JP6180790B2 - Pressure roll for fixing - Google Patents
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Description
本発明は、複写機やプリンタ等の定着部に使用される定着用ロール、就中、加圧ロールの低硬度化、ひいては、定着部の低ニップ圧化を実現可能とするだけでなく、排紙性、離型性、定着性、並びに、耐久性にも優れた加圧ロールに関するものである。 The present invention not only makes it possible to reduce the hardness of a fixing roll used in a fixing unit of a copying machine, a printer or the like, and in particular, a pressurizing roll, and thus a low nip pressure of the fixing unit. The present invention relates to a pressure roll excellent in paper properties, releasability, fixing properties, and durability.
従来から、平滑性および離型性に優れた定着用加圧ロールを得るために、柔軟性に優れる発泡弾性層を用いるとともに一体成形により発泡弾性層の表面にスキン層を設け、さらに、スキン層上に離型層としてフッ素樹脂チューブを被覆した定着用加圧ロールが知られている。（特許文献１）
最近では、エコに対応するための低温トナーが開発され、ニップ圧を以前のように大きくする必要が無く、十分なニップ幅を確保するだけで安定した定着性が得られるようになってきている。これに伴って、定着用加圧ロールの硬度も以前より低硬度で済むとともに、加圧ロールが印加するニップ圧も低ニップ圧で十分対応できるようになってきた。低硬度で低ニップ圧で対応できるようになると、定着部を構成する各部材に加わる押圧力も少なくなるので、定着部全体の耐久性も上がるという効果も期待できるようになる。
ところが、上記した従来のフッ素樹脂チューブを被覆したロールでは、薄いフッ素樹脂チューブ押出できないという、製造上の理由でチューブの厚さが２０μｍ以上となってしまう。それゆえ、厚くて、硬いフッ素樹脂チューブの硬度が加圧ロール全体の硬度を押し上げてしまい低硬度化が困難となる。
ここで、フッ素樹脂チューブの特性である硬度が高いのを補うため、極度に発泡弾性層の硬度を下げて、加圧ロール全体での硬度を無理矢理低硬度にできたとしても、今度は発泡弾性層が低硬度に成り過ぎて発泡弾性層が塑性変形したり、圧縮永久歪が大きくなってしまう等、加圧ロールの耐久性に大きな問題を生じてしまう。
さらに、樹脂製チューブなどの離型層を被せる方法では発泡弾性層から離型層が剥離しやすいという剥離の問題や離型層の表面にしわが発生するという問題を生じたり、密着性を強化するため離型層と発泡弾性層間に接着剤を施す必要があり製造上の工数が掛るという製造工程上の問題もある。
一方、エコに対応するため、近年、上述したトナーだけでなく、記録紙についても低価格の輸入品を採用したり、６５g/ｍ2程度の薄紙の使用も増えている。あるいは、紙の材質を変えた低価格の記録紙や表面の平滑度があまり良くないローコスト紙も採用されるようになってきており、各種の記録紙に対する排紙性、定着性、離型性、並びに耐久性に関しても加圧ロールとしての重要な要求事項となってきている。
それゆえ、発泡弾性層上に離型層を形成するフッ素樹脂を被覆した場合においても、加圧ロール全体での硬度と発泡弾性層の硬度の硬度差が小さく、低硬度化が実現できるとともに、排紙性、定着性、離型性、並びに耐久性にも優れた定着用加圧ロールが切望されている。
Conventionally, in order to obtain a pressure roll for fixing excellent in smoothness and releasability, a foamed elastic layer having excellent flexibility is used, and a skin layer is provided on the surface of the foamed elastic layer by integral molding. There is known a fixing pressure roll having a fluororesin tube coated thereon as a release layer. (Patent Document 1)
Recently, low-temperature toner has been developed to be eco-friendly, and there is no need to increase the nip pressure as before, and stable fixing properties can be obtained simply by securing a sufficient nip width. . Along with this, the hardness of the pressure roll for fixing can be lower than before, and the nip pressure applied by the pressure roll can be sufficiently handled by the low nip pressure. When it is possible to cope with low hardness and low nip pressure, the pressing force applied to each member constituting the fixing unit is reduced, so that the effect of improving the durability of the entire fixing unit can be expected.
However, the roll coated with the above-mentioned conventional fluororesin tube has a tube thickness of 20 μm or more for manufacturing reasons that the thin fluororesin tube cannot be extruded. Therefore, the hardness of the thick and hard fluororesin tube pushes up the hardness of the entire pressure roll, making it difficult to reduce the hardness.
Here, even if the hardness of the foamed elastic layer is extremely lowered and the hardness of the entire pressure roll can be forced to be low, in order to compensate for the high hardness that is a characteristic of the fluororesin tube, this The layer becomes too low in hardness, causing the foamed elastic layer to be plastically deformed and the compression set to be large, which causes a serious problem in the durability of the pressure roll.
Furthermore, the method of covering the release layer such as a resin tube may cause a peeling problem that the release layer is easily peeled off from the foamed elastic layer, a problem that the surface of the release layer is wrinkled, or strengthens the adhesion. For this reason, it is necessary to apply an adhesive between the release layer and the foamed elastic layer, and there is a problem in the manufacturing process in that the number of manufacturing steps is increased.
On the other hand, in order to be eco-friendly, in recent years, not only the toner described above but also low-priced imported products are used for recording paper, and the use of thin paper of about 65 g / m 2 is increasing. In addition, low-priced recording papers with different paper materials and low-cost papers with very poor surface smoothness have come to be used. Paper discharge, fixing, and release properties for various types of recording paper As well as durability, it has become an important requirement as a pressure roll.
Therefore, even when the fluororesin forming the release layer is coated on the foamed elastic layer, the difference in hardness between the entire pressure roll and the hardness of the foamed elastic layer is small, and low hardness can be realized. There is an urgent need for a pressure roller for fixing that is excellent in paper discharge performance, fixing performance, releasability, and durability.
本発明の課題は、ロール全体での硬度と発泡弾性層との硬度差が少なく、低硬度化が実現できるとともに、排紙性、定着性、離型性、並びに、耐久性に優れた定着用加圧ロールを提供することにある。
また、本発明の課題は、生産性やコストにも優れた定着用加圧ロールを提供することにある。
The problem of the present invention is that the difference between the hardness of the entire roll and the foamed elastic layer is small, a reduction in hardness can be realized, and the paper discharge performance, fixing performance, releasability and durability are excellent. It is to provide a pressure roll.
Another object of the present invention is to provide a fixing pressure roll excellent in productivity and cost.
本発明は、一体成形により発泡弾性層の外層にソリッド層が施された２層構造とし、ソリッド層上にさらに、フッ素樹脂からなるコーティング層を被覆した定着用加圧ロールにおいて、ロール全体での硬度と発泡弾性層との硬度差を１０度以下と硬度差が少ない定着用加圧ロールとしたことを特徴とする。
また、本発明では、優れた排紙性、定着性、離型性、並びに、耐久性を実現するため、ソリッド層の表面粗さをＲａ１．０μｍ〜１５．０μｍ、ソリッド層の厚さを５０μｍ〜２０００μｍとするとともに、発泡弾性層がシリコーンゴムからなる場合は、コーティング層の厚さを０．１μｍ以上１５．０μｍ未満 としたことを特徴とする。
The present invention provides a fixing pressure roll having a two-layer structure in which a solid layer is applied to the outer layer of a foamed elastic layer by integral molding, and a coating layer made of a fluororesin is further coated on the solid layer. The fixing roller is characterized in that the difference in hardness between the hardness and the foamed elastic layer is 10 degrees or less and the difference in hardness is small.
In the present invention, the surface roughness of the solid layer is Ra 1.0 μm to 15.0 μm and the thickness of the solid layer is 50 μm in order to realize excellent paper discharge properties, fixing properties, releasability, and durability. When the foamed elastic layer is made of silicone rubber, the thickness of the coating layer is 0.1 μm or more and less than 15.0 μm It is characterized by that.
本発明の定着用加圧ロールは、以下のような顕著な効果が奏される。
（１）ロール全体での硬度と発泡弾性層との硬度差を少なくできるので、低硬度の発泡弾性層とすることで、ロール全体での硬度が低硬度の定着用加圧ロールが実現できる。
（２）発泡弾性層の外層にソリッド層が施された２層構造としたので、ソリッド層、或は、コーティング層のいずれかの厚さを調整することでロール全体での硬度調整が可能となるとともに、硬度調整範囲の自由度が増す。
（３）特別な材料の使用や加熱工程等を追加することなく、一体成形により発泡弾性層と同時に、その外表面にソリッド層が施された２層構造（各層は同一材質）を得られることから、２層間の剥離強度に優れる。
（４）ソリッド層を適度な表面粗さを有する構成とするとともに、ソリッド層と適度な厚さのコーティング層との相乗効果により排紙性、定着性、及び、離型性が向上する。
（５）ソリッド層の表面を研磨することなく、ふっ素樹脂ディスパージョンをコーティング層（離型層）として利用可能としたので、ソリッド層の切削加工工程の省略や離型層樹脂の使用量の削減が可能となり、生産効率の向上やコスト削減に貢献できる。
（６）表層フッ素樹脂層が薄い事により柔軟性が増している。 その為、ロールそのものの転がり係数を小さく出来、耐久寿命に優れたものができる。
The fixing pressure roll of the present invention has the following remarkable effects.
(1) Since the hardness difference between the entire roll and the foamed elastic layer can be reduced, a fixing pressure roll having a low hardness throughout the roll can be realized by using a low-hardness foamed elastic layer.
(2) Since the outer layer of the foamed elastic layer has a two-layer structure, the hardness of the entire roll can be adjusted by adjusting the thickness of either the solid layer or the coating layer. In addition, the degree of freedom of the hardness adjustment range increases.
(3) A two-layer structure in which a solid layer is applied to the outer surface of the elastic foam layer at the same time as the foamed elastic layer can be obtained without adding special materials or heating processes. Therefore, the peel strength between the two layers is excellent.
(4) The solid layer is configured to have an appropriate surface roughness, and the paper discharge property, the fixing property, and the release property are improved by the synergistic effect of the solid layer and the coating layer having an appropriate thickness.
(5) Since the fluororesin dispersion can be used as a coating layer (release layer) without polishing the surface of the solid layer, the cutting process of the solid layer can be omitted and the amount of release layer resin used can be reduced. Can contribute to improvement of production efficiency and cost reduction.
(6) Flexibility increases due to the thin surface fluororesin layer. Therefore, the roll coefficient of the roll itself can be reduced, and the roll can have an excellent durability life.
本発明について、添付図面を参照しながら説明する。 The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の加圧ロール１は、発泡弾性層３の外層に、ソリッド層４が接着層を介さず、一体成形により形成されるとともに、ソリッド層４上にフッ素樹脂からなるコーティング層５が形成された加圧ロール１において、加圧ロール１のロール硬度と発泡弾性層３の硬度との硬度差が１０度以内であるとともに、ソリッド層４の厚さが５０μｍ〜２０００μｍ、発泡弾性層がシリコーンゴムからなる場合は、コーティング層５の厚さが０．１μｍ以上１５．０μｍ未満 であることを特徴としている。
こうすることにより、加圧ロール１全体での硬度と発泡弾性層３との硬度差が１０度以内と硬度差が少なく、ロール硬度がアスカーＣ２５〜Ｃ４０の低硬度化が実現できるとともに、定着性、及び、耐久性にも優れた加圧ロール１が得られる。
さらに、本発明では、加圧ロール１のロール硬度と発泡弾性層３の硬度との硬度差が１０度以内であるとともに、ソリッド層４の厚さが５０μｍ〜２０００μｍ、コーティング層５の厚さが０．１μｍ以上１５．０μｍ未満 で、さらに、ソリッド層４の表面粗度Ｒａが１．０μｍ〜１５．０μｍ、ロール表面粗さＲａが１．０μｍ〜８．０μｍであることを特徴としている。
こうすることにより、加圧ロール１全体での硬度と発泡弾性層３との硬度差が１０度以内と少なく、ロール硬度がアスカーＣ２５〜Ｃ４０の低硬度化が実現できるとともに、排紙性、定着性、離型性、並びに、耐久性にも優れた加圧ロール１が得られる。
さらに、本発明では、従来のように、ソリッド層４の表面を平滑に研磨することなく、ディスパージョンをコーティング層（離型層）５として利用可能としたので、ソリッド層４の切削加工工程の省略や離型層樹脂の使用量の削減が可能となり、生産性やコストにも優れた加圧ロール１が得られる。
先ず、本発明では、低硬度化を目指すため、加圧ロール１の全体でのロール硬度と発泡弾性層３の硬度との硬度差がアスカーＣで１０度以内としている。
これを実現するためには、ソリッド層４あるいはコーティング層５の厚さが厚過ぎるとロール全体での硬度（ロール硬度）が上がってしまい、逆に薄すぎると、ソリッド層４とコーティング層５間の剥離強度が得られなかったりするので、ソリッド層４の厚さは５０μｍ〜３０００μｍ、コーティング層５の厚さは以上１５．０μｍ未満 であることが好ましい。
なお、本発明では発泡弾性層３の外層にソリッド層４が施された２層構造としたので、ソリッド層４、或は、コーティング層５のいずれか一方の厚さを調整することでも、ロール全体での硬度調整が可能となるので、硬度調整範囲の自由度が増す。
なお、低硬度化したコーティング層５のロール硬度はアスカーＣ２５〜Ｃ４０に調整されていることが好ましい。
次に、本発明のもう一つの特徴である排紙性については、ソリッド層４の表面粗度とロール表面粗さが特に関連していることが実験で確認できた。
つまり、ソリッド層４の表面粗度が大きすぎる（粗い）とコーティング層５の表面粗さが、外層のコーティング層５に反映され、即ち、ロール表面粗さも粗くなりすぎ、画像の定着性に影響が出たり、排紙性が悪化し、耐久性も劣化する。
逆に、ソリッド層４の表面粗度が小さ過ぎる（滑らか過ぎる）とコーティング層５の表面、即ち、ロール表面の粗さが小さくなり過ぎて、逆に排紙性が悪化するので、ソリッド層４の表面粗度Ｒａは１．０μｍ〜１５．０μｍ、ロール表面粗さＲａが１．０μｍ〜８．０μｍとなることが好ましい。
なお、コーティング層５の表面粗さは、ソリッド層４の表面粗さに依存するものの、コーティング層５の厚さにも依存する。即ち、コーティング層５の厚さが厚くなるに従い、コーティング層５の表面粗さ、即ち、ロール表面粗さはコーティング液の粘度にも依るが、ソリッド層４の角が鈍り小さくなるので、ソリッド層４の表面粗さのみでなく、コーティング層５の厚さをも、加味した上で、ロール表面粗さＲａが１．０μｍ〜８．０μｍとなるよう調整する必要がある。
また、ソリッド層４の表面を粗す方法については、サンドブラスト、ケミカル処理等、従来の方法で対応すれば良い。
なお、ソリッド層４の厚さは５０μｍ〜２０００μｍ、コーティング層５の厚さは０．１μｍ以上１５．０μｍ未満 となることが好ましい。
次に、発泡弾性層３を構成する材料としては通常のシリコーンゴム、フッ素ゴム、プロピレンゴム等のゴム材が挙げられるが、特に好ましくはシリコーンゴムである。発泡弾性層３の硬度は、アスカーＣ２０〜Ｃ３５であることが好ましい。
In the pressure roll 1 of the present invention, the solid layer 4 is formed by integral molding on the outer layer of the foamed elastic layer 3 without an adhesive layer, and the coating layer 5 made of fluororesin is formed on the solid layer 4. In the pressure roll 1, the hardness difference between the roll hardness of the pressure roll 1 and the hardness of the foamed elastic layer 3 is within 10 degrees, the thickness of the solid layer 4 is 50 μm to 2000 μm, and the foamed elastic layer is silicone rubber. The coating layer 5 has a thickness of 0.1 μm or more and less than 15.0 μm It is characterized by being.
By doing so, the hardness difference between the entire pressure roll 1 and the foamed elastic layer 3 is as small as 10 degrees or less, and the roll hardness can be reduced to Asker C25 to C40, and the fixing property can be reduced. And the pressurization roll 1 excellent also in durability is obtained.
Furthermore, in the present invention, the hardness difference between the roll hardness of the pressure roll 1 and the hardness of the foamed elastic layer 3 is within 10 degrees, the thickness of the solid layer 4 is 50 μm to 2000 μm, and the thickness of the coating layer 5 is 0.1 μm or more and less than 15.0 μm Further, the solid layer 4 has a surface roughness Ra of 1.0 μm to 15.0 μm and a roll surface roughness Ra of 1.0 μm to 8.0 μm.
By doing so, the hardness difference between the pressure roll 1 as a whole and the foamed elastic layer 3 is as small as 10 degrees or less, and the roll hardness can be reduced to Asker C25 to C40. The pressure roll 1 having excellent properties, releasability and durability can be obtained.
Furthermore, in the present invention, since the dispersion can be used as the coating layer (release layer) 5 without smoothly polishing the surface of the solid layer 4 as in the prior art, the cutting process of the solid layer 4 can be performed. Omission or reduction of the amount of release layer resin can be achieved, and the pressure roll 1 excellent in productivity and cost can be obtained.
First, in the present invention, in order to reduce the hardness, the difference in hardness between the entire roll hardness of the pressure roll 1 and the hardness of the foamed elastic layer 3 is 10 degrees or less in Asker C.
In order to realize this, if the thickness of the solid layer 4 or the coating layer 5 is too thick, the hardness of the entire roll (roll hardness) increases, and conversely, if the thickness is too thin, the distance between the solid layer 4 and the coating layer 5 is increased. In other words, the thickness of the solid layer 4 is 50 μm to 3000 μm, and the thickness of the coating layer 5 is more than 15.0 μm. It is preferable that
In the present invention, since the outer layer of the foamed elastic layer 3 has a two-layer structure in which the solid layer 4 is applied, the roll thickness can be adjusted by adjusting the thickness of either the solid layer 4 or the coating layer 5. Since the overall hardness can be adjusted, the degree of freedom of the hardness adjustment range is increased.
In addition, it is preferable that the roll hardness of the coating layer 5 reduced in hardness is adjusted to Asker C25 to C40.
Next, with regard to paper discharge performance, which is another feature of the present invention, it has been confirmed through experiments that the surface roughness of the solid layer 4 and the roll surface roughness are particularly related.
That is, if the surface roughness of the solid layer 4 is too large (rough), the surface roughness of the coating layer 5 is reflected in the coating layer 5 of the outer layer, that is, the roll surface roughness is too rough, which affects the image fixability. Or paper discharge performance deteriorates and durability deteriorates.
Conversely, if the surface roughness of the solid layer 4 is too small (too smooth), the surface of the coating layer 5, that is, the surface of the roll surface becomes too small, and the paper discharge performance deteriorates. The surface roughness Ra is preferably 1.0 μm to 15.0 μm, and the roll surface roughness Ra is preferably 1.0 μm to 8.0 μm.
The surface roughness of the coating layer 5 depends on the surface roughness of the solid layer 4 but also depends on the thickness of the coating layer 5. That is, as the thickness of the coating layer 5 increases, the surface roughness of the coating layer 5, that is, the roll surface roughness depends on the viscosity of the coating liquid, but the angle of the solid layer 4 becomes dull. In consideration of not only the surface roughness of 4, but also the thickness of the coating layer 5, it is necessary to adjust the roll surface roughness Ra to be 1.0 μm to 8.0 μm.
The method for roughening the surface of the solid layer 4 may be handled by conventional methods such as sandblasting and chemical treatment.
The solid layer 4 has a thickness of 50 μm to 2000 μm, and the coating layer 5 has a thickness of 0.1 μm or more and less than 15.0 μm. It is preferable that
Next, as the material constituting the foamed elastic layer 3, normal silicone rubber,TsuRubber materials such as raw rubber and propylene rubberAmong them, silicone rubber is particularly preferable.The hardness of the foamed elastic layer 3 is preferably Asker C20 to C35.
次に、本発明の定着用加圧ロールの製造方法について述べる。
まずシリコーンゴムに加硫剤および発泡剤を添加した原材料を準備する。このとき、加硫剤および発泡剤の配合比率は要求されるロールの硬度に応じて適宜選択すればよい。本発明では、ソリッド層４を形成するための特別な材料、例えば気化性固体粉末、あるいは、各層の界面への接着剤等は不要である。
まず始めに、原材料であるシリコーンゴムを、例えば押出機にてチューブ状に成形する。
次に、チューブ状成形体を加熱炉に入れて、所定の温度条件にて加熱して加硫・発泡させながら発泡弾性層３とソリッド層４の２層を同時に得る。この際、加熱炉としては熱風循環機、ビーズ加硫炉が用いられる。
ソリッド層４の厚さは、温度条件を変えることにより、調整が可能である。
最後に、上記の中空円筒状のソリッド層４を有する発泡弾性層３を芯金２上に、接着剤などを介して被覆・固着させることにより、芯金２とソリッド層４を有する発泡弾性層３が一体化される。
本発明において、芯金２の材料としては鉄、ＳＵＳ，アルミニウムが適している。芯金自体のサイズは、軸方向の長さが２０５ｍｍ〜４００ｍｍ、外径が６ｍｍ〜３０ｍｍ程度のものが用いられる。この芯金２の外周に、予めサンドブラスト等の粗面化処理を行っておくと、後工程で芯金上に被覆するシリコーンゴム発泡体との接着強度が向上する。また、接着剤については特に制約はなく、通常のシリコーンゴム系の接着剤が代表的に採用され、併せて接着剤の厚さについても特に制約はなく、ロールの要求特性に応じて適宜選択すればよい。
なお、ソリッド層４の表面粗さは、サンドブラストにて所定の表面粗さになるよう調整すれば良い。
Next, a method for producing the fixing pressure roll of the present invention will be described.
First, a raw material in which a vulcanizing agent and a foaming agent are added to silicone rubber is prepared. At this time, the blending ratio of the vulcanizing agent and the foaming agent may be appropriately selected according to the required hardness of the roll. In the present invention, a special material for forming the solid layer 4, such as vaporizable solid powder, or an adhesive at the interface of each layer is unnecessary.
First, the raw material silicone rubber is formed into a tube shape by, for example, an extruder.
Next, the tubular molded body is put into a heating furnace and heated at a predetermined temperature condition to obtain two layers of the foamed elastic layer 3 and the solid layer 4 at the same time while being vulcanized and foamed. At this time, a hot air circulator and a bead vulcanizing furnace are used as the heating furnace.
The thickness of the solid layer 4 can be adjusted by changing the temperature condition.
Finally, the foamed elastic layer 3 having the cored bar 2 and the solid layer 4 is formed by covering and fixing the foamed elastic layer 3 having the hollow cylindrical solid layer 4 on the cored bar 2 with an adhesive or the like. 3 are integrated.
In the present invention, iron, SUS, and aluminum are suitable as the material for the cored bar 2. As for the size of the metal core itself, the one having an axial length of 205 mm to 400 mm and an outer diameter of about 6 mm to 30 mm is used. If a roughening process such as sandblasting is performed on the outer periphery of the core metal 2 in advance, the adhesive strength with the silicone rubber foam coated on the core metal in the subsequent process is improved. There are no particular restrictions on the adhesive, and ordinary silicone rubber adhesives are typically employed. In addition, there is no particular restriction on the thickness of the adhesive, and it can be appropriately selected according to the required characteristics of the roll. That's fine.
In addition, what is necessary is just to adjust the surface roughness of the solid layer 4 so that it may become predetermined | prescribed surface roughness by sandblasting.
さらに、この後、ソリッド層４上に、離型層としてのフッ素樹脂からなるコーティング層５を形成すれば、本発明の定着用加圧ロール１が完成する。
コーティングするフッ素樹脂材質は特に指定しないが、離型性が優れるＰＦＡ等のフッ素樹脂が望ましい。
また、ＰＦＡ樹脂からなるディスパージョンをコーティング層５として利用することで、プライマーを塗布する工程が省けるとともに、離型層樹脂の使用量の削減が可能となり、生産効率の向上やコスト削減が可能となる。
Further, when a coating layer 5 made of a fluororesin as a release layer is formed on the solid layer 4 thereafter, the fixing pressure roll 1 of the present invention is completed.
Although the fluororesin material to be coated is not particularly specified, a fluororesin such as PFA having excellent release properties is desirable.
In addition, by using a dispersion made of PFA resin as the coating layer 5, it is possible to eliminate the step of applying a primer and to reduce the amount of release layer resin used, thereby improving production efficiency and reducing costs. Become.
以下は、図１及び図２に示した定着用加圧ロールの製造例である。
「実施例」
未加硫のシリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名「ＸＥ−Ｂ３７６１」）１００部に加硫剤（信越化学工業（株）製、商品名「Ｃ−２３」）１．２部、加硫剤（信越化学工業（株）製、商品名「Ｃ−３」）３．５部、発泡剤（信越化学工業（株）、商品名「ＫＥ−Ｐ−１３」）を３．５部添加したシリコーンゴム材料を押出し成形機にて押出し成形する。
その後、最適条件にて加熱・加硫して、外表面にソリッド層４が形成された発泡弾性層３を作成する。
このソリッド層４が形成された発泡弾性層３を、接着剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、商品名「ＴＳＥ３２２」が塗布された外径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍのアルミニウム芯金２上に被覆する。
その後、ソリッド層４の表面粗さは、サンドブラストにて所定の表面粗さになるよう調整した。
最後に、ソリッド層４上にコーティング層５としてＰＦＡ樹脂ディスパージョンを所定の厚さとなるよう塗布して、コーティング層５を有する定着用加圧ロール１を得た。
The following is an example of manufacturing the fixing pressure roll shown in FIGS.
"Example"
100 parts of unvulcanized silicone rubber (product name “XE-B3761” manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC) and vulcanizing agent (product name “C-23” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1.2 parts, vulcanizing agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “C-3”) 3.5 parts, foaming agent (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name “KE-P-13”) The silicone rubber material added with 3.5 parts is extruded with an extruder.
Thereafter, the foamed elastic layer 3 having the solid layer 4 formed on the outer surface is prepared by heating and vulcanization under optimum conditions.
The foamed elastic layer 3 on which the solid layer 4 is formed is placed on an aluminum cored bar 2 having an outer diameter of 10 mm and a length of 300 mm to which an adhesive (made by Momentive Performance Materials Japan Co., Ltd., product name “TSE322” is applied). To coat.
Thereafter, the surface roughness of the solid layer 4 was adjusted to a predetermined surface roughness by sandblasting.
Finally, a PFA resin dispersion was applied as a coating layer 5 on the solid layer 4 so as to have a predetermined thickness, whereby a fixing pressure roll 1 having the coating layer 5 was obtained.
実施例の定着用加圧ロールにおいて、発泡層３の硬度、ソリッド層４の厚さ、コーティング層５の厚さ、ロール硬度に対する、定着用加圧ロールとして低硬度化、定着性、並びに、耐久性の評価結果を表１に示す。
また、ソリッド層４の厚さ、ソリッド層４の粗さ、コーティング層５の厚さ、ロール表面粗さに対する、排紙性、離型性、及び、耐久性の評価結果についても表２に示す。
さらに、発泡層３の硬度、ソリッド層４の厚さ、ソリッド層４の粗さ、コーティング層５の厚さ、ロール表面粗さ、ロール硬度に対する、定着性、排紙性、離型性、及び、耐久性の評価結果についても表３に示す。
Table 2 also shows the evaluation results of the discharge property, releasability, and durability with respect to the thickness of the solid layer 4, the roughness of the solid layer 4, the thickness of the coating layer 5, and the roll surface roughness. .
Furthermore, the fixing property, paper discharge property, releasability with respect to the hardness of the foam layer 3, the thickness of the solid layer 4, the roughness of the solid layer 4, the thickness of the coating layer 5, the roll surface roughness, the roll hardness, and The durability evaluation results are also shown in Table 3.
表１の評価結果について、以下に述べる。
ソリッド層の厚さ、或は、コーティング層の厚さが厚くなるに従い、ロール全体でのロール硬度は大きくなる。
取り分け、コーティング層のフッ素樹脂は硬度アスカーＣ５５〜６０と高いので、硬度がフッ素樹脂より、はるかに低いシリコーンゴムからなるソリッド層よりも硬度を高める要因となる。それゆえ、ソリッド層の厚さが２０００μｍの実施例３と４の場合でも、ロール硬度はそれほど上昇しない。
一方、比較例1〜３のチューブ被覆では離型層の厚さの下限値が、コーティング層と比較し大きく、ロール全体でのローラ硬度と発泡層硬度との硬度差が１１以上と大きくなってしまう。この傾向は発泡層の硬度を変えても余り変化しない。
また、比較例１では発泡層の硬度が低くなると圧縮永久歪が大きくなり耐久性に問題を生じてくる。
これに対して、実施例１〜７に示す実施例では、全ての実施例に渡って、ロール全体でのロール硬度と発泡層硬度との硬度差が５〜９と１０以下が実現できている。
従って、実施例では、ロール全体でのロール硬度と発泡層硬度との硬度差がチューブ被覆と比べ低くできるので、低硬度が実現できるのは勿論のこと、ソリッド層の厚さ、とコーティング層の厚さを互いに調整することで自由にロール硬度設定が可能となり発泡層の硬度の選択枝も広がり、設計の自由度が増す。
以上より、実施例１〜７からソリッド層の厚さが５０μｍ〜２０００μｍ、コーティング層の厚さが０．１μｍ以上１５．０μｍ未満で低硬度化ができるとともに、定着性、耐久性にも優れていることが分かる。
The evaluation results in Table 1 are described below.
As the thickness of the solid layer or the thickness of the coating layer increases, the roll hardness of the entire roll increases.
In particular, since the fluororesin of the coating layer has a high Asker C55-60 hardness, the hardness is higher than a solid layer made of silicone rubber having a much lower hardness than the fluororesin. Therefore, even in Examples 3 and 4 where the thickness of the solid layer is 2000 μm, the roll hardness does not increase so much.
On the other hand, in the tube coating of Comparative Examples 1 to 3, the lower limit value of the thickness of the release layer is larger than that of the coating layer, and the hardness difference between the roller hardness and the foamed layer hardness of the entire roll is 11 or more. End up. This tendency does not change much even if the hardness of the foam layer is changed.
Further, in Comparative Example 1, when the hardness of the foamed layer is lowered, the compression set is increased, which causes a problem in durability.
On the other hand, in the examples shown in Examples 1 to 7, the hardness difference between the roll hardness and the foam layer hardness in the entire roll can be realized as 5 to 9 and 10 or less over all the examples. .
Therefore, in the embodiment, since the difference in hardness between the roll hardness and the foam layer hardness of the entire roll can be made lower than that of the tube coating, not only the low hardness can be realized but also the thickness of the solid layer and the coating layer. By adjusting the thicknesses to each other, the roll hardness can be set freely, and the selection of the hardness of the foam layer is expanded, thereby increasing the degree of freedom in design.
As described above, from Examples 1 to 7, the thickness of the solid layer is 50 μm to 2000 μm, the thickness of the coating layer is 0.1 μm or more and less than 15.0 μm, and the hardness can be reduced , and the fixability and durability are also excellent. I understand that.
次に、ソリッド層４の厚さ、ソリッド層４の粗さ、コーティング層５の厚さ、ロール表面粗さに対する、排紙性、離型性、及び、耐久性の評価結果について表２に示す。
表２の評価結果について、以下に述べる。
比較例４〜５では、コーティング層の厚さが薄いため、ソリッド層の小さい粗さが、そのままロール表面粗さとなって現われる。このため、ロール表面の粗さが小さく、排紙性、或いは、離型性に問題を生じている。
一方、比較例６〜７では、ソリッド層の粗さが大き過ぎ、これに伴い、ロール表面粗さも大きくなり過ぎ、排紙性、離型性、或いは、耐久性に問題を生じている。
これに対して、実施例８〜１２では、発泡層の硬度が２０〜３５と変化しても、ソリッド層の粗さが適度であり、ロール表面粗さも、コーティング層の厚さで調整できるので、全ての実施例で、排紙性、離型性、耐久性が実現できている。
以上より、実施例８〜１２から、ソリッド層の表面粗さＲａが１．０μｍ〜１５．０μｍ、ロール表面粗さＲａが１．０μｍ〜８．０μｍで、排紙性、離型性、耐久性にも優れていることが分かる。
The evaluation results in Table 2 are described below.
In Comparative Examples 4 to 5, since the thickness of the coating layer is thin, the small roughness of the solid layer appears as the roll surface roughness as it is. For this reason, the roughness of the roll surface is small, and there is a problem in paper discharge performance or mold release performance.
On the other hand, in Comparative Examples 6 to 7, the roughness of the solid layer is too large, and accordingly, the roll surface roughness becomes too large, causing problems in paper discharge performance, releasability, or durability.
On the other hand, in Examples 8 to 12, even if the hardness of the foam layer changes from 20 to 35, the roughness of the solid layer is appropriate, and the roll surface roughness can also be adjusted by the thickness of the coating layer. In all of the embodiments, paper discharge performance, mold release performance, and durability can be realized.
As described above, from Examples 8 to 12, the solid layer has a surface roughness Ra of 1.0 μm to 15.0 μm and a roll surface roughness Ra of 1.0 μm to 8.0 μm. It turns out that it is excellent also in property.
最後に、表１の発泡層３の硬度、ソリッド層４の厚さ、コーティング層５の厚さ、ロール硬度に対する、低硬度化、定着性、及び、耐久性の評価の結果と、表２のソリッド層４の粗さ、ロール表面粗さに対する、排紙性、離型性、耐久性の評価結果を考慮した、発泡層３の硬度、ソリッド層４の厚さ、ソリッド層４の粗さ、コーティング層５の厚さ、並びに、ロール表面粗さに対する、低硬度化、定着性、排紙性、離型性、並びに、耐久性の評価結果を表３に示す。
Finally, the results of evaluation of the reduction in hardness, fixability, and durability with respect to the hardness of the foam layer 3 in Table 1, the thickness of the solid layer 4, the thickness of the coating layer 5, and the roll hardness, The hardness of the foamed layer 3, the thickness of the solid layer 4, the roughness of the solid layer 4, in consideration of the evaluation results of the paper discharge performance, releasability, and durability with respect to the roughness of the solid layer 4 and the roll surface roughness, Table 3 shows the evaluation results of the reduction in hardness, fixing property, paper discharge property, releasability, and durability with respect to the thickness of the coating layer 5 and the roll surface roughness.
表３の評価結果について、以下に述べる。
実施例１３〜１９の全ての実施例で、ロール硬度と発泡層の硬度差が１０以内で、且つ、アスカーＣ４０度以下の低硬度化、定着性、排紙性、離型性 並びに、耐久性に優れているので、実施例１３〜１９が最も好ましい態様であることが確認できた。
The evaluation results in Table 3 are described below.
In all of Examples 13 to 19, the hardness difference between the roll hardness and the foamed layer is within 10 and the hardness is less than Asker C 40 degrees, fixing property, paper discharge property, releasability and durability. Therefore, it was confirmed that Examples 13 to 19 were the most preferable embodiments.
なお、各特性の測定方法については、以下の通りである。
硬度アスカーＣはＪＩＳ Ｋ ６２５３Ｅ、表面粗度の大きさはＪＩＳ Ｂ ０６０１に記載の測定方法による。
また、定着性、離型性、耐久性に関しては、上記の方法にて作成した加圧ロールを定着装置に組込み、実機（コピー機）に使用し、通紙試験を行ない、印刷画質、オフセツトの有無、しわの発生等を確認した。
なお、通紙試験に使用した紙は低級紙（名称：ＣＯＰＹ ＰＯＷＥＲ、重量：８０ｇ／ｍ２、インド製）とした。
In addition, about the measuring method of each characteristic, it is as follows.
The hardness Asker C was measured according to JIS K 6253E, and the surface roughness was measured according to JIS B 0601.
In addition, with regard to fixability, releasability, and durability, the pressure roll created by the above method is incorporated into the fixing device and used in an actual machine (copy machine), and a paper passing test is conducted to determine the print image quality and offset. Existence and occurrence of wrinkles were confirmed.
The paper used for the paper passing test was a low-grade paper (name: COPY POWER, weight: 80 g / m 2 , manufactured in India).
本発明は、複写機等の定着部に使用される定着用加圧ロール全般に利用することができる。
その他、プリンタあるいは印刷機のロールとしても利用することができる。
The present invention can be used in general for a fixing pressure roll used in a fixing unit of a copying machine or the like.
In addition, it can be used as a roll of a printer or a printing press.
１ 定着用加圧ロール
２ 芯金
３ 発泡弾性層
４ ソリッド層
５ コーティング層（離型層）
1 Fixing pressure roll 2 Core metal 3 Foam elastic layer 4 Solid layer 5 Coating layer (release layer)
Claims (1)
該定着用加圧ロールのロール硬度と該発泡弾性層の硬度との硬度差がアスカーＣで１０度以内であるとともに、
該ソリッド層の厚さが５０μｍ〜２０００μｍ、
該コーティング層の厚さが０．１μｍ以上１５．０μｍ未満、
該ソリッド層の表面粗さＲａが１．０μｍ〜１５．０μｍ、
ロール表面粗さＲａが１．０μｍ〜８．０μｍ
であることを特徴とする定着用加圧ロール。 In the fixing pressure roll in which the solid layer is formed by integral molding without an adhesive layer on the outer layer of the foamed elastic layer made of silicone rubber, and the coating layer made of fluororesin is formed on the solid layer,
While the hardness difference between the roll hardness of the fixing pressure roll and the hardness of the foamed elastic layer is 10 degrees or less in Asker C,
The thickness of the solid layer is 50 μm to 2000 μm,
The thickness of the coating layer is 0.1 μm or more and less than 15.0 μm,
The surface roughness Ra of the solid layer is 1.0 μm to 15.0 μm,
Roll surface roughness Ra is 1.0 μm to 8.0 μm
A pressure roll for fixing, which is characterized in that.
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