JP6946780B2 - Fixing roller, fixing device, and image forming device - Google Patents

Fixing roller, fixing device, and image forming device Download PDF

Info

Publication number
JP6946780B2
JP6946780B2 JP2017127486A JP2017127486A JP6946780B2 JP 6946780 B2 JP6946780 B2 JP 6946780B2 JP 2017127486 A JP2017127486 A JP 2017127486A JP 2017127486 A JP2017127486 A JP 2017127486A JP 6946780 B2 JP6946780 B2 JP 6946780B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bubbles
elastic layer
porous body
silicone rubber
fixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017127486A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019012125A (en
Inventor
剛史 遠藤
剛史 遠藤
安瀬 徳彦
徳彦 安瀬
貴司 田中
貴司 田中
慶能 黒澤
慶能 黒澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2017127486A priority Critical patent/JP6946780B2/en
Priority to CN201810649568.4A priority patent/CN109212938B/en
Publication of JP2019012125A publication Critical patent/JP2019012125A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6946780B2 publication Critical patent/JP6946780B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/206Structural details or chemical composition of the pressure elements and layers thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられ、未定着トナー画像を定着させる定着ローラ、定着装置、及び、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 device for fixing an unfixed toner image, which is used in a copying machine, a printer, a facsimile, etc. using an electrophotographic method.

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置に用いられる定着装置として、例えば金属基材と弾性ゴム層等を有する薄肉の定着ベルトを備えるベルト定着方式や、フィルム加熱方式の定着装置が広く知られている。 As a fixing device used in various image forming devices such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction device thereof, for example, a belt fixing method including a thin-walled fixing belt having a metal base material and an elastic rubber layer, or a film heating method. Fixing device is widely known.

ベルト定着方式の定着装置は、例えば、定着部材である定着ベルトと、定着ベルト内に設けられたパイプ状の熱伝導部材と、定着ベルトを加熱するハロゲンヒータ等のヒータと、サーミスタと、加圧部材としての加圧ローラと、放熱部材と、を有して構成されている。 The belt fixing type fixing device includes, for example, a fixing belt which is a fixing member, a pipe-shaped heat conductive member provided in the fixing belt, a heater such as a halogen heater for heating the fixing belt, a thermistor, and pressurization. It is configured to include a pressurizing roller as a member and a heat radiating member.

前記定着ベルトは、例えば、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト状部材からなり、回転可能に設けられている。前記サーミスタは、定着ベルトに接して設けられ、定着ベルトの表面温度を検知する温度センサである。また、前記加圧ローラは、定着ベルトとの間に定着ニップを形成するように定着ベルトに接して設けられ、回転可能な加圧部材である。また、前記放熱部材は、例えば、断面視円弧状等の形状を有しており、定着ベルトの外周面の一部に対向するように設けられる。 The fixing belt is made of, for example, a thin-walled and flexible endless belt-shaped member, and is rotatably provided. The thermistor is a temperature sensor provided in contact with the fixing belt and detecting the surface temperature of the fixing belt. Further, the pressure roller is a rotatable pressure member provided in contact with the fixing belt so as to form a fixing nip with the fixing belt. Further, the heat radiating member has a shape such as an arc shape in a cross-sectional view, and is provided so as to face a part of the outer peripheral surface of the fixing belt.

また、定着装置に用いられる加圧ローラは、例えば、金属製で円柱状の部材である芯金と、芯金の外周面上に設けられ、多孔質体等により構成された弾性層と、弾性層の外周面上に設けられ、樹脂を用いて構成された離型層と、を有している。 Further, the pressure roller used in the fixing device is, for example, a core metal which is a metal columnar member, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the core metal and made of a porous body or the like, and elasticity. It has a release layer provided on the outer peripheral surface of the layer and configured by using a resin.

画像形成の工程において、定着装置に用いられる加圧ローラに外部から熱が加わり、加圧ローラがこの熱により徐々に劣化して、例えば光沢ムラ等の画像異常が発生することがある。加圧ローラの熱による劣化を防止するために、定着装置側に脱圧機構を設けた定着装置が提案されているが、部品点数が増えることでコストアップするという問題があった。また、例えば、加圧ローラとして用いられる定着ローラの耐久性を向上させるために、水発泡技術により形成した多孔質体を用いて定着ローラを作製することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the process of image formation, heat is applied to the pressurizing roller used in the fixing device from the outside, and the pressurizing roller is gradually deteriorated by this heat, and an image abnormality such as uneven gloss may occur. In order to prevent deterioration of the pressurizing roller due to heat, a fixing device provided with a depressurizing mechanism on the fixing device side has been proposed, but there is a problem that the cost increases due to an increase in the number of parts. Further, for example, in order to improve the durability of the fixing roller used as a pressure roller, it has been proposed to fabricate a fixing roller using a porous body formed by a water foaming technique (for example, Patent Document 1). reference).

特開2013−164458号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-164458

特許文献1には、定着ローラの弾性層として水発泡技術により形成した多孔質体を用いることにより、耐久性に優れた定着ローラとすることができることが開示されている。しかしながら、水発泡技術により形成した多孔質体は、化学発泡技術により形成した多孔質体と比較して、多孔質体を構成する材料の分子量や架橋密度が小さいことにより、圧縮永久歪み性が化学発泡技術により形成した多孔質体よりも低いことがあるという問題があった。 Patent Document 1 discloses that a fixing roller having excellent durability can be obtained by using a porous body formed by a water foaming technique as an elastic layer of the fixing roller. However, the porous body formed by the water foaming technique has a lower molecular weight and crosslink density of the materials constituting the porous body than the porous body formed by the chemical foaming technique, so that the compression set has a chemical permanent strain property. There is a problem that it may be lower than the porous body formed by the foaming technique.

従って、本発明の目的は、上記のような問題点に着目し、高い耐久性と良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラ、定着装置、及び、画像形成装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to pay attention to the above-mentioned problems and to provide a fixing roller, a fixing device, and an image forming device having high durability and good compression set.

上述した課題を解決するために本発明の定着ローラは、芯金と、前記芯金の外周面上に設けられた弾性層と、を備え、前記弾性層が、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡である複合気泡を有する多孔質体と、前記多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有して構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the fixing roller of the present invention includes a core metal and an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the core metal, and the elastic layers have spherical shapes that partially overlap each other. It is characterized in that it is composed of a porous body having composite bubbles, which are bubbles, and silicone rubber particles dispersed in the porous body.

本発明の定着ローラによれば、芯金と、芯金の外周面上に形成された弾性層と、を備え、弾性層が、複合気泡を有する多孔質体と、多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有して構成されていることから、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラとすることができる。 According to the fixing roller of the present invention, the core metal and the elastic layer formed on the outer peripheral surface of the core metal are provided, and the elastic layer is dispersed in a porous body having composite bubbles and a porous body. Since it is composed of silicone rubber particles, it is possible to obtain a fixing roller having high durability and good compression set.

本発明の一実施形態にかかる定着ローラを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the fixing roller which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示した定着ローラの矢視A−A線断面を示す図である。It is a figure which shows the arrow AA line cross section of the fixing roller shown in FIG. 図1に示した定着ローラの弾性層を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the elastic layer of the fixing roller shown in FIG. 本発明の一実施形態にかかる定着ローラを用いた定着装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the fixing device using the fixing roller which concerns on one Embodiment of this invention. 図4に示した定着装置の矢視B−B線断面における定着ベルトを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the fixing belt in the cross section of the arrow BB line of the fixing device shown in FIG. 本発明の一実施形態にかかる定着ローラを用いた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the image forming apparatus using the fixing roller which concerns on one Embodiment of this invention. 実施例1、比較例2、比較例4における加圧ローラの弾性層に含まれる気泡の大きさの解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the size of the bubble contained in the elastic layer of the pressure roller in Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 4.

[定着ローラ]
次に、本発明の一実施形態にかかる「定着ローラ」について、図1、図2、図3を参照して説明する。本実施形態にかかる定着ローラである加圧ローラ10は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられるものであり、例えば、後述する定着装置100、画像形成装置500に用いられるものである。
[Fixing roller]
Next, the "fixing roller" according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. The pressurizing roller 10, which is a fixing roller according to the present embodiment, is used in an image forming apparatus using an electrophotographic method, and is used, for example, in a fixing apparatus 100 and an image forming apparatus 500, which will be described later.

定着ローラである加圧ローラ10は、図1に示すように、芯金11と、芯金11の外周面上に設けられた弾性層12と、弾性層12の通紙領域における外周面上に設けられた表面離型層(離型層)13と、加圧ローラ10両端部における通紙領域外となる部分に設けられた二つのグリップ層14と、を備える。芯金11、弾性層12、表面離型層13、グリップ層14は、いずれも円筒状の部材である。また、図2に示すように、加圧ローラ10において、弾性層12の外周面とグリップ層14の外周面は面一となっている。なお、加圧ローラ10において、グリップ層14は弾性層12の外周面に設けられているが、芯金11の外周面に設けられていてもよい。 As shown in FIG. 1, the pressure roller 10 which is a fixing roller is formed on the core metal 11, the elastic layer 12 provided on the outer peripheral surface of the core metal 11, and the outer peripheral surface of the elastic layer 12 in the paper passing region. It is provided with a surface release layer (release layer) 13 provided, and two grip layers 14 provided at portions outside the paper passing region at both ends of the pressure roller 10. The core metal 11, the elastic layer 12, the surface release layer 13, and the grip layer 14 are all cylindrical members. Further, as shown in FIG. 2, in the pressure roller 10, the outer peripheral surface of the elastic layer 12 and the outer peripheral surface of the grip layer 14 are flush with each other. In the pressure roller 10, the grip layer 14 is provided on the outer peripheral surface of the elastic layer 12, but may be provided on the outer peripheral surface of the core metal 11.

芯金11は、金属製の円筒状部材である。芯金11に用いる金属は、限定されないが、特にステンレス鋼、炭素鋼(例えば、機械構造用炭素鋼鋼管(STKM材))等の剛性の高い金属材料を用いることが好ましい。また、本実施形態の芯金11は、例えば肉厚2mmで中空の円筒状に形成することができる。なお、加圧ローラ10においては、芯金11の外周面に弾性層12が設けられており、断熱性を有していることから、芯金11が中実の部材により構成されていてもよい。 The core metal 11 is a metal cylindrical member. The metal used for the core metal 11 is not limited, but it is particularly preferable to use a highly rigid metal material such as stainless steel or carbon steel (for example, carbon steel pipe for machine structure (STKM material)). Further, the core metal 11 of the present embodiment can be formed in a hollow cylindrical shape with a wall thickness of, for example, 2 mm. In the pressure roller 10, the elastic layer 12 is provided on the outer peripheral surface of the core metal 11 and has heat insulating properties. Therefore, the core metal 11 may be made of a solid member. ..

弾性層12は、複合気泡12cを有する多孔質体12aと、多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子12bと、を有して構成されている。図3は、弾性層12を模式的に示す断面図である。 The elastic layer 12 is composed of a porous body 12a having a composite bubble 12c and silicone rubber particles 12b dispersed in the porous body. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the elastic layer 12.

ここで、複合気泡とは、単独気泡(独立気泡)における、それぞれが独立した球形状を有する気泡とは異なり、図3に示すように、多孔質体の断面を観察したときに、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡を指す。複合気泡は、多孔質体の断面を顕微鏡等を用いて観察することにより、単独気泡と容易に区別することができる。 Here, the composite bubble is different from a single bubble (closed cell) in which each has an independent spherical shape, and as shown in FIG. 3, when the cross section of the porous body is observed, the spherical shape has a spherical shape. Refers to bubbles that partially overlap each other. The composite bubble can be easily distinguished from the single bubble by observing the cross section of the porous body with a microscope or the like.

弾性層12を構成する多孔質体12aは、熱伝導率が0.08W/(m・K)〜0.2W/(m・K)であることが好ましく、0.08W/(m・K)〜0.15W/(m・K)であることがより好ましく、0.08W/(m・K)〜0.12W/(m・K)であることがさらに好ましい。多孔質体12aの熱伝導率を適切な範囲とすることにより、加圧ローラ10の断熱性を向上させて、耐久性を高めることができる。 The porous body 12a constituting the elastic layer 12 preferably has a thermal conductivity of 0.08 W / (m · K) to 0.2 W / (m · K), preferably 0.08 W / (m · K). It is more preferably ~ 0.15 W / (m · K), and even more preferably 0.08 W / (m · K) to 0.12 W / (m · K). By setting the thermal conductivity of the porous body 12a in an appropriate range, the heat insulating property of the pressure roller 10 can be improved and the durability can be improved.

また、弾性層12を構成する多孔質体12aは、硬度が20〜60(SRIS0101、アスカーC)であることが好ましい。多孔質体12aの硬度を適切な範囲とすることにより、加圧ローラ10の耐久性を高めることができる。 Further, the porous body 12a constituting the elastic layer 12 preferably has a hardness of 20 to 60 (SRIS0101, Ascar C). By setting the hardness of the porous body 12a in an appropriate range, the durability of the pressure roller 10 can be enhanced.

また、多孔質体12aを構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、水発泡技術により形成された水発泡シリコーンゴムを好適に用いることができる。弾性層12が多孔質体12aを用いて構成されていることから、加圧ローラ10に断熱性をもたせることができ、加圧ローラ10への伝熱を低減することができる。よって、加圧ローラ10を備える装置(例えば、後述する、定着装置100、画像形成装置500等)の立ち上げ時間の短縮や、省エネ(例えば、TEC値の低減)を可能とすることができる。 The material constituting the porous body 12a is not particularly limited, and for example, a water-foamed silicone rubber formed by a water-foaming technique can be preferably used. Since the elastic layer 12 is formed of the porous body 12a, the pressure roller 10 can be provided with heat insulating properties, and heat transfer to the pressure roller 10 can be reduced. Therefore, it is possible to shorten the start-up time of the device provided with the pressurizing roller 10 (for example, the fixing device 100, the image forming device 500, etc., which will be described later) and save energy (for example, reduce the TEC value).

水発泡シリコーンゴムにおける気泡は、分散媒である水(及び、適宜水に添加されるアルコール)が成形体から抜けるときに形成された、微細な通路によりつながっている、いわゆる連泡形であり、球形状が互いに部分的に重なり合っている複合気泡である。これにより、水発泡技術により形成された多孔質体は、連泡率が高くなる。また、多孔質体12aを水発泡シリコーンゴムを用いて構成することにより、十分な耐久性、断熱性、耐熱性を得ることができる。 The bubbles in the water-foamed silicone rubber are so-called continuous foam type, which are connected by fine passages formed when water (and alcohol appropriately added to water) as a dispersion medium escapes from the molded body. It is a composite bubble in which spherical shapes partially overlap each other. As a result, the porous body formed by the water foaming technique has a high rate of continuous foaming. Further, by constructing the porous body 12a using water-foamed silicone rubber, sufficient durability, heat insulating property, and heat resistance can be obtained.

また、弾性層12において、シリコーンゴム粒子12bが、弾性層12の厚み方向における表層側(例えば、表層側50%の部分)に、芯金11側よりも多く分散されていることが好ましい。加圧ローラが圧縮されるときに特に負荷の加わる部分(加圧の応力を受ける部分)は、一般的に、表層付近(特に、表層から表層側20%〜50%付近までの部分)である。以上のことから、同じ量のシリコーンゴム粒子12bを弾性層12全体に分散させた場合と比較して、特に負荷の加わる部分におけるシリコーンゴム粒子12bの添加割合を高くすることができ、より効果的に圧縮永久歪み性を向上させることができる。 Further, in the elastic layer 12, it is preferable that the silicone rubber particles 12b are dispersed more on the surface layer side (for example, 50% of the surface layer side) in the thickness direction of the elastic layer 12 than on the core metal 11 side. The portion to which a load is particularly applied when the pressurizing roller is compressed (the portion subject to the stress of pressurization) is generally near the surface layer (particularly, the portion from the surface layer to the vicinity of 20% to 50% on the surface layer side). .. From the above, it is possible to increase the addition ratio of the silicone rubber particles 12b especially in the portion where the load is applied, which is more effective than the case where the same amount of the silicone rubber particles 12b is dispersed in the entire elastic layer 12. The compression set can be improved.

また、多孔質体12aを切断したときに得られる断面に存在する気泡が、0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさ(径寸法)であることが好ましく、0.1μm以上20μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上12μm以下であることがさらに好ましい。上記断面は、例えば、加圧ローラ10の軸方向に多孔質体12aを切断したときに得られる断面である。気泡の大きさを適切な範囲とすることにより、多孔質体12aにおける破泡を低減させて、加圧ローラの耐久性を向上させることができる。 Further, the bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body 12a preferably have a size (diameter dimension) in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less, and are 0.1 μm or more and 20 μm or less. Is more preferable, and 0.1 μm or more and 12 μm or less is further preferable. The cross section is, for example, a cross section obtained when the porous body 12a is cut in the axial direction of the pressure roller 10. By setting the size of the bubbles in an appropriate range, it is possible to reduce the bubble rupture in the porous body 12a and improve the durability of the pressure roller.

また、多孔質体12aの連泡率が、60%以上であることが好ましく、65%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。連泡率を適切な範囲に設定することにより、多孔質体12aの通気性を良好にすることができ、熱間時の加圧ローラ10への影響を低減させて、加圧ローラ10の耐久性を向上させることができる。なお、連泡率の算出方法については後述する。 Further, the continuous foaming ratio of the porous body 12a is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, and further preferably 70% or more. By setting the continuous foam ratio in an appropriate range, the air permeability of the porous body 12a can be improved, the influence on the pressure roller 10 when hot can be reduced, and the durability of the pressure roller 10 can be reduced. The sex can be improved. The method of calculating the continuous bubble ratio will be described later.

また、多孔質体12aを切断したときに得られる断面に存在する気泡において、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに5μm以上10μm以下の大きさの気泡が最も多く存在する。これにより、弾性層12が受ける加圧の応力を均等に分散することができ、多孔質体12aにおける破泡を低減させて、加圧ローラ10の耐久性を向上させることができる。なお、気泡の個数の測定方法については後述する。 Further, among the bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body 12a, the bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less are the most abundant when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm. exist. As a result, the pressure stress received by the elastic layer 12 can be evenly dispersed, foam rupture in the porous body 12a can be reduced, and the durability of the pressure roller 10 can be improved. The method for measuring the number of bubbles will be described later.

また、多孔質体12aを切断したときに得られる断面に存在する気泡において、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときに、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合が45以上であることが好ましく、60以上であることが好ましく、80以上であることがさらに好ましい。10μm以上20μm以下の気泡の数割合を適切な範囲とすることにより、加圧ローラ10が受ける加圧の応力をより均等に分散することができ、加圧ローラ10の耐久性をより高めることができる。 Further, among the bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body 12a, the ratio of the number of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less is assumed to be 100 when the number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less is 100. Is preferably 45 or more, preferably 60 or more, and even more preferably 80 or more. By setting the ratio of the number of bubbles of 10 μm or more and 20 μm or less to an appropriate range, the stress of pressurization received by the pressurizing roller 10 can be more evenly dispersed, and the durability of the pressurizing roller 10 can be further enhanced. can.

シリコーンゴム粒子12bは、球形であり、且つ、個数平均粒径が5μm以下であれば特に種類は問わない。シリコーンゴム粒子の径寸法が多孔質体の気泡の径寸法よりも大きい場合、このような弾性層12を用いた加圧ローラ10の強度が低下する可能性がある。 The type of the silicone rubber particles 12b is not particularly limited as long as it is spherical and the number average particle size is 5 μm or less. When the diameter of the silicone rubber particles is larger than the diameter of the bubbles of the porous body, the strength of the pressure roller 10 using such an elastic layer 12 may decrease.

また、シリコーンゴム粒子12bの硬度は、ニップに適正な硬度を得るために、多孔質体12aと同程度か、やや低い程度であることが好ましい。硬度としては、15〜55(SRIS0101、アスカーC)であることが好ましい。 Further, the hardness of the silicone rubber particles 12b is preferably about the same as or slightly lower than that of the porous body 12a in order to obtain an appropriate hardness for the nip. The hardness is preferably 15 to 55 (SRIS0101, Ascar C).

表面離型層13は、トナーの固着を抑制し、また、加圧ローラ10の表面から記録媒体を円滑に分離する(紙離型性を良好にする)ための部材であり、弾性層12の通紙領域における外周面上に設けられている。また、表面離型層13を構成する材料は、特に限定されるものではなく、例えば、離型性及び耐熱性が良好な材料である、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(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、又は、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)を好適に用いることができる。 The surface release layer 13 is a member for suppressing sticking of toner and smoothly separating the recording medium from the surface of the pressure roller 10 (improving the paper release property), and is a member of the elastic layer 12. It is provided on the outer peripheral surface in the paper passing area. The material constituting the surface release layer 13 is not particularly limited. For example, a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), which is a material having good releasability and heat resistance. , Polytetrafluoroethylene (PTFE), or tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) can be preferably used.

グリップ層14は、定着ベルト21との滑りの発生を抑制する部材である。グリップ層14を設けることにより、加圧ローラ10が駆動するときのスリップを抑制し、また、グリップ層14においても、定着ベルトとの十分なニップ幅を確保することができ、グリップ力向上を図ることができる。これにより、良好な定着性を得ることができる。 The grip layer 14 is a member that suppresses the occurrence of slippage with the fixing belt 21. By providing the grip layer 14, slipping when the pressure roller 10 is driven can be suppressed, and the grip layer 14 can also secure a sufficient nip width with the fixing belt to improve the grip force. be able to. Thereby, good fixability can be obtained.

また、グリップ層14は、図2に示すように、加圧ローラ10両端部における通紙領域外となる部分に設けられている。グリップ層の材料には、グリップ力を得るためにタック性を有すること、ニップ部を形成するために弾性体であること、定着温度に対する耐熱性を有すること、の3つの特性を有することが好ましい。グリップ層14を構成する材料は、定着ベルト21との滑りの発生を抑制することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料を好適に用いることができる。 Further, as shown in FIG. 2, the grip layer 14 is provided at both ends of the pressure roller 10 outside the paper passing region. The material of the grip layer preferably has three characteristics: that it has a tack property to obtain a grip force, that it is an elastic body to form a nip portion, and that it has heat resistance to a fixing temperature. .. The material constituting the grip layer 14 is not particularly limited as long as it can suppress the occurrence of slippage with the fixing belt 21, and for example, a rubber material such as silicone rubber or fluororubber is preferably used. be able to.

次に、弾性層12を構成する多孔質体12aについて説明する。 Next, the porous body 12a constituting the elastic layer 12 will be described.

一般的に、多孔質体の製造方法としては、発泡剤を多孔質体材料に添加して発泡構造を形成する化学発泡法と、液状シリコーンゴム中に水を乳化させて加熱することで水を揮発させることにより発泡構造を形成する水発泡法が知られている。 Generally, as a method for producing a porous body, a chemical foaming method in which a foaming agent is added to a porous body material to form a foamed structure, and a method of emulsifying water in a liquid silicone rubber and heating the water are used. A water foaming method is known in which a foamed structure is formed by volatilizing.

このうち、化学発泡法により得られた多孔質体は、気泡のサイズが水発泡法により得られる多孔質体よりも大きい。このため、画像形成装置の定着ローラに用いた場合、トナーに対して均一な圧力負荷をかけることが難しい場合があり、画像ムラや耐久不足(硬度低下、破断など)が起こることがあるという問題がある。一方、水発泡法では微細な気泡を均一に形成することできる。これにより、化学発泡法により得られた多孔質体を用いる場合に比べて、トナーに対して均一な圧力負荷をかけることができ、また、外部からの圧力負荷を均等に受けやすくすることができるため、ローラの耐久性を向上させることができる。 Of these, the porous body obtained by the chemical foaming method has a larger bubble size than the porous body obtained by the water foaming method. For this reason, when used as a fixing roller in an image forming apparatus, it may be difficult to apply a uniform pressure load to the toner, which may cause image unevenness and insufficient durability (hardness decrease, breakage, etc.). There is. On the other hand, in the water foaming method, fine bubbles can be uniformly formed. As a result, a uniform pressure load can be applied to the toner as compared with the case of using a porous body obtained by the chemical foaming method, and it is possible to make it easier to receive a pressure load from the outside evenly. Therefore, the durability of the roller can be improved.

本実施形態の弾性層12を形成する多孔質体12aは、例えば、水発泡法を応用して得ることができる。具体的には、水発泡シリコーン組成物を用い、ただし、最終的に形成される多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに5μm以上10μm以下の大きさの気泡が最も多く存在するように攪拌を行うことが好ましい。 The porous body 12a forming the elastic layer 12 of the present embodiment can be obtained, for example, by applying the water foaming method. Specifically, a water-foamed silicone composition is used, but the size of the bubbles existing in the cross section obtained when the finally formed porous body is cut is in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less. Moreover, it is preferable to stir the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less so that the largest number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less are present when the bubbles have a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm.

より具体的には、上述した弾性層12は、例えば以下の方法により得ることができる。まず、市販されている2液型の液状シリコーンゴムに触媒、界面活性剤、架橋剤を混合して、さらにシリコーンゴム粒子を分散する。次に、シリコーンゴム粒子を分散した液状シリコーンゴムと、水に添加剤、充填剤、分散剤等を混ぜて液状シリコーンゴムと同等の粘度にした混合溶液とを合わせて攪拌して、エマルジョン組成物を調製する。このとき、必要に応じて添加剤等を混合する水にアルコールを加えてもよい。 More specifically, the elastic layer 12 described above can be obtained by, for example, the following method. First, a catalyst, a surfactant, and a cross-linking agent are mixed with a commercially available two-component liquid silicone rubber, and the silicone rubber particles are further dispersed. Next, a liquid silicone rubber in which silicone rubber particles are dispersed and a mixed solution in which additives, fillers, dispersants and the like are mixed with water to have a viscosity equivalent to that of the liquid silicone rubber are combined and stirred to form an emulsion composition. To prepare. At this time, alcohol may be added to water to which additives and the like are mixed, if necessary.

液状シリコーンゴムは水との乳化性を考慮し、比重が1.00g/cm3〜1.05g/cm3のものを用いることが好ましい。 Liquid silicone rubber considering emulsifiable with water, it is preferable specific gravity used as the 1.00g / cm 3 ~1.05g / cm 3 .

また、シリコーンゴム粒子12bの液状シリコーンゴムへの添加割合は、液状シリコーンゴムに対する外割りで1質量%以上とすることが好ましく、3質量%以上とすることがより好ましい。シリコーンゴム粒子の上記範囲に設定することにより、良好な圧縮永久歪み性を得ることができる。 Further, the addition ratio of the silicone rubber particles 12b to the liquid silicone rubber is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, based on the external division with respect to the liquid silicone rubber. By setting the silicone rubber particles in the above range, good compression set can be obtained.

また、シリコーンゴム粒子12bの液状シリコーンゴムへの添加割合は、液状シリコーンゴムに対する外割りで10質量%程度以下とすることができ、5質量%以下とすることがより好ましい。シリコーンゴム粒子の添加割合を上記範囲に設定することにより、液状シリコーンゴムが乳化しやすくなり、また、加工性が良好になる。 Further, the addition ratio of the silicone rubber particles 12b to the liquid silicone rubber can be about 10% by mass or less by external division with respect to the liquid silicone rubber, and more preferably 5% by mass or less. By setting the addition ratio of the silicone rubber particles in the above range, the liquid silicone rubber is easily emulsified and the processability is improved.

シリコーンゴム粒子12bの添加割合を適切な範囲にすることにより、加圧ローラ10の圧縮永久歪みを良好にし、かつ、加圧ローラ10への加工性を良好にすることができる。 By setting the addition ratio of the silicone rubber particles 12b to an appropriate range, the compression set of the pressure roller 10 can be improved and the workability to the pressure roller 10 can be improved.

ここで、液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率は、弾性層12における所望の空孔率により異なる。空孔率は、以下の式1により算出することができる。式1におけるソリッドゴムとは、多孔質体と同じゴム材料で、かつ、気泡を有しないゴムを指すものである。
空孔率(%)=(多孔質体の比重−ソリッドゴムの比重)/ソリッドゴムの比重×100・・・(式1)
Here, the blending ratio of the liquid silicone rubber and the mixed solution differs depending on the desired porosity of the elastic layer 12. The porosity can be calculated by the following formula 1. The solid rubber in the formula 1 refers to a rubber having the same rubber material as the porous body and having no air bubbles.
Porosity (%) = (Relative density of porous material-Relative density of solid rubber) / Relative density of solid rubber x 100 ... (Equation 1)

例えば、液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率を1:1にすると、多孔質体材料となる、液状シリコーンゴムと混合溶液を混合したエマルジョンにおける、微粒子状の水分が蒸発して空隙となることから、空孔率50%程度の多孔質体を得ることができる。エマルジョンの攪拌は、ホモジナイザーや、必要に応じて超音波処理を伴う攪拌機を用いることができる。また、エマルジョンの攪拌条件は、上記条件を満足するような気泡分布が得られるよう攪拌手段、攪拌時間、攪拌速度(例えば、300rpm〜1500rpm程度)などの各種条件を調整することが好ましい。 For example, when the mixing ratio of the liquid silicone rubber and the mixed solution is 1: 1, the fine water in the emulsion in which the liquid silicone rubber and the mixed solution, which is the porous material, is mixed and becomes voids. Therefore, a porous body having a porosity of about 50% can be obtained. A homogenizer or, if necessary, a stirrer with ultrasonic treatment can be used to stir the emulsion. Further, as the stirring conditions of the emulsion, it is preferable to adjust various conditions such as the stirring means, the stirring time, and the stirring speed (for example, about 300 rpm to 1500 rpm) so that the bubble distribution satisfying the above conditions can be obtained.

また、シリコーンゴム粒子12bを表層側50%の部分により多く分散させた弾性層12を形成する方法は、特に限定されるものではない。例えば、2種類の多孔質体を積層する方法、複数本の充填ノズルを用いる方法、遠心分離によりシリコーンゴム粒子を偏在させる方法等が考えられる。 Further, the method for forming the elastic layer 12 in which the silicone rubber particles 12b are more dispersed in the portion 50% on the surface layer side is not particularly limited. For example, a method of laminating two types of porous bodies, a method of using a plurality of filling nozzles, a method of unevenly distributing silicone rubber particles by centrifugation, and the like can be considered.

2種類の多孔質体を積層する方法とは、シリコーンゴム粒子12bを含む多孔質体12aとシリコーンゴム粒子12bを含まない多孔質体12aとを積層する方法である。複数本の充填ノズルを用いる方法は、例えば、シリコーンゴム粒子12bを含むエマルジョン組成物とシリコーンゴム粒子12bを含まないエマルジョン組成物をそれぞれ異なる充填ノズルを用いて弾性層12の型に注入して多孔質体12aを形成する方法である。また、遠心分離によりシリコーンゴム粒子を偏在させる方法とは、シリコーンゴム粒子12bとエマルジョン組成物との比重の差を利用する方法である。具体的には、シリコーンゴム粒子12bを含む多孔質体材料を弾性層12の型に注入してから遠心分離に供することにより表層側にシリコーンゴム粒子を偏在させる方法である。弾性層12の型にエマルジョン組成物を注入した後に加熱することにより、エマルジョン組成物内の水分を蒸発させずにシリコーンゴムを硬化させる(1次加熱)。 The method of laminating the two types of porous bodies is a method of laminating the porous body 12a containing the silicone rubber particles 12b and the porous body 12a not containing the silicone rubber particles 12b. In the method using a plurality of filling nozzles, for example, an emulsion composition containing the silicone rubber particles 12b and an emulsion composition not containing the silicone rubber particles 12b are injected into the mold of the elastic layer 12 using different filling nozzles and made porous. This is a method of forming a body 12a. The method of unevenly distributing the silicone rubber particles by centrifugation is a method of utilizing the difference in specific gravity between the silicone rubber particles 12b and the emulsion composition. Specifically, it is a method in which the silicone rubber particles are unevenly distributed on the surface layer side by injecting a porous material containing the silicone rubber particles 12b into the mold of the elastic layer 12 and then subjecting the porous material to centrifugation. By injecting the emulsion composition into the mold of the elastic layer 12 and then heating it, the silicone rubber is cured without evaporating the water content in the emulsion composition (primary heating).

シリコーンゴム粒子を含むエマルジョン組成物の充填量は、例えば、金型容量の95〜100%の範囲で行うことができる。また、1次加熱は、例えば、80℃〜130℃の範囲で行うことができ、加熱時間は30分〜120分程度とすることができる。より好ましい条件は、充填率98%〜100%、加熱温度90℃〜110℃、加熱時間60分〜90分である。 The filling amount of the emulsion composition containing the silicone rubber particles can be, for example, in the range of 95 to 100% of the mold volume. Further, the primary heating can be performed in the range of, for example, 80 ° C. to 130 ° C., and the heating time can be about 30 minutes to 120 minutes. More preferable conditions are a filling rate of 98% to 100%, a heating temperature of 90 ° C. to 110 ° C., and a heating time of 60 minutes to 90 minutes.

次に、1次加熱後の多孔質体から水分を除去するために2次加熱を行う。例えば、加熱温度は、150℃〜300℃、加熱時間は1時間〜24時間とすることができる。より好ましい条件は、加熱温度が200℃〜250℃、加熱時間が3時間〜5時間である。このような2次加熱を行うことにより、多孔質体から水分を除去して、複合気泡を形成するとともに、シリコーンゴムの最終的な硬化を終了させる。 Next, secondary heating is performed to remove water from the porous body after the primary heating. For example, the heating temperature can be 150 ° C. to 300 ° C., and the heating time can be 1 hour to 24 hours. More preferable conditions are a heating temperature of 200 ° C. to 250 ° C. and a heating time of 3 hours to 5 hours. By performing such secondary heating, water is removed from the porous body to form composite bubbles, and the final curing of the silicone rubber is completed.

次に、弾性層12を用いて加圧ローラ10を形成する方法の一例を説明する。 Next, an example of a method of forming the pressure roller 10 using the elastic layer 12 will be described.

成形した弾性層12上に、例えば、一液熱硬化型等の接着剤を均一に塗布して、さらに、PFA製のチューブを被覆して表面離型層13とする。 An adhesive such as a one-component thermosetting type is uniformly applied onto the molded elastic layer 12, and a tube made of PFA is further coated to form a surface release layer 13.

グリップ層14は、表面離型層13よりも外方の通紙領域外において、表面離型層13から1mm〜15mm程度外側の部分から弾性層12の端部に亘って成形する。また、グリップ層14の成形方法としては、グリップ層14を形成する組成物をスプレー塗装、ディップ塗装、ロールコートなどの方法で塗装してその後乾燥する方法が挙げられる。 The grip layer 14 is formed outside the paper-passing region outside the surface release layer 13 from a portion about 1 mm to 15 mm outside the surface release layer 13 to the end of the elastic layer 12. Further, as a method of molding the grip layer 14, a method of coating the composition forming the grip layer 14 by a method such as spray coating, dip coating, roll coating, or the like and then drying it can be mentioned.

さらに、弾性層12の内周に芯金11を挿通する。以上により、加圧ローラ10を形成することができる。 Further, the core metal 11 is inserted through the inner circumference of the elastic layer 12. From the above, the pressure roller 10 can be formed.

次に、多孔質体の気泡の個数(気泡径寸法毎の頻度)、連泡率、及び、圧縮永久歪みの測定方法について説明する。 Next, a method for measuring the number of bubbles in the porous body (frequency for each bubble diameter dimension), the continuous bubble ratio, and the compression set will be described.

本実施形態の多孔質体における気泡の個数の測定方法は以下の通りである。まず、加圧ローラ10の断面の多孔質体の部分をレーザ顕微鏡(LSM)、電子顕微鏡(SEM)等により画像撮影を行う。次に、例えば、多孔質体部分が白く、気泡部分が黒くなるようにして、画像の2値化処理を行う。2値化処理により気泡部分を抽出した後、各気泡の径寸法を構成要素として、画像処理の手法の一つであるオープニング処理を用いて、上記抽出した気泡を各気泡径にふるい分けをする。各オープニング処理前後の結果の差分を取ることにより、ふるい分けした構成要素(気泡径)の画素数を得ることができる。また、上記の処理においては、空孔率と画像倍率からピクセル数を決めることが好ましい。 The method for measuring the number of bubbles in the porous body of the present embodiment is as follows. First, an image is taken of the porous body portion of the cross section of the pressure roller 10 with a laser microscope (LSM), an electron microscope (SEM), or the like. Next, for example, the image is binarized so that the porous body portion is white and the bubble portion is black. After extracting the bubble portion by the binarization treatment, the extracted bubbles are screened into each bubble diameter by using the opening treatment, which is one of the image processing methods, with the diameter dimension of each bubble as a component. By taking the difference between the results before and after each opening process, the number of pixels of the sifted component (bubble diameter) can be obtained. Further, in the above processing, it is preferable to determine the number of pixels from the porosity and the image magnification.

さらに、ふるい分けした各構成要素(気泡径)の画素数を構成要素の画素数で除することにより、各径寸法範囲毎に含まれる気泡の個数(分画された各分画に存在する気泡数)が分かり、気泡の分布(気泡径毎の気泡頻度)を求めることができる。本実施形態における気泡の個数は、上記の方法によって求められる確率分布から算出することができる。 Further, by dividing the number of pixels of each screened component (bubble diameter) by the number of pixels of the component, the number of bubbles included in each diameter dimension range (the number of bubbles existing in each fractionated fraction). ), And the distribution of bubbles (frequency of bubbles for each bubble diameter) can be obtained. The number of bubbles in this embodiment can be calculated from the probability distribution obtained by the above method.

次に、連泡率の算出方法を説明する。この方法は、特開2002−12696号公報に記載された方法である。まず、弾性層12から切り出した多孔質体の質量を測定しておく。次に、切り出した多孔質体をメタノールに24時間浸漬した後、多孔質体の表面の水滴を軽く取り除いて再度質量を測定する。なお、浸漬するときに浮いてしまう場合には、金属メッシュ等によりメタノールの上面を覆うことにより、多孔質体試料全体が浸漬されるようにすればよい。切り出した多孔質体に浸漬したメタノールの質量割合(質量増加割合)を連泡率と定義する。すなわち、連泡率は、下記式2により算出することができる。
連泡率(%)=(浸漬後質量−浸漬前質量)/浸漬前質量×100・・・(式2)
Next, a method of calculating the continuous bubble ratio will be described. This method is the method described in JP-A-2002-12696. First, the mass of the porous body cut out from the elastic layer 12 is measured. Next, after immersing the cut out porous body in methanol for 24 hours, water droplets on the surface of the porous body are lightly removed, and the mass is measured again. If it floats during immersion, the entire porous sample may be immersed by covering the upper surface of methanol with a metal mesh or the like. The mass ratio (mass increase ratio) of methanol immersed in the cut out porous body is defined as the continuous foaming ratio. That is, the continuous foam ratio can be calculated by the following formula 2.
Foam rate (%) = (mass after immersion-mass before immersion) / mass before immersion x 100 ... (Equation 2)

次に、圧縮永久歪みの測定方法を説明する。加圧ローラ10の外径寸法を測定しておき、加圧ローラ10を2枚の金属製の板で挟み込み、径方向に押し込んで、径寸法が押し込み前の30%になるように固定する。その状態で、加圧ローラ10を180℃で5時間加熱して、取り出した後すぐに金属性の板を外して押し込みを開放し、開放から6時間後に再度加圧ローラ10の外径寸法を測定する。加熱前後の外径寸法から復元率を算出して、圧縮永久歪みとする。すなわち、圧縮永久歪みは、下記式3により算出することができる。
復元率(%)=(加熱前外径寸法−加熱後外径寸法)/(加熱前外径寸法−押し込み後の外径寸法)×100・・・(式3)
Next, a method for measuring the compression set will be described. The outer diameter of the pressure roller 10 is measured, the pressure roller 10 is sandwiched between two metal plates, and the pressure roller 10 is pushed in the radial direction to fix the pressure roller 10 so that the diameter is 30% of that before pushing. In that state, the pressure roller 10 is heated at 180 ° C. for 5 hours, and immediately after taking it out, the metal plate is removed to release the push, and 6 hours after the opening, the outer diameter of the pressure roller 10 is adjusted again. taking measurement. The restoration rate is calculated from the outer diameter dimensions before and after heating, and is used as the compression set. That is, the compression set can be calculated by the following equation 3.
Restoration rate (%) = (outer diameter before heating-outer diameter after heating) / (outer diameter before heating-outer diameter after pushing) x 100 ... (Equation 3)

本実施形態の加圧ローラ10によれば、芯金11と、芯金11の外周面上に形成された弾性層12と、を備え、弾性層12が、複合気泡を有する多孔質体12aと、多孔質体12aに分散されたシリコーンゴム粒子12bと、を有して構成されている。これにより、弾性層12における気泡の破泡を抑制し、さらに、通気性が良好であることから熱間時のストレスを低減させることにより、高い耐久性を得ることができる。また、多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子12bが、弾性層12にクッション性を付与して、圧縮歪み性を良好にすることができる。これにより、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を有する加圧ローラ10とすることができる。 According to the pressure roller 10 of the present embodiment, the core metal 11 and the elastic layer 12 formed on the outer peripheral surface of the core metal 11 are provided, and the elastic layer 12 is a porous body 12a having composite bubbles. , Silicone rubber particles 12b dispersed in the porous body 12a. As a result, high durability can be obtained by suppressing the rupture of air bubbles in the elastic layer 12 and further reducing the stress during hot weather due to the good air permeability. Further, the silicone rubber particles 12b dispersed in the porous body can impart cushioning property to the elastic layer 12 to improve the compressive strain property. This makes it possible to obtain a pressure roller 10 having high durability and good compression set.

[定着装置]
次に、本発明の一実施形態にかかる「定着装置」について、図4、図5を参照して説明する。本実施形態にかかる定着装置100は、前述した加圧ローラ10を備え、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられるものである。また、定着装置100は、例えば、後述する画像形成装置500に用いられるものである。
[Fixing device]
Next, the "fixing device" according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The fixing device 100 according to the present embodiment includes the pressure roller 10 described above, and is used in an image forming device using an electrophotographic method. Further, the fixing device 100 is used, for example, in the image forming device 500 described later.

定着装置100は、図4に示すように、前述した加圧ローラ10と、定着ベルト21と、熱伝導部材22と、ハロゲンヒータ23と、サーミスタ24と、ニップ形成部材25と、放熱部材26と、潤滑シート27と、断熱材28と、保持部材29と、を有して構成されている。 As shown in FIG. 4, the fixing device 100 includes the above-mentioned pressure roller 10, a fixing belt 21, a heat conductive member 22, a halogen heater 23, a thermistor 24, a nip forming member 25, and a heat radiating member 26. , A lubricating sheet 27, a heat insulating material 28, and a holding member 29.

加圧ローラ10は、定着ベルト21と接して定着ニップNを形成する加圧部材である。これにより、加圧ローラ10と定着ベルト21とが対向する位置に定着ニップNが形成されている。 The pressure roller 10 is a pressure member that comes into contact with the fixing belt 21 to form a fixing nip N. As a result, the fixing nip N is formed at a position where the pressure roller 10 and the fixing belt 21 face each other.

定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト状部材からなり、回転可能に設けられている。 The fixing belt 21 is made of a thin, flexible, endless belt-shaped member, and is rotatably provided.

熱伝導部材22は、定着ベルト21内に設けられている。熱伝導部材22は、金属製で円形のパイプ状部材であり、定着ベルト21の内径よりも小さい(例えば、1mm程度小さい)外形寸法を有する。熱伝導部材22の材質としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属を好適に用いることができる。 The heat conductive member 22 is provided in the fixing belt 21. The heat conductive member 22 is a metal circular pipe-shaped member, and has an outer dimension smaller than the inner diameter of the fixing belt 21 (for example, about 1 mm smaller). As the material of the heat conductive member 22, a metal such as aluminum, iron, or stainless steel can be preferably used.

また、熱伝導部材22には、定着ニップNに対向する位置に凹部22aが形成されている。また、凹部22aには、ニップ形成部材25と、定着ベルト21とニップ形成部材25との間に配されたメッシュ状の潤滑シート27と、凹部22a底部とニップ形成部材25との間に配された断熱材28と、が配設されている。また、熱伝導部材22の内部には、ニップ形成部材25、潤滑シート27、断熱材28を支持するための略T字状の保持部材30が設けられている。 Further, the heat conductive member 22 is formed with a recess 22a at a position facing the fixing nip N. Further, in the recess 22a, the nip forming member 25, the mesh-shaped lubricating sheet 27 arranged between the fixing belt 21 and the nip forming member 25, and the bottom of the recess 22a and the nip forming member 25 are arranged. The heat insulating material 28 and the heat insulating material 28 are arranged. Further, inside the heat conductive member 22, a substantially T-shaped holding member 30 for supporting the nip forming member 25, the lubricating sheet 27, and the heat insulating material 28 is provided.

ハロゲンヒータ23は、熱伝導部材22を昇温させる熱源として設けられている。熱伝導部材22を昇温させる熱源としては、ハロゲンヒータ23でもよいが、IH(誘導加熱)方式を利用してもよく、また、抵抗発熱体やカーボンヒータ等を熱源としてもよい。 The halogen heater 23 is provided as a heat source for raising the temperature of the heat conductive member 22. As the heat source for raising the temperature of the heat conductive member 22, the halogen heater 23 may be used, but an IH (induction heating) method may be used, or a resistance heating element, a carbon heater, or the like may be used as the heat source.

サーミスタ24は、定着ベルト21に接して設けられ、定着ベルト21の表面温度を検知する温度センサである。 The thermistor 24 is a temperature sensor provided in contact with the fixing belt 21 and detecting the surface temperature of the fixing belt 21.

ニップ形成部材25は、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体を用いて構成されている。また、ニップ形成部材25は、定着ベルト21の内面に対して潤滑シート27を介して間接的に摺動するようになっている。なお、ニップ形成部材25が定着ベルト21の内面に直接摺動する構成であってもよい。 The nip forming member 25 is made of an elastic body such as silicone rubber or fluororubber. Further, the nip forming member 25 is adapted to indirectly slide with respect to the inner surface of the fixing belt 21 via the lubricating sheet 27. The nip forming member 25 may be configured to slide directly on the inner surface of the fixing belt 21.

放熱部材26は、断面視円弧状の形状を有しており、図4に示すように、定着ベルト21の外周面の一部に対向するように設けられている。 The heat radiating member 26 has an arcuate shape in cross-sectional view, and is provided so as to face a part of the outer peripheral surface of the fixing belt 21 as shown in FIG.

次に、定着ベルト21について、図5を参照して説明する。図5は、図4に示した定着ベルト21の矢視B−B線断面を模式的に示す図である。 Next, the fixing belt 21 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross section of the fixing belt 21 shown in FIG. 4 along the arrow BB.

定着ベルト21は、基材層21aの上に弾性層21b、離型層21cが順に積層された積層体であり、離型層21cが表層である。定着ベルト21は、例えば、厚さを1mm以下とし、直径を15mm〜120mm程度と設定することができ、本実施形態においては、30mm程度に設定されている。 The fixing belt 21 is a laminated body in which an elastic layer 21b and a release layer 21c are laminated in this order on a base material layer 21a, and the release layer 21c is a surface layer. The fixing belt 21 can have, for example, a thickness of 1 mm or less and a diameter of about 15 mm to 120 mm, and in the present embodiment, it is set to about 30 mm.

定着ベルト21の基材層21aは、層厚が30μm〜50μmであって、ニッケルもしくはSUS等の金属材料又はポリイミド(PI)などの樹脂材料を用いて形成されている。 The base material layer 21a of the fixing belt 21 has a layer thickness of 30 μm to 50 μm, and is formed by using a metal material such as nickel or SUS or a resin material such as polyimide (PI).

定着ベルト21の弾性層21bは、光沢ムラのない均一な画像を得るために、定着ベルト21の表面に柔軟性を与える目的で形成されている。弾性層21bの厚さは、100μm〜300μm程度が望ましい。また、定着温度における耐熱性を考慮して、弾性層21bを構成する材料としては、シリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等を好適に用いることができる。 The elastic layer 21b of the fixing belt 21 is formed for the purpose of giving flexibility to the surface of the fixing belt 21 in order to obtain a uniform image without uneven gloss. The thickness of the elastic layer 21b is preferably about 100 μm to 300 μm. Further, in consideration of heat resistance at the fixing temperature, silicone rubber, foamed silicone rubber, fluorosilicone rubber and the like can be preferably used as the material constituting the elastic layer 21b.

また、定着ベルト21の離型層21cを構成する材料としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、および四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂、もしくは、これらの樹脂の混合物や、耐熱性樹脂にこれらのフッ素樹脂を分散させたものを用いることができる。 The materials constituting the release layer 21c of the fixing belt 21 are fluorinated ethylene resin (PTFE), tetrafluorinated ethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), and tetrafluorinated ethylene / six. Fluororesin such as fluorinated propylene copolymer (FEP), a mixture of these resins, or a heat-resistant resin in which these fluororesins are dispersed can be used.

本実施形態の定着装置100によれば、加圧ローラ10が、芯金11と、芯金11の外周面上に形成された弾性層12と、を備え、弾性層12が、複合気泡を有する多孔質体12aと、多孔質体12aに分散されたシリコーンゴム粒子12bと、を有して構成されている。これにより、定着装置100を長期間に亘って使用した場合においても、加圧ローラ10の、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を保つことができる。 According to the fixing device 100 of the present embodiment, the pressure roller 10 includes a core metal 11 and an elastic layer 12 formed on the outer peripheral surface of the core metal 11, and the elastic layer 12 has composite bubbles. It is composed of a porous body 12a and silicone rubber particles 12b dispersed in the porous body 12a. As a result, even when the fixing device 100 is used for a long period of time, the pressure roller 10 can maintain high durability and good compression set.

[画像形成装置]
本発明の一実施形態にかかる「画像形成装置」について、図6を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置500は、電子写真方式を利用したものであり、前述した定着装置100を備える。
[Image forming device]
An "image forming apparatus" according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 500 of the present embodiment utilizes an electrophotographic method and includes the fixing apparatus 100 described above.

図6は本発明の一実施形態にかかる定着ローラを備える画像形成装置全体の一例を示す概略構成図である。本実施形態では、画像形成装置500としてタンデム型カラープリンタ用の作像ユニットを備えるものを示すが、本発明の画像形成装置はロータリー型カラープリンタでもよいし、モノクロプリンタでもよい。また、画像形成装置はプリンタに限定されるものではなく、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置とすることができる。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of the entire image forming apparatus including the fixing roller according to the embodiment of the present invention. In the present embodiment, the image forming apparatus 500 includes an image forming unit for a tandem type color printer, but the image forming apparatus of the present invention may be a rotary type color printer or a monochrome printer. Further, the image forming apparatus is not limited to a printer, and various image forming apparatus such as a printer using an electrophotographic method, a copying machine, a facsimile, or a multifunction device thereof can be used.

画像形成装置500本体の上方に設置されたボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。中間転写ユニット85に設置された中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像装置76、クリーニング部77、除電部などが配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは回転し、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に対して、下記の作像プロセスが行われて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に各色の画像が形成される。ここで、作像プロセスとは、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程を指す。 Four toner bottles 102Y, 102M, 102C, and 102K corresponding to each color (yellow, magenta, cyan, and black) are detachably (replaceable) in the bottle accommodating portion 101 installed above the main body of the image forming apparatus 500. is set up. An intermediate transfer unit 85 is arranged below the bottle accommodating portion 101. Image-forming units 4Y, 4M, 4C, and 4K corresponding to each color (yellow, magenta, cyan, and black) are arranged side by side so as to face the intermediate transfer belt 78 installed in the intermediate transfer unit 85. Photoreceptor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are arranged in each image forming unit 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. Further, around each of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, a charging unit 75, a developing device 76, a cleaning unit 77, a static elimination unit, and the like are arranged, respectively. Then, each of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is rotated, and the following image forming process is performed on each of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, and each photoconductor drum 5Y, 5M is performed. Images of each color are formed on 5C and 5K. Here, the image forming process refers to a charging process, an exposure process, a developing process, a transfer process, and a cleaning process.

以下に感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kに対する作像プロセスについて説明する。感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、駆動モータによって、図6において時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75(図6には感光体ドラム5Kに対応したもののみを示している)において、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程)。帯電された後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部40から発せられるレーザ光により照射及び露光され、各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程)。潜像が形成された感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、現像装置76(図6においては、感光体ドラム5Kに対応したものにのみ符号を付している)により静電潜像がトナー現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程)。 The image forming process for the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K will be described below. The photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are rotationally driven clockwise in FIG. 6 by a drive motor. Then, in the charging unit 75 (only those corresponding to the photoconductor drum 5K are shown in FIG. 6), the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are uniformly charged (charging step). After being charged, the surfaces of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are irradiated and exposed by the laser beam emitted from the exposed unit 40, and an electrostatic latent image corresponding to each color is formed (exposure step). The photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K on which the latent image was formed have an electrostatic latent image formed by the developing device 76 (in FIG. 6, only those corresponding to the photoconductor drum 5K are coded). Toner development is performed to form a toner image of each color (development process).

さらに、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像は、中間転写ベルト78および1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kにより、中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程)。このようにして中間転写ベルト78上に重ねてトナー像が転写されることにより、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。 Further, the toner image on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is transferred onto the intermediate transfer belt 78 by the intermediate transfer belt 78 and the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, 79K (primary transfer). Process). By superimposing the toner image on the intermediate transfer belt 78 in this way and transferring the toner image, a color image is formed on the intermediate transfer belt 78.

前記転写の後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、クリーニング部77に達して、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程)。なお、図6には感光体ドラム5Kに対応したものにのみ符号を付している。この後、除電部により感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kに対する一連の作像プロセスが終了する。 After the transfer, the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K reach the cleaning unit 77, and the untransferred toner remaining on the surface of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed by the cleaning blade of the cleaning unit 77. It is collected mechanically (cleaning process). In FIG. 6, only those corresponding to the photoconductor drum 5K are designated by reference numerals. After that, the residual potential on the surface of the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K is removed by the static elimination unit. In this way, a series of image forming processes for the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are completed.

次に、中間転写ベルト78上で行われる一連の転写プロセスについて説明する。 Next, a series of transfer processes performed on the intermediate transfer belt 78 will be described.

中間転写ユニット85は、無端状の中間転写ベルト78と、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kと、2次転写バックアップローラ82と、クリーニングバックアップローラ83と、テンションローラ84と、中間転写クリーニング部80などにより構成されている。 The intermediate transfer unit 85 includes an endless intermediate transfer belt 78, four primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, 79K, a secondary transfer backup roller 82, a cleaning backup roller 83, and a tension roller 84. It is composed of an intermediate transfer cleaning unit 80 and the like.

中間転写ベルト78は、2次転写バックアップローラ82とクリーニングバックアップローラ83とテンションローラ84とに張架及び支持され、2次転写バックアップローラ82の回転駆動によって、図6における矢印方向に移動される。1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとで挟み込むようにして1次転写ニップを形成している。1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、中間転写ベルト78と感光体ドラム5Y、5M、5C、5K間の1次転写ニップを順次通過する。こうして感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写が行われる。 The intermediate transfer belt 78 is stretched and supported by the secondary transfer backup roller 82, the cleaning backup roller 83, and the tension roller 84, and is moved in the direction of the arrow in FIG. 6 by the rotational drive of the secondary transfer backup roller 82. The primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K form a primary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 78 between the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K, respectively. A transfer bias opposite to the polarity of the toner is applied to the primary transfer bias rollers 79Y, 79M, 79C, and 79K. The intermediate transfer belt 78 travels in the direction of the arrow and sequentially passes through the primary transfer nip between the intermediate transfer belt 78 and the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K. In this way, the toner images of each color on the photoconductor drums 5Y, 5M, 5C, and 5K are superimposed on the intermediate transfer belt 78, and the primary transfer is performed.

1次転写後、中間転写ベルト78は2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置で2次転写バックアップローラ82は、2次転写ローラ89とで中間転写ベルト78を挟み込むようにして2次転写ニップを形成している。2次転写ニップにおいて、中間転写ベルト78上に形成されている4色のトナー像が、搬送されてくる記録媒体P上に転写される。転写後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80に達して、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト78上で行われる一連の転写プロセスが終了する。 After the primary transfer, the intermediate transfer belt 78 reaches a position facing the secondary transfer roller 89. At this position, the secondary transfer backup roller 82 forms the secondary transfer nip so as to sandwich the intermediate transfer belt 78 with the secondary transfer roller 89. In the secondary transfer nip, the four-color toner images formed on the intermediate transfer belt 78 are transferred onto the conveyed recording medium P. After the transfer, the intermediate transfer belt 78 reaches the intermediate transfer cleaning unit 80, and the untransferred toner on the intermediate transfer belt 78 is collected. In this way, a series of transfer processes performed on the intermediate transfer belt 78 is completed.

ここで、2次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Pは、画像形成装置500本体の下方に配設された給紙部50から、給紙ローラ97およびレジストローラ98を経由して搬送されるものである。すなわち、給紙部50には、転写紙などの記録媒体Pが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ97が図6において反時計方向に回転駆動されると、最上位の記録媒体Pから順にレジストローラ98に給送される。レジストローラ98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ98が回転駆動されることにより、記録媒体Pが前記2次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、記録媒体P上にトナー像が転写される。 Here, the recording medium P conveyed to the position of the secondary transfer nip is conveyed from the paper feeding unit 50 arranged below the main body of the image forming apparatus 500 via the paper feeding roller 97 and the resist roller 98. It is a thing. That is, a plurality of recording media P such as transfer paper are stacked and stored in the paper feed unit 50. Then, when the paper feed roller 97 is rotationally driven in the counterclockwise direction in FIG. 6, the paper feed roller 97 is fed to the resist roller 98 in order from the highest recording medium P. The recording medium P conveyed to the resist roller 98 temporarily stops at the position of the roller nip of the resist roller 98 whose rotational drive has stopped. Then, the resist roller 98 is rotationally driven in time with the toner image on the intermediate transfer belt 78, so that the recording medium P is conveyed toward the secondary transfer nip. In this way, the toner image is transferred onto the recording medium P.

2次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Pは定着装置100に搬送される。そして、記録媒体Pは、定着装置100において定着ベルト21と加圧ローラ10による加熱および加圧を受けて、表面に転写されたトナー像が記録媒体P上に定着される。その後、記録媒体Pは、排紙ローラ99を経て画像形成装置500の本体外へと排出され、スタック部60上に順次スタックされる。 The recording medium P on which the color image is transferred by the secondary transfer nip is conveyed to the fixing device 100. Then, the recording medium P is heated and pressurized by the fixing belt 21 and the pressure roller 10 in the fixing device 100, and the toner image transferred to the surface is fixed on the recording medium P. After that, the recording medium P is discharged to the outside of the main body of the image forming apparatus 500 via the paper ejection roller 99, and is sequentially stacked on the stack portion 60.

以上により、画像形成装置500による記録媒体Pへの画像形成が完了する。 As described above, the image formation on the recording medium P by the image forming apparatus 500 is completed.

また、本実施形態の画像形成装置500によれば、定着装置20に用いられる加圧ローラ10が、芯金11と、芯金11の外周面上に形成された弾性層12と、を備えている。また、弾性層12が、複合気泡を有する多孔質体12aと、多孔質体12aに分散されたシリコーンゴム粒子12bと、を有して構成されている。これにより、画像形成装置を長期間に亘って使用した場合においても、加圧ローラ10の、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を保つことができる。 Further, according to the image forming apparatus 500 of the present embodiment, the pressure roller 10 used in the fixing apparatus 20 includes a core metal 11 and an elastic layer 12 formed on the outer peripheral surface of the core metal 11. There is. Further, the elastic layer 12 is configured to have a porous body 12a having composite bubbles and silicone rubber particles 12b dispersed in the porous body 12a. As a result, even when the image forming apparatus is used for a long period of time, the pressure roller 10 can maintain high durability and good compression set.

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。 In addition, the best configuration, method, and the like for carrying out the present invention are disclosed in the above description, but the present invention is not limited thereto. That is, although the present invention is particularly illustrated and described primarily with respect to a particular embodiment, it does not deviate from the scope of the technical idea and purpose of the present invention and has a shape relative to the embodiments described above. , Materials, quantities, and other detailed configurations can be modified by those skilled in the art.

従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。 Therefore, the description that limits the shape, material, etc. disclosed above is merely an example for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. Therefore, those shapes, materials, etc. The description by the name of the member which removes a part or all of the limitation such as is included in the present invention.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
[加圧ローラの作製]
まず、加圧ローラを作製した。芯金として、径寸法がφ24mm、肉厚が2mm、軸方向の長さが420mmのSTKM材料を用いた。また、芯金の外周に弾性層を肉厚4mm、軸方向の長さを330mmで成形した。弾性層は、多孔質体として、硬度が32Hs(アスカーC)、比重が0.52g/cm3の東レ・ダウコーニング製の水発泡シリコーンを使用した。また、弾性層には、シリコーンゴム粒子を、弾性層に用いられる液状シリコーンゴムに対して、外割りで5質量%分散させた。シリコーンゴム粒子の個数平均粒径は2μm、硬度は30Hs(アスカーC)であった。
(Example 1)
[Manufacturing of pressure roller]
First, a pressure roller was produced. As the core metal, an STKM material having a diameter dimension of φ24 mm, a wall thickness of 2 mm, and an axial length of 420 mm was used. Further, an elastic layer was formed on the outer circumference of the core metal with a wall thickness of 4 mm and an axial length of 330 mm. As the elastic layer, a water-foamed silicone manufactured by Toray Dow Corning having a hardness of 32 Hs (Asker C) and a specific gravity of 0.52 g / cm 3 was used as the porous body. Further, in the elastic layer, silicone rubber particles were dispersed in an external division in an amount of 5% by mass with respect to the liquid silicone rubber used for the elastic layer. The average particle size of the number of silicone rubber particles was 2 μm, and the hardness was 30 Hs (Asker C).

また、弾性層は、シリコーンゴム粒子が弾性層の厚み方向における表層側50%の部分に、芯金側よりもより多く偏在するように、2つの充填ノズルを使う注型方法にて作製した。すなわち、表層側に相当する充填ノズルからは、シリコーンゴム粒子を内割りで10%含む水発泡エマルジョンを型内に注入し、芯金側に相当する充填ノズルからは、シリコーンゴム粒子を含まない水発泡エマルジョンを型内に注入した。これにより、弾性層に分散したシリコーンゴム粒子のうち、90%が表層側50%の部分に分散した弾性層が得られた。なお、表層側50%の部分に分散したシリコーンゴム粒子の割合を「表層粒子添加率」と称する。 Further, the elastic layer was produced by a casting method using two filling nozzles so that the silicone rubber particles were unevenly distributed on the surface layer side 50% in the thickness direction of the elastic layer more than on the core metal side. That is, a water-foamed emulsion containing 10% of silicone rubber particles is injected into the mold from the filling nozzle corresponding to the surface layer side, and water containing no silicone rubber particles is injected from the filling nozzle corresponding to the core metal side. The foamed emulsion was injected into the mold. As a result, an elastic layer in which 90% of the silicone rubber particles dispersed in the elastic layer was dispersed in a portion of 50% on the surface layer side was obtained. The ratio of the silicone rubber particles dispersed in the 50% portion on the surface layer side is referred to as "surface layer particle addition rate".

また、通紙領域においては表面離型層として厚さ30μmのPFAチューブを被覆して、加圧ローラ両端の露出している、通紙領域外となる弾性層の外周面において、材料として信越化学製の2液型液状シリコーンゴムを用いて、膜厚50μmで均一にグリップ層を形成した。以上により、実施例1の加圧ローラを得た。 Further, in the paper-passing region, a PFA tube having a thickness of 30 μm is coated as a surface release layer, and Shin-Etsu Chemical is used as a material on the outer peripheral surface of the elastic layer outside the paper-passing region where both ends of the pressure roller are exposed. A grip layer was uniformly formed with a film thickness of 50 μm using a two-component liquid silicone rubber manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. From the above, the pressure roller of Example 1 was obtained.

[弾性層における気泡形状、連泡率、気泡の大きさの中心値、気泡径寸法毎の頻度の確認]
次に、弾性層における気泡形状、連泡率、気泡の大きさの中心値、気泡径寸法毎の頻度を確認した。
[Confirmation of bubble shape, continuous bubble ratio, center value of bubble size, frequency for each bubble diameter dimension in elastic layer]
Next, the bubble shape, the rate of continuous bubbles, the center value of the size of the bubbles, and the frequency for each bubble diameter dimension in the elastic layer were confirmed.

弾性層における気泡形状は、弾性層を切断し、得られた切断面を顕微鏡観察することにより確認した。顕微鏡により弾性層の切断面を観察したときに、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡を「複合気泡である」とした。また、上記以外の形状(例えば、連通しているが、気泡の球が互いに重なり合っていない気泡や、それぞれが独立した球形状を有する気泡など)を「複合気泡でない」とした。本実施例において、弾性層の気泡は複合気泡であった。 The bubble shape in the elastic layer was confirmed by cutting the elastic layer and observing the obtained cut surface with a microscope. When the cut surface of the elastic layer was observed with a microscope, bubbles in which spherical shapes partially overlapped with each other were defined as "composite bubbles". Further, a shape other than the above (for example, a bubble that is communicated but the spheres of the bubbles do not overlap each other, or a bubble that has an independent sphere shape) is defined as "not a composite bubble". In this example, the bubbles in the elastic layer were composite bubbles.

次に、連泡率を算出した。まず、弾性層から切り出した多孔質体の質量を測定した。次に、切り出した多孔質体をメタノールに24時間浸漬した後、多孔質体の表面の水滴を軽く取り除いて再度質量を測定した。切り出した多孔質体に浸漬したメタノールの質量割合を連泡率と定義して、下記式2により連泡率(%)を算出した。
連泡率(%)=(浸漬後質量−浸漬前質量)/浸漬前質量×100・・・(式2)
本実施例において、弾性層の連泡率は75%であった。
Next, the continuous foam ratio was calculated. First, the mass of the porous body cut out from the elastic layer was measured. Next, after immersing the cut out porous body in methanol for 24 hours, water droplets on the surface of the porous body were lightly removed, and the mass was measured again. The mass ratio of methanol immersed in the cut out porous body was defined as the continuous foam ratio, and the continuous foam ratio (%) was calculated by the following formula 2.
Foam rate (%) = (mass after immersion-mass before immersion) / mass before immersion x 100 ... (Equation 2)
In this example, the foaming ratio of the elastic layer was 75%.

次に、気泡の大きさ(径寸法)の中心値を算出した。本実施例において、弾性層の気泡の大きさの中心値は、8μmであった。なお、気泡の大きさの中心値は、後述する気泡径毎の頻度の確認において得られた分布のピーク値とした。 Next, the center value of the size (diameter dimension) of the bubble was calculated. In this example, the median value of the size of the bubbles in the elastic layer was 8 μm. The center value of the bubble size was the peak value of the distribution obtained in the confirmation of the frequency for each bubble diameter, which will be described later.

気泡径寸法毎の頻度は以下のように確認した。まず、加圧ローラの断面の画像撮影を行い、画像の2値化処理を行った。2値化処理により気泡部分を抽出した後、各気泡の径寸法を構成要素として、画像処理の手法の一つであるオープニング処理を用いて、上記抽出した気泡を各気泡径にふるい分けした。各オープニング処理の前後の結果の差分を取ることにより、ふるい分けした構成要素(気泡径)の画素数を得た。また、上記の処理においては、空孔率と画像倍率からピクセル数を決定した。この画素数を構成要素(各気泡の径寸法)の画素数で除することにより、各径寸法範囲毎に含まれる気泡の個数(分画された各分画に存在する気泡数)が分かり、気泡の分布(気泡径毎の気泡頻度)を求めた。この結果、実施例1の弾性体は、図7のグラフにおける実線で示すような気泡頻度であることが確認された。 The frequency for each bubble diameter dimension was confirmed as follows. First, an image of the cross section of the pressure roller was taken, and the image was binarized. After extracting the bubble portion by the binarization treatment, the extracted bubbles were screened into each bubble diameter by using the opening treatment, which is one of the image processing methods, with the diameter dimension of each bubble as a component. By taking the difference between the results before and after each opening process, the number of pixels of the sifted component (bubble diameter) was obtained. Further, in the above processing, the number of pixels was determined from the porosity and the image magnification. By dividing this number of pixels by the number of pixels of the component (diameter dimension of each bubble), the number of bubbles included in each diameter dimension range (the number of bubbles existing in each fractionated fraction) can be found. The distribution of bubbles (frequency of bubbles for each bubble diameter) was determined. As a result, it was confirmed that the elastic body of Example 1 had a bubble frequency as shown by the solid line in the graph of FIG. 7.

また、多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡は、0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであった。また、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡は、5μm以上10μm以下の気泡であった。また、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときに、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は、60であった。 The bubbles present in the cross section obtained by cutting the porous body had a size in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less. Further, when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less were fractionated every 5 μm, the most abundant bubbles were bubbles of 5 μm or more and 10 μm or less. Further, when the number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less was set to 100, the number ratio of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was 60.

(実施例2)
シリコーンゴム粒子の分散量を1質量%としたこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。本実施例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は75%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、8μmであった。また、気泡頻度は、実施例1と同様の分布を示し、気泡の範囲、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときの、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は実施例1と同様であった。
(Example 2)
A pressure roller was produced by the same procedure as in Example 1 except that the dispersion amount of the silicone rubber particles was 1% by mass. In this example, the elastic layer had composite bubbles, the continuous bubble ratio was 75%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 8 μm. The bubble frequency shows the same distribution as in Example 1, and the bubble range, which is the most abundant when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm, have a size of 5 μm or more and 10 μm or less. When the number of bubbles was 100, the ratio of the number of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was the same as in Example 1.

(実施例3)
シリコーンゴム粒子の分散量を10質量%としたこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。本実施例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は75%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、8μmであった。また、気泡頻度は、実施例1と同様の分布を示し、気泡の範囲、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときの、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は実施例1と同様であった。
(Example 3)
A pressure roller was produced by the same procedure as in Example 1 except that the dispersion amount of the silicone rubber particles was 10% by mass. In this example, the elastic layer had composite bubbles, the continuous bubble ratio was 75%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 8 μm. The bubble frequency shows the same distribution as in Example 1, and the bubble range, which is the most abundant when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm, have a size of 5 μm or more and 10 μm or less. When the number of bubbles was 100, the ratio of the number of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was the same as in Example 1.

(実施例4)
シリコーンゴム粒子の分散量を5質量%とし、弾性層全体にシリコーンゴム粒子を分散させたこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。実施例4においては、弾性層に分散したシリコーンゴム粒子のうち、90%が表層側50%の部分に分散した弾性層が得られた。また、本実施例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は75%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、8μmであった。また、気泡頻度は、実施例1と同様の分布を示し、気泡の範囲、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときの、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は実施例1と同様であった。
(Example 4)
A pressure roller was produced by the same procedure as in Example 1 except that the dispersion amount of the silicone rubber particles was 5% by mass and the silicone rubber particles were dispersed in the entire elastic layer. In Example 4, an elastic layer in which 90% of the silicone rubber particles dispersed in the elastic layer was dispersed in a portion of 50% on the surface layer side was obtained. Further, in this example, the elastic layer had composite bubbles, the continuous bubble ratio was 75%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 8 μm. The bubble frequency shows the same distribution as in Example 1, and the bubble range, which is the most abundant when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm, have a size of 5 μm or more and 10 μm or less. When the number of bubbles was 100, the ratio of the number of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was the same as in Example 1.

(比較例1)
シリコーンゴム粒子を添加せずに弾性層を形成したこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は75%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、8μmであった。また、気泡頻度は、実施例1と同様の分布を示し、気泡の範囲、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときの、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は実施例1と同様であった。
(Comparative Example 1)
A pressure roller was produced by the same procedure as in Example 1 except that an elastic layer was formed without adding silicone rubber particles. In this comparative example, the elastic layer had composite bubbles, the continuous bubble ratio was 75%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 8 μm. The bubble frequency shows the same distribution as in Example 1, and the bubble range, which is the most abundant when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm, have a size of 5 μm or more and 10 μm or less. When the number of bubbles was 100, the ratio of the number of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was the same as in Example 1.

(比較例2)
弾性層に連泡率35%の連通はしているが隣り合わない気泡を有する多孔質体を用いたこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しておらず、連泡率は35%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、13μmであった。
(Comparative Example 2)
A pressure roller was produced by the same procedure as in Example 1 except that a porous body having bubbles having a continuous foam ratio of 35% but not adjacent to each other was used for the elastic layer. In this comparative example, the elastic layer did not have composite bubbles, the continuous bubble ratio was 35%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 13 μm.

また、気泡頻度を確認したところ、比較例2の弾性体は、図7のグラフにおける一点鎖線で示すような気泡頻度であることが確認された。また、多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡は、0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであった。また、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡は、10μm以上15μm以下の気泡であった。また、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときに、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は、150であった。 Further, when the bubble frequency was confirmed, it was confirmed that the elastic body of Comparative Example 2 had a bubble frequency as shown by the alternate long and short dash line in the graph of FIG. 7. The bubbles present in the cross section obtained by cutting the porous body had a size in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less. Further, when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less were fractionated every 5 μm, the most abundant bubbles were bubbles of 10 μm or more and 15 μm or less. Further, when the number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less was set to 100, the number ratio of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was 150.

(比較例3)
弾性層に連泡率35%の連通はしているが隣り合わない気泡を有する多孔質体を用いて、シリコーンゴム粒子を添加せずに弾性層を形成したこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しておらず、連泡率は35%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、13μmであった。また、気泡頻度は、比較例1と同様の分布を示し、気泡の範囲、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときの、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は比較例2と同様であった。
(Comparative Example 3)
Same as Example 1 except that the elastic layer is formed by using a porous body having bubbles having a foaming ratio of 35% but not adjacent to the elastic layer without adding silicone rubber particles. A pressure roller was produced according to the procedure. In this comparative example, the elastic layer did not have composite bubbles, the continuous bubble ratio was 35%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 13 μm. The bubble frequency shows the same distribution as in Comparative Example 1, and the bubble range, which is the most abundant when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm, have a size of 5 μm or more and 10 μm or less. When the number of bubbles was 100, the ratio of the number of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was the same as that of Comparative Example 2.

(比較例4)
弾性層に化学発泡シリコーンを用いたこと以外は、実施例1と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しておらず、連泡率は20%、弾性層の気泡の大きさの中心値は、100μmであった。
(Comparative Example 4)
A pressure roller was produced by the same procedure as in Example 1 except that chemically foamed silicone was used for the elastic layer. In this comparative example, the elastic layer did not have composite bubbles, the continuous bubble ratio was 20%, and the median size of the bubbles in the elastic layer was 100 μm.

また、気泡頻度を確認したところ、比較例4の弾性体は、図7のグラフにおける破線で示すような気泡頻度であることが確認された。また、多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡は、0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであった。また、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに最も多く存在する気泡は、30μm以上35μm以下の気泡であった。また、5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときに、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合は、10であった。 Further, when the bubble frequency was confirmed, it was confirmed that the elastic body of Comparative Example 4 had a bubble frequency as shown by the broken line in the graph of FIG. The bubbles present in the cross section obtained by cutting the porous body had a size in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less. Further, when the bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less were fractionated every 5 μm, the most abundant bubbles were bubbles of 30 μm or more and 35 μm or less. Further, when the number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less was set to 100, the number ratio of bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less was 10.

[加圧ローラの性能評価]
次に、実施例及び比較例において作製した加圧ローラの性能評価を行った。性能評価は、加工性、耐久性、圧縮永久歪みの3つの指標により行った。
[Performance evaluation of pressure roller]
Next, the performance of the pressure rollers produced in Examples and Comparative Examples was evaluated. Performance evaluation was performed using three indexes: workability, durability, and compression set.

加工性の評価は3段階により行い、弾性層の形成において、乳化・分散が容易であり経時も安定であるものを「○」、乳化・分散に時間がかかる、もしくは特殊な分散が必要であり、経時で不安定であるものを「△」、乳化・分散が不可能であるものを「×」とした。 The processability is evaluated in three stages. In the formation of the elastic layer, those that are easy to emulsify and disperse and are stable over time are marked with "○", and emulsification and dispersion take time or special dispersion is required. , Those that are unstable with time are marked with "Δ", and those that cannot be emulsified / dispersed are marked with “x”.

耐久性は、作製した加圧ローラを画像形成装置に用いて、使用前、30%押し込み、180℃加熱、線速250mm/secの条件で300時間使用した後の硬度(ショア硬さ)を測定し、硬度の変化と加圧ローラの損傷有無を観察することにより評価した。硬度変化が3Hs以下、かつ、加圧ローラの損傷が無い場合に「○」と評価し、それ以外の場合を「×」と評価した。 For durability, the produced pressure roller is used in an image forming apparatus to measure the hardness (shore hardness) before use, after pushing in 30%, heating at 180 ° C, and using for 300 hours under the condition of linear velocity of 250 mm / sec. Then, it was evaluated by observing the change in hardness and the presence or absence of damage to the pressure roller. When the change in hardness was 3 Hs or less and there was no damage to the pressure roller, it was evaluated as "◯", and in other cases, it was evaluated as "x".

圧縮永久歪みは、以下の方法により算出した。まず、加圧ローラの外径寸法を測定しておき、加圧ローラを2枚の金属製の板で挟み込み、径方向に押し込んで、径寸法が押し込み前の30%になるように固定した。この状態で、加圧ローラを180℃で5時間加熱して、取り出した後すぐに金属性の板を外して押し込みを開放し、開放から6時間後に再度加圧ローラ10の外径寸法を測定した。加熱前後の外径寸法から復元率を算出して、圧縮永久歪みとし、下記式3により算出した。
復元率(%)=(加熱前外径寸法−加熱後外径寸法)/(加熱前外径寸法−押し込み後の外径寸法)×100・・・(式3)
The compression set was calculated by the following method. First, the outer diameter of the pressure roller was measured, and the pressure roller was sandwiched between two metal plates and pushed in the radial direction to fix the pressure roller so that the diameter was 30% of that before pushing. In this state, the pressure roller is heated at 180 ° C. for 5 hours, the metal plate is immediately removed after taking it out to release the push, and the outer diameter of the pressure roller 10 is measured again 6 hours after opening. bottom. The restoration rate was calculated from the outer diameter dimensions before and after heating and used as the compression set, which was calculated by the following formula 3.
Restoration rate (%) = (outer diameter before heating-outer diameter after heating) / (outer diameter before heating-outer diameter after pushing) x 100 ... (Equation 3)

また、上記の条件で加圧ローラを加熱した後、画像形成装置に用いて、形成された画像に画像ムラ等の異常が発生していないかを確認した。 Further, after heating the pressure roller under the above conditions, it was used in an image forming apparatus to confirm whether or not an abnormality such as image unevenness occurred in the formed image.

評価は4段階で行い、圧縮永久歪み試験における、復元率が7.0%以下、かつ、形成された画像に異常が発生していない場合を「◎」とし、復元率が7.1%〜9.0%、かつ、形成された画像に異常が発生していない場合を「○」とし、復元率が9.1%〜15.0%、かつ、形成された画像に異常が発生していない場合を「△」とし、復元率が15.1%以上、または、形成された画像に異常が発生した場合を「×」とした。 The evaluation is performed in 4 stages, and when the restoration rate is 7.0% or less and no abnormality occurs in the formed image in the compression set, the restoration rate is 7.1% or more. When 9.0% and no abnormality has occurred in the formed image, it is marked with "○", and the restoration rate is 9.1% to 15.0%, and the formed image has an abnormality. The case where there was no such thing was given as "Δ", and the case where the restoration rate was 15.1% or more or an abnormality occurred in the formed image was given as "x".

また、総合評価として、4段階で評価を行った。◎の評価項目があり、△以下の評価項目がないものを総合評価「◎」とし、すべての評価項目が「○」の評価のものを総合評価「○」とし、「△」の評価項目があるものを総合評価「△」とし、「×」の評価項目があるものを総合評価「×」とした。 In addition, as a comprehensive evaluation, evaluation was performed on a four-point scale. If there are evaluation items of ◎ and there are no evaluation items below △, the overall evaluation is “◎”, if all the evaluation items are evaluated as “○”, the overall evaluation is “○”, and the evaluation items of “△” are Some items were given a comprehensive evaluation of "△", and those with evaluation items of "x" were given a comprehensive evaluation of "x".

弾性層の性状と、以上の性能評価の結果を表1に示した。 Table 1 shows the properties of the elastic layer and the results of the above performance evaluation.

Figure 0006946780
Figure 0006946780

[評価結果]
加工性について、実施例1、2、4、比較例1〜4の加圧ローラは加工性が良好であった。よって、実施例1、2、4、比較例1〜4の加圧ローラは、「○」の判定であった。また、実施例3の加圧ローラは、シリコーンゴム粒子の添加割合高いことから、加工性が少し低かった。よって、実施例3の加圧ローラは、「△」の判定であった。
[Evaluation results]
Regarding workability, the pressure rollers of Examples 1, 2 and 4 and Comparative Examples 1 to 4 had good workability. Therefore, the pressure rollers of Examples 1, 2 and 4 and Comparative Examples 1 to 4 were judged as "◯". Further, the pressure roller of Example 3 had a slightly low processability because the addition ratio of the silicone rubber particles was high. Therefore, the pressure roller of Example 3 was judged as "Δ".

耐久性について、実施例1〜4、比較例1の加圧ローラはいずれも硬度変化が小さく、また、加圧ローラの損傷が無かった。よって、実施例1〜4、比較例1の加圧ローラは、「○」の判定であった。また、実施例2〜4の加圧ローラは、加圧ローラの損傷は無かったが、実施例1〜4に比べて硬度変化が大きかった。よって、比較例2〜4の加圧ローラは、「×」の判定であり、耐久性が悪いことが示された。 Regarding the durability, the pressure rollers of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 had a small change in hardness, and the pressure rollers were not damaged. Therefore, the pressure rollers of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were judged as "◯". Further, the pressure rollers of Examples 2 to 4 had no damage to the pressure rollers, but the hardness change was larger than that of Examples 1 to 4. Therefore, the pressure rollers of Comparative Examples 2 to 4 were judged as "x", indicating that the durability was poor.

比較例2、3においては、複合気泡ではなく、連泡率が低い多孔質体を弾性層に用いた場合、通気性が低く、熱間時の内部膨張が大きくストレスが大きくなり、破泡も進みやすいため硬度変化や破壊に繋がるため、耐久性が低い結果となったと考えられた。また、比較例4においては、気泡の大きさがより大きいため、破泡がより進行しやすく、硬度変化が大きくなり、耐久性が低い結果となったと考えられた。 In Comparative Examples 2 and 3, when a porous body having a low continuous foam ratio was used for the elastic layer instead of the composite bubbles, the air permeability was low, the internal expansion during hot heat was large, the stress was large, and the bubbles were also broken. It was considered that the durability was low because it was easy to proceed and led to changes in hardness and breakage. Further, in Comparative Example 4, since the size of the bubbles was larger, it was considered that the bubble rupture was more likely to proceed, the hardness change was large, and the durability was low.

実施例1〜4、比較例1の加圧ローラにおいては、耐久性がいずれも良好であった。 The pressure rollers of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 had good durability.

圧縮永久歪み性について、実施例1、3の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率が低く、また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。よって、実施例1、3の加圧ローラは、「◎」の判定であった。また、実施例2、4、比較例4の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率が実施例1、3よりも高いものの、試験後の復元は良好であった。よって、実施例2、4、比較例4の加圧ローラは、「◎」の判定であった。また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。 Regarding the compression set, the pressure rollers of Examples 1 and 3 had a low restoration rate in the compression set test, and no image abnormality occurred in the image formation after the compression set test. Therefore, the pressure rollers of Examples 1 and 3 were judged as "⊚". Further, the pressure rollers of Examples 2 and 4 and Comparative Example 4 had a higher restoration rate in the compression set in the compression set, but the restoration after the test was good. Therefore, the pressure rollers of Examples 2, 4 and Comparative Example 4 were judged as "⊚". In addition, no image abnormality occurred in the image formation after the compression set.

比較例1の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率が、実施例の加圧ローラと比較して高く、また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。よって、比較例1の加圧ローラは、「△」の判定であった。これは、比較例2〜4の加圧ローラと比較して、比較例1の加圧ローラは連泡率が高く、通気性が良好であるため、比較例2〜4よりも耐久性が高いものと考えられた。なお、比較例1の加圧ローラにおいて、モノクロの画像形成装置のように、光沢画像の閾値が広く設定されていたり、使用環境が厳しくない条件化においては、十分な耐久性を有すると考えられた。比較例2、3の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率がかなり高かった。また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。また、よって、実施例1、3の加圧ローラは、「×」の判定であった。 The pressure roller of Comparative Example 1 had a higher restoration rate in the compression set than that of the pressure roller of Example, and no image abnormality occurred in the image formation after the compression set. .. Therefore, the pressure roller of Comparative Example 1 was judged as "Δ". This is because the pressure roller of Comparative Example 1 has a high foaming ratio and good air permeability as compared with the pressure rollers of Comparative Examples 2 to 4, and therefore has higher durability than Comparative Examples 2 to 4. It was thought to be. It should be noted that the pressure roller of Comparative Example 1 is considered to have sufficient durability under conditions such as a monochrome image forming apparatus in which a threshold value for a glossy image is set widely or the usage environment is not strict. rice field. The pressure rollers of Comparative Examples 2 and 3 had a considerably high restoration rate in the compression set. In addition, no image abnormality occurred in the image formation after the compression set. Therefore, the pressure rollers of Examples 1 and 3 were judged as "x".

圧縮永久歪み性において、実施例1〜4はいずれも良好な結果を示した。また、実施例1〜3、比較例1を比較すると、シリコーンゴム粒子が添加された実施例1〜3の方が、復元率が低かったことから、シリコーンゴム粒子を弾性層に分散させることにより、圧縮永久歪み性が向上することが示された。 In terms of compression set, all of Examples 1 to 4 showed good results. Further, comparing Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, since the restoration rate was lower in Examples 1 to 3 to which the silicone rubber particles were added, the silicone rubber particles were dispersed in the elastic layer. , It was shown that the compression set property is improved.

また、シリコーンゴム粒子が、加圧ローラの表層側50%以内により多く分散された、実施例1、3の加圧ローラにおいて、より良好な圧縮永久歪み性を示した。また、シリコーンゴム粒子の添加割合を比較すると、添加割合が高くなるに従って、実施例2、実施例1、実施例3の順に復元率が低くなることが示された。これにより、シリコーンゴム粒子の添加割合が1〜10%の範囲において、添加割合が高いほど圧縮永久歪み性が良好になることが示された。 Further, in the pressure rollers of Examples 1 and 3 in which the silicone rubber particles were more dispersed within 50% on the surface layer side of the pressure roller, better compressive permanent strainability was exhibited. Further, when the addition ratios of the silicone rubber particles were compared, it was shown that as the addition ratio increased, the restoration rate decreased in the order of Example 2, Example 1, and Example 3. As a result, it was shown that in the range of 1 to 10% of the addition ratio of the silicone rubber particles, the higher the addition ratio, the better the compression set.

また、実施例1と比較例2、比較例1と比較例3を比較すると、連泡率の低い比較例2、3の方が復元率がかなり高く、圧縮永久歪み性が悪かった。比較例2、3のように連泡率が低い、すなわち、弾性層の通気性が悪い場合、熱間時の内部膨張が大きく、弾性層へのストレスが大きくなり、また、破泡が進行しやすくなり、耐久性(硬度変化)や圧縮永久歪み性が悪くなることが考えられた。 Further, when Example 1 and Comparative Example 2 and Comparative Example 1 and Comparative Example 3 were compared, Comparative Examples 2 and 3 having a low repetitive foam ratio had a considerably higher restoration rate and poor compression set. When the rate of continuous foaming is low as in Comparative Examples 2 and 3, that is, when the air permeability of the elastic layer is poor, the internal expansion during hot weather is large, the stress on the elastic layer is large, and foam rupture progresses. It was thought that it would be easier and the durability (change in hardness) and compression set would be worse.

また、比較例4においては、化学発泡シリコーンを用いていることから、多孔質体の分子量や架橋密度が大きいことにより、圧縮永久歪み性が良好であったと考えられた。 Further, in Comparative Example 4, since the chemically foamed silicone was used, it was considered that the compressive permanent strain property was good due to the large molecular weight and the crosslink density of the porous body.

総合評価については、加工性、耐久性、圧縮永久歪み性においていずれも良好な結果を示した、実施例1の加圧ローラが最も良好であると判断した。 Regarding the comprehensive evaluation, it was judged that the pressure roller of Example 1, which showed good results in all of workability, durability, and compression set, was the best.

[評価結果の考察]
[評価結果]に示したように、本発明の例示的態様である実施例1〜4の加圧ローラにおいては、高い耐久性と良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラを提供することができることが示された。また、このような定着ローラを用いた定着装置、画像形成装置においては、定着ローラにおいて、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を得ることができることが示された。
[Discussion of evaluation results]
As shown in [Evaluation Results], in the pressure rollers of Examples 1 to 4 which are exemplary embodiments of the present invention, it is possible to provide a fixing roller having high durability and good compression set. It has been shown. Further, it has been shown that in the fixing device and the image forming device using such a fixing roller, high durability and good compression permanent strain property can be obtained in the fixing roller.

10 加圧ローラ(定着ローラ)
100 定着装置
500 画像形成装置
11 芯金
12 弾性層
13 表面離型層(離型層)
14 グリップ層
12a 多孔質体
12b シリコーンゴム粒子
12c 複合気泡
10 Pressurizing roller (fixing roller)
100 Fixing device 500 Image forming device 11 Core metal 12 Elastic layer 13 Surface release layer (release layer)
14 Grip layer 12a Porous body 12b Silicone rubber particles 12c Composite bubbles

Claims (9)

芯金と、前記芯金の外周面上に設けられた弾性層と、を備え、
前記弾性層が、連泡率が60%以上であり、顕微鏡により前記弾性層の切断面を観察したときに、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡である複合気泡を有する多孔質体と、前記多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有して構成され
前記シリコーンゴム粒子が、前記弾性層の厚み方向における表層側に、前記芯金側よりも多く分散されていることを特徴とする定着ローラ。
A core metal and an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the core metal are provided.
The elastic layer has a continuous foam ratio of 60% or more, and when the cut surface of the elastic layer is observed with a microscope, the elastic layer has a porous body having composite bubbles, which are bubbles in which spherical shapes partially overlap each other. , With silicone rubber particles dispersed in the porous body .
A fixing roller characterized in that the silicone rubber particles are dispersed more on the surface layer side in the thickness direction of the elastic layer than on the core metal side.
前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が、0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、連泡率が60%以上であることを特徴とする請求項1に記載の定着ローラ。 A claim characterized in that the bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body have a size in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less, and the continuous bubble ratio is 60% or more. Item 1. The fixing roller according to item 1. 前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が、0.1μm以上50μm以下の範囲の大きさであって、かつ、5μm以上50μm以下の大きさの気泡について5μm毎に分画したときに5μm以上10μm以下の大きさの気泡が最も多く存在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。 Bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body have a size in the range of 0.1 μm or more and 50 μm or less, and bubbles having a size of 5 μm or more and 50 μm or less are fractionated every 5 μm. The fixing roller according to claim 1 or 2 , wherein the most bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less are present when the bubbles are formed. 前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡において、前記5μm以上10μm以下の大きさの気泡の数を100としたときに、10μm以上20μm以下の大きさの気泡の数割合が、50以上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。 Among the bubbles existing in the cross section obtained by cutting the porous body, when the number of bubbles having a size of 5 μm or more and 10 μm or less is 100, the number ratio of the bubbles having a size of 10 μm or more and 20 μm or less is , The fixing roller according to any one of claims 1 to 3 , wherein the number is 50 or more. 前記多孔質体が水発泡シリコーンゴムにより構成されてい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 fixing roller according to any one of claims 1 to 4 , wherein the porous body is made of water-foamed silicone rubber. 最外層に離型層をさらに備え、
前記離型層が、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、ポリテトラフルオロエチレン、又は、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体により構成されてい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 outermost layer is further provided with a release layer,
Claims 1 to 5 are characterized in that the release layer is composed of a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polytetrafluoroethylene, or a tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer. The fixing roller according to any one of the above items.
ローラ両端部における通紙領域外となる部分に、弾性体からなるグリップ層をさらに備え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 fixing roller according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a grip layer made of an elastic body in a portion outside the paper passing region at both ends of the roller. 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 comprising the fixing roller according to any one of claims 1 to 7. 請求項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 the fixing apparatus according to claim 8.
JP2017127486A 2017-06-29 2017-06-29 Fixing roller, fixing device, and image forming device Active JP6946780B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017127486A JP6946780B2 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Fixing roller, fixing device, and image forming device
CN201810649568.4A CN109212938B (en) 2017-06-29 2018-06-22 Fixing roller, fixing device, and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017127486A JP6946780B2 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Fixing roller, fixing device, and image forming device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019012125A JP2019012125A (en) 2019-01-24
JP6946780B2 true JP6946780B2 (en) 2021-10-06

Family

ID=64989816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017127486A Active JP6946780B2 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Fixing roller, fixing device, and image forming device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6946780B2 (en)
CN (1) CN109212938B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021076801A (en) * 2019-11-13 2021-05-20 株式会社金陽社 Silicone sponge roller for fixing device, and heat fixing device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2608522B2 (en) * 1993-11-15 1997-05-07 株式会社荒井製作所 Pressure roller
JP3969942B2 (en) * 2000-09-01 2007-09-05 キヤノン株式会社 Roller, manufacturing method thereof, and heat fixing device
KR100358095B1 (en) * 2001-02-20 2002-10-25 삼성전자 주식회사 pressure roller for fixing device and a manufacturing method of the same
KR20070066659A (en) * 2005-12-22 2007-06-27 삼성전자주식회사 Fixing unit of image forming apparatus
JP5037049B2 (en) * 2006-07-11 2012-09-26 株式会社リコー Elastic member, fixing member, fixing device, and image forming apparatus
JP5109463B2 (en) * 2006-09-05 2012-12-26 富士ゼロックス株式会社 Transfer roll and image forming apparatus
JP5761064B2 (en) * 2012-02-09 2015-08-12 株式会社リコー FIXING DEVICE ROLLER, FIXING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE
JP2014178470A (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Ricoh Co Ltd Roller body, fixing device and image forming apparatus, and manufacturing method of roller body
JP6544993B2 (en) * 2014-06-23 2019-07-17 キヤノン株式会社 Manufacturing device for fixing member
WO2017094703A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 住友理工株式会社 Elastic roller for electrophotographic device, and method for manufacturing said roller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019012125A (en) 2019-01-24
CN109212938A (en) 2019-01-15
CN109212938B (en) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5761064B2 (en) FIXING DEVICE ROLLER, FIXING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE
US8422922B2 (en) Tubular body, tubular body supporting apparatus, image fixing apparatus, and image forming apparatus
JP2017044847A (en) Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus
JP2022186614A (en) Pressure member, fixing device, and electrophotographic image forming apparatus
JP6303826B2 (en) Fixing device roller, fixing device, and image forming apparatus
JP2014178470A (en) Roller body, fixing device and image forming apparatus, and manufacturing method of roller body
JP6946780B2 (en) Fixing roller, fixing device, and image forming device
JP2016161656A (en) Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus
JP6816367B2 (en) Fixing roll, fixing device and image forming device
JP7286340B2 (en) Image heating device and image forming device
US10466628B1 (en) Fixing belt, fixing device, process cartridge, and image forming apparatus
EP4020091A1 (en) Pressing rotating member and production method thereof, fixing apparatus, and electrophotographic image forming apparatus
JP2014174535A (en) Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus
US11537073B2 (en) Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
CN115407632A (en) Fixing belt, fixing device and image forming apparatus
JP2017116804A (en) Fixing device
US10289045B2 (en) Fixing belt and fixing device and image forming apparatus using the same
JP2008052201A (en) Fixing belt, base therefor, and fixing device having the same
JP2012150270A (en) Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus
US11644776B1 (en) Endless belt, fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
JP2017125930A (en) Pressure roller, fixing device, and image forming apparatus
JP2024010578A (en) Image forming device resin belt, fixing belt, fixing device, and image forming device
JP2022103079A (en) Rotating body for pressure application and method for manufacturing the same, fixing device, and electrophotographic image forming apparatus
CN115437229A (en) Belt, fixing device and image forming apparatus
JP2013073066A (en) Roller for fixing device, fixing device, and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210112

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210303

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210830

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6946780

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151