JP5576805B2 - Fixing roller, fixing device, and image forming apparatus including the fixing device - Google Patents

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Description

本発明は、定着ローラ及び定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing roller, a fixing device, and an image forming apparatus including the fixing device.

定着ローラを用いた定着装置において、ヒータによって加熱が開始され、定着ローラが定着温度に達して定着動作を行える状態になると、定着ローラの表面温度は、180度以上の高温に達している。   In a fixing device using a fixing roller, when heating is started by a heater and the fixing roller reaches a fixing temperature and can perform a fixing operation, the surface temperature of the fixing roller reaches a high temperature of 180 degrees or more.

高温であることで、定着ローラによって、トナーが加熱溶融されて記録媒体上に定着される際、トナーから、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が揮発してしまっていた。これらの揮発性有機化合物は、製造されたトナーに僅かに残留する成分である。このように、揮発性有機化合物が揮発した場合、活性炭を有するフィルタに吸着させることで、定着装置を備える画像形成装置の外へ揮発性有機化合物を排出させない構成が主に採用されてきた。しかし、フィルタは、フィルタの表面積に応じた揮発性有機化合物しか吸着できないため、定期的な交換が必要であった。しかも、吸着では、揮発性有機化合物の分解までには至らなかった。   Due to the high temperature, when the toner is heated and melted and fixed on the recording medium by the fixing roller, volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene are volatilized from the toner. These volatile organic compounds are components that remain slightly in the manufactured toner. As described above, when the volatile organic compound is volatilized, a configuration in which the volatile organic compound is not discharged out of the image forming apparatus provided with the fixing device by being adsorbed by a filter having activated carbon has been mainly employed. However, since the filter can adsorb only volatile organic compounds according to the surface area of the filter, it must be periodically replaced. Moreover, adsorption did not lead to the decomposition of volatile organic compounds.

このような問題に対処するために、例えば、特開2000−347526号公報(特許文献1)では、図3に示すように、加熱ローラ100または加圧ローラ101の表層に光触媒を添加した層を形成し、この層の表面に可視光ないし紫外線を照射する光源102にて、加熱ローラ100または加圧ローラ101の表面に付着したトナーを分解する定着装置103が開示されている。   In order to deal with such a problem, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-347526 (Patent Document 1), as shown in FIG. 3, a layer in which a photocatalyst is added to the surface layer of the heating roller 100 or the pressure roller 101 is provided. A fixing device 103 is disclosed in which the toner deposited on the surface of the heating roller 100 or the pressure roller 101 is decomposed by a light source 102 that is formed and irradiates the surface of this layer with visible light or ultraviolet light.

特許文献1の定着装置103では、光触媒に可視光ないし紫外線を照射することによって生じる活性酸素の酸化作用によって、燃焼反応を起こし、加熱ローラ100または加圧ローラ101の表面に付着したトナーが目に見えないほど小さな粒子に分解する。   In the fixing device 103 of Patent Document 1, a combustion reaction is caused by the oxidizing action of active oxygen generated by irradiating a photocatalyst with visible light or ultraviolet light, and toner adhering to the surface of the heating roller 100 or the pressure roller 101 is in eyes. It breaks down into particles that are invisible.

特開2000−347526号公報JP 2000-347526 A

しかしながら、特許文献1では、金属酸化物である酸化チタン等の光触媒に可視光ないし紫外線を照射することによって生じる活性酸素の酸化作用を利用しているため、酸化作用が弱く、揮発性有機化合物の分解には限界があった。   However, Patent Document 1 uses an oxidizing action of active oxygen generated by irradiating visible light or ultraviolet light to a photocatalyst such as titanium oxide which is a metal oxide. There was a limit to decomposition.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、金属酸化物である酸化チタン等を光触媒ではなく、熱触媒として用いることによって生じるラジカルイオンの強い酸化作用を利用して、揮発性有機化合物を分解するものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and utilizes a strong oxidizing action of radical ions generated by using titanium oxide or the like, which is a metal oxide, as a thermal catalyst instead of a photocatalyst. It decomposes compounds.

すなわち、定着ローラの内周面に、金属酸化物である酸化チタン等を有する熱吸収層を塗布することで、定着ニップ部を通過する記録媒体上の未定着のトナー像が加熱溶融される際にトナーから揮発する揮発性有機化合物を分解することができる定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。   That is, when an unfixed toner image on the recording medium passing through the fixing nip is heated and melted by applying a heat absorbing layer having titanium oxide or the like as a metal oxide to the inner peripheral surface of the fixing roller. Another object of the present invention is to provide a fixing device capable of decomposing a volatile organic compound volatilized from toner and an image forming apparatus provided with the fixing device.

本発明は、記録媒体上に担持されているトナー像を前記記録媒体上に加熱溶融して定着する定着ローラであって、該定着ローラは、中空円筒状の基体を有するとともに、前記基体の内周面に、前記トナー像が加熱溶融されて揮発する揮発性有機化合物を分解する金属酸化物とメチルシリコーン樹脂を有する熱吸収層が配設されていることを特徴とするものである。 The present invention relates to a fixing roller for fixing a toner image carried on a recording medium by heating and melting on the recording medium, the fixing roller having a hollow cylindrical base, A heat absorption layer having a metal oxide and a methyl silicone resin that decomposes a volatile organic compound that volatilizes when the toner image is heated and melted is disposed on the peripheral surface.

また、本発明は、前記熱吸収層に含まれる前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化アルミ、酸化鉄であることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the metal oxide contained in the heat absorption layer is titanium oxide, chromium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, or iron oxide.

また、本発明は、前記熱吸収層は、前記金属酸化物を5〜30重量%含有することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the heat absorption layer contains 5 to 30% by weight of the metal oxide.

また、本発明は、前記熱吸収層は、厚みが、10〜30μmであることが好ましい。   In the present invention, the heat absorption layer preferably has a thickness of 10 to 30 μm.

また、本発明は、前記定着ローラを備える定着装置であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that this invention is a fixing device provided with the said fixing roller.

また、本発明は、前記金属酸化物が加熱されることで発生するラジカルイオンを、前記定着ローラと前記定着ローラに対向圧接する加圧ローラとで形成する定着ニップ部に搬送する通路及びファンから構成される搬送装置が備えられていることを特徴とするものである。   Further, the present invention provides a path and a fan for conveying radical ions generated by heating the metal oxide to a fixing nip portion formed by the fixing roller and a pressure roller that is in pressure contact with the fixing roller. The present invention is characterized in that a configured transfer device is provided.

また、本発明は、前記定着装置を備える画像形成装置であることが好ましい。   Further, the present invention is preferably an image forming apparatus including the fixing device.

本発明によれば、光を照射することなく、定着ローラの内周面の熱吸収層に含まれる金属酸化物近傍の空気中の水分からラジカルイオンが生成されるため、このラジカルイオンを定着ニップ部に搬送すれば、定着ニップ部を通過する記録媒体上の未定着のトナー像が加熱溶融される際にトナーから揮発する揮発性有機化合物を分解することができる。   According to the present invention, radical ions are generated from moisture in the air near the metal oxide contained in the heat absorption layer on the inner peripheral surface of the fixing roller without irradiating light. If the toner image is conveyed to the portion, the volatile organic compound that volatilizes from the toner when the unfixed toner image on the recording medium passing through the fixing nip portion is heated and melted can be decomposed.

本発明の定着装置の構成を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device of the present invention. 本発明の搬送装置の様子を示す概略図である。It is the schematic which shows the mode of the conveying apparatus of this invention. 本発明の従来例となる定着装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing device as a conventional example of the present invention.

以下、本発明の実施形態の定着装置について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a fixing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の定着装置1の構成を示す概略断面図である。以下には、本発明の定着装置1に関して説明するが、その他の構成については、画像形成装置の一般的な技術が適用できることはいうまでもない。
<実施例1>
定着装置1は、定着部材である定着ローラ10と、加圧部材である加圧ローラ20と、外部加熱装置30と制御部40を含んで構成される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing device 1 of the present invention. Hereinafter, the fixing device 1 of the present invention will be described, but it goes without saying that a general technique of an image forming apparatus can be applied to other configurations.
<Example 1>
The fixing device 1 includes a fixing roller 10 that is a fixing member, a pressure roller 20 that is a pressure member, an external heating device 30, and a control unit 40.

定着装置1は、記録媒体である記録紙Pが、定着ローラ10と加圧ローラ20とで形成する定着ニップ部Nに、所定の定着速度もしくは複写速度で進行方向Y0方向に突入したとき、記録紙P上に担持されている未定着のトナー像Tを記録紙P上に加熱加圧して定着する装置である。本実施例では、定着ニップ部Nの記録紙Pの搬送方向の長さは7mm、定着速度は225mm/secとした。   When the recording paper P, which is a recording medium, enters the fixing nip portion N formed by the fixing roller 10 and the pressure roller 20 in the fixing direction 1 at a predetermined fixing speed or copying speed, the fixing device 1 performs recording. In this apparatus, an unfixed toner image T carried on the paper P is fixed on the recording paper P by heating and pressing. In this embodiment, the length of the fixing nip N in the conveyance direction of the recording paper P is 7 mm, and the fixing speed is 225 mm / sec.

なお、未定着のトナー像Tは、例えば、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)、非磁性二成分現像剤(非磁性トナー及びキャリア)、磁性現像剤(磁性トナー)等の現像剤(トナー)によって形成される。また、定着速度とはプロセス速度のことであり、複写速度とは1分あたりの複写枚数のことである。   The unfixed toner image T is a developer (such as a non-magnetic one-component developer (non-magnetic toner), a non-magnetic two-component developer (non-magnetic toner and carrier), or a magnetic developer (magnetic toner). Toner). The fixing speed is the process speed, and the copying speed is the number of copies per minute.

定着ローラ10は、加圧ローラ20に対向圧接し、回転軸周りに回転自在に設けられている。定着ローラ10は、加圧ローラ20の回転に従動して回転方向Y1方向に回転する。
(定着ローラ)
定着ローラ10は、軸線方向の長さが320mm、直径が40mmで、その内側から順に熱吸収層10a、芯金11、弾性層12、離型層13が形成された4層構造からなり、中空円筒状の基体である芯金11には、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層12には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料が適しており、離型層13には、耐熱性及び離型性に優れた合成樹脂材料、例えば、PFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂が適している。
The fixing roller 10 is provided in pressure-contact with the pressure roller 20 so as to be rotatable around a rotation axis. The fixing roller 10 rotates in the rotation direction Y1 following the rotation of the pressure roller 20.
(Fixing roller)
The fixing roller 10 has an axial length of 320 mm and a diameter of 40 mm. The fixing roller 10 has a four-layer structure in which a heat absorption layer 10 a, a core metal 11, an elastic layer 12, and a release layer 13 are formed in that order from the inside. For the core 11 that is a cylindrical base, for example, a metal such as iron, stainless steel, aluminum, copper, or an alloy thereof is used. Further, a rubber material having heat resistance such as silicone rubber and fluorine rubber is suitable for the elastic layer 12, and a synthetic resin material having excellent heat resistance and releasability such as PFA (for example, PFA ( A fluororesin such as a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether) or PTFE (polytetrafluoroethylene) is suitable.

熱吸収層10aは、芯金11の内周面に熱吸収塗料を塗布し、熱吸収塗料が乾燥することによって、形成される。   The heat absorbing layer 10a is formed by applying a heat absorbing paint to the inner peripheral surface of the core metal 11 and drying the heat absorbing paint.

熱吸収塗料は、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の揮発成分としての有機溶剤に、揮発性有機化合物を分解する金属酸化物、不揮発成分としての樹脂及び、カーボンブラック等の着色剤を混合後、撹拌して得られる。その後、この熱吸収塗料をスプレーによって、芯金11の内周面に塗布する。塗布後に100℃/10分の予備乾燥と200℃/2時間の本乾燥を行い、熱吸収層10aを形成させる。なお、熱吸収塗料は、金属酸化物を有しているため、離型層13に塗布すると、記録紙Pが定着ローラ10から剥離せず、好ましくない。   The heat-absorbing coating material is mixed with an organic solvent as a volatile component such as toluene, xylene, ethylbenzene, a metal oxide that decomposes a volatile organic compound, a resin as a non-volatile component, and a colorant such as carbon black, and then stirred. Obtained. Thereafter, the heat absorbing paint is applied to the inner peripheral surface of the cored bar 11 by spraying. After coating, preliminary drying at 100 ° C./10 minutes and main drying at 200 ° C./2 hours are performed to form the heat absorption layer 10a. Note that since the heat-absorbing paint has a metal oxide, it is not preferable to apply it to the release layer 13 because the recording paper P does not peel from the fixing roller 10.

熱吸収層10aを形成する熱吸収塗料に含まれる金属酸化物は、5〜30重量%の含有量であることが好ましい。5重量%よりも少ないと、定着ローラ10の表面温度が高温に達しても、金属酸化物近傍の空気中の水分から生成されるラジカルイオンが少ないため、ラジカルイオンの強い酸化作用を充分に利用することができず、このラジカルイオンを定着ニップ部Nに搬送しても、定着ニップ部Nを通過する記録紙P上の未定着のトナー像Tが加熱溶融される際にトナーから揮発する揮発性有機化合物を分解するには不充分である。逆に、30重量%より多くしても、揮発性有機化合物を分解する量をさらに増やすことはできず、熱吸収層10aが劣化して、亀裂や剥離が生じてしまう場合もある。   The metal oxide contained in the heat-absorbing paint forming the heat-absorbing layer 10a preferably has a content of 5 to 30% by weight. If it is less than 5% by weight, even if the surface temperature of the fixing roller 10 reaches a high temperature, the radical ions generated from the moisture in the air in the vicinity of the metal oxide are few, so the strong oxidizing action of the radical ions is fully utilized. Even if this radical ion is conveyed to the fixing nip N, the volatilization that volatilizes from the toner when the unfixed toner image T on the recording paper P passing through the fixing nip N is heated and melted. Is not sufficient to decompose the organic compound. On the contrary, even if it exceeds 30 weight%, the quantity which decomposes | disassembles a volatile organic compound cannot be increased further, and the heat absorption layer 10a may deteriorate, and a crack and peeling may arise.

なお、熱吸収層10aは、厚みが、10〜30μmであることが好ましい。   In addition, it is preferable that the heat absorption layer 10a is 10-30 micrometers in thickness.

熱吸収層10aの厚みが10μm未満の場合、それぞれのヒータランプからの熱を充分に吸収することはできず、金属酸化物近傍の空気中の水分から大量のラジカルイオンを得ることはできなかった。そのため、このラジカルイオンを、定着ニップ部Nに搬送しても、定着ニップ部Nを通過する記録紙P上の未定着のトナー像Tが加熱溶融される際にトナーから揮発する揮発性有機化合物を分解するには不充分となった。   When the thickness of the heat absorption layer 10a is less than 10 μm, heat from each heater lamp cannot be sufficiently absorbed, and a large amount of radical ions cannot be obtained from moisture in the air near the metal oxide. . Therefore, even if this radical ion is conveyed to the fixing nip portion N, a volatile organic compound that volatilizes from the toner when the unfixed toner image T on the recording paper P passing through the fixing nip portion N is heated and melted. It became insufficient to decompose.

逆に、熱吸収層10aの厚みが30μmより厚い場合、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物を容易に分解することはできたものの、それぞれのヒータランプからの熱により、複写試験を開始して、13万枚後に、熱吸収層に亀裂や剥離が生じてしまった。   Conversely, when the thickness of the heat absorption layer 10a is thicker than 30 μm, volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that volatilize from the toner could be easily decomposed, but the heat from each heater lamp. Thus, after starting the copying test, after 130,000 sheets, the heat absorption layer was cracked or peeled off.

熱吸収塗料に含まれる樹脂として、フェニル基を含まない樹脂を用いる。フェニル基を含まない樹脂としては、メチルシリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられるが、分散性、膜厚安定性、耐熱安定及び、揮発性有機化合物となるベンゼンが発生しない点でメチルシリコーン樹脂を用いることが好ましい。   As the resin contained in the heat absorbing paint, a resin not containing a phenyl group is used. Examples of the resin not containing a phenyl group include methyl silicone resin, fluorine-based resin, urethane resin, and the like. However, in terms of dispersibility, film thickness stability, heat resistance stability, and benzene as a volatile organic compound are not generated. It is preferable to use a silicone resin.

熱吸収塗料における各成分の配合比率は、画像形成装置の定着速度もしくは複写速度や定着装置1の構成、定着温度等に基づいて、任意に変更できる。   The blending ratio of each component in the heat-absorbing coating can be arbitrarily changed based on the fixing speed or copying speed of the image forming apparatus, the configuration of the fixing apparatus 1, the fixing temperature, and the like.

定着ローラ10が加圧ローラ20に対向圧接するときの力は、216N程度であり、芯金11は直径18mmで、肉厚2.0mmのステンレス鋼、弾性層12は厚さ2.5mmのシリコーンスポンジゴム、離型層13は厚さ40μmのPFAチューブであるものを使用した。   The force when the fixing roller 10 is pressed against the pressure roller 20 is about 216 N, the core 11 is 18 mm in diameter, 2.0 mm thick stainless steel, and the elastic layer 12 is 2.5 mm thick silicone. The sponge rubber and release layer 13 used were 40 μm thick PFA tubes.

熱吸収塗料は、有機溶剤として、トルエン25重量%、金属酸化物として、疎水化処理を施していない平均粒子径40nmの酸化チタン(チタン工業社製、ST500R)15重量%、樹脂として、式(1)に示すメチルシリコーン樹脂30重量%、着色剤として、カーボンブラック(エボニックデグサジャパン社製、Nipex−60)30重量%を混合後、撹拌して得られる。熱吸収塗料Aとした。   The heat-absorbing coating is composed of 25% by weight of toluene as an organic solvent, 15% by weight of titanium oxide (ST500R, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) having an average particle diameter of 40 nm as a metal oxide, and a formula ( It is obtained by mixing 30% by weight of methylsilicone resin shown in 1) and 30% by weight of carbon black (Eponic Degussa Japan Co., Ltd., Nippon 60) as a colorant, followed by stirring. Heat absorption paint A was designated.

この熱吸収塗料Aを、定着ローラ10の芯金11の内周面にスプレーによって塗布する。その後、100℃/10分の予備乾燥と200℃/2時間の本乾燥を行ったところ、熱吸収塗料Aによって形成された熱吸収層10aの厚さは20μmとなった。   The heat absorbing paint A is applied to the inner peripheral surface of the core metal 11 of the fixing roller 10 by spraying. Thereafter, preliminary drying at 100 ° C./10 minutes and main drying at 200 ° C./2 hours were performed. As a result, the thickness of the heat absorbing layer 10a formed by the heat absorbing coating material A was 20 μm.

また、定着ローラ10の内部には、定着ローラ10を加熱するヒータランプ14が配置されている。また、定着ローラ10の外周面近傍には、定着ローラ10の表面温度を検出するためのサーミスタ15が設けられる。なお、サーミスタ15は、接触式の温度センサでも、非接触式の温度センサでもよい。
(定着動作)
次に、定着装置1の定着動作について、説明する。
In addition, a heater lamp 14 for heating the fixing roller 10 is disposed inside the fixing roller 10. A thermistor 15 for detecting the surface temperature of the fixing roller 10 is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the fixing roller 10. The thermistor 15 may be a contact type temperature sensor or a non-contact type temperature sensor.
(Fixing operation)
Next, the fixing operation of the fixing device 1 will be described.

定着装置1の定着動作は、温度制御装置41と回転駆動装置42とカム駆動装置43と電源回路44を制御する制御部40にて行われる。   The fixing operation of the fixing device 1 is performed by the control unit 40 that controls the temperature control device 41, the rotation drive device 42, the cam drive device 43, and the power supply circuit 44.

制御部40は、サーミスタ15により検出された定着ローラ10の表面温度に基づいて、ヒータランプ14に供給する電力を制御する。制御部40は、画像形成装置の主制御部であるCPU(Central Processing Unit)に備えられていてもよい。また、制御部40は、各種データを一時的に記憶する図示しないRAM(Random Access Memory)を備えており、必要に応じて、読み出すことが可能である。   The control unit 40 controls the power supplied to the heater lamp 14 based on the surface temperature of the fixing roller 10 detected by the thermistor 15. The control unit 40 may be provided in a CPU (Central Processing Unit) that is a main control unit of the image forming apparatus. The control unit 40 includes a RAM (Random Access Memory) (not shown) that temporarily stores various data, and can be read out as necessary.

温度制御装置41は、制御部40からの指示に基づき、定着装置1の定着動作の温度制御を行い、電源回路44から、ヒータランプ14に電力を供給させることによって、ヒータランプ14が発光し、ヒータランプ14から赤外線が放射される。これによって、定着ローラ10の内周面の熱吸収層10aが赤外線を吸収して加熱され、定着ローラ10全体が加熱される。本実施例では、定格電力300Wのヒータランプ14を使用した。   The temperature control device 41 controls the temperature of the fixing operation of the fixing device 1 based on an instruction from the control unit 40 and supplies power to the heater lamp 14 from the power supply circuit 44, whereby the heater lamp 14 emits light, Infrared rays are emitted from the heater lamp 14. As a result, the heat absorption layer 10a on the inner peripheral surface of the fixing roller 10 absorbs infrared rays and is heated, and the entire fixing roller 10 is heated. In this embodiment, the heater lamp 14 having a rated power of 300 W was used.

その後、定着ローラ10の表面温度が140〜220℃に達すると、熱吸収層10aの表面温度は140〜300℃に達する。熱吸収層10aはヒータランプ14に最も近接しているため、ヒータランプ14を熱源として、金属酸化物近傍の空気中の水分から、大量のラジカルイオンが生成される。このように、金属酸化物を熱触媒として用いることで、大量のラジカルイオンを得ることができ、トナーから揮発する揮発性有機化合物を効率良く分解できる。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化アルミ、酸化鉄を用いることができる。   Thereafter, when the surface temperature of the fixing roller 10 reaches 140 to 220 ° C., the surface temperature of the heat absorption layer 10 a reaches 140 to 300 ° C. Since the heat absorption layer 10a is closest to the heater lamp 14, a large amount of radical ions are generated from moisture in the air near the metal oxide using the heater lamp 14 as a heat source. Thus, by using a metal oxide as a thermal catalyst, a large amount of radical ions can be obtained, and volatile organic compounds that volatilize from the toner can be efficiently decomposed. As the metal oxide, titanium oxide, chromium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, or iron oxide can be used.

回転駆動装置42は、駆動モータ等から構成され、制御部40からの指示に基づき、定着ローラ10を回転駆動する。   The rotational drive device 42 is configured by a drive motor or the like, and rotationally drives the fixing roller 10 based on an instruction from the control unit 40.

カム駆動装置43は、定着ローラ10と加圧ローラ20の中心軸間の距離を調整する。まず、加圧ローラ20の両端部に、図示しないカム部材を当接させる。次に、カム部材を駆動する図示しないアーム部材等から構成されるカム駆動装置43にて、カム部材を回転させる。このことで、加圧ローラ20は、定着ローラ10と対向する方向に、定着ローラ10と加圧ローラ20の中心軸間の距離が変わる。なお、定着ローラ10と加圧ローラ20の中心軸間の距離は、制御部40からの指示に基づき、定着ニップ部Nを通過する記録紙Pの種類に応じて、調整される。
(加圧ローラ)
加圧ローラ20は、定着ローラ10と同様、熱吸収層20a、芯金21、弾性層22、離型層23が形成された4層構造からなり、本実施例では、定着ローラ10と同一のものを使用した。
The cam driving device 43 adjusts the distance between the central axes of the fixing roller 10 and the pressure roller 20. First, cam members (not shown) are brought into contact with both ends of the pressure roller 20. Next, the cam member is rotated by a cam driving device 43 including an arm member (not shown) that drives the cam member. As a result, the pressure roller 20 changes the distance between the center axis of the fixing roller 10 and the pressure roller 20 in the direction facing the fixing roller 10. The distance between the central axes of the fixing roller 10 and the pressure roller 20 is adjusted according to the type of the recording paper P that passes through the fixing nip N based on an instruction from the control unit 40.
(Pressure roller)
Similar to the fixing roller 10, the pressure roller 20 has a four-layer structure in which a heat absorption layer 20 a, a core metal 21, an elastic layer 22, and a release layer 23 are formed. In this embodiment, the pressure roller 20 is the same as the fixing roller 10. I used something.

また、熱吸収塗料Aを、加圧ローラ20の芯金21の内周面にも、定着ローラ10の芯金11の内周面にスプレーしたときと同様にして行ったところ、熱吸収塗料Aによって形成された熱吸収層20aの厚さは20μmとなった。   Further, when the heat absorbing paint A was applied to the inner peripheral surface of the core metal 21 of the pressure roller 20 in the same manner as when sprayed to the inner peripheral surface of the core metal 11 of the fixing roller 10, the heat absorbing paint A The thickness of the heat absorption layer 20a formed by the above became 20 μm.

加圧ローラ20の内部にも、加圧ローラ20を加熱するヒータランプ24が配置されており、定着ローラ10の内部のヒータランプ14と同一のものを使用した。   A heater lamp 24 for heating the pressure roller 20 is also arranged inside the pressure roller 20, and the same heater lamp 14 as that inside the fixing roller 10 is used.

加圧ローラ20の内部にも、定着ローラ10の外周面近傍と同様、加圧ローラ20の表面温度を検出するためのサーミスタ25が設けられており、本実施例では、サーミスタ15と同一のものを使用した。
(外部加熱装置)
外部加熱装置30は、外部加熱ローラ31、32と、外部加熱ベルト33と、ヒータランプ34,35と、サーミスタ36,37と、サーモスタット38と、熱吸収層39a,39bを備える。
The thermistor 25 for detecting the surface temperature of the pressure roller 20 is also provided inside the pressure roller 20 as in the vicinity of the outer peripheral surface of the fixing roller 10. In this embodiment, the thermistor 15 is the same as the thermistor 15. It was used.
(External heating device)
The external heating device 30 includes external heating rollers 31 and 32, an external heating belt 33, heater lamps 34 and 35, thermistors 36 and 37, a thermostat 38, and heat absorption layers 39a and 39b.

外部加熱装置30は、定着ローラ10の回転方向に対し定着ニップ部Nの上流側に設けられ、定着ローラ10の表面に当接して定着ローラ10の表面を加熱する。   The external heating device 30 is provided on the upstream side of the fixing nip portion N with respect to the rotation direction of the fixing roller 10, and contacts the surface of the fixing roller 10 to heat the surface of the fixing roller 10.

外部加熱ローラ31、32は、それぞれ、アルミニウムや鉄系材料等の中空円筒状の芯金31a,32aと、その内側の熱吸収層39a,39bとで構成される。外部加熱ローラ31、32は、外部加熱ベルト33を懸架すると同時に外部加熱ベルト33を加熱する。外部加熱ベルト33は、定着ローラ10の回転時には、定着ローラ10に従動して回転し、外部加熱ベルト33の回転に従動して外部加熱ローラ31、32が回転する。なお、外部加熱ベルト33の内周面に作用する力を低減するために、芯金31a,32aの表面を、フッ素樹脂等で被覆してもよい。本実施例では、外部加熱ローラ31、32として、それぞれ、厚さ2.0mmの芯金31a,32a、外径16mmのローラを用いた。   Each of the external heating rollers 31 and 32 includes a hollow cylindrical cored bar 31a and 32a made of aluminum or iron-based material, and heat absorbing layers 39a and 39b inside thereof. The external heating rollers 31 and 32 suspend the external heating belt 33 and simultaneously heat the external heating belt 33. When the fixing roller 10 rotates, the external heating belt 33 rotates following the fixing roller 10, and the external heating rollers 31 and 32 rotate following the rotation of the external heating belt 33. In order to reduce the force acting on the inner peripheral surface of the external heating belt 33, the surfaces of the core bars 31a and 32a may be covered with a fluororesin or the like. In the present embodiment, as the external heating rollers 31 and 32, core bars 31a and 32a having a thickness of 2.0 mm and rollers having an outer diameter of 16 mm were used, respectively.

また、熱吸収塗料Aを、外部加熱ローラ31、32の芯金21の内周面にも、定着ローラ10の芯金11の内周面にスプレーしたときと同様にして行ったところ、熱吸収塗料Aによって形成された熱吸収層39a,39bの厚さは20μmとなった。   Further, when the heat absorbing paint A is applied to the inner peripheral surface of the core metal 21 of the external heating rollers 31 and 32 in the same manner as when sprayed to the inner peripheral surface of the core metal 11 of the fixing roller 10, heat absorption is performed. The thickness of the heat absorption layers 39a and 39b formed by the coating material A was 20 μm.

本実施例では、外部加熱ベルト33として、厚さ70μmのポリイミドの基材の表面を、離型層として、厚さ30μmのPTFE及びPFAが混合されたフッ素樹脂で被覆したものを用いた。外部加熱ベルト33の構成はこれに限定されず、例えば、ポリイミド以外の耐熱性樹脂、あるいはステンレスやニッケル等の金属材料からなる基材の表面を、離型層として耐熱性及び離型性に優れたPTFEやPFA等のフッ素樹脂で被覆したものを用いてもよい。なお、外部加熱ベルト33の内周面に作用する力を低減するために、外部加熱ベルト33の基材の内面を、フッ素樹脂等で被覆してもよい。   In this embodiment, the external heating belt 33 is a surface of a polyimide base material having a thickness of 70 μm and a release layer coated with a fluororesin in which PTFE and PFA having a thickness of 30 μm are mixed. The configuration of the external heating belt 33 is not limited to this. For example, the surface of a base material made of a heat-resistant resin other than polyimide, or a metal material such as stainless steel or nickel is used as a release layer, and is excellent in heat resistance and release properties. Alternatively, a material coated with a fluororesin such as PTFE or PFA may be used. In order to reduce the force acting on the inner peripheral surface of the external heating belt 33, the inner surface of the base material of the external heating belt 33 may be covered with a fluororesin or the like.

これによって、外部加熱ローラ31、32との摺動負荷を低減することができるとともに、外部加熱ベルト33の磨耗も防止され、外部加熱ベルト33が摺動するとき、外部加熱ベルト33が蛇行するのを防止して、外部加熱ベルト33の耐久性を高く維持することができる。   As a result, the sliding load with the external heating rollers 31 and 32 can be reduced, and wear of the external heating belt 33 is prevented, and the external heating belt 33 meanders when the external heating belt 33 slides. Thus, the durability of the external heating belt 33 can be maintained high.

ヒータランプ34,35は、それぞれ、外部加熱ローラ31,32を介して外部加熱ベルト33を加熱するために、外部加熱ローラ31,32の内部に配置された熱源であり、サーミスタ36,37は、それぞれ、外部加熱ベルト33における外部加熱ローラ31,32の当接面の表面温度を検出する。また、サーモスタット38は、外部加熱ベルト33の異常昇温を検知して所定の温度以上になると、ヒータランプ34,35への電力を供給する電源回路44を遮断する。なお、ヒータランプ34,35は、定着ローラ10の内部のヒータランプ14と同一のものを使用した。また、サーミスタ36,37は、加圧ローラ20の内部にも、定着ローラ10の外周面近傍に設けられたサーミスタ15と同一のものを使用した。
(現像剤)
次に、本実施例の定着装置を用いた画像形成装置で使用する現像剤について説明する。
The heater lamps 34 and 35 are heat sources arranged inside the external heating rollers 31 and 32 to heat the external heating belt 33 via the external heating rollers 31 and 32, respectively. The thermistors 36 and 37 are The surface temperatures of the contact surfaces of the external heating rollers 31 and 32 in the external heating belt 33 are detected. The thermostat 38 detects an abnormal temperature rise of the external heating belt 33 and shuts off the power supply circuit 44 that supplies power to the heater lamps 34 and 35 when the temperature rises above a predetermined temperature. The heater lamps 34 and 35 are the same as the heater lamp 14 inside the fixing roller 10. The thermistors 36 and 37 are the same as those of the thermistor 15 provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the fixing roller 10 in the pressure roller 20.
(Developer)
Next, the developer used in the image forming apparatus using the fixing device of this embodiment will be described.

現像剤は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤である。   The developer is a two-component developer composed of a toner and a carrier.

トナーは、例えば、結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤としてのワックス等を加熱混練した後、冷却により固化させてから、粉砕分級することよって得られる。トナーには、更に、一般的に流動性及び帯電安定性を向上させる目的で、例えば、シリカ、酸化アルミニウム等の無機粒子を外添剤として添加する。   The toner can be obtained, for example, by heat-kneading a binder resin, a colorant, a charge control agent, a wax as an offset preventing agent, etc., solidifying by cooling, and then pulverizing and classifying. In addition, for the purpose of generally improving fluidity and charging stability, inorganic particles such as silica and aluminum oxide are added to the toner as external additives.

本実施例では、結着樹脂として、ガラス転移温度68℃、軟化温度129℃のポリエステル樹脂100重量部、着色剤として、カーボンブラック(エボニックデグサジャパン社製、Nipex−60)6重量部、帯電制御剤として、ホウ素錯体(日本カーリット社製、LR−147)1.4重量部、オフセット防止剤として、カルナウバワックス(東亜化成社製、Towax−171)1重量部を気流混合機であるヘンシェルミキサ(三井鉱山株式会社製、FMミキサ)で均一に混合する。   In this example, as a binder resin, 100 parts by weight of a polyester resin having a glass transition temperature of 68 ° C. and a softening temperature of 129 ° C., as a colorant, 6 parts by weight of carbon black (Nexex-60 manufactured by Evonik Degussa Japan), charge control Henschel mixer which is an airflow mixer with 1.4 parts by weight of a boron complex (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd., LR-147) as an agent and 1 part by weight of carnauba wax (Towa Kasei Co., Ltd., Towax-171) as an anti-offset agent Mix evenly (Mitsui Mining Co., Ltd., FM mixer).

混合された樹脂混合物は、加熱混練機である二軸混練機(池貝社製、PCM−37)で、樹脂混合物を供給する供給量を5kg/時間、二軸混練機の設定温度を140℃とした条件で加熱混練物を作製した。   The mixed resin mixture is a biaxial kneader (Ikegai Co., Ltd., PCM-37), which is a heating kneader. The supply amount of the resin mixture is 5 kg / hour, and the set temperature of the biaxial kneader is 140 ° C. A heated kneaded product was produced under the conditions described above.

得られた加熱混練物は、冷却により固化させてから、粉砕分級することによって、粒子状のトナーが生成される。粉砕分級は、まず、カッターミル(オリエント社製、VM−16)で粗粉砕し、次いで、カウンタジェットミル(ホソカワミクロン社製、AFG)のようなエア式粉砕機によって微粉砕し、その後、ロータリ式分級機(ホソカワミクロン社製、TSPセパレータ)によって分級する。このことで、体積平均粒子径6.7μmのトナーを得た。   The obtained heat-kneaded product is solidified by cooling and then pulverized and classified to produce particulate toner. In the pulverization classification, first, coarse pulverization is performed with a cutter mill (manufactured by Orient, VM-16), and then finely pulverized by an air-type pulverizer such as a counter jet mill (manufactured by Hosokawa Micron, AFG). Classification is performed by a classifier (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, TSP separator). Thus, a toner having a volume average particle diameter of 6.7 μm was obtained.

更に、得られたトナー100重量部に対して、シランカップリング剤とジメチルシリコーンオイルで表面処理した平均粒子径8nmのシリカ(クラリアント社製、H3004)1.5重量部、同様に表面処理した平均粒子径50nmのシリカ(クラリアント社製、H05TM)1.5重量部、疎水化処理を施していない平均粒子径40nmの酸化チタン(チタン工業社製、ST500R)0.75重量部を外添剤として添加し、ヘンシェルミキサ(三井鉱山株式会社製、FMミキサ)で混合することによってトナーを製造した。   Further, 100 parts by weight of the obtained toner was 1.5 parts by weight of silica having an average particle diameter of 8 nm (manufactured by Clariant, H3004) surface-treated with a silane coupling agent and dimethylsilicone oil, and the same surface-treated average. 1.5 parts by weight of silica having a particle diameter of 50 nm (Clariant, H05TM) and 0.75 parts by weight of titanium oxide having an average particle diameter of 40 nm (ST500R, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) not subjected to a hydrophobization treatment are used as external additives. The toner was manufactured by adding and mixing with a Henschel mixer (FM mixer manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.).

得られたトナーに、トナー濃度が6重量%となるようにキャリアを混合し、二成分現像剤を得た。キャリアには、シリコーンコーティングを施した、体積平均粒子径50μmのフェライト系キャリア(パウダーテック社製)を用いた。
(搬送装置)
次に、金属酸化物が加熱されることで、金属酸化物近傍の空気中の水分から発生するラジカルイオンが、定着ニップ部Nに搬送される様子について説明する。
A carrier was mixed with the obtained toner so that the toner concentration was 6% by weight to obtain a two-component developer. As the carrier, a ferrite carrier (manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) having a volume average particle diameter of 50 μm and subjected to silicone coating was used.
(Transport device)
Next, how the radical ions generated from the moisture in the air near the metal oxide are conveyed to the fixing nip portion N by heating the metal oxide will be described.

図2は、定着ローラ10、加圧ローラ20、外部加熱ローラ31、32内で発生したラジカルイオンを搬送する、それぞれの通路50a、50b、50c、50d、該通路50a、50b、50c、50d内を送風するファン51、各ローラから集められたラジカルイオンを定着ニップ部Nに搬送する通路50eから構成される搬送装置の様子を示す概略図である。なお、通路50は、アルミ製で中空円筒状の通路50a、50b、50c、50d、50eから構成されており、すべて連結されている。   FIG. 2 shows the passages 50a, 50b, 50c, 50d, and the passages 50a, 50b, 50c, 50d, which transport radical ions generated in the fixing roller 10, the pressure roller 20, and the external heating rollers 31, 32, respectively. 5 is a schematic view showing a state of a conveying device including a fan 51 for blowing air and a passage 50e for conveying radical ions collected from each roller to a fixing nip portion N. FIG. The passage 50 is made of aluminum and hollow cylindrical passages 50a, 50b, 50c, 50d, and 50e, which are all connected.

ファン51は、シロッコファン(日本電産社製、D12−12BL)を用い、風量は、0.5m/minとした。 As the fan 51, a sirocco fan (D12-12BL manufactured by Nidec Corporation) was used, and the air volume was 0.5 m 3 / min.

まず、定着ローラ10、加圧ローラ20、外部加熱ローラ31、32内で発生したラジカルイオンは、各ローラの軸方向の一端に設けたファン51により、各ローラ内を軸方向に貫通する、それぞれの通路50a、50b、50c、50dに導かれて、各ローラの軸方向の他端まで搬送される。   First, radical ions generated in the fixing roller 10, the pressure roller 20, and the external heating rollers 31 and 32 pass through each roller in the axial direction by a fan 51 provided at one end in the axial direction of each roller. Are guided to the passages 50a, 50b, 50c, and 50d, and conveyed to the other axial end of each roller.

通路50a、50b、50c、50dは、各ローラの軸方向の他端で連結されているため、各ローラから集められたラジカルイオンはすべて、これらの通路に更に連結された、定着ニップ部Nに搬送する通路50eに、搬送される。   Since the passages 50a, 50b, 50c, and 50d are connected at the other end in the axial direction of each roller, all radical ions collected from each roller are connected to the fixing nip portion N further connected to these passages. It is transported to the transport path 50e.

通路50eは、定着ニップ部Nに間隙を有して対向するように、これらのローラと平行配置されている。なお、通路50eの長さは、定着ローラ10と加圧ローラ20の軸方向の長さと略同一である。   The passage 50e is arranged in parallel with these rollers so as to face the fixing nip portion N with a gap. The length of the passage 50e is substantially the same as the length of the fixing roller 10 and the pressure roller 20 in the axial direction.

また、定着ニップ部Nに間隙を有して対向する、通路50eの面には、図示しない無数の開口穴が配設されている。通路50eの外径は、15mm、肉厚は、1mm、開口穴の直径は、5mmとした。   Innumerable opening holes (not shown) are provided on the surface of the passage 50e facing the fixing nip portion N with a gap. The outer diameter of the passage 50e was 15 mm, the wall thickness was 1 mm, and the diameter of the opening hole was 5 mm.

このことで、各ローラから集められたラジカルイオンはすべて、この無数の開口穴から、定着ニップ部Nに向かって吹き付けられ、定着ニップ部Nを進行方向Y0方向に通過する記録紙P上の未定着のトナー像Tが加熱溶融される際にトナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物を分解することができた。   Thus, all radical ions collected from each roller are sprayed from the countless opening holes toward the fixing nip portion N, and the undetermined state on the recording paper P passing through the fixing nip portion N in the traveling direction Y0. It was possible to decompose volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene, which volatilize from the toner when the toner image T is melted by heating.

また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も発生しなくなった。
(複写試験)
次に、本実施例の定着装置1、搬送装置を用いて、シャープ株式会社製複写機MX−2300(複写速度:23枚/分)を改造した画像形成装置を用いて、常温常湿環境下で、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのそれぞれの画像面積率5%のA4原稿にて、記録紙Pとして普通紙(シャープ株式会社製、SF−4AM3)を横連続通紙して、複写試験を行い、揮発性有機化合物及び臭気の測定を行った。なお、定着ローラ10、加圧ローラ20、外部加熱ベルト33のそれぞれの表面温度は、190℃、140℃、220℃とした。
(揮発性有機化合物)
まず、測定のまえに、画像形成装置の排気口から10cm離れた位置にノズルを設置する。そして、排気口から排出される空気をこのノズルで吸引し、空気中に含まれる揮発性有機化合物を、ポータブルVOC(Volatile Organic Compounds)モニタ(ジェイエムエス社製、JHV−1000)にて測定した。
Further, odor due to monomers, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal, and the like remaining slightly in the manufactured toner was not generated.
(Copy test)
Next, using the image forming apparatus in which the copying machine MX-2300 manufactured by Sharp Corporation (copying speed: 23 sheets / min) is modified using the fixing device 1 and the conveying device of the present embodiment, in a room temperature and normal humidity environment. Then, a plain paper (SF-4AM3, made by Sharp Corporation) was continuously fed as a recording paper P in an A4 original with an image area ratio of 5% for each of cyan, magenta, yellow, and black. And volatile organic compounds and odors were measured. The surface temperatures of the fixing roller 10, the pressure roller 20, and the external heating belt 33 were 190 ° C, 140 ° C, and 220 ° C.
(Volatile organic compounds)
First, before measurement, a nozzle is installed at a position 10 cm away from the exhaust port of the image forming apparatus. And the air discharged | emitted from an exhaust port was attracted | sucked with this nozzle, and the volatile organic compound contained in the air was measured with the portable VOC (Volatile Organic Compounds) monitor (JMS Corporation make, JHV-1000).

複写試験を始めて1分後に、ノズルで吸引を開始し、その後の1分間の空気中に含まれる揮発性有機化合物を測定した。この吸引後の測定値から吸引前の測定値を差し引いた値を、VOC値とした。   One minute after starting the copying test, suction was started with a nozzle, and volatile organic compounds contained in the air for one minute thereafter were measured. A value obtained by subtracting the measurement value before suction from the measurement value after suction was defined as a VOC value.

複写試験を行って、VOC値が100μg/m未満では、不快感を感じないため「○」と判定し、VOC値が100以上200μg/m未満を「△」と判定し、VOC値が200μg/m以上では、不快感を感じるため「×」と判定した。
(臭気)
揮発性有機化合物の測定と同様に、ノズルを設置する。そして、排気口から排出される空気をこのノズルで吸引し、空気中に含まれる臭気を、ポータブルニオイセンサ(新コスモス電機社製、XP−329III)にて測定した。
When a copy test is performed, if the VOC value is less than 100 μg / m 3 , the feeling of discomfort is not felt, so “◯” is judged, and if the VOC value is 100 or more and less than 200 μg / m 3, it is judged as “Δ”, When it was 200 μg / m 3 or more, it was judged as “x” because it felt uncomfortable.
(Odor)
As with the measurement of volatile organic compounds, a nozzle is installed. And the air discharged | emitted from an exhaust port was attracted | sucked with this nozzle, and the odor contained in the air was measured with the portable odor sensor (New Cosmos Electric company make, XP-329III).

複写試験を始めて1分後に、ノズルで吸引を開始し、その後の1分間の空気中に含まれる臭気を測定した。この吸引後の表示値から吸引前の表示値を差し引いた値を、臭気値とした。   One minute after starting the copying test, suction was started with a nozzle, and then the odor contained in the air for one minute was measured. The value obtained by subtracting the display value before suction from the display value after suction was defined as the odor value.

複写試験を行って、臭気値が50未満では、不快感を感じないため、「○」と判定し、臭気値が50以上100未満を「△」と判定し、臭気値が100以上では、不快感を感じるため、「×」と判定した。   When a copying test is performed, if the odor value is less than 50, no uncomfortable feeling is felt. Therefore, “◯” is determined, and when the odor value is 50 or more and less than 100, “△” is determined. In order to feel pleasure, it was determined as “×”.

金属酸化物として酸化チタンを15重量%用いた本実施例の場合は、VOC値及び臭気値の判定は「○」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていることがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていることがわかる。
<実施例2>
熱吸収塗料Aの酸化チタンを酸化クロムに変更した以外は実施例1と同一として、熱吸収塗料Bを得た。この熱吸収塗料Bを、各ローラの内周面にスプレーによって塗布したところ、熱吸収塗料Bによって形成された、それぞれの熱吸収層の厚さは20μmとなった。
In this example using 15% by weight of titanium oxide as the metal oxide, the determination of the VOC value and the odor value is “◯”, and volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that volatilize from the toner are present. It can be seen that it has been disassembled. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal and the like remaining slightly in the manufactured toner is also eliminated.
<Example 2>
A heat absorbing paint B was obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide of the heat absorbing paint A was changed to chromium oxide. When this heat absorbing paint B was applied to the inner peripheral surface of each roller by spraying, the thickness of each heat absorbing layer formed by the heat absorbing paint B was 20 μm.

熱吸収塗料Aの酸化チタンを酸化クロムに変更しても、VOC値及び臭気値の判定は「○」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていることがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていることがわかる。
<実施例3>
熱吸収塗料Aの酸化チタンを15重量%から5重量%に変更した以外は実施例1と同一として、熱吸収塗料Cを得た。この熱吸収塗料Cを、各ローラの内周面にスプレーによって塗布したところ、熱吸収塗料Cによって形成された、それぞれの熱吸収層の厚さは20μmとなった。
Even if the titanium oxide of the heat-absorbing coating A is changed to chromium oxide, the determination of the VOC value and the odor value becomes “◯”, and volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that are volatilized from the toner are decomposed. I understand that. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal and the like remaining slightly in the manufactured toner is also eliminated.
<Example 3>
A heat absorbing paint C was obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide of the heat absorbing paint A was changed from 15 wt% to 5 wt%. When the heat absorbing paint C was applied to the inner peripheral surface of each roller by spraying, the thickness of each heat absorbing layer formed by the heat absorbing paint C was 20 μm.

酸化チタンを5重量%に変更した本実施例の場合は、VOC値及び臭気値の判定は「○」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていることがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていることがわかる。
<実施例4>
熱吸収塗料Aの酸化チタンを15重量%から30重量%に変更した以外は実施例1と同一として、熱吸収塗料Dを得た。この熱吸収塗料Dを、各ローラの内周面にスプレーによって塗布したところ、熱吸収塗料Dによって形成された、それぞれの熱吸収層の厚さは20μmとなった。
In the case of this example in which the titanium oxide was changed to 5% by weight, the determination of the VOC value and the odor value was “◯”, and the volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, styrene, etc. that volatilize from the toner were decomposed. I understand that. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal and the like remaining slightly in the manufactured toner is also eliminated.
<Example 4>
A heat absorbing paint D was obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide of the heat absorbing paint A was changed from 15 wt% to 30 wt%. When this heat absorbing paint D was applied to the inner peripheral surface of each roller by spraying, the thickness of each heat absorbing layer formed by the heat absorbing paint D was 20 μm.

酸化チタンを30重量%に変更した本実施例の場合は、VOC値及び臭気値の判定は「○」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていることがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていることがわかる。
<比較例1>
熱吸収塗料Aの酸化チタンを15重量%から0重量%に変更した以外は実施例1と同一として、熱吸収塗料Eを得た。この熱吸収塗料Eを、各ローラの内周面にスプレーによって塗布したところ、熱吸収塗料Eによって形成された、それぞれの熱吸収層の厚さは20μmとなった。
In the case of the present example in which the titanium oxide was changed to 30% by weight, the determination of the VOC value and the odor value was “◯”, and the volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, styrene, etc. that volatilize from the toner were decomposed. I understand that. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal and the like remaining slightly in the manufactured toner is also eliminated.
<Comparative Example 1>
A heat absorbing paint E was obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide of the heat absorbing paint A was changed from 15% by weight to 0% by weight. When this heat absorbing paint E was applied to the inner peripheral surface of each roller by spraying, the thickness of each heat absorbing layer formed by the heat absorbing paint E was 20 μm.

熱吸収塗料に酸化チタンを含まない本比較例の場合は、VOC値及び臭気値の判定は「×」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていないことがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていないことがわかる。
<比較例2>
熱吸収塗料Aの酸化チタンを15重量%から4重量%に変更した以外は実施例1と同一として、熱吸収塗料Fを得た。この熱吸収塗料Fを、各ローラの内周面にスプレーによって塗布したところ、熱吸収塗料Fによって形成された、それぞれの熱吸収層の厚さは20μmとなった。
In the case of this comparative example in which the heat-absorbing paint does not contain titanium oxide, the determination of the VOC value and the odor value is “x”, and volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that are volatilized from the toner are decomposed. I understand that there is no. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal, etc. remaining slightly in the manufactured toner is not eliminated.
<Comparative example 2>
A heat absorbing paint F was obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide of the heat absorbing paint A was changed from 15% by weight to 4% by weight. When the heat absorbing paint F was applied to the inner peripheral surface of each roller by spraying, the thickness of each heat absorbing layer formed by the heat absorbing paint F was 20 μm.

酸化チタンを4重量%に変更した本比較例の場合は、VOC値及び臭気値の判定は「△」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていないことがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていないことがわかる。
<比較例3>
熱吸収塗料Aの酸化チタンを15重量%から32重量%に変更した以外は実施例1と同一として、熱吸収塗料Gを得た。この熱吸収塗料Gを、各ローラの内周面にスプレーによって塗布したところ、熱吸収塗料Gによって形成された、それぞれの熱吸収層の厚さは20μmとなった。
In the case of this comparative example in which the titanium oxide was changed to 4% by weight, the determination of the VOC value and the odor value was “Δ”, and volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that are volatilized from the toner were decomposed. I understand that there is no. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal, etc. remaining slightly in the manufactured toner is not eliminated.
<Comparative Example 3>
A heat absorbing paint G was obtained in the same manner as in Example 1 except that the titanium oxide of the heat absorbing paint A was changed from 15 wt% to 32 wt%. When the heat absorbing paint G was applied to the inner peripheral surface of each roller by spraying, the thickness of each heat absorbing layer formed by the heat absorbing paint G was 20 μm.

酸化チタンを32重量%に変更した本比較例の場合は、VOC値及び臭気値の判定は「○」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていることがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていることがわかる。しかし、金属酸化物近傍の空気中の水分から発生した大量のラジカルイオンにより、熱吸収層が劣化し、剥離してしまった。   In the case of this comparative example in which the titanium oxide is changed to 32% by weight, the determination of the VOC value and the odor value is “◯”, and volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that are volatilized from the toner are decomposed. I understand that. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal and the like remaining slightly in the manufactured toner is also eliminated. However, the heat absorption layer deteriorated and peeled off due to a large amount of radical ions generated from moisture in the air near the metal oxide.

以上の結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

以上の通り、熱吸収層を形成する熱吸収塗料に含まれる金属酸化物が、5〜30重量%である、実施例1〜4は、いずれも、VOC値及び臭気値の判定は「○」となり、トナーから揮発するトルエン、エチルベンゼン、キシレン、スチレン等の揮発性有機化合物が分解されていることがわかる。また、製造されたトナーに僅かに残留するモノマー、酸性分、ベンズアルデヒド、エチルヘキサナール等による臭気も解消されていることがわかる。   As described above, in each of Examples 1 to 4, in which the metal oxide contained in the heat-absorbing coating forming the heat-absorbing layer is 5 to 30% by weight, the determination of the VOC value and the odor value is “◯”. Thus, it can be seen that volatile organic compounds such as toluene, ethylbenzene, xylene, and styrene that are volatilized from the toner are decomposed. It can also be seen that the odor caused by the monomer, acid content, benzaldehyde, ethylhexanal and the like remaining slightly in the manufactured toner is also eliminated.

それに対し、5重量%よりも少ない、比較例1及び2は、いずれも、VOC値及び臭気値の判定は「○」とならなかった。これは、各ローラの表面温度が高温に達しても、金属酸化物近傍の空気中の水分から生成されるラジカルイオンが少ないため、ラジカルイオンの強い酸化作用を充分に利用することができず、このラジカルイオンを、定着ニップ部Nに搬送しても、定着ニップ部Nを通過する記録紙P上の未定着のトナー像Tが加熱溶融される際にトナーから揮発する揮発性有機化合物を分解するには不充分だからである。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, which were less than 5% by weight, the determination of the VOC value and the odor value was not “◯”. This is because even if the surface temperature of each roller reaches a high temperature, since there are few radical ions generated from moisture in the air near the metal oxide, the strong oxidizing action of radical ions cannot be fully utilized. Even if this radical ion is conveyed to the fixing nip N, the volatile organic compound that volatilizes from the toner is decomposed when the unfixed toner image T on the recording paper P passing through the fixing nip N is heated and melted. This is because it is not enough.

逆に、30重量%より多い、比較例3は、VOC値及び臭気値の判定は「○」となったものの、複写試験を開始して、13万枚後に、熱吸収層が劣化し、剥離してしまった。これは、それぞれのヒータランプからの熱により、金属酸化物近傍の空気中の水分から大量のラジカルイオンが発生し、蓄積したラジカルイオンが、熱吸収層を劣化させたからである。   On the contrary, in Comparative Example 3, which is greater than 30% by weight, the VOC value and the odor value were judged as “◯”, but after the copy test was started, the heat absorption layer deteriorated and peeled after 130,000 sheets. have done. This is because a large amount of radical ions are generated from moisture in the air near the metal oxide due to heat from each heater lamp, and the accumulated radical ions deteriorate the heat absorption layer.

1 定着装置
10 定着ローラ
10a 熱吸収層(20a、39a、39b)
11 芯金(21、31a、32a)
12 弾性層(22)
13 離型層(23)
14 ヒータランプ(24、34、35)
15 サーミスタ(25、36、37)
20 加圧ローラ
30 外部加熱装置
31 外部加熱ローラ(32)
33 外部加熱ベルト
38 サーモスタット
40 制御部
41 温度制御装置
42 回転駆動装置
43 カム駆動装置
44 電源回路
50 通路(50a〜50e)
51 ファン
A 熱吸収塗料(B〜G)
N 定着ニップ部
P 記録紙
T 未定着のトナー像
Y0 進行方向
Y1 回転方向
1 Fixing device 10 Fixing roller 10a Heat absorption layer (20a, 39a, 39b)
11 Core (21, 31a, 32a)
12 Elastic layer (22)
13 Release layer (23)
14 Heater lamp (24, 34, 35)
15 Thermistor (25, 36, 37)
20 Pressure roller 30 External heating device 31 External heating roller (32)
33 External Heating Belt 38 Thermostat 40 Control Unit 41 Temperature Control Device 42 Rotation Drive Device 43 Cam Drive Device 44 Power Supply Circuit 50 Path (50a to 50e)
51 Fan A Heat absorption paint (BG)
N fixing nip P recording paper T unfixed toner image Y0 traveling direction Y1 rotating direction

Claims (7)

記録媒体上に担持されているトナー像を前記記録媒体上に加熱溶融して定着する定着ローラであって、該定着ローラは、中空円筒状の基体を有し、前記基体の内周面に、金属酸化物とメチルシリコーン樹脂を含む熱吸収層が配設されていることを特徴とする定着ローラ。 A fixing roller that heats and melts and fixes a toner image carried on a recording medium on the recording medium, the fixing roller having a hollow cylindrical base, on the inner peripheral surface of the base, A fixing roller comprising a heat absorption layer containing a metal oxide and a methyl silicone resin . 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化アルミ、酸化鉄のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の定着ローラ。   The fixing roller according to claim 1, wherein the metal oxide is any one of titanium oxide, chromium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, and iron oxide. 前記熱吸収層は、前記金属酸化物を5〜30重量%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の定着ローラ。   The fixing roller according to claim 1, wherein the heat absorption layer contains 5 to 30% by weight of the metal oxide. 前記熱吸収層は、厚みが、10〜30μmであることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の定着ローラ。 The heat absorption layer has a thickness, the fixing roller according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a 10 to 30 [mu] m. 請求項1〜のいずれか1項に記載の定着ローラを備えることを特徴とする定着装置。 A fixing device, characterized in that it comprises a fixing roller according to any one of claims 1-4. 前記金属酸化物が加熱されることで発生するラジカルイオンを、前記定着ローラと前記定着ローラに対向圧接する加圧ローラとで形成する定着ニップ部に搬送する通路及びファンから構成される搬送装置が備えられていることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 A conveying device including a path and a fan configured to convey radical ions generated by heating the metal oxide to a fixing nip portion formed by the fixing roller and a pressure roller that is in pressure contact with the fixing roller; The fixing device according to claim 5, wherein the fixing device is provided. 請求項またはに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a fixing device according to claim 5 or 6.
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