JPH07281545A - Heat fixing device - Google Patents
Heat fixing deviceInfo
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- JPH07281545A JPH07281545A JP8721594A JP8721594A JPH07281545A JP H07281545 A JPH07281545 A JP H07281545A JP 8721594 A JP8721594 A JP 8721594A JP 8721594 A JP8721594 A JP 8721594A JP H07281545 A JPH07281545 A JP H07281545A
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
画像形成装置に用いられる加熱定着装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
等の多くは、加熱定着装置として、熱効率及び安全性が
良好な接触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギー
タイプのフィルム加熱方式を採用している。2. Description of the Related Art Conventionally, many electrophotographic copying machines, printers, and the like employ a contact heating type heat roller fixing method or an energy-saving type film heating method, which have good thermal efficiency and safety, as a heating and fixing device. is doing.
【0003】熱ローラ定着方式の定着装置は、アルミニ
ウムや鉄の芯金の表面に耐熱離型層を被覆した定着ロー
ラと、ステンレス等の芯金の周囲に耐熱弾性体層を形成
した加圧ローラとから構成されている。そして、定着ロ
ーラの芯金内にはヒータ等の加熱手段を配設して加熱を
行い、加圧ローラをバネにより定着ローラに圧接してニ
ップを形成することにより、未定着のトナー像を上記定
着ローラと加圧ローラのニップ部で加熱及び加圧して転
写材上に定着する。The fixing device of the heat roller fixing type is a fixing roller having a surface of a core metal of aluminum or iron coated with a heat-resistant release layer, and a pressure roller having a heat-resistant elastic layer formed around a core metal of stainless steel or the like. It consists of and. Then, a heating means such as a heater is provided in the core metal of the fixing roller for heating, and the pressure roller is pressed against the fixing roller by a spring to form a nip, so that an unfixed toner image is formed on the fixing roller. The nip portion between the fixing roller and the pressure roller heats and pressurizes to fix onto the transfer material.
【0004】一方、フィルム加熱方式の定着装置は、例
えば、特開昭63−313182号公報、特開平2−1
57878号公報、特開平4−44075号〜4408
3号公報、特開平4−204980号〜204984号
公報等に提案されているように、加熱手段に耐熱性フィ
ルム(定着フィルム)を加圧ローラで密着させて摺動搬
送させ、該耐熱性定着フィルムを挟んで加熱手段と加圧
ローラとで形成される圧接ニップ部に、未定着トナー像
を担持した転写材を導入して耐熱フィルムと一緒に圧接
ニップ部を搬送させて、耐熱性フィルムを介して付与さ
れる加熱手段からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって
未定着トナー像を転写材上に永久画像として定着させる
装置である。On the other hand, a film heating type fixing device is disclosed in, for example, JP-A-63-313182 and JP-A-2-1.
57878, JP-A-4-44075 to 4408.
No. 3, JP-A-4-204980 to 204984, etc., a heat-resistant film (fixing film) is brought into close contact with a heating means by a pressure roller and slidably conveyed, and the heat-resistant fixing is carried out. A transfer material carrying an unfixed toner image is introduced into the pressure contact nip portion formed by the heating means and the pressure roller with the film sandwiched between them, and the pressure contact nip portion is conveyed together with the heat resistant film to form the heat resistant film. This is a device for fixing an unfixed toner image as a permanent image on a transfer material by the heat from the heating means applied through and the pressure of the pressure contact nip portion.
【0005】このように、上記加熱定着装置では、圧接
ニップ部を形成するための加圧部材として、いずれも弾
性を有する加圧回転体(加圧ローラ)が用いられるた
め、これらの加熱定着装置で定着を繰り返すと、加圧ロ
ーラの表面が、転写材または加熱ローラもしくは耐熱フ
ィルムとの摩擦帯電によりチャージアップして高電圧に
帯電し、その帯電によって転写材の背面からトナー像に
対して静電気力が働き画像が乱れる、所謂「静電オフセ
ット」といわれる問題が発生する。As described above, in the above heat fixing device, since the pressure rotating member (pressure roller) having elasticity is used as the pressure member for forming the pressure contact nip portion, these heat fixing devices are used. When the fixing is repeated with, the surface of the pressure roller is charged up to a high voltage by frictional charging with the transfer material, the heating roller or the heat resistant film, and is charged to a high voltage. There is a problem called so-called "electrostatic offset" in which an image is disturbed due to force.
【0006】そのため、従来の加熱定着装置では、加圧
ローラの耐熱弾性体層に導電性付与材としてカーボン粉
末等を添加して導電性ローラとし、摩擦帯電による帯電
電位を低くすると共に、導電化した耐熱弾性体層と芯金
をダイオードを介して接地する、あるいは導電化弾性体
層を介して芯金から転写材にトナーと逆極性のバイアス
を印加する等して静電オフセットを防止しているものが
ある。Therefore, in the conventional heat fixing device, carbon powder or the like is added to the heat-resistant elastic layer of the pressure roller as a conductivity-imparting material to form a conductive roller, which lowers the charging potential due to triboelectrification and makes it conductive. The electrostatic offset is prevented by grounding the heat-resistant elastic layer and the cored bar via a diode, or applying a bias of the opposite polarity to the toner from the cored bar to the transfer material via the conductive elastic layer. There is something.
【0007】しかしながら、上記従来例によれば、導電
化弾性体層にトナーと逆極性のバイアスを印加する、あ
るいは導電化弾性体層をダイオードを介して接地し、セ
ルフバイアス効果によって静電オフセットを防止する場
合等は、導電化弾性体層の抵抗値を低くし過ぎると、バ
イアスを印加した際、または電荷を保持した転写材が加
熱定着装置を通過しダイオードに電位が誘起される際
に、加熱手段、加熱定着装置フレーム、または過昇温防
止装置や温度検知素子等の電気部品等に電荷がリークし
故障を起こすという問題があった。However, according to the above-mentioned conventional example, a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the conductive elastic layer, or the conductive elastic layer is grounded via a diode, and electrostatic offset is generated by the self-bias effect. In the case of preventing, if the resistance value of the conductive elastic layer is made too low, when a bias is applied, or when a transfer material holding a charge passes through the heat fixing device and a potential is induced in the diode, There has been a problem that electric charge leaks to the heating means, the frame of the heat fixing device, or the electric parts such as the excessive temperature rise prevention device and the temperature detection element to cause a failure.
【0008】そこで、従来は、静電オフセット防止に効
果を示し且つリークの起こらない加圧ローラを得るため
に、導電性弾性体層の抵抗値を体積抵抗1×104〜1
010Ω・cm、好ましくは1×106〜1010Ω・cm
の中抵抗に設定することが必要であった。Therefore, conventionally, in order to obtain a pressure roller that is effective in preventing electrostatic offset and does not cause leakage, the resistance value of the conductive elastic layer is set to a volume resistance of 1 × 10 4 -1.
0 10 Ω · cm, preferably 1 × 10 6 to 10 10 Ω · cm
It was necessary to set a medium resistance.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、加圧ローラの弾性体層の低硬度化が困難であ
るという問題点があった。However, the above-mentioned conventional example has a problem that it is difficult to reduce the hardness of the elastic layer of the pressure roller.
【0010】この加圧ローラの弾性体層の低硬度化は、
近年の画像形成装置の小型化及び低コスト化に伴う定着
ローラ及び加圧ローラの小径化に対して、トナー像の定
着性を高めるために必要なものである。The lowering of the hardness of the elastic layer of the pressure roller is
It is necessary to improve the fixability of a toner image against the reduction in the diameter of the fixing roller and the pressure roller accompanying the recent reduction in size and cost of the image forming apparatus.
【0011】つまり、定着性を高めるための他の方法に
は、定着温度のアップ、加圧力のアップが挙げられる
が、これらの方法は加熱定着装置を構成する部材の耐熱
温度あるいは軸受等の強度限界等の制約があり、また画
像形成装置内の昇温、加圧ローラ弾性体層の永久変形等
の弊害も多く、これらの方法による定着性の確保には限
界が生じているため、小径ローラで定着性を確保する有
効な手段として、加圧ローラの低硬度化が望まれていた
のである。In other words, other methods for increasing the fixing property include increasing the fixing temperature and increasing the pressing force. In these methods, the heat-resistant temperature of the members constituting the heat fixing device or the strength of the bearing or the like is used. Since there are many limitations such as temperature rise in the image forming apparatus and permanent deformation of the pressure roller elastic layer, there are limits to securing the fixability by these methods. Therefore, it has been desired to reduce the hardness of the pressure roller as an effective means for ensuring the fixing property.
【0012】しかし、加圧ローラの耐熱弾性体層中にオ
フセット防止のためにカーボン等を混入して中抵抗化さ
せた場合、静電オフセット防止のために十分な導電性を
得るためには一定量以上のカーボンを添加する必要があ
り、この添加物が弾性体層内に占める量が多いとゴム硬
度が硬くなるため、硬度の低いローラの作製が困難であ
った。However, when carbon or the like is mixed into the heat-resistant elastic layer of the pressure roller to prevent offset, the resistance is kept constant in order to obtain sufficient conductivity to prevent electrostatic offset. It is necessary to add carbon in an amount not less than this amount, and if the amount of this additive in the elastic layer is large, the rubber hardness will be high, making it difficult to produce a roller with low hardness.
【0013】また、耐熱弾性体層中に添加する導電性付
与材としては、3次元テトラポット構造を持つZnOウ
イスカ等を用いることも考えられるが、この手法は少量
の添加量で高い導電性が得られるため低硬度化が可能で
ある反面、導電性を持つ3次元テトラポット構造のウイ
スカが強固な導電構造を形成し、ウイスカの添加量に対
して指数関数的に抵抗が低下するため導電性弾性体層の
抵抗値を所望の値にコントロールするのが難しいという
問題があった。It is also conceivable to use ZnO whiskers having a three-dimensional tetrapot structure as the conductivity-imparting material to be added to the heat-resistant elastic layer, but this method provides high conductivity with a small amount of addition. Since it is possible to reduce the hardness because it is obtained, the conductive three-dimensional tetrapot whiskers form a strong conductive structure, and the resistance decreases exponentially with respect to the added amount of whiskers. There is a problem that it is difficult to control the resistance value of the elastic layer to a desired value.
【0014】さらに、シリコーンゴム(スポンジ)、フ
ッ素ゴム(スポンジ)等の耐熱弾性体は硬度を低くして
いくと引張り強度が小さくなり、加圧ローラとして使用
を繰り返した場合ゴムの破断が生じるという問題があっ
た。Further, the heat-resistant elastic body such as silicone rubber (sponge) and fluororubber (sponge) has a lower tensile strength as the hardness is lowered, and the rubber breaks when it is repeatedly used as a pressure roller. There was a problem.
【0015】本出願に係る第1の発明の目的は、上記問
題点を解決し、耐熱弾性体層を中抵抗化させた場合で
も、容易に硬度を低くすることができる加熱定着装置を
提供することにある。An object of the first invention of the present application is to solve the above-mentioned problems and provide a heat fixing device capable of easily lowering the hardness even when the heat resistant elastic body layer has a medium resistance. Especially.
【0016】また、本出願に係る第2の発明の目的は、
上記目的の他、加圧ローラの導電性弾性体層の抵抗値を
所望の値にコントロールすることが容易な加熱定着装置
を提供することにある。The second object of the present invention is to:
In addition to the above purpose, it is an object of the present invention to provide a heat fixing device in which the resistance value of the conductive elastic layer of the pressure roller can be easily controlled to a desired value.
【0017】さらに、本出願に係る第3の発明の目的
は、上記目的の他、長期間の使用においてもゴムの破断
を生じさせることのない加熱定着装置を提供することに
ある。Further, in addition to the above objects, an object of the third invention of the present application is to provide a heat fixing device which does not cause the rubber to break even when used for a long period of time.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
によれば、上記目的は、回転自在に配設され、転写材ま
たは該転写材上の未定着画像と接触する中空円筒状の定
着ローラあるいは無端ベルト状の定着フィルムと、該定
着ローラの中空部に内包された、あるいは該定着フィル
ムの内側の面に接触するように配設された加熱手段と、
上記定着ローラに、あるいは上記定着フィルムを介して
上記加熱手段に圧接するように配設された加圧ローラと
を備えた加熱定着装置において、該加圧ローラは、芯金
上に導電性耐熱弾性体層を有しており、該導電性耐熱弾
性体層には、表面を導電化処理したウイスカが含有され
ていることにより達成される。According to the first invention of the present application, the above object is to provide a hollow cylindrical member which is rotatably disposed and is in contact with a transfer material or an unfixed image on the transfer material. A fixing roller or an endless belt-shaped fixing film, and a heating means included in the hollow portion of the fixing roller or arranged so as to come into contact with the inner surface of the fixing film.
In a heat-fixing device comprising the fixing roller or a pressure roller arranged so as to come into pressure contact with the heating means via the fixing film, the pressure roller has a conductive heat-resistant elastic member on a core metal. This is achieved by having a body layer, and the conductive heat-resistant elastic body layer containing a whisker whose surface is treated to be electrically conductive.
【0019】また、本出願に係る第2の発明によれば、
上記目的は、表面を導電化処理したウイスカは、K2O
・nTiO2ウイスカであることにより達成される。According to the second invention of the present application,
For the above purpose, whiskers whose surface is made conductive are made of K 2 O.
Achieved by being an nTiO 2 whisker.
【0020】さらに、本出願に係る第3の発明によれ
ば、上記目的は、K2O・nTiO2ウイスカは、繊維径
が0.2〜0.5μm、繊維長が10〜20μmの微細
な繊維形状を有していることにより達成される。Further, according to the third invention of the present application, for the above-mentioned purpose, the K 2 O.nTiO 2 whiskers have a fine diameter of 0.2 to 0.5 μm and a fiber length of 10 to 20 μm. This is achieved by having a fiber shape.
【0021】[0021]
【作用】本出願に係る第1の発明によれば、加圧ローラ
の導電性耐熱弾性体層には、表面を導電化処理したウイ
スカが含有されているので、該ウイスカの添加量が少量
でも高い導電性が得られ、弾性体層の硬度を高くするこ
とがない。従って、この加圧ローラを小径にして、加圧
力を高くしても、永久変形を生じることなく良好な定着
性が得られ、上記導電性耐熱弾性体層の高い導電性によ
り静電オフセットを確実に防止する。According to the first invention of the present application, since the electrically conductive heat-resistant elastic body layer of the pressure roller contains the whiskers whose surface is treated to be electrically conductive, even if the amount of the whiskers added is small. High conductivity is obtained, and the hardness of the elastic layer is not increased. Therefore, even if the pressure roller has a small diameter and the applied pressure is increased, good fixing property is obtained without causing permanent deformation, and electrostatic offset is ensured by the high conductivity of the conductive heat resistant elastic layer. Prevent.
【0022】また、本出願に係る第2の発明によれば、
表面を導電化処理したウイスカとして、K2O・nTi
O2ウイスカを用いたので、表面処理によるウイスカ自
体の抵抗値のコントロールが容易となり、その結果、導
電性耐熱弾性体層の抵抗値は容易に所望の値にコントロ
ールされる。According to the second invention of the present application,
As a whisker whose surface is made conductive, K 2 O ・ nTi
Since the O 2 whisker is used, the resistance value of the whisker itself can be easily controlled by the surface treatment, and as a result, the resistance value of the conductive heat resistant elastic body layer can be easily controlled to a desired value.
【0023】さらに、本出願に係る第3の発明によれ
ば、K2O・nTiO2ウイスカは、繊維径が0.2〜
0.5μm、繊維長が10〜20μmの微細な繊維形状
を有しているので、各繊維が絡み合い、弾性体の強度を
向上させるため、長期間の使用においても弾性体の破断
を発生させない。Furthermore, according to the third invention of the present application, the K 2 O.nTiO 2 whiskers have a fiber diameter of 0.2 to
Since it has a fine fiber shape of 0.5 μm and a fiber length of 10 to 20 μm, the fibers are entangled with each other and the strength of the elastic body is improved, so that the elastic body does not break even during long-term use.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0025】(第1の実施例)先ず、本発明の第1の実
施例を図1ないし図4に基づいて説明する。図1は本発
明を適用した加圧ローラの第1の実施例の略断面図であ
る。(First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a pressure roller to which the present invention is applied.
【0026】本実施例の加圧ローラは、図1に示すよう
に芯金1a上に、導電性耐熱弾性体層1b、耐熱離型層
1cを順次形成した構成となっている。As shown in FIG. 1, the pressure roller of this embodiment has a structure in which a conductive heat resistant elastic body layer 1b and a heat resistant release layer 1c are sequentially formed on a core metal 1a.
【0027】芯金1aは加圧ローラ1の強度を得るもの
で、アルミニウムやステンレス等を円筒状に加工したも
のを用いる。導電性耐熱弾性体層1bは、熱ローラ方式
の定着装置の場合には定着ローラと、またフィルム方式
の定着装置の場合には定着フィルムを介して加熱手段と
の間にニップを形成するもので、ソリッド状またはスポ
ンジ状のシリコーンゴムやフッ素ゴムに、導電性付与材
として、表面を導電化処理したK2O・nTiO2微細ウ
イスカ(大塚化学株式会社製、商標:デントール)を分
散させたものであり、耐熱弾性材料のシリコーンゴムあ
るいはフッ素ゴムに導電化処理をしたK2O・nTiO2
微細ウイスカを混入して、芯金1a上に加硫成型して得
られる。さらに、耐熱離型層1cとしてはPFA、PT
FE等のフッ素樹脂を用いる。The core metal 1a is for obtaining the strength of the pressure roller 1, and is made of aluminum, stainless steel or the like processed into a cylindrical shape. The electrically conductive heat-resistant elastic layer 1b forms a nip between the fixing roller in the case of a heat roller type fixing device and the heating means via a fixing film in the case of a film type fixing device. , Solid or sponge-like silicone rubber or fluororubber in which K 2 O · nTiO 2 fine whiskers (trade name: Dentol, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) whose surface has been subjected to conductivity treatment are dispersed as a conductivity-imparting material. in and, K 2 O · nTiO 2 in which the conductive treatment in a silicone rubber or fluorine rubber heat resistant elastic material
It is obtained by mixing fine whiskers and performing vulcanization molding on the core metal 1a. Further, as the heat-resistant release layer 1c, PFA, PT
Fluorine resin such as FE is used.
【0028】図2は上記導電性耐熱弾性体層1bの拡大
略断面図である。図2に示すように、K2O・nTiO2
微細ウイスカ8aは、弾性体層1b内に均一に分散し、
微細繊維による3次元的な網目構造を形成して安定した
導電性を示す。FIG. 2 is an enlarged schematic sectional view of the conductive heat resistant elastic body layer 1b. As shown in FIG. 2, K 2 O.nTiO 2
The fine whiskers 8a are uniformly dispersed in the elastic layer 1b,
It forms a three-dimensional network structure of fine fibers and exhibits stable conductivity.
【0029】図3にシリコーンゴム中に導電化処理した
K2O・nTiO2微細ウイスカを添加した場合と、カー
ボンを添加した場合の各々の場合の添加量とゴムの抵抗
値の関係を示す。静電オフセットを防止し且つリークを
起こさない加圧ローラを得るためには加圧ローラの体積
抵抗を1×104〜1010Ω・cm、好ましくは1×1
06〜108Ω・cmにする必要がある。体積抵抗を1×
108Ω・cm以下にするために必要な添加量は、導電
化処理したK2O・nTiO2微細ウイスカでは約12w
t%であるのに対し、カーボンの場合は約33wt%で
ある。FIG. 3 shows the relationship between the addition amount and the resistance value of the rubber in the case of adding conductive K 2 O.nTiO 2 fine whiskers and the case of adding carbon in the silicone rubber. In order to obtain a pressure roller that prevents electrostatic offset and does not cause leakage, the volume resistance of the pressure roller is 1 × 10 4 to 10 10 Ω · cm, preferably 1 × 1.
It is necessary to set it to 0 6 to 10 8 Ω · cm. Volume resistance 1 ×
The amount of addition necessary to make it 10 8 Ω · cm or less is about 12 w in the conductive K 2 O · nTiO 2 fine whiskers.
While it is t%, in the case of carbon, it is about 33 wt%.
【0030】カーボンを約33wt%添加した場合、ゴ
ムの中に添加物が占める体積が大きくなり、ゴム本来の
物性を示さなくなって、ゴムとカーボンの複合体である
導電性耐熱弾性体層の硬度が高くなり、低硬度化が困難
になる。それに対して導電化処理したK2O・nTiO2
微細ウイスカを添加する場合は添加量が少ないために硬
度が硬くなることはない。When about 33 wt% of carbon is added, the volume occupied by the additive in the rubber becomes large, and the original physical properties of the rubber are not exhibited, and the hardness of the conductive heat resistant elastic layer which is a composite of the rubber and carbon is increased. Becomes higher and it becomes difficult to reduce the hardness. On the other hand, conductive K 2 O · nTiO 2
When the fine whiskers are added, the hardness does not become hard because the addition amount is small.
【0031】図4にシリコーンゴム中に抵抗値の異なる
K2O・nTiO2微細ウイスカA(比抵抗1×100 〜
1×101Ω・cm)、B(比抵抗1×101〜1×10
2Ω・cm)を添加した場合のウイスカの添加量とゴム
の抵抗の関係を示す。図に示したようにウイスカの表面
処理を変えて使用するウイスカ自体の抵抗値を制御する
ことで、導電性耐熱弾性体層の抵抗値を自由にコントロ
ールすることが可能である。FIG. 4 shows different resistance values in silicone rubber.
K2O ・ nTiO2Fine whisker A (specific resistance 1 × 100 ~
1 x 101Ω ・ cm), B (specific resistance 1 × 10)1~ 1 x 10
2Ωcm) addition amount of whisker and rubber
Shows the relationship of resistance. Whisker surface as shown
Control the resistance of the whisker itself that is used by changing the treatment
This allows the resistance value of the conductive heat resistant elastic layer to be freely controlled.
It is possible to
【0032】表1に分散材としてカーボンを混入した体
積抵抗1×105Ω・cm、アスカーC硬度38度のシ
リコーン導電ゴムを導電性弾性体層とした加圧ローラC
と、同様に分散材として表面を導電化処理したK2O・
nTiO2ウイスカを混入した体積抵抗1×105Ω・c
m、アスカーC硬度38度のシリコーン導電ゴムを導電
性弾性体層とした加圧ローラD各々を画像形成装置内で
同一条件で連続使用した場合の使用時間とゴム破断発生
状況を示す。In Table 1, a pressure roller C having a conductive elastic layer of silicone conductive rubber having a volume resistance of 1 × 10 5 Ω · cm and an Asker C hardness of 38 degrees in which carbon is mixed as a dispersant is shown.
Similarly, K 2 O.
Volume resistance mixed with nTiO 2 whiskers 1 × 10 5 Ω ・ c
m shows the usage time and the state of rubber breakage when the pressure rollers D each having a conductive elastic layer of silicone conductive rubber having an Asker C hardness of 38 degrees are continuously used in the image forming apparatus under the same conditions.
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】このようにカーボンを混入した低硬度のシ
リコーンゴムが200時間でゴム破断を起こすのに対
し、K2O・nTiO2ウイスカを混入したシリコーンゴ
ムは2倍の400時間使用してもゴム破断が発生しなか
った。これは図2に示すように、このウイスカ8aが繊
維径0.2〜0.5μm、繊維長10〜20μmの非常
に微細な繊維形状をしており、この繊維が絡み合うこと
によりシリコーンゴム、フッ素ゴムの強度がアップする
ためと考えられる。As described above, the low hardness silicone rubber mixed with carbon causes the rubber to break in 200 hours, whereas the silicone rubber mixed with K 2 O.nTiO 2 whisker is double the rubber even when used for 400 hours. No breakage occurred. As shown in FIG. 2, this whisker 8a has a very fine fiber shape with a fiber diameter of 0.2 to 0.5 μm and a fiber length of 10 to 20 μm. It is considered that the strength of rubber is increased.
【0035】以上のように加圧ローラの耐熱弾性体層へ
の導電性付与材として導電化処理したK2O・nTiO2
微細ウイスカを用いることにより、抵抗のコントロール
が容易にでき低硬度で且つ高強度を有する加圧ローラの
作製が可能になる。As described above, K 2 O.nTiO 2 which has been made conductive as a material for imparting conductivity to the heat-resistant elastic layer of the pressure roller is used.
The use of the fine whiskers makes it possible to easily control the resistance and to manufacture a pressure roller having low hardness and high strength.
【0036】(第2の実施例)次に、本発明の第2の実
施例を図5に基づいて説明する。なお、第1の実施例と
の共通箇所については同一符号を付して説明を省略す
る。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0037】図5に本発明の第2の実施例における加圧
ローラの略断面図を示す。芯金5a上に薄肉導電スポン
ジ層5b、耐熱離型層5cを順次形成した構成となって
いる。芯金5aは加圧ローラの強度を得るもので、アル
ミニウムやステンレス等を円筒状に加工したものを用い
る。FIG. 5 shows a schematic sectional view of a pressure roller according to the second embodiment of the present invention. A thin conductive sponge layer 5b and a heat-resistant release layer 5c are sequentially formed on the cored bar 5a. The core metal 5a is for obtaining the strength of the pressure roller, and is made of aluminum, stainless steel, or the like processed into a cylindrical shape.
【0038】薄肉導電スポンジ5bは、定着ローラとの
間に、または定着フィルムを介して加熱手段との間にニ
ップを形成する、厚さ1.5〜.3mm程度の層で、ス
ポンジ状のシリコーンゴムやフッ素ゴムに導電性付与材
として、表面を導電化処理したK2O・nTiO2微細ウ
イスカ(大塚化学株式会社製、商標:デントール)を分
散させ体積抵抗を1×106〜108Ω・cmとしたアス
カーC硬度35度の耐熱性薄肉導電弾性体層であり、耐
熱弾性材料のシリコーンゴムあるいはフッ素ゴムに導電
化処理をしたK2O・nTiO2微細ウイスカを混入して
発泡させ、芯金5a上に巻き付け、さらに耐熱離型層5
cを被覆した後に加硫して得られる。耐熱離型層5cと
してはPFA、PTFE等のフッ素樹脂を用いる。The thin conductive sponge 5b forms a nip with the fixing roller or with the heating means via the fixing film and has a thickness of 1.5 to. A layer of about 3 mm, as the conductivity imparting agent to the sponge-like silicone rubber or fluorine rubber, surface conductive treatment was K 2 O · nTiO 2 fine whiskers (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd., trademark: DENTALL) volume is dispersed resistance is the 1 × 10 6 ~10 8 Ω · cm and the Asker C hardness 35 degrees heat resistant thin conductive elastic layer of, K 2 O · nTiO that the electroconductive treatment on a silicone rubber or fluorine rubber heat resistant elastic material 2 Fine whiskers are mixed and foamed, wrapped around the core metal 5a, and the heat-resistant release layer 5
It is obtained by coating c and then vulcanizing it. As the heat-resistant release layer 5c, a fluororesin such as PFA or PTFE is used.
【0039】薄肉導電スポンジ層5bは芯金5a、ダイ
オード(図示せず)を介して接地している。上記実施例
でも示したように、薄肉帯電スポンジ層5cの導電性付
与材として表面を導電化処理したK2O・nTiO2微細
ウイスカを用いることで、スポンジ層の中抵抗化、低硬
度化及び強度アップができる。The thin conductive sponge layer 5b is grounded via a cored bar 5a and a diode (not shown). As shown in the above examples, by using K 2 O · nTiO 2 fine whiskers whose surface is made conductive as a conductivity-imparting material for the thin-walled sponge layer 5 c, the sponge layer has a medium resistance, a low hardness, and Strength can be increased.
【0040】本実施例は、表面を導電化処理したK2O
・nTiO2微細ウイスカを用いて硬度を低くした弾性
体を用いることで導電性耐熱弾性体層の肉厚を薄くした
構成にしている。導電スポンジ層の肉厚を薄くすると、
この導電スポンジ層の熱膨張を小さくすることができ、
例えばフィルム加熱方式の定着装置では、加圧ローラを
駆動ローラとして、転写材及び定着フィルムの搬送を行
う場合等は、加圧ローラの外径変化が少なくなるため搬
送スピードの安定性が増す。また、小サイズ紙を連続通
紙した場合に、通紙部と非通紙部の熱膨張に差が生じて
加圧ローラが形状変化を起こすことにより発生する大サ
イズ紙の紙シワ、光沢ムラ等を防止することができる。In this embodiment, K 2 O having its surface treated for conductivity is used.
-The thickness of the conductive heat-resistant elastic body layer is reduced by using an elastic body whose hardness is reduced by using nTiO 2 fine whiskers. By reducing the thickness of the conductive sponge layer,
The thermal expansion of this conductive sponge layer can be reduced,
For example, in a film heating type fixing device, when the transfer material and the fixing film are conveyed by using the pressure roller as a driving roller, the change in the outer diameter of the pressure roller is reduced, so that the conveyance speed is more stable. In addition, when small-size paper is continuously fed, the difference in thermal expansion between the paper-passing part and the non-paper-passing part causes the shape of the pressure roller to change. Etc. can be prevented.
【0041】さらに、K2O・nTiO2ウイスカは上記
実施例でも示したように繊維径0.2〜0.5μm、繊
維長10〜20μmと非常に微細な繊維形状をしてお
り、この繊維がスポンジ中の微細な発泡セルを区切る隔
壁内に入り込み分散して均一な導電性を示すと共に、薄
くもろくなった隔壁を補強して長期使用による破泡を防
ぐ効果がある。Further, the K 2 O.nTiO 2 whiskers have a very fine fiber shape with a fiber diameter of 0.2 to 0.5 μm and a fiber length of 10 to 20 μm, as shown in the above examples. Has the effect of penetrating into the partition walls that divide the fine foam cells in the sponge to be dispersed and exhibiting uniform conductivity, and reinforcing the thin and fragile partition walls to prevent the bubbles from breaking due to long-term use.
【0042】(第3の実施例)次に、本発明の第3の実
施例を図6及び図7に基づいて説明する。なお、第1の
実施例との共通箇所については同一符号を付して説明を
省略する。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0043】図6に本発明の第3の実施例における加圧
ローラの略断面図を示す。図6に示すように、本実施例
の加圧ローラは、芯金6a上に高硬度の第1弾性体層6
b、低硬度の第2弾性体層6cを順次形成した構成とな
っている。芯金6aは加圧ローラの強度を得るもので、
アルミニウムやステンレス等を円筒状に加工したものを
用いる。FIG. 6 is a schematic sectional view of a pressure roller according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the pressure roller of the present embodiment has a high hardness first elastic layer 6 on a core metal 6a.
b, the second elastic layer 6c having a low hardness is sequentially formed. The core metal 6a is for obtaining the strength of the pressure roller,
A cylindrical product made of aluminum or stainless steel is used.
【0044】第1弾性体層6bは主に加圧ローラに導電
性を持たせる導電性耐熱弾性体層で、ソリッド状のシリ
コーンゴムやフッ素ゴムに導電性付与材を与えてカーボ
ン粉末を添加したアスカーC硬度50度以上の高硬度、
体積抵抗1×105Ω・cm以下の低抵抗弾性体層であ
る。The first elastic layer 6b is a conductive heat-resistant elastic layer mainly for imparting conductivity to the pressure roller. Solid silicone rubber or fluororubber is provided with a conductivity-imparting material and carbon powder is added thereto. Asker C hardness of 50 degrees or higher,
A low resistance elastic layer having a volume resistance of 1 × 10 5 Ω · cm or less.
【0045】第2弾性体層6cは、定着ローラとの間
に、あるいは定着フィルムを介して加熱手段との間にニ
ップを形成するもので、ソリッド状、またはスポンジ状
のシリコーンゴムやフッ素ゴムに導電性付与材として、
表面を導電化処理したK2O・nTiO2微細ウイスカ
(大塚化学株式会社製、商標:デントール)を分散させ
たアスカーC硬度40度以下の低硬度、体積抵抗1×1
06〜1×108Ω・cmの中抵抗の耐熱性薄肉導電弾性
体層であり、耐熱弾性材料のシリコーンゴムあるいはフ
ッ素ゴムに導電化処理をしたK2O・nTiO2微細ウイ
スカを混入して第1弾性体層上に被覆した後に加硫して
得られる。The second elastic layer 6c forms a nip with the fixing roller or with the heating means via the fixing film, and is made of solid or sponge-like silicone rubber or fluororubber. As a conductivity-imparting material,
Asker C hardness in which K 2 O · nTiO 2 fine whiskers (Otsuka Chemical Co., Ltd., trademark: Dentol) having a surface made conductive are dispersed, low hardness of 40 degrees or less, volume resistance 1 × 1.
It is a heat resistant thin conductive elastic body layer with a medium resistance of 0 6 to 1 × 10 8 Ω · cm, and is made by mixing conductive rubber-treated K 2 O · nTiO 2 fine whiskers with a heat resistant elastic material such as silicone rubber or fluororubber. It is obtained by vulcanizing after coating on the first elastic layer.
【0046】芯金6aは静電オフセットを防止するため
にダイオードを介して接地、あるいは静電オフセットを
防止するために芯金6aを介して加圧ローラにトナーと
逆極性のバイアスを印加しても良い。The cored bar 6a is grounded via a diode to prevent electrostatic offset, or a bias of the opposite polarity to the toner is applied to the pressure roller via the cored bar 6a to prevent electrostatic offset. Is also good.
【0047】図7に本実施例の加圧ローラを用いた熱ロ
ーラ定着装置に加圧ローラ側からバイアスを印加した場
合のニップ部の拡大略断面図を、表2に分散材としてカ
ーボンを混入した体積抵抗1×105Ω・cmのシリコ
ーン導電ゴムを導電性弾性体層とした単層加圧ローラE
と本実施例の構成の2層加圧ローラFの双方にバイアス
を印加したときの印加バイアスとオフセットレベルの関
係を示す。FIG. 7 is an enlarged schematic sectional view of the nip portion when a bias is applied from the pressure roller side to the heat roller fixing device using the pressure roller of this embodiment, and Table 2 contains carbon as a dispersant. Single-layer pressure roller E using a conductive elastic layer made of silicone conductive rubber having a volume resistance of 1 × 10 5 Ω · cm
And the relationship between the applied bias and the offset level when the bias is applied to both of the two-layer pressure roller F having the configuration of this embodiment.
【0048】[0048]
【表2】 [Table 2]
【0049】本実施例の2層構成加圧ローラの方が単層
ローラより、より低いバイアス印加で静電オフセットの
レベルが改善されている。The two-layer pressure roller of the present embodiment is improved in electrostatic offset level by applying a lower bias than the single-layer roller.
【0050】静電オフセットはニップ部N及びニップ部
Nの直前にトナーを転写材から加熱ローラ側に反発させ
る電界が存在すると発生する。そこで、加圧ローラ側か
ら転写材にトナーと逆極性のバイアスを印加すると転写
材のトナー保持能力が高まり、静電オフセットが防止さ
れる。加圧ローラとして本実施例に示す構成のローラを
使用すると、図7に示したように最表層の第2弾性体層
6cが圧縮変形し、ニップ部N付近の導電ウイスカの密
集度が高くなり、ニップ部Nの体積抵抗が第2弾性体層
の他の部分より相対的に低くなる。この状態で電源(図
示せず)から芯金を介してバイアスを印加すると、部分
的に抵抗が低くなっているニップ部Nに集中的にバイア
スがかかるため、従来の芯金に導電性耐熱弾性体層を設
けただけの単層加圧ローラを使用したときよりも低いバ
イアスで効果的に静電オフセットを防止することが可能
である。The electrostatic offset occurs when there is an electric field that repels the toner from the transfer material to the heating roller side immediately before the nip portion N and the nip portion N. Therefore, when a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer material from the pressure roller side, the toner holding ability of the transfer material is enhanced and electrostatic offset is prevented. When the roller having the structure shown in this embodiment is used as the pressure roller, the second elastic layer 6c, which is the outermost surface layer, is compressed and deformed as shown in FIG. 7, and the density of the conductive whiskers near the nip portion N is increased. , The volume resistance of the nip portion N becomes relatively lower than that of the other portion of the second elastic layer. In this state, if a bias is applied from a power source (not shown) through the core metal, the bias is concentrated on the nip portion N where the resistance is partially low. It is possible to effectively prevent electrostatic offset with a lower bias than when using a single-layer pressure roller having only a body layer.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第1
の発明によれば、加圧ローラの耐熱弾性体層に表面を導
電化処理したウイスカを添加したので、中抵抗化した場
合ても、弾性体層の低硬度化を容易に実現することがで
き、加圧ローラを小径化しても、永久変形を起こすこと
がなく、且つ静電オフセットを発生させず、良好な定着
性が得られる。As described above, the first aspect of the present application
According to the invention, since the whiskers whose surface is made conductive are added to the heat-resistant elastic layer of the pressure roller, even if the resistance is made medium, the hardness of the elastic layer can be easily reduced. Even when the diameter of the pressure roller is reduced, permanent deformation does not occur, and electrostatic offset does not occur, so that good fixability can be obtained.
【0052】また、本出願に係る第2の発明によれば、
表面を導電化処理したウイスカとして、K2O・nTi
O2ウイスカを用いたので、上記第1の発明と同様の効
果を奏する他、導電性耐熱弾性体層の抵抗値を容易に所
望の値にコントロールすることができ、リークを発生さ
せることなく、確実な静電オフセットの防止が可能とな
る。According to the second invention of the present application,
As a whisker whose surface is made conductive, K 2 O ・ nTi
Since O 2 whiskers are used, in addition to the same effect as the first aspect of the invention, the resistance value of the conductive heat-resistant elastic body layer can be easily controlled to a desired value without causing leakage. It is possible to reliably prevent electrostatic offset.
【0053】さらに、本出願に係る第3の発明によれ
ば、K2O・nTiO2ウイスカは、繊維径が0.2〜
0.5μm、繊維長が10〜20μmの微細な繊維形状
を有しているので、上記第1及び第2の発明と同様の効
果を奏する他、長期間の使用においても弾性体の破断を
発生させることがなく、長期間に渡って良好な定着性を
維持することができる。Furthermore, according to the third invention of the present application, the K 2 O.nTiO 2 whiskers have a fiber diameter of 0.2 to
Since it has a fine fiber shape of 0.5 μm and a fiber length of 10 to 20 μm, it exhibits the same effects as those of the first and second inventions, and also causes breakage of the elastic body even during long-term use. It is possible to maintain a good fixing property for a long period of time without causing it.
【図1】本発明の第1の実施例における加圧ローラの略
断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pressure roller according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の加圧ローラにおける導電性弾性体層の拡
大略図である。FIG. 2 is an enlarged schematic view of a conductive elastic layer in the pressure roller of FIG.
【図3】導電性付与材の添加量と抵抗値の関係を示すグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the added amount of the conductivity-imparting material and the resistance value.
【図4】導電性付与材の添加量と抵抗値の関係を示すグ
ラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the added amount of the conductivity-imparting material and the resistance value.
【図5】本発明の第2の実施例における加圧ローラの略
断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a pressure roller according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施例における加圧ローラの略
断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of a pressure roller according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施例における加熱定着装置の
ニップ部の略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a nip portion of a heat fixing device according to a third embodiment of the present invention.
1 加圧ローラ 1a、5a、6a 芯金 1b 導電性耐熱弾性体層 5b 薄肉導電スポンジ層(導電性耐熱弾性体層) 6c 第2弾性体層(導電性耐熱弾性体層) 8a K2O・nTiO2微細ウイスカ P 転写材 T トナー(未定着画像)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure roller 1a, 5a, 6a Core metal 1b Conductive heat resistant elastic body layer 5b Thin conductive sponge layer (conductive heat resistant elastic body layer) 6c Second elastic body layer (conductive heat resistant elastic body layer) 8a K 2 O nTiO 2 Fine whisker P Transfer material T Toner (unfixed image)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊澤 悟 東京都大田区下丸子三丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoru Izawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (3)
写材上の未定着画像と接触する中空円筒状の定着ローラ
あるいは無端ベルト状の定着フィルムと、該定着ローラ
の中空部に内包された、あるいは該定着フィルムの内側
の面に接触するように配設された加熱手段と、上記定着
ローラに、あるいは上記定着フィルムを介して上記加熱
手段に圧接するように配設された加圧ローラとを備えた
加熱定着装置において、該加圧ローラは、芯金上に導電
性耐熱弾性体層を有しており、該導電性耐熱弾性体層に
は、表面を導電化処理したウイスカが含有されているこ
とを特徴とする加熱定着装置。1. A hollow cylindrical fixing roller or an endless belt-shaped fixing film, which is rotatably disposed and is in contact with a transfer material or an unfixed image on the transfer material, and is enclosed in a hollow portion of the fixing roller. Or a heating means arranged so as to come into contact with the inner surface of the fixing film and a pressure roller arranged so as to come into pressure contact with the fixing roller or the heating means via the fixing film. In the heating and fixing device including, the pressure roller has a conductive heat-resistant elastic body layer on a core metal, and the conductive heat-resistant elastic body layer contains whiskers whose surface is made conductive. The heat fixing device is characterized by being provided.
O・nTiO2ウイスカであることとする請求項1に記
載の加熱定着装置。2. The whiskers whose surface is made conductive are made of K 2
The heat fixing device according to claim 1, wherein the heat fixing device is an O.nTiO 2 whisker.
0.2〜0.5μm、繊維長が10〜20μmの微細な
繊維形状を有していることとする請求項2に記載の加熱
定着装置。3. The K 2 O.nTiO 2 whiskers have a fine fiber shape with a fiber diameter of 0.2 to 0.5 μm and a fiber length of 10 to 20 μm. Heat fixing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8721594A JPH07281545A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Heat fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8721594A JPH07281545A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Heat fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07281545A true JPH07281545A (en) | 1995-10-27 |
Family
ID=13908707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8721594A Pending JPH07281545A (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Heat fixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07281545A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010217833A (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-30 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Fixing apparatus and image formation apparatus |
JP2010286788A (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing member, fixing device, and image forming apparatus |
JP2011085846A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Canon Inc | Pressure member, image heating device, and image forming apparatus |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP8721594A patent/JPH07281545A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010217833A (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-30 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Fixing apparatus and image formation apparatus |
US8103204B2 (en) | 2009-03-19 | 2012-01-24 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Fixing apparatus and image formation apparatus |
JP2010286788A (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing member, fixing device, and image forming apparatus |
JP2011085846A (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Canon Inc | Pressure member, image heating device, and image forming apparatus |
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