JP5013700B2 - Image heating device - Google Patents

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本発明は、電子写真技術や静電記録技術を用いたプリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される加熱定着装置として用いれば好適な像加熱装置に関する。   The present invention relates to an image heating apparatus suitable for use as a heating and fixing apparatus mounted on an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, or a facsimile using an electrophotographic technique or an electrostatic recording technique.

像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢増大装置を挙げることができる。   Examples of the image heating device include a fixing device that fixes an unfixed image on a recording material, and a gloss increasing device that increases the glossiness of an image by heating the image fixed on the recording material.

従来、画像形成装置において、記録材上に形成担持させた未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する装置としては接触加熱型の装置が汎用されている。この接触加熱型の定着装置は、記録材に接触する表面の温度を所定の定着温度に加熱した回転可能な加熱部材(以下、定着ローラと記す)を記録材に対してニップ部にて接触させて、記録材上の未定着トナー画像を固着画像として加熱定着するものである。 Conventionally, in an image forming apparatus, contact heating type apparatus is widely as apparatus for heating and fixing an unfixed toner image is formed and carried on the recording material as a solid Chakugazo. In this contact heating type fixing device, a rotatable heating member (hereinafter referred to as a fixing roller) having a surface temperature in contact with a recording material heated to a predetermined fixing temperature is brought into contact with the recording material at a nip portion. Te is for heating and fixing an unfixed toner image on the recording material as a solid Chakugazo.

定着ローラの加熱方式としては、内部加熱方式と、外部加熱方式(表面加熱方式)がある。内部加熱方式は、定着ローラの内部に加熱手段(加熱源:ヒータ)を配設し、定着ローラを内側から加熱して定着ローラの表面を所定の定着温度に加熱するものである。外部加熱方式は、定着ローラの外部に加熱手段を配設し、定着ローラを外側から加熱して定着ローラの表面を所定の定着温度に加熱するものである。   As the heating method of the fixing roller, there are an internal heating method and an external heating method (surface heating method). In the internal heating method, a heating means (heating source: heater) is disposed inside the fixing roller, and the fixing roller is heated from the inside to heat the surface of the fixing roller to a predetermined fixing temperature. In the external heating method, a heating unit is provided outside the fixing roller, and the fixing roller is heated from the outside to heat the surface of the fixing roller to a predetermined fixing temperature.

外部加熱方式の装置は、加熱手段により定着ローラを外側より加熱するため、定着ローラの表面を急激に昇温させることが可能である。そのために、ウォームアップ時間が内部加熱方式の装置に比べ短縮される。   Since the external heating system heats the fixing roller from the outside by the heating means, the surface of the fixing roller can be rapidly heated. Therefore, the warm-up time is shortened as compared with the internal heating type apparatus.

外部加熱方式の装置は、定着ローラに対して加熱手段を非接触に配設して放射熱で定着ローラを加熱する非接触式のものと、定着ローラに対して加熱手段を接触させて配設して熱伝導で定着ローラを加熱する接触式の装置とに大別される。 The apparatus of external heating type, and that of the non-contact type which is disposed a heating means in a non-contact with the fixing roller to heat the fixing roller in radiant heat, disposed in contact with the heating means with respect to the fixing roller Then, it is roughly classified into a contact type device that heats the fixing roller by heat conduction.

特許文献1や2には非接触式の装置が記載されている。特許文献3には接触式の装置が記載されている。   Patent Documents 1 and 2 describe non-contact devices. Patent Document 3 describes a contact-type device.

特許文献3の接触式の装置は、定着ローラの外周面に、加熱手段として、小径の加熱ローラを接触させる。この場合には、小径の加熱ローラは内蔵したハロゲンヒータ等のヒータにより短い時間で昇温され、定着ローラ表面を直接加熱ローラで加熱するために定着ローラ表面の昇温スピードを速くするものであった。   In the contact-type device of Patent Document 3, a small-diameter heating roller is brought into contact with the outer peripheral surface of the fixing roller as a heating unit. In this case, the small diameter heating roller is heated in a short time by a built-in heater such as a halogen heater, and the heating temperature of the fixing roller surface is increased in order to heat the fixing roller surface directly by the heating roller. It was.

これら外部から定着ローラ表面を加熱する方法では、定着ローラの弾性層を熱伝導率の低いシリコーンゴムや発泡シリコーンゴムを断熱層とし、その上に表面層としてフッ素樹脂離型性層を被覆して形成されている。   In these methods of heating the surface of the fixing roller from the outside, the elastic layer of the fixing roller is made of a silicone rubber or foamed silicone rubber having a low thermal conductivity as a heat insulating layer, and a fluororesin release layer is coated thereon as a surface layer. Is formed.

さらに、特許文献3では、蓄熱層として断熱層と離型性層の間に高熱伝導のシリコーンゴム層を介在させる構成を提案している。これにより定着ローラ表面を外部から直接加熱する方式のため、急速に定着ローラ表面を加熱することが可能となり、ウォームアップ時間が短縮される。かつ、定着ローラが弾性層を有しているため、定着ローラが均一に未定着画像に接することで画像光沢ムラの発生を防止することが可能になっている。
特開平7−152271号公報 特開平9−54510号公報 特開2004−317788号公報
Furthermore, Patent Document 3 proposes a configuration in which a high thermal conductive silicone rubber layer is interposed between a heat insulating layer and a release layer as a heat storage layer. Accordingly, since the fixing roller surface is directly heated from the outside, the fixing roller surface can be rapidly heated, and the warm-up time is shortened. In addition, since the fixing roller has an elastic layer, it is possible to prevent the occurrence of uneven image gloss when the fixing roller uniformly contacts an unfixed image.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-152271 Japanese Patent Laid-Open No. 9-54510 JP 2004-317788 A

しかしながら、上述した従来の外部加熱方式の定着装置でも、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質、安全性、耐久性といったすべてにおいて優れた性能を達成させることは非常に困難である。   However, even with the above-described conventional external heating type fixing device, it is possible to achieve excellent performance in all of the shortening of the temperature rising time at the time of startup, the reduction of power consumption, and further high speed, high image quality, safety and durability. Is very difficult.

例えば、特許文献1や2の非接触式の装置のように、弾性層を有する定着ローラ表面を外部からハロゲンヒータ等の熱源により加熱する場合、定着ローラがトナー汚染等したときに記録材が定着ローラに巻き付くことがある。この状態でハロゲンヒータへの通電が開始されると記録材を直接ハロゲンヒータで加熱する等の課題があった。   For example, when the surface of a fixing roller having an elastic layer is externally heated by a heat source such as a halogen heater as in the non-contact type apparatus of Patent Documents 1 and 2, the recording material is fixed when the fixing roller is contaminated with toner. It may wind around the roller. When energization of the halogen heater is started in this state, there is a problem that the recording material is directly heated by the halogen heater.

また、特許文献3の接触式の装置では、定着ローラ表面を加熱する加熱ローラの小径化によってウォームアップタイムの短縮を狙っているが、加熱ローラが小径になった場合には、定着ローラとの加熱ニップが十分に形成できない。そのために、加熱ローラ表面の熱が効率良く定着ローラに移動できず、結果としてウォームアップタイムが思ったほど速くはならなかった。これを改善するために定着ローラや加熱ローラの径を大きくした場合には、熱容量が大きくなってしまい、やはりウォームアップタイムを短縮することが困難となってしまっていた。また、加熱効率が悪いため、画像形成装置を高速化した場合には、連続プリントを行った際には、定着ローラ表面を所定温度に維持することが困難となり、定着不良を招いたり、スループットダウンを余儀なくされていた。   Further, in the contact-type device of Patent Document 3, the heat roller that heats the surface of the fixing roller is aimed to reduce the warm-up time. However, if the heating roller has a small diameter, The heating nip cannot be formed sufficiently. For this reason, the heat on the surface of the heating roller could not be efficiently transferred to the fixing roller, and as a result, the warm-up time was not as fast as expected. In order to improve this, when the diameter of the fixing roller or the heating roller is increased, the heat capacity increases, and it is difficult to shorten the warm-up time. In addition, due to poor heating efficiency, when the image forming apparatus is speeded up, it is difficult to maintain the surface of the fixing roller at a predetermined temperature when continuous printing is performed, resulting in poor fixing or reduced throughput. Had to be forced.

ウォームアップタイムを短縮するために、定着ローラの弾性層を発泡シリコーンゴム等のスポンジ状に形成し、表面に離型性層としてPFAチューブを被覆したようなローラを用いた場合には、ウォームアップタイムは短縮される。しかし、定着ニップ部において、記録材上のトナー画像を定着可能となる定着ローラ表面温度は高く設定する必要がある。これは、定着ローラが断熱性を優先するあまり、熱容量が小さくなり、定着ニップ部で加熱定着に必要な熱量を十分に確保することが困難になることによる。また、定着ローラ表面が断熱性を有するため、加熱ローラからの熱量の受渡しが積極的に行われない。このことから、加熱ローラ表面温度を定着ローラ表面温度に比べて十部に高い温度に維持する必要があった。このため、加熱ローラ保持部材や加熱ローラ周囲の部材においては、高い耐熱性能が要求されてしまっていた。   In order to shorten the warm-up time, when using a roller with an elastic layer of the fixing roller in the form of a sponge, such as foamed silicone rubber, and with a PFA tube coated on the surface as a release layer, warm-up Time is shortened. However, the fixing roller surface temperature at which the toner image on the recording material can be fixed needs to be set high in the fixing nip portion. This is because the heat capacity is reduced because the fixing roller gives priority to heat insulation, and it becomes difficult to secure a sufficient amount of heat necessary for heat fixing at the fixing nip portion. Further, since the surface of the fixing roller has a heat insulating property, the amount of heat from the heating roller is not actively transferred. For this reason, it has been necessary to maintain the heating roller surface temperature at a temperature that is ten times higher than the fixing roller surface temperature. For this reason, high heat resistance has been required for the heating roller holding member and members around the heating roller.

これを回避する方法として、特許文献3では、定着ローラの弾性層を2層に分け、下層を断熱層、最上層を高熱伝導シリコーンゴム層とする提案となっており、高熱伝導シリコーンゴム層で蓄熱することで、上記の課題を解決するよう記載されている。   As a method for avoiding this, Patent Document 3 proposes that the elastic layer of the fixing roller is divided into two layers, the lower layer is a heat insulating layer, and the uppermost layer is a high thermal conductive silicone rubber layer. It is described so as to solve the above problems by storing heat.

しかし、特許文献3では、定着ローラ表層に離型性層としてフッ素樹脂層を形成する旨が記載されている。通常、フッ素樹脂層は熱伝導率が低く、我々の研究によれば、該フッ素樹脂層が例え10μm〜20μm程度の薄い層で形成されていたとしても、該フッ素樹脂層が熱のバリア層となってしまい、以下に挙げる課題が発生する。   However, Patent Document 3 describes that a fluororesin layer is formed as a release layer on the surface of the fixing roller. Usually, the fluororesin layer has a low thermal conductivity, and according to our research, even if the fluororesin layer is formed as a thin layer of about 10 μm to 20 μm, the fluororesin layer is not a thermal barrier layer. As a result, the following problems occur.

まず一つ目は、外部の加熱ローラ表面からの熱を定着ローラの蓄熱層である高熱伝導弾性層まで拡散するのに時間がかかる。よって、定着ローラの蓄熱層である高熱伝導弾性層に十分な熱量を拡散するためには、加熱ローラの温度を高く設定し、定着ローラ表面の温度もそれに従い、結局のところ高い温度に維持しなくてはならなくなってしまっていた。   First, it takes time to diffuse the heat from the surface of the external heating roller to the high thermal conductive elastic layer that is the heat storage layer of the fixing roller. Therefore, in order to spread a sufficient amount of heat to the high thermal conductivity elastic layer, which is the heat storage layer of the fixing roller, the temperature of the heating roller is set high, and the temperature of the surface of the fixing roller is accordingly maintained, and eventually maintained at a high temperature. I had to do it.

さらに一つは、定着ニップ部で定着ローラの高熱伝導弾性層に蓄熱した熱を記録材上のトナー像へ伝えるときに、該フッ素樹脂層が伝熱を阻害する。   Furthermore, when the heat stored in the high thermal conductive elastic layer of the fixing roller is transmitted to the toner image on the recording material at the fixing nip, the fluororesin layer inhibits heat transfer.

以上のことから、例え断熱層と離型性層の間に蓄熱層としての高熱伝導シリコーンゴムを介在させた場合であっても、ウォーミングアップ時間の短縮、および画像形成装置が高速化した場合の十分な定着性能の提供はできなかった。   From the above, even when a high thermal conductive silicone rubber as a heat storage layer is interposed between the heat insulating layer and the release layer, it is sufficient when the warm-up time is shortened and the image forming apparatus is speeded up. Provisional fixing performance could not be provided.

以上、従来の外部加熱方式の定着装置の場合でも、スタンバイ中に電力を消費せず、プリント信号を受信してから未定着トナー像が形成された記録材を加熱定着するまでの時間(以後、ファーストプリントアウトタイムと記す)を十分に低減できない。したがって、画像形成装置の高速化を達成すると共に、ハーフトーン画像を含む画像を高画質状態で加熱定着し、長い耐久寿命を達成し、記録材に対して十分な定着性能を達成する定着装置は実現していない。   As described above, even in the case of a conventional external heating type fixing device, the time from receiving a print signal to heating and fixing a recording material on which an unfixed toner image is formed without consuming electric power during standby (hereinafter, (First printout time) cannot be reduced sufficiently. Accordingly, a fixing device that achieves high speed of the image forming apparatus, heats and fixes an image including a halftone image in a high quality state, achieves a long durability life, and achieves sufficient fixing performance for a recording material. Not realized.

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためになされたものである。その目的は、ウォームアップタイムやファーストプリントアウトタイムの短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質、高寿命、安全性といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した定着性能が得られる像加熱装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. Its purpose is to shorten the warm-up time and first printout time, reduce power consumption, achieve high performance in all aspects such as high speed, high image quality, long life, and safety, and provide an image that provides stable fixing performance. It is to provide a heating device.

上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、回転可能な加熱部材と、この加熱部材をその外側から加熱する加熱手段と、前記加熱部材との間で記録材上の画像を加熱するニップ部を形成する加圧部材と、を有し、画像を担持した記録材を前記ニップ部で挟持搬送して加熱する像加熱装置において、前記加熱部材は、内部に断熱弾性層が形成され、少なくとも最表層には熱伝導フィラーが混入されて、前記断熱弾性層よりも高熱伝導率である熱伝導層が形成されており、前記加熱手段は、可撓性部材を前記加熱部材に接触させ、この可撓性部材を内側から加熱源により加熱して前記加熱部材を加熱する構成であり、前記可撓性部材は少なくとも1W/m・K以上の熱伝導率を有し、前記加圧部材は、0.2W/m・K以下の熱伝導率を有する、回転可能な可撓性部材を具備しており、かつこの可撓性部材を介して前記加熱部材との間で加圧される弾性加圧部材を具備していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical configuration of the image heating apparatus according to the present invention includes a rotatable heating member, a heating means for heating the heating member from the outside , and recording between the heating member. A pressure member that forms a nip portion for heating an image on the material, and an image heating apparatus that heats the recording material carrying the image by nipping and conveying the recording material at the nip portion. A heat insulating elastic layer is formed, a heat conductive filler is mixed in at least the outermost layer, and a heat conductive layer having a higher thermal conductivity than the heat insulating elastic layer is formed, and the heating means includes a flexible member. The heating member is brought into contact with the heating member and heated by a heating source from the inside to heat the heating member, and the flexible member has a thermal conductivity of at least 1 W / m · K or more. and said pressure member, 0.2 W / m · And it comprises the following having a thermal conductivity, which comprises a rotatable flexible member, and the elastic pressure member is pressed between the heating member via the flexible member It is characterized by that.

上記の装置構成によれば、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質、高寿命といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した画像加熱性能が得られる像加熱装置を提供することが可能となる。   According to the above apparatus configuration, an image that achieves stable image heating performance by achieving superior performance in all of the shortening of the heating time at the time of startup, the reduction of power consumption, and further high speed, high image quality, and long life. A heating device can be provided.

(1)画像形成装置
図3は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は電子写真プロセスを用いたレーザープリンタであり、ホストコンピュータ等の不図示の外部機器より入力する画像情報に対応した画像を記録材上に形成して出力する。
(1) Image Forming Apparatus FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus in this embodiment. This image forming apparatus is a laser printer using an electrophotographic process, and forms and outputs an image corresponding to image information input from an external device (not shown) such as a host computer on a recording material.

1は像担持体である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、プリントスタート信号に基づいて矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。回転する感光ドラム1はその周面が帯電器2により所定の極性・電位に一様に帯電される。その一様帯電面に対して、多面体ミラー3a、多面体ミラー回転用モータ(不図示)、レーザーユニット(不図示)等がユニット化されて構成されているレーザースキャナユニット3により画像情報の書き込みがなされる。レーザースキャナユニット3は、外部機器からプリンタに入力した画像情報の時系列電気デジタル画素信号に応じて変調されたレーザー光Lを出力して、該レーザー光Lにより感光ドラム1の帯電処理面を走査露光する。これにより、感光ドラム面に画像情報の静電潜像が形成される。その静電潜像は現像器4によりトナー画像として現像される。そして、そのトナー画像が感光ドラム1と転写ローラ5との圧接部である転写ニップ部において記録材Pの面に順次に転写されていく。   Reference numeral 1 denotes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) that is an image carrier, and is driven to rotate in a clockwise direction indicated by an arrow at a predetermined speed based on a print start signal. The peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charger 2. Image information is written on the uniformly charged surface by a laser scanner unit 3 constituted by unitizing a polyhedral mirror 3a, a polyhedral mirror rotating motor (not shown), a laser unit (not shown), and the like. The The laser scanner unit 3 outputs a laser beam L modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of image information input from an external device to the printer, and scans the charging processing surface of the photosensitive drum 1 with the laser beam L. Exposure. Thereby, an electrostatic latent image of image information is formed on the photosensitive drum surface. The electrostatic latent image is developed as a toner image by the developing device 4. The toner images are sequentially transferred onto the surface of the recording material P at a transfer nip portion that is a pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5.

記録材Pは給紙トレイ8のシート積載台8a上に積載して載置されており、所定の制御タイミングで駆動される給紙ローラ9により最上位の記録材から一枚ずつピックアップされ、搬送ローラ10と搬送コロ10aによってレジスト部へと送られる。レジスト部はレジストローラ11とレジストコロ11aからなり、記録材Pの先端をニップ部で一旦受け止めて記録材Pの斜行矯正をしてから、所定の制御タイミングで記録材Pを転写ニップ部へ給送する。   The recording material P is stacked and placed on the sheet stacking table 8a of the paper feed tray 8, and is picked up one by one from the uppermost recording material by the paper feed roller 9 driven at a predetermined control timing, and conveyed. It is sent to the resist portion by the roller 10 and the transport roller 10a. The registration portion includes a registration roller 11 and a registration roller 11a. The leading end of the recording material P is temporarily received by the nip portion to correct the skew of the recording material P, and then the recording material P is transferred to the transfer nip portion at a predetermined control timing. To feed.

転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた記録材Pは感光ドラム1の面から分離されて、定着装置12へ搬送される。記録材分離後の感光ドラム面はクリーナー6により転写残留トナー等の残存付着物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。   The recording material P that has received the transfer of the toner image at the transfer nip is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 12. The surface of the photosensitive drum after separation of the recording material is cleaned by removing residual deposits such as transfer residual toner by the cleaner 6 and repeatedly used for image formation.

定着装置12は記録材P上の未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する。定着装置12を出た記録材は、中間排紙ローラ13、排紙ローラ14等からなる排紙ユニットにより排紙トレイ15上に排紙される。 The fixing device 12 heats the fixing an unfixed toner image on the recording material P as a solid Chakugazo. The recording material exiting the fixing device 12 is discharged onto a paper discharge tray 15 by a paper discharge unit including an intermediate paper discharge roller 13 and a paper discharge roller 14.

また、プリンタ本体の側面には、冷却ファン16が取り付けられており、このファン16を適宜回転することで外気を機内に取り込んで、機内の画像形成部、電装基板等の昇温箇所を冷却する。冷却ファン16の近傍には、サーミスタ等の温度検知手段17が取り付けられており、冷却ファン16によって機外の空気を取り込んだ際に、プリンタが設置されている環境の温度を検知する。そして、その検知結果を定着装置12の温度制御シーケンスにフィードバックしている。   Further, a cooling fan 16 is attached to the side surface of the printer main body, and the outside air is taken into the apparatus by appropriately rotating the fan 16 to cool the temperature rising portions such as the image forming unit and the electrical board in the apparatus. . A temperature detection means 17 such as a thermistor is attached in the vicinity of the cooling fan 16, and when the outside air is taken in by the cooling fan 16, the temperature of the environment in which the printer is installed is detected. The detection result is fed back to the temperature control sequence of the fixing device 12.

画像形成部において、感光ドラム1、帯電器2、現像器4、クリーナー6は一括してプリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ7としてユニット化して構成してある。   In the image forming unit, the photosensitive drum 1, the charger 2, the developing device 4, and the cleaner 6 are configured as a unit as a process cartridge 7 that can be detachably attached to the printer main body.

(2)定着装置12
図1は本実施例における外部加熱方式の像加熱装置としての定着装置12の模式的断面図、図2は模式的正面図である。
(2) Fixing device 12
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fixing device 12 as an image heating device of an external heating method in this embodiment, and FIG. 2 is a schematic front view.

30は記録材上の画像をニップ部にて加熱する回転可能な加熱部材としての定着ローラ(定着部材、定着用回転体)である。40は加圧部材としての回転可能な加圧ローラである。20は定着ローラ30を外側から加熱する加熱手段としての加熱ユニットである。   Reference numeral 30 denotes a fixing roller (fixing member, fixing rotating body) as a rotatable heating member that heats an image on the recording material at the nip portion. Reference numeral 40 denotes a rotatable pressure roller as a pressure member. Reference numeral 20 denotes a heating unit as heating means for heating the fixing roller 30 from the outside.

定着ローラ30は、後述するように、芯金31と、その外周にローラ状に形成した断熱弾性層32と、更にその外側に形成した最表層(離型性層)としての高熱伝導層33と、を有する弾性ローラである。この定着ローラ30は芯金31の両端部をそれぞれ軸受34を介して不図示の装置側板間に回転可能に支持させて配設してある。   As will be described later, the fixing roller 30 includes a cored bar 31, a heat insulating elastic layer 32 formed in a roller shape on the outer periphery thereof, and a high heat conductive layer 33 as an outermost layer (a releasable layer) formed on the outer side thereof. , An elastic roller. The fixing roller 30 is disposed such that both ends of a cored bar 31 are rotatably supported between unillustrated apparatus side plates via bearings 34, respectively.

加圧ローラ40は、後述するように、芯金41と、その外周にローラ状に形成した弾性層42と、更にその外側に最表層として形成した離型性層43と、を有する弾性ローラである。加圧ローラ40は、定着ローラ30の下側に定着ローラと略並行に配列し、芯金41の両端部をそれぞれ軸受44を介して不図示の装置側板間に回転可能に支持させ、且つ不図示の加圧機構により定着ローラ30の下面に対して所定の押圧力で圧接させてある。これにより、定着ローラ30と加圧ローラ40との間に記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部(圧接ニップ部)Ntを形成させている。   As will be described later, the pressure roller 40 is an elastic roller having a cored bar 41, an elastic layer 42 formed in a roller shape on the outer periphery thereof, and a releasable layer 43 formed as an outermost layer on the outer side thereof. is there. The pressure roller 40 is arranged on the lower side of the fixing roller 30 substantially in parallel with the fixing roller, and both ends of the cored bar 41 are rotatably supported between the apparatus side plates (not shown) via bearings 44, respectively. The pressing mechanism shown in the figure is pressed against the lower surface of the fixing roller 30 with a predetermined pressing force. Thus, a fixing nip portion (pressure nip portion) Nt having a predetermined width is formed between the fixing roller 30 and the pressure roller 40 in the recording material conveyance direction.

加熱ユニット20は、後述するように、加熱源としての板状のヒータ21と、このヒータ21を支持させた断熱性のステイホルダー24と、を有する。また、ヒータ21を支持させた該ホルダー24にルーズに外嵌させた、可撓性部材(フィルム状部材)としての円筒状の加熱フィルム23と、を有する。   As will be described later, the heating unit 20 includes a plate-like heater 21 as a heating source and a heat insulating stay holder 24 that supports the heater 21. Moreover, it has a cylindrical heating film 23 as a flexible member (film-like member) that is loosely fitted on the holder 24 that supports the heater 21.

加熱ユニット20は、ヒータ21側を下向きにして定着ローラ30の上側に定着ローラと略並行に配列して、ホルダー24の両端部をそれぞれ加圧ばね26により所定の力で押下している。これにより、ヒータ21が加熱フィルム23を介して定着ローラ30の上面に圧接して、加熱ユニット20と定着ローラ30との間に定着ローラ30の回転方向において所定幅の加熱ニップ部Nhが形成される。   The heating unit 20 is arranged in parallel with the fixing roller on the upper side of the fixing roller 30 with the heater 21 facing downward, and both end portions of the holder 24 are pressed down by the pressing springs 26 with a predetermined force. As a result, the heater 21 is pressed against the upper surface of the fixing roller 30 via the heating film 23, and a heating nip portion Nh having a predetermined width is formed between the heating unit 20 and the fixing roller 30 in the rotation direction of the fixing roller 30. The

定着ローラ30と加圧ローラ40のローラ部の長さ寸法(記録材の搬送路面において、記録材搬送方向に直交する方向)と、加熱ユニット20の有効発熱部の長さ寸法(同)は定着装置の最大通紙幅Wより大きい。   The length dimensions of the roller portions of the fixing roller 30 and the pressure roller 40 (the direction perpendicular to the recording material conveyance direction on the recording material conveyance path surface) and the length dimension of the effective heat generating portion of the heating unit 20 (the same) are fixed. It is larger than the maximum sheet passing width W of the apparatus.

定着ローラ30は芯金31の一端部側に固着した駆動ギア35に不図示の駆動モータから回転力が伝達されて、図1において時計方向に所定の速度で回転駆動される。この定着ローラ30の回転に従動して加圧ローラ40が回転する。また、この定着ローラ30の回転に従動して加熱ユニット20の円筒状の加熱フィルム23がヒータ1の面に密着してヒータ面を摺動しながらステイホルダー24の外回りを回転する。ステイホルダー24は加熱フィルム23の回転ガイド部材としても機能している。また、回転する加熱フィルム23のスラスト方向の移動は端部フランジ25により規制される。   The fixing roller 30 is rotationally driven in a clockwise direction at a predetermined speed in FIG. 1 by a rotational force transmitted from a drive motor (not shown) to a drive gear 35 fixed to one end of the cored bar 31. The pressure roller 40 rotates following the rotation of the fixing roller 30. Further, the cylindrical heating film 23 of the heating unit 20 is brought into close contact with the surface of the heater 1 following the rotation of the fixing roller 30 and rotates around the stay holder 24 while sliding on the heater surface. The stay holder 24 also functions as a rotation guide member for the heating film 23. Further, the movement of the rotating heating film 23 in the thrust direction is restricted by the end flange 25.

なお、加圧ローラ40も加熱フィルム23も別途の駆動手段により駆動する装置構成にすることもできる。   The pressure roller 40 and the heating film 23 can be configured to be driven by separate driving means.

回転する定着ローラ30は加熱ニップ部Nhにおいて、ヒータ21により加熱フィルム23を介してローラ外側から加熱されて、定着ニップ部Ntにて記録材P上の未定着トナー画像Tを加熱定着するのに必要・十分な熱量が与えられる。   The rotating fixing roller 30 is heated from the outside of the roller by the heater 21 via the heating film 23 in the heating nip portion Nh, and the unfixed toner image T on the recording material P is heated and fixed at the fixing nip portion Nt. Necessary and sufficient heat is given.

記録材Pは前述したように画像形成部にてトナー画像が転写形成されたあと、定着装置12へ送られる。その記録材は、その先端が耐熱性グレードのPET・PBT・PPS等から成る定着入口ガイド51により定着ニップ部Ntへと導かれ、この定着ニップ部Ntに挟持されて搬送される。この記録材の挟持搬送過程において、記録材Pは定着ローラ30で加熱され、またニップ部圧を受けて、未定着トナー画像Tが記録材Pの面に固着画像として熱圧定着される。そして、定着ニップ部Ntを出た記録材は定着ローラ30の面から分離して、耐熱性グレードのPET・PBT・PPS等から形成された定着排出ガイド52に導かれて前述の排紙ユニットへと搬送される。 As described above, the recording material P is transferred to the fixing device 12 after the toner image is transferred and formed by the image forming unit. The leading edge of the recording material is guided to the fixing nip portion Nt by a fixing inlet guide 51 made of heat-resistant grade PET, PBT, PPS or the like, and is nipped and conveyed by the fixing nip portion Nt. In nipping conveying process of the recording material, the recording material P is heated by the fixing roller 30, also receives the nip pressure, the unfixed toner image T is heat-pressure fixing as a solid Chakugazo the surface of the recording material P. The recording material that has exited the fixing nip Nt is separated from the surface of the fixing roller 30 and guided to a fixing discharge guide 52 formed of a heat-resistant grade PET, PBT, PPS, or the like, and then to the paper discharge unit. It is conveyed.

すなわち、定着ローラ30および加圧ローラ40、加熱フィルム23がそれぞれ回転した状態でヒータ21の通電発熱抵抗層へ通電を開始し、ヒータ21および定着ローラ30の表面温度を所定温度に保つ。この状態で、定着ニップ部Ntに未定着トナー画像Tが形成された記録材Pを導入することにより記録材P上の未定着トナー画像Tを加熱定着して固着画像とする。   That is, the energization heating resistor layer of the heater 21 is energized while the fixing roller 30, the pressure roller 40, and the heating film 23 are rotated, and the surface temperatures of the heater 21 and the fixing roller 30 are kept at a predetermined temperature. In this state, the recording material P on which the unfixed toner image T is formed is introduced into the fixing nip portion Nt, whereby the unfixed toner image T on the recording material P is heated and fixed to obtain a fixed image.

このときの定着ニップ部Nt内でのトナー画像Tと定着ローラ30の様子について図4を用いて説明する。未定着トナー画像Tが形成された記録材Pが定着ニップ部Ntに導入されると、トナー画像Tは定着ローラ30の表面によって加圧され、潰された状態となる。このとき、定着ローラ30は弾性を有するため、トナー画像Tの凹凸に対応して微少に変形する。この結果、トナー画像Tを包み込むように定着ローラ30の最表層である高熱伝導層33が凹む。この結果、トナー画像Tに対して、定着ローラ30の接触面積が増え、効率的に定着ローラ30から記録材P上のトナー画像Tへ熱が伝えられる。これにより、記録材上Pのトナー画像Tは定着画像として記録材P上に固着状態となる。特に本実施例に示したように定着ローラ30が弾性を有する部材であるため、表面粗さの大きな記録材上のトナー画像であっても、記録材Pの凹凸に対する定着ローラ表面の追随性にも優れ、記録材P上の定着均一性を得ることができる。また、主にトナー画像Tへの熱の供給は、定着ローラ30の最表層である高熱伝導層33に蓄熱された熱を利用する。そのため、高熱伝導層33に必要な熱量を即座に蓄熱し、それを効率良くトナー画像Tへ伝えることが可能である。 The state of the toner image T and the fixing roller 30 in the fixing nip portion Nt at this time will be described with reference to FIG. When the recording material P on which the unfixed toner image T is formed is introduced into the fixing nip portion Nt, the toner image T is pressed by the surface of the fixing roller 30 and is crushed. At this time, since the fixing roller 30 has elasticity, it is slightly deformed corresponding to the unevenness of the toner image T. As a result, the high thermal conductive layer 33 which is the outermost layer of the fixing roller 30 is recessed so as to wrap the toner image T. As a result, the contact area of the fixing roller 30 increases with respect to the toner image T, and heat is efficiently transferred from the fixing roller 30 to the toner image T on the recording material P. Thus, the toner image T on the recording material P is stuck to the recording material P as a fixed images. In particular, since the fixing roller 30 is an elastic member as shown in the present embodiment, even if the toner image is on a recording material having a large surface roughness, the surface of the fixing roller can follow the unevenness of the recording material P. And fixing uniformity on the recording material P can be obtained. Further, the heat supply to the toner image T mainly uses the heat stored in the high heat conductive layer 33 which is the outermost layer of the fixing roller 30. Therefore, it is possible to immediately store the amount of heat necessary for the high heat conductive layer 33 and efficiently transfer it to the toner image T.

このような構成の本実施例の定着装置は、短いウォームアップ時間、および短いファーストプリントタイムの実現、低い消費電力、定着一様性を同時に達成することが可能となる。   The fixing device of this embodiment having such a configuration can simultaneously achieve a short warm-up time and a short first print time, low power consumption, and fixing uniformity.

加熱ニップ部Nhと、定着ニップ部Ntは、定着ローラ30の周上の異なる位置に形成される。加熱ニップ部Nhと定着ニップ部Ntの、定着ローラ周上の距離は短い方が、空気中への放熱、定着ローラ内部への熱の逃げが少なく、加熱ニップ部Nhから定着ニップ部Ntへより効率的に熱を運搬する事できる。   The heating nip portion Nh and the fixing nip portion Nt are formed at different positions on the circumference of the fixing roller 30. The shorter the distance between the heating nip portion Nh and the fixing nip portion Nt on the periphery of the fixing roller, the less heat is radiated into the air and the heat escape to the inside of the fixing roller. Heat can be transported efficiently.

一方、定着ニップ部Ntと加熱ニップ部Nhの位置を、図1のように、定着ローラ半周分180°ずらして対向させると、ヒータ21の定着ローラ30への加圧力と、加圧ローラ40の定着ローラ30への加圧力は、互いに相殺し合う。そのため、定着ローラ30の撓みを低く抑える事ができ、芯金に必要な強度が小さくなる為、小径化、低熱容量化がしやすくなるというメリットがある。   On the other hand, when the positions of the fixing nip portion Nt and the heating nip portion Nh are opposed to each other with a half rotation of the fixing roller as shown in FIG. 1, the pressing force of the heater 21 to the fixing roller 30 and the pressure roller 40 are The pressure applied to the fixing roller 30 cancels each other out. Therefore, the bending of the fixing roller 30 can be suppressed to a low level, and the strength required for the cored bar is reduced, so that there is an advantage that the diameter can be easily reduced and the heat capacity can be easily reduced.

定着ローラ30を小径化すると、結果的に、加熱ニップ部Nhと定着ニップ部Ntの距離も短くする事ができる。そのため、ヒータ21と加圧ローラ40の定着ローラ30への加圧力に大きな差が必要でない場合は、図1のように、定着ニップ部Ntと加熱ニップ部Nhは対向して配置した方が良い。   When the diameter of the fixing roller 30 is reduced, as a result, the distance between the heating nip portion Nh and the fixing nip portion Nt can also be shortened. Therefore, when there is no need for a large difference in the pressure applied to the fixing roller 30 between the heater 21 and the pressure roller 40, the fixing nip portion Nt and the heating nip portion Nh are preferably arranged to face each other as shown in FIG. .

(3)定着ローラ30
本実施例では、加熱部材として定着ローラ30を例に説明するが、加熱部材が可撓性を有するベルト状に構成されていても構わない。本実施例の以下の説明において、ベルト特有の場合には一部追記する。
(3) Fixing roller 30
In the present embodiment, the fixing roller 30 is described as an example of the heating member, but the heating member may be configured in a belt shape having flexibility. In the following description of the present embodiment, a part of the description is added if the belt is unique.

また、以下に説明する、定着部材30の断熱弾性層32や高熱伝導層33、加熱ユニット20のフィルム状部材23、あるいは各種材料の熱伝導率は下記の要領で測定したものである。   Further, the thermal conductivity of the heat insulating elastic layer 32 and the high thermal conductive layer 33 of the fixing member 30, the film-like member 23 of the heating unit 20, or various materials described below is measured in the following manner.

すなわち、各層あるいはフィルム状部材あるいは各種材料から試験片を切り出す。その試験片について、フーリエ変換型温度熱拡散率測定装置(型番FTC−1、アルバック理工株式会社製)にて、厚み方向の熱拡散率を測定する。そして、下記の式から、各層あるいはフィルム状部材あるいは各種材料の厚み方向の熱伝導率を求める。   That is, a test piece is cut out from each layer, film-like member, or various materials. About the test piece, the thermal diffusivity of the thickness direction is measured with the Fourier-transform type temperature thermal diffusivity measuring apparatus (model number FTC-1, ULVAC-RIKO Co., Ltd. product). And the heat conductivity of the thickness direction of each layer or a film-like member or various materials is calculated | required from the following formula.

熱伝導率=熱拡散率×比重×比熱
比重は、上記試験片を、電子比重計(型番SD−200L、アルファーミラージュ株式会社製)にて測定して求める。
Thermal conductivity = thermal diffusivity × specific gravity × specific heat Specific gravity is determined by measuring the above test piece with an electronic hydrometer (model number SD-200L, manufactured by Alpha Mirage Co., Ltd.).

また、比熱は、上記試験片を、示差走査熱量計(型番DSC8240、株式会社リガク製)にて測定して求める。   The specific heat is obtained by measuring the test piece with a differential scanning calorimeter (model number DSC8240, manufactured by Rigaku Corporation).

(3−1)芯金31
芯金31は、アルミや鉄、SUM材等より形成される。その形態は中実であっても、中空の筒状であっても良く、その形態は問わない。
(3-1) Core 31
The cored bar 31 is made of aluminum, iron, SUM material, or the like. The form may be solid or a hollow cylinder, and the form is not limited.

(3−2)断熱弾性層32
芯金31の外側には、以下の方法により形成された断熱弾性層32が形成されている。加熱部材が定着ベルトの場合には、ポリイミド等の耐熱性樹脂やSUS・Ni等の金属を基層として以下の断熱弾性層32を形成する。
(3-2) Insulating elastic layer 32
A heat insulating elastic layer 32 formed by the following method is formed outside the cored bar 31. When the heating member is a fixing belt, the following heat insulating elastic layer 32 is formed using a heat resistant resin such as polyimide or a metal such as SUS / Ni as a base layer.

断熱弾性層32は、例えば、シリコーンゴム組成物であり、熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物100重量部に、平均粒子径が500μm以下の中空フィラーを0.1〜200重量部配合してなるシリコーンゴム組成物を加熱硬化して形成される。   The heat insulating elastic layer 32 is, for example, a silicone rubber composition, and is a silicone obtained by blending 0.1 to 200 parts by weight of a hollow filler having an average particle size of 500 μm or less with 100 parts by weight of a thermosetting organopolysiloxane composition. It is formed by heat-curing the rubber composition.

ここで、中空フィラーとしては、硬化物内に気体部分を持つことでスポンジゴムのように熱伝導率を低下させるもので、マイクロバルーン材等がある。このような材料としては、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、フェノールバルーン、アクリロニトリルバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、シラスバルーンなど、いかなるものでもかまわない。   Here, as the hollow filler, there is a microballoon material or the like that reduces the thermal conductivity like sponge rubber by having a gas portion in the cured product. Such materials may be any of glass balloons, silica balloons, carbon balloons, phenol balloons, acrylonitrile balloons, vinylidene chloride balloons, alumina balloons, zirconia balloons, shirasu balloons and the like.

無機系マイクロバルーンの具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。シラスバルーンとしては、イヂチ化成(株)製のウインライト、三機工業(株)製のサンキライトが挙げられる。ガラスバルーンとしては、日本板硝子(株)製のカルーン、旭ガラス(株)製のセルスター、3M(株)製のグラスバブルズフィラーが挙げられる。シリカバルーンとしては、旭硝子(株)製のQ−CELが挙げられる。フライアッシュバルーンとしては、PFAMARKETING(株)製のCEROSPHERESが挙げられる。アルミナバルーンとしては、昭和電工(株)製のBWが挙げられる。ジルコニアバルーンとしては、ZIRCOA(株)製のHOLLOW ZIRCONIUM SPHEESが挙げられる。カーボンバルーンとしては、呉羽化学(株)製クレカスフェアなどが挙げられる。 Specific examples of the inorganic microballoon are listed below, but the present invention is not limited thereto. Examples of the Shirasu balloon include winlite manufactured by Ijichi Kasei Co., Ltd. and Sankilite manufactured by Sanki Kogyo Co., Ltd. Examples of the glass balloon include Caloon made by Nippon Sheet Glass Co., Ltd., Cellstar made by Asahi Glass Co., Ltd., and Glass Bubbles Filler made by 3M Co., Ltd. Examples of the silica balloon include Q-CEL manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. Examples of the fly ash balloon include CEROSHERES manufactured by PFAMARKETING. As the alumina balloon, BW manufactured by Showa Denko KK can be mentioned . Examples of the zirconia balloon include HOLLOW ZIRCONIUM SPHEES manufactured by ZIRCOA. Examples of the carbon balloon include Kureha Fair, Kureha Fair.

中空フィラー自体が弾性を有するものが好適である。例えば、熱可塑性樹脂製中空バルーン、特に塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの重合物或いはこれらのうち2種以上の共重合物などからなるものが好適である。   The hollow filler itself is preferably elastic. For example, a hollow balloon made of a thermoplastic resin, particularly a vinylidene chloride, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylic acid ester, a polymer of acrylate ester or a copolymer of two or more of these is suitable.

さらには、熱膨張マイクロバルーン材として、松本油脂製薬株式会社の松本マイクロスフェア−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等などを挙げることができる。熱膨張マイクロバルーンの場合には、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て、直径が約10〜500μm程度のほぼ真球に近い球体とすることができる。   Furthermore, examples of the thermally expandable microballoon material include Matsumoto Microsphere-F Series from Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., Expandance Series from Expancel, and the like. In the case of a thermally expanded microballoon, the unexpanded resin microcapsule usually has a diameter of about 1 to 50 μm, and is expanded at an appropriate heating temperature to form a substantially spherical shape having a diameter of about 10 to 500 μm. It can be a close sphere.

また、中空フィラーの強度を持たせるため等の理由で、表面に無機フィラー等を付着させたものでもよい。この場合、シリコーンゴム組成物内で十分な熱伝導性の低下を行うには、中空フィラーの真比重が0.01〜1.0であることが好ましく、より好ましくは0.01〜0.5である。   Further, an inorganic filler or the like may be attached to the surface for the purpose of giving the strength of the hollow filler. In this case, in order to sufficiently reduce the thermal conductivity in the silicone rubber composition, the true specific gravity of the hollow filler is preferably 0.01 to 1.0, more preferably 0.01 to 0.5. It is.

但し、熱膨張マイクロバルーンを用いる場合には、未膨張時のマイクロバルーンの真比重は0.5〜1.4程度が好ましい。真比重が小さすぎると配合・取り扱いが難しいばかりか、中空フィラーの耐圧強度が不十分で成形時に破壊してしまい、軽量化、熱伝導率の低下ができなくなってしまう。また、比重が大きすぎると、中空フィラーの殻の厚さが大きく、熱伝導性の低下が十分とはならない場合が生じる。   However, when a thermally expanded microballoon is used, the true specific gravity of the microballoon when not expanded is preferably about 0.5 to 1.4. If the true specific gravity is too small, not only is it difficult to mix and handle, but the pressure resistance of the hollow filler is insufficient and it is destroyed during molding, making it impossible to reduce the weight and decrease the thermal conductivity. Moreover, when specific gravity is too large, the thickness of the shell of a hollow filler will be large, and the case where a heat conductivity fall may not become enough.

また、中空フィラーの平均粒子径は、500μm以下、好ましくは300μm以下がよい。平均粒子径が大きすぎると、成形時の射出圧力により中空フィラーが破壊されてしまい、熱伝導率が高くなってしまったり、ロール成形後の表面の粗さが大きくなってしまうなどの問題が生じる。中空フィラーの平均粒子径の下限は特に制限されないが、通常、10μm、特に20μmである。   The average particle diameter of the hollow filler is 500 μm or less, preferably 300 μm or less. If the average particle size is too large, the hollow filler will be destroyed by the injection pressure at the time of molding, resulting in problems such as increased thermal conductivity and increased surface roughness after roll molding. . The lower limit of the average particle diameter of the hollow filler is not particularly limited, but is usually 10 μm, particularly 20 μm.

中空フィラーの平均粒子径は、通常、レーザー光回折法による重量平均値(又はメジアン径)として求めることができる。   The average particle diameter of the hollow filler can be usually obtained as a weight average value (or median diameter) by a laser light diffraction method.

上記中空フィラーの配合量は、熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物100重量部に対し0.1〜200重量部であり、好ましくは0.2〜150重量部、より好ましくは0.5〜100重量部である。   The amount of the hollow filler is 0.1 to 200 parts by weight, preferably 0.2 to 150 parts by weight, more preferably 0.5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting organopolysiloxane composition. Part.

この場合、中空フィラーのシリコーンゴム組成物中での含有量が体積比で10〜80%、特に15〜75%となるように配合することが好ましい。体積割合が少なすぎると、熱伝導率の低下が不十分で、また多すぎると成形、配合が難しいだけでなく成形物もゴム弾性のない脆いものとなってしまうおそれがある。   In this case, it is preferable to blend so that the content of the hollow filler in the silicone rubber composition is 10 to 80%, particularly 15 to 75% by volume. If the volume ratio is too small, the decrease in thermal conductivity is insufficient, and if it is too large, molding and blending are difficult, and the molded product may be brittle without rubber elasticity.

また、熱膨張マイクロバルーンを未膨張でオルガノポリシロキサン組成物に混入させる場合には、マイクロバルーンが熱膨張することを考慮する。例えば、オルガノポリシロキサン組成物100重量部に対して、未膨張のマイクロバルーンを0.1〜10重量部程度混入、加熱硬化させることで、断熱性の良好な断熱弾性層を形成できる。   In addition, when the thermally expanded microballoon is mixed with the organopolysiloxane composition without being expanded, it is considered that the microballoon is thermally expanded. For example, about 100 to 10 parts by weight of the organopolysiloxane composition, about 0.1 to 10 parts by weight of unexpanded microballoons are mixed and heat-cured to form a heat insulating elastic layer with good heat insulation.

一方、熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物としては、シリコーンゴム層を形成する公知の組成の熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物を使用することができ、有機過酸化物硬化型のものでも付加反応硬化型のものでもよい。   On the other hand, as the thermosetting organopolysiloxane composition, a thermosetting organopolysiloxane composition having a known composition for forming a silicone rubber layer can be used. It may be of type.

また、このオルガノポリシロキサン組成物の構造は基本的には直鎖状構造を有するが、部分的には分岐状構造、環状構造などであってもよい。   The structure of the organopolysiloxane composition basically has a linear structure, but may partially have a branched structure, a cyclic structure, or the like.

分子量については、特に限定なく、粘度の低い液状のものから、粘度の高い生ゴム状のものまで使用できる。しかし、硬化してゴム状弾性体になるためには、25℃での粘度が、100センチポイズ以上であり、通常100〜1,000,000、特に500〜100,000であることが好ましい。   The molecular weight is not particularly limited, and it can be used from a liquid with a low viscosity to a raw rubber with a high viscosity. However, in order to cure and become a rubbery elastic body, the viscosity at 25 ° C. is 100 centipoises or more, and is usually preferably 100 to 1,000,000, particularly 500 to 100,000.

上記熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物には、その他の成分として、必要に応じて、充填剤、補強剤、導電剤、ヒドロシリル化反応制御剤、耐熱剤、内部離型剤、接着性付与剤、チクソ性付与剤、連泡化剤等を配合することは任意とされる。充填剤は、例えば、シリカ微粒子、炭酸カルシウムなどである。補強剤は、例えば、シリコーン系のレジンなどである。導電剤は、例えば、カーボンブラック、導電性亜鉛華、金属粉等である。ヒドロシリル化反応制御剤は、例えば、窒素含有化合物やアセチレン化合物、リン化合物、ニトリル化合物、カルボキシレート、錫化合物、水銀化合物、硫黄化合物等である。耐熱剤は,例えば、酸化鉄、酸化セリウムなどである。内部離型剤は、例えば、ジメチルシリコーンオイル等である。連泡化剤は、例えば、トリエチレングリコール等である。   In the thermosetting organopolysiloxane composition, as other components, if necessary, a filler, a reinforcing agent, a conductive agent, a hydrosilylation reaction control agent, a heat-resistant agent, an internal release agent, an adhesiveness imparting agent, It is optional to mix a thixotropic agent, a continuous foaming agent and the like. Examples of the filler include silica fine particles and calcium carbonate. The reinforcing agent is, for example, a silicone resin. Examples of the conductive agent include carbon black, conductive zinc white, and metal powder. Examples of the hydrosilylation reaction control agent include nitrogen-containing compounds, acetylene compounds, phosphorus compounds, nitrile compounds, carboxylates, tin compounds, mercury compounds, sulfur compounds, and the like. Examples of the heat-resistant agent are iron oxide and cerium oxide. The internal mold release agent is, for example, dimethyl silicone oil. The foaming agent is, for example, triethylene glycol.

ここで、シリコーンゴム組成物は、その硬化物(シリコーンゴム)の熱伝導度が0.15W/m・K以下、好ましくは0.13W/m・K以下であることが望ましく、かかる熱伝導度を達成するように配合組成を調整することが好ましい。熱伝導度が0.15W/m・Kより高いと、本発明の目的を達成し得ない。   Here, it is desirable that the silicone rubber composition has a cured product (silicone rubber) having a thermal conductivity of 0.15 W / m · K or less, preferably 0.13 W / m · K or less. It is preferable to adjust the blending composition so as to achieve the above. If the thermal conductivity is higher than 0.15 W / m · K, the object of the present invention cannot be achieved.

なお、上記断熱シリコーンゴム層の厚さは特に制限されないが、有効な断熱性を有し、かつ熱容量が大きくなりすぎず、小径の定着ローラ30を構成するためには、2.0〜5.0mm、好ましくは2.5〜4.0mmとすることが好ましい。   The thickness of the heat-insulating silicone rubber layer is not particularly limited, but in order to form a small-diameter fixing roller 30 having an effective heat-insulating property and not having an excessively large heat capacity, 2.0 to 5. 0 mm, preferably 2.5 to 4.0 mm is preferable.

また、定着ローラ30の外径としては、φ22mm以下の低熱容量とすることが望ましい。   The outer diameter of the fixing roller 30 is desirably a low heat capacity of φ22 mm or less.

一方、加熱部材として定着ベルトを使用する際には、上記断熱シリコーンゴム層の厚さは0.5〜2.0mm程度に設定することが好ましい。   On the other hand, when a fixing belt is used as the heating member, the thickness of the heat insulating silicone rubber layer is preferably set to about 0.5 to 2.0 mm.

(3−3)高熱伝導層(離型性層)33
定着ローラ30の外表面には離型性層として少なくとも1層の高熱伝導層33が形成されており、該高熱伝導層33の熱伝導率は0.35W/m・K以上、好ましくは0.38W/m・K以上で、厚みは20〜200μmで形成されていることが望ましい。なお、複数層によって高熱伝導層33を形成する場合には、それぞれの層の厚みおよび熱伝導率から複数層全体の熱伝導率として0.35W/m・K以上、好ましくは0.38W/m・K以上の層とすることができる。この場合にも複数層の熱拡散率、比熱、比重を上記各測定装置で測定して所望の熱伝導率を得るように形成することが望ましい。但し、最表層の熱伝導率があまりに低い場合には、加熱部材からの熱の拡散が悪化するため、高熱伝導層を複数層で形成する場合であっても、最表層の熱伝導率は若干でも高めておいた方が好ましい。よって、複数層の高熱伝導層の下層の熱伝導率を0.35W/m・Kより大きく超えた層で形成した上で、最表層には若干熱伝導率を高めた層(0.35W/m・Kより低くても良い)を薄く形成することも可能である。
(3-3) High thermal conductivity layer (release layer) 33
At least one high thermal conductive layer 33 is formed on the outer surface of the fixing roller 30 as a releasable layer, and the thermal conductivity of the high thermal conductive layer 33 is 0.35 W / m · K or more, preferably 0.8. It is desirable that the thickness is 38 W / m · K or more and the thickness is 20 to 200 μm. When the high thermal conductive layer 33 is formed by a plurality of layers, the thermal conductivity of the entire multilayer is 0.35 W / m · K or more, preferably 0.38 W / m based on the thickness and thermal conductivity of each layer. -It can be a layer of K or more. Also in this case, it is desirable that the thermal diffusivity, specific heat, and specific gravity of a plurality of layers are measured by the above measuring devices so as to obtain a desired thermal conductivity. However, if the heat conductivity of the outermost layer is too low, the diffusion of heat from the heating member deteriorates, so even if the high heat conductive layer is formed of a plurality of layers, the heat conductivity of the outermost layer is slightly However, it is preferable to raise it. Therefore, after the thermal conductivity of the lower layer of the plurality of high thermal conductive layers is formed with a layer exceeding 0.35 W / m · K, the outermost layer is a layer with a slightly higher thermal conductivity (0.35 W / m It is also possible to form a thin film (which may be lower than m · K).

この高熱伝導層33は定着ローラの最表面に形成され、加熱ニップ部Nhにおいて加熱ユニット20より加熱され、また定着ニップ部Ntにおいて、記録材上の未定着トナー画像と接触する。   The high heat conductive layer 33 is formed on the outermost surface of the fixing roller, is heated by the heating unit 20 at the heating nip portion Nh, and contacts the unfixed toner image on the recording material at the fixing nip portion Nt.

このことから、該高熱伝導層33に用いられる材料は良好な耐熱性、トナー離型性が要求される。このような要求を満たす好ましい材料の例としては、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホンを挙げることができる。さらには、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、液晶ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド、シリコーンゴム等を挙げることができる。   For this reason, the material used for the high thermal conductive layer 33 is required to have good heat resistance and toner releasability. Examples of preferable materials that satisfy such requirements include fluororesin, polyphenylene sulfide, and polysulfone. Furthermore, polyetherimide, polyethersulfone, polyetherketone, liquid crystal polyester, polyamideimide, polyimide, silicone rubber and the like can be exemplified.

フッ素系樹脂層は、フッ素系樹脂コーティング剤やフッ素系樹脂チューブなどにより形成される。例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を挙げることができる。さらには、フッ化エチレンポリプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等を挙げることができる。   The fluorine resin layer is formed of a fluorine resin coating agent or a fluorine resin tube. Examples thereof include polytetrafluoroethylene resin (PTFE) and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA). Furthermore, a fluoroethylene polypropylene copolymer resin (FEP), a polyvinylidene fluoride resin (PVDF), a polyvinyl fluoride resin (PVF), etc. can be mentioned.

コーティングとしては、ラテックスやダイエルラテックス(ダイキン工業社製、フッ素系ラテックス)、ディスパージョンによるディッピング塗工、スプレー塗工等どのような方法であっても良い。   The coating may be any method such as latex, Daiel latex (made by Daikin Industries, Ltd., fluorine latex), dipping coating using a dispersion, or spray coating.

しかしながら、上記に挙げた材料自体は熱伝導性が低く、そのまま使用した場合には本実施例の目的が達成されない。よって上記材料に高熱伝導性を有する部材を添加して、高熱伝導層33を形成することが好ましい。   However, the materials listed above have low thermal conductivity, and the object of this example is not achieved when they are used as they are. Therefore, it is preferable to form the high thermal conductive layer 33 by adding a member having high thermal conductivity to the above material.

例えば一つの方法として、シリコーンゴム中に熱伝導率が少なくとも10.0W/m・K以上の材料から成る粉末状の高熱伝導フィラーを10vol%〜50vol%混入させた層を前記断熱弾性層32の上に10〜150μm程度の厚みで被覆する。さらに、外表面にPFA中に熱伝導率が少なくとも10.0W/m・K以上の材料から成る粉末状の高熱伝導フィラーを10vol%〜50vol%混入させた層を厚み10〜50μmで形成する。この2つの層により高熱伝導層33が構成される。   For example, as one method, a layer in which 10 vol% to 50 vol% of a powdery high thermal conductive filler made of a material having a thermal conductivity of at least 10.0 W / m · K or more is mixed in the silicone rubber is used as the heat insulating elastic layer 32. The top is coated with a thickness of about 10 to 150 μm. Furthermore, a layer in which 10 vol% to 50 vol% of a powdery high thermal conductive filler made of a material having a thermal conductivity of at least 10.0 W / m · K or more is mixed in PFA with a thickness of 10 to 50 μm is formed on the outer surface. These two layers constitute a high thermal conductive layer 33.

上記の粉末状の高熱伝導フィラーは、例えば、AlN、グラファイト、アルミナ等の金属酸化物、カーボンナノチューブ、ダイアモンド、アルミ、チタン合金、銅合金等の金属、チッカホウ素、チッカ珪素、炭化珪素、結晶性シリカ等である。   The above powdery high thermal conductive filler includes, for example, metal oxides such as AlN, graphite, and alumina, metals such as carbon nanotubes, diamond, aluminum, titanium alloys, and copper alloys, ticker boron, ticker silicon, silicon carbide, and crystallinity. Such as silica.

あるいは、上記高熱伝導フィラーを混入したPFAを高熱伝導層33として断熱弾性層32の外面に厚み20〜200μmで直接形成して最表層にする。   Alternatively, the PFA mixed with the high thermal conductive filler is directly formed as the high thermal conductive layer 33 on the outer surface of the heat insulating elastic layer 32 with a thickness of 20 to 200 μm to be the outermost layer.

あるいは、高熱伝導フィラーを混入したシリコーンソリッドゴム層を断熱弾性層32の外面に厚み20〜200μmで形成して最表層にする。   Alternatively, a silicone solid rubber layer mixed with a high thermal conductive filler is formed on the outer surface of the heat insulating elastic layer 32 with a thickness of 20 to 200 μm to be the outermost layer.

但し、シリコーンソリッドゴム層に高熱伝導フィラーを混入した場合には離型性低下が懸念される。そのため、ソリッドゴム層にフッ素樹脂粒子等の離型性の良好な部材を同時に混入したり、ソリッドゴム層の低分子成分を予め豊富にしておく等の対応を施した方が良い。   However, when a high thermal conductive filler is mixed in the silicone solid rubber layer, there is a concern that the releasability is lowered. Therefore, it is better to take measures such as simultaneously mixing a member with good releasability such as fluororesin particles into the solid rubber layer, or enriching the low molecular components of the solid rubber layer in advance.

なお、定着ローラ表面に形成する高熱伝導層33として、高熱伝導フィラーを混入した複数の層を形成する場合には、最表層となる層への高熱伝導フィラーの粒径は最表層の表面性を低下させないように配慮する。すなわち、平均粒径3.5μm以下、好ましくは3μm以下とすることが好ましい。   When forming a plurality of layers mixed with a high heat conductive filler as the high heat conductive layer 33 formed on the surface of the fixing roller, the particle size of the high heat conductive filler to the outermost layer is the surface property of the outermost layer. Take care not to lower it. That is, the average particle diameter is 3.5 μm or less, preferably 3 μm or less.

また、高熱伝導性を達成する手段であれば、フィラーの材料の種類は問わず、また、フィラーの形状はどのような形状のものであっても良く、本実施例の目的を達成するために制約を受けるものではない。   Moreover, as long as it is a means to achieve high thermal conductivity, the type of filler material is not limited, and the shape of the filler may be any shape, and in order to achieve the purpose of this embodiment There are no restrictions.

(3−4)定着ローラ30の製法
定着ローラ30の製法は特に限定されない。金属製の芯金31に、熱伝導率0.15W/m・K以下の断熱性弾性層32を形成する。さらに最表層には厚み20〜200μmで熱伝導率0.35W/m・K以上の高熱伝導層33を少なくとも1層形成してある構成であれば、どのような製法であっても構わない。
(3-4) Manufacturing Method of Fixing Roller 30 The manufacturing method of the fixing roller 30 is not particularly limited. A heat insulating elastic layer 32 having a thermal conductivity of 0.15 W / m · K or less is formed on a metal core 31. Further, any manufacturing method may be used as long as at least one high thermal conductive layer 33 having a thickness of 20 to 200 μm and a thermal conductivity of 0.35 W / m · K or more is formed on the outermost layer.

本実施例に係わる定着ローラ30の製造方法としていくつかの例を図5を用いて以下に説明する。ただし、本実施例では、加熱部材として定着ローラに限定されるものではなく、可撓性のあるベルト状の定着ベルトとしてもよい。この場合には、下記の芯金に置き換わってポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトの内部に金属製の芯型を挿入してあたかも下記製造方法の芯金と同様の扱いにして製造しても良い。   Several examples of the method for manufacturing the fixing roller 30 according to this embodiment will be described below with reference to FIGS. However, in this embodiment, the heating member is not limited to the fixing roller, and may be a flexible belt-shaped fixing belt. In this case, instead of the following core metal, a metal core mold may be inserted into the inside of a heat-resistant resin belt made of polyimide or the like as if it were handled in the same manner as the core metal of the following manufacturing method.

31、32、33は上記で述べたように定着ローラ30の芯金、断熱弾性層、高熱伝導離型層である。   31, 32, and 33 are the core metal, the heat insulating elastic layer, and the high thermal conductive release layer of the fixing roller 30 as described above.

101はシリコーンゴム注型のための筒状金型である。102は注型孔103を有する端部キャップ金型である。104は端部キャップ金型102とは反対に位置する端部キャップ金型である。また、105は芯金31を保持するチャック部材である。例えば、芯金31を筒型金型101に挿入し、端部キャップ102および104を端部に装着し、さらに端部芯金チャック部材105を装着して、芯金31を筒型金型101内に固定状態とする。このとき、筒型金型101の内面には、例えば高熱伝導フィラーを混入したPFA粉体を予め静電吸着させておく、もしくは、高熱伝導フィラーを混入し押出し成型したフッ素樹脂チューブ33を介在させておいても良い。あるいは、高熱伝導フィラーを混入したPFAディスパージョン等の液状フッ素樹脂を筒状金型内面に予め塗布、乾燥する方法であっても良い。   Reference numeral 101 denotes a cylindrical mold for silicone rubber casting. Reference numeral 102 denotes an end cap mold having a casting hole 103. Reference numeral 104 denotes an end cap mold positioned opposite to the end cap mold 102. Reference numeral 105 denotes a chuck member that holds the cored bar 31. For example, the cored bar 31 is inserted into the cylindrical mold 101, the end caps 102 and 104 are mounted at the ends, and the end cored bar chuck member 105 is mounted. It is fixed inside. At this time, for example, PFA powder mixed with a high thermal conductive filler is electrostatically adsorbed in advance on the inner surface of the cylindrical mold 101, or a fluororesin tube 33 mixed with a high thermal conductive filler is extruded. You can keep it. Alternatively, a method in which a liquid fluororesin such as a PFA dispersion mixed with a high thermal conductive filler is previously applied to the inner surface of the cylindrical mold and dried.

粉体を筒状金型内面に静電吸着させた場合や液状フッ素樹脂を筒状金型に塗布した場合には、後述のシリコーンゴム注型以前に予め360〜410℃の高温下でフッ素樹脂を1〜3時間焼成し、高熱伝導のフッ素樹脂層を形成しておく。   When powder is electrostatically adsorbed on the inner surface of the cylindrical mold or when liquid fluororesin is applied to the cylindrical mold, the fluororesin is previously heated at a high temperature of 360 to 410 ° C. before the silicone rubber casting described later. Is fired for 1 to 3 hours to form a highly heat-conductive fluororesin layer.

高熱伝導フッ素系樹脂粉体あるいは高熱伝導フッ素系樹脂チューブを離型層として形成する場合には、シリコーンゴム層との接触面は、シリコーンゴムとの接着を有利にする処理を予め実施することが好ましい。そのような処理としては、コロナ放電処理、ナトリウムナフタレン法、スパッタエッチング法、液体アンモニア法、不活性ガスプラズマ処理、エキシマレーザー処理などが挙げられる。更に、接着耐久性を向上させるためにプライマ−処理を施してもよい。   When the high thermal conductivity fluororesin powder or the high thermal conductivity fluororesin tube is formed as a release layer, the contact surface with the silicone rubber layer may be previously subjected to a treatment that favors adhesion with the silicone rubber. preferable. Examples of such treatment include corona discharge treatment, sodium naphthalene method, sputter etching method, liquid ammonia method, inert gas plasma treatment, and excimer laser treatment. Furthermore, a primer treatment may be applied to improve the adhesion durability.

以上の状態において、マイクロバルーン等のバルーンが含有されたオルガノポリシロキサンを主成分とする液状シリコーン組成物を端部キャップ金型102の注型孔103より注入する。   In the above state, a liquid silicone composition mainly composed of organopolysiloxane containing a balloon such as a microballoon is injected from the casting hole 103 of the end cap mold 102.

その前段階として、筒状金型101の内面に装着した高熱伝導フッ素樹脂チューブの内面にスプレー塗工等の方法により高熱伝導フィラーを混入した高熱伝導シリコーンソリッドゴム層を所定の厚みで塗布し、乾燥しておく。このような方法で所定の厚みの高熱伝導表面層を複数層で形成してあっても良い。   As a previous step, a high heat conductive silicone solid rubber layer mixed with a high heat conductive filler is applied to the inner surface of the high heat conductive fluororesin tube attached to the inner surface of the cylindrical mold 101 by a method such as spray coating, with a predetermined thickness, Keep dry. A high thermal conductive surface layer having a predetermined thickness may be formed in a plurality of layers by such a method.

あるいは、芯金31上に、マイクロバルーン等のバルーンが含有されたオルガノポリシロキサンを主成分とする液状シリコーン組成物で断熱性弾性層32を形成する。その後に表面に高熱伝導シリコーンソリッドゴム層をスプレー塗工や他の方法で所定の厚みに形成し、その後、プレキュアを行う。さらに外層に高熱伝導フッ素樹脂層をディッピング塗工、スプレー塗工等の方法で後加工により被覆する方法がある。あるいは、熱収縮性の高熱伝導フッ素樹脂チューブをエアーで膨らませて、そこに上記高熱伝導シリコーンソリッドゴム層を被覆したローラを挿入後に熱収縮させる方法等、後加工により被覆する方法がある。   Alternatively, the heat insulating elastic layer 32 is formed on the cored bar 31 with a liquid silicone composition mainly composed of an organopolysiloxane containing a balloon such as a microballoon. Thereafter, a high heat conductive silicone solid rubber layer is formed on the surface to a predetermined thickness by spray coating or other methods, and then precure is performed. Further, there is a method in which a high heat conductive fluororesin layer is coated on the outer layer by post-processing by a method such as dipping coating or spray coating. Alternatively, there is a method of coating by post-processing such as a method in which a heat-shrinkable high heat conductive fluororesin tube is inflated with air and a roller coated with the high heat conductive silicone solid rubber layer is inserted into the tube and then thermally contracted.

製造方法や順序等は任意に決定することができる。この場合には、高熱伝導フッ素樹脂層の内側に設ける高熱伝導シリコーンソリッドゴム層との接着力を確保するために、高熱伝導シリコーンソリッドゴム最表層にコロナ放電処理、不活性ガスプラズマ処理等の表面改質処理を施しておくことが望ましい。また、プライマ−処理を施しても良い。   A manufacturing method, an order, etc. can be determined arbitrarily. In this case, in order to ensure the adhesive strength with the high thermal conductive silicone solid rubber layer provided inside the high thermal conductive fluororesin layer, the surface of the high thermal conductive silicone solid rubber such as corona discharge treatment or inert gas plasma treatment is used. It is desirable to perform a modification treatment. Moreover, you may perform a primer process.

上記により形成したシリコーンゴム組成物を硬化する必要があるが、その硬化条件は特に制限はされない。一般的には、100〜150℃で10分〜2時間加熱硬化(プレキュア)させ、さらに、最表層まで形成し筒状金型から脱型した状態で180〜200℃の温度下で2〜4時間ポストキュアーすることが好ましい。   Although it is necessary to cure the silicone rubber composition formed as described above, the curing conditions are not particularly limited. Generally, it is heated and cured (precured) at 100 to 150 ° C. for 10 minutes to 2 hours, further formed to the outermost layer and removed from the cylindrical mold at a temperature of 180 to 200 ° C. for 2 to 4 hours. Time post cure is preferred.

なお、プレキュアを行う工程はそれぞれの製造工程によって様々であり、製造工程に合わせて実施することが望ましい。   In addition, the process for performing the pre-curing varies depending on each manufacturing process, and it is desirable to perform according to the manufacturing process.

また、最表層を高熱伝導フッ素樹脂のコーティング剤とした場合(断熱層を有するローラ状部材を先に形成し、最表層を外面にコーティングする場合)には、360℃〜400℃の温度で数分間表面から熱を加える。これにより、フッ素樹脂を一旦溶融して冷却後に高熱伝導フッ素樹脂層を形成する等の製造方法が挙げられる。   Further, when the outermost layer is a coating agent of a highly heat-conductive fluororesin (when a roller-shaped member having a heat insulating layer is formed first and the outermost layer is coated on the outer surface), it is several at a temperature of 360 ° C. to 400 ° C. Apply heat from the surface for a minute. Thereby, the manufacturing method of melt | dissolving a fluororesin once and forming a highly heat-conductive fluororesin layer after cooling is mentioned.

また、断熱弾性層32を形成するシリコーンゴム組成物としては、上記の中空フィラーを添加する他に吸水性ポリマーおよび水を添加する方法がある。   Moreover, as a silicone rubber composition which forms the heat insulation elastic layer 32, there exists the method of adding a water absorbing polymer and water other than adding said hollow filler.

かかるシリコーンゴム組成物としては、オルガノポリシロキサン組成物100重量部に、吸水性ポリマーを0.1〜50重量部、水を10〜200重量部、その他、白金化合物触媒のような硬化触媒、SiHポリマーのような架橋剤を添加して調製する。これを加熱成形して、断熱弾性層32としても良い。   Such a silicone rubber composition includes 100 parts by weight of an organopolysiloxane composition, 0.1 to 50 parts by weight of a water-absorbing polymer, 10 to 200 parts by weight of water, a curing catalyst such as a platinum compound catalyst, SiH It is prepared by adding a crosslinking agent such as a polymer. This may be thermoformed to form the heat insulating elastic layer 32.

またこの場合には、以下の3段階あるいは2段階に分けて加熱する。すなわち、第一段階では、シリコーンベースポリマーの実質的な硬化が起こらず、しかも水分が蒸発しない100℃以下、好ましくは50〜80℃のもとで10〜30時間加熱して型成型する。   In this case, heating is performed in the following three or two stages. That is, in the first stage, the silicone base polymer is not substantially cured and moisture is not evaporated, and the mold is formed by heating at 100 ° C. or less, preferably 50 to 80 ° C. for 10 to 30 hours.

次いで、第二段階では、該型成形物を120〜250℃、好ましくは120〜180℃でに1〜5時間加熱して、含まれている水及び水を含んだ不純物中の水分を蒸発させる。この水分が蒸発する際の加熱条件により独立した各気泡が連続気泡構造に転化する条件としても転化しない条件としても構わない。硬化速度が速ければ転化せずに独立した気泡が多くなり、架橋による実質的硬化が生じないようにコントロールすれば、連続気泡構造に転化する。   Next, in the second stage, the molded product is heated to 120 to 250 ° C., preferably 120 to 180 ° C. for 1 to 5 hours, to evaporate water contained in the water and impurities contained in the water. . Depending on the heating conditions when the moisture evaporates, each independent bubble may be converted into an open cell structure or may not be converted. If the curing speed is high, the number of independent bubbles increases without conversion, and if controlled so that substantial curing due to crosslinking does not occur, the structure is converted to an open cell structure.

そして、最後の第三段階では、得られた気泡体を180〜300℃、好ましくは200℃〜250℃で2〜8時間加熱して、硬化を進めることにより、所望の多孔質ゴム状弾性体のシリコーンゴム層を完成させる。   In the final third stage, the obtained foam is heated at 180 to 300 ° C., preferably at 200 to 250 ° C. for 2 to 8 hours, to proceed with curing, so that a desired porous rubber-like elastic body is obtained. Complete the silicone rubber layer.

二段階の加熱とする場合には、上記加熱段階の後の二段階を同じ加熱温度で続けて実施する方法がある。なおこの場合には、高い温度での硬化となるため、独立した気泡で硬化されやすい傾向がある。   In the case of two-stage heating, there is a method in which the two stages after the heating stage are continuously performed at the same heating temperature. In this case, since curing is performed at a high temperature, there is a tendency that curing is performed with independent bubbles.

また、断熱弾性層32を形成するシリコーンゴム組成物として、従来より広く使用されているスポンジ状シリコーンゴム層を挙げることができる。これはシリコーンゴムを発泡処理した弾性層であり、本実施例でも使用することは可能である。該発泡シリコーンゴムは、熱分解型発泡剤を添加する方法や硬化時に副生する水素ガスを発泡剤として発泡体を成形する方法などがある。ところが、熱分解型発泡剤を添加する方法は、その分解ガスの毒性や臭いが問題とされており、また硬化触媒に白金触媒を使用するものでは発泡剤による硬化阻害が問題とされていた。さらに、硬化時に副生する水素ガスを利用する方法においては、水素ガスの可燃性、未硬化物の保存時の取り扱いに注意を要するなどの問題があった。しかも、射出成形のような金型内で発泡させる成形においては、微小かつ均一なセルを有する発泡シリコーンゴムを得ることが難しいという問題があった。微小かつ均一なセルの形成が困難なため、発泡シリコーンゴム中のセル径は不均一に成形されやすく、セルの壁厚も不均一で強度のバラツキが大きかった。このことから、小径の定着ローラや定着ベルトとして形成した場合に、小さな曲率半径で定着部材にテンションをかけ続けると強度の弱いセル壁が破れ、破泡に至ることが確認されている。また、発泡シリコーンゴムでは、耐久性と断熱性を両立することが困難になっていた。すなわち不均一な発泡径の発泡シリコーンゴムの場合には、断熱性を増すために発泡倍率を上げると弾性層を構成するセル壁がさらに薄くなり、耐久によって破泡がさらに起こりやすくなる。 Moreover, as a silicone rubber composition which forms the heat insulation elastic layer 32, the sponge-like silicone rubber layer widely used conventionally can be mentioned. This is an elastic layer obtained by foaming silicone rubber, and can also be used in this embodiment. Examples of the foamed silicone rubber include a method of adding a pyrolytic foaming agent and a method of molding a foam using hydrogen gas by-produced during curing as a foaming agent. However, the method of adding a pyrolytic foaming agent has been problematic in terms of the toxicity and odor of the decomposition gas, and in the case of using a platinum catalyst as the curing catalyst, there has been a problem of inhibition of curing by the blowing agent. Furthermore, in the method using hydrogen gas by-produced during curing, there are problems such as the flammability of hydrogen gas and caution when handling uncured products during storage. In addition, there is a problem that it is difficult to obtain a foamed silicone rubber having fine and uniform cells in molding such as injection molding in a mold. Since it was difficult to form minute and uniform cells, the cell diameter in the foamed silicone rubber was easily formed non-uniformly, the cell wall thickness was also non-uniform, and the strength varied greatly. From this, it has been confirmed that when formed as a small-diameter fixing roller or a fixing belt, if the fixing member is continuously tensioned with a small radius of curvature, the weak cell wall is broken and bubbles are broken. In addition, it has been difficult to achieve both durability and heat insulation with foamed silicone rubber. That is, when the silicone rubber foam of uneven foaming diameter, increasing the expansion ratio to increase the thermal insulation cell walls become thinner constituting the elastic layer, that a foam breaking is more likely to occur by the durability.

よって、本実施例において発泡シリコーンゴムを定着ローラあるいは定着ベルトの断熱弾性層32として使用する場合には、画像形成装置の速度や定着装置の寿命がある程度の範囲でのみ使用可能となる。   Therefore, in the present embodiment, when the foamed silicone rubber is used as the heat insulating elastic layer 32 of the fixing roller or the fixing belt, the speed of the image forming apparatus and the life of the fixing apparatus can be used only within a certain range.

以上のことから、断熱弾性層32は、画像形成装置の高速化、定着装置の長寿命化という観点から、マイクロバルーン等のバルーンや吸水性ポリマーが含有されたオルガノポリシロキサンを主成分とする液状シリコーン組成物より形成した方が適している。   From the above, the heat insulating elastic layer 32 is a liquid mainly composed of a balloon such as a microballoon or an organopolysiloxane containing a water-absorbing polymer from the viewpoint of speeding up the image forming apparatus and extending the life of the fixing apparatus. It is more suitable to form from a silicone composition.

(4)加熱手段20
定着ローラ30を外側から加熱する加熱手段としての、図1・図2の加熱ユニット20は、板状ヒータ21、加熱フィルム23、ステイホルダー24等により構成されている。
(4) Heating means 20
The heating unit 20 shown in FIGS. 1 and 2 as a heating unit for heating the fixing roller 30 from the outside includes a plate heater 21, a heating film 23, a stay holder 24, and the like.

(4−1)ヒータ21
加熱源としての板状ヒータ21は、図6の模式的断面図に示すように、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックスやポリイミド、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂の基板21aを有する。この基板21aは図面に垂直方向を長手とする細長薄板部材であり、長さ寸法は定着装置の最大通紙幅Wよりも大きい。
(4-1) Heater 21
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, the plate heater 21 as a heating source includes an insulating ceramic such as alumina or aluminum nitride, or a substrate 21 a made of heat resistant resin such as polyimide, PPS, or liquid crystal polymer. The substrate 21a is an elongated thin plate member having a longitudinal direction in the drawing as a longitudinal direction, and the length dimension is larger than the maximum sheet passing width W of the fixing device.

基板21aの表面(定着ローラ対向面)に長手方向に沿って、例えばAg/Pd(銀パラジウム)、RuO、TaN等の通電発熱抵抗層21bをスクリーン印刷等により、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成してある。 Along the longitudinal direction on the surface of the substrate 21a (fixing roller facing surface), for example, an energization heating resistance layer 21b such as Ag / Pd (silver palladium), RuO 2 , Ta 2 N, etc. is formed by screen printing or the like with a thickness of about 10 μm It is formed by coating in the form of a line or a thin strip of about 1 to 5 mm.

ヒータの表面側には、熱効率を損なわない範囲で通電発熱抵抗層21bを保護する保護摺動層21cを設けてあっても良い。ただし、保護摺動層21cの厚みは十分薄く、表面性を良好にする程度が好ましい。その材料例としては、ポリイミド(PI)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂(FEP)が挙げられる。さらには、エチレンテトラフルオロエチレン樹脂(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂(CTEF)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)等が挙げられる。   On the surface side of the heater, a protective sliding layer 21c may be provided that protects the energization heating resistor layer 21b within a range that does not impair the thermal efficiency. However, it is preferable that the thickness of the protective sliding layer 21c is sufficiently thin and the surface property is improved. Examples of the material include polyimide (PI), perfluoroalkoxy resin (PFA), polytetrafluoroethylene resin (PTFE), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin (FEP). Furthermore, ethylene tetrafluoroethylene resin (ETFE), polychlorotrifluoroethylene resin (CTEF), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc. are mentioned.

上記のような樹脂材料を単独ないしは混合して被覆して保護摺動層21cとする。あるいはグラファイト、ダイアモンド・ライク・カーボン(DLC)、二硫化モリブデン等からなる乾性被膜潤滑剤、ガラスコート等を単独ないしは、上記樹脂層との混合で被覆した保護摺動層21cが考えられる。   The resin material as described above is coated alone or mixed to form the protective sliding layer 21c. Alternatively, a protective sliding layer 21c may be considered in which a dry coating lubricant made of graphite, diamond-like carbon (DLC), molybdenum disulfide, or the like, glass coating or the like is coated alone or mixed with the resin layer.

また、基板21aとして熱伝導性の良好な窒化アルミ等を使用する場合には、通電発熱抵抗層21bは基板21aに対して定着ローラ側とは反対側(基板裏面側)に形成してあっても良い。   Further, when aluminum nitride or the like having good thermal conductivity is used as the substrate 21a, the energization heating resistor layer 21b is formed on the side opposite to the fixing roller side (substrate back side) with respect to the substrate 21a. Also good.

ヒータ21を固定して保持する断熱性のステイホルダー24は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど加熱フィルム23の加熱に際する熱効率が高くなる。よって、樹脂層の中に、中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。   The heat insulating stay holder 24 that fixes and holds the heater 21 is formed of a heat resistant resin such as liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, PEEK, etc., and the lower the thermal conductivity, the more efficient the heat efficiency when heating the heating film 23. Get higher. Therefore, a hollow filler such as a glass balloon or a silica balloon may be included in the resin layer.

ヒータ21の加熱フィルム23と反対側には、通電発熱抵抗層21bの発熱に応じて昇温した基板21aの温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知手段22が配置されている。この温度検知手段22はヒータ21を温度制御する目的で設けられている。   On the side opposite to the heating film 23 of the heater 21, a temperature detection means 22 such as a thermistor for detecting the temperature of the substrate 21 a raised in accordance with the heat generation of the energization heat generation resistance layer 21 b is disposed. This temperature detection means 22 is provided for the purpose of controlling the temperature of the heater 21.

温度制御方式としては、温度検知手段22の信号に応じて、ヒータ21の長手方向端部にある電極部(不図示)から通電発熱抵抗層21bに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御する。これにより、ヒータ21を発熱させて、加熱フィルム23の内面を加熱・温調する。ヒータ21の長手方向における有効発熱領域幅は定着装置の最大通紙幅よりも大きい。   As the temperature control method, the duty ratio, wave number, etc. of the voltage applied to the energization heating resistor layer 21b from the electrode part (not shown) at the longitudinal end of the heater 21 are appropriately set according to the signal of the temperature detection means 22 To control. Thereby, the heater 21 generates heat, and the inner surface of the heating film 23 is heated and temperature-controlled. The effective heat generation area width in the longitudinal direction of the heater 21 is larger than the maximum sheet passing width of the fixing device.

温度検知素子22からの検知温度情報は温度制御部100を介し、通電ドライバとしてのトライアック素子101に送られる。トライアック素子101は温度制御部100の通電信号に基づいて、AC電源102への通電ON/OFFを行う。   The detected temperature information from the temperature detecting element 22 is sent via the temperature control unit 100 to the triac element 101 as an energization driver. The triac element 101 performs energization ON / OFF to the AC power source 102 based on the energization signal of the temperature control unit 100.

温度の制御方法としては、ヒータ21の温度を所定の温度とするよう温度制御する方法と、定着ローラ表面にも温度検知素子を当接し,定着ローラ表面の温度を所定の温度とするようにヒータへの電力制御を行う方法がある。   As a temperature control method, a temperature control method is performed so that the temperature of the heater 21 is set to a predetermined temperature, and a temperature detection element is also brought into contact with the surface of the fixing roller so that the temperature of the fixing roller surface is set to a predetermined temperature. There is a method of performing power control to

(4−2)加熱フィルム23
可撓性部材(フィルム状部材)としての加熱フィルム()23は、加熱ニップ部Nhにおいて、ヒータ21で発した熱を定着部材30の表面高熱伝導層33へ伝える機能を有している。ヒータ21を支持させたステイホルダー24の外側にルーズに外嵌されており、ヒータ21と定着ローラ30の間に介在しながら加熱ニップ部Nhを形成し、定着ローラ30の回転に従動して回転する。あるいは、駆動手段を別途設け、加熱フィルム自体を回転駆動する構成であっても良い。
(4-2) Heated film 23
The heating film () 23 as a flexible member (film-like member) has a function of transmitting heat generated by the heater 21 to the surface high thermal conductive layer 33 of the fixing member 30 in the heating nip portion Nh. It is loosely fitted outside the stay holder 24 that supports the heater 21, forms a heating nip portion Nh while being interposed between the heater 21 and the fixing roller 30, and rotates following the rotation of the fixing roller 30. To do. Alternatively, a configuration in which a driving unit is separately provided and the heating film itself is rotationally driven may be employed.

加熱フィルム23の構成は、定着ローラ30の表面の高熱伝導層33へ熱を効率良く蓄熱する意味で、定着ローラ30の構成と同様に本実施例において非常に重要である。   The configuration of the heating film 23 is very important in the present embodiment in the same manner as the configuration of the fixing roller 30 in that the heat is efficiently stored in the high heat conductive layer 33 on the surface of the fixing roller 30.

特に、加熱ニップ部Nhにおいて、定着ローラ30の最表面を構成する高熱伝導層33への熱の拡散を十分に実施することは、高い熱効率の達成およびヒータ21の温調温度を低く設定するために重要となる。   In particular, in the heating nip portion Nh, sufficient diffusion of heat to the high thermal conductive layer 33 that constitutes the outermost surface of the fixing roller 30 is to achieve high thermal efficiency and to set the temperature control temperature of the heater 21 low. It becomes important to.

すなわち、図6において、ヒータ21の通電発熱抵抗層21bへの通電により発生した熱量は温度の低い部分へ伝熱される。よって、矢印Aや矢印Dの熱の流れが発生する。このとき本実施例における本来の目的である定着ローラ30の最表面に形成された高熱伝導層33に十分に熱量を供給するためには、矢印Cの熱の流れを多くし、高熱伝導層33に十分拡散しなくてはならない。従って矢印Aの熱の流れを多くし、矢印B(定着ローラ30の表面の昇温に寄与せず、加熱フィルム内に伝わる熱の流れ)や矢印Dといった定着ローラ30方向以外に流れる熱量を少なくすることが効果的である。   That is, in FIG. 6, the amount of heat generated by energization of the energization heating resistor layer 21b of the heater 21 is transferred to a portion having a low temperature. Therefore, the heat flow of arrow A or arrow D occurs. At this time, in order to supply a sufficient amount of heat to the high heat conduction layer 33 formed on the outermost surface of the fixing roller 30 which is the original purpose in this embodiment, the heat flow of the arrow C is increased and the high heat conduction layer 33 is supplied. Must diffuse enough. Therefore, the heat flow of the arrow A is increased, and the amount of heat flowing in the direction other than the direction of the fixing roller 30 such as the arrow B (the heat flow transmitted to the heating film without contributing to the temperature rise of the fixing roller 30) and the arrow D is reduced. It is effective to do.

特に、画像形成装置が設置されている環境が低温環境の場合、記録材自体も給紙トレイ8内で冷えた状態になっていることが想定される。さらに記録材の表面性が良好で粗さの小さな記録材を定着ニップ部Ntに搬送した場合には、定着ローラ30表面から記録材へ流れる熱量が大きくなる。   In particular, when the environment in which the image forming apparatus is installed is a low temperature environment, it is assumed that the recording material itself is also cooled in the paper feed tray 8. Further, when a recording material having a good surface property and a small roughness is conveyed to the fixing nip portion Nt, the amount of heat flowing from the surface of the fixing roller 30 to the recording material increases.

定着ニップ部Ntで温度降下した定着ローラ30の表面が再度加熱ニップ部Nhに到達した時点で、再び定着ローラ最表層の高熱伝導層33にヒータ21からの熱を十分に蓄熱させる必要がある。そのためには、矢印Aおよび矢印Cの熱の流れが多いことが要求される。   When the surface of the fixing roller 30 whose temperature has dropped at the fixing nip portion Nt reaches the heating nip portion Nh again, it is necessary to sufficiently store the heat from the heater 21 in the high heat conductive layer 33 on the outermost surface of the fixing roller again. For this purpose, it is required that the heat flow of arrows A and C is large.

我々の研究によれば、以上を満たす条件として、加熱フィルム23に要求される熱伝導率は1.0W/m・K以上、より好ましくは2.0W/m・K以上である。   According to our research, the thermal conductivity required for the heating film 23 is 1.0 W / m · K or more, more preferably 2.0 W / m · K or more as a condition satisfying the above.

さらに、加熱フィルム23に要求される物性として、熱容量が大きく寄与することが確認されている。すなわち、非常に高い熱伝導性を有する部材であっても、図6における矢印Bの熱の流れが大きい場合には、上述したように本実施例の目的が達成されなくなる。また、このことは加熱フィルム23の材質によるもの以外に加熱フィルム23の厚みや外径に寄与するところが大きい。   Further, it has been confirmed that the heat capacity greatly contributes as a physical property required for the heating film 23. That is, even if a member having very high thermal conductivity is used, if the heat flow indicated by the arrow B in FIG. Moreover, this greatly contributes to the thickness and outer diameter of the heating film 23 other than the material of the heating film 23.

すなわち、加熱フィルム23の厚みが厚い場合には、熱抵抗が小さくなる矢印Bへの熱の流れが大きくなる。また、外径が大きい場合には、加熱ニップ部Nh以外における気中への放熱面積が大きくなるため、一旦加熱ニップ部Nhで加熱された加熱フィルム23が1周回転して再度加熱ニップ部Nhに到達するまでに十分冷やされてしまう。その結果、毎周回、加熱フィルム自体を加熱するために熱量が使用されることとなってしまう。このことから、記録材搬送方向と直交する方向(長手方向)における単位長さ(1cm)当りの加熱フィルム23の回転方向1周分の熱容量は、せいぜい0.4J/K以下、より好ましくは0.35J/K以下にすることが望ましい。 That is, when the thickness of the heating film 23 is thick, the flow of heat to the arrow B where the thermal resistance becomes small increases. In addition, when the outer diameter is large, the heat radiation area to the air other than the heating nip portion Nh is increased, so that the heating film 23 once heated in the heating nip portion Nh rotates once and rotates again. It will be cooled enough to reach. As a result, the amount of heat is used to heat the heating film itself every turn. From this, the heat capacity for one rotation of the heating film 23 per unit length (1 cm) in the direction (longitudinal direction) orthogonal to the recording material conveyance direction is at most 0.4 J / K, more preferably 0. .35J / K or less is desirable.

以上を鑑み、加熱フィルム23としては、金属製部材を単独あるいは合金で形成した基層あるいは、ポリイミド(PI)等の耐熱性樹脂に粉末より成る高熱伝導フィラーを大量に混入した基層を形成することが効果的である。   In view of the above, as the heating film 23, a base layer formed of a metal member alone or an alloy, or a base layer in which a large amount of a high thermal conductive filler made of powder in a heat resistant resin such as polyimide (PI) is mixed may be formed. It is effective.

上記において、金属製部材は、例えば、ステンレス(SUS)やニッケル(Ni)、チタン(Ti)、銅(Cu)等である。また、粉末より成る高熱伝導フィラーは、例えば、金属粒子、や金属酸化物、人工ダイアモンド、グラファイト等である。   In the above, the metal member is, for example, stainless steel (SUS), nickel (Ni), titanium (Ti), copper (Cu), or the like. The high thermal conductive filler made of powder is, for example, metal particles, metal oxide, artificial diamond, graphite, or the like.

金属製部材による基層の製造方法としては、特に限定はされないが、スピニング加工や深絞り加工、圧延加工、引抜き加工等の方法、あるいは電鋳製造法による方法等が挙げられる。また、厚みとしては、可撓性も考慮し、50μm以下、より好ましくは40μm以下とすることが望ましい。外径としては、φ26mm以下、より好ましくはφ24mm以下とすることが望ましい。また、加熱フィルム23の定着ローラ30と接触する面は、トナー汚染等を防止し、長い寿命を達成するために、離型性を良好とする必要がある。特に加熱フィルム23は記録材Pと接触しない構成であるため、一旦汚染した加熱フィルム表面の汚れを記録材上に微小ずつ吐き出すことは困難であり、定着ローラの表面に比べ、加熱フィルム表面の離型性は良好にしておく必要がある。 A method for producing the base layer using the metal member is not particularly limited, and examples thereof include a spinning method, a deep drawing method, a rolling method, a drawing method, and a method using an electroforming production method. The thickness is preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, considering flexibility. The outer diameter is preferably φ26 mm or less, more preferably φ24 mm or less. Further, the surface of the heating film 23 that contacts the fixing roller 30 needs to have good releasability in order to prevent toner contamination and achieve a long life. In particular, since the heating film 23 is configured so as not to contact with the recording medium P, once the dirt contaminated heated film surface to spit on the recording material little by little is difficult, compared to the surface of the fixing roller, separation of heating the film surface The moldability must be good.

このことから、表面にはフッ素樹脂層が薄く形成されていることが望ましい。フッ素樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)である。さらには、フッ化エチレンポリプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等である。   For this reason, it is desirable that the fluororesin layer is formed thin on the surface. Fluorine resin such as polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA). Furthermore, they are a fluorinated ethylene polypropylene copolymer resin (FEP), a polyvinylidene fluoride resin (PVDF), a polyvinyl fluoride resin (PVF), and the like.

然るに、前述したように、加熱フィルム23としては、高熱伝導性が重要となることから、表層に形成するフッ素樹脂層の厚みを極力抑え、20μm以下とすることが望ましい。あるいは上記フッ素樹脂層には、離型性を阻害しない範囲で高熱伝導性を有するフィラーを混入してあっても良い。   However, as described above, since the high thermal conductivity is important for the heating film 23, it is desirable that the thickness of the fluororesin layer formed on the surface layer be suppressed as much as possible to 20 μm or less. Alternatively, the fluororesin layer may be mixed with a filler having high thermal conductivity within a range that does not impair the releasability.

以上により複数層から形成される加熱フィルムの場合でも、内面から外面への熱伝導率が1.0W/m・K以上にすることが望ましい。より好ましくは2.0W/m・K以上とすることが望ましい。また、加熱フィルム23の回転方向1周分の熱容量(複数層を含む)は、せいぜい0.4J/K以下、より好ましくは0.35J/K以下にすることが望ましい。   Even in the case of a heating film formed of a plurality of layers as described above, it is desirable that the thermal conductivity from the inner surface to the outer surface be 1.0 W / m · K or more. More preferably, it is desirable to set it as 2.0 W / m * K or more. Further, it is desirable that the heat capacity (including a plurality of layers) of the heating film 23 in one rotation direction is 0.4 J / K or less, more preferably 0.35 J / K or less.

ここで、本実施例では、加熱源として加熱フィルム23に接触摺動する板状ヒータ21を用いて説明したが、加熱源は加熱フィルム23に内包する非接触加熱源であっても良い。   In the present embodiment, the plate heater 21 that slides in contact with the heating film 23 is used as the heating source. However, the heating source may be a non-contact heating source included in the heating film 23.

図7に非接触加熱源27を使用した場合の構成を示す。非接触加熱源27としては、例えば、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等のヒータを挙げることができる。なお、この場合には、ヒータ27からの輻射熱を効率良く吸収するために、加熱フィルム23の内面には黒色塗装を施した吸収層を形成した方が良い。   FIG. 7 shows a configuration when the non-contact heating source 27 is used. Examples of the non-contact heating source 27 include heaters such as halogen heaters and carbon heaters. In this case, in order to efficiently absorb the radiant heat from the heater 27, it is better to form a black coating absorbing layer on the inner surface of the heating film 23.

黒色塗装の方法としては、加熱フィルム23の内面の油分を除去し、例えば黒色塗料としておきつも#8000(三重油脂化工業株式会社製、商品名)等の塗料を塗布する。このおきつも#8000は黒色金属顔料または黒色金属化合物顔料をシリコーン樹脂バインダと共に溶剤に分散させて溶解させたものであり、黒色顔料、無機質顔料、シリコーン樹脂(メチルフェニルシリコーンベース)、および溶剤を配合してある。塗布後の焼き付け条件としては、300℃で1時間程度の焼き付けが施される。また、おきつも#8000の黒色塗料以外の赤外線の吸収率が高い物質であっても当然良い。   As a black coating method, the oil content on the inner surface of the heating film 23 is removed, and a paint such as Okitsu # 8000 (trade name, manufactured by Mie Yushi Kogyo Co., Ltd.) is applied as a black paint, for example. This Okitsu # 8000 is a black metal pigment or black metal compound pigment dispersed in a solvent together with a silicone resin binder and dissolved, and contains a black pigment, inorganic pigment, silicone resin (methylphenyl silicone base), and solvent. It is. As a baking condition after application, baking is performed at 300 ° C. for about one hour. Of course, any material other than # 8000 black paint may have a high infrared absorption rate.

(5)加圧ローラ40
加圧ローラ40は、アルミや鉄製、SUM材等よりなる芯金41の外側に、弾性層42、および離型性層43を最表層に形成して成る。
(5) Pressure roller 40
The pressure roller 40 is formed by forming an elastic layer 42 and a releasable layer 43 on the outermost surface of a core bar 41 made of aluminum, iron, SUM, or the like.

加圧ローラ40としては、定着ローラ30との接触加圧により定着ニップ部Ntを形成するが、定着ローラ表面からの熱の流れを極力抑えた方が定着ローラ表面の昇温スピードが速くなる。   As the pressure roller 40, the fixing nip portion Nt is formed by contact pressure with the fixing roller 30. However, if the flow of heat from the surface of the fixing roller is suppressed as much as possible, the temperature increase speed of the surface of the fixing roller is increased.

よって、弾性層42は、定着ローラ30の断熱弾性層32と同様に、マイクロバルーン等のバルーンや吸水性ポリマーが含有されたオルガノポリシロキサンを主成分とする液状シリコーン組成物より形成するのがよい。   Therefore, the elastic layer 42 is preferably formed from a liquid silicone composition mainly composed of an organopolysiloxane containing a balloon such as a microballoon or a water-absorbing polymer, like the heat insulating elastic layer 32 of the fixing roller 30. .

シリコーンゴム組成物は、その硬化物(シリコーンゴム)の熱伝導度が0.15W/m・K以下、好ましくは0.13W/m・K以下であることが望ましく、かかる熱伝導度を達成するように配合組成を調整することが好ましい。   The silicone rubber composition desirably has a cured product (silicone rubber) having a thermal conductivity of 0.15 W / m · K or less, preferably 0.13 W / m · K or less, and achieves such thermal conductivity. Thus, it is preferable to adjust the composition.

また、離型性層43としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)を挙げることができる。さらには、フッ化エチレンポリプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、ポリフッ化ビニル樹脂(PVF)等を挙げることができる。   Examples of the release layer 43 include polytetrafluoroethylene resin (PTFE) and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA). Furthermore, a fluoroethylene polypropylene copolymer resin (FEP), a polyvinylidene fluoride resin (PVDF), a polyvinyl fluoride resin (PVF), etc. can be mentioned.

コーティングとしては、ラテックスやダイエルラテックス(ダイキン工業社製、フッ素系ラテックス)、ディスパージョンによるディッピング塗工、スプレー塗工等により形成することができる。これらは前述した定着ローラ30の最表層と異なり、熱伝導性が低い方が好ましく、高熱伝導のフィラー等を混入しない方が適している。   The coating can be formed by latex, Daiel latex (Daikin Kogyo Co., Ltd., fluorine-based latex), dipping coating using a dispersion, spray coating, or the like. Unlike the outermost layer of the fixing roller 30 described above, it is preferable that the thermal conductivity is low, and it is more appropriate not to mix a high thermal conductive filler or the like.

(6)検証実験
以上、本実施例における定着装置12のファーストプリントアウトタイム、定着可能なヒータ設定温度および定着ローラ表面の設定温度、定着一様性を確認した。
(6) Verification Experiment As described above, the first printout time of the fixing device 12 in this embodiment, the settable heater set temperature, the set temperature of the fixing roller surface, and the fixing uniformity were confirmed.

画像形成装置は、プロセススピードが260mm/secであり、1分間に45枚のプリントを実施するレーザービームプリンタを用いた。   The image forming apparatus used was a laser beam printer having a process speed of 260 mm / sec and performing 45 prints per minute.

実験に用いた定着装置の基本構成部分について説明する。   The basic components of the fixing device used in the experiment will be described.

(6−1)定着ローラ30
芯金31は、外径12mmのSUM芯金である。断熱弾性層32は、厚み3.5mmの中空フィラー含有のシリコーンゴム層である。高熱伝導層33は、100μm厚の様々な高熱伝導フィラーを混入したシリコーンソリッドゴム層と、このゴム層を様々な高熱伝導フィラーを混入したPFAコートを最表層として厚み15μmで被覆した、2層構成層である。
(6-1) Fixing roller 30
The core metal 31 is a SUM core metal having an outer diameter of 12 mm. The heat insulating elastic layer 32 is a silicone rubber layer containing a hollow filler having a thickness of 3.5 mm. The high thermal conductive layer 33 has a two-layer structure in which a silicone solid rubber layer mixed with various high thermal conductive fillers having a thickness of 100 μm and a PFA coat mixed with various high thermal conductive fillers as a top layer are coated with a thickness of 15 μm. Is a layer.

シリコーンゴムの断熱弾性層32に含有させた中空フィラーは粒径80μmのアクリロニトリルバルーンである。これをオルガノポリシロキサン組成物100重量部に対して30重量部、気泡が連結するようにトリエチレングリコールを微少量配合し、加熱硬化して断熱弾性層32とした。この断熱弾性層部の熱伝導率を0.12W/m・Kとした。   The hollow filler contained in the heat insulating elastic layer 32 of silicone rubber is an acrylonitrile balloon having a particle size of 80 μm. 30 parts by weight of this was mixed with 100 parts by weight of the organopolysiloxane composition, a small amount of triethylene glycol was blended so that bubbles were connected, and heat-cured to obtain a heat insulating elastic layer 32. The heat conductivity of the heat insulating elastic layer portion was set to 0.12 W / m · K.

また、外部に設けた高熱伝導シリコーンソリッドゴム層およびPFAコート層の熱伝導率を様々に振って確認した。   Further, the heat conductivity of the high heat conductive silicone solid rubber layer and the PFA coat layer provided outside was confirmed by variously shaking.

(6−2)加熱ユニット20
板状ヒータ21は、厚み0.6mm、幅8mmのAlN基板21a上に、Ag/Pdペーストから形成される通電発熱抵抗層21bをスクリーン印刷してなるものを用いた。
(6-2) Heating unit 20
The plate heater 21 was obtained by screen-printing an energization heating resistor layer 21b formed from an Ag / Pd paste on an AlN substrate 21a having a thickness of 0.6 mm and a width of 8 mm.

加熱フィルム23は、外径24mm、厚み40μmの熱伝導率15W/m・KのSUS304のシームレス金属フィルムを基層として、その表層に厚み4μmのプライマ層、厚み10μmのPFAコート層を順次被覆させて形成されたものを使用した。PFAコートが施された加熱フィルム23の熱伝導率は13.6W/m・Kである。   The heating film 23 is made of a SUS304 seamless metal film having an outer diameter of 24 mm and a thickness of 40 μm and a thermal conductivity of 15 W / m · K as a base layer, and a 4 μm thick primer layer and a 10 μm thick PFA coat layer are sequentially coated on the surface layer. The formed one was used. The heat conductivity of the heating film 23 to which the PFA coat is applied is 13.6 W / m · K.

(6−3)加圧ローラ40
12mmのSUM芯金41に、厚み3.5mmの中空フィラー含有シリコーンゴム層42、さらに最表層43にはPFAチューブを厚み30μmで被覆した加圧ローラを使用した。
(6-3) Pressure roller 40
A pressure roller in which a 3.5 mm thick hollow filler-containing silicone rubber layer 42 was coated on a 12 mm SUM cored bar 41 and a PFA tube was coated on the outermost layer 43 with a thickness of 30 μm was used.

以上の構成で、加熱ユニット20と定着ローラ30の間に98N(10kgf)の加圧力を負荷して、加熱ニップ部Nhを幅5mmで形成した。また、定着ローラ30と加圧ローラ40の間には196N(20kgf)の加圧力を負荷して定着ニップ部Ntを幅7mm形成した。   With the above configuration, 98 N (10 kgf) pressure was applied between the heating unit 20 and the fixing roller 30, and the heating nip portion Nh was formed with a width of 5 mm. Further, a pressure of 196 N (20 kgf) was applied between the fixing roller 30 and the pressure roller 40 to form a fixing nip portion Nt having a width of 7 mm.

定着ローラ30の表層に形成した高熱伝導シリコーンソリッド層およびPFAコート層に混入したフィラーおよびその物性を表1にまとめる。結晶性シリカは熱伝導率の異なるものを2種類用意してそれぞれを使用して確認を行った。フィラーの平均粒径は全て3.5μmに統一した。   Table 1 summarizes fillers mixed in the high thermal conductive silicone solid layer and the PFA coating layer formed on the surface layer of the fixing roller 30 and their physical properties. Two types of crystalline silica having different thermal conductivities were prepared and used for confirmation. The average particle diameter of the filler was all unified to 3.5 μm.

以上のフィラーをそれぞれの層に混入して熱伝導率の異なるシリコーンゴム層およびPFAコート層を製造し、実験を行った。   The above filler was mixed in each layer to produce a silicone rubber layer and a PFA coat layer having different thermal conductivities, and experiments were conducted.

製造した定着ローラの種類を表2に実験1〜9として示す。混入したフィラーの種類は表1の#1〜5で表示してある。混入量の単位はvol%、λはそれぞれフィラーが混入された状態におけるそれぞれの層の熱伝導率を示し、単位はW/m・Kである。また、実験1の各層および実験2のPFAコート層、実験3のシリコーンソリッドゴム層には高熱伝導フィラーが混入されていない状態である。   Table 2 shows the types of fixing rollers manufactured as Experiments 1 to 9. The types of fillers mixed are indicated by # 1 to 5 in Table 1. The unit of the mixing amount is vol%, λ indicates the thermal conductivity of each layer in the state where the filler is mixed, and the unit is W / m · K. Further, each layer of Experiment 1, the PFA coat layer of Experiment 2, and the silicone solid rubber layer of Experiment 3 are in a state in which no high thermal conductive filler is mixed.

以上の各構成でレーザービームプリンタによりプリント動作を開始し、それぞれの定着ローラを組み込んだ定着装置で未定着トナー画像を形成した記録材を加熱定着した。   A printing operation was started by a laser beam printer with each of the above configurations, and a recording material on which an unfixed toner image was formed was fixed by heating with a fixing device incorporating each fixing roller.

そのときのそれぞれの構成でのファーストプリントアウトタイム(FPOT)、耐久性能、定着性能が十分になるときの定着ローラ表面温度およびヒータ温度を比較評価した。   At that time, the first printout time (FPOT), the durability performance, and the fixing roller surface temperature and the heater temperature when the fixing performance was sufficient were compared and evaluated.

定着性能の確認は、坪量90g/mのFox River Bond紙(Fox River Paper社製)を使用した。ヒータ21の通電発熱抵抗層21bへの立上げ時の電力は1000Wとし、それぞれの構成においてヒータ21を所定温度に温度制御し、この温調制御温度を振って定着可能な条件およびファーストプリントアウトタイムを確認した。 For confirmation of the fixing performance, Fox River Bond paper (manufactured by Fox River Paper) having a basis weight of 90 g / m 2 was used. The power when the heater 21 is energized to the energization heating resistor layer 21b is set to 1000 W. The temperature of the heater 21 is controlled to a predetermined temperature in each configuration. It was confirmed.

記録材上の未定着トナー画像の定着性能評価方法としては、加熱定着後の記録材トナー画像上にセロハンテープを貼り付け、50g/cmの面圧で1分間押し付けた後にセロハンテープを剥がす。そのときのトナー画像における画像欠陥(テープにより剥ぎ取られた欠陥)の程度によって評価を行った。画像欠陥が元のトナー画像の5%を超える場合をNG(不良)とした。 As a method for evaluating the fixing performance of an unfixed toner image on a recording material, a cellophane tape is stuck on the recording material toner image after heat fixing, and the cellophane tape is peeled off after pressing for 1 minute at a surface pressure of 50 g / cm 2 . Evaluation was performed based on the degree of image defects (defects removed by tape) in the toner image at that time. The case where the image defect exceeded 5% of the original toner image was determined as NG (defect).

ファーストプリントアウトタイムは、レーザープリンタがプリント信号を受信して動作開始した時点から、記録材上の未定着画像を加熱定着後に排紙トレイ上に排出され終わるまでの時間を計測した。   The first printout time was measured from when the laser printer received a print signal and started to operate until the unfixed image on the recording material was discharged onto the paper discharge tray after being heat-fixed.

耐久性能に関しては、坪量80g/mのA4サイズの記録材を連続してプリント動作を継続し、定着ローラ30に不具合が発生するまで続け、問題なく通紙された枚数をカウントした。 Regarding durability performance, A4 size recording material having a basis weight of 80 g / m 2 was continuously printed, and the printing operation was continued until a problem occurred in the fixing roller 30, and the number of sheets passed without problems was counted.

以上の評価方法により各定着ローラを使用した場合の評価結果を表3に示す。表中、FPOTの単位は秒数、定着ローラおよびヒータの温度は定着可能時のそれぞれの温度を示し、単位は℃である。   Table 3 shows the evaluation results when each fixing roller is used by the above evaluation method. In the table, the unit of FPOT is the number of seconds, the temperature of the fixing roller and the heater indicates the temperature when fixing is possible, and the unit is ° C.

以上の結果より、定着ローラ30の最表層に高熱伝導の蓄熱層を設けることは、定着可能な定着ローラ表面温度およびヒータ温調温度を下げる効果があることが実験1および2と実験4〜9の結果からわかる。   From the above results, it is shown in Experiments 1 and 2 and Experiments 4 to 9 that the provision of a heat storage layer having a high thermal conductivity on the outermost layer of the fixing roller 30 has the effect of lowering the fixing roller surface temperature and the heater temperature control temperature that can be fixed. From the result of.

これは、記録材上の未定着トナー画像を定着するために必要な熱量を蓄えることが可能となるからである。   This is because the amount of heat necessary to fix the unfixed toner image on the recording material can be stored.

実験3では、実験1や2に比べ若干定着可能な温度が低くなっているが、効果は小さい。これは、高熱伝導で熱量を拡散する層が15μmと薄く、その内側のシリコーンソリッド層は熱伝導率が低いために熱が拡散しにくいことによる。   In Experiment 3, the fixing temperature is slightly lower than in Experiments 1 and 2, but the effect is small. This is because the layer that diffuses heat by high heat conduction is as thin as 15 μm, and the silicone solid layer inside has a low thermal conductivity, so that heat hardly diffuses.

また、定着ローラ表面の熱伝導が低い場合には、定着可能な温度が高くなるばかりか、FPOTが遅くなってしまうことが実験1および2と実験3〜9の比較からわかる。   Further, it can be seen from the comparison between Experiments 1 and 2 and Experiments 3 to 9 that when the heat conduction on the surface of the fixing roller is low, not only the fixing temperature becomes high but also the FPOT becomes slow.

また、熱が拡散しやすい実験7や8の方が実験4〜6および9よりFPOTが若干速くなるのは、定着可能な定着ローラ温度およびヒータ温度が低くなることから、昇温時間が短くなることによる。   Also, in Experiments 7 and 8, where heat is likely to diffuse, the FPOT is slightly faster than in Experiments 4-6 and 9, because the fixing roller temperature and heater temperature that can be fixed are lower, and the temperature rise time is shorter. It depends.

また、実験6では、最表層は熱伝導率が0.32W/m・Kである。しかし、その下層に形成したシリコーンソリッドゴム層が0.38W/m・Kあり、この2つの層で熱伝導率を測定したところ0.35W/m・Kであった。   In Experiment 6, the outermost layer has a thermal conductivity of 0.32 W / m · K. However, the silicone solid rubber layer formed in the lower layer was 0.38 W / m · K, and the thermal conductivity of these two layers was measured to be 0.35 W / m · K.

以上のことから、最表層に0.35W/m・K以下の熱伝導率の層を形成した場合であっても、表層の複数層における層が全体として0.35W/m・K以上の高熱伝導層で形成されていればよい。これにより、定着可能な定着ローラ温度や加熱ヒータ温度を下げることが可能になり、さらに十分な耐久性能が得られることがわかった。   From the above, even when a layer having a thermal conductivity of 0.35 W / m · K or less is formed on the outermost layer, the layer in the plurality of surface layers as a whole has a high heat of 0.35 W / m · K or more. What is necessary is just to be formed with the conductive layer. As a result, it has been found that the fixing roller temperature and the heater temperature at which fixing can be performed can be lowered, and further sufficient durability performance can be obtained.

また、実験4では、表層のPFAコート層に混入したフィラー量が50vol%を超えており、このようなコートの場合は表面が固くなり、定着ニップ部Ntや加熱ニップ部Nhの繰り返し変形にコート層が耐えられなくなり、割れ等の不具合が生じてしまった。その結果、画像上の欠陥が現れやすくなっていた。   In Experiment 4, the amount of filler mixed in the PFA coating layer on the surface layer exceeded 50 vol%. In such a coating, the surface becomes hard, and the coating is repeatedly deformed at the fixing nip portion Nt and the heating nip portion Nh. The layer became unbearable, causing problems such as cracking. As a result, defects on the image are likely to appear.

また、上記実験以外にPFAコート層の内側に設けたシリコーンソリッドゴム層へのフィラー混入量を振って耐久性能を確認したところ、フィラー混入量が50%を超えると耐久によってゴム層に割れが発生しやすくなることがわかった。   In addition to the above experiment, when the durability performance was confirmed by shaking the amount of filler mixed into the silicone solid rubber layer provided inside the PFA coat layer, cracking occurred in the rubber layer due to durability when the filler content exceeded 50%. I found it easier to do.

よって、定着ローラ表面に混入するフィラーの熱伝導率を10W/m・K以上とし、混入するフィラーのフィラー混入量を50vol%以下、好ましくは45vol%以下とすることで所望の熱伝導率を得た上で耐久性能を向上させることができる。   Therefore, the thermal conductivity of the filler mixed on the surface of the fixing roller is set to 10 W / m · K or more, and the filler mixed amount of the mixed filler is set to 50 vol% or less, preferably 45 vol% or less, thereby obtaining a desired thermal conductivity. In addition, durability can be improved.

また、実験1〜3では10万枚〜15万枚の耐久で加熱フィルム内面が削れ故障に至った。これは、ヒータの温度が285℃以上と高くなっており、保持部材の変形やヒータ面と加熱フィルム内面の摩耗による削り粉の影響で加熱フィルムが破損したことによる。特に加熱用ヒータが高温になりすぎると耐久性に対して厳しいことが判明した。   In Experiments 1 to 3, the inner surface of the heating film was scraped due to the durability of 100,000 to 150,000 sheets, leading to failure. This is because the temperature of the heater is as high as 285 ° C. or more, and the heating film is damaged due to the influence of shavings due to deformation of the holding member and wear of the heater surface and the inner surface of the heating film. In particular, it has been found that the durability of the heater for heating is severe with respect to durability.

また、我々はその他のフィラーとして熱伝導率800W/m・K以上を有するグラファイトやダイアモンドをそれぞれシリコーンソリッドゴム層やPFAコート層に混入して評価した。その結果、10vol%の混入量以上で目標レベルの高熱伝導層(熱伝導率0.35W/m・K以上)を達成できることがわかった。   In addition, we evaluated graphite and diamond having a thermal conductivity of 800 W / m · K or more as other fillers in the silicone solid rubber layer and PFA coat layer, respectively. As a result, it was found that a target high thermal conductive layer (thermal conductivity of 0.35 W / m · K or higher) can be achieved with an amount of 10 vol% or more.

また、定着ローラ最表層のPFAコート層に混入するフィラーの平均粒径を振って確認した。その結果、3.5μmを超えると定着ローラ表面の粗さがRz=4.0μmを超えて粗くなり、ハーフトーン画像を加熱定着すると画像上に小さな定着ムラが顕著に発生した。また、3μm以下のフィラーの場合画像上に特に不具合は見られなかった。   In addition, the average particle diameter of the filler mixed in the PFA coat layer on the outermost surface of the fixing roller was confirmed by shaking. As a result, when the thickness exceeds 3.5 μm, the surface roughness of the fixing roller exceeds Rz = 4.0 μm, and when a halftone image is heat-fixed, small fixing unevenness occurs on the image. In the case of a filler of 3 μm or less, no particular problem was found on the image.

以上の結果より、定着ローラ30の最表層として、熱伝導率のフィラーを下記のように混入して、0.35W/m・K以上、好ましくは0.38W/m・K以上の高熱伝導層を形成することが望ましいことがわかった。すなわち、平均粒径3.5μm以下、好ましくは3.0μm以下で、10W/m・K以上の熱伝導率のフィラーを10vol%以上、50vol%以下混入して、高熱伝導層を形成する。   From the above results, as the outermost layer of the fixing roller 30, a heat conductive filler is mixed as follows, and a high heat conductive layer of 0.35 W / m · K or more, preferably 0.38 W / m · K or more. It has been found desirable to form That is, a filler having a mean particle size of 3.5 μm or less, preferably 3.0 μm or less, and a thermal conductivity of 10 W / m · K or more is mixed in an amount of 10 vol% or more and 50 vol% or less to form a high thermal conductive layer.

また、定着ローラ30の最表層の厚みに関して確認するために、実験5の定着ローラにおけるシリコーンソリッドゴム層の厚みを0μmから250μmまで振ってFPOTを確認した(実験10〜15)。その結果を表4に示す。   Further, in order to confirm the thickness of the outermost layer of the fixing roller 30, the FPOT was confirmed by shaking the thickness of the silicone solid rubber layer in the fixing roller of Experiment 5 from 0 μm to 250 μm (Experiments 10 to 15). The results are shown in Table 4.

ここで、総厚みとは、高熱伝導層33としてのシリコーンソリッドゴム層とPFAコートの合計の厚みである。ヒータ温度は上記と同様定着可能な状態でのヒータ温度を示し、単位は℃である。   Here, the total thickness is the total thickness of the silicone solid rubber layer as the high thermal conductive layer 33 and the PFA coat. The heater temperature indicates the heater temperature in a fixable state as described above, and its unit is ° C.

以上の実験より、定着ローラ表層である高熱伝導層の総厚みとしては、20μmより薄い場合には、上述の実験と同様に蓄熱量が足りないためにヒータ温度を高く設定しなくてはならなかった。よって耐久性能に劣ってしまっていた。   From the above experiment, when the total thickness of the high heat conductive layer, which is the surface layer of the fixing roller, is less than 20 μm, the heat storage amount is insufficient as in the above-described experiment, so the heater temperature must be set high. It was. Therefore, the durability performance was inferior.

高熱伝導層の総厚みとしては20μm以上あれば、ヒータ21の温度を耐久枚数28万枚以上まで可能となるヒータ温度に抑えることができた。   If the total thickness of the high heat conductive layer was 20 μm or more, the temperature of the heater 21 could be suppressed to a heater temperature that allowed up to 280,000 durable sheets.

また、高熱伝導層の総厚みが200μmを超えてくると、加熱ニップ部Nhでの加熱が定着ローラ内部の方へ拡散する量が多くなることから、FPOTが遅くなっていく傾向が見られた。また、高熱伝導層の厚みが厚くなってくるとヒータ21の温度を高くしていかなくてはならなくなる。これは、より定着ローラの内部に熱が拡散されてしまうためにヒータ21に投入する電力を多くしなくてはならなくなった結果である。   In addition, when the total thickness of the high thermal conductive layer exceeds 200 μm, the amount of the heat at the heating nip portion Nh that diffuses toward the inside of the fixing roller increases, so that the FPOT tends to be delayed. . In addition, as the thickness of the high thermal conductive layer increases, the temperature of the heater 21 must be increased. This is a result of having to increase the electric power supplied to the heater 21 because the heat is further diffused into the fixing roller.

以上のことから、定着ローラの最表層に設ける高熱伝導層の厚みとしては20μm以上200μm以下に設定してあることが望ましい。   From the above, it is desirable that the thickness of the high thermal conductive layer provided on the outermost layer of the fixing roller is set to 20 μm or more and 200 μm or less.

また、定着ローラ30の最表層に設けた高熱伝導層33の内側に形成した断熱弾性層32の熱伝導率を混入するマイクロバルーンの量を振って確認した。その結果、0.15W/m・Kを超える熱伝導率にしてしまうと内部への熱の逃げが大きくなり、ヒータ温度を高く設定しなくてはならなくなる。さらに、FPOTが多くかかってしまうことが確認された。   Further, the amount of microballoons mixed with the heat conductivity of the heat insulating elastic layer 32 formed inside the high heat conductive layer 33 provided on the outermost layer of the fixing roller 30 was confirmed. As a result, if the thermal conductivity exceeds 0.15 W / m · K, the escape of heat to the inside becomes large, and the heater temperature must be set high. Furthermore, it was confirmed that a lot of FPOT was applied.

また、該断熱弾性層32の熱伝導率を0.13W/m・K以下にすることで、ヒータ温度やFPOTへの影響が殆どなくなることがわかった。   Further, it has been found that by setting the thermal conductivity of the heat insulating elastic layer 32 to 0.13 W / m · K or less, there is almost no influence on the heater temperature and FPOT.

以上のことから、定着ローラ内部に形成する断熱弾性層32の熱伝導率としては、0.15W/m・K以下、好ましくは0.13W/m・K以下に設定することが望ましい。   From the above, it is desirable that the heat conductivity of the heat insulating elastic layer 32 formed inside the fixing roller is set to 0.15 W / m · K or less, preferably 0.13 W / m · K or less.

次に、上記実験8の定着ローラを用いて加熱ユニット20の加熱フィルム23の基材の熱伝導率および長手方向単位長さ(1cm)当りの熱容量を振ってFPOTおよび定着可能な状態でのヒータの制御温度を確認した(実験15〜29)。   Next, using the fixing roller of Experiment 8 above, the heat conductivity of the base material of the heating film 23 of the heating unit 20 and the heat capacity per unit length (1 cm) in the longitudinal direction are changed, and the heater in a state where FPOT and fixing are possible. Was confirmed (Experiments 15 to 29).

各実験の加熱フィルム23の構成および結果を表5と表6に示す。熱伝導率の単位はW/ m・K、単位長さ(1cm)当りの熱容量はJ/K、FPOTは秒、加熱用ヒータの制御温度は℃である。   Tables 5 and 6 show the configuration and results of the heating film 23 of each experiment. The unit of thermal conductivity is W / m · K, the heat capacity per unit length (1 cm) is J / K, FPOT is seconds, and the control temperature of the heater for heating is ° C.

表5の実験16〜22は、25℃環境で坪量75g/mのラフ紙としてFox River Bond紙を評価した。 Experiments 16 to 22 in Table 5 evaluated Fox River Bond paper as rough paper with a basis weight of 75 g / m 2 in a 25 ° C. environment.

表6の実験23〜29は、10℃環境で坪量199g/mの表面性が良好な厚紙としてSpringhill紙(International Paper社製)を評価した。 Experiments 23 to 29 in Table 6 evaluated Springhill paper (manufactured by International Paper Co., Ltd.) as a cardboard having a good surface property with a basis weight of 199 g / m 2 in a 10 ° C environment.

以上の実験より、FPOTおよびヒータ温度を抑えるためには、加熱フィルム23の熱伝導性を高め、熱容量を小さく抑える必要があることがわかる。   From the above experiments, it can be seen that in order to suppress the FPOT and the heater temperature, it is necessary to increase the thermal conductivity of the heating film 23 and to suppress the heat capacity to a small value.

また、特に画像形成装置の使用される環境や記録材の種類によって定着可能な時のヒータ温度が異なる。特に、加熱フィルム23の熱伝導率が1.0W/m・Kより低い、あるいは単位長さ当りの熱容量が0.4J/Kより大きい場合には、定着ローラ30が定着可能な状況になるまでに時間がかかる。さらに環境温度や記録材の影響を大きく受けてしまう。   In particular, the heater temperature at which fixing is possible differs depending on the environment in which the image forming apparatus is used and the type of recording material. In particular, when the heat conductivity of the heating film 23 is lower than 1.0 W / m · K or the heat capacity per unit length is larger than 0.4 J / K, the fixing roller 30 can be fixed. Takes time. Further, it is greatly affected by the environmental temperature and the recording material.

また、耐久性も考慮すると、前述したように、ヒータ21の温度は低い方が有利であり、十分な耐久性能を得るためには、加熱フィルム23の基材の熱伝導率が2.0W/m・K以上であることが好ましい。   Also, considering the durability, as described above, it is advantageous that the temperature of the heater 21 is lower. In order to obtain sufficient durability performance, the thermal conductivity of the base material of the heating film 23 is 2.0 W / It is preferably m · K or more.

上述したように、あまりに環境温度や記録材の影響が大きい場合、例え画像形成装置の使用されている環境や記録材の種類を何らかの方法で検知したとしても全ての記録材に対して同等の定着性能を保持することは困難になる。何故なら使用環境温度や記録材の種類という複数のファクターが起因してくるために、それぞれの検知能力にも限界があり、検知結果のバラツキまで考慮すると、全ての環境および記録材に対して最適な温度制御を実施することは困難となってくる。   As described above, when the influence of the environmental temperature and the recording material is too great, even if the environment and the type of the recording material used by the image forming apparatus are detected by any method, the same fixing is performed for all the recording materials. It becomes difficult to maintain performance. This is because there are multiple factors such as the ambient temperature and the type of recording material, so there is a limit to the detection capability of each, and considering the variation in detection results, it is optimal for all environments and recording materials. It is difficult to perform a proper temperature control.

以上の結果より、本実施例における定着装置において、加熱フィルム23の基材の熱伝導率としては1.0W/m・K以上、好ましくは2.0W/m・K以上を有することが望ましい。かつ、加熱フィルム23の基材の長手方向における単位長さ(1cm)あたりの熱容量としては0.4J/K以下であることが望ましい。   From the above results, in the fixing device according to the present embodiment, the thermal conductivity of the base material of the heating film 23 is 1.0 W / m · K or more, preferably 2.0 W / m · K or more. And as a heat capacity per unit length (1 cm) in the longitudinal direction of the base material of the heating film 23, it is desirable that it is 0.4 J / K or less.

また、本実施例の定着均一性の効果を確認するため、上記実験8で様々な記録材にハーフトーン画像を加熱定着した場合と、従来例における図8のフィルム加熱方式で加熱定着した場合の画像を比較した。   Further, in order to confirm the effect of the fixing uniformity of this embodiment, the case where the halftone image is heat-fixed on various recording materials in Experiment 8 and the case where the film heating method of FIG. The images were compared.

図8のフィルム加熱方式で定着装置は、特開昭63−313182号公報、特開平2−157878号公報、特開平4−44075〜4−44083号公報、特開平4−204980〜4−204984号公報等に提案されている。スタンバイ時に定着装置に電力を供給せず、スタンバイ加熱を実施しない。詳しくはヒータ部と加圧ローラの間に熱容量の小さな薄肉のフィルムを介して記録材上のトナー像を定着する装置である。70はフィルムアセンブリである。アルミナ、チッ化アルミ等のセラミック板上に通電発熱抵抗層が形成された板状ヒータ71が耐熱性樹脂より形成されたステイホルダー74に固定されている。このステイホルダー74にルーズに外嵌させたポリイミド等の樹脂やSUS等の金属から構成された耐熱性の薄肉フィルム73(以下、定着フィルムと記す)を有する。また、ヒータ71に密着摺動状態の定着フィルム73と、その定着フィルム73を挟んで圧接させた加圧ローラ(弾性ローラ)60を有する。定着フィルム73は、加圧ローラ60の回転力により、定着ニップ部Ntにおいてヒータ71に密着・摺動しつつ矢印の方向に搬送移動される。ヒータ71の温度は、ヒータ背面に配置されたサーミスタ等の温度検知手段72により検知し、不図示の通電制御部へフィードバックされ、ヒータ71が一定温度(定着温度)になるように加熱、温調される。このようなフィルム加熱方式の定着装置を用いたプリンタ・複写機等の各種画像形成装置は、加熱効率の高さや立ち上がりの速さにより、待機中のスタンバイ加熱を不要化できる。また、ウォームアップタイムの短縮化など、従来の熱ローラ方式の定着装置に比べて多くの利点を有している。   The fixing device using the film heating method shown in FIG. 8 is disclosed in JP-A-63-313182, JP-A-2-157878, JP-A-4-44075 to 4-44083, and JP-A-4-209800-204984. It is proposed in the gazette. No power is supplied to the fixing device during standby, and standby heating is not performed. Specifically, this is an apparatus for fixing a toner image on a recording material between a heater unit and a pressure roller via a thin film having a small heat capacity. Reference numeral 70 denotes a film assembly. A plate heater 71 in which an energization heating resistance layer is formed on a ceramic plate such as alumina or aluminum nitride is fixed to a stay holder 74 formed of a heat resistant resin. The stay holder 74 has a heat-resistant thin film 73 (hereinafter referred to as a fixing film) made of a resin such as polyimide or a metal such as SUS that is loosely fitted. In addition, the heater 71 includes a fixing film 73 in a close-contact sliding state, and a pressure roller (elastic roller) 60 that is in pressure contact with the fixing film 73 interposed therebetween. The fixing film 73 is conveyed and moved in the direction of the arrow by the rotational force of the pressure roller 60 while closely contacting and sliding on the heater 71 at the fixing nip portion Nt. The temperature of the heater 71 is detected by a temperature detection means 72 such as a thermistor disposed on the back surface of the heater, and fed back to an energization control unit (not shown) to heat and adjust the temperature of the heater 71 to a constant temperature (fixing temperature). Is done. Various image forming apparatuses such as printers and copiers using such a film heating type fixing device can eliminate standby heating during standby because of high heating efficiency and rising speed. Further, it has many advantages over the conventional heat roller type fixing device, such as shortening the warm-up time.

比較評価としては、600dpi画像で記録材上に1ドットライン分の画像と2ドットライン分の非画像部を交互に形成したハーフトーン画像、および全面ベタ黒印字したベタ黒画像を用いた。そして、坪量60g/m〜199g/mの様々な表面性を有する記録材を加熱定着した。定着ムラを目視で5段階に識別し、ランクサンプルを作成して目視評価した。ランクは1から5までの整数とし、1が最も劣悪、5が最もレベルが良いとし、それぞれハーフトーン画像とベタ黒画像を5枚ずつプリントし、各記録材の種類に応じて各10枚のランクの平均ランクを比較した。 For comparative evaluation, a halftone image in which an image for one dot line and a non-image portion for two dot lines were alternately formed on a recording material with a 600 dpi image, and a solid black image printed on the entire surface were used. The heated fixing the recording material having a different surface of the basis weight of 60g / m 2 ~199g / m 2 . The fixing unevenness was visually identified in five stages, and rank samples were prepared and visually evaluated. Rank is an integer from 1 to 5, 1 is poorest, 5 is the most level is good, each printed halftone image and the solid black image by five, each 10 sheets according to the type of the recording medium The average rank of the rank was compared.

その結果、本実施例ではランクが4〜5の範囲に全ての記録材で評価されたのに対して、従来例のフィルム加熱方式(図8)ではランクが2〜4と記録材によって大きな差があった。   As a result, in this example, all the recording materials were evaluated in the range of 4 to 5 in the rank, whereas in the conventional film heating method (FIG. 8), the rank was 2 to 4 and a large difference depending on the recording material. was there.

これは、従来例のフィルム加熱方式では、未定着トナー画像Tが形成された記録材Pと定着部材である弾性がないフィルム接触するため、一様に接触できない記録材の場合に特に定着ムラが発生する傾向があるためである。   This is because, in the conventional film heating method, the recording material P on which the unfixed toner image T is formed contacts the non-elastic film as the fixing member, and therefore, the fixing unevenness particularly occurs when the recording material cannot be uniformly contacted. This is because they tend to occur.

以上本実施例では、立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質、高寿命といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した定着性能が得られる定着装置を提供することが可能となる。   As described above, this embodiment provides a fixing device that achieves stable fixing performance by achieving superior performance in all aspects such as shortening the temperature rising time at startup, reducing power consumption, and further achieving high speed, high image quality, and long life. It becomes possible to do.

以下は上記の実施例のまとめである。   The following is a summary of the above examples.

未定着画像が形成された記録材を、定着部材と加圧部材の間で形成されたニップ部を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に固着画像として熱定着処理する加熱定着部材としての定着ローラあるいは定着ベルトを具備する加熱定着装置である。 A heating and fixing member that heat-fixes the unfixed image as a fixed image on the recording material by passing the recording material on which the unfixed image is formed through a nip formed between the fixing member and the pressure member. And a fixing roller or a fixing belt.

上記定着ローラあるいは定着ベルトは、アルミ、鉄製芯金あるいは耐熱性樹脂の外側に、下記のような断熱層を有する。   The fixing roller or the fixing belt has a heat insulating layer as described below on the outside of aluminum, iron cored bar, or heat resistant resin.

1)オルガノポリシロキサン組成物100重量部に平均粒径が500μm以下の中空フィラーを0.1〜200重量部、白金化合物触媒のような硬化触媒を配合した配合物を形成後に加熱成形して成る断熱層。   1) It is formed by heat forming after forming a compound in which 0.1 to 200 parts by weight of a hollow filler having an average particle size of 500 μm or less and 100 parts by weight of an organopolysiloxane composition are blended with a curing catalyst such as a platinum compound catalyst. Insulation layer.

2)あるいは、オルガノポリシロキサン組成物100重量部に吸水性ポリマーを0.1〜50重量部、水を10〜200重量部、白金化合物触媒のような硬化触媒、SiHポリマーのような架橋剤を添加した組成物を形成後、加熱成形して成る断熱層。   2) Alternatively, 0.1 to 50 parts by weight of a water-absorbing polymer, 10 to 200 parts by weight of water, a curing catalyst such as a platinum compound catalyst, and a crosslinking agent such as a SiH polymer are added to 100 parts by weight of the organopolysiloxane composition. A heat insulating layer formed by heat forming after forming the added composition.

3)シリコーンゴムに熱分解型発泡剤を添加する方法や硬化時に副生する水素ガスを発泡剤として発泡体を成形する方法により成型した発泡シリコーンゴムより成る断熱層。   3) A heat insulating layer made of foamed silicone rubber molded by a method of adding a pyrolytic foaming agent to silicone rubber or a method of molding a foam using hydrogen gas by-produced during curing as a foaming agent.

これにより、定着ローラ内部あるいは定着ベルト内部の熱伝導率を0.15W/m・K以下とする。   As a result, the thermal conductivity inside the fixing roller or the fixing belt is set to 0.15 W / m · K or less.

また、上記断熱層の外側には、少なくとも10.0W/m・K以上の熱伝導率を有する材料からなる高熱伝導フィラーを10vol%〜50vol%混入したシリコーンゴム層あるいはフッ素樹脂層を単層ないし、複数層で形成する。定着ローラあるいは定着ベルトの最表面における20μm〜200μmの厚みを熱伝導率0.35W/m・K以上の部材で形成する。   Further, on the outside of the heat insulating layer, a single layer or a fluorocarbon resin layer in which 10 vol% to 50 vol% of a high thermal conductive filler made of a material having a thermal conductivity of at least 10.0 W / m · K is mixed. , Formed of multiple layers. A thickness of 20 μm to 200 μm on the outermost surface of the fixing roller or fixing belt is formed by a member having a thermal conductivity of 0.35 W / m · K or more.

よって定着ローラあるいは定着ベルトとしては、内部に断熱層、最表面に高熱伝導層を有する構成とする。この構成により、低熱容量で周長の短い定着部材表層を外部加熱により急速加熱することで、定着部材表面を急速に加熱、蓄熱することが可能となる。   Therefore, the fixing roller or the fixing belt has a heat insulating layer inside and a high heat conductive layer on the outermost surface. With this configuration, it is possible to rapidly heat and store the surface of the fixing member by rapidly heating the fixing member surface layer having a low heat capacity and a short circumference by external heating.

特に、バルーン含有シリコーン弾性層や気泡含有シリコーン弾性層に含有されるバルーンや気泡が略均一で微小な粒径で弾性層中に均一に分散される方式の断熱層を形成した定着部材は有効である。すなわち、定着部材の周長を小さくして、加熱ニップ部や定着ニップ部における加圧による変形時の曲率半径の小さい屈曲を定着部材に与えても、シリコーンスポンジ層のように弱い箇所がない。そのために、シリコーンスポンジ層のように破泡に至る可能性が低くなる。このため、断熱性弾性層の低硬度化に向いており、屈曲による破壊に対し、十分にマージンを確保することで長寿命化が達成される。   In particular, a fixing member in which a balloon-containing silicone elastic layer or a balloon-containing silicone elastic layer and a heat insulating layer of a system in which the bubbles are uniformly dispersed in the elastic layer with a substantially uniform and fine particle size is effective. is there. That is, even if the fixing member is made to have a small peripheral length and a bending with a small curvature radius at the time of deformation due to pressurization in the heating nip portion or the fixing nip portion is given to the fixing member, there is no weak portion like the silicone sponge layer. Therefore, the possibility of reaching bubble breakage is reduced like the silicone sponge layer. For this reason, it is suitable for reducing the hardness of the heat insulating elastic layer, and a long life can be achieved by securing a sufficient margin against breakage due to bending.

さらに、上記により形成された定着ローラあるいは定着ベルトを上記定着部材の一部の構成要素とし、該定着ローラあるいは定着ベルトの外表面より表面加熱する加熱手段を具備させる。   Further, the fixing roller or fixing belt formed as described above is a constituent element of the fixing member, and heating means for heating the surface from the outer surface of the fixing roller or fixing belt is provided.

上記定着ローラあるいは定着ベルトと加圧部材である例えば加圧ローラの間に所定の圧力で加圧することにより形成された定着ニップ部に未定着画像が形成された記録材を通過させることにより加熱定着を実施する。   Heat fixing by passing a recording material on which an unfixed image is formed through a fixing nip formed by pressurizing at a predetermined pressure between the fixing roller or the fixing belt and a pressure member, for example, a pressure roller. To implement.

また、上記加熱手段としては、ハロゲンランプ、カーボンヒータ等の赤外放射により内面黒化処理された高熱伝導薄肉フィルムあるいは、セラミックヒータ等の板状加熱部材による接触加熱される高熱伝導薄肉フィルムを介して定着部材表面を接触加熱する。   Further, as the heating means, a high heat conductive thin film which has been blackened on the inner surface by infrared radiation such as a halogen lamp or a carbon heater, or a high heat conductive thin film which is heated by contact with a plate-like heating member such as a ceramic heater is used. To heat the surface of the fixing member.

高熱伝導薄肉フィルムは、熱伝導率1W/m・K以上の部材を基材として厚み50μm以下、外径26mm以下で形成されており、単位長さ(1cm)当りの回転方向1周分の熱容量が0.4J/K以下で形成されている。   The high thermal conductive thin film is formed with a member having a thermal conductivity of 1 W / m · K or more as a base material and a thickness of 50 μm or less and an outer diameter of 26 mm or less, and a heat capacity for one rotation in a rotation direction per unit length (1 cm). Is 0.4 J / K or less.

また、加圧ローラの弾性層を、定着ローラと同様に、中空フィラーを混入したオルガノポリシロキサン組成物あるいは、吸水ポリマーおよび水を含有させたオルガノポリシロキサン組成物から製造される、バルーン含有シリコーン弾性層にする。あるいは、気泡含有シリコーン弾性層にする。あるいは、シリコーンゴムを発泡処理して成るシリコーンスポンジ弾性層にする。弾性層の熱伝導率を0.15W/m・K以下とする。   The elastic layer of the pressure roller is made of an organopolysiloxane composition mixed with a hollow filler, or an organopolysiloxane composition containing a water-absorbing polymer and water, as in the case of a fixing roller. Layer. Alternatively, a bubble-containing silicone elastic layer is formed. Alternatively, a silicone sponge elastic layer is formed by foaming silicone rubber. The thermal conductivity of the elastic layer is set to 0.15 W / m · K or less.

あるいは、熱伝導率0.2W/m・K以下の部材として耐熱性の樹脂製フィルムを加圧部材として具備する。該樹脂製フィルムの内部に、弾性層を有するバックアップ部材を配置する。その弾性層は、中空フィラーを混入したオルガノポリシロキサン組成物あるいは、吸水ポリマーおよび水を含有させたオルガノポリシロキサン組成物から製造されるバルーン含有シリコーン弾性層とする。あるいは、気泡含有シリコーン弾性層、あるいはシリコーンゴムを発泡処理して成るシリコーンスポンジ弾性層とする。該樹脂製フィルムを介して上記定着ローラあるいは定着ベルトとの間に定着ニップを形成する加圧部材を設けてもよい。   Alternatively, a heat-resistant resin film is provided as a pressure member as a member having a thermal conductivity of 0.2 W / m · K or less. A backup member having an elastic layer is disposed inside the resin film. The elastic layer is a balloon-containing silicone elastic layer produced from an organopolysiloxane composition mixed with a hollow filler or an organopolysiloxane composition containing a water-absorbing polymer and water. Alternatively, a bubble-containing silicone elastic layer or a silicone sponge elastic layer formed by foaming silicone rubber is used. A pressure member that forms a fixing nip between the fixing roller or the fixing belt via the resin film may be provided.

また、加熱部材としての高熱伝導薄肉フィルム表面と表層の熱伝導が高い定着部材表面が加熱ニップ部において密着状態で搬送される。そのため、高熱伝導薄肉フィルムから定着部材表面への熱の移動がスムースに行われ、加熱ニップ部で定着部材表面の高熱伝導層に熱が十分に蓄積される。この結果、定着ニップ部で記録材上の未定着トナー画像を加熱定着するのに十分な熱量供給が行われる。特に一旦加熱ニップ部で定着部材の高熱伝導層に蓄熱された熱量は定着ニップ部において、高熱伝導層の外表面から記録材へ即座に伝わり、不足分を高熱伝導層の厚み分だけ蓄熱された熱量を即座に供給される。よって加熱ニップ部で定着部材の高熱伝導層への必要熱量の蓄熱、定着ニップ部で未定着トナー画像の加熱定着に必要な熱量の供給が効率良く実施される。さらに定着部材の内部への熱の拡散を内部の断熱層で遮断するために余分な熱量供給が必要なくなる。結果として加熱ヒータの消費電力や加熱部材としての高熱伝導薄肉フィルム表面温度の低減が図れる。   Further, the surface of the highly heat conductive thin film as the heating member and the surface of the fixing member having high heat conduction on the surface layer are conveyed in a close contact state at the heating nip portion. For this reason, the heat is smoothly transferred from the high heat conductive thin film to the surface of the fixing member, and heat is sufficiently accumulated in the high heat conductive layer on the surface of the fixing member at the heating nip portion. As a result, a sufficient amount of heat is supplied to heat and fix the unfixed toner image on the recording material at the fixing nip portion. In particular, the amount of heat once stored in the high thermal conductive layer of the fixing member at the heating nip is immediately transferred from the outer surface of the high thermal conductive layer to the recording material at the fixing nip, and the shortage is stored by the thickness of the high thermal conductive layer. The amount of heat is supplied immediately. Therefore, heat storage of the necessary heat amount to the high thermal conductive layer of the fixing member is efficiently performed at the heating nip portion, and supply of heat amount necessary for heating and fixing the unfixed toner image is efficiently performed at the fixing nip portion. Further, since heat diffusion to the inside of the fixing member is blocked by the internal heat insulating layer, it is not necessary to supply an extra amount of heat. As a result, it is possible to reduce the power consumption of the heater and the surface temperature of the highly heat conductive thin film as a heating member.

以上の効果により、結果的に加熱手段による定着部材表面を昇温させる時間が短く、クイックスタート性に非常に優れた構成となっている。そのため、画像形成動作を実施していない状態で加熱源に電力を供給していなくても画像形成動作開始と同時に急速に定着ニップ部を加熱することができる。スタンバイ加熱を実施する必要がなく、省エネルギーでかつウォームアップタイムやファーストプリントアウトタイムが極端に少ない加熱定着装置を構成することが可能になる。   Due to the above effects, as a result, the time required for heating the fixing member surface by the heating means is short, and the quick start property is very excellent. For this reason, the fixing nip portion can be rapidly heated at the same time as the start of the image forming operation even if no power is supplied to the heating source in a state where the image forming operation is not performed. It is not necessary to perform standby heating, and it is possible to configure a heat fixing device that saves energy and has extremely little warm-up time and first printout time.

また、加圧部材として、弾性層に使用する材料を上記定着部材の内部部材と同様にバルーン含有シリコーン弾性層あるいは気泡含有シリコーン弾性層、あるいはシリコーンスポンジ層とし、弾性層の熱伝導率を0.15W/m・K以下とする。これにより、外部加熱された定着部材表面から加圧部材側へ流出する熱量を抑えることで、クイックスタート性をさらに増加させることが可能となる。ウォームアップタイムやファーストプリントアウトタイムをさらに低減することが可能になる。   Further, as the pressure member, the material used for the elastic layer is a balloon-containing silicone elastic layer, a bubble-containing silicone elastic layer, or a silicone sponge layer as in the case of the internal member of the fixing member. 15 W / m · K or less. This makes it possible to further increase the quick start performance by suppressing the amount of heat flowing out from the surface of the fixing member heated externally to the pressure member side. It is possible to further reduce the warm-up time and the first printout time.

また、定着ニップ部において、未定着画像が形成された面に定着部材表面が接する構成となっている。定着部材表面の弾性により、記録材上のトナー画像を包み込む効果により、定着均一性を達成する。これにより、画像の均一性を達成し、ハーフトーン画像における定着ムラを防止することが可能になる。この結果、高画質を同時に達成することができる。   In the fixing nip portion, the surface of the fixing member is in contact with the surface on which the unfixed image is formed. The fixing uniformity is achieved by the effect of wrapping the toner image on the recording material due to the elasticity of the surface of the fixing member. As a result, it is possible to achieve image uniformity and prevent uneven fixing in a halftone image. As a result, high image quality can be achieved at the same time.

以上、本構成により立ち上がり時の昇温時間の短縮、消費電力の低減、さらには高速、高画質、高寿命といったすべてにおいて優れた性能を達成させ、安定した定着性能が得られる定着装置を提供することが可能となる。   As described above, this configuration provides a fixing device that can achieve stable performance by achieving excellent performance in all of the shortening of the temperature rising time at the time of startup, the reduction of power consumption, and further high speed, high image quality, and long life. It becomes possible.

本実施例の定着装置の構成を図9および図10に示す。前記実施例1の定着装置と共通する構成部材・部分に関しては共通符号を付して再度の説明を省略する。   The configuration of the fixing device of this embodiment is shown in FIGS. Constituent members / portions common to those of the fixing device of the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施例では、加熱ユニット20の板状ヒータ21の定着ローラ対向面を、定着ローラ30の曲面に対応させて凹形状にしてある。これにより、低い加圧力でも加熱ニップ部Nhの幅を広く形成できる。   In this embodiment, the fixing roller facing surface of the plate heater 21 of the heating unit 20 is formed in a concave shape corresponding to the curved surface of the fixing roller 30. Thereby, the width | variety of the heating nip part Nh can be formed widely even with a low pressurizing force.

また、加圧部材40は、断熱板状(平坦もしくは、ヒータ21と同様に定着ローラに対して凹形状を有する)の加圧部材45を用いる。そして、この加圧部材45と定着ローラ30の間に、回転可能な可撓性部材(フィルム状部材)として、断熱性を有し耐熱性のある樹脂フィルム46を介在させる。すなわち、加圧部材40においても、定着ローラ30との間に形成される定着ニップ部Ntを軽圧で実現可能とする。   Further, as the pressure member 40, a pressure member 45 having a heat insulating plate shape (flat or having a concave shape with respect to the fixing roller similarly to the heater 21) is used. A resin film 46 having heat insulation and heat resistance is interposed between the pressure member 45 and the fixing roller 30 as a rotatable flexible member (film-like member). In other words, the fixing nip portion Nt formed between the pressure member 40 and the fixing roller 30 can be realized with a light pressure.

これにより、定着ローラ30に対する負荷が軽減でき、高速化および高耐久化に十分適用できる定着装置を提供する。   This provides a fixing device that can reduce the load on the fixing roller 30 and can be sufficiently applied to increase the speed and durability.

さらに、定着ローラ回転時のトルク低減をも達成し、画像形成装置に具備される駆動モータへの負荷を軽減できるため、より小型の駆動モータで画像形成装置を構成可能となるため、画像形成装置そのものも小型化が達成される。   Further, since the torque reduction during rotation of the fixing roller can be achieved and the load on the drive motor provided in the image forming apparatus can be reduced, the image forming apparatus can be configured with a smaller drive motor. The miniaturization itself is achieved.

本実施例における定着装置の構成をより具体的に説明する。定着ローラ30の構成は実施例1の定着ローラと同様である。加熱ユニット20の加熱フィルム23は1.0W/m・K以上、好ましくは2.0W/m・K以上の熱伝導率を有する基材より形成される。この加熱フィルム23の内部から接触して加熱するヒータ21を配置する。   The configuration of the fixing device in this embodiment will be described more specifically. The configuration of the fixing roller 30 is the same as that of the fixing roller of the first embodiment. The heating film 23 of the heating unit 20 is formed of a base material having a thermal conductivity of 1.0 W / m · K or more, preferably 2.0 W / m · K or more. A heater 21 for heating from the inside of the heating film 23 is disposed.

ヒータ21は、図10に示すように、定着ローラ30の表面高熱伝導層33の曲率に近い曲率を有し、定着ローラ側に凹形状を有する形状のヒータである。例えば、薄いポリイミド層等の可撓性を有するヒータ基材21dの内部に、Ag/Pd等の通電発熱抵抗層21bを具備させる。あるいは、ヒータ基材21dの内部に、5μm〜30μm程度の極薄肉の金属箔を通電発熱抵抗層21bとして形成させる。   As shown in FIG. 10, the heater 21 is a heater having a curvature close to the curvature of the surface high thermal conductive layer 33 of the fixing roller 30 and having a concave shape on the fixing roller side. For example, an energization heating resistor layer 21b such as Ag / Pd is provided inside a flexible heater base 21d such as a thin polyimide layer. Alternatively, an extremely thin metal foil having a thickness of about 5 μm to 30 μm is formed inside the heater base 21d as the energization heating resistor layer 21b.

我々の研究によれば、曲面を有するヒータ21としては、剛性を有するヒータであっても構わないが、低い加圧力で定着ローラ30と加熱フィルム23を密着状態にするためには、可撓性のあるヒータ部材の方が好ましい。さらに、耐熱性が必要となる。そこで、200μm以下の厚みのポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK材といった材料をヒータ基材21dとして形成するのが好ましい。また、ヒータ21の定着ローラ30とは反対側の断熱ステイホルダー24の間に、別途断熱性を有する弾性層を介在させてあっても良い。   According to our research, the heater 21 having a curved surface may be a rigid heater. However, in order to bring the fixing roller 30 and the heating film 23 into a close contact state with a low pressure, the heater 21 is flexible. A heater member having a thickness is more preferable. Furthermore, heat resistance is required. Therefore, it is preferable to form a material such as polyimide, polyamideimide, or PEEK material having a thickness of 200 μm or less as the heater base material 21d. Further, an elastic layer having a heat insulating property may be interposed between the heat insulating stay holder 24 on the side opposite to the fixing roller 30 of the heater 21.

上記ヒータの製造方法としては、例えば基材21dとして30μm程度の厚みのポリイミドシートを用いる。その上にAg/Pdを主成分とするペースト状導電体をスクリーン印刷等の方法により形成する。そして、該導電体の上に30μm程度の厚みのポリイミド層をコーティングしてポリイミド層で該導電体を挟み込むサンドイッチ構成にする方法等がある。   As a method for manufacturing the heater, for example, a polyimide sheet having a thickness of about 30 μm is used as the base material 21d. A paste-like conductor mainly composed of Ag / Pd is formed thereon by a method such as screen printing. In addition, there is a method of forming a sandwich structure in which a polyimide layer having a thickness of about 30 μm is coated on the conductor and the conductor is sandwiched between the polyimide layers.

また、ヒータ21は、必ずしも、通電発熱抵抗層21bの定着ローラ30側と断熱ステイホルダー24側を同一材料にする必要はない。断熱ステイホルダー24側のヒータ基材の熱伝導率を定着ローラ30側のヒータ基材の熱伝導率より低い部材で形成してあっても良い。但し、ヒータ21は高温に加熱されるため、それぞれの部材の熱膨張率は出来るだけ近い値になるように調整してある方が良い。   In addition, the heater 21 does not necessarily need to be made of the same material on the fixing roller 30 side and the heat insulating stay holder 24 side of the energization heating resistor layer 21b. The heat conductivity of the heater base material on the heat insulating stay holder 24 side may be formed of a member lower than the heat conductivity of the heater base material on the fixing roller 30 side. However, since the heater 21 is heated to a high temperature, it is better to adjust the coefficient of thermal expansion of each member as close as possible.

また、その他にも、ポリイミド前駆体等の耐熱性樹脂ワニスを型に流し込み、その上に金属箔導電体を置き、さらにその上から同様にポリイミド前駆体等の耐熱性樹脂ワニスを流し込む。そして、乾燥、焼成してイミド化させることで、ヒータ21を形成する方法等、ヒータ製造方法については特に限定されるわけではない。   In addition, a heat-resistant resin varnish such as a polyimide precursor is poured into a mold, a metal foil conductor is placed thereon, and a heat-resistant resin varnish such as a polyimide precursor is similarly poured thereon. And it does not necessarily limit about heater manufacturing methods, such as the method of forming the heater 21, by drying and baking and imidating.

また、加圧部材40としては、加熱手段20によって表面高熱伝導層33が加熱、蓄熱された定着ローラ30から熱をできるだけ奪わない構成がウォームアップタイム短縮やファーストプリントタイム短縮に有効である。   Further, as the pressing member 40, a configuration in which the surface high heat conductive layer 33 is heated and stored by the heating unit 20 so as not to take heat as much as possible from the fixing roller 30 is effective for shortening the warm-up time and the first print time.

そのための構成としては、断熱性に富み、熱容量が小さい部材で構成することが望ましい。さらに定着ローラ30との間に記録材上の未定着トナー画像への熱供給を十分に行うために幅広い定着ニップ幅を形成することが望ましい。   As a configuration for that purpose, it is desirable to use a member having a high heat insulation and a small heat capacity. Further, it is desirable to form a wide fixing nip width with the fixing roller 30 in order to sufficiently supply heat to the unfixed toner image on the recording material.

以上のことから、本実施例における加圧部材40としては、熱伝導率0.2W/m・K以下の部材として耐熱性の樹脂製フィルムを加圧フィルム46として具備する。そして、この樹脂製加圧フィルム46の内部に、下記のようなシリコーンスポンジ弾性層を有するバックアップ部材(弾性加圧部材)45を配置して、樹脂製加圧フィルム46を介して上記定着ローラ30との間に定着ニップ部Ntを形成させる。   From the above, the pressurizing member 40 in this embodiment includes a heat-resistant resin film as the pressurizing film 46 as a member having a thermal conductivity of 0.2 W / m · K or less. Then, a backup member (elastic pressure member) 45 having a silicone sponge elastic layer as described below is disposed inside the resin pressure film 46, and the fixing roller 30 is interposed via the resin pressure film 46. The fixing nip portion Nt is formed between the two.

上記のシリコーンスポンジ弾性層は、中空フィラーを混入したオルガノポリシロキサン組成物あるいは、吸水ポリマーおよび水を含有させたオルガノポリシロキサン組成物から製造されるバルーン含有シリコーン弾性層あるいは気泡含有シリコーン弾性層である。あるいはシリコーンゴムを発泡処理して成るシリコーンスポンジ弾性層である。   The silicone sponge elastic layer is a balloon-containing silicone elastic layer or a bubble-containing silicone elastic layer produced from an organopolysiloxane composition mixed with a hollow filler, or an organopolysiloxane composition containing a water-absorbing polymer and water. . Or it is a silicone sponge elastic layer formed by foaming silicone rubber.

また、断熱バックアップ部材45は断熱性保持部材47によって保持されている。また、上記弾性を有する断熱バックアップ部材45の少なくとも定着ローラ30側は定着ローラ30の曲率に合わせて凹形状を付与させてあっても良い。   Further, the heat insulating backup member 45 is held by a heat insulating holding member 47. Further, at least the fixing roller 30 side of the heat insulating backup member 45 having elasticity may be provided with a concave shape in accordance with the curvature of the fixing roller 30.

以上の構成の効果を確認するため、前述の実施例1で示した実験8の構成において、ヒータを本実施例の可撓性を有するポリイミドヒータとし、加圧部材として加圧フィルムを有する構成として実験を行った。   In order to confirm the effect of the above configuration, in the configuration of Experiment 8 shown in Example 1 described above, the heater is a flexible polyimide heater of the present example, and the pressure member is a pressure film. The experiment was conducted.

実験に用いた構成としては、ヒータ21として、厚み80μmのポリイミドの中間にAg/Pdを主成分とする通電発熱抵抗層を形成した幅8mmのヒータを用意した。加熱ニップ部Nhを形成するために加熱部材と定着部材の間の加圧力としては、49N(5kgf)と前記実施例1の半分の加圧力とした。   As a configuration used in the experiment, a heater having a width of 8 mm was prepared as a heater 21 in which an energization heating resistance layer mainly composed of Ag / Pd was formed in the middle of a polyimide having a thickness of 80 μm. In order to form the heating nip portion Nh, the pressing force between the heating member and the fixing member was 49 N (5 kgf), which was half that of the first embodiment.

また、上記の可撓性を有するヒータ21は、曲率半径11mmで、定着ローラ30側に凹形状を有する断熱ステイホルダー24上に取り付けられ、結果として曲率半径11mmで定着ローラ30側に凹形状で加圧されている。   The flexible heater 21 is mounted on a heat insulating stay holder 24 having a curvature radius of 11 mm and having a concave shape on the fixing roller 30 side. As a result, the heater 21 having a curvature radius of 11 mm has a concave shape on the fixing roller 30 side. Pressurized.

以上の構成により、加熱ニップ部Nhの幅は6mm形成されており、実施例1で示した98N(10kgf)の加圧力で幅5mmよりむしろ広い幅で加熱ニップ部Nhを形成できた。   With the above configuration, the heating nip portion Nh has a width of 6 mm. With the applied pressure of 98 N (10 kgf) shown in Example 1, the heating nip portion Nh can be formed with a width wider than 5 mm.

また、加圧部材40としては、厚み3mm、幅10mm、熱伝導率0.13W/m・Kのシリコーンスポンジ層をバックアップ部材45として用いた。加圧フィルム46は、平均粒径1μmのガラスビーズを15vol%混入した、肉厚50μm、外径φ18mmのポリイミドフィルムである。使用したガラスビーズの熱伝導率は0.09W/m・Kであり、このガラスビーズを混入したポリイミドフィルムとしては、0.16W/m・Kの熱伝導率となった。加圧フィルム46の表面にはトナー離型層として厚み10μmのPFAコートが形成されている。   Further, as the pressing member 40, a silicone sponge layer having a thickness of 3 mm, a width of 10 mm, and a thermal conductivity of 0.13 W / m · K was used as the backup member 45. The pressure film 46 is a polyimide film having a wall thickness of 50 μm and an outer diameter of φ18 mm mixed with 15 vol% of glass beads having an average particle diameter of 1 μm. The glass beads used had a thermal conductivity of 0.09 W / m · K, and the polyimide film mixed with the glass beads had a thermal conductivity of 0.16 W / m · K. A PFA coat having a thickness of 10 μm is formed on the surface of the pressure film 46 as a toner release layer.

また、シリコーンスポンジ層で形成したバックアップ部材45の定着ローラ側は曲率半径11mmの凹形状になっており、定着ローラ30と該加圧部材の間に98N(10kgf)の加圧力が付与されている。これにより定着ローラ30と加圧フィルム46との間に形成される定着ニップ部Ntの幅は8mm形成されており、実施例1の196N(20kgf)の加圧力で幅7mmの定着ニップ部Ntより幅が広く形成された。   Further, the fixing roller side of the backup member 45 formed of a silicone sponge layer has a concave shape with a radius of curvature of 11 mm, and a pressure of 98 N (10 kgf) is applied between the fixing roller 30 and the pressure member. . As a result, the width of the fixing nip portion Nt formed between the fixing roller 30 and the pressure film 46 is formed to 8 mm, and from the fixing nip portion Nt having a width of 7 mm with a pressure of 196 N (20 kgf) in the first embodiment. Widely formed.

以上の構成で耐久性能および定着ローラ回転トルクを確認した。その結果、耐久性能に関しては、実施例1の実験8では35万枚程度で定着ローラ表面の磨耗により画像不良が発生し始めたのに対して、本実施例では40万枚まで画像不良を発生することなくプリントすることが可能であった。   With the above configuration, durability performance and fixing roller rotation torque were confirmed. As a result, with regard to the durability performance, in Experiment 8 of Example 1, the image defect started to occur due to wear on the surface of the fixing roller at about 350,000 sheets, whereas in this example, the image defect occurred up to 400,000 sheets. It was possible to print without doing.

また、定着ローラ回転トルクに関しても実施例1の実験8より30%低減することができた。   Further, the fixing roller rotational torque was also reduced by 30% from Experiment 8 of Example 1.

特に、定着装置の高寿命化や低トルクによる画像形成装置の小型化は市場ニーズに合致するものであり、本実施例によってこれらが達成された。   In particular, the long life of the fixing device and the miniaturization of the image forming apparatus due to the low torque meet the market needs, and these are achieved by the present embodiment.

以上、本実施例において、少なくともヒータおよび加圧部材の当接形状を定着部材に倣い易い形状にすることは、低い加圧力でも広いニップ幅(加熱ニップ幅や定着ニップ幅)を形成するのに有利である。さらに定着部材表面に対する負荷を軽減できるため、不具合が発生するまでの寿命を長くすることが可能となる。また、定着部材の駆動に際し、駆動トルクを低減でき、駆動モータにかかる負荷が小さくなることから、モータの小型化、さらには画像形成装置の小型化をも可能にする。   As described above, in this embodiment, at least the contact shape of the heater and the pressure member is made to easily follow the fixing member in order to form a wide nip width (heating nip width or fixing nip width) even with a low pressure. It is advantageous. Furthermore, since the load on the surface of the fixing member can be reduced, it is possible to extend the life until a failure occurs. Further, when the fixing member is driven, the driving torque can be reduced and the load applied to the driving motor is reduced. Therefore, the motor can be downsized and the image forming apparatus can be downsized.

以上の各実施例は本発明における最良の実施形態の例ではあるものの、本発明はこれらの実施例にしめした構成のみに限定されるものではない。すなわち、本発明の思想の範囲内において各種の変形構成が可能である。   Each of the above examples is an example of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to the configurations shown in these examples. That is, various modified configurations are possible within the scope of the idea of the present invention.

1)たとえば、加熱手段や加圧部材は接離機構により定着ローラに対して圧接・離間可能にして、定着装置の稼動時に所定の制御タイミングで定着ローラに対して圧接させ、定着装置の非稼動時には定着ローラから離間させる構成にすることもできる。これにより、定着ローラに対して加熱手段や加圧部材が常に加圧圧接していることによる定着ローラ弾性層のへたりを防止できる。   1) For example, the heating means and the pressure member can be brought into pressure contact with and separated from the fixing roller by a contact / separation mechanism, and are brought into pressure contact with the fixing roller at a predetermined control timing when the fixing device is in operation. Sometimes, it can be configured to be separated from the fixing roller. Accordingly, it is possible to prevent the fixing roller elastic layer from being sagged due to the heating means and the pressure member always being in pressure contact with the fixing roller.

2)記録材上の画像をニップ部にて加熱する回転可能な加熱部材は、実施例のローラ形態に限られず、フレキシブルなエンドレスベルト形態のものにすることもできる。   2) The rotatable heating member for heating the image on the recording material at the nip portion is not limited to the roller form of the embodiment, and may be a flexible endless belt form.

3)本発明の像加熱装置には、実施例の加熱定着装置にかぎられず,画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置など、画像を担持した記録材を過熱処理する装置として使用することができる。   3) The image heating apparatus of the present invention is not limited to the heat fixing apparatus of the embodiment, but an image heating apparatus that modifies the surface properties such as gloss by heating a recording material carrying an image, an image heating apparatus that is supposed to be worn, etc. Further, it can be used as an apparatus for overheating a recording material carrying an image.

実施例1に係る定着装置の模式的断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a fixing device according to Embodiment 1. FIG. 同じく模式的正面図。Similarly a schematic front view. 実施例1に係る画像形成装置の概略図。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to Embodiment 1. FIG. 定着ニップ部における挙動を説明する模式図。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining behavior in a fixing nip portion. 定着ローラの製造装置例の概略図。Schematic of an example of a fixing roller manufacturing apparatus. 定着ニップ部付近の熱の流れを説明する模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a heat flow near a fixing nip portion. 定着装置の他の構成例の模式的断面図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of another configuration example of the fixing device. 従来例に係る定着装置(フィルム加熱方式)の模式的断面図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a fixing device (film heating method) according to a conventional example. 実施例2に係る定着装置の模式的断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a fixing device according to a second embodiment. 図9の部分的な拡大模式図。The partial expansion schematic diagram of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20・・・加熱手段(加熱ユニット)、21・・・ヒータ(加熱源)、22・・・温度検知手段、23・・・加熱フィルム(フィルム状部材)、24・・・断熱ステイホルダー、30・・・加熱部材(定着部材)、32・・・断熱弾性層、33・・・高熱伝導層、40・・・加圧部材(加圧ローラ)、42・・・断熱弾性層、T・・・トナー、P・・・記録材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Heating means (heating unit), 21 ... Heater (heating source), 22 ... Temperature detection means, 23 ... Heating film (film-like member), 24 ... Heat insulation stay holder, 30 ... Heating member (fixing member), 32 ... heat insulating elastic layer, 33 ... high thermal conductive layer, 40 ... pressure member (pressure roller), 42 ... heat insulating elastic layer, T ... -Toner, P ... Recording material

Claims (10)

回転可能な加熱部材と、この加熱部材をその外側から加熱する加熱手段と、前記加熱部材との間で記録材上の画像を加熱するニップ部を形成する加圧部材と、を有し、画像を担持した記録材を前記ニップ部で挟持搬送して加熱する像加熱装置において、
前記加熱部材は、内部に断熱弾性層が形成され、少なくとも最表層には熱伝導フィラーが混入されて、前記断熱弾性層よりも高熱伝導率である熱伝導層が形成されており、前記加熱手段は、可撓性部材を前記加熱部材に接触させ、この可撓性部材を内側から加熱源により加熱して前記加熱部材を加熱する構成であり、前記可撓性部材は少なくとも1W/m・K以上の熱伝導率を有し、前記加圧部材は、0.2W/m・K以下の熱伝導率を有する、回転可能な可撓性部材を具備しており、かつこの可撓性部材を介して前記加熱部材との間で加圧される弾性加圧部材を具備していることを特徴とする像加熱装置。
A rotatable heating member, a heating means for heating the heating member from the outside, and a pressure member for forming a nip portion for heating an image on the recording material between the heating member and the image. In the image heating apparatus that heats the recording material carrying the recording medium by being nipped and conveyed at the nip portion,
The heating member has a heat insulating elastic layer formed therein, and a heat conductive filler is mixed in at least the outermost layer to form a heat conductive layer having a higher thermal conductivity than the heat insulating elastic layer. Has a configuration in which a flexible member is brought into contact with the heating member, and the flexible member is heated from the inside by a heating source to heat the heating member, and the flexible member has at least 1 W / m · K. The pressurizing member has the above-described heat conductivity, and includes a rotatable flexible member having a heat conductivity of 0.2 W / m · K or less. An image heating apparatus comprising an elastic pressure member pressed between the heating member and the heating member.
前記熱伝導層には、少なくとも10W/m・K以上の熱伝導率を有する材料から成る熱伝導フィラーが10vol%〜50vol%混入されていることを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。   2. The image heating apparatus according to claim 1, wherein 10 vol% to 50 vol% of a heat conductive filler made of a material having a heat conductivity of at least 10 W / m · K is mixed in the heat conductive layer. . 前記熱伝導層に混入される熱伝導フィラーの平均粒径が3.5μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の像加熱装置。   3. The image heating apparatus according to claim 1, wherein an average particle diameter of the heat conductive filler mixed in the heat conductive layer is 3.5 μm or less. 前記熱伝導層は、熱伝導率が少なくとも0.35W/m・K以上であることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the heat conductive layer has a heat conductivity of at least 0.35 W / m · K or more. 前記熱伝導層は、熱伝導率が少なくとも0.35W/m・K以上であり、厚みが20μm以上200μm以下で形成されていることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の像加熱装置。   4. The image according to claim 1, wherein the thermal conductive layer has a thermal conductivity of at least 0.35 W / m · K and a thickness of 20 μm to 200 μm. Heating device. 前記断熱弾性層は、熱伝導率が0.15W/m・K以下で形成されていることを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the heat insulating elastic layer has a thermal conductivity of 0.15 W / m · K or less. 前記断熱弾性層は、オルガノポリシロキサン組成物に中空フィラーを配合した配合物、あるいは、オルガノポリシロキサン組成物に吸水性ポリマーおよび水を配合した配合物を形成後に焼成および硬化して形成されていることを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載の像加熱装置。   The heat-insulating elastic layer is formed by firing and curing after forming a blend in which a hollow filler is blended with an organopolysiloxane composition, or a blend in which a water-absorbing polymer and water are blended in an organopolysiloxane composition. The image heating apparatus according to claim 1, wherein the image heating apparatus is an image heating apparatus. 前記可撓性部材は、記録材搬送方向と直交する方向の1cm当りの回転方向1周分の熱容量が0.4J/K以下であることを特徴とする請求項1ないし7の何れかに記載の像加熱装置。   8. The flexible member according to claim 1, wherein a heat capacity for one rotation in a rotation direction per 1 cm in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction is 0.4 J / K or less. Image heating device. 前記加熱源は、前記可撓性部材の内面に接触しており、かつ前記加熱部材の側が凹形状で保持されていることを特徴とする請求項1ないし8の何れかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein the heating source is in contact with an inner surface of the flexible member, and the side of the heating member is held in a concave shape. . 前記弾性加圧部材の前記加熱部材の側が凹形状に保持されていることを特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載の像加熱装置。   The image heating apparatus according to claim 1, wherein a side of the heating member of the elastic pressure member is held in a concave shape.
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