JPH0527636A - Image fixing device - Google Patents
Image fixing deviceInfo
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- JPH0527636A JPH0527636A JP20361091A JP20361091A JPH0527636A JP H0527636 A JPH0527636 A JP H0527636A JP 20361091 A JP20361091 A JP 20361091A JP 20361091 A JP20361091 A JP 20361091A JP H0527636 A JPH0527636 A JP H0527636A
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- fixing roller
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置におい
て、記録材上に転写したトナー像を定着するための画像
定着装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image fixing apparatus for fixing a toner image transferred onto a recording material in an image forming apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、画像形成装置において、記録材上
に転写された未定着のトナー像は、同装置内に設置され
た画像定着装置によって定着されるようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, an unfixed toner image transferred onto a recording material is fixed by an image fixing apparatus installed in the apparatus.
【0003】特に、フルカラー画像形成における定着工
程はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各種のト
ナーを記録材上に積層させるようにする。このようにカ
ラー画像形成装置の定着装置においては、オリジナル原
稿に近い色を再現するために、上記のような複数層のト
ナーを加熱溶融して混色させるので、軟化点の低い(即
ち、低融点で)、シャープメルトなトナーを使用する必
要がある。Particularly, in the fixing step in the full-color image formation, various toners of yellow, magenta, cyan and black are laminated on the recording material. As described above, in the fixing device of the color image forming apparatus, in order to reproduce the color close to that of the original document, the toners of the plural layers as described above are heated and melted to mix the colors, so that the softening point is low (that is, the low melting point). In), it is necessary to use sharp melt toner.
【0004】この場合、シャープメルトなトナーは極め
て低粘度の状態で定着されるばかりか、複数色が積層さ
れトナー層が厚くなるため、定着ローラにオフセットし
易い。さらに、各カラートナーに含まれる顔料等の違い
から各カラートナーの溶融性も異なる。したがって、そ
れぞれの定着温度範囲(適正な定着を行える温度範囲)
に差異を生じ、単色の場合に比べ共通の定着温度範囲は
狭くなり、オフセットもし易くなる。このため、カラー
画像定着装置においては、白黒画像定着装置で一般的に
使用されるテフロン(商品名)等のフッ素樹脂系の材質
を定着ローラに使用することは難しく、シリコーンゴム
またはシリコーン樹脂が使用される。この理由は、上述
したカラートナーのオフセット防止のためには、シリコ
ーンオイル等の離型剤が不可欠となるが、このシリコー
ンオイルと定着ローラに使用されるフッ素樹脂の濡れ性
が極めて悪いためである。In this case, the sharp melt toner is not only fixed in a state of extremely low viscosity, but also a plurality of colors are laminated and the toner layer becomes thick, so that the toner is easily offset to the fixing roller. Further, the meltability of each color toner is different due to the difference in the pigment contained in each color toner. Therefore, each fixing temperature range (temperature range where proper fixing can be performed)
Occurs, the common fixing temperature range becomes narrower than that in the case of a single color, and the offset easily occurs. Therefore, in a color image fixing device, it is difficult to use a fluororesin-based material such as Teflon (trade name) commonly used in a black and white image fixing device for a fixing roller, and a silicone rubber or a silicone resin is used. To be done. This is because a release agent such as silicone oil is indispensable for preventing the offset of the color toner described above, but the wettability between the silicone oil and the fluororesin used for the fixing roller is extremely poor. ..
【0005】このような画像定着装置は、図6に示すよ
うに、定着ローラ51と、これに相対する加圧ローラ5
2と、定着ローラ51に離型剤として働くシリコーンオ
イルを塗布するオイル塗布手段53と、定着ローラ51
をクリーニングするローラ清掃手段54とを備えてい
る。In such an image fixing device, as shown in FIG. 6, a fixing roller 51 and a pressure roller 5 facing the fixing roller 51.
2, an oil application unit 53 that applies silicone oil that acts as a release agent to the fixing roller 51, and the fixing roller 51.
And roller cleaning means 54 for cleaning.
【0006】定着ローラ51は、アルミニウム製の芯金
55上にジメチルシリコーンゴムよりなるHTV(高温
加硫型)シリコーンゴム層56を3mm厚に被覆して、外
径40mmに成形されている。The fixing roller 51 is formed to have an outer diameter of 40 mm by coating an HTV (high temperature vulcanization type) silicone rubber layer 56 made of dimethyl silicone rubber on an aluminum cored bar 55 to a thickness of 3 mm.
【0007】加圧ローラ52は、アルミニウム製の芯金
58上に表面にフッ素樹脂層を被覆した1mm厚のHTV
シリコーンゴム層59を形成しており、定着ローラ51
と同様の外径をもつ。The pressure roller 52 is a 1 mm thick HTV in which the surface is coated with a fluororesin layer on a cored bar 58 made of aluminum.
The silicone rubber layer 59 is formed, and the fixing roller 51 is formed.
Has an outer diameter similar to.
【0008】定着ローラ51の芯金55及び加圧ローラ
52の芯金58内には、それぞれ加熱源のハロゲンヒー
タ57,61が配設され、加圧ローラ52の表面温度を
これに当接したサーミスタ62aで検知して、温度制御
装置62によりハロゲンヒータ57,61をオンオフ制
御し、定着ローラ51及び加圧ローラ52の表面温度を
約170℃に一定維持する。Halogen heaters 57 and 61, which are heating sources, are provided in the core metal 55 of the fixing roller 51 and the core metal 58 of the pressure roller 52, and the surface temperature of the pressure roller 52 is brought into contact with the halogen heaters 57 and 61. The temperature control device 62 controls the halogen heaters 57 and 61 to be turned on / off by the thermistor 62a, and the surface temperatures of the fixing roller 51 and the pressure roller 52 are constantly maintained at about 170 ° C.
【0009】オイル塗布手段53は、容器63内に収容
したシリコーンオイル64として粘度300csのジメ
チルシリコーンオイルを、上下の供給ローラ65A,6
5Bで汲み上げて、定着ローラ51のシリコーンゴム層
56に塗布する。ゴム層56へのシリコーンオイル64
の塗布量は、上の供給ローラ65Aへ当接させた塗布量
調整ブレード60により調整される。The oil applying means 53 uses dimethyl silicone oil having a viscosity of 300 cs as the silicone oil 64 contained in the container 63, and the upper and lower supply rollers 65A, 6A.
5B is drawn up and applied to the silicone rubber layer 56 of the fixing roller 51. Silicone oil 64 to the rubber layer 56
The application amount is adjusted by the application amount adjusting blade 60 which is brought into contact with the upper supply roller 65A.
【0010】ローラ清掃手段54は、定着ローラ51の
シリコーンゴム層56表面にオフセットしたトナーを除
去するものである。これは、繊維状部材(例えばノーメ
ックス(商品名))よりなるウエブ66を定着ローラ5
1のシリコーンゴム層56表面に接触させたもの(特開
昭50−57237号公報参照)や、クリーニングロー
ラまたはクリーニングブレードを定着ローラ51表面に
接触させたものがある。The roller cleaning means 54 removes the toner offset on the surface of the silicone rubber layer 56 of the fixing roller 51. In this case, a web 66 made of a fibrous member (for example, Nomex (trade name)) is attached to the fixing roller 5.
No. 1 (see Japanese Patent Laid-Open No. 50-57237), and one in which a cleaning roller or a cleaning blade is in contact with the surface of the fixing roller 51.
【0011】未定着トナー像Tを担持した記録材として
の紙Pは、搬送装置(図示せず)により矢印aの方向に
搬送され、その紙Pを駆動装置(図示せず)により、矢
印bの方向に回転する定着ローラ51と加圧ローラ52
とで挟持しながら通過させることにより、ローラ51,
52間の熱及び圧力でトナーを溶かして、トナー像Tが
紙P上に定着される。Paper P as a recording material carrying the unfixed toner image T is conveyed in the direction of arrow a by a conveying device (not shown), and the paper P is indicated by arrow b by a driving device (not shown). Fixing roller 51 and pressure roller 52 which rotate in the direction of
The rollers 51,
The toner and the toner image T are fixed on the paper P by melting the toner by heat and pressure between 52.
【0012】しかし、以上のような画像定着装置におけ
る定着では、次のような不具合が発生する。 すなわ
ち、定着ローラ51のシリコーンゴム層56上に塗布さ
れる一般的な離型剤のジメチルシリコーンオイル64
は、定着時にトナー及び紙Pに転移するが、このシリコ
ーンオイル64は定着ローラ上に若干量残留し、経時的
にシリコーンゴム層56内へ浸入し易い。However, the following problems occur in the fixing in the image fixing device as described above. That is, dimethyl silicone oil 64 which is a general release agent applied on the silicone rubber layer 56 of the fixing roller 51.
Is transferred to the toner and the paper P at the time of fixing, but the silicone oil 64 remains in a small amount on the fixing roller and easily penetrates into the silicone rubber layer 56 over time.
【0013】このようなシリコーンゴム層56内へのシ
リコーンオイル64の浸入現象は定着ローラ51が加熱
されているとき、もしくはシリコーンゴム層が加圧ロー
ラ52よりストレスを受けるときさらに助長される。The phenomenon of the silicone oil 64 penetrating into the silicone rubber layer 56 is further promoted when the fixing roller 51 is heated or when the silicone rubber layer is stressed by the pressure roller 52.
【0014】このようにシリコーンゴム層56内へ浸入
したシリコーンオイル64は熱、圧力などによりゴム層
56を構成するHTVシリコーンゴムの熱分解を助長す
る。この結果、シリコーンゴム層56は熱分解が進んで
硬度低下や膨潤を起こし、最終的にHTVシリコーンゴ
ムの化学結合が外れゴムがちぎれるため、シリコーンゴ
ム層56が定着ローラ51より剥れてしまう。The silicone oil 64 thus infiltrated into the silicone rubber layer 56 promotes the thermal decomposition of the HTV silicone rubber constituting the rubber layer 56 by heat, pressure and the like. As a result, the silicone rubber layer 56 undergoes thermal decomposition to cause a decrease in hardness and swelling, and finally the chemical bond of the HTV silicone rubber is broken and the rubber is broken, so that the silicone rubber layer 56 is peeled off from the fixing roller 51.
【0015】この現象は、特にシリコーンゴム層56の
芯金55に近いところで発生し易い。これはシリコーン
ゴム層56の芯金55近傍が最も高温でありゴムの分解
が速いためと考えられる。例えば、あるシリコーンゴム
においては芯金から表層の厚み方向に温度勾配が最大約
40℃/mmある。この場合、ゴム層が3mm厚のローラ
で、ローラ表面温度を170℃とするためには、芯金近
傍の温度はシリコーンゴムの限界耐熱温度に近い290
℃まで上昇する。(但し、これらは外気温やヒータ57
の熱量、ローラ51の回転等の条件で若干変化する) これらの現象は、上述したようなHTVシリコーンゴム
に限るものではなく、ジメチルシリコーンゴムやメチル
ビニルシリコーンゴムなどのRTV(室温加硫型)シリ
コーンゴム、LTV(低温加硫型)シリコーンゴムでも
同様である。This phenomenon is likely to occur particularly near the core metal 55 of the silicone rubber layer 56. It is considered that this is because the temperature near the core 55 of the silicone rubber layer 56 is the highest temperature and the rubber decomposes quickly. For example, a certain silicone rubber has a maximum temperature gradient of about 40 ° C./mm in the thickness direction from the core metal to the surface layer. In this case, in the case where the rubber layer is a roller having a thickness of 3 mm and the roller surface temperature is 170 ° C., the temperature in the vicinity of the core metal is 290 which is close to the limit heat resistance temperature of the silicone rubber.
Rises to ℃. (However, these are the outside temperature and the heater 57
The phenomenon is not limited to the above-mentioned HTV silicone rubber, but RTV (room temperature vulcanization type) such as dimethyl silicone rubber or methyl vinyl silicone rubber is used. The same applies to silicone rubber and LTV (low temperature vulcanization type) silicone rubber.
【0016】以上のようなことから、定着ローラのゴム
層を構成するHTVシリコーンゴムがシリコーンオイル
により膨潤しないようにするため、定着ローラのシリコ
ーンゴム層の中間にフッ素ゴム、フッ素樹脂、フルオロ
シリコーンゴムなどによるオイルバリヤー層を設けるこ
とが、従来から提案されている。(特公昭54−413
30号,41331号) また定着ローラのゴム層の下層に、膨潤し難くいゴムを
混在させて構成することが提案されている。(特公昭5
4−41332号,特公昭57−46068号,特公昭
60−21860号) しかし、上記提案のうちオイルバリヤー層を設けたもの
は、オフセット防止層、オイルバリヤー層の二層構成ま
たはこの下層に弾性層を設けた三層構成となるために、
定着ローラのゴム層構成が複雑になってしまう。また、
上述したようなオイルバリヤー層に用いるフッ素系のゴ
ム材は、比較的高価であると共に各ゴム層の接着が難し
いため定着ローラのコストが高くなる。また、膨潤し難
いゴムを下層に混在させる系は技術的に大変難しい。From the above, in order to prevent the HTV silicone rubber forming the rubber layer of the fixing roller from swelling with silicone oil, fluororubber, fluororesin or fluorosilicone rubber is provided in the middle of the silicone rubber layer of the fixing roller. It has been conventionally proposed to provide an oil barrier layer based on the above. (Japanese Patent Publication No. 54-413
No. 30, 41331) Further, it has been proposed that rubber which is difficult to swell is mixed in the lower layer of the rubber layer of the fixing roller. (Japanese Patent Publication Sho 5
4-41332, JP-B-57-46068, JP-B-60-21860) However, among the above proposals, those provided with an oil barrier layer have a two-layer structure of an offset prevention layer and an oil barrier layer or an elastic layer in the lower layer. In order to have a three-layer structure with layers,
The rubber layer structure of the fixing roller becomes complicated. Also,
The fluorine-based rubber material used for the oil barrier layer as described above is relatively expensive and it is difficult to bond the rubber layers to each other, which increases the cost of the fixing roller. Further, it is technically difficult to mix a system in which a rubber which is difficult to swell is mixed in the lower layer.
【0017】また、別の方法として、特公昭54−26
373号には、定着ローラ等のゴム層を構成するシリコ
ーンゴムの種類と、塗布するシリコーンオイルの種類と
をそれぞれ選択して、ゴム層の膨潤を極力少なくするよ
うなシリコーンゴムとシリコーンオイルとの組み合わせ
が提案されている。Further, as another method, Japanese Patent Publication No. 54-26
No. 373 discloses a silicone rubber and a silicone oil that minimize the swelling of the rubber layer by selecting the type of silicone rubber that constitutes the rubber layer of the fixing roller and the type of silicone oil that is applied. Combinations have been proposed.
【0018】上記提案では、シリコーンオイルとして、
クロル系、脂肪酸変性系、ニトリル系またはフロル系の
ものを使用し、シリコーンゴムとして、メチル系、メチ
ルビニル系またはメチルフェニル系のものを使用する。
あるいはシリコーンオイルとして、メチル系、メチルフ
ェニル系、メチル水素系、クロル系、脂肪酸変性系、ニ
トリル系またはフロル系のものを使用し、シリコーンゴ
ムとして、ニトリル系またはフロル系のものを使用する
(但し、シリコーンオイルとしてニトリル系またはフロ
ル系のものを使用した場合は、同系のシリコーンゴムは
除く)。In the above proposal, as the silicone oil,
Chlorine-based, fatty acid-modified, nitrile- or fluor-based ones are used, and as the silicone rubber, methyl-based, methylvinyl-based or methylphenyl-based ones are used.
Alternatively, as the silicone oil, use a methyl-based, methylphenyl-based, methylhydrogen-based, chlor-based, fatty acid-modified, nitrile- or fluor-based one, and use a nitrile- or fluor-based one as the silicone rubber (however, , If a nitrile type or fluor type is used as the silicone oil, the same type of silicone rubber is excluded).
【0019】以上のシリコーンオイルとシリコーンゴム
との組み合わせにより、定着ローラ等のゴム層を構成す
るシリコーンゴムのシリコーンオイルによる膨潤を防止
するとしている。The combination of the above silicone oil and silicone rubber prevents swelling of the silicone rubber forming the rubber layer of the fixing roller or the like with the silicone oil.
【0020】しかし、本発明者等は、上記提案中で好ま
しくないとしている下記の組み合わせでも、オイルによ
るゴムの膨潤を防ぐことができるものがあることを見出
した。However, the present inventors have found that even the following combinations, which are not preferable in the above proposal, can prevent the swelling of rubber by oil.
【0021】それは、定着ローラを構成するシリコーン
ゴムとしてメチル系またはメチルビニル系のものを使用
し、定着ローラに塗布するシリコーンオイルとして、メ
チルフェニル系のものを使用した場合である。This is the case where a methyl-based or methylvinyl-based one is used as the silicone rubber that constitutes the fixing roller, and a methylphenyl-based one is used as the silicone oil applied to the fixing roller.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この組
み合わせの場合、定着ローラ表面のオイルの濡れ性はメ
チル系のシリコーンオイルを使用したときに比べ低下す
るため、 1)オイルの塗布むらによる画像むら(オイルの多少に
より画像の光沢に差が出るもの)を生じる。 2)トナー樹脂やシリカ、アルミナ等のトナー外添剤及
び紙の諸成分等が上記したようなローラ清掃手段を設け
ても、ローラ表面に強固に付着し、これが耐久的に蓄積
して本来ローラ表面がもつシリコーンオイル濡れ性及び
トナーとの離型性が得られなくなるため、比較的早めに
オフセットを起こす。 という問題点があった。However, in the case of this combination, the wettability of the oil on the surface of the fixing roller is lower than that when the methyl-based silicone oil is used. Therefore, 1) image unevenness due to uneven application of oil ( The gloss of the image may differ depending on the amount of oil). 2) Toner external additives such as toner resin, silica and alumina, and various components of paper are firmly adhered to the roller surface even if the above-described roller cleaning means is provided, and these accumulate in a durable manner and are originally used as the roller. Since the wettability of silicone oil on the surface and the releasability from the toner cannot be obtained, offset occurs relatively early. There was a problem.
【0023】したがって本発明の目的は、上記問題点を
解決し、定着ローラを構成するシリコーンゴムへのシリ
コーンオイルの過剰含浸による膨潤を、簡単かつ安価な
定着ローラで防止するとともに、オフセットに対して強
く耐久寿命の長い画像定着装置を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, prevent swelling of silicone rubber constituting a fixing roller due to excessive impregnation of silicone oil with a simple and inexpensive fixing roller, and prevent offset. An object is to provide an image fixing device that is strong and has a long life.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、表層をシリコーンゴムとする定着ローラと、該定
着ローラにシリコーンオイルを塗布せしめるオイル塗布
手段と、上記定着ローラに圧接して配設された加圧ロー
ラとを有し、該定着ローラと加圧ローラとにより、トナ
ー像を転写した記録材を挟持して加熱及び加圧すること
により、上記トナー像を上記記録材上へ定着する画像定
着装置において、上記定着ローラをその表層がメチル系
またはメチルビニル系のシリコーンゴム層上に、メチル
フェニル系のシルコーンゴム層を設けた多層ローラと
し、上記シリコーンオイルをメチルフェニル系のシリコ
ーンオイルとすることによって達成される。According to the present invention, the above object is to provide a fixing roller having a surface made of silicone rubber, an oil applying unit for applying silicone oil to the fixing roller, and a pressure contact member for the fixing roller. The recording material on which the toner image is transferred is sandwiched between the fixing roller and the pressure roller, and the recording material is heated and pressed to fix the toner image on the recording material. In the image fixing device, the fixing roller is a multi-layer roller in which the surface layer is a methyl- or methylvinyl-based silicone rubber layer and a methylphenyl-based silcon rubber layer is provided, and the silicone oil is a methylphenyl-based silicone oil. It is achieved by doing.
【0025】[0025]
【作用】本発明によれば、定着ローラのゴム層をメチル
系またはメチルビニル系のシリコーンゴム層上に、メチ
ルフェニル系のシリコーンゴム層を設けた多層とし、離
型剤としてメチルフェニル系のシリコーンオイルを用い
た結果、ゴム層のオイル含浸率が低くなりゴムの膨潤が
防止されることが判明した。According to the present invention, the rubber layer of the fixing roller is a multi-layer in which a methylphenyl-based silicone rubber layer is provided on a methyl-based or methylvinyl-based silicone rubber layer, and a methylphenyl-based silicone is used as a release agent. As a result of using oil, it was found that the oil impregnation rate of the rubber layer was lowered and the swelling of rubber was prevented.
【0026】[0026]
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0027】図1は、本発明の画像定着装置の一実施例
を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the image fixing device of the present invention.
【0028】本画像定着装置26は、図1に示すよう
に、定着ローラ1と、これに相対する加圧ローラ2と、
定着ローラ1に離型剤のシリコーンオイルを塗布する離
型剤塗布手段3と、定着ローラ1を研摩するローラ清掃
手段4とを備えている。As shown in FIG. 1, the image fixing device 26 includes a fixing roller 1, a pressure roller 2 facing the fixing roller 1,
The fixing roller 1 is provided with a release agent applying means 3 for applying a release agent silicone oil and a roller cleaning means 4 for polishing the fixing roller 1.
【0029】定着ローラ1は、アルミニウム製の芯金5
上にシリコーンゴム層6を被覆した外径40mmのもので
詳細は後述する。The fixing roller 1 is made of an aluminum core metal 5
A silicone rubber layer 6 having an outer diameter of 40 mm is coated on the upper surface, and the details thereof will be described later.
【0030】加圧ローラ2は、アルミニウム製の芯金8
上に表面にフッ素樹脂層を被覆した、1mm厚のHTV
(高温加硫型)シリコーンゴム層9を形成した定着ロー
ラ同様、外径40mmのものである。The pressure roller 2 is made of an aluminum core metal 8
1mm thick HTV with fluororesin layer coated on top
(High temperature vulcanization type) Like the fixing roller having the silicone rubber layer 9, the outer diameter is 40 mm.
【0031】定着ローラ1の芯金5及び加圧ローラ2の
芯金8内には、それぞれ加熱源のハロゲンヒータ7,1
1が配設され、加圧ローラ2の表面温度をこれに当接し
たサーミスタ12aで検知して、温度制御装置12によ
りヒータ7,11をオンオフ制御し、定着ローラ1及び
加圧ローラ2の表面温度を約170℃に一定維持するよ
うになっている。In the core metal 5 of the fixing roller 1 and the core metal 8 of the pressure roller 2, halogen heaters 7 and 1 as heating sources are respectively provided.
1, the surface temperature of the pressure roller 2 is detected by the thermistor 12a that is in contact with the pressure roller 2, and the temperature control device 12 controls the heaters 7 and 11 to turn on and off. The temperature is kept constant at about 170 ° C.
【0032】離型剤塗布手段3は、容器13内に収容し
たシリコーンオイルとして粘度450csのメチルフェ
ニルシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製KF−
54)を上下の供給ローラ15A,15Bで汲み上げ
て、定着ローラ1のシリコーンゴム層に塗布するように
なっている。シリコーンゴム層6へのシリコーンオイル
14の塗布量は、上の供給ローラ15Aへ当接させた塗
布量調整ブレード10により調整される。ここで、適正
な塗布量としては、A4転写紙一枚当り0.01〜0.
2g、望ましくは0.03〜0.1gである。The release agent applying means 3 is a methylphenyl silicone oil having a viscosity of 450 cs as the silicone oil contained in the container 13 (KF- manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
54) is drawn up by the upper and lower supply rollers 15A and 15B and applied onto the silicone rubber layer of the fixing roller 1. The application amount of the silicone oil 14 on the silicone rubber layer 6 is adjusted by the application amount adjusting blade 10 that is brought into contact with the upper supply roller 15A. Here, the proper application amount is 0.01 to 0.
2 g, preferably 0.03 to 0.1 g.
【0033】ローラ清掃手段4は、定着ローラ1のシリ
コーンゴム層6表面の付着物(トナー樹脂やシリカ、ア
ルミナ等のトナー外添剤及び紙の諸成分等)を清掃す
る。ここで清掃部材は押圧ローラ42により定着ローラ
1に接触される従来のクリーニング部材である繊維状の
クリーニングウエブの少なくともクリーニング面側にニ
ッケルメッキを施したウエブ41である。このニッケル
メッキウエブ41は従来の耐熱製不織布ノーメックス
(商品名)に無電解メッキ法により研摩剤となるニッケ
ルを、ウエブのクリーニング側の繊維の表面に数μm程
度の厚さでウエブ1平方m当たり3gになるようメッキ
したものである。このように構成されたニッケルメッキ
ウエブ41は送りローラ43により図中の矢印Cの方向
に送られると共に巻取ローラ44に巻き取られる。The roller cleaning means 4 cleans deposits (toner external additives such as toner resin, silica and alumina, and various components of paper) on the surface of the silicone rubber layer 6 of the fixing roller 1. Here, the cleaning member is a fibrous cleaning web that is a conventional cleaning member that is brought into contact with the fixing roller 1 by the pressing roller 42, and at least the cleaning surface side is nickel-plated web 41. This nickel-plated web 41 has a conventional heat-resistant non-woven fabric Nomex (trade name) and nickel as an abrasive by an electroless plating method, with a thickness of about several μm on the surface of the cleaning side of the web per square meter of the web. It is plated to have a weight of 3g. The nickel-plated web 41 configured as described above is fed by the feed roller 43 in the direction of arrow C in the figure and is also wound up by the winding roller 44.
【0034】以上のような本実施例装置に用いられる定
着ローラ1は、図2に示すように、芯金5上に、ゴム層
6として、上層61が、0.2mm厚のメチルフェニルシ
リコーンゴム、下層62が2.8mm厚のジメチルシリコ
ーンゴム(東レ株式会社製)を形成した3mm厚の二層ロ
ーラである。上層61のメチルフェニルシリコーンゴム
層は、ローラに塗布されるメチルフェニルシリコーンオ
イルと濡れ性がよく、記録材上のトナーTと定着時の離
型性がよいためオフセット防止層となる。また、このオ
フセット防止層はローラ表面に薄層形成されているため
ゴムの膨潤は起こさない。As shown in FIG. 2, the fixing roller 1 used in the apparatus of the present embodiment as described above has a core metal 5 and a rubber layer 6 having an upper layer 61 of 0.2 mm thick methylphenyl silicone rubber. The lower layer 62 is a 3 mm-thick two-layer roller in which 2.8 mm-thick dimethyl silicone rubber (manufactured by Toray Industries, Inc.) is formed. The methylphenyl silicone rubber layer of the upper layer 61 has a good wettability with the methylphenyl silicone oil applied to the roller and has a good releasability from the toner T on the recording material at the time of fixing and thus serves as an offset prevention layer. Further, since this offset prevention layer is formed as a thin layer on the roller surface, swelling of rubber does not occur.
【0035】一方、下層62のジメチルシリコーンゴム
層は、上述したように、ローラ表面に塗布されるメチル
フェニルシリコーンオイルによるゴムの膨潤を起こさな
い。したがってオイルバリヤー層を必要としない弾性層
となる。この弾性層の厚み、硬度等を最適化することに
より、定着時の記録材のしわを防止したり、記録材とロ
ーラとの接触面積が調整される。On the other hand, the dimethyl silicone rubber layer of the lower layer 62 does not cause the rubber to swell due to the methylphenyl silicone oil applied to the roller surface, as described above. Therefore, the elastic layer does not require an oil barrier layer. By optimizing the thickness, hardness, etc. of this elastic layer, it is possible to prevent wrinkling of the recording material during fixing and to adjust the contact area between the recording material and the roller.
【0036】本実施例においては、定着ローラ1を成形
後、これをジメチルシリコーンオイル(信越化学工業株
式会社製KF96−100cs)の200℃のオイルバ
ス中に浸漬し、予めゴム中にオイル含浸した。In this embodiment, after the fixing roller 1 is molded, it is immersed in a 200 ° C. oil bath of dimethyl silicone oil (KF96-100cs, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to preliminarily impregnate the rubber with oil. ..
【0037】このようにシリコーンゴムに予めシリコー
ンオイルを含浸しておくと初期的なオフセットに対して
効果的である。含浸しておくシリコーンオイルとして
は、ゴムに対する重量比として20%以内、好ましくは
5〜10%であればジメチルシリコーンオイル、メチル
フェニルシリコーンオイル等、特に種類は選ばないがジ
メチルシリコーンオイルの方がより効果的であった。こ
こで含浸方法としては、シリコーンゴムをシリコーンオ
イル中に浸漬することにより含浸してもよいし、シリコ
ーンゴムの配合中にシリコーンオイルを内添して含浸さ
せてもよい。Thus, pre-impregnation of silicone rubber with silicone oil is effective for initial offset. As the silicone oil to be impregnated, if the weight ratio to the rubber is within 20%, preferably 5 to 10%, dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, etc. are not particularly limited, but dimethyl silicone oil is more preferable. It was effective. Here, as the impregnation method, the silicone rubber may be impregnated by immersing the silicone rubber in the silicone oil, or the silicone oil may be internally added and impregnated during the compounding of the silicone rubber.
【0038】定着ローラに用いるシリコーンゴムとして
は、シリコーンオイルの過剰含浸防止のため、架橋密度
が高いものが望ましい。また、シリコーンゴム中の充填
剤量が多いほうが上記と同様の効果が増すのでさらに望
ましい。但し、この充填剤量が過剰になると定着ローラ
の離型性が低下するので、離型性とゴムの膨潤度合いと
の兼ね合いで適正量は決定される。As the silicone rubber used for the fixing roller, one having a high crosslinking density is desirable in order to prevent excessive impregnation of silicone oil. Further, it is more desirable that the amount of the filler in the silicone rubber is large because the same effect as described above is enhanced. However, if the amount of the filler is excessive, the releasability of the fixing roller deteriorates. Therefore, an appropriate amount is determined in consideration of the releasability and the degree of swelling of rubber.
【0039】次に、以上のような定着ローラ1のシリコ
ーンゴム層6と離型剤塗布手段3のシリコーンオイルに
ついて行った実験について説明する。Next, an experiment conducted on the silicone rubber layer 6 of the fixing roller 1 and the silicone oil of the release agent applying means 3 will be described.
【0040】実験方法は、メチル系及びメチルビニル系
のシリコーンゴム数種類を、従来公知の方法またはゴム
メーカーの推奨の方法で硬化し、それぞれ1gのゴム片
を作成して、予め170〜180℃に加熱したジメチル
シリコーンオイル及びメチルフェニルシリコーンオイル
中に浸漬した。これらを一定時間毎に取り出して重量変
化を測定し、ゴム片のオイル含浸率(膨潤量に相当)の
変化を測定した。ここで 含浸率(%)=浸漬後の重量/初期重量×100−10
0 とする。The experimental method was to cure several types of methyl-type and methylvinyl-type silicone rubbers by a conventionally known method or a method recommended by a rubber maker to prepare 1 g of rubber pieces, and to preheat the temperature to 170 to 180 ° C. It was immersed in heated dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil. These were taken out at regular intervals and the weight change was measured to measure the change in the oil impregnation rate (corresponding to the swelling amount) of the rubber piece. Here, the impregnation rate (%) = weight after immersion / initial weight × 100-10
Set to 0.
【0041】使用したゴムとしては、東レ株式会社製の
メチル系及びメチルビニル系シリコーンゴムを用いた。
また、ジメチルシリコーンオイル及びメチルフェニルシ
リコーンオイルとしては、信越化学工業株式会社製のK
F96−300cs及びKF54−450csをそれぞ
れ使用した。As the rubber used, methyl-based and methylvinyl-based silicone rubbers manufactured by Toray Industries, Inc. were used.
As dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, K manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
F96-300cs and KF54-450cs were used respectively.
【0042】結果は代表例として図3に示すようにジメ
チルシリコーンオイルを用いた場合、全被験ゴムで50
%以上の含浸率を示し、30時間経過後も増加し続けて
いる。また他の70%を越えているもの(図示せず)の
なかには膨潤が確認できるものもあった。ところがメチ
ルフェニルシリコーンオイルの場合、全被験ゴムにおい
て含浸率は20時間以降も20%以下で飽和状態にあり
膨潤も全く見られなかった。As a representative example, when dimethyl silicone oil is used as shown in FIG.
The impregnation rate is above 100% and continues to increase even after 30 hours. In addition, swelling was also confirmed in some of the others (not shown) exceeding 70%. However, in the case of methylphenyl silicone oil, the impregnation rate was 20% or less after 20 hours in all the rubbers to be saturated and no swelling was observed.
【0043】以上のようにメチルフェニルシリコーンオ
イルはメチル系、メチルビニル系シリコーンゴムに対し
て含浸率が低いことからゴムの膨潤を起こさないことが
判かる。この理由としてはオイル及びゴムに含まれ、そ
れぞれの親和性に影響を与えるメチル基の比率がメチル
フェニルシリコーンオイルの場合は低いためと考えられ
る。As described above, since methylphenyl silicone oil has a low impregnation rate with respect to methyl-based or methylvinyl-based silicone rubber, it is clear that the rubber does not swell. The reason for this is considered to be that the ratio of methyl groups contained in oils and rubbers and affecting their respective affinities is low in the case of methylphenyl silicone oil.
【0044】これは、図4に代表例を示すように、メチ
ルフェニルシリコーンゴムのフェニル基のモル数を増加
すると、ジメチルシリコーンゴムへの含浸率が低下する
ことからも説明できる。This can also be explained by the fact that the impregnation rate into dimethyl silicone rubber decreases as the number of moles of phenyl groups in methylphenyl silicone rubber increases, as shown in a representative example in FIG.
【0045】ここで使用したメチルフェニルシリコーン
オイルは、 KF54−450cs(フェニル基のモル数=25%) KF514−300cs(フェニル基のモル数=15
%) で信越化学工業株式会社製である。The methylphenyl silicone oil used here is KF54-450cs (the number of moles of the phenyl group = 25%) KF514-300cs (the number of moles of the phenyl group = 15)
%) Manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
【0046】以上より、メチルフェニルシリコーンオイ
ルの場合フェニル基のモル数がゴムのオイル含浸率に対
して一つの条件となることが判る。すなわちメチルフェ
ニルシリコーンオイルのフェニル基のモル数が少ない
と、ゴムに対してオイルが過剰含浸となるため膨潤防止
効果が薄れてしまう。したがってメチルフェニルシリコ
ーンオイルのフェニル基のモル数は、5mol%以上が
望ましい。From the above, it can be seen that in the case of methylphenyl silicone oil, the number of moles of phenyl groups is one condition for the oil impregnation rate of rubber. That is, when the number of moles of phenyl groups in the methylphenyl silicone oil is small, the oil is excessively impregnated into the rubber and the swelling prevention effect is weakened. Therefore, the number of moles of phenyl groups of methylphenyl silicone oil is preferably 5 mol% or more.
【0047】またメチルフェニルシリコーンオイルの粘
度は、画像形成装置で一般的に使用される10〜100
00cs程度であれば問題がなかった。The viscosity of the methylphenyl silicone oil is 10 to 100, which is generally used in the image forming apparatus.
There was no problem if it was about 00 cs.
【0048】次に、本実施例の定着装置の動作を図1に
基づいて説明する。Next, the operation of the fixing device of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0049】未定着トナー像Tを担持した記録材Pは図
中の矢印aの方向へ搬送装置(図示せず)により搬送さ
れ、駆動装置(図示せず)により同図中矢印bの方向に
回転される定着ローラ1と加圧ローラ2との間を通さ
れ、ハロゲンヒータ7から定着ローラ1及び加圧ローラ
2をそれぞれ介して供給される熱及び圧力により記録材
P上に未定着トナー像Tは定着される。上述した熱定着
工程において記録材P上に熱定着される未定着トナー像
Tが僅かづつ定着ローラ1表面にオフセットされるが、
オフセットされたトナー(上述したようにここではトナ
ー樹脂、シリカ、アルミナ等の外添剤及び紙の諸成分の
こと)はローラ清掃手段4により以下のように除去され
る。The recording material P carrying the unfixed toner image T is conveyed by a conveying device (not shown) in the direction of arrow a in the drawing, and is driven by a driving device (not shown) in the direction of arrow b in the drawing. An unfixed toner image is formed on the recording material P by heat and pressure that are passed between the rotating fixing roller 1 and the pressure roller 2 and are supplied from the halogen heater 7 via the fixing roller 1 and the pressure roller 2, respectively. T is fixed. Although the unfixed toner image T which is thermally fixed on the recording material P in the above-described heat fixing step is slightly offset on the surface of the fixing roller 1,
The offset toner (as described above, the toner resin, external additives such as silica and alumina, and various components of paper) is removed by the roller cleaning means 4 as follows.
【0050】すなわち、ニッケルメッキウエブ41は押
圧ローラ42により押圧されながら巻取ローラ44に所
定の速度で巻き取られていく。そして、ニッケルメッキ
ウエブ41は定着ローラ1の表面に当接され定着ローラ
1の回転に伴って、定着ローラ1の表面の付着物を清掃
する。That is, the nickel-plated web 41 is wound around the winding roller 44 at a predetermined speed while being pressed by the pressing roller 42. Then, the nickel-plated web 41 is brought into contact with the surface of the fixing roller 1 to clean the adhered matter on the surface of the fixing roller 1 as the fixing roller 1 rotates.
【0051】この場合、ニッケルメッキウエブ41は繊
維状のため、定着ローラ1表面との接触状態は極めてよ
く定着ローラ1の表面から削られたゴム及び表面の付着
物をウエブ41の繊維間によく吸着し、クリーニング性
も高い。In this case, since the nickel-plated web 41 is fibrous, the state of contact with the surface of the fixing roller 1 is very good, and the rubber scraped from the surface of the fixing roller 1 and the adhered matter on the surface are well separated between the fibers of the web 41. Adsorbs and has high cleaning performance.
【0052】なお、上述した実施例において下層62に
メチルビニルシリコーンゴムを用いてもよい。また、図
5に示すように定着ローラ1を、芯金5上に、ゴム層6
として、上層61が0.2mm厚のメチルフェニルシリコ
ーンゴム、中間層63が2.0mm厚のジメチルシリコー
ンゴム、下層62が0.8mm厚のジメチルシリコーンゴ
ム(東レ株式会社製)を形成した3mm厚の三層ローラと
してもよい。この場合、中間層63を弾性層として、ゴ
ム硬度が低いジメチルシリコーンゴムを用い、下層62
は耐熱的に優れたジメチルシリコーンゴムを用いること
がより望ましい。In the above-mentioned embodiment, the lower layer 62 may be made of methyl vinyl silicone rubber. Further, as shown in FIG. 5, the fixing roller 1 is mounted on the core metal 5 with the rubber layer 6
As the upper layer 61, a methyl phenyl silicone rubber having a thickness of 0.2 mm, the intermediate layer 63 having a dimethyl silicone rubber having a thickness of 2.0 mm, and the lower layer 62 having a dimethyl silicone rubber having a thickness of 0.8 mm (manufactured by Toray Industries, Inc.) are formed to have a thickness of 3 mm. It may be a three-layer roller. In this case, the intermediate layer 63 is used as an elastic layer, and dimethyl silicone rubber having a low rubber hardness is used.
It is more desirable to use dimethyl silicone rubber which is excellent in heat resistance.
【0053】同様に、下層62及び中間層63にメチル
ビニルシリコーンゴムを用いてもよいし、ジメチルシリ
コーンゴムとメチルビニルシリコーンゴムを組み合わせ
てもよい。Similarly, methyl vinyl silicone rubber may be used for the lower layer 62 and the intermediate layer 63, or dimethyl silicone rubber and methyl vinyl silicone rubber may be combined.
【0054】また、本発明に係わる定着装置は、定着時
にトナーの混色を行うフルカラー画像形成装置の定着に
おいて特に有効であるが、白黒画像定着装置にも有効で
ある。The fixing device according to the present invention is particularly effective for fixing a full-color image forming device in which toner is mixed in color during fixing, but is also effective for a monochrome image fixing device.
【0055】[0055]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、定着
ローラに塗布するシリコーンオイルとしてメチルフェニ
ル系のものを使用し、定着ローラの表層をメチル系また
はメチルビニル系のシリコーンゴム層上に、メチルフェ
ニル系のシリコーンゴム層を設けた多層構造としたの
で、定着ローラを構成するシリコーンゴムのシリコーン
オイル過剰含浸による膨潤を簡単かつ安価な定着ローラ
で防止できるとともに、オフセットに強く耐久寿命を飛
躍的に伸ばすことができる。As described above, according to the present invention, the methylphenyl type silicone oil is used as the silicone oil applied to the fixing roller, and the surface layer of the fixing roller is formed on the methyl type or methylvinyl type silicone rubber layer. Since it has a multi-layer structure with a methylphenyl silicone rubber layer, the swelling of the silicone rubber that composes the fixing roller due to excessive impregnation of silicone oil can be prevented with a simple and inexpensive fixing roller, and it is resistant to offset and has a long service life. Can be extended.
【図1】本発明の画像定着装置の一実施例を示す概略構
成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image fixing device of the present invention.
【図2】図1装置の定着ローラの概略構成を示す断面図
である。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a fixing roller of the apparatus shown in FIG.
【図3】本発明に用いられるシリコーンゴム及びシリコ
ーンオイルについて行った、ゴム片のオイル含浸率の時
間推移の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a time transition of an oil impregnation rate of a rubber piece, which was performed for silicone rubber and silicone oil used in the present invention.
【図4】メチルフェニルシリコーンゴムのフェニル基の
モル数を変えた場合の、オイル含浸率の時間推移の一例
を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of the time transition of the oil impregnation rate when the number of moles of phenyl groups of methylphenyl silicone rubber is changed.
【図5】本発明の定着ローラのゴム層を三層にした実施
例を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which the fixing roller of the present invention has three rubber layers.
【図6】従来の画像定着装置の概略構成を示す断面図で
ある。FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional image fixing device.
1 定着ローラ 2 加圧ローラ 3 オイル塗布手段 14 シリコーンオイル 61 メチルフェニルシリコーンゴム 62 ジメチルシリコーンゴム 1 Fixing Roller 2 Pressure Roller 3 Oil Applying Means 14 Silicone Oil 61 Methylphenyl Silicone Rubber 62 Dimethyl Silicone Rubber
Claims (1)
と、該定着ローラにシリコーンオイルを塗布せしめるオ
イル塗布手段と、上記定着ローラに圧接して配設された
加圧ローラとを有し、該定着ローラと加圧ローラとによ
り、トナー像を転写した記録材を挟持して加熱及び加圧
することにより、上記トナー像を上記記録材上へ定着す
る画像定着装置において、上記定着ローラをその表層が
メチル系またはメチルビニル系のシリコーンゴム層上
に、メチルフェニル系のシルコーンゴム層を設けた多層
ローラとし、上記シリコーンオイルをメチルフェニル系
のシリコーンオイルとすることを特徴とする画像定着装
置。Claim: What is claimed is: 1. A fixing roller having a surface layer made of silicone rubber, an oil applying unit for applying silicone oil to the fixing roller, and a pressure roller arranged in pressure contact with the fixing roller. In the image fixing device for fixing the toner image on the recording material by sandwiching and heating and pressing the recording material on which the toner image is transferred by the fixing roller and the pressure roller. Image fixing characterized in that the roller is a multi-layer roller in which a methylphenyl or methylvinyl type silicone rubber layer is provided on a methylphenyl type silcon rubber layer, and the silicone oil is methylphenyl type silicone oil. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20361091A JPH0527636A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Image fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20361091A JPH0527636A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Image fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0527636A true JPH0527636A (en) | 1993-02-05 |
Family
ID=16476894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20361091A Pending JPH0527636A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Image fixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0527636A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100408293B1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-12-01 | 삼성전자주식회사 | Image drying unit for electrophotographic printer |
KR100465330B1 (en) * | 2002-08-21 | 2005-01-13 | 삼성전자주식회사 | apparatus and method for regenerating the fusing roller in an image forming apparatus |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP20361091A patent/JPH0527636A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100408293B1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-12-01 | 삼성전자주식회사 | Image drying unit for electrophotographic printer |
KR100465330B1 (en) * | 2002-08-21 | 2005-01-13 | 삼성전자주식회사 | apparatus and method for regenerating the fusing roller in an image forming apparatus |
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