JPH11174886A - Fixing roller - Google Patents

Fixing roller

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Publication number
JPH11174886A
JPH11174886A JP35621297A JP35621297A JPH11174886A JP H11174886 A JPH11174886 A JP H11174886A JP 35621297 A JP35621297 A JP 35621297A JP 35621297 A JP35621297 A JP 35621297A JP H11174886 A JPH11174886 A JP H11174886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
polymer thin
fixing roller
toner
fixing
Prior art date
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Pending
Application number
JP35621297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kato
弘一 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP35621297A priority Critical patent/JPH11174886A/en
Publication of JPH11174886A publication Critical patent/JPH11174886A/en
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent offset or entangling around a heating roller and to obtain a toner image of high quality at low temp. fixing by coating the surface of a core metal of the roller with a polymer thin film essentially comprising tetrafluoroethylene vinylidene fluoride and polypropylene as a release layer and controlling the peeling strength between the release layer and a toner to a specified range. SOLUTION: The surface of a core metal roller 101 is coated with a release layer 102 of a polymer thin film comprising at least tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and polypropylene. The peeling strength of the release layer 102 for a toner is controlled to between >=0.1 mN/cm<2> and <=5 mN/c<2> . The polymer thin film covering the core metal roller 101 essentially consists of (a) tetrafluoroethylene, (b) vinylidene fluoride and (c) polypropylene, and proportions of these components (a), (b), (c) are preferably 20 to 70% (a), 20 to 50% (b) and 10 to 30% (c).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は定着ローラに関し、
詳しくは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成された静電潜像をトナーで現像した後のトナー
像を、紙などの転写材に転写し定着するための定着ロー
ラに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing roller,
More specifically, a fixing roller for transferring and fixing a toner image obtained by developing an electrostatic latent image formed by an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, etc. with a toner onto a transfer material such as paper. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般の電子写真法、静電記録法等は、光
導電性感光体または誘電体等よりなる潜像担持体上に形
成された静電潜像を、現像スリーブ等トナー供給ローラ
上でブレード等によって薄層化されかつ適当に帯電され
微粉末化されたトナー像を現像し、そのトナー画像を必
要に応じて、またはキャリアと混合され適当に帯電され
微粉末化されたトナーによって、紙等の転写材にトナー
画像を転写した後、加熱圧力、溶剤蒸気等によって定着
し、複写物を得るというものである。これらの電子写真
法等に適用するトナー定着法は種々あるが、熱効率が高
いこと、高速定着が可能であること等から、熱ローラ定
着方式が広く採用されている。
2. Description of the Related Art In general, an electrophotographic method, an electrostatic recording method and the like use a toner supply roller such as a developing sleeve to transfer an electrostatic latent image formed on a latent image carrier made of a photoconductive photoreceptor or a dielectric. Develop a finely-powdered toner image which has been thinned by a blade or the like and appropriately charged, and then, if necessary, or mixed with a carrier and appropriately charged and finely-powdered toner image. After a toner image is transferred to a transfer material such as paper, the toner image is fixed by heating pressure, solvent vapor, or the like to obtain a copy. There are various toner fixing methods applied to these electrophotographic methods and the like, but a heat roller fixing method is widely used because of its high thermal efficiency and high-speed fixing.

【0003】ところで、このような熱ローラ定着方式で
高速定着を行う場合、トナーには良好な低温定着性(ま
たは、定着下限温度が低いこと)が要求される。また、
このために結着樹脂として低軟化樹脂を含有させると、
定着時にトナー像の一部が熱ローラ表面に付着し、これ
がコピー用紙上に転移して地汚れを起こすいわゆるオフ
セット現象や、コピー用紙が熱ローラ表面に付着して巻
き付くいわゆる巻き付き現象(特に熱ローラ温度が低い
ときに多い)が発生しやすくなる。
When high-speed fixing is performed by such a heat roller fixing method, the toner is required to have good low-temperature fixability (or a low fixing lower limit temperature). Also,
For this reason, if a low softening resin is contained as a binder resin,
At the time of fixing, a part of the toner image adheres to the surface of the heat roller, which is transferred onto the copy paper to cause background contamination, and a so-called winding phenomenon in which the copy paper adheres to the surface of the heat roller and winds (particularly, a heat phenomenon). (Often when the roller temperature is low).

【0004】そこで、これら望ましくない現象の生じる
のを防止する手段として、特開昭51−143333
号、同57−148752号、同58−97056号、
同60−247250号等では、離型剤として固形シリ
コーンワニス、高級脂肪酸、高級アルコール、各種ワッ
クス等を熱ローラ表面層中に添加することが提案されて
いるが、いずれも良好な低温定着性を維持しながら、十
分な耐オフセット性および耐巻き付き性を示すものは知
られていない。
Therefore, as means for preventing the occurrence of these undesirable phenomena, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 57-148752, No. 58-97056,
JP-A-60-247250 proposes adding a solid silicone varnish, a higher fatty acid, a higher alcohol, various waxes, and the like as a release agent to the surface layer of the heat roller. Nothing is known that exhibits sufficient resistance to offset and wrap while maintaining.

【0005】具体的には、低分子量ポリエチレン、低分
子量ポリプロピレン等のポリオレフィンワックスは、耐
オフセット性は良好であるが、低温定着性が十分でな
い。カルナウバワックス、キャンデリラワックス等の植
物性ワックスは、耐オフセット性及び低温定着性は良好
であるが、耐巻き付き性が十分でない。また、固形シリ
コーンワニス、固形シリコーンオイル、アミドワック
ス、高級脂肪酸、高級アルコール及びモンタン性ワック
スは、低温定着性は良好であるが、耐オフセット性及び
耐巻き付き性が十分でない。しかも従来の離型材料は、
現像中、離型剤がトナーから遊離して感光体やキャリア
に付着するいわゆるフィルミングやスペントが多く、長
期にわたって安定して良質の画像を形成することが困難
であった。
Specifically, polyolefin waxes such as low molecular weight polyethylene and low molecular weight polypropylene have good offset resistance, but do not have sufficient low-temperature fixability. Vegetable waxes such as carnauba wax and candelilla wax have good offset resistance and low-temperature fixability, but do not have sufficient winding resistance. Solid silicone varnishes, solid silicone oils, amide waxes, higher fatty acids, higher alcohols and montan waxes have good low-temperature fixability, but do not have sufficient offset resistance and winding resistance. Moreover, conventional release materials are
During development, there are many so-called filming and spent in which the release agent is released from the toner and adheres to the photoreceptor and the carrier, and it has been difficult to form a high-quality image stably over a long period of time.

【0006】また近年、OA機器の省エネルギー化がさ
けばれ、複写機やプリンターにおいても消費電力の大半
を占める定着プロセスの改良が急務であるとされてい
る。これに対しては、上記したような技術と低軟化温度
樹脂(ポリエステル等)により定着プロセスの省エネル
ギー化が検討されてきたが、いまだ省エネルギー化のた
めのトナー低温定着化は不十分である。さらに、定着ロ
ーラを長期にわたり使用するため、定着ローラの経時的
安定性が望まれている。従来の定着ローラは、粉体塗装
により塗膜を形成させたり、収縮チューブを芯金上に被
せたりして、ローラ表面に離型層を形成してきた。しか
し、これらの方法で得られた定着ローラは、表面に微少
な凹凸や研磨傷が多数存在して、複写を繰り返すことに
よりそれらの部分にトナーや紙粉が付着残存し、経時的
な定着品質を劣化させ、加えて、オフセット現象等の問
題も起きることが見られてきた。また、前記の離型層表
面に微少な凹凸や材料の不均一性に伴う、膜削れや残存
トナーの付着が耐久性に対して大きな問題となってい
た。
In recent years, energy saving of OA equipment has been avoided, and it has been urgently required to improve a fixing process which accounts for most of power consumption in copying machines and printers. To cope with this, energy saving in the fixing process has been studied by using the above-mentioned technology and a resin having a low softening temperature (such as polyester). However, low-temperature fixing of toner for energy saving is still insufficient. Further, since the fixing roller is used for a long period of time, stability over time of the fixing roller is desired. In a conventional fixing roller, a release layer has been formed on the roller surface by forming a coating film by powder coating or covering a shrinkable tube on a cored bar. However, the fixing roller obtained by these methods has a lot of fine irregularities and polishing scratches on its surface, and toner and paper powder adhere to and remain in those portions due to repeated copying, and the fixing quality over time. Has deteriorated, and in addition, problems such as an offset phenomenon have also been observed. Further, film shaving and adhesion of residual toner due to minute unevenness and unevenness of the material on the surface of the release layer have been a serious problem with respect to durability.

【0007】特開平6−167900号では、定着ロー
ラ表面に用いる離型材料としてPFAをあげているが、
定着ローラ表面に十分な離型性を確保できるか不明であ
る。また、特開平6−167901号では導電性物質を
分散したフッ素樹脂チューブを離型材料として使用して
いるが、離型層最表面に導電性物質が現れる可能性があ
り、耐久性に問題が残る。また、これらの定着ローラを
使用した場合、通常離型層の膜厚は20〜50μmであ
るため熱効率が悪く、コピー機等の初期立ち上がり時間
は長時間を要し、熱ローラの表面温度は200℃前後に
設定する必要があるため、消費電力の増大は避けられな
いのが現状である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-167900 discloses PFA as a release material used for the surface of a fixing roller.
It is unknown whether sufficient release properties can be secured on the surface of the fixing roller. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-167901, a fluororesin tube in which a conductive substance is dispersed is used as a release material. However, there is a possibility that the conductive substance may appear on the outermost surface of the release layer, and there is a problem in durability. Remains. When these fixing rollers are used, the release layer usually has a thickness of 20 to 50 μm, so that the heat efficiency is poor, the initial rise time of a copying machine or the like is long, and the surface temperature of the heat roller is 200 μm. At present, it is necessary to set the temperature around ° C., so that an increase in power consumption cannot be avoided at present.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、定着
時、オフセット現象や熱ローラへの巻き付き現象を発生
することなく、低温定着が可能な上、経時的に安定した
高画質のトナー画像が得られる定着ローラを提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-quality toner image which can be fixed at a low temperature without causing an offset phenomenon or a winding phenomenon around a heat roller at the time of fixing, and is stable over time. Is provided.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、芯金ローラ表面がテトラフルオロエチレン、フッ化
ビニリデンおよびポリプロピレンを主成分とする高分子
薄膜で被覆され、該高分子薄膜とトナーとの剥離強度が
0.1〜5mN/cm2であることを特徴とする定着ロ
ーラが提供される。第二に、前記高分子薄膜にカーボン
ブラックが含有されていることを特徴とする上記第一の
定着ローラが提供される。第三に、前記カーボンブラッ
クはその一次粒子径が50〜500Åであることを特徴
とする上記第二の定着ローラが提供される。第四に、前
記高分子薄膜にマグネシウムが含有されていることを特
徴とする上記第一、第二又は第三の定着ローラが提供さ
れる。第五に、前記高分子薄膜にカルシウムが含有され
ていることを特徴とする上記第一〜第五のいずれかの定
着ローラが提供される。第六に、前記高分子薄膜の厚さ
が5〜30μmであることを特徴とする上記第一〜第五
のいずれかの定着ローラが提供される。第七に、前記高
分子薄膜が真空蒸着法により形成されていることを特徴
とする上記第一〜第六のいずれかの定着ローラが提供さ
れる。
According to the present invention, first, the surface of a cored metal roller is coated with a polymer thin film containing tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and polypropylene as main components. A fixing roller having a peel strength from toner of 0.1 to 5 mN / cm 2 is provided. Secondly, the first fixing roller is provided, wherein the polymer thin film contains carbon black. Third, the second fixing roller is provided, wherein the carbon black has a primary particle diameter of 50 to 500 °. Fourth, the first, second or third fixing roller is provided, wherein the polymer thin film contains magnesium. Fifthly, there is provided the fixing roller according to any one of the first to fifth aspects, wherein the polymer thin film contains calcium. Sixth, there is provided any one of the first to fifth fixing rollers, wherein the thickness of the polymer thin film is 5 to 30 μm. Seventh, there is provided any one of the first to sixth fixing rollers, wherein the polymer thin film is formed by a vacuum evaporation method.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳細に説明す
る。本発明は高耐久な離型性の良好な定着ローラを作製
するために、芯金ローラ表面を少なくともテトラフルオ
ロエチレン、フッ化ビニリデンおよびポリプロピレンか
らなる高分子薄膜で被膜し、その高分子薄膜とトナーと
の剥離強度が0.1mN/cm2以上5mN/cm2以下
になるようにしたものである。さらに、この定着ローラ
に(a)静電的な離型性を確保させるためにカーボンブ
ラックを含有して、好ましくはカーボンブラックの一次
粒子径が50〜500Åとし、(b)膜強度大きく向上
させるため高分子薄膜にマグネシウムを含有させ、
(c)離型層の耐久性を向上させるためにカルシウムを
含有させ、(d)表面平滑性を高めるために高分子薄膜
を真空蒸着法により形成し、そして(e)高分子薄膜の
厚さを5〜30μmにすることで低温定着が可能でかつ
高耐久で高信頼性な定着ローラを作製することが可能と
なった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In order to produce a highly durable fixing roller having good releasability, the present invention coats the surface of a cored roller with a polymer thin film composed of at least tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and polypropylene, and the polymer thin film and toner And a peel strength of 0.1 mN / cm 2 or more and 5 mN / cm 2 or less. Further, the fixing roller contains (a) carbon black for ensuring electrostatic releasability, preferably the primary particle diameter of carbon black is 50 to 500 °, and (b) the film strength is greatly improved. For this reason, the polymer thin film contains magnesium,
(C) calcium is contained to improve the durability of the release layer, (d) a polymer thin film is formed by vacuum evaporation to increase the surface smoothness, and (e) the thickness of the polymer thin film Is set to 5 to 30 [mu] m, thereby making it possible to produce a fixing roller which can perform low-temperature fixing and has high durability and high reliability.

【0011】本発明においては、芯金ローラ表面を被覆
する高分子薄膜は(a)テトラフルオロエチレン、
(b)フッ化ビニリデンおよび(c)ポリプロピレンを
主成分としているが、高分子薄膜のこれら(a)(b)
(c)の含有割合は(a)が20〜70%、(b)が2
0〜50%、(c)が10〜30%が適当である。高分
子薄膜にはこれらの他に(d)クロロトリフルオロエチ
レン、3弗化エチレン、2弗化エチレン、エチレンなど
の高分子材料を用いることができるが、(d)成分の高
分子薄膜中の量は5%以下の範囲に抑えられる。
In the present invention, the polymer thin film covering the surface of the cored roller is (a) tetrafluoroethylene,
(B) It is mainly composed of vinylidene fluoride and (c) polypropylene.
The content ratio of (c) is 20-70% in (a) and 2% in (b).
0 to 50% and (c) 10 to 30% are suitable. For the polymer thin film, in addition to these, a polymer material such as (d) chlorotrifluoroethylene, trifluoride ethylene, difluoride ethylene, ethylene, etc. can be used. The amount is kept in the range of 5% or less.

【0012】高分子薄膜とトナーとの剥離強度を0.1
〜5mN/cm2に収めるための測定方法は、図2に示
す装置により測定が行われた。図2はトナーと定着ロー
ラの剥離強度を測定するための装置であり、温度測定が
熱電対を用いて行いトナーが定着温度になり定着強度が
十分になったときに、トナーと定着ローラ間の剥離強度
を測定サンプルとは独立に稼働し、垂直方向に稼働する
ことができる架台を有しているフォースゲージを用いて
測定し、垂直方向に移動させる架台が、手動でも動き、
また最大200mm/秒で可動し、測定結果を出力する
装置が演算機能を有している装置を用いて紙等に出力す
る評価装置である。装置の構成は、剥離強度測定部、測
定結果演算部および出力部、剥離強度測定部の可動部、
サンプル支持台部、サンプル温度測定部からなる。次に
は、それぞれ詳しく説明する。
The peel strength between the polymer thin film and the toner is 0.1
The measurement method for adjusting the pressure to 55 mN / cm 2 was performed by the apparatus shown in FIG. FIG. 2 shows an apparatus for measuring the peel strength between the toner and the fixing roller. When the temperature is measured using a thermocouple and the toner reaches the fixing temperature and the fixing strength becomes sufficient, the temperature between the toner and the fixing roller is increased. Peel strength is operated independently of the measurement sample, measured using a force gauge having a gantry that can operate in the vertical direction, the gantry to move in the vertical direction, also moves manually,
An evaluation device that moves at a maximum of 200 mm / sec and outputs a measurement result to paper or the like using a device having an arithmetic function. The configuration of the device includes a peel strength measuring unit, a measurement result calculating unit and an output unit, a movable unit of the peel strength measuring unit,
It consists of a sample support base and a sample temperature measurement unit. Next, each will be described in detail.

【0013】〔剥離強度測定部〕剥離強度測定部は、フ
ォースゲージ、部材けん引金具からなる。フォースゲー
ジは、バネ式のものまたはロードセル式のものが使用で
きる。好ましくは、精度の良いロードセル式のものがよ
い。ロードセル式のフォースゲージとしては、測定結果
が表示されるモニター部とモードを変更できる操作部か
らなっている。モードは出力値の単位をN,g等の単位
に変更できる。測定精度は0.01mN以上500mN
以下の力を測定でき、±0.1mN以上であることが好
ましい。部材けん引金具は、各種形状のものを使用でき
るが、フック型のものが測定精度を向上させる意味でも
良好な結果を与える。
[Peeling strength measuring part] The peeling strength measuring part is composed of a force gauge and a member towing metal fitting. As the force gauge, a spring type or a load cell type can be used. Preferably, a load cell type with high accuracy is used. The load cell type force gauge includes a monitor section on which a measurement result is displayed and an operation section capable of changing a mode. The mode can change the unit of the output value to a unit such as N or g. Measurement accuracy is 0.01mN or more and 500mN
The following forces can be measured and are preferably ± 0.1 mN or more. As the member towing member, various shapes can be used, but a hook type member gives a good result in terms of improving the measurement accuracy.

【0014】〔測定結果演算部および出力部〕剥離強度
測定部からケーブルまたは赤外線により測定結果演算部
および出力部にデータは送られる。データ転送タイミン
グは0.1秒以上の速度で送ることができる。測定演算
部は、送られたデータをもとに最大値、最小値、平均、
データ数、標準偏差、全データを演算する。演算された
結果は、出力部から紙またはモニター部に出力される。
紙に出力する場合は、ドットプリンター、サーマルプリ
ンター、電子写真プリンター等が使用できる。モニター
部に出力する場合は、モニター部としては、LED、L
CD、ELD、CRTが使用できる。LEDとはライト
エミッションダイオードのことであり、LCDは液晶デ
ィスプレーのことであり、ELDはエレクトロルミネッ
センスディスプレーのことであり、CRTはブラウン管
モニターのことである。コスト等を考慮すると、出力部
はドットプリンターを用いることが好ましい。
[Measurement Result Calculation Unit and Output Unit] Data is sent from the peel strength measurement unit to the measurement result calculation unit and the output unit using a cable or infrared rays. The data transfer timing can be sent at a speed of 0.1 second or more. The measurement calculation unit calculates the maximum value, minimum value, average,
Calculate the number of data, standard deviation, and all data. The calculated result is output from the output unit to paper or a monitor unit.
When outputting to paper, a dot printer, a thermal printer, an electrophotographic printer, or the like can be used. When outputting to the monitor section, the monitor section includes an LED, L
CD, ELD, CRT can be used. The LED is a light emission diode, the LCD is a liquid crystal display, the ELD is an electroluminescence display, and the CRT is a cathode ray tube monitor. Considering costs and the like, it is preferable to use a dot printer for the output unit.

【0015】〔剥離強度測定部の可動部〕剥離強度測定
部はサンプルから接着した部材を剥離するため可動させ
る必要がある。そのため、剥離強度測定部は移動するこ
とができるステージ上に固定されている。移動ステージ
は垂直方向に上下、または水平方向に左右、移動するこ
とができる。移動速度は、0以上100mm/秒以下で
ある。100mm/秒以上で移動させると、測定精度に
問題が生じるため好ましくない。移動方法にはベルト式
モーター駆動、ウォームギアタイプ、またはラックアン
ドピニオンタイプを用いることができるが、位置精度お
よびコスト面からウォームギアタイプが好ましい。
[Movable Part of Peeling Strength Measuring Unit] The peeling strength measuring unit must be movable to peel off the adhered member from the sample. Therefore, the peel strength measuring unit is fixed on a movable stage. The moving stage can move up and down in the vertical direction or left and right in the horizontal direction. The moving speed is 0 to 100 mm / sec. Moving at a speed of 100 mm / sec or more is not preferable because a problem occurs in measurement accuracy. A belt-type motor drive, a worm gear type, or a rack and pinion type can be used as the moving method, but a worm gear type is preferable in terms of position accuracy and cost.

【0016】〔サンプル支持台部〕サンプル支持台部
は、温度を可変にできるようにホットプレートからなっ
ている。また、雰囲気温度で加温するために恒温層部を
併設していてもよい。これにより任意の温度での剥離強
度測定が可能となる。
[Sample support portion] The sample support portion is made of a hot plate so that the temperature can be varied. In addition, a constant temperature layer may be provided in order to heat at ambient temperature. This makes it possible to measure the peel strength at any temperature.

【0017】〔サンプル温度測定部〕サンプル温度測定
は、熱電対により測定される。熱電対は各種サンプルに
適応できる形状であるため、細線が好ましい。
[Sample Temperature Measuring Section] The sample temperature is measured by a thermocouple. Since the thermocouple has a shape that can be applied to various samples, a thin wire is preferable.

【0018】本発明でいう「剥離強度」はトナーが基板
上に塗布された離型材料と紙とに挟まれた状態で、適当
な圧力を加えて、トナー温度が定着時と同様の温度にな
るまで昇温させたときの状態で、トナーと離型材料間に
働く力を測定したときの値を指す。この値が0.1mN
/cm2より小さいと測定感度の問題があり、逆に5m
N/cm2より大きいとトナーの離型性が悪くなり高耐
久な定着ローラを得ることができない。
In the present invention, the "peeling strength" refers to a value in which the toner temperature is set to the same temperature as that at the time of fixing by applying an appropriate pressure while the toner is sandwiched between the release material applied on the substrate and the paper. It refers to a value measured when the force acting between the toner and the release material is measured in a state where the temperature is raised to a certain extent. This value is 0.1mN
/ Cm 2 , there is a problem of measurement sensitivity, and conversely, 5 m
If it is larger than N / cm 2 , the releasability of the toner is deteriorated, and a highly durable fixing roller cannot be obtained.

【0019】定着ローラは、トナーを定着する際に剥離
放電する現象があり、その放電の影響で画像を形成して
いるトナー像が乱れることがある。そのため、本発明で
はカーボンブラックまたはグラファイトを含有させるこ
とによってその問題を抑えることが可能になった。カー
ボンブラックの粒径はカーボンブラックが高分子薄膜に
均一に分散されているのが好ましいことから、一次粒子
径が50〜500Åであることが好ましい。50Å以下
であると定着ローラの体積抵抗が低くなりすぎ、また5
00Å以上では均一な分散が不可能となり、目的とする
定着ローラの体積抵抗制御が不可能である。
The fixing roller has a phenomenon in which the toner is peeled and discharged when the toner is fixed, and the toner image forming the image may be disturbed due to the discharge. Therefore, in the present invention, the problem can be suppressed by including carbon black or graphite. The carbon black preferably has a primary particle diameter of 50 to 500 ° because it is preferable that the carbon black is uniformly dispersed in the polymer thin film. If it is less than 50 °, the volume resistance of the fixing roller becomes too low, and
If it is more than 00 °, uniform dispersion becomes impossible, and the intended volume resistance control of the fixing roller is impossible.

【0020】また、高分子薄膜を形成する際に、マグネ
シウム及び/又はカルシウムが含有されているとより強
固な薄膜形成が可能となるため、マグネシウム、カルシ
ウムは定着ローラ用離型材料としては好ましいものであ
る。高分子薄膜に含有されるマグネシウム、カルシウム
は単体として使用してもよいが、酸化マグネシウム、水
酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム
などの化合物のかたちで添加されてもかまわない。マグ
ネシウム、カルシウムの高分子薄膜への含有量はいずれ
もそれぞれ単体に換算して1〜10%、好ましくは2〜
6%であり、両者が同時に含有される場合の合計含有量
は2〜14%が適当である。
When forming a polymer thin film, if magnesium and / or calcium are contained, a stronger thin film can be formed. Therefore, magnesium and calcium are preferable as release materials for a fixing roller. It is. Magnesium and calcium contained in the polymer thin film may be used alone, but may be added in the form of compounds such as magnesium oxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and calcium carbonate. The content of each of magnesium and calcium in the polymer thin film is 1 to 10%, preferably 2 to
6%, and when both are contained simultaneously, the total content is suitably 2 to 14%.

【0021】高分子薄膜を形成する方法としては、いく
つか上げられるが、本発明では真空蒸着法により薄膜を
形成することで、表面平滑性に優れた高分子薄膜を得る
ことができる。この高分子薄膜の膜厚は5μm以上30
μm以下が適当で、この範囲にあることにより初期の立
ち上がりや、定着時の消費電力を削減することに効果的
である。
There are several methods for forming a polymer thin film. In the present invention, a polymer thin film having excellent surface smoothness can be obtained by forming a thin film by a vacuum evaporation method. The thickness of this polymer thin film is 5 μm or more and 30
μm or less is appropriate, and within this range, it is effective to reduce the initial rise and the power consumption during fixing.

【0022】[0022]

【実施例】次に本発明の実施例を具体的に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described specifically.
The present invention is not limited to these.

【0023】実施例1 テトラフルオロエチレン、プロピレン、フッ化ビニリデ
ンのそれぞれのガスを真空チャンバー内へ流入させ、ア
ルミニウム製中空ローラ(40mmφ、t=2mm)上
に化学蒸着させた。また、同時にグラファイトおよび酸
化マグネシウム、水酸化カルシウムをアルミニウム製中
空ローラに蒸着した。得られた化学蒸着膜は、テトラフ
ルオロエチレン:50/プロピレン:30/フッ化ビニ
リデン/20(数字はそれぞれモノマー重量である)組
成からなる高分子薄膜中に、酸化マグネシウムおよび水
酸化カルシウムおよびグラファイトが均一に分散された
ものが得られた(図1)。グラファイトは平均粒径が1
00Åであり、高分子薄膜とトナーとの剥離強度は0.
5mN/cm2であった。得られた高分子膜厚は11μ
mであった。
Example 1 Each gas of tetrafluoroethylene, propylene and vinylidene fluoride was introduced into a vacuum chamber, and was chemically vapor-deposited on an aluminum hollow roller (40 mmφ, t = 2 mm). At the same time, graphite, magnesium oxide and calcium hydroxide were deposited on a hollow aluminum roller. The obtained chemical vapor deposition film was obtained by mixing magnesium oxide, calcium hydroxide and graphite in a polymer thin film having a composition of tetrafluoroethylene: 50 / propylene: 30 / vinylidene fluoride / 20 (each number is the weight of a monomer). A uniformly dispersed product was obtained (FIG. 1). Graphite has an average particle size of 1
And the peel strength between the polymer thin film and the toner was 0.1.
It was 5 mN / cm 2 . The resulting polymer film thickness is 11μ.
m.

【0024】実施例2 実施例1で、水酸化カルシウム化合物を蒸着しなかった
以外は同じ方法で定着ローラを作製した。グラファイト
は平均粒径が150Åであり、高分子薄膜とトナーとの
剥離強度は1.2mN/cm2であった。得られた高分
子膜厚は15μmであった。
Example 2 A fixing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that the calcium hydroxide compound was not deposited. Graphite had an average particle size of 150 °, and the peel strength between the polymer thin film and the toner was 1.2 mN / cm 2 . The resulting polymer film thickness was 15 μm.

【0025】実施例3 実施例1で、酸化マグネシウム化合物を蒸着しなかった
以外は同じ方法で定着ローラを作製した。グラファイト
は平均粒径が250Åであり、高分子薄膜とトナーとの
剥離強度は3.2mN/cm2であった。得られた高分
子膜厚は5μmであった。
Example 3 A fixing roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the magnesium oxide compound was not deposited. Graphite had an average particle size of 250 °, and the peel strength between the polymer thin film and the toner was 3.2 mN / cm 2 . The resulting polymer film thickness was 5 μm.

【0026】比較例1 実施例1のアルミニウム製中空ローラ上に市販の膜厚3
0μmのPFAチューブを被せた。この高分子薄膜とト
ナーとの剥離強度は5.3mN/cm2であった。
Comparative Example 1 A commercially available film having a film thickness of 3 was formed on the aluminum hollow roller of Example 1.
A 0 μm PFA tube was covered. The peel strength between the polymer thin film and the toner was 5.3 mN / cm 2 .

【0027】以上の方法で作製した4種類のローラをそ
れぞれリコー社製の電子写真複写機(FT6500)に
搭載し、下記に示す方法により得られたトナーを用いて
画像出しを行った。評価結果を表1に示す。 (トナーの調製)重量平均分子量10万のスチレン/ブ
チルアクリルコポリマー90重量部にカルナウバワック
ス5重量部及びカーボンブラック5重量部を溶融混練
後、圧延冷却、ジェット粉砕、分級後にシリカを1重量
部混練(外添)してトナーを得た。トナーの平均粒径は
8.5μmであった。
Each of the four types of rollers produced in the above manner was mounted on an electrophotographic copying machine (FT6500) manufactured by Ricoh Co., Ltd., and an image was formed using toner obtained by the following method. Table 1 shows the evaluation results. (Preparation of Toner) After melt-kneading 5 parts by weight of carnauba wax and 5 parts by weight of carbon black into 90 parts by weight of a styrene / butyl acryl copolymer having a weight average molecular weight of 100,000, rolling and cooling, jet pulverization, and classification, 1 part by weight of silica is obtained. The mixture was kneaded (externally added) to obtain a toner. The average particle size of the toner was 8.5 μm.

【0028】[0028]

【表1】 (1)オフセット性:定着ローラに付着したトナー濃度を画像濃度で評価し、0 .1以下、の場合を◎、0.2以下の場合を○、10000枚後の値が0.5以 上の場合を×とした。 (2)離型性:全面べた画像をコピーし、定着ローラに設置した分離爪に引っか かったあとの痕跡がないものを◎、僅かに見られるものを○、完全に見られるも のをを×とした。 (3)耐久性:200,000枚以上の耐久性を保持した場合を◎、100,0 00枚以上の耐久性を保持した場合を○、10000枚で上記特性値に1つでも ×のあるものを×にした。 (4)表面粗さ:十点平均粗さ(Rz)で表わした。[Table 1] (1) Offset property: The density of toner adhering to the fixing roller was evaluated based on the image density. The case of 1 or less was rated as ◎, the case of 0.2 or less was rated as ○, and the value after 10,000 sheets was 0.5 or greater was rated as x. (2) Releasability: A solid image was copied, and no trace after being scratched by the separation claw installed on the fixing roller was indicated by ◎, slightly observed ○, completely seen Is indicated by x. (3) Durability: ◎ when the durability of 200,000 sheets or more was maintained, ○ when the durability of 100,000 sheets or more was maintained, and × for any of the above characteristic values for 10,000 sheets The thing was made into ×. (4) Surface roughness: expressed by ten-point average roughness (Rz).

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、低温定着が可
能で、高耐久でかつ高倍転性の定着ローラが得られる。
請求項2、3の発明によれば、トナー定着の際の剥離放
電が抑えられる定着ローラが得られる。請求項4、5の
発明によれば、強固な高分子薄膜が形成された定着ロー
ラが得られる。請求項6の発明によれば、初期の立ち上
がりや定着時の消費電力を削減した定着ローラが得られ
る。請求項7の発明によれば、表面平滑性にすぐれた高
分子薄膜を有する定着ローラが得られる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a fixing roller which can perform low-temperature fixing, is highly durable, and has high rotation speed.
According to the second and third aspects of the present invention, it is possible to obtain a fixing roller in which peeling discharge during toner fixing is suppressed. According to the fourth and fifth aspects of the present invention, a fixing roller on which a strong polymer thin film is formed can be obtained. According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to obtain a fixing roller having reduced power consumption during initial startup and fixing. According to the invention of claim 7, a fixing roller having a polymer thin film having excellent surface smoothness can be obtained.

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

【図1】図1(a)は定着ローラの側面図、図1(b)
は図1(a)のB−B′線断面図である。
FIG. 1A is a side view of a fixing roller, and FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.

【図2】剥離強度測定装置モデルの図である。FIG. 2 is a diagram of a peel strength measuring device model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測定部可動支持体 2 剥離強度測定部 3 データ転送部 4 サンプルけん引金具 5 サンプル支持台 6 可動レール 7 演算部および出力部 8 台座 101 金属製芯金ローラ 102 離型層 103 酸化マグネシウム等の粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring part movable support body 2 Peeling strength measuring part 3 Data transfer part 4 Sample towing fitting 5 Sample support base 6 Movable rail 7 Operation part and output part 8 Pedestal 101 Metal core metal roller 102 Release layer 103 Particles such as magnesium oxide

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芯金ローラ表面がテトラフルオロエチレ
ン、フッ化ビニリデンおよびポリプロピレンを主成分と
する高分子薄膜で被覆され、該高分子薄膜とトナーとの
剥離強度が0.1〜5mN/cm2であることを特徴と
する定着ローラ。
1. A surface of a cored metal roller is coated with a polymer thin film containing tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride and polypropylene as main components, and the peel strength between the polymer thin film and toner is 0.1 to 5 mN / cm 2. A fixing roller, characterized in that:
【請求項2】 前記高分子薄膜にカーボンブラックが含
有されていることを特徴とする請求項1記載の定着ロー
ラ。
2. The fixing roller according to claim 1, wherein said polymer thin film contains carbon black.
【請求項3】 前記カーボンブラックはその一次粒子径
が50〜500Åであることを特徴とする請求項2記載
の定着ローラ。
3. The fixing roller according to claim 2, wherein said carbon black has a primary particle diameter of 50 to 500 °.
【請求項4】 前記高分子薄膜にマグネシウムが含有さ
れていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の定
着ローラ。
4. The fixing roller according to claim 1, wherein the polymer thin film contains magnesium.
【請求項5】 前記高分子薄膜にカルシウムが含有され
ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の定着ローラ。
5. The fixing roller according to claim 1, wherein the polymer thin film contains calcium.
【請求項6】 前記高分子薄膜の厚さが5〜30μmで
あることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の
定着ローラ。
6. The fixing roller according to claim 1, wherein the thickness of the polymer thin film is 5 to 30 μm.
【請求項7】 前記高分子薄膜が真空蒸着法により形成
されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに
記載の定着ローラ。
7. The fixing roller according to claim 1, wherein the polymer thin film is formed by a vacuum deposition method.
JP35621297A 1997-12-09 1997-12-09 Fixing roller Pending JPH11174886A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009151005A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Fuji Xerox Co Ltd Image forming method and image forming apparatus

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JP2009151005A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Fuji Xerox Co Ltd Image forming method and image forming apparatus

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