JPH06100876B2 - Fixing roller and fixing device having the same - Google Patents

Fixing roller and fixing device having the same

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JPH06100876B2
JPH06100876B2 JP59064589A JP6458984A JPH06100876B2 JP H06100876 B2 JPH06100876 B2 JP H06100876B2 JP 59064589 A JP59064589 A JP 59064589A JP 6458984 A JP6458984 A JP 6458984A JP H06100876 B2 JPH06100876 B2 JP H06100876B2
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roller
resin
fixing
rubber
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正弘 後藤
司 久下
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    • 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
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機、印刷機、プリンター及び複合記録装置
一般等の画像形成装置に適用される加熱、加圧、加熱加
圧等の目的に使用される定着用ローラ、及びそれを有す
る定着装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is applied to image forming apparatuses such as copiers, printing machines, printers, and composite recording apparatuses in general. And a fixing device having the same.

従来、ローラ定着装置においては、定着ローラ表層に、
RTVシリコンゴムやテフロン(商品名;デュポン社)の
ような離型性材料を設け、場合によっては、更にシリコ
ンオイルのような離型剤を塗布することによりオフセッ
トを防止していた。定着ローラ表面をRTVシリコンゴム
で被覆したものは一般に離型材を塗布する必要がなく、
装置が簡単であり、かつシリコンゴムの弾性力により、
定着性が良好であるが、離型性の経時変化(悪化)が激
しく、寿命が非常に短く、頻繁に、ローラを交換しなけ
れがならなかった。またシリコンオイルのような離型剤
を塗布して離型性を維持しようとすると、シリコンゴム
がシリコンオイルで膨潤してゆき、物性強度が低下して
しまいやはり頻繁にローラを交換しなければならない。
また定着ローラ表面を4弗化エチレン−フロロアルコキ
シエチレン共重合体樹脂(以降PFAと称す)やポリテト
ラフルオロエチレン樹脂(以降PTFEと称す)等の弗素樹
脂で被覆したローラは上記シリコンゴムと比較して、高
強度であり、シリコンオイルを塗布すれば離型性も良好
である。
Conventionally, in the roller fixing device, the surface layer of the fixing roller is
A release material such as RTV silicone rubber or Teflon (trade name; DuPont) was provided, and in some cases, a release agent such as silicone oil was applied to prevent offset. The one where the surface of the fixing roller is covered with RTV silicone rubber generally does not need to be coated with a release material,
The device is simple, and due to the elastic force of silicon rubber,
Although the fixing property was good, the releasability changed significantly over time (deterioration), the life was very short, and the rollers had to be frequently replaced. If a mold release agent such as silicone oil is applied to maintain the mold releasability, the silicone rubber will swell with the silicone oil and the physical strength will decrease, so the rollers must be frequently replaced. .
Also, a roller whose surface is coated with a fluororesin such as tetrafluoroethylene-fluoroalkoxyethylene copolymer resin (hereinafter referred to as PFA) or polytetrafluoroethylene resin (hereinafter referred to as PTFE) is compared with the above silicone rubber. And has high strength, and if silicone oil is applied, the releasability is also good.

しかし上記ローラは弾性がないために、上記シリコンゴ
ムローラと比較して定着性が悪く、かつトナー像支持材
上のトナー像を定着する際画像をつぶす効果が大きく、
画質を低下させてしまう欠点を持っている。更にローラ
にクリーニングブレート等の当接物がある場合、固いゴ
ミがローラ上に付着してローラと当接物間に侵入してき
た場合、弾性が無いために力の逃げ場がなく傷が生じや
すい。
However, since the roller does not have elasticity, the fixability is poor as compared with the silicone rubber roller, and the effect of crushing the image when fixing the toner image on the toner image support is large,
It has the drawback of degrading image quality. Further, when there is an abutting object such as a cleaning plate on the roller, and when hard dust adheres to the roller and enters between the roller and the abutting object, there is no elasticity and there is no place for the force to escape.

上記、定着性の違いはシリコンゴムのような弾性体の場
合は支持材凹凸、及び、支持材上にのっているトナー像
の凹凸に定着ローラ形状が倣って、全体が均一に接触す
るために定着性が良好であると考えられる。
The above-mentioned difference in fixing property is caused by the unevenness of the support material in the case of an elastic body such as silicon rubber, and the shape of the fixing roller that follows the unevenness of the toner image on the support material, so that the entire surface contacts uniformly. It is considered that the fixability is excellent.

ところがテフロン(商品名;デュポン社)のような剛体
の場合は、上記支持材及びトナー像の凹凸により、凸部
はローラと強い接触をし、凹部はローラと不安定にしか
接触しないために、凹部の定着が非常に甘くなると考え
られる。実験結果から同じトナー画像を完全定着させる
のに、シリコンゴムの方がテフロンよりも20〜50℃低い
温度で行えることが判っている。
However, in the case of a rigid body such as Teflon (trade name; DuPont), the convex portion makes strong contact with the roller and the concave portion makes unstable contact with the roller due to the unevenness of the support material and the toner image. It is considered that the fixing of the recesses becomes very weak. From the experimental results, it is known that silicon rubber can be fixed at a temperature 20 to 50 ° C lower than that of Teflon to completely fix the same toner image.

また特開昭48−85151号公報に4弗化エチレン樹脂粉末
とシリコン生ゴムとを混合した定着ローラが開示されて
いるが、この場合シリコンとテフロンの相性が悪く分散
性が悪いこと、かつ接着性が悪いため、強度的に非常に
弱いこと及び、シリコンオイルのような離型剤を塗布し
た場合、シリコンゴムがオイル膨潤するために物性強度
の低下が非常に大きいこと等の問題点が多い。
Further, JP-A-48-85151 discloses a fixing roller in which tetrafluoroethylene resin powder and silicone raw rubber are mixed. In this case, the compatibility between silicon and Teflon is poor and the dispersibility is poor, and the adhesiveness is low. Therefore, there are many problems that the strength is very weak, and that when a mold release agent such as silicone oil is applied, the silicone rubber swells due to the oil swelling and the physical strength is greatly reduced.

また特開昭58−5770号公報に記載されているように定着
ローラの外周にゴム層を設け、そのゴム層の表面にフッ
素ゴムと弗素樹脂の混合物を塗布することによりゴム層
のもつ弾性とフッ素樹脂のもつ離型安定性を備えた定着
ローラが提案されている。この種の定着ローラの場合定
着ローラ表層にフッ素樹脂が多く存在することで離型性
を得ているが、このフッ素樹脂層は一般的にフッ素ゴム
とフッ素樹脂の混合物は260℃〜350℃で焼成するがこの
場合表層のフッ素樹脂層の厚みは高々2〜3μmの厚さ
にすぎず定着ローラを通過する支持材の摩耗、また分離
爪やクリーニング部材等の当接物により摩耗しけずれて
しまうため長期にわたって離型層を維持することが困難
である。
Further, as described in JP-A-58-5770, a rubber layer is provided on the outer periphery of the fixing roller, and the elasticity of the rubber layer is improved by applying a mixture of fluororubber and fluororesin to the surface of the rubber layer. A fixing roller having the releasing stability of a fluororesin has been proposed. In the case of this type of fixing roller, a large amount of fluororesin is present on the surface layer of the fixing roller to obtain releasability, but this fluororesin layer generally contains a mixture of fluororubber and fluororesin at 260 ° C to 350 ° C. Firing is performed, but in this case, the thickness of the surface fluororesin layer is only 2 to 3 μm at most, and the support material passing through the fixing roller is abraded, and is abraded by contacting objects such as separating claws and cleaning members. Therefore, it is difficult to maintain the release layer for a long time.

またフッ素樹脂層の厚みを上記2〜3μ以上にしようと
すると焼結条件が例えば400℃以上必要となる焼成時間
が1時間以上必要となるということで下層のゴム層の劣
化がはなはだしい、また工程が複雑になる等の欠点が生
じる。その上このような場合でもフッ素樹脂層の厚みは
高々5μm程度にすぎない。
Further, if the thickness of the fluororesin layer is made to be 2 to 3 μ or more, the sintering condition is, for example, 400 ° C. or more, and the firing time is 1 hour or more, so that the lower rubber layer is not significantly deteriorated. However, there are drawbacks such as the complexity. Moreover, even in such a case, the thickness of the fluororesin layer is no more than about 5 μm.

本発明は上記従来の欠点を解決した新規で且つ優れた定
着効果を奏する定着用回転体を備える定着装置を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a fixing device including a fixing rotator that solves the above-mentioned conventional drawbacks and has a superior fixing effect.

本発明の他の目的は、長期にわたって離型性及び定着性
及び強度が良好な定着装置を提供することである。上記
目的を達成するため本発明は、ローラ基体と、このロー
ラ基体上に設けられたシリコンゴム層と、このシリコン
ゴム層上に設けられたゴムと樹脂とを有する混合層と、
この混合層上に設けられた樹脂層と、を有することを特
徴とするものである。
Another object of the present invention is to provide a fixing device having good releasability, fixability and strength over a long period of time. To achieve the above object, the present invention provides a roller base, a silicon rubber layer provided on the roller base, and a mixed layer having a rubber and a resin provided on the silicon rubber layer,
And a resin layer provided on the mixed layer.

また本発明は、記録材に未定着像を定着するための定着
用ローラを有する定着装置において、上記定着用ローラ
は、ローラ基体と、このローラ基体上に設けられたシリ
コンゴム層と、このシリコンゴム層上に設けられたゴム
と樹脂とを有する混合層と、この混合層上に設けられた
樹脂層と、を有することを特徴とするものである。
Further, according to the present invention, in a fixing device having a fixing roller for fixing an unfixed image on a recording material, the fixing roller comprises a roller base, a silicone rubber layer provided on the roller base, and a silicone rubber layer. It is characterized in that it has a mixed layer having a rubber and a resin provided on the rubber layer, and a resin layer provided on the mixed layer.

更にまた本発明は、ローラ基体と、このローラ基体上に
設けられたシリコンゴム層と、このシリコンゴム層上に
設けられたゴムと樹脂とを有する混合層と、この混合層
上に設けられた比較的溶融温度の低い樹脂層と、この樹
脂層上に設けられこの樹脂層と同等かそれより高い溶融
温度の樹脂層と、を有することを特徴とするものであ
る。
Furthermore, the present invention is provided with a roller base, a silicone rubber layer provided on the roller base, a mixed layer having rubber and resin provided on the silicon rubber layer, and a mixed layer provided on the mixed layer. It is characterized by having a resin layer having a relatively low melting temperature and a resin layer provided on the resin layer and having a melting temperature equal to or higher than the resin layer.

更にまた本発明は、記録材に未定着像を定着するための
定着用ローラを有する定着装置において、上記定着用ロ
ーラは、ローラ基体と、このローラ基体上に設けられた
シリコンゴム層と、このシリコンゴム層上に設けられた
ゴムと樹脂とを有する混合層と、この混合層上に設けら
れた比較的溶融温度の低い樹脂層と、この樹脂層上に設
けられこの樹脂層と同等かそれより高い溶融温度の樹脂
層と、を有することを特徴とするものである。
Furthermore, the present invention relates to a fixing device having a fixing roller for fixing an unfixed image on a recording material, wherein the fixing roller comprises a roller base, a silicone rubber layer provided on the roller base, and A mixed layer having a rubber and a resin provided on the silicone rubber layer, a resin layer having a relatively low melting temperature provided on the mixed layer, and a resin layer provided on the resin layer or equivalent to And a resin layer having a higher melting temperature.

第1図は本発明の第1発明例の定着用ローラAの断面図
を示す。定着用ローラAは中空円筒状の金属性基体3に
プライマーで接着された熱加硫後のゴム層2bを有し、弗
素ゴムと弗素樹脂との混合物からなる層2aをゴム層2bの
上に塗布し、その上に弗素樹脂層1を被覆している。
FIG. 1 shows a sectional view of a fixing roller A according to a first invention example of the present invention. The fixing roller A has a rubber layer 2b after thermal vulcanization adhered to a hollow cylindrical metallic substrate 3 with a primer, and a layer 2a made of a mixture of fluororubber and fluororesin is placed on the rubber layer 2b. It is applied, and the fluororesin layer 1 is coated thereon.

この定着用ローラAは以下の様にして得られる。The fixing roller A is obtained as follows.

上記ローラAのゴム層2bは、一次加硫、二次加硫等の熱
加硫を受けて一般的なゴム弾性を得た状態で金属性基体
3に固定される。
The rubber layer 2b of the roller A is fixed to the metallic substrate 3 in a state where it is subjected to thermal vulcanization such as primary vulcanization and secondary vulcanization to obtain general rubber elasticity.

弗素ゴムと弗素樹脂からなる混合物(例えばフッ素ゴム
水性塗料:ダイエルGL213商品名ダイキン製)はスプレ
ーガン等の塗布手段により20μ厚に該ゴム層2bの上に塗
布され室温あるいは赤外線ヒータ等により加温された状
態で乾燥する。その後150℃の温度で熱風乾燥する。こ
のとき弗素樹脂と弗素ゴムの混合物の表面においては、
弗素樹脂のもつ撥水性はあまりでてこない。この上にエ
マルジョン状態のPFA樹脂を10μ厚に塗装する。このあ
と、260℃で第1次焼成を15分間行なう。この時にゴム
層2bとPFA樹脂層1との間に塗られた弗素樹脂と弗素ゴ
ムの混合物は弗素樹脂のブラウン運動により弗素樹脂が
PFA樹脂層1側に浮きでてき、同時に弗素ゴム成分の架
橋が進行する。さらにこの加熱処理により下層のゴム層
2bの解重合を防止することができる。
A mixture of fluororubber and fluororesin (for example, fluororubber water-based paint: Daiel GL213, trade name, Daikin) is applied on the rubber layer 2b to a thickness of 20 μm by a spray gun or the like and heated at room temperature or an infrared heater. To dry. Then, it is dried with hot air at a temperature of 150 ° C. At this time, on the surface of the mixture of fluororesin and fluororubber,
The water repellency of fluororesins is not very high. Emulsion PFA resin is applied on top of this to a thickness of 10μ. Then, the first baking is performed at 260 ° C. for 15 minutes. At this time, the mixture of the fluororesin and the fluororubber applied between the rubber layer 2b and the PFA resin layer 1 becomes the fluororesin due to the Brownian motion of the fluororesin.
It floats on the PFA resin layer 1 side, and at the same time, crosslinking of the fluororubber component proceeds. Furthermore, this heat treatment results in the lower rubber layer
It is possible to prevent depolymerization of 2b.

またPFA樹脂層1側に浮きでてきた弗素樹脂はPFA樹脂と
のなじみが良く接着強度が増す。
Further, the fluororesin floating on the PFA resin layer 1 side is well compatible with the PFA resin and the adhesive strength is increased.

この工程の後350℃で30分間最終焼成を行ない表層のPFA
樹脂層を溶融し、完全に接着させ表面と平滑にする。な
おPFA樹脂層の塗装はPFA樹脂粉体状態にし、静電塗装を
行なってもよい。
After this step, final baking was performed at 350 ° C for 30 minutes, and PFA on the surface layer
The resin layer is melted and completely adhered to make the surface smooth. The PFA resin layer may be coated in the PFA resin powder state and electrostatically coated.

また300℃以上の高温でも劣化しない超耐熱性のフッ素
ゴム、シリコンゴムを下層のゴム層として用いた場合に
は一次焼成を経ないでいきなり最終焼成工程を行なうこ
とも可能である。
If ultra-heat-resistant fluororubber or silicone rubber that does not deteriorate even at a high temperature of 300 ° C. or higher is used as the lower rubber layer, the final firing step can be performed without performing primary firing.

この様にして得られた定着用ローラは表層に10μ以上の
フッ素樹脂の離型層を有しさらに下層のゴム層1のもつ
弾性も10μ厚程度のフッ素樹脂層では失われないため弾
性も有する定着用ローラとなる。
The fixing roller thus obtained has a release layer of fluorocarbon resin having a thickness of 10 μm or more on the surface layer, and the elasticity of the lower rubber layer 1 is not lost in the fluorocarbon resin layer having a thickness of about 10 μm. It becomes a fixing roller.

第2図では第1図の実施例の定着用ローラAをトナー像
と接する加熱ローラA′として用いている。第2図は記
録装置に用いられる定着装置の一例で、加熱ローラA′
の金属性基体3、不図示のプライマー、弾性ゴム層2b、
混合層2a、フッ素樹脂層については前述したものを用い
た。ここでフッ素樹脂層はPFA樹脂を用いている。
In FIG. 2, the fixing roller A of the embodiment shown in FIG. 1 is used as a heating roller A ′ that contacts the toner image. FIG. 2 shows an example of a fixing device used in a recording apparatus, which is a heating roller A '.
Metal base 3, primer (not shown), elastic rubber layer 2b,
As the mixed layer 2a and the fluororesin layer, those mentioned above were used. Here, the fluororesin layer uses PFA resin.

加熱ローラA′は円筒状の基体3の内部に加熱ヒータ4
を設け、ローラA′の表面温度を検知するための検知部
材6(本例では接触タイプ)と温度制御手段5により、
トナー像Tを記録材としての紙Pに定着するために必要
な温度(例えば180℃〜200℃)に維持される。加圧ロー
ラBは不図示の加圧手段により、加熱ローラA′に圧接
し、紙Pを加熱ローラA′と共に挟持搬送する。加圧ロ
ーラBは金属性円筒状の芯金18の上に耐熱弾性層17、例
えばシリコーンゴム層を有する。
The heating roller A ′ has a heater 4 inside the cylindrical base body 3.
By means of a detection member 6 (contact type in this example) for detecting the surface temperature of the roller A ′ and the temperature control means 5.
The temperature (for example, 180 ° C. to 200 ° C.) necessary to fix the toner image T on the paper P as a recording material is maintained. The pressure roller B is brought into pressure contact with the heating roller A ′ by a pressure means (not shown), and the paper P is nipped and conveyed together with the heating roller A ′. The pressure roller B has a heat resistant elastic layer 17, for example, a silicone rubber layer, on a metal core 18 having a cylindrical shape.

7はシリコーンオイルやフッ素オイル等の離型液を含浸
しているクリーニングウエブで、巻取り軸9、供給軸8
及び押圧ローラ10により間歇的に或は加熱ローラA′と
相対速度をもって移動される。この移動により加熱ロー
ラA′の表面はオフセットトナーをグリーニングされる
と共にオフセット防止用の離型液が供給される。
Reference numeral 7 denotes a cleaning web impregnated with a mold release liquid such as silicone oil or fluorine oil, which is a winding shaft 9 and a supply shaft 8.
Also, it is moved by the pressing roller 10 intermittently or at a relative speed to the heating roller A '. By this movement, the surface of the heating roller A ′ is ground with the offset toner and the release liquid for offset prevention is supplied.

12は搬送ベルトで、所定の画像形成手段により片面上に
トナー像Tを形成された紙Pを、案内板11、加熱ローラ
A′と加圧ローラBとの圧接部へ導く。13は加熱ローラ
A′により紙Pを分離する分離爪、14は加圧ローラBよ
り紙Pを分離する分離爪で夫々各ローラ面に当接してい
る。15,16は排出用又は他の部分へ送る排紙ローラ対で
ある。図中の各矢印は各部材の回転又は移動方向であ
る。
A conveyor belt 12 guides the paper P having a toner image T formed on one surface thereof by a predetermined image forming means to the pressure contact portion between the guide plate 11, the heating roller A ′ and the pressure roller B. 13 is a separation claw for separating the paper P by the heating roller A ', and 14 is a separation claw for separating the paper P by the pressure roller B, which are in contact with the respective roller surfaces. Reference numerals 15 and 16 are a pair of discharge rollers for discharging or sending to another part. Each arrow in the figure indicates the rotation or movement direction of each member.

加熱ローラA′は前述したように、ゴム層2bにゴム特性
を持たせた後に、該ゴム層2の上に弗素ゴムと弗素樹脂
からなる混合物2bを設け表層の弗素樹脂層に対するプラ
イマーとしたためにゴム層2の上に離型性のよい弗素樹
脂層が十分な厚さでかつ弾性を失わない程度に被覆され
ているため、適切な強度と弾性とを備えている。
As described above, the heating roller A'because the rubber layer 2b has rubber properties, and then the mixture 2b of fluororubber and fluororesin is provided on the rubber layer 2 to serve as a primer for the surface fluororesin layer. Since the fluororesin layer having a good releasability is coated on the rubber layer 2 with a sufficient thickness so as not to lose elasticity, the rubber layer 2 has appropriate strength and elasticity.

従って、トナー像は画質が良く、しかも細部にわたって
定着性の良い画像として紙Pに加熱定着される。しかも
その際にトナー像が加熱ローラA′へオフセットするの
を大幅に防止できる。
Therefore, the toner image is heat-fixed on the paper P as an image having good image quality and good fixing property in every detail. Moreover, at that time, the toner image can be largely prevented from being offset to the heating roller A ′.

このため、本例のようにウエブ7を用いる型では、クリ
ーニング部材としてのウエブの消費を減少できると共に
オフセット防止のための離型液供給ができる。
Therefore, in the mold using the web 7 as in this example, the consumption of the web as the cleaning member can be reduced and the release liquid can be supplied to prevent the offset.

同時に加熱ローラA′自体は離型層が十分な厚さを有し
ているため長期使用による表層の摩耗に耐え得る、実用
化に具すことができる。
At the same time, since the release layer of the heating roller A ′ itself has a sufficient thickness, it can be put to practical use that can withstand abrasion of the surface layer due to long-term use.

表1は加熱ローラA′に金属性基体の上に直接PTFE,PF
A,FEP等のフッ素樹脂を被覆したもの、ゴム層の上にフ
ッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物を塗装し、それを300℃
で30分焼成し、表層にフッ素樹脂を浮きださせたもの、
さらに前述の本発明を適用したところのもののそれぞれ
の表層にあるフッ素樹脂層の摩耗状態を示したものであ
る。
Table 1 shows that the heating roller A'is directly coated with PTFE, PF on a metallic substrate.
A, FEP, etc. coated with a fluororesin, a mixture of fluororubber and fluororesin is coated on the rubber layer, and it is 300 ℃
It is baked for 30 minutes at 30 minutes and the fluororesin is floated on the surface.
Furthermore, the wear states of the fluororesin layers on the respective surface layers of the above-mentioned embodiment of the present invention are shown.

表1に示された結果は定着装置としては第2図に示した
構成のものを用い、加熱ローラA′および加圧ローラB
の径は40mm,記録紙搬送速度は210mm/sec,1分間にA4横送
りで30枚の割合で通紙し通算で5万枚通紙したときの状
態である。
In the results shown in Table 1, the fixing device having the structure shown in FIG. 2 was used, and the heating roller A'and the pressure roller B were used.
The diameter is 40 mm, the recording paper conveyance speed is 210 mm / sec, and A4 horizontal feed is used at a rate of 30 sheets per minute, and a total of 50,000 sheets have been passed.

一方、金属性基体上にゴム層,フッ素ゴムとフッ素樹脂
の混合物からなる層を形成した加熱ローラでは、表層の
離型層であるフッ素樹脂層が厚みが2.5μ薄く、また表
層および表層近傍では離型性の悪いフッ素ゴムが点在し
ているため、表層部分のわずかなけずれ等ですぐに離型
性が低下してしまう。そのため定着性は下層のゴム層の
弾性により良好だが、耐久性に非常に劣ってしまう。さ
らに使用温度を200℃に上げた場合では表層のフッ素樹
脂層の耐熱性が悪いためか耐久性はより極端に低下して
しまう。
On the other hand, in a heating roller in which a rubber layer and a layer made of a mixture of fluororubber and fluororesin are formed on a metallic substrate, the fluororesin layer, which is the release layer of the surface layer, has a thin thickness of 2.5 μm, and in the surface layer and near the surface layer, Since the fluororubber having a poor releasability is scattered, the releasability is immediately deteriorated due to a slight deviation of the surface layer. Therefore, the fixing property is good due to the elasticity of the lower rubber layer, but the durability is very poor. Further, if the operating temperature is raised to 200 ° C, the durability will be extremely reduced probably because the heat resistance of the surface fluororesin layer is poor.

本実施例の芯金の上にゴム層、その上にフッ素ゴム,フ
ッ素樹脂混合物、さらにその上にフッ素樹脂(本実施例
ではPFA)層を設けた加熱ローラは使用温度が180℃およ
び200℃どちらでも秀れた耐久性を示し、かつ下層ゴム
層の弾性により秀れた定着性も得られる。
The heating roller provided with a rubber layer on the cored bar, a fluororubber and a fluororesin mixture thereon, and a fluororesin (PFA in this example) layer on the cored bar of the present embodiment has operating temperatures of 180 ° C. and 200 ° C. Both of them exhibit excellent durability, and excellent fixing properties can be obtained due to the elasticity of the lower rubber layer.

また、使用温度200℃下で金属性基体の上に直接PFA層を
設けたものと、ゴム層,フッ素ゴム,フッ素樹脂混合物
層,PFA層と順次設けたものでフッ素樹脂層摩耗量が同等
に関わらず、耐久性に差がでるのは前者のPFAローラで
はPFA膜厚が2.5μでも 表1でわかるように一般に金属性基体(表中では芯金と
記してある)の上に直接PTFE,PFA,FEP等のフッ素樹脂を
被覆したものは、定着性は弾性ローラに比べて劣るもの
の耐久性(通紙したとき加熱ローラに紙がまきつかない
状態のオフセット性を指す)に関しては使用温度120℃
ではPTFE,PFA,FEPはいずれも25万枚以上持つ。
In addition, the wear amount of the fluororesin layer is the same between the one in which the PFA layer is directly provided on the metallic substrate at the operating temperature of 200 ° C and the one in which the rubber layer, the fluororubber, the fluororesin mixture layer, and the PFA layer are sequentially provided. Regardless of the difference in durability, the former PFA roller has a PFA film thickness of 2.5μ. As can be seen in Table 1, generally, a metal substrate (indicated by a core metal in the table) directly coated with a fluororesin such as PTFE, PFA, FEP is inferior in fixing property to the elastic roller. Regarding durability (refers to the offset property when the paper does not wrap around the heating roller when it is passed), the operating temperature is 120 ° C.
Then, PTFE, PFA and FEP all have more than 250,000 sheets.

また使用温度200℃ではPFA,FEPは耐熱性がPTFEに比べて
若干弱いため耐久性はPFAが20万枚、FEPが15万枚と低下
する。
At 200 ℃, PFA and FEP have slightly lower heat resistance than PTFE, so the durability is reduced to 200,000 sheets for PFA and 150,000 sheets for FEP.

実際には芯金の凹凸により金属部が表層近くまで突き出
ている部分があり、この部分で離型性が低下していくた
めと思われる。一方、本発明を適用した加熱ローラは金
属性基体の凹凸はゴム層で吸収し、最表層のPFA層の厚
みがほぼ均一になっているためと思われる。
In reality, it is considered that there is a portion where the metal portion protrudes close to the surface layer due to the unevenness of the core metal, and the releasability decreases at this portion. On the other hand, it is considered that in the heating roller to which the present invention is applied, the unevenness of the metallic substrate is absorbed by the rubber layer, and the outermost PFA layer has a substantially uniform thickness.

本発明の具体的数値例については、下層のゴム層の厚み
が0.1〜2mm好ましくは0.2〜1.0mmが弾性および熱伝導性
の点からも望まれる。また下層のゴム層としてはシリコ
ーンゴムおよびフッ素ゴム,EPDM等が耐熱性の上から望
ましく、さらにゴム内部にカーボンブラック、又は酸化
ニッケル、酸化チタン、酸化コバルト等の金属酸化物等
の熱良導体を混合することにより、熱伝導性を高めると
ともに上層のフッ素樹脂、フッ素ゴム混合物との密着性
も増加する。
Regarding specific numerical examples of the present invention, it is desired that the thickness of the lower rubber layer is 0.1 to 2 mm, preferably 0.2 to 1.0 mm from the viewpoint of elasticity and thermal conductivity. For the lower rubber layer, silicone rubber, fluororubber, EPDM, etc. are desirable from the viewpoint of heat resistance, and carbon black or a good thermal conductor such as nickel oxide, titanium oxide, cobalt oxide or other metal oxide is mixed inside the rubber. By so doing, the thermal conductivity is increased and the adhesion to the upper layer fluororesin and fluororubber mixture is also increased.

ゴム層2bの上に設けられたフッ素ゴムとフッ素樹脂から
なる混合物は厚みが5〜100μ、好ましくは5〜30μの
間にあることを表層に浮きでてくるフッ素樹脂成分が均
一となり、さらに面の凹凸が少なく最表層のフッ素樹脂
との接着性が良好となる。
The mixture of fluororubber and fluororesin provided on the rubber layer 2b has a thickness of 5 to 100 μ, preferably 5 to 30 μ. Has less unevenness, and the adhesiveness with the outermost fluororesin becomes good.

最表層のフッ素樹脂はPTFE,PFA,FEP等の離型性が良好な
樹脂が望ましい。さらに厚みとしては3μ〜100μ、好
ましくは5〜30μが下層のゴム層のもつ弾性を生かし、
かつ長期耐久性に優れた定着用ローラが得られる。
The fluororesin of the outermost layer is preferably a resin having good releasability such as PTFE, PFA and FEP. Further, the thickness of 3 μ to 100 μ, preferably 5 to 30 μ makes use of the elasticity of the lower rubber layer,
Further, a fixing roller having excellent long-term durability can be obtained.

また焼結工程はPFA樹脂を用いた場合、320℃〜400℃の
温度下で15分〜1時間の焼成時間が望ましい。さらに好
ましくは上記焼成工程の前に240〜280℃の温度で第1次
焼成を行い、ゴム層1を熱処理し解重合を防止すること
が望ましい。
In the sintering process, when PFA resin is used, a firing time of 15 minutes to 1 hour at a temperature of 320 ° C to 400 ° C is desirable. More preferably, it is desirable to carry out the primary firing at a temperature of 240 to 280 ° C. before the firing step to heat treat the rubber layer 1 to prevent depolymerization.

以下、本発明の他の実施例を示す。Hereinafter, another embodiment of the present invention will be shown.

1.図1において、下層のゴム層2bにシリコーンゴム,フ
ッ素ゴムあるいはEPDM等耐熱性ゴムを被覆し、このゴム
層の上にフッ素ゴム,フッ素樹脂からなる混合物2aをス
プレーガン等の塗布手段により10μの厚みで塗布し、室
温あるいは赤外線ヒータ等により加温された状態で乾燥
し、その後150℃の温風乾燥を行う。さらにこの層の上
にエマルジョン状態のFEP樹脂を10μ厚に塗布する。こ
の後260℃で30分間焼成を行い、最表層にFEP樹脂層1を
形成する。このようにFEP樹脂は比較的低温度で溶融
し、かつ溶融粘度も低いため非常に焼成時流れやすい。
そのためフッ素樹脂,フッ素ゴム混合物層2aが焼成時、
フッ素樹脂が表層側に浮きでてくる現象に伴う表面の凹
凸にならってはいりこみやすく、非常に均一な接着性に
秀れている。さらに低い温度で焼成できるため、下層の
ゴム層を劣化させることがないという利点がある。また
接着性をより強固にするためにはフッ素ゴム,フッ素樹
脂層を熱風乾燥したのちその表面を荒すことも非常に有
効である。
1. In FIG. 1, the lower rubber layer 2b is coated with a heat resistant rubber such as silicone rubber, fluororubber or EPDM, and the mixture 2a composed of fluororubber and fluororesin is applied onto the rubber layer by a spray gun or the like. It is applied in a thickness of 10μ, dried at room temperature or while being heated by an infrared heater, etc., and then dried with warm air at 150 ° C. Further, FEP resin in an emulsion state is applied on this layer to a thickness of 10 μm. After that, baking is performed at 260 ° C. for 30 minutes to form the FEP resin layer 1 on the outermost layer. As described above, the FEP resin melts at a relatively low temperature and has a low melt viscosity, so that it easily flows during firing.
Therefore, when the fluororesin / fluororubber mixture layer 2a is fired,
If the fluororesin floats on the surface side, it is easy to slip in if it becomes uneven as a result of the phenomenon that it floats on the surface side, and it has excellent even adhesion. Since it can be fired at a lower temperature, it has an advantage that the lower rubber layer is not deteriorated. In order to further strengthen the adhesiveness, it is also very effective to dry the fluororubber and fluororesin layers with hot air and then roughen the surface.

2.本発明の最初の実施例で用いたPFA樹脂のかわりにPTF
E樹脂を用いても、同等の製作条件で定着用ローラを作
成することができる。このときの作用効果はPFA樹脂の
場合とほとんど同じだが耐熱性においてPFA樹脂よりも
良好な特性を示す。
2. PTF instead of the PFA resin used in the first embodiment of the present invention
Even if E resin is used, the fixing roller can be manufactured under the same manufacturing conditions. The action and effect at this time are almost the same as those of the PFA resin, but show better characteristics in heat resistance than the PFA resin.

3.図1において、下層のゴム層2bにシリコーンゴム,フ
ッ素ゴムあるいはEPDM等耐熱性ゴムを被覆し、このゴム
層の上にフッ素ゴム,フッ素樹脂からなる混合物2aをス
プレーガン等の塗布手段により10μの厚みで塗布し、室
温あるいは赤外線ヒータ等により加温された状態で乾燥
し、その後150℃の熱風乾燥を行う。さらにこの層の上
にエマルジョン状態のFEP樹脂を5μ厚に塗布する。こ
の後260℃で15分間焼成を行い、FEP樹脂層を形成する。
さらに該FEP樹脂層の上に粉体状態のPFA樹脂を静電塗装
により10μ厚に塗布し、300℃で30分間焼成する。この
ようにして最表層には耐熱性に秀れたPFA樹脂層が形成
される。これは低溶融粘度で流れ易いという特徴を持つ
FEP樹脂層をフッ素ゴム,フッ素樹脂層の上に覆うこと
で面の均一性をもたせ、さらにその上に耐熱性に秀れ、
かつFEP樹脂に比べて溶融温度の高いPFA樹脂を表層に形
成することで秀れた結合力を得ることができ、表面層の
フッ素樹脂を十分厚くすることができる。
3. In FIG. 1, the lower rubber layer 2b is coated with a heat-resistant rubber such as silicone rubber, fluororubber or EPDM, and the mixture 2a made of fluororubber and fluororesin is applied onto the rubber layer by a spray gun or other application means. It is applied to a thickness of 10 μm and dried at room temperature or while being heated by an infrared heater or the like, and then hot air drying at 150 ° C. is performed. Further, FEP resin in an emulsion state is applied on this layer to a thickness of 5 μm. After that, baking is performed at 260 ° C. for 15 minutes to form an FEP resin layer.
Further, a powdered PFA resin is applied on the FEP resin layer by electrostatic coating so as to have a thickness of 10 μm, and baked at 300 ° C. for 30 minutes. In this way, a PFA resin layer having excellent heat resistance is formed on the outermost layer. It has the characteristics of low melt viscosity and easy flow.
By covering the FEP resin layer on the fluororubber and fluororesin layers, the surface is made even and the heat resistance is excellent.
Further, by forming a PFA resin having a higher melting temperature than that of the FEP resin on the surface layer, excellent bonding strength can be obtained, and the fluororesin of the surface layer can be made sufficiently thick.

また最表層にPTFE樹脂を用いても同様の効果が得られ、
とくにPTFE樹脂の場合、高温でも完全に溶融せず多くの
ピンホールが存在し凹凸が厳しく、そのため表面積が大
きくなり、その凹凸中にFEP樹脂が流れこみ秀れた接着
性を示すため、非常に強度の強いものが得られる。
Also, the same effect can be obtained by using PTFE resin for the outermost layer,
Especially in the case of PTFE resin, it does not melt completely even at high temperature and there are many pinholes and the unevenness is severe, so the surface area becomes large and the FEP resin flows into the unevenness and shows excellent adhesion, so it is very A strong product can be obtained.

以上説明したように、本発明では中間層としてフッ素ゴ
ムとフッ素樹脂の混合層を有しているので下層のゴム層
と上層の樹脂層を強固な状態で結合し、表面樹脂厚を増
大させることができ、耐久性,耐摩耗性に優れた弾性を
有するローラを提供できた。このため、定着性も良好で
画質にも非常に優れているという利点も有している。
As described above, since the present invention has the mixed layer of fluororubber and fluororesin as the intermediate layer, the rubber layer of the lower layer and the resin layer of the upper layer are firmly bonded to each other to increase the surface resin thickness. It was possible to provide a roller having elasticity and excellent durability and wear resistance. Therefore, it also has an advantage that the fixing property is good and the image quality is also very excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例である定着用ローラの断面図、 第2図は本発明のローラを適用した定着装置の断面図で
ある。 1は樹脂層、2aは混合層、2bは弾性層、3は基体。
FIG. 1 is a sectional view of a fixing roller that is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a fixing device to which the roller of the present invention is applied. 1 is a resin layer, 2a is a mixed layer, 2b is an elastic layer, and 3 is a substrate.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ローラ基体と、このローラ基体上に設けら
れたシリコンゴム層と、このシリコンゴム層上に設けら
れたゴムと樹脂とを有する混合層と、この混合層上に設
けられた樹脂層と、を有することを特徴とする定着用ロ
ーラ。
1. A roller base, a silicone rubber layer provided on the roller base, a mixed layer containing rubber and a resin provided on the silicone rubber layer, and a resin provided on the mixed layer. A fixing roller having a layer.
【請求項2】記録材に未定着像を定着するための定着用
ローラを有する定着装置において、 上記定着用ローラは、ローラ基体と、このローラ基体上
に設けられたシリコンゴム層と、このシリコンゴム層上
に設けられたゴムと樹脂とを有する混合層と、この混合
層上に設けられた樹脂層と、を有することを特徴とする
定着装置。
2. A fixing device having a fixing roller for fixing an unfixed image on a recording material, wherein the fixing roller is a roller base, a silicon rubber layer provided on the roller base, and the silicon. A fixing device comprising: a mixed layer having a rubber and a resin provided on a rubber layer; and a resin layer provided on the mixed layer.
【請求項3】ローラ基体と、このローラ基体上に設けら
れたシリコンゴム層と、このシリコンゴム層上に設けら
れたゴムと樹脂とを有する混合層と、この混合層上に設
けられた比較的溶融温度の低い樹脂層と、この樹脂層上
に設けられこの樹脂層と同等かそれより高い溶融温度の
樹脂層と、を有することを特徴とする定着用ローラ。
3. A roller base, a silicone rubber layer provided on the roller base, a mixed layer having rubber and resin provided on the silicon rubber layer, and a comparison provided on the mixed layer. A fixing roller comprising a resin layer having a low effective melting temperature and a resin layer provided on the resin layer and having a melting temperature equal to or higher than the resin layer.
【請求項4】記録材に未定着像を定着するための定着用
ローラを有する定着装置において、 上記定着用ローラは、ローラ基体と、このローラ基体上
に設けられたシリコンゴム層と、このシリコンゴム層上
に設けられたゴムと樹脂とを有する混合層と、この混合
層上に設けられた比較的溶融温度の低い樹脂層と、この
樹脂層上に設けられこの樹脂層と同等かそれより高い溶
融温度の樹脂層と、を有することを特徴とする定着装
置。
4. A fixing device having a fixing roller for fixing an unfixed image on a recording material, wherein the fixing roller is a roller base, a silicon rubber layer provided on the roller base, and the silicon. A mixed layer having a rubber and a resin provided on the rubber layer, a resin layer having a relatively low melting temperature provided on the mixed layer, and a resin layer provided on the resin layer, which is equal to or more than the resin layer. And a resin layer having a high melting temperature.
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