【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる加圧ローラ、定着装置及び画像形成装置に関し、例えば、普通紙複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置に用いる、加圧ローラ、この加圧ローラを有する定着装置及びこの定着装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
図２に示すように、電子写真方式を用いる画像形成装置、例えば複写機、レーザプリンタは、回転する感光体ドラム１０１を有し、この感光体ドラム１０１の感光層を帯電装置１０２を用いて一様に帯電させた後で、レーザ走査ユニットからのレーザビームによって露光１０３して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像ローラ１０４から供給されるトナーによって現像してトナー像とし、転写ローラ１０６によりそのトナー像を記録紙１０７上に転写させ、更にその記録紙１０７を熱定着装置に通過させてトナー像を熱定着する様に構成されている。なお、図２中、符号１０５はパワーパック、符号１０８はクリーニング装置、符号１０９は表面電位計である。
【０００３】
この画像形成装置は白黒画像を形成するためのものであるが、これでフルカラー画像を形成する場合には、赤；マゼンタ、青；シアン、黄；イエロー、黒；ブラックの４色トナーを重ね合わせるので、各色についての現像器とそれらを重ね合わせる機構を設けることが必要である。
【０００４】
従来、図２に示すように、白黒（ブラックトナーのみ）のローラ方式の熱定着装置であるローラ方式定着器１１２においては、例えば、アルミニウムなどの中空円筒体からなる芯金の外周面にトナーの粘着を防止する為のフッ素樹脂層などからなる粘着防止層を設けた加熱定着ローラ１１０が使用されているが、この様な加熱定着ローラ１１０は芯金の中空部に回転中心線に沿ってハロゲンランプなどのヒータを配置し、その輻射熱によって加熱定着ローラ１１０を内側から加熱する様になっている。
【０００５】
更に加熱定着ローラ１１０と平行にこれに圧接する加圧ローラ１１１を設けて、加圧ローラ１１１と加熱定着ローラ１１０との間に記録紙１０７を通過させることにより記録紙１０７上に付着しているトナーを加熱定着ローラ１１０の熱により軟化（溶融）させつつ、加圧により記録紙１０７上に定着させている。
【０００６】
近年、省エネルギー化への活動が活発になっており、立ち上がり時間の短縮が検討されている。その一つとして、ヒータにより熱せられたフィルム状のエンドレスベルトを介して、記録紙上のトナーを加熱するベルト定着方法が提案、商品化されている。
【０００７】
この定着方法では、図２にベルト方式のベルト定着器１１７として示すように、定着ローラ１１４と加熱ローラ１１５とに支持された薄いフィルム状の定着ベルト１１３を直接加熱するとともに、加圧ローラ１１６により加圧することになり、電源投入後、加熱部は短時間で所定の温度に達するので、電源投入後の待ち時間を削減することが出来る。また、必要部分のみを加熱するので、電力消費も少ない利点がある。また、上記ローラ方式の場合でも、加熱定着ローラ１１０の芯金肉厚を薄くすることで熱容量を低減させるなどの手法がとられている。
【０００８】
このような、省エネ（立ち上がり時間の短縮）を目的とした定着方式の加圧ローラ１１１の構成は、芯金上にシリコーンゴムの発泡体（スポンジ）からなる弾性層を設け、さらにその上に離型層（一般的にはフッ素樹脂）を形成させたものが一般的である。弾性層に発泡体が使用される理由は、通常のゴム弾性層に比べて熱伝導率が低い、つまり断熱効果が高いこと、および、弾性層の低硬度化が可能であり、低加圧力でもニップが充分に形成されることによる。低加圧力が必要な理由として、前述した様な加熱定着ローラ１１０の薄肉化により、加熱定着ローラ１１０の強度が低下していることから、この芯金のつぶれ、撓みを防止することが挙げられる。
【０００９】
離型層材料のフッ素樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、および四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）といったものが使用される。この離型層を形成させる方法としては、発泡体弾性層上に、フッ素樹脂チューブを被覆させる方法とフッ素樹脂塗料による塗装膜形成の二通りが一般的である。
【００１０】
この発泡弾性層及び離型層を有する加圧ローラは、断熱効果及び低加圧でのニップ形成に関しては通常のゴム弾性層よりも優れるものであるが、画像面、特に光沢の均一性に関しては充分なものとはならない。画像の光沢はトナーを記録紙に定着させる際に発現するものであるが、発泡弾性層ではその内部の発泡部分（気泡部分）と母材部分（弾性材料部分）でトナーに対する圧力のかかり方が大きく異なる。この圧力のムラがそのまま画像の光沢ムラになって出現する。
【００１１】
特開平６−３５３５６号、特開平７―１３４５０９号及び特公平８−１６８１４号では、発泡体弾性層上にゴム弾性層を設け、さらにその上にフッ素チューブを被覆した加圧ローラが提案されている。これにより、加圧ローラの発泡弾性層に起因する圧力ムラは軽減される。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−３５３５６号公報
【特許文献２】
特開平７−１３４５０９号公報
【特許文献３】
特公平８−１６８１４号公報
【特許文献４】
特開２００１−２４２７３２号公報
【特許文献５】
特開２００１−１３８０５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらに記載されているようなフッ素樹脂チューブをゴム弾性層に被覆した場合には、実機で使用を重ねることにより、離型層と弾性層との間の浮き、シワ、剥がれなどが発生しやすい。また、前述した画像の光沢均一性に関しても、発泡体弾性層のみを使用した場合と比べれば改善されているものの、充分な均一性が得られているとは言い難い。
【００１４】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされた発明であり、適度な柔軟性による画像光沢の均一性、断熱性、および、耐久性の面などで優れた加圧ローラ、それを有する定着装置及び画像形成装置を提供することをその目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、芯金上に、発泡体弾性層、ゴム弾性層、離型層がこの順序で順次積層された構成の加圧ローラにおいて、
前記離型層がフッ素系樹脂の塗装膜であることを特徴とする加圧ローラである。
【００１６】
また、請求項２の発明は、前記発泡体弾性層の材料として、シリコーンゴムを用いたことを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラである。
【００１７】
また、請求項３の発明は、前記ゴム弾性層の材料として、シリコーンゴムを用いたことを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラである。
【００１８】
また、請求項４の発明は、前記離型層のフッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、および四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂のうち、少なくとも一つを成分として含んでいることを特徴とする請求項１の加圧ローラである。
【００１９】
また、請求項５の発明は、加熱手段を有する定着ローラ及び該定着ローラに当接してニップを形成するように設けた加圧ローラを有する定着装置において、前記定着ローラが、芯金上に弾性層及び離型層を順次有し、そして、前記加圧ローラが、請求項１〜４の何れかに記載の加圧ローラからなることを特徴とする定着装置である。
【００２０】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１（Ａ）は本発明に係る一実施形態の加圧ローラの断面図であり、（Ｂ）はその一部拡大断面図である。
【００２２】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この加圧ローラは、芯金２０１上に、発泡体弾性層２０２、ゴム弾性層２０３、離型層２０４をこの順序で順次積層してなるものである。
【００２３】
芯金２０１はＳＵＳ等の金属材料からなる芯金であり、加圧時に撓みを起こさないような強度が得られるように設計される。本実施形態では、芯金２０１を中実としたが、必要な強度が得られれば、中空であっても良い。
【００２４】
発泡体弾性層２０２は耐熱性ゴム、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴムを発泡させたものである。この発泡体は、未加硫ゴムに発泡材を加え加熱、加硫、発泡させることで得られる。ローラ形状にするためには、予め、発泡体からなるチューブを作製しておいて、前述した芯金を挿入する方法、金型内に芯金をセットし、液状未加硫ゴムを注型する方法などが一般的である。この発泡体弾性層の必要性については、従来技術の課題でも述べたが、低加圧でのニップの形成、定着ローラからの熱伝導を防止するための断熱性が挙げられる。
【００２５】
ゴム弾性層２０３は発泡体弾性層２０２の材料の粗密（気泡部分と骨格部分）による圧力ムラを低減させるために設けられた、均一のゴム弾性層である。この材料にも耐熱性のゴム材料、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム等が用いられる。この層の形成法としては、発泡体弾性層と同様に、予め、チューブ形状としておいて、前述発泡体弾性層上に被覆する方法、未加硫ゴムを注型する方法、発泡体弾性層上にコーティングする方法が用いられる。比較的薄膜の場合（〜５００μｍ）にはコーティングが最も適している。
【００２６】
離型層２０４に使用される材料としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、および四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）などのフッ素系樹脂、もしくはこれらの樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものが挙げられる。
【００２７】
この離型層２０４を塗装膜として成膜するには、ゴム弾性層２０３上にプライマを塗布し、その後、粉体塗料および湿式塗料を塗装・焼成する方法が用いられる。また、粉体塗料の場合には、静電塗装が用いられ、湿式塗料の場合には、スプレー塗装、ディッピング塗装、ロールコート、などが用いられる。これらの塗装による成膜、即ち塗装膜の場合には、塗装・焼成時にフッ素樹脂塗料とプライマが混ざり合い、シリコーン表面の微小な凹凸に入りこむことから、従来技術で挙げたチューブ被覆の場合よりも接着性、表面の柔軟性に優れると考えられる。
【００２８】
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
芯金上に発泡体弾性層、ゴム弾性層、の順序で積層させ、最表面に離型層を形成させた。離型層形成の方法としては、ゴム弾性層上にプライマを２〜３μｍで塗布し、その後、水系フッ素樹脂塗料をスプレー塗装し、その後焼成、成膜させた。
【００２９】
芯金：直径１４ｍｍ
発泡体弾性層：発泡シリコーンゴム材質、肉厚７．５ｍｍ、アスカーＣ；２０度ゴム弾性層：シリコーンゴム材質、肉厚０．５ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ；２５度
離型層：ＰＦＡ材質、膜厚５０μｍ
【００３０】
（比較例１）
実施例１と同様に、ゴム弾性層を形成させ、その後離型層として、膜厚ＰＦＡチューブを被覆した。具体的には、ゴム弾性層にプライマを２〜３μｍで塗布後、内面をエッチング処理したＰＦＡチューブを被覆させ、加熱接着させた。
【００３１】
（比較例２）
芯金上に発泡体弾性層（実施例１と同材質）を肉厚８ｍｍで形成させ、その後、実施例１と同様にスプレー塗装でＰＦＡ離型層を膜厚５０μｍで成膜させた。
【００３２】
（比較例３）
芯金上にゴム弾性層（実施例１と同材質）を肉厚８ｍｍで形成させ、その後、実施例１と同様にスプレー塗装でＰＦＡ離型層を膜厚５０μｍで成膜させた。
【００３３】
これらを加圧ローラとして、リコー製コピー機：ＩｍａｇｉｏＭＦ４５７０を使用して特性評価を行なった。本実施例ではハロゲンヒータを用いて、被加熱部材を加熱しているが、特開２００１−２４２７３２号や特開２００１−１３８０５に記載されている様に、誘導加熱方式を用いて被加熱部材を加熱してもよい。
【００３４】
また、本実施例の加熱源への電力供給は商用電源から行なわれているが、補助電源を設け、当該補助電源から電力供給することも可能である。補助電源としては、特開２００２―１７４９８８号に開示されているような、電気２重層コンデンサ（電気化学キャパシタ）を利用するのが望ましい。評価結果を表１にまとめる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
表１の「光沢均一性」については、ベタ画像の光沢ムラ発生状況を評価した。その評価基準は、○：良好、△：使用可能、×使用不可とした。
表１から分かるように、本発明の実施例１の構成が光沢の均一性に優れる。発泡体弾性層に直接離型層を施した場合（比較例２）には、発泡体弾性層表面の圧力ムラに起因すると思われる光沢ムラが発生している。比較例１と実施例１は離型層成膜方法が違うだけであるが、比較例１では光沢の均一性が低い。これは、チューブ被覆ではゴム弾性層および発泡体弾性層の変形に対する追従性が低いことによると考えられる。比較例３のゴム弾性層のみの場合には、後述する様に定着性の悪さによる異常画像が発生している。
【００３７】
表１の「耐久性」については、上記コピー機（ＩｍａｇｉｏＭＦ４５７０）を用いて、通紙実験を行ない、加圧ローラの破損に伴う、画像不良、ジャム等の不具合発生状況を評価した。その評価基準は次のとおりである。
○：３００，０００枚通紙で問題無し
△：３００，０００枚通紙時に異常画像は発生するが、定着は可能
×：３００，０００枚通紙までに、加圧ローラのシワ、剥がれが発生、定着不可能
【００３８】
表１に示す様に、チューブ被覆の場合には、シワおよび剥がれが発生した。本発明の実施形態でも説明した様に、離型層（チューブ）材料とプライマ成分が混合されていない、つまり、はっきりとした界面をもつことによると思われる。それに対して、離型層を塗装により成膜させた場合には、充分な接着性が得られている。この離型層は、塗装後の加熱・溶融により成膜されるが、この際に、予めゴム弾性層（発泡体弾性層）に塗布してあるプライマと溶融・混合されることにより、界面が明確で無くなっていることによると考えられる。
【００３９】
表１の「定着性」については、連続通紙時の定着性を評価した。その評価基準は、○：問題無し、×：通紙を続けることで、定着不良発生とした。
表１から分かるように、比較例３のゴム弾性層だけの場合には、連続通紙により定着不良が発生した。弾性層の変化が小さく、ニップが不充分であること、断熱硬化が小さいことによると考えられる。
【００４０】
表１の「たち上がり時間」については、上記コピー機（ヒータ電力１２００Ｗ）を用いて、２３℃から１６５℃まで到達するために必要な時間を測定した。
表１から分かるように、比較例３のゴム弾性層だけの場合以外は、ほぼ同等の断熱効果があると考えられる。
【００４１】
以上より、本発明の構成とすることで、断熱性が高く（従って、定着温度への立ち上がりが速く、定着性が優れる）、画像の光沢均一性が高く、耐久性にすぐれる加圧ローラを得ることが出来る。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、画像光沢の充分な均一性、断熱性、加圧力のバラツキが小さいニップ及び経時での耐久性が得られる加圧ローラを提供することができる。
【００４３】
また、請求項２の発明によれば、発泡体弾性層の材料としてシリコーンゴムを用いることで、耐熱性、加工性を満たすことが出来る。
【００４４】
また、請求項３の発明によれば、ゴム弾性層の材料としてシリコーンゴムを用いることで、耐熱性、加工性を満たすことが出来る。
【００４５】
また、請求項４の発明によれば、紙粉等のごみの付着も無く、耐久性に優れ、画像の光沢均一性に優れた加圧ローラを得ることが出来る。
【００４６】
また、請求項５の発明によれば、請求項１〜４の何れかの効果を備える定着装置を提供することができる。
【００４７】
また、請求項６の発明によれば、請求項５の効果を備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係る一実施形態の加圧ローラの断面図であり、（Ｂ）はその一部拡大断面図である。
【図２】画像形成装置の説明図である。
【符号の説明】
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 露光
１０４ 現像ローラ
１０６ 転写ローラ
１０７ 記録紙
１１０ 加熱定着ローラ
１１１ 加圧ローラ
１１２ ローラ方式定着器
１１３ 定着ベルト
１１４ 定着ローラ
１１５ 加熱ローラ
１１６ 加圧ローラ
１１７ ベルト定着器
２０１ 芯金
２０２ 発泡体弾性層
２０３ ゴム弾性層
２０４ 離型層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure roller, a fixing device, and an image forming apparatus for fixing an unfixed toner image on transfer paper by heating and pressing in an electrophotographic system, such as a plain paper copying machine, a laser beam printer, a facsimile machine, etc. The present invention relates to a pressure roller, a fixing device having the pressure roller, and an image forming device having the fixing device used in an image forming apparatus employing an electrophotographic system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is an explanatory diagram of an electrophotographic image forming apparatus.
As shown in FIG. 2, an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine or a laser printer, has a rotating photosensitive drum 101, and the photosensitive layer of the photosensitive drum 101 is integrated with a charging device 102. Then, the electrostatic latent image is formed by exposure 103 with a laser beam from a laser scanning unit, and the electrostatic latent image is developed with toner supplied from the developing roller 104 to form a toner image. The toner image is transferred onto a recording paper 107 by a transfer roller 106, and the recording paper 107 is further passed through a heat fixing device to thermally fix the toner image. In FIG. 2, reference numeral 105 denotes a power pack, reference numeral 108 denotes a cleaning device, and reference numeral 109 denotes a surface electrometer.
[0003]
This image forming apparatus is for forming a black and white image. When a full color image is formed with this image forming apparatus, four color toners of red; magenta, blue; cyan, yellow; yellow, black; black are superimposed. Therefore, it is necessary to provide a developing device for each color and a mechanism for superimposing them.
[0004]
Conventionally, as shown in FIG. 2, in a roller-type fixing device 112, which is a black-and-white (black toner only) roller-type heat fixing device, for example, toner is applied to the outer peripheral surface of a cored bar made of a hollow cylindrical body such as aluminum. A heat-fixing roller 110 provided with an anti-adhesion layer made of a fluororesin layer or the like for preventing adhesion is used. Such a heat-fixing roller 110 has a halogen in the hollow portion of the core metal along the rotation center line. A heater such as a lamp is provided, and the heat fixing roller 110 is heated from the inside by the radiant heat.
[0005]
Further, a pressure roller 111 that is in pressure contact with the heat fixing roller 110 is provided, and the recording paper 107 is passed between the pressure roller 111 and the heat fixing roller 110 so as to adhere to the recording paper 107. The toner is softened (melted) by the heat of the heat fixing roller 110 and fixed on the recording paper 107 by pressure.
[0006]
In recent years, energy conservation activities have become active, and shortening of the rise time is being studied. As one of them, a belt fixing method for heating toner on a recording sheet through a film-like endless belt heated by a heater has been proposed and commercialized.
[0007]
In this fixing method, as shown as a belt-type belt fixing device 117 in FIG. 2, a thin film-like fixing belt 113 supported by a fixing roller 114 and a heating roller 115 is directly heated, and a pressure roller 116 is used. Since the pressure is increased and the heating unit reaches a predetermined temperature in a short time after the power is turned on, the waiting time after the power is turned on can be reduced. In addition, since only necessary portions are heated, there is an advantage that power consumption is low. Even in the case of the above roller method, a method of reducing the heat capacity by reducing the core metal thickness of the heat fixing roller 110 is employed.
[0008]
The structure of the pressure roller 111 of the fixing method for the purpose of energy saving (shortening the rise time) is provided with an elastic layer made of a silicone rubber foam (sponge) on a cored bar, and further separated on the elastic layer. What formed the type | mold layer (generally fluororesin) is common. The reason why the foam is used for the elastic layer is that the thermal conductivity is lower than that of a normal rubber elastic layer, that is, the heat insulating effect is high, and the elastic layer can be reduced in hardness, even with a low pressure. This is because the nip is sufficiently formed. The reason why the low pressure is required is that the strength of the heat-fixing roller 110 is reduced due to the thinning of the heat-fixing roller 110 as described above, so that the core metal is prevented from being crushed and bent. .
[0009]
The fluororesin of the release layer material includes tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin. (FEP) is used. As a method for forming this release layer, there are two general methods: a method in which a fluororesin tube is coated on the foam elastic layer and a coating film formation with a fluororesin paint.
[0010]
The pressure roller having the foamed elastic layer and the release layer is superior to a normal rubber elastic layer in terms of the heat insulating effect and the nip formation at a low pressure. Not enough. The glossiness of the image is manifested when the toner is fixed on the recording paper. In the foamed elastic layer, the pressure applied to the toner is affected by the foamed part (bubble part) and the base material part (elastic material part) inside the foamed elastic layer. to differ greatly. This uneven pressure appears as gloss unevenness in the image as it is.
[0011]
JP-A-6-35356, JP-A-7-134509 and JP-B-8-16814 propose a pressure roller in which a rubber elastic layer is provided on a foam elastic layer and a fluorine tube is further coated thereon. Yes. Thereby, the pressure unevenness resulting from the foamed elastic layer of the pressure roller is reduced.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-6-35356 [Patent Document 2]
JP-A-7-134509 [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 8-16814 [Patent Document 4]
JP 2001-242732 A [Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-13805
[Problems to be solved by the invention]
However, when a fluororesin tube as described in these is coated on the rubber elastic layer, floating, wrinkles, peeling, etc. occur between the release layer and the elastic layer due to repeated use with the actual machine. It's easy to do. Further, the gloss uniformity of the image is improved as compared with the case where only the foam elastic layer is used, but it cannot be said that sufficient uniformity is obtained.
[0014]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and a pressure roller excellent in terms of uniformity of image gloss, heat insulation, durability, and the like due to appropriate flexibility, a fixing device having the same, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a pressure roller having a configuration in which a foam elastic layer, a rubber elastic layer, and a release layer are sequentially laminated in this order on a metal core.
The pressure roller is characterized in that the release layer is a coating film of a fluororesin.
[0016]
The invention according to claim 2 is the pressure roller according to claim 1, wherein silicone rubber is used as a material of the foam elastic layer.
[0017]
The invention according to claim 3 is the pressure roller according to claim 1, wherein silicone rubber is used as a material of the rubber elastic layer.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, the fluororesin of the release layer comprises a tetrafluoroethylene resin, a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin, and a tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer. 2. The pressure roller according to claim 1, wherein at least one of the united resins is included as a component.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a fixing roller having a heating unit and a pressure roller provided so as to form a nip in contact with the fixing roller. A fixing device comprising a pressure roller according to claim 1, wherein the pressure roller comprises a pressure roller according to claim 1.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the fixing device according to the fifth aspect.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a sectional view of a pressure roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partially enlarged sectional view thereof.
[0022]
As shown in FIGS. 1A and 1B, this pressure roller is formed by sequentially laminating a foam elastic layer 202, a rubber elastic layer 203, and a release layer 204 in this order on a cored bar 201. Is.
[0023]
The core bar 201 is a core bar made of a metal material such as SUS, and is designed so as to obtain a strength that does not cause bending when being pressed. In the present embodiment, the cored bar 201 is solid, but may be hollow as long as necessary strength is obtained.
[0024]
The foam elastic layer 202 is made of foamed heat resistant rubber such as silicone rubber or fluorine rubber. This foam can be obtained by adding a foaming material to unvulcanized rubber and heating, vulcanizing and foaming. In order to make it into a roller shape, a tube made of foam is prepared in advance, and the above-described method of inserting the core metal, setting the core metal in the mold, and casting the liquid unvulcanized rubber The method is general. Although the necessity of this foam elastic layer was also described in the problem of the prior art, formation of a nip with low pressure and heat insulation to prevent heat conduction from the fixing roller can be mentioned.
[0025]
The rubber elastic layer 203 is a uniform rubber elastic layer provided to reduce pressure unevenness due to the density of the foam elastic layer 202 (bubble portion and skeleton portion). A heat resistant rubber material such as silicone rubber or fluoro rubber is also used for this material. As with the foam elastic layer, this layer is formed in a tube shape in advance and coated on the foam elastic layer, by casting unvulcanized rubber, on the foam elastic layer. A coating method is used. For relatively thin films (˜500 μm), the coating is most suitable.
[0026]
Materials used for the release layer 204 include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer. Examples thereof include a fluorine resin such as a coalesced resin (FEP), a mixture of these resins, and a resin in which these fluorine resins are dispersed in a heat resistant resin.
[0027]
In order to form the release layer 204 as a coating film, a method is used in which a primer is applied on the rubber elastic layer 203, and then a powder coating material and a wet coating material are applied and baked. In the case of powder coating, electrostatic coating is used, and in the case of wet coating, spray coating, dipping coating, roll coating, etc. are used. In the case of film formation by these coatings, that is, the coating film, the fluororesin paint and the primer are mixed at the time of coating and baking, and it enters into the fine irregularities on the silicone surface. It is considered excellent in adhesion and surface flexibility.
[0028]
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
(Example 1)
A foam elastic layer and a rubber elastic layer were laminated in this order on the metal core, and a release layer was formed on the outermost surface. As a method for forming the release layer, a primer was applied on the rubber elastic layer at a thickness of 2 to 3 μm, and then a water-based fluororesin paint was spray-coated, followed by firing and film formation.
[0029]
Core: diameter 14mm
Foam elastic layer: foamed silicone rubber material, thickness 7.5 mm, Asker C; 20 degree rubber elastic layer: silicone rubber material, thickness 0.5 mm, JIS-A; 25 degree release layer: PFA material, film thickness 50 μm
[0030]
(Comparative Example 1)
As in Example 1, a rubber elastic layer was formed, and then a PFA tube having a film thickness was coated as a release layer. Specifically, a primer was applied to the rubber elastic layer at a thickness of 2 to 3 μm, and then a PFA tube whose inner surface was subjected to etching treatment was coated and heat-bonded.
[0031]
(Comparative Example 2)
A foam elastic layer (same material as in Example 1) was formed on the metal core with a thickness of 8 mm, and then a PFA release layer was formed in a thickness of 50 μm by spray coating in the same manner as in Example 1.
[0032]
(Comparative Example 3)
A rubber elastic layer (same material as in Example 1) was formed on the metal core with a thickness of 8 mm, and then a PFA release layer was formed in a thickness of 50 μm by spray coating in the same manner as in Example 1.
[0033]
Using these as pressure rollers, the characteristics were evaluated using a Ricoh copier: Imagio MF4570. In this embodiment, the member to be heated is heated using a halogen heater. However, as described in JP-A-2001-242732 and JP-A-2001-13805, the member to be heated is heated using an induction heating method. You may heat.
[0034]
In addition, power supply to the heating source of the present embodiment is performed from a commercial power source, but it is also possible to provide an auxiliary power source and supply power from the auxiliary power source. As the auxiliary power source, it is desirable to use an electric double layer capacitor (electrochemical capacitor) as disclosed in JP-A No. 2002-174988. The evaluation results are summarized in Table 1.
[0035]
[Table 1]
[0036]
Regarding “Gloss uniformity” in Table 1, the occurrence of uneven glossiness of solid images was evaluated. The evaluation criteria were as follows: ○: Good, Δ: Usable, × Unusable.
As can be seen from Table 1, the configuration of Example 1 of the present invention is excellent in gloss uniformity. When the release layer is directly applied to the foam elastic layer (Comparative Example 2), gloss unevenness is considered to be caused by pressure unevenness on the surface of the foam elastic layer. Comparative Example 1 and Example 1 differ only in the release layer film forming method, but Comparative Example 1 has low gloss uniformity. This is considered to be due to the low follow-up ability to deformation of the rubber elastic layer and the foam elastic layer in the tube coating. In the case of only the rubber elastic layer of Comparative Example 3, an abnormal image is generated due to poor fixability as described later.
[0037]
For “Durability” in Table 1, paper copy experiments were conducted using the above-mentioned copying machine (Imagio MF4570), and the occurrence of defects such as image defects and jams due to breakage of the pressure roller was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
○: No problem when passing 300,000 sheets Δ: Abnormal image occurs when 300,000 sheets are passed, but fixing is possible x: Wrinkles and peeling of the pressure roller occur before passing 300,000 sheets , Fixing impossible [0038]
As shown in Table 1, wrinkles and peeling occurred in the case of tube coating. As described in the embodiments of the present invention, it is considered that the release layer (tube) material and the primer component are not mixed, that is, has a clear interface. On the other hand, when the release layer is formed by coating, sufficient adhesion is obtained. This release layer is formed by heating and melting after coating. At this time, the release layer is melted and mixed with a primer previously applied to the rubber elastic layer (foam elastic layer), so that the interface is formed. This is probably because it is clear and lost.
[0039]
Regarding “fixability” in Table 1, the fixability during continuous paper feeding was evaluated. The evaluation criteria were as follows: ○: No problem, ×: Continued paper passing, and fixing failure occurred.
As can be seen from Table 1, in the case of only the rubber elastic layer of Comparative Example 3, fixing failure occurred due to continuous paper feeding. It is considered that the change of the elastic layer is small, the nip is insufficient, and the adiabatic hardening is small.
[0040]
Regarding the “rise time” in Table 1, the time required for reaching from 23 ° C. to 165 ° C. was measured using the above-mentioned copying machine (heater power 1200 W).
As can be seen from Table 1, except for the case of only the rubber elastic layer of Comparative Example 3, it is considered that there is almost the same heat insulating effect.
[0041]
As described above, the configuration of the present invention provides a pressure roller that has high heat insulation (thus, quick rise to the fixing temperature and excellent fixability), high gloss uniformity of the image, and excellent durability. Can be obtained.
In addition, this invention is not limited to the said Example. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a nip having sufficient uniformity of image gloss, heat insulating properties, small variations in applied pressure, and a pressure roller capable of obtaining durability over time. it can.
[0043]
According to the invention of claim 2, heat resistance and processability can be satisfied by using silicone rubber as the material of the foam elastic layer.
[0044]
According to the invention of claim 3, heat resistance and workability can be satisfied by using silicone rubber as the material of the rubber elastic layer.
[0045]
According to the invention of claim 4, it is possible to obtain a pressure roller which is excellent in durability and excellent in gloss uniformity of an image without any adhesion of dust such as paper dust.
[0046]
According to the invention of claim 5, it is possible to provide a fixing device having the effect of any one of claims 1 to 4.
[0047]
According to the invention of claim 6, an image forming apparatus having the effect of claim 5 can be provided.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of a pressure roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partially enlarged cross-sectional view thereof.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Exposure 104 Developing roller 106 Transfer roller 107 Recording paper 110 Heat fixing roller 111 Pressure roller 112 Roller type fixing device 113 Fixing belt 114 Fixing roller 115 Heating roller 116 Pressure roller 117 Belt fixing device 201 Core Gold 202 Foam elastic layer 203 Rubber elastic layer 204 Release layer
