JPH02247674A - Elastic rotation body and image fixing device for image forming device - Google Patents
Elastic rotation body and image fixing device for image forming deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装
置で使用するローラ、特に画像の定着ローラとして用い
るのに好適な画像形成装置用弾性回転体およびその弾性
回転体からなる定着ローラを使用した画像定着？ｔＭに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an elastic rotating body for an image forming apparatus suitable for use as a roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, particularly as an image fixing roller, and the elastic rotating body. Image fixation using a fixing roller consisting of? Regarding tM.
【釆立且ｊ
電子写真複写機等の画像形成装置において、転写紙等の
記録材を所定の経路に沿って搬送するために使用する搬
送ローラには、搬送性、離型性および耐久性が要求され
る。記録材上の未定着トナー像に熱を付与して溶融し且
つその溶融トナーのオフセットを防止しながら、記録材
を所定の経路へと搬送するために使用する定着ローラに
は、より厳しい条件下での搬送性、離型性、耐摩耗性。In image forming devices such as electrophotographic copying machines, the conveyance rollers used to convey recording materials such as transfer paper along a predetermined path have conveyance performance, release properties, and durability. required. The fixing roller, which is used to convey the recording material to a predetermined path while applying heat to melt the unfixed toner image on the recording material and preventing the molten toner from offsetting, is subjected to stricter conditions. transportability, mold releasability, and abrasion resistance.
定着性および耐久性が要求される。Fixability and durability are required.
上記要求を満すために、従来、芯金上に弾性層を形成し
、該弾性層上に樹脂層を形成した構造の弾性回転体から
なる定着口〜うが提案されている。In order to meet the above-mentioned requirements, a fixing port has been proposed which is composed of an elastic rotating body having a structure in which an elastic layer is formed on a core bar and a resin layer is formed on the elastic layer.
このような定着ローラでは、弾性層はシリコーンゴムか
ら形成され、樹脂層はフッ素樹脂チューブあるいはフッ
素樹脂とフッ素ゴムの混合物を利用して形成されている
が、弾性層上にフッ素樹脂を塗布して、加熱焼成するこ
とにより、フッ素樹脂の樹脂層を形成するものも知られ
ている。In such fixing rollers, the elastic layer is formed from silicone rubber, and the resin layer is formed using a fluororesin tube or a mixture of fluororesin and fluororubber. It is also known that a resin layer of fluororesin is formed by heating and baking.
例えば特開昭５７−８９７８５号、同５９−７４５７８
号および同６１−１７０７７０号には、芯金上に形成し
たシリコーンゴムの弾性層上にフッ素樹脂を塗布したの
ち、加熱焼成してフッ素樹脂の樹脂層を形成した弾性回
転体からなる定着ローラが開示されている。最後の特開
昭６１−１７０７７０号には、定着ローラの製造工程が
詳しく記載されている。それによれば、アルミニウム等
の芯金をサンドブラスト処理し、その上にプライマーを
塗布したのち、シリコーンゴムのシートを巻付けて、温
度１５０℃で４０分間プレス加硫により一次加硫し、更
に２００℃で２時周二次加硫して、シリコーンゴムの弾
性層を形成し、次いで弾性層を肉厚０．５ｍｍに一様に
研削したのち、フッ素樹脂ディスバージョンを２５ｐｍ
厚にスプレー塗布し、その後加熱焼成してフッ素樹脂の
樹脂層を形成している。For example, JP-A-57-89785, JP-A No. 59-74578
No. and No. 61-170770 discloses a fixing roller consisting of an elastic rotating body in which a fluororesin is coated on an elastic layer of silicone rubber formed on a core metal and then heated and baked to form a resin layer of fluororesin. Disclosed. The last Japanese Patent Application Laid-Open No. 170770/1987 describes the manufacturing process of the fixing roller in detail. According to the report, a core made of aluminum or other material is sandblasted, a primer is applied thereon, a silicone rubber sheet is wrapped around the core metal, and a sheet of silicone rubber is wrapped around the core metal, and primary vulcanization is performed by press vulcanization at a temperature of 150°C for 40 minutes, followed by further vulcanization at 200°C. After secondary vulcanization for 2 hours to form an elastic layer of silicone rubber, the elastic layer was ground uniformly to a thickness of 0.5 mm, and then 25 pm of fluororesin dispersion was applied.
It is spray coated thickly and then heated and baked to form a fluororesin resin layer.
上述の特開昭５７−８９７８５号および同５９−７４５
７８号には、定着ローラの詳細な製造工程は記載されて
いないが、焼成工程を除いては特開昭８１−１７０７７
０号と同じであると考えられる。JP-A-57-89785 and JP-A-59-745 mentioned above
No. 78 does not describe the detailed manufacturing process of the fixing roller, but except for the firing process, it is disclosed in JP-A No. 81-17077.
It is considered to be the same as No. 0.
以上のように、従来の弾性回転体からなる定着ローラで
は、芯金上にシリコーンゴムのシートを巻付けて、−次
加硫、二次加硫し、その後研削するという面倒な工程を
経てシリコーンゴムの弾性層を形成しており、弾性層の
形成が容易でない。As mentioned above, in the conventional fixing roller made of an elastic rotary body, silicone rubber sheets are wrapped around a core metal, subjected to secondary vulcanization, secondary vulcanization, and then grinding. Forming an elastic layer of rubber is not easy.
このために、定着ローラおよびこれを使用した画像定着
装置が高価になる難点があった。For this reason, there is a problem in that the fixing roller and the image fixing device using the same are expensive.
本発明の目的は、上述の現状に鑑み、画像形成装置で使
用するローラ、特に画像の定着ローラとして用いるのに
好適であって、その製造も容易且つ安価に行なうことが
できるｌｉ画像形成装置用弾性回転体および、その弾性
回転体からなる定着ローラを使用した画像定着装置を提
供することにある。In view of the above-mentioned current situation, it is an object of the present invention to provide a roller for use in an image forming apparatus that is suitable for use as a roller for use in an image forming apparatus, particularly as an image fixing roller, and that can be manufactured easily and inexpensively. An object of the present invention is to provide an image fixing device using an elastic rotating body and a fixing roller made of the elastic rotating body.
上記諸口的は、本発明によって達成される。要約すれば
、本発明は、芯金の上に液状のゴムを均一に塗布、加熱
することにより弾性層を形成し、該弾性層上に研摩加工
を経ないで接着層を介し又は介さずに樹脂層を、該樹脂
材の結晶融点以上に加熱焼成することにより形成したこ
とを特徴とする画像形成装置用弾性回転体である。また
、未定着の画像を担持した記録材を挟持して、＃画像を
記録材上に定着する定着ローラと加圧ローラとを備えて
なり、少なくとも前記定着ローラが、芯金の上に液状の
ゴムを塗布、加熱することにより弾性層を形成して、該
弾性層上に研摩加工を経ないで接着層を介し又は介さず
にフッ素樹脂の樹脂層を、該フッ素樹脂の結晶融点以上
に加熱焼成することにより形成した弾性回転体からなる
ことを特徴とする画像定着装ごである。The above aspects are achieved by the present invention. In summary, the present invention forms an elastic layer by uniformly applying liquid rubber on a core metal and heating it, and forms an elastic layer on the elastic layer with or without an adhesive layer without going through a polishing process. An elastic rotating body for an image forming apparatus characterized in that a resin layer is formed by heating and baking the resin layer to a temperature higher than the crystal melting point of the resin material. The invention also includes a fixing roller and a pressure roller that fix the # image onto the recording material by sandwiching the recording material carrying the unfixed image, and at least the fixing roller is configured to apply a liquid onto the core bar. An elastic layer is formed by coating and heating rubber, and a fluororesin resin layer is heated to a temperature higher than the crystalline melting point of the fluororesin, with or without an adhesive layer, on the elastic layer without polishing. This is an image fixing device characterized by comprising an elastic rotating body formed by firing.
本発明によれば、芯金の上に形成する弾性層を、芯金上
に液状のゴムを塗布、加熱することにより形成しており
、従来のように、芯金上にシリコーンゴムのシートを巻
付けて、−次加硫、二次加硫し、その後研削するという
面倒な工程を経て弾性層を形成していないので、弾性層
の形成が簡単である。従って１弾性回転体を容易に製造
することができ、その弾性回転体からなる定着ローラお
よびこれを利用した画像定着装置のコストを安価にする
ことができる。According to the present invention, the elastic layer formed on the core metal is formed by applying liquid rubber on the core metal and heating it. Since the elastic layer is not formed through the troublesome steps of winding, secondary vulcanization, secondary vulcanization, and then grinding, it is easy to form the elastic layer. Therefore, one elastic rotating body can be easily manufactured, and the cost of the fixing roller made of the elastic rotating body and the image fixing device using the same can be reduced.
支１１ 以下、本発明の実施例について説明する。Support 11 Examples of the present invention will be described below.
第１図には１本発明の画像定着装置の一実施例が示され
ている０本定着装置は、本発明の弾性回転体からなる一
実施例の定着ローラｌを有している。FIG. 1 shows an embodiment of an image fixing device according to the present invention. The fixing device has a fixing roller l which is an embodiment of the elastic rotating body of the present invention.
本定着装置は、上記定着ローラ１と加圧ローラ２とを備
えてなっており、定着ローラ１と加圧ローラ２とは、未
定着のトナー像Ｔを担持した転写紙Ｐを挟持して、定着
ローラ１が転写紙Ｐに未定着のトナー像Ｔの側から接触
し、加圧ローラ２が転写紙Ｐにその反対側から加圧接触
するように配置されている。定着ローラ１は、通常通り
、内部に加熱源Ｈを有している。This fixing device includes the fixing roller 1 and the pressure roller 2. The fixing roller 1 and the pressure roller 2 sandwich the transfer paper P carrying the unfixed toner image T. The fixing roller 1 is arranged so as to contact the transfer paper P from the side of the unfixed toner image T, and the pressure roller 2 is arranged so as to press the transfer paper P from the opposite side. The fixing roller 1 has a heat source H inside as usual.
定着装置には、定着ローラ１の表面温度を検知し、該表
面温度をトナー溶融可能な最適温度、例えば１６０〜２
００℃に制御するための温度検知制御手段Ｇと、定着ロ
ーラ１の表面にシリコーンオイル等のオフセット防止液
を塗布し且つ該表面のクリーニングをも行なうためのオ
フセット防止液塗布クリーニング手段Ｃ等が適宜設けら
れている。The fixing device detects the surface temperature of the fixing roller 1 and sets the surface temperature to an optimum temperature at which the toner can be melted, for example, 160 to 2.
A temperature detection control means G for controlling the temperature to 00° C., and an offset prevention liquid application cleaning means C for applying an offset prevention liquid such as silicone oil to the surface of the fixing roller 1 and cleaning the surface as appropriate. It is provided.
定着ローラ１は、第２図に示すように、アルミニウム等
の熱伝導の良好な金属からなる芯金３と、該芯金３上に
形成されたシリコーンゴムかもなる弾性層４と、弾性層
４上に接着層を介さずに直接形成されたフッ素樹脂のＰ
ＴＦＥからなる樹脂層５とから構成される弾性回転体か
らなっている０本実施例では、弾性層４の層厚１．は５
０〜４００ｇｍ、樹脂層５の層厚１．はｌＯ〜２５ｕＬ
ｍで、その樹脂層５の膜強度は５０ ｋ ｇ ／ ｃ
ｍ″以上されている。As shown in FIG. 2, the fixing roller 1 includes a core metal 3 made of a metal with good thermal conductivity such as aluminum, an elastic layer 4 formed on the core metal 3 and made of silicone rubber, and an elastic layer 4 formed on the core metal 3. Fluororesin P formed directly on top without an adhesive layer
In this embodiment, the elastic layer 4 is composed of an elastic rotating body composed of a resin layer 5 made of TFE, and the elastic layer 4 has a layer thickness of 1. is 5
0 to 400 gm, layer thickness of resin layer 5: 1. is lO~25uL
m, and the film strength of the resin layer 5 is 50 kg/c
m″ or more.
一方、加圧ローラ２は、公知の加圧ローラに順じ、ステ
ンレス鋼、鉄等の芯金６と、該芯金６上に形成されたシ
リコーンゴムからなる弾性層７とからなっており、その
弾性層７の厚さｔ４は、定着ローラ１の場合より厚く、
例えば４〜１０ｍｍとされている０弾性層７のゴム硬度
は２０〜４０度（ＪＬ！ＪＡ）とされている。On the other hand, the pressure roller 2 is composed of a core metal 6 made of stainless steel, iron, etc., and an elastic layer 7 made of silicone rubber formed on the core metal 6, in accordance with a known pressure roller. The thickness t4 of the elastic layer 7 is thicker than that of the fixing roller 1;
For example, the rubber hardness of the elastic layer 7, which is 4 to 10 mm, is 20 to 40 degrees (JL!JA).
定着ローラ１の製造について具体的−例を説明すると、
次の通りである。A specific example of manufacturing the fixing roller 1 will be explained below.
It is as follows.
中央部の外径が２９．３ｍｍ（肉厚３ｍｍ、逆クラウン
ｌ１ｌｌ１００ｐに仕上げされたアルミニウム製の芯金
３を用意し、その芯金３の表面をサンドブラスト処理し
、脱脂し、乾燥させる０次いで、芯金３上にプライマー
を塗布したのち、予めＰＴＦＥ粒子（粒径が１ｇｍ以下
、好ましくは０．５ｐｍ以下）を重量比でシリコーンゴ
ム１００部に対して５〜３０部分散、混入した液状の低
温加硫型シリコーンゴム（室温の粘度５００ＣＰ）を、
スプレー、ティッピング、ロールコータ−等のコーティ
ング手段により、芯金３上に２００ｇｍの厚さに均一に
塗布する。その後、芯金３上のシリコーンゴムを温度１
４０℃で５分間加熱して、固化し、シリコーンゴムから
なる弾性層４を形成させる（弾性層４の架橋は、樹脂層
５の加熱を利用して行なわせる）０次いで、弾性Ｎ４上
にＰＴＦＥディスバージョンを２０ｐｍの厚さにスプレ
ー塗布し、その後芯金３を熱絶縁性部材でマスキングし
、且つ内部を空冷しながら、ＰＴＦＥ層を、ＱＰＴＦＥ
の結晶融点以北の温度４５０℃で５分間急速加熱して、
ＰＴＦＥ層を焼成したのち急冷し、これによりＰＴＦＥ
からなるフッ素樹脂の樹脂層５を形成して、定着ローラ
ｌを得る。An aluminum core 3 with an outer diameter of 29.3 mm (wall thickness 3 mm, reverse crown 100p) at the center is prepared, and the surface of the core 3 is sandblasted, degreased, and dried. After applying a primer on the core bar 3, a liquid low-temperature solution containing 5 to 30 parts by weight of PTFE particles (particle size of 1 gm or less, preferably 0.5 pm or less) per 100 parts of silicone rubber is mixed in advance. Vulcanized silicone rubber (viscosity at room temperature 500CP),
It is uniformly coated onto the core metal 3 to a thickness of 200 gm using a coating method such as spraying, tipping, or a roll coater. After that, the silicone rubber on the core bar 3 is heated to 1
It is heated at 40° C. for 5 minutes to solidify and form an elastic layer 4 made of silicone rubber (the crosslinking of the elastic layer 4 is carried out by utilizing the heating of the resin layer 5). Spray disversion to a thickness of 20 pm, then mask the core metal 3 with a heat insulating material, and while cooling the inside with air, replace the PTFE layer with QPTFE.
Rapid heating for 5 minutes at a temperature of 450°C north of the crystal melting point of
After firing the PTFE layer, the PTFE layer is rapidly cooled.
A fixing roller l is obtained by forming a resin layer 5 of fluororesin.
以上のように製造される定着ローラｌによれば、そのシ
リコーンゴムからなる弾性層４上に、結晶化度が９５％
以下で引張強度が５０ｋｇ／Ｃゴ以上、水に対する接触
角が１００度以上の樹脂特性を示すＰＴＦＨの樹脂層５
が１強力な密着状態で然も充分に厚く形成される。According to the fixing roller l manufactured as described above, the elastic layer 4 made of silicone rubber has a crystallinity of 95%.
PTFH resin layer 5 exhibiting the resin properties of a tensile strength of 50 kg/C or more and a contact angle with water of 100 degrees or more as follows:
1 is formed in a strong adhesion state and sufficiently thick.
なお１本発明に係る弾性回転体を製造するにあたり重要
なことは、弾性層上のツー、素樹脂の樹脂層を焼成によ
り形成するときに、弾性層を構成するゴム材料の耐熱温
度よりも低い温度に弾性層を維持することである。この
ために、上記の定着ローラ１の製造では、芯金３側から
弾性層４を空冷している。従って、上述した特開昭６１
−１７０７７０号に開示された誘電加熱を利用して１弾
性層４上のＰＴＦＥ層を加熱、焼成し、ＰＴＦＨの樹脂
層５を形成することも有効な方法である。In manufacturing the elastic rotating body according to the present invention, it is important to note that when forming the base resin layer on the elastic layer by firing, the heat resistance temperature is lower than the heat resistance temperature of the rubber material constituting the elastic layer. It is to maintain the elastic layer at temperature. For this reason, in manufacturing the fixing roller 1 described above, the elastic layer 4 is air-cooled from the core bar 3 side. Therefore, the above-mentioned JP-A-61
It is also an effective method to heat and bake the PTFE layer on the first elastic layer 4 using dielectric heating disclosed in Japanese Patent Application No. 170770 to form the PTFH resin layer 5.
以上のように、本発明では、定着ローラ１の弾性層４を
、芯金３上への液状のシリコーンゴムの塗布とその加熱
とで形成しており、従来のように、芯金にシリコーンゴ
ムのシートを巻付けて。As described above, in the present invention, the elastic layer 4 of the fixing roller 1 is formed by applying liquid silicone rubber onto the core bar 3 and heating it. Wrap the sheet around it.
−次加硫、二次加硫し、その後研削するという面倒な工
程を必要としていない、従って、定着ローラｌの製造が
容易であり、量産性にも優れ、定着ローラ１のコストを
安価にすることができ、こ−れを使用した画像定着装置
のコストも安価にすることができる。- It does not require the troublesome processes of secondary vulcanization, secondary vulcanization, and then grinding. Therefore, the fixing roller 1 is easy to manufacture, has excellent mass production, and reduces the cost of the fixing roller 1. Therefore, the cost of an image fixing device using this can be reduced.
本発明では、定着ローラ１の弾性層４の厚みｔは、上述
したように、５０〜４００ｐｍ程度とすることが好まし
い その理由を以下に述べる。In the present invention, the thickness t of the elastic layer 4 of the fixing roller 1 is preferably about 50 to 400 pm as described above, the reason for which will be described below.
定着ローラの特性である良好な定着性、搬送性、オフセ
ット性等は１弾性層の厚みに依存し、一般に厚い方が良
いとされている０例えば上述した特開昭５７−８９７８
５号では、弾性層の厚みは０．１〜３．０ｍｍの範囲が
最適であるとしており、その実施例では０．５ｍｍを採
用している。その他の公報にも弾性層の厚みとして各種
の値が記載されているが、多くは０．５〜１．０ｍｍの
値を掲げている。The properties of the fixing roller, such as good fixing properties, conveyance properties, offset properties, etc., depend on the thickness of the elastic layer, and it is generally said that the thicker the layer, the better.
No. 5 states that the optimum thickness of the elastic layer is in the range of 0.1 to 3.0 mm, and in the examples thereof, 0.5 mm is adopted. Other publications also describe various values for the thickness of the elastic layer, but most of them list values of 0.5 to 1.0 mm.
本発明者の検討によると、定着ローラとしての特性を満
足するには、弾性層の厚みは比較的薄い方が良く、５０
＃Ｌｍ以上もあればよいことが判った０通常、比較的分
子量分布のシャープな低融点の磁性トナーを用い、加圧
ローラとして硬度が４０度（ＪＩＳＡ）以下、好ましく
は３０度以下の軟質ゴムローラやスポンジローラ（硬度
５０度（ＡＳＫＥＲＣ）以下）を用いる場合には、弾性
層の厚みは５０〜４００ＩＬｍ程度が最適である０弾性
層の厚みは比較的薄い方が良い理由は、次の通りである
。即ち、トナー中に含有されている磁性体により、トナ
ーの熱伝導率が良く、定着ローラの熱を奪い易い、この
ために、弾性層が厚く定着ローラの熱伝導率が悪いと、
定着ローラの表面温度が低下し易く、ベタ黒時に転写紙
等の記録材が定着ローラに巻き付き易くなる。また、加
圧ローラの硬度は低いためにニップ部の圧力が小さく、
定着ローラの弾性層の厚みが厚いと、圧力が分散してト
ナーに充分な加圧力が発生せず、トナー像の定着性が悪
化する。従って、弾性層の厚みは比較的薄い方が良く、
５０〜４００ｇｍ程度が＠適である。According to the inventor's study, in order to satisfy the characteristics as a fixing roller, it is better for the elastic layer to be relatively thin;
#Lm or more was found to be sufficient 0 Usually, a low melting point magnetic toner with a relatively sharp molecular weight distribution is used, and a soft rubber roller with a hardness of 40 degrees (JISA) or less, preferably 30 degrees or less is used as a pressure roller. When using a sponge roller (hardness of 50 degrees (ASKERC) or less), the optimal thickness of the elastic layer is about 50 to 400 ILm.The reason why it is better to have a relatively thin elastic layer is as follows. be. That is, due to the magnetic substance contained in the toner, the toner has good thermal conductivity and easily absorbs heat from the fixing roller.For this reason, if the elastic layer is thick and the thermal conductivity of the fixing roller is poor,
The surface temperature of the fixing roller tends to drop, and recording materials such as transfer paper tend to wrap around the fixing roller when the image is solid black. In addition, since the pressure roller has low hardness, the pressure at the nip is small.
If the elastic layer of the fixing roller is thick, pressure will be dispersed and sufficient pressing force will not be generated on the toner, resulting in poor toner image fixability. Therefore, it is better for the elastic layer to be relatively thin;
Approximately 50 to 400 gm is suitable.
以上のような理由から、定着ローラｌの弾性層４の厚み
１．は、５０〜４００ｐｍの範囲とすることが好ましい
。For the above reasons, the thickness of the elastic layer 4 of the fixing roller l is 1. is preferably in the range of 50 to 400 pm.
未発ＦＩでは、シリコーンゴムからなる弾性層４を形成
するために、粘度２００００ＣＰ以下の液状ノシリコー
ンゴムを用い、これを芯金３上に塗布厚３５０ｇｍ以下
に塗布する。液状のシリコーンゴムの粘度は、塗布した
シリコーンゴム層の厚みの均一性を得るための重要なフ
ァクターであり、粘度が高すぎると厚みの均一性が得ら
れず。In the unreleased FI, in order to form the elastic layer 4 made of silicone rubber, liquid silicone rubber with a viscosity of 20,000 CP or less is used, and this is applied onto the core bar 3 to a coating thickness of 350 gm or less. The viscosity of liquid silicone rubber is an important factor in achieving uniform thickness of the applied silicone rubber layer; if the viscosity is too high, uniform thickness cannot be obtained.
逆に粘度が低すぎると充分な厚みを得ることができない
。On the other hand, if the viscosity is too low, sufficient thickness cannot be obtained.
本発明者の検討によると、粘度は１０〜２００００ＣＰ
、好ましくは５０〜５０００ＣＰの範囲が適当である。According to the inventor's study, the viscosity is 10 to 20,000 CP.
, preferably in the range of 50 to 5000 CP.
液状のシリコーンゴムの粘度は。What is the viscosity of liquid silicone rubber?
また塗布厚と共に、加硫後の弾性層４の寸法変化に大き
く影響し、粘度が低く塗布厚が薄いほど、弾性層４の寸
法変化は小さい０本発明者の検討によると、塗布厚み３
５０ ｐｍ以下、粘度２０００００Ｐ以下ならば、弾性
層４の一次加硫後の寸法変化は、厚みで１０％以内に収
まり、定着ローラとして機能するための充分な寸法精度
を保持することができる。In addition, along with the coating thickness, the dimensional change of the elastic layer 4 after vulcanization is greatly influenced, and the lower the viscosity and the thinner the coating thickness, the smaller the dimensional change of the elastic layer 4.According to the inventor's study, the coating thickness 3
If it is 50 pm or less and the viscosity is 200,000 P or less, the dimensional change of the elastic layer 4 after primary vulcanization will be within 10% in thickness, and sufficient dimensional accuracy for functioning as a fixing roller can be maintained.
本発明では、このように低粘度の液状のシリコーンゴム
を用い、塗布厚を薄くするので１弾性層４の加硫後に寸
法仕上用の研削工程を省略することができる。In the present invention, since a low viscosity liquid silicone rubber is used and the coating thickness is reduced, a grinding step for dimensional finishing after vulcanization of the first elastic layer 4 can be omitted.
本発明では、弾性層４の一次加硫時間を比較的短くする
ことができ、これにより、定着ローラｌの生産性の向上
をより一段と図ることができる。In the present invention, the primary vulcanization time of the elastic layer 4 can be relatively shortened, and thereby the productivity of the fixing roller 1 can be further improved.
弾性層４の架橋反応はＰＴＦＥの塗布後の加熱、焼成工
程で同時に行なわれる。The crosslinking reaction of the elastic layer 4 is simultaneously carried out during the heating and baking steps after the PTFE coating.
本実施例で、シリコーンゴムの弾性層４とＰＴＦＥの樹
脂層５との密着は、弾性層４中に予め混入したＰＴＦＥ
粒子と樹脂層５のＰＴＦＥ層とが、樹脂層５の焼成によ
り溶融して、互いに融合することで、強い結合力を有し
た状態で得られる０本発明においては、弾性層４を研削
する工程がないため、弾性層４と樹脂層５との間の投錨
効果がほとんど生じず、このために本実施例のようにｔ
ａ着層を介さないで弾性Ｍ４上に樹脂層５を形成する場
合には、ＰＴＦＥ粒子を弾性層４中に混入しておくこと
が必須となる。In this example, the adhesion between the elastic layer 4 made of silicone rubber and the resin layer 5 made of PTFE is achieved by using PTFE mixed in the elastic layer 4 in advance.
The particles and the PTFE layer of the resin layer 5 are melted and fused together by firing the resin layer 5, so that a state having a strong bonding force is obtained.In the present invention, the process of grinding the elastic layer 4 Therefore, there is almost no anchoring effect between the elastic layer 4 and the resin layer 5, and for this reason, as in this embodiment, t
When forming the resin layer 5 on the elastic M4 without using an adhesion layer, it is essential to mix PTFE particles into the elastic layer 4.
本実施例の定着装置に備えられた定着ローラｌは、以−
ヒの通りである０本実施例の定着装置の使用結果につい
て述べる。即ち、定着ローラ１の表面温度を１８０℃に
制御しながら、定着ローラ１と加圧ローラ２とで、Ａ４
サイズの転写紙Ｐを挟持して、転写紙Ｐ上に担持された
未定着のトナー像Ｔを定着し、その性能および耐久性を
調べた。The fixing roller l provided in the fixing device of this embodiment is as follows.
The results of using the fixing device of this example will be described below. That is, while controlling the surface temperature of the fixing roller 1 to 180° C., the fixing roller 1 and the pressure roller 2
The unfixed toner image T carried on the transfer paper P was fixed by holding a transfer paper P of the same size in between, and its performance and durability were examined.
転写紙Ｐの紙送りスピードは１００ｍｍ／秒、紙送り枚
数は１５枚／分であった。その結果、温度１５℃の環境
下での試験では、良好な定着性を示し、またオフセット
の発生は、従来の優良な装置と比較して５分の１に減少
し、クリーニング部材の交換期を５倍以上に延ばすこと
ができた。室温の温度３２．５℃、湿度８５％の環境下
での試験においても、トナー像Ｔが定着された転写紙Ｐ
にシワの発生が全くなく、且つカールも非常に少なく、
その転写紙Ｐのソータ等への搬送、積載性も良好であっ
た。また、定着されたトナー像Ｔには画像の漬れも殆ど
なく、高画質の画像が得られた。上記結果は、定着ロー
ラ１および加圧ローラ２間に２０万枚通紙して定着して
も維持され、更に３０万枚通紙して定着しても、離型性
の低下、定着性の低下および層間の剥離等の異常は認め
られなかった。The paper feeding speed of the transfer paper P was 100 mm/sec, and the number of sheets fed was 15 sheets/min. As a result, in a test at a temperature of 15°C, good fixing performance was demonstrated, and the occurrence of offset was reduced to one-fifth compared to conventional high-quality equipment, reducing the need to replace the cleaning member. I was able to extend it by more than 5 times. Even in a test under a room temperature of 32.5°C and humidity of 85%, the transfer paper P on which the toner image T was fixed
There are no wrinkles at all, and there are very few curls.
The conveyance and stacking properties of the transfer paper P to a sorter etc. were also good. Further, the fixed toner image T had almost no image blurring, and a high-quality image was obtained. The above results were maintained even after 200,000 sheets were passed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 and fixed, and even after 300,000 sheets were passed and fixed, the releasability decreased and the fixing performance decreased. No abnormalities such as deterioration or peeling between layers were observed.
本発明の弾性回転体からなる定着ローラは、第３図に示
すように構成することもできる。The fixing roller made of an elastic rotating body according to the present invention can also be constructed as shown in FIG.
第３図は１本発明の弾性回転体からなる他の実施例の定
着ローラの層構成を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing the layer structure of another embodiment of the fixing roller made of the elastic rotating body of the present invention.
本実施例の定着ローラ８は、芯金３上に形成したシリコ
ーンゴムからなる弾性層４上に、接着層９を介してＰＴ
ＦＥからなるフッ素樹脂の樹脂層５を形成したことが特
徴である。The fixing roller 8 of this embodiment has a PTFE film on an elastic layer 4 made of silicone rubber formed on a core bar 3 via an adhesive layer 9.
A feature is that a resin layer 5 of fluororesin made of FE is formed.
接着層９は、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ等の耐
熱樹脂にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂とシランカッ
プリング剤を混合してなっており、溶剤中に溶解して、
スプレー等の塗布手段で弾性層４上に塗布して形成され
る。接着層９の厚みｔ３は、１〜７ＩＬｍが適当である
。The adhesive layer 9 is made of a heat-resistant resin such as polyamide, polyimide, or epoxy mixed with a fluororesin such as PFA or PTFE and a silane coupling agent, and is dissolved in a solvent.
It is formed by coating on the elastic layer 4 using coating means such as spraying. The thickness t3 of the adhesive layer 9 is suitably 1 to 7 ILm.
弾性層４、樹脂層５の構成およびそれらの厚みｔｌ、ｔ
Ｚ並びに定着ローラ８の製造方法については、第１実施
例の定着ローラｌと同様である。Structures of the elastic layer 4 and resin layer 5 and their thicknesses tl and t
The manufacturing method of Z and the fixing roller 8 is the same as that of the fixing roller I of the first embodiment.
この定着ローラ８では、弾性層４中に分散、混入してい
るＰＴＦＥ粒子と、接着層９中のフッ素樹脂とが結合し
て、弾性層４と接着層９とがｆｌｉ着し、同様に接着層
９中のフッ素樹脂と樹脂ｆｉ５中のフッ素樹脂とが結合
して、接着層９と樹脂層５とが接着し、接ｒｉ層９を介
して弾性層４と樹脂層５とが強力に密着、結合する。従
って、定着ローラ８のｉｌ久性が更に向上する。In this fixing roller 8, the PTFE particles dispersed and mixed in the elastic layer 4 are combined with the fluororesin in the adhesive layer 9, and the elastic layer 4 and the adhesive layer 9 are bonded together. The fluororesin in the layer 9 and the fluororesin in the resin fi5 are combined, the adhesive layer 9 and the resin layer 5 are bonded, and the elastic layer 4 and the resin layer 5 are strongly adhered via the adhesive layer 9. ,Join. Therefore, the durability of the fixing roller 8 is further improved.
なお、弾性層４中には、ＰＦＡ粒子、ＰＴＦＥ粒子等の
フッ素樹脂の代りに、シリコーンゴム１００部に対して
粒径が１〜５ＪＪ、ｍの石英を１０〜５０部分散させる
ことでも、弾性層４と接着層９とを強固に結合すること
もできる。In addition, instead of using fluororesin such as PFA particles or PTFE particles, 10 to 50 parts of quartz having a particle size of 1 to 5 JJ, m may be dispersed in the elastic layer 4 to 100 parts of silicone rubber to improve elasticity. It is also possible to firmly bond layer 4 and adhesive layer 9.
以」−の実施例では、ツー、素樹脂の樹脂層５は、いず
れもフッ素樹脂を塗布し、加熱焼成することにより形成
したが、次に示すように、フッ素樹脂の熱収縮チューブ
を用いて形成してもよい。In the following examples, the resin layer 5 of base resin was formed by applying a fluororesin and heating and baking it, but as shown below, it was formed using a heat-shrinkable fluororesin tube. may be formed.
即ち、本実施例では、定着ローラを次のように製造する
。液状の低温加硫型シリコーンゴムにＰＴＦＥ粒子の代
りにＰＡＦ粒子を分散、混入した以外は、第２図に示し
た実施例の定着ローラｌのときと同一条件で、芯金３上
にシリコーンゴムからなる弾性層Ａを形成した０次いで
１弾性層４が形成された芯金３を、厚みが２５ｅｍ、内
径が３０．０ｍｍのＰＦＡ熱収縮チューブ内に封入して
、温度４２０℃で５分間急速加熱を行ない、ＰＦＡ熱収
縮チューブを完全に溶融させて、弾性層４上に完全密着
状態のＰＦＡからなる樹脂層を形成し、定着ローラを得
た。That is, in this embodiment, the fixing roller is manufactured as follows. Silicone rubber was coated on the core metal 3 under the same conditions as for the fixing roller l of the example shown in FIG. The core bar 3 on which the elastic layer A consisting of 0 and 1 elastic layers 4 was formed was sealed in a PFA heat shrink tube with a thickness of 25 em and an inner diameter of 30.0 mm, and rapidly heated at a temperature of 420°C for 5 minutes. Heating was performed to completely melt the PFA heat-shrinkable tube to form a completely adhered resin layer made of PFA on the elastic layer 4, thereby obtaining a fixing roller.
本実施例の定着ローラは、第２図に示した実施例の定着
ローラ１のときと同様に、定着性、搬送性およびオフセ
ット性に優れ、耐久性もほぼ同様な寿命を有していた。The fixing roller of this example had excellent fixing properties, conveyance properties, and offset properties, and had almost the same durability as the fixing roller 1 of the example shown in FIG. 2.
本実施例で用いたＰＦＡ熱収縮チューブは、連続押出し
成型で安価に大量生産することができ、これを利用する
ことで、スプレー、デイッピング法で樹脂層を形成する
場合に比べ、定着ローラの製造コストをより安価にする
ことができる。The PFA heat-shrinkable tube used in this example can be mass-produced at low cost by continuous extrusion molding, and by using this, it is easier to manufacture the fixing roller than when forming a resin layer by spraying or dipping. Costs can be made cheaper.
以上の実施例では、本発明の弾性回転体は定着ローラに
適用した場合を説明したが、本発明は、これに限られず
、弾性回転体をクリーニングローラ、離型剤供給用ロー
ラ等にも適用することができる。また、弾性回転体はロ
ーラ状だけでなく、ベルト状に形成することもできる。In the above embodiments, the elastic rotating body of the present invention is applied to a fixing roller, but the present invention is not limited to this, and the elastic rotating body can also be applied to a cleaning roller, a release agent supply roller, etc. can do. Further, the elastic rotating body can be formed not only in the shape of a roller but also in the shape of a belt.
また弾性層はシリコーンゴムのみではなく、耐熱性がよ
り優れたフッ素ゴムを用いることができ、この場合にも
材料の利用効率が高く、使用量が少なくて済むので、比
較的高価なフッ素ゴムを使用しても、定着ローラのコス
トをそれほど高くせずに安価にすることができる。In addition, the elastic layer can use not only silicone rubber but also fluororubber, which has better heat resistance.In this case, the material usage efficiency is also high, and the amount used is small, so relatively expensive fluororubber can be used. Even if it is used, the cost of the fixing roller can be reduced without increasing the cost so much.
１１立亘」
以上説明したように、本発明では、芯金上に液状のゴム
を塗布して、加熱することにより、芯金上に弾性層を形
成しているので、弾性層の形成が簡単であり、弾性回転
体を容易に製造することができる。従って、その弾性回
転体からなる定着ローラおよびこれを利用した画像定着
装置のコストを安価にすることができる。As explained above, in the present invention, the elastic layer is formed on the core metal by applying liquid rubber on the core metal and heating it, so it is easy to form the elastic layer. Therefore, an elastic rotating body can be easily manufactured. Therefore, the cost of the fixing roller made of the elastic rotating body and the image fixing device using the same can be reduced.
また、その弾性回転体からなる定着ローラも、弾性体ロ
ーラの特性をそのまま有しているので、定着性、離型性
、搬送性、耐久性に優れている。Further, the fixing roller made of the elastic rotating body also has the characteristics of the elastic roller, and therefore has excellent fixing properties, releasing properties, conveying properties, and durability.
さらに、従来１弾性層の形成に要していたシリコーンゴ
ムのプレス加硫が不要であるために、芯金のつぶれが心
配ないことから芯金の厚みを薄くすることができ、この
ため定着ローラの温度の立上りを早くすることができて
、定着ローラを小型の複写機、プリンター用に容易に使
用することが可能になる。Furthermore, since press vulcanization of silicone rubber, which was conventionally required to form the first elastic layer, is not required, there is no need to worry about the core metal being crushed, and the thickness of the core metal can be made thinner. The temperature rise can be made faster, and the fixing roller can be easily used in small copying machines and printers.
第１図は、本発明の画像定着装置の一実施例を示す概略
構ｆｌ！、図である。
第２図は１本発明の弾性回転体からなる一実施例の定着
ローラの層構成を示す断面図である。
第３図は、本発明の弾性回転体からなる他の実施例の定
着ローラの層構成を示す断面図である。
１．８：定着ローラ
２：加圧ローラ
３：芯 金
４：弾性層
５：樹脂層
９：接着層
第１図
第２図
第３図FIG. 1 shows a schematic structure of an embodiment of an image fixing device of the present invention! , is a diagram. FIG. 2 is a sectional view showing the layer structure of a fixing roller according to an embodiment of the present invention, which is made of an elastic rotating body. FIG. 3 is a sectional view showing the layer structure of another embodiment of the fixing roller made of the elastic rotating body of the present invention. 1.8: Fixing roller 2: Pressure roller 3: Core metal 4: Elastic layer 5: Resin layer 9: Adhesive layer Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
弾性層を形成し、該弾性層上に研摩加工を経ないで接着
層を介し又は介さずにフッ素樹脂の樹脂層を、該フッ素
樹脂の結晶融点以上に加熱焼成することにより形成した
ことを特徴とする画像形成装置用弾性回転体。 ２）未定着の画像を担持した記録材を挟持して、該画像
を記録材上に定着する定着ローラと加圧ローラとを備え
てなり、少なくとも前記定着ローラが、芯金の上に液状
のゴムを塗布、加熱することにより弾性層を形成して、
該弾性層上に研摩加工を経ないで接着層を介し又は介さ
ずにフッ素樹脂の樹脂層を、該フッ素樹脂の結晶融点以
上に加熱焼成することにより形成した弾性回転体からな
ることを特徴とする画像定着装置。[Claims] 1) An elastic layer is formed by coating and heating liquid rubber on a core metal, and a fluororesin is applied on the elastic layer with or without an adhesive layer without going through a polishing process. An elastic rotating body for an image forming apparatus, characterized in that the resin layer is formed by heating and baking the resin layer to a temperature higher than the crystal melting point of the fluororesin. 2) A fixing roller and a pressure roller are provided which sandwich a recording material carrying an unfixed image and fix the image onto the recording material, and at least the fixing roller is configured to apply a liquid onto a core bar. By applying rubber and heating it, an elastic layer is formed.
It is characterized by comprising an elastic rotating body formed by heating and firing a fluororesin resin layer to a temperature higher than the crystal melting point of the fluororesin, with or without an adhesive layer, on the elastic layer without going through a polishing process. image fixing device.
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|---|---|---|---|
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