JPH0830926B2 - Rotating body for fixing and fixing device - Google Patents
Rotating body for fixing and fixing deviceInfo
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- JPH0830926B2 JPH0830926B2 JP1018532A JP1853289A JPH0830926B2 JP H0830926 B2 JPH0830926 B2 JP H0830926B2 JP 1018532 A JP1018532 A JP 1018532A JP 1853289 A JP1853289 A JP 1853289A JP H0830926 B2 JPH0830926 B2 JP H0830926B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真複写機、静電記録装置、印刷機、
プリンタ等の画像形成装置において像担持体上に形成さ
れ、次いで記録材としての転写材上に転写されたトナー
像のような未定着画像を永久画像として定着するための
定着用回転体及び定着装置に関し、特に、内部には熱源
を有すると共に、その外周面は転写材上に転写された未
定着画像と接触して、この未定着画像を定着するための
接触、定着表面を有する定着用回転体及びこの定着用回
転体を備えた定着装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrophotographic copying machine, an electrostatic recording device, a printing machine,
A fixing rotator and a fixing device for fixing, as a permanent image, an unfixed image such as a toner image formed on an image carrier and then transferred onto a transfer material as a recording material in an image forming apparatus such as a printer. In particular, regarding the rotating body for fixing, which has a heat source inside and a contact for fixing the unfixed image transferred to the transfer material on its outer peripheral surface and fixing the unfixed image Also, the present invention relates to a fixing device including the fixing rotating body.
従来技術及びその問題点 従来、画像形成のためのプロセスを介して感光ドラム
の如き像担持体上に形成されるトナー像のような未定着
画像を転写材上に転写し、この未定着画像を定着するた
めにベルト、ローラー等の回転体を用いることが広く行
なわれている。特に、1対のローラ間に未定着画像を有
する転写材を通過させ、これらのローラ間で形成される
ニップ部において、熱及び圧力により転写材上の未定着
画像を定着する熱ローラ定着が装置の簡便さもあり、こ
れまでの主流として用いられてきている。Conventional technology and its problems Conventionally, an unfixed image such as a toner image formed on an image carrier such as a photosensitive drum is transferred onto a transfer material through a process for image formation, and this unfixed image is transferred. It is widely used to use a rotating body such as a belt or a roller for fixing. In particular, a thermal roller fixing device that allows a transfer material having an unfixed image to pass between a pair of rollers and fixes the unfixed image on the transfer material by heat and pressure in a nip portion formed between these rollers is an apparatus. Because of its simplicity, it has been used as the mainstream until now.
さらに、このようなローラ等の回転体を用いた定着装
置によって転写材上の未定着画像を定着する際、未定着
画像の層厚の増加や定着スピードのアップの要望のた
め、弾性を備えた定着用回転体が考えられている。この
ような定着用回転体では、必要とされる弾性と定着に必
要な離型性を満足させるために、従来、シリコーンゴ
ム、特に、RTV,LTV等のゴム、あるいはこれにシリカベ
ンガラ等の無機剤を混入したものが定着用回転体の外周
に用いられている。Further, when fixing an unfixed image on a transfer material by a fixing device using a rotating body such as a roller, elasticity is provided to increase the layer thickness of the unfixed image and increase the fixing speed. A rotating body for fixing is considered. In order to satisfy the required elasticity and releasability required for fixing, such a fixing rotary member has conventionally been made of silicone rubber, particularly rubber such as RTV and LTV, or an inorganic material such as silica red iron oxide. A mixture of agents is used on the outer circumference of the fixing rotator.
しかしながら、上記の如き架橋剤を用いたゴムにおい
ては、加熱により再架橋が進んで脆弱になったり、ある
いは熱酸化により分解するので、これを外周面に配設し
ている定着用回転体の性能が損なわれる。また、離型剤
として、定着用回転体の外周に塗布されるシリコーンオ
イルによって、回転体の外周面に配設されたゴムが膨潤
し、回転体としての外径が部分的に変化し、その結果、
定着画像に悪影響を及ぼすという問題点がある。However, in the rubber using the above-mentioned cross-linking agent, re-crosslinking proceeds by heating and becomes brittle, or decomposes by thermal oxidation, so that the performance of the fixing rotary member disposed on the outer peripheral surface is improved. Is damaged. Further, as a release agent, the silicone oil applied to the outer periphery of the fixing rotator swells the rubber disposed on the outer peripheral surface of the rotator, and the outer diameter of the rotator partially changes. result,
There is a problem that the fixed image is adversely affected.
すなわち、このような定着用回転体では、必要とされ
る弾性と定着に必要な離型性を満足し、かつ、十分な耐
刷性を有する材料は単一材質としてではなく、通常、ロ
ーラ芯金上に形成される弾性層としてのゴム(シリコー
ンゴム)層上にフッ素樹脂層あるいはシリコーン樹脂層
を設けて複数層構成とし、各層で定着に必要な機能を持
たせているのである。That is, in such a fixing rotator, the material that satisfies the required elasticity and the releasability required for fixing and has sufficient printing durability is not a single material but usually a roller core. A fluororesin layer or a silicone resin layer is provided on a rubber (silicone rubber) layer as an elastic layer formed on gold to form a plurality of layers, and each layer has a function necessary for fixing.
しかしながら、上記したようなゴム層上にフッ素樹脂
を形成したものは、加熱によるローラ芯金及び弾性層で
ある下層ゴム層の膨張により、フッ素樹脂が引き伸ばさ
れ、この加熱プロセスが繰り返されることで、ローラ表
面上に細いシワを発生してしまうことがある。あるい
は、特開昭62−255981号公報、特開昭58−11976号公報
等に示される如く、シリコーンワニスをゴム様の弾性層
上に塗布し、シリコーン樹脂被覆層を形成した場合に
は、被覆層の硬度が高くなりすぎ、さらに、ワニスの伸
び率が、通常50%以下と低いため、下層ゴム層の著しい
伸縮にはついて行けず、その結果、定着用回転体の表面
にヒビワレを生じるだけでなく、ハガレを生じる可能性
がある。However, in the case where the fluororesin is formed on the rubber layer as described above, the expansion of the lower rubber layer which is the roller core metal and the elastic layer by heating causes the fluororesin to be stretched, and by repeating this heating process, Fine wrinkles may occur on the roller surface. Alternatively, as shown in JP-A-62-255981, JP-A-58-11976, etc., when a silicone varnish is applied onto a rubber-like elastic layer to form a silicone resin coating layer, The hardness of the layer is too high, and the elongation of the varnish is usually as low as 50% or less. No, it may cause peeling.
したがって、このような定着用回転体を定着装置に用
いたものでは、画像定着に悪影響を及ぼし、画像の定着
不良を生じることがある。Therefore, in the case where such a fixing rotator is used in the fixing device, the fixing of the image may be adversely affected and the fixing of the image may be defective.
発明が解決しようとする課題 したがって、本発明は、上述した従来技術に鑑みてな
されたもので、その目的は、シリコーンゴム単体におけ
る表面の熱酸化等を抑え、かつ、弾性層としての下層ゴ
ム及び回転体芯金の熱膨張に十分追従することが可能
で、回転体表面上にシワ、ヒビワレ、ハガレ等の発生を
生じることなく、高耐久性かつ高離型性を有する表面を
備えた定着用回転体及びこれを用いた定着装置を提供す
ることである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and an object thereof is to suppress thermal oxidation of the surface of a silicone rubber simple substance, and a lower rubber layer as an elastic layer, and For fixing with a surface that has high durability and high releasability, which can sufficiently follow the thermal expansion of the core of the rotating body and does not cause wrinkles, cracks or peeling on the surface of the rotating body. A rotary body and a fixing device using the same.
課題を解決するための手段 上記目的は、本発明に係わる定着用回転体及び定着装
置によって達成される。すなわち、要約すれば本発明
は、ゴム層と、このゴム層の上に設けられた直鎖状のポ
リシロキサンと3次元網状構造のポリシロキサンとの共
重合体を1単位とするフェニル基を有するシリコーンレ
ジンからなる表面層と、を有することを特徴とする定着
用回転体である。Means for Solving the Problems The above object is achieved by the fixing rotator and the fixing device according to the present invention. That is, in summary, the present invention has a rubber layer and a phenyl group having a unit of a copolymer of a linear polysiloxane and a polysiloxane having a three-dimensional network structure provided on the rubber layer. And a surface layer made of a silicone resin.
本発明の他の態様によれば、互に圧接する一対の回転
体を有し、この圧接部で前記回転体対の少なくとも一方
は、ゴム層と、このゴム層の上に設けられた直鎖状のポ
リシロキサンと3次元網状構造のポリシロキサンとの共
重合体を1単位とするフェニル基を有するシリコーンレ
ジンからなる表面層と、を有することを特徴とする定着
装置が提供される。According to another aspect of the present invention, there is provided a pair of rotating bodies that are in pressure contact with each other, and at least one of the rotating body pairs at the pressure contact portion has a rubber layer and a linear chain provided on the rubber layer. And a surface layer made of a silicone resin having a phenyl group whose unit is a copolymer of a polysiloxane having a linear shape and a polysiloxane having a three-dimensional network structure.
又は、本発明において、前記直鎖状のポリシロキサン
は、ジメチルポリシロキサン或はメチルフェニルポリシ
ロキサンであり、前記3次元網状構造のポリシロキサン
は、RSiO2/3、R2SiO、R3SiO1/2、SiO2(Rはメチル基又
はフェニル基)の各構成単位が互にSi−O−Si結合され
たシリコーンワニスとされる。Alternatively, in the present invention, the linear polysiloxane is dimethylpolysiloxane or methylphenylpolysiloxane, and the three-dimensional network polysiloxane is RSiO 2/3 , R 2 SiO, R 3 SiO 1 / 2 , SiO 2 (R is a methyl group or a phenyl group) is a silicone varnish in which the respective structural units are Si—O—Si bonded to each other.
すなわち、本発明は、未定着画像としての未定着トナ
ー像を有する転写材を、定着用回転体として用いられて
いる一対の熱ローラ間を通過させ、熱と圧力により、転
写材上に未定着トナー像を溶融、定着させるめの定着装
置の一方あるいは両方のローラにおいて、下層に耐熱性
の弾性層を設け、その上層に直鎖状ポリシロキサンと3
次元網目構造のポリシロキサンとの共重合体を1単位と
するフェニル基を有するシリコーンレジン層の膜を形成
した定着用回転体、及びこの定着用回転体を用いて構成
した定着装置であって、熱的に安定、かつ伸縮性に富む
高耐久性の定着用回転体を提供すると共に、画像定着に
悪影響を及ぼすことなく、良好な画像定着を得ることが
できる定着装置を提供するものである。That is, according to the present invention, a transfer material having an unfixed toner image as an unfixed image is passed between a pair of heat rollers used as a fixing rotator, and unfixed on the transfer material by heat and pressure. In one or both rollers of a fixing device for melting and fixing a toner image, a heat-resistant elastic layer is provided as a lower layer, and a linear polysiloxane and 3
A fixing rotator having a film of a silicone resin layer having a phenyl group, the unit of which is a copolymer with a polysiloxane having a three-dimensional network structure, and a fixing device constituted by using the fixing rotator. The present invention provides a highly durable fixing rotating body that is thermally stable and highly stretchable, and a fixing device that can obtain good image fixing without adversely affecting image fixing.
実施例 以下、本発明を、その実施例に基づいて添付図面を参
照しつつ説明する。Examples Hereinafter, the present invention will be described based on the examples with reference to the accompanying drawings.
第1図及び第2図を参照すると、本発明に係わる定着
用回転体が用いられている定着装置が示されており、こ
の定着装置100は、定着用回転体としての定着ローラ1
及び加圧ローラ2を備えている。定着ローラ1は、アル
ミニウムまたは鉄等からなる芯金としての中空シリンダ
3を備え、この中空シリンダ3の内部には、ハロゲンラ
ンプ等の熱源5aが備えられると共に、中空シリンダ3の
外周面には、耐熱性の弾性層4が設けられ、この弾性層
4の上層には表面層として本発明によるシリコーンレジ
ン離型層41が設けられている。Referring to FIGS. 1 and 2, there is shown a fixing device using a fixing rotary member according to the present invention. The fixing device 100 includes a fixing roller 1 as a fixing rotary member.
And a pressure roller 2. The fixing roller 1 is provided with a hollow cylinder 3 as a cored bar made of aluminum or iron or the like. Inside the hollow cylinder 3, a heat source 5a such as a halogen lamp is provided, and on the outer peripheral surface of the hollow cylinder 3, A heat resistant elastic layer 4 is provided, and a silicone resin release layer 41 according to the present invention is provided as a surface layer on the elastic layer 4.
加圧ローラ2も、定着ローラ1と同様に、アルミニウ
ムまたは鉄等からなる芯金としての中空シリンダ7を備
え、この中空シリンダ7の内部には、ハロゲンランプ等
の熱源5aが備えられると共に、中空シリンダ7の外周面
には、PTFE,PFA等のフッ素樹脂層あるいはフッ素ラテッ
クス層または定着ローラ1と同様のシリコーンレジンの
離型層6が設けられている。Similarly to the fixing roller 1, the pressure roller 2 also includes a hollow cylinder 7 as a cored bar made of aluminum, iron, or the like. Inside the hollow cylinder 7, a heat source 5a such as a halogen lamp is provided, and On the outer peripheral surface of the cylinder 7, there is provided a fluororesin layer such as PTFE or PFA or a fluorolatex layer, or a silicone resin release layer 6 similar to the fixing roller 1.
さらに、この定着ローラ1と加圧ローラ2は、図示し
ないバネ等によって加圧され、定着時に必要とされる熱
を転写材及びトナーに十分供給できる巾、すなわちニッ
プ巾をもって接触している。Further, the fixing roller 1 and the pressure roller 2 are in contact with each other with a width, that is, a nip width, which is pressed by a spring or the like (not shown) and can sufficiently supply the heat required for fixing to the transfer material and the toner.
上記構成の定着装置の動作を示すと、定着ローラ1及
び加圧ローラ2の両ローラあるいは定着ローラ1は、装
置本体の電源スイッチ(図示せず)がON状態になると、
内部の熱源5,5aにより加熱され、図示しない温度センサ
ーによって、それぞれの表面温度が定着に最適となるよ
うに温調される。The operation of the fixing device having the above-described configuration will be described. When the power switch (not shown) of the main body of the fixing roller 1 and the pressure roller 2 or the fixing roller 1 is turned on,
It is heated by internal heat sources 5 and 5a, and the temperature of each surface is adjusted by a temperature sensor (not shown) so as to be optimum for fixing.
次に、公知の電子写真法によって作成されて、紙また
はプラスチックフィルム等の転写材10上に転写された未
定着画像としてのトナー像11を有する転写材10が、定着
装置100の方向に供給され始めると、それぞれのローラ
1、2は矢印A方向に回転する。さらに、この転写材10
が、定着ローラ1と加圧ローラ2の両ローラによって形
成される圧接部に進入すると、この転写材10は、これら
両ローラによって挟持搬送されると共に、この圧接部に
おいて圧力、熱により、転写材上のトナー像が溶融定着
され、その後、トナー像が定着された転写材10、分離爪
9により、各々のローラ1、2から剥離され、排紙され
ることとなる。Next, a transfer material 10 having a toner image 11 as an unfixed image, which is created by a known electrophotographic method and transferred onto a transfer material 10 such as paper or a plastic film, is supplied toward the fixing device 100. When started, each roller 1, 2 rotates in the direction of arrow A. Furthermore, this transfer material 10
However, when the transfer material 10 enters the pressure contact portion formed by both the fixing roller 1 and the pressure roller 2, the transfer material 10 is nipped and conveyed by these both rollers, and the transfer material 10 is pressed and heated by the pressure contact portion. The upper toner image is fused and fixed, and thereafter, the transfer material 10 and the separation claw 9 on which the toner image is fixed are separated from the rollers 1 and 2 and discharged.
定着プロセスを終了したこれらのローラ、特に、転写
材10上のトナー像面に接触した定着ローラ1は、清掃部
材8によって、その表面をクリーニングされ、次の定着
プロセスに備えることとなる。The surface of the rollers that have completed the fixing process, especially the fixing roller 1 that has come into contact with the toner image surface on the transfer material 10, is cleaned by the cleaning member 8 to prepare for the next fixing process.
また、第1図には特に示さなかったが、必要に応じ
て、転写材10上のトナー像に接触するローラの表面に、
ジメチルシリコーンオイル等の離型剤を適量、塗布して
も何ら問題はない。Although not particularly shown in FIG. 1, if necessary, on the surface of the roller contacting the toner image on the transfer material 10,
There is no problem even if an appropriate amount of release agent such as dimethyl silicone oil is applied.
ここで、本発明における上記定着用回転体について、
さらに詳述する。Here, regarding the above-mentioned fixing rotator in the present invention,
Further details will be described.
なお、以下の説明は加圧ローラ2にも当てはまるが、
ここでは、まず、定着ローラ1について述べる。Although the following description also applies to the pressure roller 2,
Here, first, the fixing roller 1 will be described.
中空シリンダ3の外周面に耐熱性弾性層4として配設
される下層のゴム層は、高耐熱性の熱加硫型シリコーン
ゴムが用いられ、特にメチルビニルシリコーンゴムある
いはメチルフェニルシリコーンゴム、またはこれらの混
合物が用いられる。また、ゴム単体では強度的に劣るた
め、シリカ、ベンガラ等の補強充填剤を混入しても良
く、そして熱伝導性を向上させるため、カーボン、アル
ミナ等の充填剤を混練しても良い。さらに、ベースゴム
の耐油性を向上させるために、使用するゴムに含まれる
フェニル基(C6H5)の数を増加させ、ジメチルシリコー
ンオイルとの相性を悪くすることは耐久性を向上させる
点でより好まし選択である。The lower rubber layer disposed as the heat resistant elastic layer 4 on the outer peripheral surface of the hollow cylinder 3 is made of high heat resistant heat vulcanizing silicone rubber, and particularly, methyl vinyl silicone rubber or methyl phenyl silicone rubber, or these Is used. Further, since the rubber alone is inferior in strength, a reinforcing filler such as silica or red iron oxide may be mixed, and a filler such as carbon or alumina may be kneaded in order to improve thermal conductivity. Furthermore, in order to improve the oil resistance of the base rubber, increasing the number of phenyl groups (C 6 H 5 ) contained in the rubber used and making it incompatible with dimethyl silicone oil improves durability. Is the preferred choice.
次に、耐熱性弾性層4の上に、さらに表面離型層41と
して形成されるシリコーンレジン層について述べる。こ
こで、表面離型層41に用いられる上記レジンは、シリコ
ーンゴムとシリコーンワニスの両者の特性を持つもので
あって、レジンを構成する単位が分子量で104〜5×105
であるジメチルポリシロキサンあるいはメチルフェニル
ポリシロキサンからなるゴム様の直鎖状ポリシロキサン
と、RSiO2/3、R2SiO、R3SiO1/2、SiO2(Rはメチル基ま
たはフェニル基)の各構成単位が互いにSi−O−Si結合
で連結された、いわゆるシリコーンワニスの形状である
3次元網目構造のポリシロキサン化合物との共重合体で
あってフェニル基を有するものである。Next, the silicone resin layer formed as the surface release layer 41 on the heat resistant elastic layer 4 will be described. Here, the resin used for the surface release layer 41 has characteristics of both silicone rubber and silicone varnish, and the unit constituting the resin has a molecular weight of 10 4 to 5 × 10 5.
A rubber-like linear polysiloxane composed of dimethylpolysiloxane or methylphenylpolysiloxane, and RSiO 2/3 , R 2 SiO, R 3 SiO 1/2 , SiO 2 (R is a methyl group or a phenyl group) It is a copolymer with a polysiloxane compound having a three-dimensional network structure in the form of a so-called silicone varnish, in which each structural unit is connected to each other by a Si-O-Si bond and has a phenyl group.
すなわち、このレジンからなる表面離型層41は、その
硬化後、ゴム状シリコーンとワニス状シリコーンのブロ
ック共重合体となる。That is, the surface release layer 41 made of this resin becomes a block copolymer of rubber-like silicone and varnish-like silicone after curing.
このようにして形成される表面離型層41としてのレジ
ン塗膜の特性は、前述のゴム状シリコーンの分子量、及
び側鎖のメチル基、フェニル基数、また、ワニス状シリ
コーン部分の官能度とメチル基、フェニル基の数を選ぶ
ことによって変化させることが可能である。The characteristics of the resin coating film thus formed as the surface release layer 41 are as follows: the molecular weight of the rubber-like silicone described above, the number of side chain methyl groups and phenyl groups, and the functionality and methyl of the varnish-like silicone portion. It can be changed by selecting the number of groups and phenyl groups.
例えば、定着時の離型性をより高めるためには、ゴム
状シリコーンの分子量を30000〜200000程度にすると共
に、側鎖のメチル基が50%以上となる構成とすることが
好ましい。特に、分子量を200000以上にすると、レジン
自体がゴム様になり、離型補助剤としてジメチルシリコ
ーンオイルを用いた場合、弾性層4としての下層ゴムへ
のオイル膨潤が著しくなり、定着ローラ1外径の安定の
ためには余り好ましくない。さらに、分子量を30000以
下にすると、ゴム特性が低下して屈曲性に劣ることとな
る。また、オイル膨潤を低減するためには、側鎖に若干
量のフェニル基を持つことが好ましい。ただし、フェニ
ル基の数が50%を越える場合、十分な離型性が得られな
くなる。For example, in order to further enhance the releasability at the time of fixing, it is preferable that the rubber-like silicone has a molecular weight of about 30,000 to 200,000 and a side chain methyl group of 50% or more. In particular, when the molecular weight is 200,000 or more, the resin itself becomes rubber-like, and when dimethyl silicone oil is used as a release aid, oil swelling in the lower rubber layer as the elastic layer 4 becomes remarkable, and the outer diameter of the fixing roller 1 is increased. Is not very preferable for the stability of Further, when the molecular weight is 30,000 or less, the rubber properties are deteriorated and the flexibility is deteriorated. Further, in order to reduce oil swelling, it is preferable that the side chain has a slight amount of phenyl groups. However, if the number of phenyl groups exceeds 50%, sufficient releasability cannot be obtained.
次に、表面離型層41として弾性層4上に形成されるシ
リコーンレジンのワニス部分について述べると、下層に
弾性層4としてのゴム層をもつこと、及びこのレジンに
は十分な屈曲性が必要とされるが、いかに前述のゴム状
部分の分子量を30000以上に設定しても、ワニス部分で
の官能度、すなわちR/Si(Rはメチル基あるいはフェニ
ル基の数、Siはシリコンの数)の比が1より小さい場
合、形成された表面離型層41としてのレジン塗膜の硬度
が高くなり過ぎ、ゴムの変形について行けずヒビワレ等
を生じてしまう。Next, the varnish portion of the silicone resin formed on the elastic layer 4 as the surface release layer 41 will be described. It should have a rubber layer as the elastic layer 4 in the lower layer, and this resin must have sufficient flexibility. However, no matter how the molecular weight of the rubber portion is set to 30,000 or more, the functionality in the varnish portion is R / Si (R is the number of methyl groups or phenyl groups, Si is the number of silicon). When the ratio is less than 1, the hardness of the resin coating film formed as the surface release layer 41 becomes too high, and the rubber cannot be deformed, causing cracks and the like.
このR/Si比の適切な値は1以上で、2未満、望ましく
は、塗膜強度を得るためにも、1以上で1.7以下に設定
されるのが好ましい。さらに、ワニス側においても、メ
チル基数/フェニル基数も重要な要素であって、この値
が5以下の場合、レジン塗膜硬度が高くなり、繰り返し
曲げによって微妙なハガレを生じ、このハガレが、定着
時のオフセットを初期から誘発することがある。また、
定着時のトナー粘度が102〜1012ポイズという広い幅に
おいて、十分な離型性を得るためには、メチル/フェニ
ル比を8以上1000以下とすることが好ましく、より望ま
しくは50〜200の間に設定すれば良い。An appropriate value of this R / Si ratio is 1 or more and less than 2, and preferably 1 or more and 1.7 or less in order to obtain coating strength. Further, also on the varnish side, the number of methyl groups / number of phenyl groups is also an important factor. When this value is 5 or less, the resin coating film hardness becomes high and subtle peeling occurs due to repeated bending, and this peeling is fixed. The time offset may be triggered from the beginning. Also,
In order to obtain sufficient releasability in a wide range of toner viscosity at the time of fixing of 10 2 to 10 12 poise, the methyl / phenyl ratio is preferably 8 or more and 1000 or less, and more preferably 50 to 200. Set it in between.
離型層41として、実際のレジン塗膜形成に当っては、
まず、アルミニウム、鉄等からなる中空シリンダ3とし
ての芯金上に、前述したHTVシリコーンゴムを圧縮、射
出等の成形法によって弾性層4を形成した後、必要とあ
れば、仕上げ精度を出すために、研摩、研削等を行う。As the release layer 41, in the actual resin coating film formation,
First, after forming the elastic layer 4 on the core metal as the hollow cylinder 3 made of aluminum, iron or the like by the molding method such as compression and injection of the above-mentioned HTV silicone rubber, in order to obtain finishing accuracy if necessary. Then, polish and grind.
次に、トルエン等の溶媒で前述のシリコーンレジンを
重量パーセントで10〜50%の割合で希釈したものをディ
ップ法あるいはスプレー法等の方法で弾性層4上にコー
ティングして、乾燥させ表面離型層41を形成する。この
表面離型層41としてのレジン塗膜の厚さは5〜300μm
であり、好ましくは10〜70μmが良い。レジン塗膜の厚
さが5μm以下では、塗工ムラなどによって部分的に弾
性層4である下地ゴム層が露出する可能性があるばかり
でなく、紙詰りのような異常に圧力の高まる事態が発生
した場合、レジン塗膜が傷つき、実際上の使用が不可能
になることもある。また、レジン塗膜の厚さが300μm
以上の塗膜を形成しようとすると、塗工作業を数度繰り
返す、あるいは塗膜液自体の固型成分を増加させること
によって作成するため、液だれによる塗膜ムラ、乾燥硬
化条件にムラを生じ、均質な塗膜が得られ難い。Next, the above silicone resin diluted with a solvent such as toluene at a ratio of 10 to 50% by weight is coated on the elastic layer 4 by a method such as a dip method or a spray method, and dried to release the surface. Form layer 41. The thickness of the resin coating film as the surface release layer 41 is 5 to 300 μm.
And preferably 10 to 70 μm. When the thickness of the resin coating film is 5 μm or less, not only the base rubber layer, which is the elastic layer 4, may be partially exposed due to coating unevenness, but also abnormal pressure increase such as paper jam may occur. If it occurs, the resin coating film may be damaged, making it practically impossible to use. Also, the thickness of the resin coating film is 300 μm
If you try to form the above coating film, it will be created by repeating the coating operation several times or by increasing the solid component of the coating liquid itself, causing unevenness in the coating film due to dripping and unevenness in dry curing conditions. , It is difficult to obtain a uniform coating film.
以下、本発明による上述条件にしたがって行った実施
例と従来例としての比較例とを併記する。また、本発明
による実験例及び従来例としての比較例に記したゴム硬
度は全て、JIS加硫ゴム物理試験方法に基づくスプリン
グ式硬さ試験A形の測定値である。Hereinafter, examples performed under the above-described conditions according to the present invention and comparative examples as conventional examples will be described together. Further, all the rubber hardness described in the experimental example according to the present invention and the comparative example as the conventional example are measured values of the spring type hardness test A type based on the JIS vulcanized rubber physical test method.
実験例1 中空シリンダ3としての直径38mmのアルミニウム芯金
上に、ゴム硬度40°のHTVメチルフェニルシリコーンゴ
ムを肉厚1mmで弾性層4として形成し、この弾性層4上
に、シリコーンレジンのゴム状部分がジメチルポリシロ
キサンからなり、分子量で100000のものに、メチル/フ
ェニル比50、R/Si比1.7の3次元網目状のワニス部分を
もつブロック共重合シリコーンレジンを、肉厚30μmで
表面離型層41として形成したものを定着ローラとし、ト
ナーとして、定着時のトナー粘度が104ポイズ以下とな
るC2−1(キャノン製)用カラートナーを用いて、ロー
ラ表面温度170℃、周速90mm/secでフルカラー画像の定
着試験を行った。Experimental Example 1 An HTV methylphenyl silicone rubber having a rubber hardness of 40 ° was formed as an elastic layer 4 with a thickness of 1 mm on an aluminum core metal having a diameter of 38 mm as the hollow cylinder 3, and a rubber of silicone resin was formed on the elastic layer 4. A block copolymer silicone resin with a molecular weight of 100,000 and a three-dimensional network varnish with a methyl / phenyl ratio of 50 and an R / Si ratio of 1.7 was used to form a dimethylpolysiloxane in the shape of dimethylpolysiloxane. The one formed as the mold layer 41 is used as a fixing roller, the color toner for C2-1 (manufactured by Canon) whose toner viscosity at the time of fixing is 10 4 poise or less is used as the toner, the roller surface temperature is 170 ° C., and the peripheral speed is 90 mm. A fixing test of a full-color image was conducted at / sec.
実験例2 表面離型層41としてのシリコーンレジンのワニス状部
分のメチル/フェニル比を100とした以外は1と同じ条
件で行った。Experimental Example 2 The conditions were the same as 1 except that the methyl / phenyl ratio of the varnish-like portion of the silicone resin as the surface release layer 41 was 100.
実験例3 弾性層4としての下層ゴムの硬度を70°とし、この弾
性層4上に、シリコーンレジンのゴム状部分の分子量を
40000、メチル/フェニル比が2のものに、シリコーン
レジンのワニス状部分として、メチル/フェニル比が
8、R/Si比が1.5のものからなるブロック共重合シリコ
ーンレジンを肉厚30μmで表面離型層41として形成した
ものを定着ローラとし、NP−7550(キャノン製)用のポ
リエステルトナーを用いて、ローラ温度185℃、周速380
mm/secで定着試験を行った。Experimental Example 3 The hardness of the lower rubber as the elastic layer 4 was set to 70 °, and the molecular weight of the rubber portion of the silicone resin was set on the elastic layer 4.
40,000, methyl / phenyl ratio of 2, block copolymerized silicone resin consisting of varnish of silicone resin with methyl / phenyl ratio of 8 and R / Si ratio of 1.5, surface release with a thickness of 30 μm The one formed as the layer 41 was used as a fixing roller, polyester toner for NP-7550 (manufactured by Canon) was used, and the roller temperature was 185 ° C.
A fixing test was conducted at mm / sec.
比較例1 中空シリンダ3としての直径58mmのアルミニウム芯金
上に、硬度40°のRTVシリコーンゴムを厚さ3mmで弾性層
4として形成し、これを定着ローラーとして用い、実験
例1と同様の試験を行った。Comparative Example 1 An RTV silicone rubber having a hardness of 40 ° was formed as an elastic layer 4 with a thickness of 3 mm on an aluminum cored bar having a diameter of 58 mm as a hollow cylinder 3 and used as a fixing roller. I went.
比較例2 中空シリンダ3としての直径58mmのアルミニウム芯金
上に、硬度40°のHTVシリコーンゴムを厚さ1mmで弾性層
4として形成し、この弾性層4上にメチル/フェニル比
が50、R/Si比が1.5であるシリコーンレジンのゴム状部
分を全くもたないシリコーンレジンを肉厚30μmで表面
離型層41として形成し、これを定着ローラーとしたもの
を、実験例3と同じ条件で定着試験にかけた。Comparative Example 2 An HTV silicone rubber having a hardness of 40 ° was formed as an elastic layer 4 with a thickness of 1 mm on an aluminum core metal having a diameter of 58 mm as the hollow cylinder 3, and a methyl / phenyl ratio of 50, R was formed on the elastic layer 4. A silicone resin having no rubber-like portion of a / Si ratio of 1.5 was formed as the surface release layer 41 with a thickness of 30 μm, and this was used as a fixing roller under the same conditions as in Experimental Example 3. A fixing test was performed.
上記5例において、全ての実験で離型補助剤として、
粘度100csのジメチルシリコーンオイルを転写材1枚当
り0.05〜0.2g塗布される形で用いた。In the above 5 cases, as a release aid in all experiments,
Dimethyl silicone oil having a viscosity of 100 cs was used in a form of being applied in an amount of 0.05 to 0.2 g per one transfer material.
その結果を、以下の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
上記表面1から明らかなように、実験例1では、オイ
ルによる膨潤量は減少し、即ち、耐油性が向上し、か
つ、低粘度状態のトナーの離型が可能であり、実験例2
では、実験例1に比べてオイルによる膨潤量は多いが、
より高温で使用が可能となり、さらに実験例3では、オ
イルによる膨潤はほとんどないという効果を得た。これ
に対し、比較例1では、オイルによる膨潤が著しく寸法
の安定性に欠け、比較例2では、少数枚の転写材に対す
る耐久性しか有さず、少数枚で小さなハガレを生じ、オ
フセットを招いた。 As is apparent from the surface 1, in Experimental Example 1, the amount of swelling due to oil is reduced, that is, the oil resistance is improved, and the toner having a low viscosity can be released.
Then, although the amount of swelling due to oil is larger than in Experimental Example 1,
It was possible to use at higher temperatures, and in Experimental Example 3, the effect that there was almost no swelling due to oil was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, swelling due to oil is significantly inadequate in dimensional stability, and in Comparative Example 2, only a small number of transfer materials have durability, and a small number of sheets cause small peeling, resulting in offset. I was there.
なお、以上の説明は、本発明による定着用回転体を未
定着トナー画像と接触し、定着する定着ローラとして用
いた実施例について述べたが、前述したように、本発明
による定着用回転体を第1図に示す加圧ローラー2とし
ても当然用いることが可能である。In the above description, the fixing rotator according to the present invention is used as a fixing roller that contacts and fixes an unfixed toner image, but as described above, the fixing rotator according to the present invention is used. Of course, the pressure roller 2 shown in FIG. 1 can also be used.
この場合、加圧ローラ2の主たる目的は、定着ローラ
1と加圧ローラ2とによる接触巾(ニップ巾)の形成で
あり、本発明のシリコーンレジンによる表面離型層の作
製は、この目的に十分かなうものである。In this case, the main purpose of the pressure roller 2 is to form a contact width (nip width) by the fixing roller 1 and the pressure roller 2, and the production of the surface release layer by the silicone resin of the present invention is for this purpose. It is enough.
例えば、従来は、弾性層である厚さ5mm以上のHTVメチ
ルフェニルシリコーンゴム層の上に、離型層として数10
μm厚のPFA等のフッ素樹脂チューブを被されたものが
加圧ローラとして用いられているが、ゴム自体の硬度を
低下させても、PFAチューブが硬く、実質的には硬度ア
ップする。このために、従来では、必要なニップ巾を確
保する圧力が大きくなり、圧力分布が生じ易くなってし
まう。For example, in the past, several tens of layers were used as a release layer on the HTV methylphenyl silicone rubber layer with a thickness of 5 mm or more, which is an elastic layer.
A roller covered with a fluororesin tube such as PFA having a thickness of μm is used as the pressure roller. However, even if the hardness of the rubber itself is lowered, the PFA tube is hard and the hardness is substantially increased. For this reason, conventionally, the pressure for securing the necessary nip width increases, and the pressure distribution easily occurs.
一方、実験例1に用いたシリコーンレジンを、ゴム硬
度40°、厚み5mmとして形成された弾性層の上にコート
して外径50mmの加圧ローラを作成し、同径で弾性層とし
てのゴム層をもたずに表面にポリ4フッ化エチレンをコ
ートした定着ローラを組合せて使用した場合、ニップ巾
5mmを得る圧力が16Kgであり、かつ圧力分布も生じなか
った。On the other hand, the silicone resin used in Experimental Example 1 was coated on an elastic layer having a rubber hardness of 40 ° and a thickness of 5 mm to form a pressure roller having an outer diameter of 50 mm. When a fixing roller coated with polytetrafluoroethylene on the surface without a layer is used in combination, the nip width is
The pressure for obtaining 5 mm was 16 kg, and the pressure distribution did not occur.
これに対し、弾性層としての下層ゴムは同じものを用
い、この弾性層の上に厚さが25μmのPFAチューブを接
着層を介して被せたものを加圧ローラとした場合、平均
ニップ巾5mmを達成する圧力が20Kg以上となるほか、ロ
ーラ長手方向中央部分と、端部とでは1mm近いニップ巾
の差を生じ、かつ圧力分布が発生した。なお、上記した
各ローラーは全て直円筒形に作成されている。On the other hand, when the same lower rubber layer is used as the elastic layer and a PFA tube with a thickness of 25 μm is covered with an adhesive layer on this elastic layer to form a pressure roller, the average nip width is 5 mm. In addition to the pressure of 20 kg or more, the center of the roller in the longitudinal direction and the end of the roller have a difference in nip width of about 1 mm, and a pressure distribution is generated. In addition, all the above-mentioned rollers are formed in a right cylindrical shape.
また、上記説明では、定着用回転体としてローラ状の
ものについて述べてきたが、本発明は、ベルト状のもの
についても適用できることは言うまでもない。Further, in the above description, the roller-shaped fixing member has been described, but it goes without saying that the present invention is also applicable to a belt-shaped member.
発明の効果 以上説明してきたように、本発明による定着用回転体
及び定着装置によれば、下層にゴム層のような弾性層を
有する定着用回転体の表面に直鎖構造のポリシロキサン
(ジメチルまたはメチルフェニル)と3次元網目構造の
ポリシロキサン(メチルまたはメチルフェニル)からな
るブロック共重合体のフェニル基を有するシリコーンレ
ジンを用いて離型層を形成することにより表面層の耐熱
性及び耐油性が上がり、回転体の劣化を有効に防止する
ことができ、更には、以下の効果が得られた。すなわ
ち、 1)RTVシリコーンゴムなみの高離型性を有しかつ、ゴ
ムよりも高密度の表面離型層であるために耐衝撃性、耐
久性が従来に比べ向上した。As described above, according to the fixing rotator and the fixing device of the present invention, a linear structure polysiloxane (dimethyl) is formed on the surface of the fixing rotator having an elastic layer such as a rubber layer as a lower layer. Or methylphenyl) and a polysiloxane having a three-dimensional network structure (methyl or methylphenyl), a heat-resistant and oil-resistant surface layer by forming a release layer using a silicone resin having a phenyl group of a block copolymer. It was possible to effectively prevent the deterioration of the rotating body, and the following effects were obtained. That is, 1) It has high releasability similar to RTV silicone rubber, and since it is a surface release layer having a density higher than that of rubber, impact resistance and durability are improved as compared with conventional ones.
2)高密度のレジンであるにもかかわらず、ワニスに比
べ2倍以上の伸縮性を有することから、表面にヒビワ
レ、ハガレ等を生じることなく信頼性が増した。2) Despite being a high-density resin, since it has elasticity twice or more that of varnish, reliability was increased without causing cracks or peeling on the surface.
3)弾性層としての下層ゴムとの密着性が高く、かつ低
硬度であるため、下層ゴムの変形がPFAチューブコート
等に比べ低い圧力で可能であり、圧分布などを生じにく
い。3) Since the elastic layer has high adhesion to the lower rubber and has a low hardness, the lower rubber can be deformed at a lower pressure than PFA tube coat, and pressure distribution is less likely to occur.
第1図は、本発明による定着用回転体を用いた定着装置
の一実施例の概略縦断面図である。 第2図は、第1図に用いられている定着用回転体の表面
部分(X部分)の概略拡大部分断面図である。 1:定着ローラ 2:加圧ローラ 3:中空シリンダ 4:弾性層 5、5a:熱源 6、41:離型層 10:転写材 11:トナー像 100:定着装置FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of an embodiment of a fixing device using a fixing rotary member according to the present invention. FIG. 2 is a schematic enlarged partial sectional view of the surface portion (X portion) of the fixing rotator used in FIG. 1: fixing roller 2: pressure roller 3: hollow cylinder 4: elastic layer 5, 5a: heat source 6, 41: release layer 10: transfer material 11: toner image 100: fixing device
Claims (4)
鎖状のポリシロキサンと3次元網状構造のポリシロキサ
ンとの共重合体を1単位とするフェニル基を有するシリ
コーンレジンからなる表面層と、を有することを特徴と
する定着用回転体。1. A rubber layer and a silicone resin having a phenyl group whose unit is a copolymer of a linear polysiloxane and a polysiloxane having a three-dimensional network structure provided on the rubber layer. A rotating body for fixing, comprising: a surface layer.
ポリシロキサン或はメチルフェニルポリシロキサンであ
り、前記3次元網状構造のポリシロキサンは、RSi
O2/3、R2SiO、R3SiO1/2、SiO2(Rはメチル基又はフェ
ニル基)の各構成単位が互にSi−O−Si結合されたシリ
コーンワニスである請求項1に記載の定着用回転体。2. The linear polysiloxane is dimethylpolysiloxane or methylphenylpolysiloxane, and the three-dimensional network polysiloxane is RSi.
A silicone varnish in which each structural unit of O 2/3 , R 2 SiO, R 3 SiO 1/2 , and SiO 2 (R is a methyl group or a phenyl group) is Si—O—Si bonded to each other. The rotating body for fixing described.
接部で未定着画像を担持した記録材を挟持搬送し加熱定
着を行なう定着装置において、 前記回転体対の少なくとも一方は、ゴム層と、このゴム
層の上に設けられた直鎖状のポリシロキサンと3次元網
状構造のポリシロキサンとの共重合体を1単位とするフ
ェニル基を有するシリコーンレジンからなる表面層と、
を有することを特徴とする定着装置。3. A fixing device comprising a pair of rotating bodies that are in pressure contact with each other, wherein a recording material carrying an unfixed image is nipped and conveyed at the pressure contact portions to perform heat fixing, at least one of the rotating body pairs being A rubber layer, and a surface layer made of a silicone resin having a phenyl group whose unit is a copolymer of a linear polysiloxane and a polysiloxane having a three-dimensional network structure provided on the rubber layer,
A fixing device having:
ポリシロキサン或はメチルフェニルポリシロキサンであ
り、前記3次元網状構造のポリシロキサンは、RSi
O2/3、R2SiO、R3SiO1/2、SiO2(Rはメチル基又はフェ
ニル基)の各構成単位が互にSi−O−Si結合されたシリ
コーンワニスである請求項3に記載の定着装置。4. The linear polysiloxane is dimethylpolysiloxane or methylphenylpolysiloxane, and the polysiloxane having a three-dimensional network structure is RSi.
4. A silicone varnish in which constituent units of O 2/3 , R 2 SiO, R 3 SiO 1/2 , and SiO 2 (R is a methyl group or a phenyl group) are Si—O—Si bonded to each other. The fixing device described.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018532A JPH0830926B2 (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Rotating body for fixing and fixing device |
| EP19890122469 EP0372516B1 (en) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | Rotary member for fixing |
| DE68921563T DE68921563T2 (en) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | Rotating element for fixing. |
| US07/899,160 US5403656A (en) | 1988-12-07 | 1992-06-15 | Rotary member for fixing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018532A JPH0830926B2 (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Rotating body for fixing and fixing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198478A JPH02198478A (en) | 1990-08-06 |
| JPH0830926B2 true JPH0830926B2 (en) | 1996-03-27 |
Family
ID=11974239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018532A Expired - Fee Related JPH0830926B2 (en) | 1988-12-07 | 1989-01-27 | Rotating body for fixing and fixing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830926B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073618B2 (en) * | 1986-04-30 | 1995-01-18 | 富士ゼロックス株式会社 | Heat fixing roll |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018532A patent/JPH0830926B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02198478A (en) | 1990-08-06 |
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