JPH08254917A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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Publication number
JPH08254917A
JPH08254917A JP8485695A JP8485695A JPH08254917A JP H08254917 A JPH08254917 A JP H08254917A JP 8485695 A JP8485695 A JP 8485695A JP 8485695 A JP8485695 A JP 8485695A JP H08254917 A JPH08254917 A JP H08254917A
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JP
Japan
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fixing
fixing roller
roller
silicone rubber
fixing device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8485695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiaki Yasuno
道昭 安野
Makoto Komata
誠 小俣
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH08254917A publication Critical patent/JPH08254917A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a fixing device, used for an electrophotographic image forming device, capable of stably cope with fixing for a full color toner image or high speed fixing over a long term. CONSTITUTION: The peripheral surface of the fixing roller 1 of the fixing device is formed of a silicone rubber layer 8, which contains graphite powder having the particle size of 0.5 to 20μm and whose volume resistivity is about 10<10> Ωcm. A surface coated with a fluorine contained rubber layer may be adopted as the peripheral surface of the roller 1. By such constitution, the roller 1 can hold high heat conductivity and electrical conductivity while keeping proper elasticity. Therefore, heat loss on the surface of the roller caused by the high speed fixing is completely compensated, and even when charge is generated by the friction of the roller with paper 6 or a pressure member 2, it is discharged. Furthermore, excellent peeling property is maintained at the time of fixing the full color image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミリ
等の電子写真式の画像形成装置に使用され、記録シート
上に形成されたトナー像を、加熱及び加圧によって定着
させる定着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device which is used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile and which fixes a toner image formed on a recording sheet by heating and pressing.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子写真式の画像形成装置で
は、像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像をP
PC用紙等の記録シートに転写する。そして、トナー像
が転写された記録シートを定着装置へ導き、トナー像を
記録シートに定着させて永久画像とする。従来より、定
着装置としては、円筒状の芯金の内部にヒーターを備
え、外周面に耐熱性樹脂皮膜層を形成した定着ローラ
と、この定着ローラに圧接配置され、円筒状芯金の外周
面に耐熱弾性体層を形成した加圧部材を有するものが一
般に用いられている。この定着装置では、定着ローラを
回転駆動し、トナー像が転写された記録シートを定着ロ
ーラと加圧部材とが圧接されるニップ部に挟み込んで搬
送する。トナー像を転写された記録シートは、ニップ部
を通過する間に加熱・加圧され、熱により溶融したトナ
ーが記録シートに圧着される。この時、記録シートはト
ナー像の転写された面が定着ローラに対向するようにニ
ップ部に送り込まれ、トナー像が効率よく加熱溶融され
るようになっている。また、トナー像が定着ローラの表
面へ付着するいわゆるオフセットを防止するために、定
着ローラの表面にフッ素樹脂などによるコーティング加
工が施されていたり、回転駆動時に定着ローラの表面
へ、シリコーンオイル等の液状離型剤が少しずつ塗布供
給されるようになっている。
2. Description of the Related Art Generally, in an electrophotographic image forming apparatus, a toner image is formed on an image carrier, and the toner image is transferred to a P image.
Transfer to a recording sheet such as PC paper. Then, the recording sheet on which the toner image is transferred is guided to a fixing device, and the toner image is fixed on the recording sheet to form a permanent image. Conventionally, as a fixing device, a fixing roller having a heater inside a cylindrical cored bar and a heat-resistant resin film layer formed on the outer peripheral surface, and a fixing roller arranged in pressure contact with the fixing roller, the outer peripheral surface of the cylindrical cored bar. The one having a pressing member having a heat resistant elastic layer formed on it is generally used. In this fixing device, the fixing roller is rotationally driven, and the recording sheet on which the toner image is transferred is nipped and conveyed in the nip portion where the fixing roller and the pressing member are in pressure contact. The recording sheet onto which the toner image is transferred is heated and pressed while passing through the nip portion, and the toner melted by the heat is pressed against the recording sheet. At this time, the recording sheet is sent to the nip portion so that the surface on which the toner image is transferred faces the fixing roller, and the toner image is efficiently heated and melted. Further, in order to prevent the so-called offset in which the toner image adheres to the surface of the fixing roller, the surface of the fixing roller is coated with a fluororesin or the like, or the surface of the fixing roller is driven with a silicone oil or the like during rotation. The liquid release agent is applied and supplied little by little.

【0003】このような定着装置は、フルカラーの画像
形成装置に用いられる場合に、トナーに対する定着ロー
ラの剥離性についてより一層高い性能が要求される。カ
ラー画像形成装置では、定着が高速化されるとともに、
低粘度のカラートナーが広い面積にわたって付着してい
る場合が多く、これらを定着する際にオフセットが生じ
やすくなるからである。このような要求に基づき、剥離
性に優れた定着ローラとして、芯金の表面にシリコーン
ゴム等からなる弾性体層を設けた定着ローラが提案され
ている。
When such a fixing device is used in a full-color image forming apparatus, a higher performance is required for the releasability of the fixing roller from the toner. In a color image forming apparatus, fixing speed is increased and
This is because the low-viscosity color toner is often adhered over a large area, and an offset is likely to occur when fixing these. Based on such requirements, a fixing roller having an elastic layer made of silicone rubber or the like on the surface of a core bar has been proposed as a fixing roller having excellent releasability.

【0004】図4はこのような定着ローラ21を有する
定着装置の一例を示すもので、鉄製の円筒状芯金27
と、この芯材の外周面にシリコーンゴム層28と、芯金
の内側に配設された赤外線ランプ23とを備えている。
そして該定着ローラを加圧ローラ22に圧接し、このニ
ップ部に用紙24を挟み込んで搬送すると同時に加熱・
加圧を行い熱により溶融したトナー像を用紙に圧着する
ものである。このような定着装置においては、定着ロー
ラのシリコーンゴム層の弾性により、用紙との密着性が
高まり、定着性が向上する。更にこの時定着ローラを形
成するシリコーンゴム層の硬度を加圧ローラ22側の表
面層より低くすることにより、図5に示すようにニップ
部で定着ローラ21側が窪み、定着ローラが加圧ローラ
との圧接から解除されて元の状態に戻る時に、定着ロー
ラの表面とトナー層との間にずれを生じさせる力が瞬間
的に作用する。このため、定着ローラとトナーとの間の
剥離性が向上する。
FIG. 4 shows an example of a fixing device having such a fixing roller 21, which is a cylindrical iron core 27 made of iron.
A silicone rubber layer 28 is provided on the outer peripheral surface of the core material, and an infrared lamp 23 disposed inside the core metal.
Then, the fixing roller is brought into pressure contact with the pressure roller 22, and the sheet 24 is nipped in the nip portion to be conveyed and heated at the same time.
The toner image melted by heat is pressed to the paper under pressure. In such a fixing device, due to the elasticity of the silicone rubber layer of the fixing roller, the adhesion to the paper is enhanced and the fixability is improved. Further, at this time, the hardness of the silicone rubber layer forming the fixing roller is made lower than that of the surface layer on the pressure roller 22 side, so that the fixing roller 21 side is depressed at the nip portion as shown in FIG. When the pressure contact is released to return to the original state, a force that causes a gap between the surface of the fixing roller and the toner layer acts momentarily. Therefore, the peeling property between the fixing roller and the toner is improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな定着装置では次のような問題点がある。上記のよう
な定着ローラにおいては、弾性体層を構成するシリコー
ン樹脂等の樹脂材料は熱伝導性が小さいため、高速で画
像形成を続けると、定着ローラの表面で消費される熱量
に熱源から供給される熱量が追いつかず、表面温度が低
下し、定着性が悪くなってしまう。また、定着ローラの
導電性が小さいと、定着時の加圧部材や用紙との摩擦に
より著しく帯電し、不必要にトナーが飛散して、画像欠
陥が生じたり、用紙を静電吸着することによる紙づまり
が発生してしまう。
However, such a fixing device has the following problems. In the fixing roller as described above, the resin material such as the silicone resin that constitutes the elastic layer has a low thermal conductivity, so if the image formation is continued at high speed, the heat source supplies the heat consumed by the surface of the fixing roller. The amount of heat applied cannot catch up, the surface temperature drops, and the fixability deteriorates. In addition, if the fixing roller has a low conductivity, it is significantly charged due to friction with the pressure member and the sheet at the time of fixing, toner is unnecessarily scattered, an image defect occurs, and the sheet is electrostatically adsorbed. A paper jam will occur.

【0006】上記表面温度が低下するという問題点に対
しては、特公昭62−45993号公報に、表面のオフ
セット防止層に金属粉末を混入し、導電性を付与すると
ともに、定着ローラ表面の温度低下を防止する方法が、
また特開平3−80281号公報には弾性体層にカーボ
ンブラック、金属酸化物などの熱伝導性の大きい物質の
粉末を添加することにより熱伝導性を向上させる方法が
開示されている。しかし、これらの方法を用いても、高
速化されたカラー画像形成装置に対応するのに十分な熱
伝導性を得ることはできない。また、カーボンブラック
を充填剤としてシリコーンゴムに添加すると、ゴムの弾
性率が低下してしまい、金属酸化物を充填剤として用い
たものでは十分な導電性が得られず、定着ローラが帯電
することによる問題点が発生する。
To solve the problem that the surface temperature is lowered, Japanese Patent Publication No. 62-45993 discloses that a metal powder is mixed into an offset prevention layer on the surface to impart conductivity, and the temperature of the surface of the fixing roller is increased. How to prevent the decline,
Further, JP-A-3-80281 discloses a method of improving thermal conductivity by adding powder of a substance having high thermal conductivity such as carbon black or metal oxide to the elastic layer. However, even if these methods are used, it is not possible to obtain sufficient thermal conductivity to cope with a speeded-up color image forming apparatus. In addition, when carbon black is added as a filler to silicone rubber, the elastic modulus of the rubber decreases, and a metal oxide as a filler does not provide sufficient conductivity and the fixing roller is charged. Causes problems.

【0007】一方、定着ローラの帯電を防止する方法と
しては、特開平2−6985号公報、特開平2−476
72号公報には、芯金と表面層からなる定着ローラの表
面層を導電性を有するものとし、これを接地することに
より除電する方法が開示されている。また特開平4−1
47174号公報などには、バイアス電圧を印加した
り、コロトロンからの放電により定着ローラの帯電を相
殺して除電する方法が開示されている。
On the other hand, as a method for preventing the charging of the fixing roller, Japanese Patent Laid-Open No. 2-6985 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-476 are known.
Japanese Patent Laid-Open No. 72-72 discloses a method in which the surface layer of a fixing roller composed of a cored bar and a surface layer is made electrically conductive, and this is grounded to remove electricity. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 4-1
Japanese Patent No. 47174 discloses a method of applying a bias voltage or canceling the charging of the fixing roller by discharging from the corotron to eliminate the charge.

【0008】しかし、これらの技術では、装置が大型化
したり、その効果の安定性に問題がある。また定着ロー
ラの表面温度の低下については配慮されていない。この
ため、フルカラー画像の定着や高速化要求に対して満足
な効果が得られるものではなかった。本発明は上記のよ
うな問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、
定着ローラの表面温度の低下及び帯電を防止すると共
に、定着ローラの十分な弾性を維持し、フルカラー画像
の定着や高速化に十分対応できる定着装置を提供するこ
とにある。
However, in these techniques, there is a problem in that the size of the device becomes large and the stability of its effect is poor. No consideration is given to the decrease in the surface temperature of the fixing roller. For this reason, a satisfactory effect cannot be obtained with respect to the fixing of a full-color image and the demand for high speed. The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to
It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of preventing the surface temperature of the fixing roller from being lowered and charging, maintaining sufficient elasticity of the fixing roller, and being capable of sufficiently fixing a full-color image and increasing the speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、 電子写真式の画像形成装置で用い
られ、 内部に加熱源を有し、その外周にシリコーン
ゴム層を備えた定着ローラと、 この定着ローラと圧
接される加圧部と、を有し、 トナー像が転写された
記録媒体を前記定着ローラと加圧部材との間で加圧する
とともに加熱し、トナー像を記録媒体上に溶融・定着す
る定着装置において、 前記定着ローラのシリコーン
ゴム層が、 粒径0.5〜20μmのグラファイト粉
体を含み、 体積抵抗率が1010Ωcm以下とする。
また、前記定着ローラの周面が、離型性を有するフッ素
ゴム層で被覆されていることが望ましい。
In order to solve the above problems, the present invention is used in an electrophotographic image forming apparatus and has a heating source inside and a silicone rubber layer on the outer periphery thereof. A recording medium having a fixing roller and a pressure portion that is in pressure contact with the fixing roller is pressed between the fixing roller and the pressure member and heated to record the toner image. In a fixing device for melting and fixing on a medium, the silicone rubber layer of the fixing roller contains graphite powder having a particle size of 0.5 to 20 μm and a volume resistivity of 10 10 Ωcm or less.
Further, it is desirable that the peripheral surface of the fixing roller is covered with a fluororubber layer having releasability.

【0010】本発明において、含有するグラファイト粉
体の粒径は、シリコーンゴムの弾性を損なうことなく、
十分な熱伝導性や導電性を維持するために多量に配合で
きる点で0.5〜20μmである必要がある。また該シ
リコーンゴム層の体積抵抗率が1010Ωcmを越える
と、シリコーンゴム層が帯電しやすくなり、用紙を静電
吸着したり、トナーが飛散したりして、フルカラー定着
や高速化要求に応じることができなくなるために、シリ
コーンゴム層の体積抵抗率は、1010Ωcm以下である
必要がある。
In the present invention, the particle size of the graphite powder contained is such that the elasticity of the silicone rubber is not impaired.
It is necessary to be 0.5 to 20 μm in that it can be mixed in a large amount in order to maintain sufficient thermal conductivity and conductivity. Further, when the volume resistivity of the silicone rubber layer exceeds 10 10 Ωcm, the silicone rubber layer is easily charged, and electrostatically adsorbs paper or scatters toner to meet full-color fixing and speed-up requests. Therefore, the volume resistivity of the silicone rubber layer must be 10 10 Ωcm or less.

【0011】[0011]

【作用】本発明の定着装置では、定着ローラのシリコー
ンゴム層にグラファイト粉体が含まれており、グラファ
イトはカーボンブラックや金属酸化物等に比べて高い熱
伝導性を有するので、シリコーンゴム層の熱伝導率を高
くすることができる。また、グラファイト粉体によっ
て、高い導電性が付与される。このため、高速定着にお
いても熱源からの熱の供給をスムーズに行うことがで
き、定着ローラの表面温度の低下を少なく抑えることが
できる。一方高い導電性を有するので定着ローラの加圧
部材や記録用紙との摩擦により発生する電荷を逃がすこ
とができ、記録用紙の吸着やトナーの不必要な飛散も発
生しない。また、定着ローラのシリコーンゴム層に含ま
れるグラファイト粉体は粒径0.5〜20μmであるた
め、十分な熱伝導率や導電性を付与するために、シリコ
ーンゴム層に多量に配合しても弾性を損なうことがな
い。このため、フルカラー画像の定着や高速化など高度
な要求に対しても応じることができ、長期にわたり安定
して定着を行うことができる。また、定着ローラの周面
は離型性を有するフッ素ゴム層で被覆されているもので
は、トナー像の定着後における記録用紙の剥離性が向上
し、紙詰まりの発生が防止される。さらに、このフッ素
ゴム層は導電性を有していないが、薄く形成されている
ので定着ローラの表面が過度に帯電することもない。
In the fixing device of the present invention, graphite powder is contained in the silicone rubber layer of the fixing roller, and graphite has higher thermal conductivity than carbon black, metal oxides, etc. The thermal conductivity can be increased. Further, the graphite powder imparts high conductivity. Therefore, heat can be smoothly supplied from the heat source even in high-speed fixing, and a decrease in the surface temperature of the fixing roller can be suppressed to a small level. On the other hand, since it has high conductivity, the electric charge generated by friction with the pressure member of the fixing roller and the recording paper can be released, and the adsorption of the recording paper and the unnecessary scattering of toner do not occur. Further, since the graphite powder contained in the silicone rubber layer of the fixing roller has a particle size of 0.5 to 20 μm, even if a large amount is blended with the silicone rubber layer in order to impart sufficient thermal conductivity and conductivity. Does not impair elasticity. Therefore, it is possible to meet high requirements such as fixing of a full-color image and speeding up, and it is possible to perform stable fixing for a long period of time. Further, if the peripheral surface of the fixing roller is covered with a fluororubber layer having releasability, the peelability of the recording paper after fixing the toner image is improved, and paper jam is prevented. Further, although this fluororubber layer has no conductivity, it is formed thin so that the surface of the fixing roller is not excessively charged.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は、本発明に係る定着装置の一例を示す概略構
成図である。この定着装置は、図1に示すように、トナ
ー像が転写された記録用紙6を加熱する定着ローラ1
と、この定着ローラ1と圧接され、定着ローラ1に従動
して回転する加圧ローラ2と、トナー像が転写された記
録用紙6を定着ローラ1と加圧ローラ2との圧接部に案
内する用紙ガイド4と、この圧接部を通過した記録用紙
6を搬送する1対の搬送ローラ5とを有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a fixing device according to the present invention. As shown in FIG. 1, this fixing device includes a fixing roller 1 for heating a recording sheet 6 having a toner image transferred thereon.
Then, the pressure roller 2 that is pressed against the fixing roller 1 and rotates following the fixing roller 1, and the recording paper 6 on which the toner image is transferred are guided to the pressure contact portion between the fixing roller 1 and the pressure roller 2. It has a paper guide 4 and a pair of conveyance rollers 5 that convey the recording paper 6 that has passed through the pressure contact portion.

【0013】上記定着ローラ1は、芯金7及びその外周
のシリコーンゴム層8からなり、芯金の内部には、記録
用紙を加熱するためのヒーター3が設けられている。こ
の定着ローラのシリコーンゴム層8は、次のようにして
形成される。ビニル基含有ポリジメチルシロキサン(東
レダウコーニングシリコーン(株)製DY32−663
U)100重量部に対して、有機過酸化物の2・5ジメ
チル2・5ジ(ターシャルブチルパーオキシ)ヘキサン
加硫剤(東レダウコーニングシリコーン(株)製RC−
4(50P)FD)を0.6重量部配合し、更にグラフ
ァイト(大阪ガス(株)製メソカーボンマイクロビーズ
平均粒径6μm)を加えオーブンロールで均一に混練す
る。内径50.5mmのローラ金型内に外径44mmの
芯金を配置し、この上に上記シリコーン組成物をゴム成
型機により加硫成型し、硬度57°のシリコーンゴム層
からなる円筒体を作成する。これを更に外径50mmに
研磨して仕上げる。
The fixing roller 1 comprises a cored bar 7 and a silicone rubber layer 8 around the cored bar 7, and a heater 3 for heating the recording paper is provided inside the cored bar. The silicone rubber layer 8 of this fixing roller is formed as follows. Vinyl group-containing polydimethylsiloxane (DY32-663 manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.)
U) 100 parts by weight of an organic peroxide of 2.5 dimethyl 2.5 di (tert-butylperoxy) hexane vulcanizing agent (RC-manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.)
4 (50P) FD) was mixed in an amount of 0.6 part by weight, graphite (Mesocarbon microbeads of Osaka Gas Co., Ltd., average particle size: 6 μm) was added, and the mixture was uniformly kneaded with an oven roll. A core metal having an outer diameter of 44 mm is placed in a roller mold having an inner diameter of 50.5 mm, and the above silicone composition is vulcanized and molded by a rubber molding machine to form a cylindrical body composed of a silicone rubber layer having a hardness of 57 °. To do. This is further polished to an outer diameter of 50 mm for finishing.

【0014】上記定着ローラのシリコーンゴム層を構成
する材料は、ポリオルガノシロキサンであれば、特に限
定されないが、有機過酸化物またはヒドロキシル基など
により架橋してゴム状弾性体となるビニル基含有ポリジ
メチルシロキサンが好ましい。なお有機過酸化物を架橋
材として用いる場合、アシル基を含有したものである
と、グラファイト粉体を多量配合することにより、著し
く架橋阻害を起こす場合がある点で好ましくなく、ジク
ミルパーオキサイドなどが好ましく挙げられる。
The material constituting the silicone rubber layer of the fixing roller is not particularly limited as long as it is a polyorganosiloxane, but a vinyl group-containing polycondensate which is crosslinked with an organic peroxide or a hydroxyl group to form a rubber-like elastic body. Dimethylsiloxane is preferred. When an organic peroxide is used as a cross-linking material, it is not preferable that it contains an acyl group, since it may cause significant crosslinking inhibition when a large amount of graphite powder is added, such as dicumyl peroxide. Are preferred.

【0015】配合するグラファイトの量はシリコーンゴ
ム100重量部に対し30〜300重量部が好ましく、
30重量部未満では定着ローラに十分な導電性を付与す
ることができず、また300重量部を越えるとゴム弾性
が損なわれてしまうことがある。これらのシリコーンゴ
ム組成物の混練は、上記の他、ロールミルやインターナ
ルミキサーなどの従来知られているゴム混練装置により
行うことができ、この時、必要により酸化鉄や希土類化
合物の耐熱安定剤を配合してもよい。またこれらのシリ
コーンゴム組成物を芯金上に成型する方法も、従来から
知られている圧縮成型、射出成型又は押し出し成型など
で行うこともできる。
The amount of graphite to be blended is preferably 30 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of silicone rubber,
If it is less than 30 parts by weight, sufficient electrical conductivity cannot be imparted to the fixing roller, and if it exceeds 300 parts by weight, rubber elasticity may be impaired. In addition to the above, kneading of these silicone rubber compositions can be carried out by a conventionally known rubber kneading device such as a roll mill or an internal mixer. At this time, if necessary, a heat stabilizer of iron oxide or a rare earth compound is added. You may mix. Further, the method of molding these silicone rubber compositions on the cored bar can also be performed by conventionally known compression molding, injection molding, extrusion molding or the like.

【0016】シリコーンゴム層の表面には、更に、離型
層としてフッ化ビニリデン系フッ素ゴムをコーティング
することがトナーとの剥離性の点で望ましい。この時離
型層の厚みは30μ程度で、シリコーンゴム層に比べわ
ずかであり、またシリコーンゴム層が十分な導電性を有
しているので、この離型層には導電性がなくても定着ロ
ーラの表面が帯電するのを低減することができる。離型
層としてフッ素ゴムを使用する場合には、その表面に特
公昭64−6464号公報や特開平4−348377号
公報に記載された変性シリコーンオイルを使用すること
により一層離型性を高めることができる。
It is desirable that the surface of the silicone rubber layer is further coated with vinylidene fluoride fluororubber as a release layer from the viewpoint of releasability from the toner. At this time, the release layer has a thickness of about 30 μm, which is slightly smaller than that of the silicone rubber layer, and the silicone rubber layer has sufficient conductivity. It is possible to reduce charging of the surface of the roller. When fluororubber is used as the release layer, the release property is further enhanced by using the modified silicone oil described in JP-B-64-6464 and JP-A-4-348377 on the surface thereof. You can

【0017】芯金7は導電性を有するものであれば良
く、芯金の厚みは0.5mm以上が好ましく、2mm程
度が好ましい。この芯金は電気的に接地されており、定
着ローラと用紙や加圧部材との摩擦により電荷が生じて
も、これらの電荷はシリコーンゴム層および芯金を通し
て除電される。上記加圧ローラ2は円筒状の支持体表面
にシリコーンゴム層が形成されたものであり、このシリ
コーンゴム層の硬度は、定着ローラのシリコーンゴム層
より高く設定されている。このため、定着ローラと圧接
された時に、図5に示されるように定着ローラ側が窪
み、定着ローラと加圧ローラとが離れる時には、定着ロ
ーラの表面が急速に後退して、トナーとの剥離性を増す
ことができる。
The cored bar 7 may be any one as long as it has conductivity, and the thickness of the cored bar is preferably 0.5 mm or more, preferably about 2 mm. The cored bar is electrically grounded, and even if an electric charge is generated by friction between the fixing roller and the paper or the pressing member, the electric charge is removed through the silicone rubber layer and the cored bar. The pressure roller 2 has a silicone rubber layer formed on the surface of a cylindrical support, and the hardness of the silicone rubber layer is set higher than that of the silicone rubber layer of the fixing roller. Therefore, when the fixing roller is pressed against the fixing roller, the fixing roller side is dented as shown in FIG. 5, and when the fixing roller and the pressure roller are separated from each other, the surface of the fixing roller is rapidly retracted to separate from the toner. Can be increased.

【0018】このような定着装置を用いて、A4用紙を
毎分36枚のスピードで連続して定着を行い、定着ロー
ラの表面温度変化を測定したところ、定着開始時より1
7℃低下したところで安定した。またこの時の定着ロー
ラ表面の帯電電位を測定したところ、−100Vであ
り、従来の定着装置においては静電吸着による紙づまり
が生じてしまう薄い紙を使用しても定着が可能であっ
た。更にフルカラー高密度画像(TMA=2.0mg/
cm2 )における定着ローラの剥離性を調べたところ、
定着ローラの表面温度が220℃までトナーに対して良
好な剥離性を示した。
Using such a fixing device, A4 paper was continuously fixed at a speed of 36 sheets per minute, and the surface temperature change of the fixing roller was measured.
It became stable when the temperature dropped by 7 ° C. Further, the charging potential on the surface of the fixing roller at this time was measured to be −100 V, and in the conventional fixing device, it was possible to fix even using a thin paper which causes paper jam due to electrostatic attraction. Full-color high-density image (TMA = 2.0 mg /
When the peelability of the fixing roller in cm 2 ) was examined,
The surface temperature of the fixing roller was 220.degree.

【0019】一方、上記実施例に対する比較例として、
定着ローラのシリコーンゴム層に混入するフィラーをグ
ラファイトに代えてシリカとアルミナとの混合物を使用
した定着装置について同様の定着試験を行った。この定
着装置でシリコーンゴム層の硬度は57°とし、先に述
べた実施例と同様にA4用紙を毎分36枚のスピードで
定着を行い、定着ローラの表面温度変化を測定したとこ
ろ、25℃の温度低下がみられた。更にこの時の定着ロ
ーラ表面の電位を測定したところ、ー1500Vに帯電
していた。また先に述べた実施例と同様にフルカラー高
密度画像におけるトナーに対する剥離性を評価したとこ
ろ、定着ローラの表面温度が200℃で剥離不良が見ら
れた。
On the other hand, as a comparative example to the above embodiment,
A similar fixing test was conducted on a fixing device using a mixture of silica and alumina instead of graphite as the filler mixed in the silicone rubber layer of the fixing roller. With this fixing device, the hardness of the silicone rubber layer was 57 °, fixing was performed at a speed of 36 A4 sheets per minute in the same manner as in the above-mentioned embodiment, and the surface temperature change of the fixing roller was measured. A decrease in temperature was observed. Further, when the potential on the surface of the fixing roller at this time was measured, it was found to be charged to -1500V. Further, when the peeling property with respect to the toner in the full-color high-density image was evaluated in the same manner as in the above-mentioned examples, the peeling failure was observed when the surface temperature of the fixing roller was 200 ° C.

【0020】以上のことから、本実施例の定着装置にお
いては、高速定着を行っても定着ローラ表面の温度低下
が少なく、安定して定着を行うことができ、また摩擦帯
電によるトナー飛散や用紙の吸着も発生せず、薄い紙を
使用することもできる。またカラートナーに対しても十
分な剥離性を保つことができる。
From the above, in the fixing device of this embodiment, the temperature of the surface of the fixing roller does not decrease much even when high-speed fixing is performed, and stable fixing can be performed. Further, toner scattering due to frictional charging and paper Also, thin paper can be used without causing the adsorption. Further, it is possible to maintain sufficient releasability for color toners.

【0021】なお、上記実施例は定着ローラと加圧ロー
ラとが対向して圧接されるのであるが、図3に示すよう
に加圧部材として固定支持された弾性部材を用いること
もできる。この定着装置は、液状離型剤を含浸させたシ
リコーンスポンジとその表面を被覆する表面層とからな
る加圧部材12を有し、定着ローラ11がこの加圧部材
12に圧接されるものである。このような定着装置にお
いても、定着ローラのシリコーンゴム層にグラファイト
粉体を含むことにより、同様の効果を得ることができ
る。
Although the fixing roller and the pressure roller are pressed against each other in the above embodiment, an elastic member fixedly supported as the pressure member may be used as shown in FIG. This fixing device has a pressure member 12 including a silicone sponge impregnated with a liquid release agent and a surface layer covering the surface thereof, and the fixing roller 11 is pressed against the pressure member 12. . Also in such a fixing device, the same effect can be obtained by including graphite powder in the silicone rubber layer of the fixing roller.

【0022】次に、本発明の定着装置に用いられるシリ
コーンゴムの特性を従来のものと比較した結果を示す。
前記実施例の定着ローラを構成するのと同様のシリコー
ンゴムであって、配合するグラファイトの量を30〜3
00重量部までの範囲で変化させたものについて、それ
ぞれをオーブンロールで均一に混練し、プレス成型機に
より170℃で10分間加硫成型を行うことにより硬度
の異なるテストピースを作成した。テストピースの硬度
は、JIS K6301 A型ゴム硬度によるものと
し、各硬度のテストピースについて、非定常熱線法によ
る熱伝導率及びJIS K6301により反発弾性率を
調べた結果を表1、表2に示す。なおこの時グラファイ
トに代えて、シリカ・アルミナ系の混合フィラーを配合
して同様の硬度としたテストピースを作成し、同様の測
定を行ってその結果を比較する。
Next, the results of comparing the characteristics of the silicone rubber used in the fixing device of the present invention with those of the conventional one will be shown.
The silicone rubber is the same as that used in the fixing roller of the above-mentioned embodiment, and the amount of graphite to be blended is 30 to 3.
With respect to each of the materials changed in the range of up to 00 parts by weight, each was uniformly kneaded with an oven roll and vulcanized and molded at 170 ° C. for 10 minutes by a press molding machine to prepare test pieces having different hardness. The hardness of the test piece is based on JIS K6301 A-type rubber hardness, and the results obtained by examining the thermal conductivity by the unsteady hot wire method and the repulsion elastic modulus by JIS K6301 for the test pieces of each hardness are shown in Table 1 and Table 2. . At this time, instead of graphite, a silica / alumina-based mixed filler was blended to prepare a test piece having the same hardness, and the same measurement was performed to compare the results.

【0023】[0023]

【表1】 (以下余白)[Table 1] (Below margin)

【表2】 [Table 2]

【0024】図2は表1のゴム硬度と熱伝導率の関係を
グラフ化したものであり、表1、図2からも明らかなよ
うにグラファイトを配合した方が同一硬度であっても優
れた熱伝導率を保つことができることがわかる。更に表
2から、同一硬度であっても、グラファイトを配合した
もの方が、高い反発弾性を保つことができることが明ら
かである。なお、フィラーとしてカーボンブラックを混
入したものではほとんど熱伝導性の向上は見られない。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the rubber hardness and the thermal conductivity shown in Table 1. As is clear from Table 1 and FIG. 2, graphite is superior even if it has the same hardness. It can be seen that the thermal conductivity can be maintained. Furthermore, it is clear from Table 2 that even if the hardness is the same, the one in which graphite is blended can maintain higher impact resilience. In addition, when carbon black is mixed as the filler, the thermal conductivity is hardly improved.

【0025】次にこれらのうち、ゴム硬度57°のシリ
コーンゴム組成物について、体積抵抗率の測定を行った
ところ、グラファイトを配合したものは、108 Ωcm
以下と低い値であったのに対し、シリカーアルミナ系の
混合フィラーの場合は1013Ωcm以上の高い値を示し
た。このことから、グラファイトを配合した定着ローラ
の方が高い導電性を有し、帯電防止効果が優れているこ
とは明らかである。なお本実施例において体積抵抗率の
測定は超絶縁抵抗計を用い、各シリコーンゴム組成物を
2mmのシート状物として電流/電圧法によりDC10
0Vを印加して行うものとする。
Next Among these, the silicone rubber composition of the rubber hardness 57 °, was measured for volume resistivity, those blended with graphite, 10 8 [Omega] cm
While it was a low value as below, in the case of the silica-alumina mixed filler, a high value of 10 13 Ωcm or more was shown. From this, it is clear that the fixing roller containing graphite has a higher conductivity and an excellent antistatic effect. In this Example, the volume resistivity was measured by using a super insulation resistance meter, and each silicone rubber composition was used as a sheet of 2 mm to obtain DC10 by the current / voltage method.
It is assumed that 0 V is applied.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明の定着装置で
は、定着ローラのシリコーンゴム層に、多量のグラファ
イト粉体を配合することにより、弾性を損なうことな
く、高い導電性と熱伝導性を保つことができる。このた
め、高速で定着を行っても定着ローラが帯電することが
ないので、トナー像が定着ローラに付着したり、トナー
が飛散して画像欠陥を生じたり、用紙が定着ローラに静
電吸着されて紙づまりが生じることが防止される。また
定着ローラの表面温度の低下を小さくすることができ、
安定して定着を行うことができ、高画質の画像を得るこ
とができる。さらに、シリコーンゴム層の弾性により、
フルカラー画像を定着する時に、低粘度カラートナーに
対しても良好な剥離性を保つことができる。また、定着
ローラの周面は離型性を有するフッ素ゴム層で被覆され
ているものでは、トナー像の定着後における記録用紙の
剥離性が向上し、紙詰まりの発生が防止される。さら
に、このフッ素ゴム層は導電性を有していないが、薄く
形成されているので定着ローラの表面が過度に帯電する
こともない。したがって本発明の定着装置によれば、フ
ルカラー画像の定着や高速化などの高度な要求に十分対
応することができ、長期にわたり安定して定着を行うこ
とができる。
As described above, in the fixing device of the present invention, by mixing a large amount of graphite powder in the silicone rubber layer of the fixing roller, high conductivity and thermal conductivity can be obtained without impairing elasticity. Can be kept. For this reason, the fixing roller is not charged even when fixing is performed at high speed, so that the toner image adheres to the fixing roller, the toner scatters to cause an image defect, or the paper is electrostatically attracted to the fixing roller. Paper jams are prevented from occurring. In addition, the decrease in the surface temperature of the fixing roller can be reduced,
The fixing can be stably performed, and a high quality image can be obtained. Furthermore, due to the elasticity of the silicone rubber layer,
When fixing a full-color image, good peelability can be maintained even for low-viscosity color toner. Further, if the peripheral surface of the fixing roller is covered with a fluororubber layer having releasability, the peelability of the recording paper after fixing the toner image is improved, and paper jam is prevented. Further, although this fluororubber layer has no conductivity, it is formed thin so that the surface of the fixing roller is not excessively charged. Therefore, according to the fixing device of the present invention, it is possible to sufficiently meet high requirements such as fixing of full-color images and speeding up, and it is possible to perform fixing stably for a long period of time.

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

【図1】本発明の一実施例である定着装置の概略構成図
である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fixing device that is an embodiment of the present invention.

【図2】ゴム硬度と、熱伝導率の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between rubber hardness and thermal conductivity.

【図3】本発明の他の実施例である定着装置を示す概略
構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device that is another embodiment of the present invention.

【図4】従来の定着装置における定着ローラ及び加圧ロ
ーラの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a fixing roller and a pressure roller in a conventional fixing device.

【図5】図4に示す実施例における定着ローラと加圧ロ
ーラとの接触状態を示す図である。
5 is a diagram showing a contact state between a fixing roller and a pressure roller in the embodiment shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21 定着ローラ 2、22 加圧ローラ 3、23 ヒーター 4 用紙ガイド 5 搬送ローラ 6、24 記録用紙 7、27 芯金 8、28 シリコーンゴム層 12 加圧部材 1, 11, 21 Fixing roller 2, 22 Pressing roller 3, 23 Heater 4 Paper guide 5 Conveying roller 6, 24 Recording paper 7, 27 Core metal 8, 28 Silicone rubber layer 12 Pressing member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 27:12 83:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display area // B29K 27:12 83:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子写真式の画像形成装置で用いら
れ、 内部に加熱源を有し、その外周にシリコーンゴム層を備
えた定着ローラと、 この定着ローラと圧接される加圧部と、を有し、 トナー像が転写された記録媒体を前記定着ローラと加圧
部材との間で加圧するとともに加熱し、トナー像を記録
媒体上に溶融・定着する定着装置において、 前記定着ローラのシリコーンゴム層が、 粒径0.5〜20μmのグラファイト粉体を含み、 体積抵抗率が1010Ωcm以下であることを特徴とする
定着装置。
1. A fixing roller used in an electrophotographic image forming apparatus, comprising a heat source inside and a silicone rubber layer on an outer periphery thereof, and a pressure section press-contacted with the fixing roller. A fixing device for pressing and heating a recording medium on which a toner image is transferred between the fixing roller and a pressure member to melt and fix the toner image on the recording medium, wherein the silicone rubber of the fixing roller is used. A fixing device, wherein the layer contains graphite powder having a particle size of 0.5 to 20 μm, and a volume resistivity of 10 10 Ωcm or less.
【請求項2】 前記定着ローラの周面が、離型性を有
するフッ素ゴム層で被服されていることを特徴とする請
求項1に記載の定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the peripheral surface of the fixing roller is covered with a fluororubber layer having releasability.
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