the outer periphery of the fixing roller has an open cell structure of 90% or more, and further, the structure has a water absorption of 40% or more. The increase in roller outer diameter and the decrease in hardness due to thermal expansion are alleviated, thereby solving the problem of variation in the feed speed of the roller and stabilizing the fixing operation. Although it is common with this invention in the point which pays attention to the thermal expansion of a rubber foam, in order to obtain the desired rubber foam which has a 90% or more open-cell structure, it is necessary to perform foaming and hardening through three steps of heat treatments. In addition, it is difficult to produce a rubber foam in which the heating operation is complicated, the open cell structure is changed due to changes in heating conditions, and the thermal expansion is controlled to be constant.

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決し、細孔容積0.3ml/g以上の多孔質フィラーの補強作用と気体吸着作用の相乗効果により、定着用ローラの温度が常温から連続使用時の温度まで昇温しても熱膨張率が小さく、熱膨張による容積変化が一定の範囲にある、シリコーンゴム発泡体を提供し、このシリコーンゴム発泡体を採用した定着ローラ、及びこの定着ローラを内蔵した電子写真画像形成装置の定着装置を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and the temperature of the fixing roller is continuously increased from room temperature due to the synergistic effect of the reinforcing action and gas adsorption action of the porous filler having a pore volume of 0.3 ml / g or more. The present invention provides a silicone rubber foam having a small coefficient of thermal expansion even when the temperature is raised to the temperature during use, and a change in volume due to thermal expansion within a certain range, a fixing roller employing the silicone rubber foam, and the fixing It is an object of the present invention to provide a fixing device for an electrophotographic image forming apparatus incorporating a roller.

この発明は、上記課題を実現するために、請求項1に記載のシリコーンゴム発泡体は、シリコーンゴムを発泡加硫してなる発泡体を用いた定着用ローラであって、前記シリコーンゴムは、シリコーンゴムコンパウンド100質量部に、細孔容積0.3ml/g以上の多孔質フィラーを5〜50質量部含有し、熱膨張率が5.1%以上6%以下であるシリコーンゴム発泡体を用いたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fixing roller using a foam obtained by foaming and vulcanizing silicone rubber, wherein the silicone rubber foam according to claim 1 comprises : to 100 parts by weight of a silicone rubber compound, the pore volume 0.3 ml / g or more porous fillers containing 5 to 50 parts by weight, the thermal expansion coefficient of 5.1% or more and 6% or less der Resid silicone rubbers foam It is characterized by using.

請求項2に記載のシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラは、請求項1の構成に加えて、前記多孔質フィラーがゼオライト、シリカ、珪藻土、カーボンのうちの少なくとも1種類からなることを特徴としている。 The fixing roller using the silicone rubber foam according to claim 2 is characterized in that, in addition to the structure of claim 1, the porous filler is made of at least one of zeolite, silica, diatomaceous earth, and carbon. It is said.

請求項3に記載のシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラは、請求項1又は2の構成に加えて、前記シリコーンゴムの発泡剤として有機アゾ化合物を使用し、該有機アゾ化合物が、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)であることを特徴としている。 A fixing roller using the silicone rubber foam according to claim 3 uses an organic azo compound as a foaming agent for the silicone rubber in addition to the structure of claim 1 or 2, and the organic azo compound is dimethyl -1,1′-azobis (1-cyclohexanecarboxylate).

請求項に記載の電子写真画像形成装置における定着装置は、請求項1乃至3のいずれか一つに記載のシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラを用いていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, a fixing device in the electrophotographic image forming apparatus uses the fixing roller using the silicone rubber foam according to any one of the first to third aspects.

請求項1又は2に記載のシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラによれば、熱膨張率が小さい、熱劣化の少ないシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラが提供できる。また、定着用ローラがそのようなシリコーンゴム発泡体によって形成されているので、通紙時において安定したシートの搬送能力を維持することができ、良好な定着動作を示す定着用ローラが提供できる。 According to the fixing roller using the silicone rubber foam according to claim 1 or 2, it is possible to provide a fixing roller using a silicone rubber foam having a low coefficient of thermal expansion and little thermal deterioration. In addition, since the fixing roller is formed of such a silicone rubber foam, it is possible to maintain a stable sheet conveying capability during paper feeding and to provide a fixing roller that exhibits a good fixing operation.

請求項3に記載のシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラによれば、熱膨張率が小さく、更に高いゴム弾性と柔軟性を備えた、熱劣化の少ないシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラが提供できる。また、定着用ローラがそのようなシリコーンゴム発泡体によって形成されているので、通紙時において安定したシートの搬送能力を維持することができ、良好な定着動作を示す定着用ローラが提供できる。 According to the fixing roller using the silicone rubber foam according to claim 3, the fixing roller using the silicone rubber foam having a small coefficient of thermal expansion, high rubber elasticity and flexibility, and low thermal deterioration . Roller can provide. In addition, since the fixing roller is formed of such a silicone rubber foam, it is possible to maintain a stable sheet conveying capability during paper feeding and to provide a fixing roller that exhibits a good fixing operation.

請求項に記載の電子写真画像形成装置の定着装置によれば、請求項1乃至3に記載のシリコーンゴム発泡体を用いた定着用ローラが組み込まれているので、連続運転の際のシート搬送能力が安定し、定着不良の発生がきわめて少ない電子写真画像形成装置の定着装置が提供できる。 According to the fixing device of an electrophotographic image forming apparatus according to claim 4, the constant wear roller is incorporated with silicone rubber foam according to claims 1 to 3, the sheet conveying during continuous operation It is possible to provide a fixing device for an electrophotographic image forming apparatus that has stable capability and extremely low occurrence of fixing failure.

以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明のシリコーンゴムを発泡加硫してなる発泡体の基材は、ビニル基含有ジメチルシリコーン生ゴム、ビニル基含有フェニルシリコーン生ゴム、ビニル基含有フルオロシリコーン生ゴム等、またはこれらの変性物に必要に応じて煙霧質シリカ、沈降性シリカ等の補強性シリカ充填材を添加してなるものである。   The foam base material obtained by foaming and vulcanizing the silicone rubber of the present invention is a vinyl group-containing dimethyl silicone raw rubber, a vinyl group-containing phenyl silicone raw rubber, a vinyl group-containing fluorosilicone raw rubber, or a modified product thereof as necessary. Further, reinforcing silica fillers such as fumed silica and precipitated silica are added.

加硫処理に用いる付加反応用架橋剤としては、一分子中に2個以上のSiH基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが用いられ、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環状、分枝状のいずれであってもよく、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の硬化剤として公知なオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、シリコーンゴムコンパウンド成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.01〜20質量部配合することが好ましい。さらに、加硫補助剤として有機過酸化物を併用すれば、ゴムの強度や歪み等の物性向上に効果が有り、これにはベンゾイルパーオキサイド、ビス2,4ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等が例示される。また、耐熱性向上剤や硬度を調整するために非補強性シリカを添加してもよい。   As the crosslinking agent for addition reaction used in the vulcanization treatment, organohydrogenpolysiloxane having two or more SiH groups in one molecule is used. As this organohydrogenpolysiloxane, linear, cyclic, molecular, Any of the branched structures may be used, and a known organohydrogenpolysiloxane can be used as a curing agent for the addition reaction curable silicone rubber composition. The compounding amount of the organohydrogenpolysiloxane is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane as the silicone rubber compound component. In addition, the use of organic peroxide as a vulcanization aid is effective in improving physical properties such as rubber strength and strain. This includes benzoyl peroxide, bis 2,4 dichlorobenzoyl peroxide, and dicumyl peroxide. , Di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane and the like. Further, non-reinforcing silica may be added to adjust the heat resistance improver and hardness.

さらに、この付加反応による架橋反応を用いるシリコーンゴム発泡体には、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等の公知の白金触媒抑制剤を添加するのが好ましい。   Furthermore, it is preferable to add a known platinum catalyst inhibitor such as methylvinylcyclotetrasiloxane, acetylene alcohols, siloxane-modified acetylene alcohol, hydroperoxide, etc. to the silicone rubber foam using a crosslinking reaction by this addition reaction.

付加反応触媒としては、従来より知られているいずれのものでもよく、具体的には白金族の金属単体及びその化合物を用いることができる。例えば、シリカ、アルミナ又はシリカゲルのような担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸6水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸6水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒などが挙げられる。これら触媒の添加量は触媒量であり、通常、白金系金属量に換算して1〜1,000ppmの範囲で使用されるが、好ましくは10〜500ppmの範囲が適当である。1ppmより少ないと架橋反応が十分促進されず、硬化が不十分となる場合があり、1,000ppmより多く加えても反応性に対する影響も少なく、また不経済である。   The addition reaction catalyst may be any conventionally known catalyst. Specifically, a platinum group metal simple substance and a compound thereof can be used. For example, particulate platinum metal adsorbed on a support such as silica, alumina or silica gel, platinous chloride, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid hexahydrate complex with olefin or divinyldimethylpolysiloxane, chloroplatinic acid Examples thereof include platinum-based catalysts such as hexahydrate alcohol solutions, palladium catalysts, and rhodium catalysts. The addition amount of these catalysts is a catalyst amount and is usually used in the range of 1 to 1,000 ppm in terms of the amount of platinum-based metal, but preferably in the range of 10 to 500 ppm. If it is less than 1 ppm, the crosslinking reaction may not be sufficiently promoted and curing may be insufficient. Even if it is added in excess of 1,000 ppm, there is little influence on the reactivity and it is uneconomical.

発泡剤としては、従来より知られているいずれのものでもよく、具体的には、アゾジカルボンアミド、アゾビス−イソブチロニトリルなどの有機アゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)が好適に使用できるが、これに限定するものではない。   The blowing agent may be any conventionally known one, and specifically, an organic azo compound such as azodicarbonamide, azobis-isobutyronitrile is preferably used. In particular, dimethyl-1,1'-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) can be preferably used, but is not limited thereto.

本発明に使用される多孔質フィラーの添加量は、シリコーンゴムコンパウンド100質量部に対し5質量部未満では十分な補強作用が得られず、低熱膨張率を維持できない、また、50質量部を越えると加工性が悪くなり、得られるシリコーンゴムの物理特性が低下するので、好ましくは10〜40質量部である。   When the amount of the porous filler used in the present invention is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber compound, a sufficient reinforcing action cannot be obtained, and the low thermal expansion coefficient cannot be maintained, and more than 50 parts by mass. Since the workability is deteriorated and the physical properties of the resulting silicone rubber are deteriorated, the amount is preferably 10 to 40 parts by mass.

多孔質フィラーとして、例えば水銀圧入法等(この方法に用いる装置を例示すると自動比表面積測定装置「GEMINI2375」(商品名、(株)島津製作所製)にて積算細孔容積を測定したときに0.3ml/g以上の細孔容積を有する無機多孔質充填材なら用いることができる、具体的には、合成ゼオライトフィラーであるゼオスター「CA−100P」(商品名、日本科学工業(株)製)、シリカフィラー「SUNSPHERE H33」(商品名、旭硝子(株)製)が例示される。   As the porous filler, for example, a mercury intrusion method or the like (an example of an apparatus used in this method is 0 when the integrated pore volume is measured by an automatic specific surface area measuring device “GEMINI 2375” (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation). Any inorganic porous filler having a pore volume of 3 ml / g or more can be used. Specifically, ZEOSTAR “CA-100P”, which is a synthetic zeolite filler (trade name, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) And silica filler “SUNSPHERE H33” (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).

本発明のシリコーンゴムを発泡加硫してなる発泡体には、必要に応じて粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填剤、着色剤、耐熱向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導向上剤等の添加剤や離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤などを添加してもよい。   The foam formed by foaming and vulcanizing the silicone rubber of the present invention is filled with non-reinforcing silica such as pulverized quartz and diatomaceous earth, carbon black such as acetylene black, furnace black and channel black, and calcium carbonate as necessary. Additives, colorants, heat resistance improvers, flame retardant improvers, acid acceptors, heat conduction improvers, release agents, alkoxysilanes, diphenylsilanediols, carbon functional silanes, both end silanol group blocking low You may add dispersing agents, such as molecular siloxane.

本発明のためのシリコーンゴム配合物は、上記した成分を2本ロール、バンバリーミキサー、ドウミキサー(ニーダー)などのゴム混練り機を用いて均一に混合することにより得ることができる。   The silicone rubber compound for the present invention can be obtained by uniformly mixing the above-described components using a rubber kneader such as a two-roll, Banbury mixer, or dough mixer (kneader).

このようにして調製されたシリコーンゴム配合物は、加熱発泡硬化させることにより容易に熱膨張率が6%以下であることを特徴とするシリコーンゴム発泡体を得ることができる。その硬化発泡方法は発泡剤の分解及びシリコーンゴムの加硫に十分な熱をかけられる方法であればよく、またその成形法も押出成形による連続加硫、プレス、インジェクションによる型成形等、特に制限されるものではない。この場合、加熱温度は100〜500℃、特に200〜400℃、加熱時間は数秒〜1時間、特に10秒〜30分であることが好ましい。また、必要に応じて180〜250℃で1〜10時間程度2次加硫してもよい。   The silicone rubber composition thus prepared can be easily foamed and cured by heating to obtain a silicone rubber foam characterized by having a coefficient of thermal expansion of 6% or less. The curing foaming method may be any method that can apply sufficient heat to the decomposition of the foaming agent and the vulcanization of the silicone rubber, and the molding method is particularly limited to continuous vulcanization by extrusion, pressing, injection molding, etc. Is not to be done. In this case, the heating temperature is preferably 100 to 500 ° C, particularly 200 to 400 ° C, and the heating time is preferably several seconds to 1 hour, particularly 10 seconds to 30 minutes. Moreover, you may carry out secondary vulcanization at 180-250 degreeC for about 1 to 10 hours as needed.

次に、本発明の定着ローラと定着用ローラの実施の形態について図を用いて詳細に説明する。図1は定着ローラの一実施例の構成を示した斜視図であり、図2は定着用ローラとして一対のローラ構造としたときの要部横断面図である。   Next, embodiments of the fixing roller and the fixing roller of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of a fixing roller, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part when a pair of roller structures is used as a fixing roller.

本発明の定着ローラAの基本構成は、金属製軸体1とその外側のシリコーンゴム発泡体2とからなり、図1に示す如く配置される。図1の金属製軸体1は、加工に先立ち上記シリコーンゴム発泡体2との密着性を向上するため、有機溶剤等で洗浄して油分を除去し、プライマー処理しておくことが好ましい。プライマー処理としては、具体的には「プライマーNo.101A/B」(商品名、信越化学工業(株)製)を塗布し、オーブンにて焼成処理をしたが、このプライマー剤及びこの処理方法に限られるものではない。   The basic configuration of the fixing roller A of the present invention is composed of a metal shaft 1 and a silicone rubber foam 2 on the outside thereof, which are arranged as shown in FIG. In order to improve the adhesion with the silicone rubber foam 2 prior to processing, the metal shaft body 1 in FIG. 1 is preferably cleaned with an organic solvent or the like to remove oil and then subjected to primer treatment. As the primer treatment, specifically, “Primer No. 101A / B” (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied and baked in an oven. It is not limited.

本発明のシリコーンゴム配合物と上記金属製軸体は、押出成型機にて一体押出しした後、赤外線オーブンにて焼成処理し、図1の定着ローラ実施例に示したような円筒形状に円筒研削盤にて外径を研磨した。 金属製軸体1とシリコーンゴム発泡体2が密着し、かつ、図1に示すような円筒形の外観形状が得られる方法であれば、当該方法に限られるものではなく、シリコーンゴム発泡体2のみを先に発泡形成しておき、後で金属製軸体1と接着するような方法でもよい。   The silicone rubber compound of the present invention and the metal shaft body are integrally extruded by an extrusion molding machine and then baked in an infrared oven to be cylindrically ground into a cylindrical shape as shown in the fixing roller embodiment of FIG. The outer diameter was polished with a board. As long as the metal shaft 1 and the silicone rubber foam 2 are in close contact with each other and a cylindrical appearance as shown in FIG. 1 is obtained, the method is not limited to this method, and the silicone rubber foam 2 Alternatively, a method may be used in which only foaming is first formed and then bonded to the metal shaft 1 later.

定着ローラAは未定着トナーを溶融圧着するため発熱できることが必要であり、図1の定着ローラAに用いる金属製軸体1は、発熱源を内蔵している。定着ローラの発熱には電磁誘導加熱(Induction Heating)等も用いられ、その場合は、金属製軸体1は無垢の金属棒でも良い。IH加熱方式では、磁力線を発生させるためのIHコイルが金属製軸体1の周囲に配置される。   The fixing roller A needs to be able to generate heat in order to melt and press the unfixed toner, and the metal shaft 1 used for the fixing roller A in FIG. 1 incorporates a heat source. Induction heating or the like is also used for heat generation of the fixing roller. In this case, the metal shaft 1 may be a solid metal rod. In the IH heating method, an IH coil for generating magnetic field lines is arranged around the metal shaft body 1.

図2の加圧ローラBは、シート上の未定着トナーを溶融圧着するに際して、シートを定着ローラに押し付ける役目を担うものであり、加圧ローラB自体には発熱機能は無くても良い。   The pressure roller B in FIG. 2 plays a role of pressing the sheet against the fixing roller when the unfixed toner on the sheet is melt-pressed, and the pressure roller B itself may not have a heat generating function.

本発明の定着ローラを用いた場合の定着不良の発生有無を調べるに際しては、上記の如く作成した定着ローラAを上側、加圧ローラBを下側にして、定着ローラAと加圧ローラBの転接部に所定幅のニップ部が確保できる程度の圧力をかけて、図2に示す構成で実際の定着装置に組み込み、評価専用パターンの連続印字試験を行い、目視評価にて印字品質の評価をした。   When examining the occurrence of fixing failure when the fixing roller of the present invention is used, the fixing roller A and the pressure roller B created as described above are set on the upper side and the pressure roller B on the lower side. Applying enough pressure to ensure a nip with a predetermined width at the rolling contact, incorporating it into the actual fixing device with the configuration shown in Fig. 2, conducting a continuous print test of the dedicated pattern for evaluation, and evaluating the print quality by visual evaluation Did.

以下、実施例を挙げてこの発明をより具体的に説明するが、この発明の主旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.
[Example 1]

シリコーンゴムコンパウンド「KE−551U」(商品名、信越化学工業(株)製)100質量部に対して、多孔質フィラーとして、合成ゼオライトフィラーであるゼオスター「CA−100P」(商品名、日本化学工業(株)製)30質量部、オルガノハイドロジエンポリシロキサン2質量部、発泡剤ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)5質量部、触媒として塩化白金酸を加え、シリコーンゴム配合物を調製した。また、金属製軸体(直径14mm×350mm、SUS22に無電解ニッケルメッキを施したもの)をトルエン洗浄し、プライマーとして「プライマーNo.101A/B」(商品名、信越化学工業(株)製)を塗布する。   For 100 parts by mass of silicone rubber compound “KE-551U” (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), as a porous filler, ZEOSTER “CA-100P” (trade name, Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), which is a synthetic zeolite filler. Co., Ltd.) 30 parts by weight, organohydrodiene polysiloxane 2 parts by weight, blowing agent dimethyl-1,1'-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) 5 parts by weight, chloroplatinic acid as a catalyst, and silicone rubber blended A product was prepared. Also, a metal shaft (diameter 14 mm × 350 mm, SUS22 electroless nickel-plated) was washed with toluene, and “Primer No. 101A / B” as a primer (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Apply.

さらに、プライマー処理した金属製軸体を、ギヤオーブンにて180℃の温度にて30分間焼成処理し、常温にて30分間以上冷却し、プライマー処理した金属製軸体とシリコーンゴム配合物とを、押出成形機にて一体押出し、それをIR炉にて焼成処理して、スポンジロール原形を形成する。それをさらにギヤオーブンにて200℃の温度にて7時間焼成処理し、常温にて1時間放置した後、円筒研削盤にて外径研削し、20℃の恒温室にて保管し、端部から10mmの部位と中央部の計3点について、製品外径測定を行った。   Further, the primer-treated metal shaft body was baked at a temperature of 180 ° C. for 30 minutes in a gear oven, cooled at room temperature for 30 minutes or more, and the primer-treated metal shaft body and the silicone rubber compound were combined. Then, it is integrally extruded by an extruder and fired in an IR furnace to form a sponge roll original. It was further baked for 7 hours at 200 ° C. in a gear oven, left at room temperature for 1 hour, then externally ground with a cylindrical grinder and stored in a constant temperature room at 20 ° C. The outer diameter of the product was measured for a total of three points, 10 mm from the center and the central part.

こうして得られたロールを180℃にて2時間加熱し、製品の温度が180±5℃の時の製品外径を20℃の時と同様に測定した。こうして得られたデータを元に20〜180℃のスポンジ層の以下の熱膨張率の計算式を用いて算出した。   The roll thus obtained was heated at 180 ° C. for 2 hours, and the product outer diameter when the product temperature was 180 ± 5 ° C. was measured in the same manner as at 20 ° C. Based on the data thus obtained, calculation was made using the following formula for calculating the coefficient of thermal expansion of the sponge layer at 20 to 180 ° C.

Figure 0004446877
Figure 0004446877

また、このような構成として得られた加圧ローラを定着装置に組み込んで、定着不良の発生有無を調べるため実際に実機に組み込みA4普通紙を用いて5%印字を30000枚行った。その後、専用評価パターンを用いて目視にて印字評価を行った。◎は問題なし、×は印字かすれや白抜けといった重大な問題となり得る事象の発生、○は通常の文章印刷では問題ないが、グラフや写真を印刷する場合には多少の難があるという評価レベルを示している。   Further, the pressure roller obtained as described above was incorporated into a fixing device, and in order to check whether or not fixing failure occurred, it was actually incorporated into an actual machine and 50000 printing was performed using A4 plain paper. Thereafter, the printing was evaluated visually using a dedicated evaluation pattern. ◎ is no problem, × is an occurrence of a serious problem such as fading or whiteout, ○ is an evaluation level that there is no problem with normal text printing, but there are some difficulties when printing graphs and photos Is shown.

また、フィラーの細孔容積は、自動非表面積測定装置「GEMINI2375」(商品名、(株)島津製作所製)を用いて確認した。   The pore volume of the filler was confirmed using an automatic non-surface area measuring device “GEMINI 2375” (trade name, manufactured by Shimadzu Corporation).

これらのデータを表1に示す。
[実施例2]
These data are shown in Table 1.
[Example 2]

実施例1の多孔質フィラーをシリカフィラー「SUNSPHERE H33」(商品名、旭硝子(株)製)30質量部とした以外は、実施例1と同様にスポンジローラを成形した。得られたロールについて、実施例1と同様の方法に熱膨張率及び定着性の確認を行った。これらのデータを表1に示す。
[実施例3]
A sponge roller was molded in the same manner as in Example 1 except that the porous filler of Example 1 was changed to 30 parts by mass of silica filler “SUNSPHERE H33” (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). About the obtained roll, the thermal expansion coefficient and the fixability were confirmed in the same manner as in Example 1. These data are shown in Table 1.
[Example 3]

実施例1の発泡剤をジメチル−1,1’−アゾ−ビスイソブチルニトリル5質量部とした以外は、実施例1と同様にスポンジローラを成形した。得られたロールについて、実施例1と同様の方法に熱膨張率及び定着性の確認を行った。これらのデータを表1に示す。
[比較例1]
A sponge roller was molded in the same manner as in Example 1, except that 5 parts by mass of dimethyl-1,1′-azo-bisisobutylnitrile was used as the foaming agent in Example 1. About the obtained roll, the thermal expansion coefficient and the fixability were confirmed in the same manner as in Example 1. These data are shown in Table 1.
[Comparative Example 1]

実施例1のフィラーを非孔質フィラー「SUNSPHERE NP−30」(商品名、旭硝子(株)製)30質量部とした以外は、実施例1と同様にスポンジローラを成形した。得られたロールについて、実施例1と同様の方法に熱膨張率及び定着性の確認を行った。これらのデータを表1に示す。   A sponge roller was molded in the same manner as in Example 1 except that the filler of Example 1 was changed to 30 parts by mass of the non-porous filler “SUNSPHERE NP-30” (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). About the obtained roll, the thermal expansion coefficient and the fixability were confirmed in the same manner as in Example 1. These data are shown in Table 1.

Figure 0004446877
Figure 0004446877

実施例1及び2は、細孔容積0.3ml/g以上の多孔質フィラー及びジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)発泡剤を用いた場合であり、請求項3に対応する実施例である。得られた定着ロールの熱膨張率は6%以下であり、専用評価パターンを用いた定着性評価では、極めて良好な定着性の結果が得られた。   Examples 1 and 2 are cases where a porous filler having a pore volume of 0.3 ml / g or more and a dimethyl-1,1′-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) foaming agent were used, and corresponded to claim 3. This is an example. The obtained fixing roll had a coefficient of thermal expansion of 6% or less, and the fixability evaluation using the dedicated evaluation pattern gave a very good fixability result.

実施例3は、発泡剤をシリコーンゴム発泡用に一般に用いられる発泡剤とした場合であり、請求項2に対応する実施例である。定着ロールの熱膨張率は実施例1及び2の場合より若干大きいが6%以下が得られ、またグラフや写真印刷のような使用条件でない限り、定着性評価の結果も概ね良好であった。この結果より細孔容積0.3ml/g以上の多孔質フィラーを含有すれば、本発明の効果が得られることが分かる。   Example 3 is a case in which the foaming agent is a foaming agent generally used for foaming silicone rubber, and corresponds to claim 2. Although the thermal expansion coefficient of the fixing roll was slightly larger than those in Examples 1 and 2, 6% or less was obtained, and the results of the fixing property evaluation were generally good unless the conditions were such as graphs and photographic printing. From this result, it can be seen that the effect of the present invention can be obtained if a porous filler having a pore volume of 0.3 ml / g or more is contained.

比較例1は本発明に拠らない、細孔容積0.05ml/gの非孔質フィラー及び発泡剤にジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)を用いた場合である。定着ロールの熱膨張率は7.5%となり、定着性評価中に白抜けなどが観察される等、重大な問題となり得る事象の発生が認められた。この結果より発泡剤の選定のみでは所望の効果は得られず、細孔容積0.3ml/g以上の多孔質フィラーを含有せしめることが有効であることが分かる。   Comparative Example 1 is a case where dimethyl-1,1'-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) is used as the non-porous filler having a pore volume of 0.05 ml / g and the foaming agent, which are not based on the present invention. The thermal expansion coefficient of the fixing roll was 7.5%, and occurrence of an event that could be a serious problem was observed, such as white spots observed during the fixing performance evaluation. From this result, it is understood that the desired effect cannot be obtained only by selecting the foaming agent, and it is effective to contain a porous filler having a pore volume of 0.3 ml / g or more.

本発明の定着ローラ実施例の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a fixing roller embodiment of the present invention. 定着用ローラとして一対のローラ構造としたときの要部横断面図である。It is a principal part cross-sectional view when it is set as a pair of roller structure as a fixing roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 金属製軸体
2 シリコーンゴム発泡体
A 定着ローラ
B 加圧ローラ
1 Metal shaft body 2 Silicone rubber foam A Fixing roller B Pressure roller

Claims (4)

シリコーンゴムを発泡加硫してなる発泡体を用いた定着用ローラであって、前記シリコーンゴムは、シリコーンゴムコンパウンド100質量部に、細孔容積0.3ml/g以上の多孔質フィラーを5〜50質量部含有し、熱膨張率が5.1%以上6%以下であるシリコーンゴム発泡体を用いたことを特徴とする定着用ローラ A fixing roller using a foamed product obtained by foaming and vulcanizing silicone rubber, wherein the silicone rubber contains 5 to 5 parts of a porous filler having a pore volume of 0.3 ml / g or more in 100 parts by mass of a silicone rubber compound. It contained 50 parts by weight, fixing roller, wherein the thermal expansion coefficient using a der Cie silicone rubbers foam 6% less than 5.1%. 前記多孔質フィラーがゼオライト、シリカ、珪藻土、カーボンのうちの少なくとも1種類からなることを特徴とする請求項1に記載の定着用ローラThe fixing roller according to claim 1, wherein the porous filler is made of at least one of zeolite, silica, diatomaceous earth, and carbon. 前記シリコーンゴムの発泡剤として有機アゾ化合物を使用し、該有機アゾ化合物が、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)であることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着用ローラThe organic azo compound is used as a foaming agent for the silicone rubber, and the organic azo compound is dimethyl-1,1'-azobis (1-cyclohexanecarboxylate). Fixing roller . 請求項1乃至3のいずれか一つに記載の定着用ローラを用いた電子写真画像形成装置における定着装置 Fixing device in an electrophotographic image forming apparatus using the constant wear rollers according to any one of claims 1 to 3.
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