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JP2012163829A - Roller for fixing device, manufacturing method of the same, fixing device, and image formation apparatus - Google Patents

Roller for fixing device, manufacturing method of the same, fixing device, and image formation apparatus Download PDF

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JP2012163829A
JP2012163829A JP2011025113A JP2011025113A JP2012163829A JP 2012163829 A JP2012163829 A JP 2012163829A JP 2011025113 A JP2011025113 A JP 2011025113A JP 2011025113 A JP2011025113 A JP 2011025113A JP 2012163829 A JP2012163829 A JP 2012163829A
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roller
fixing device
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adhesive
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Shuhei Izawa
周平 伊澤
Kentaro Yajima
健太郎 矢島
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roller for a fixing device in which a sudden strength reduction dose not occur due to the foam-breakage destruction accumulation of a foam material layer, and a manufacturing method of the same.SOLUTION: In a roller for a fixing device, a foam material layer with continuous foam, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are laminated in this order on a core bar, and the solid elastic layer is provided with a through-hole extending from the adhesive layer side to the foam material layer side and the through-hole is filled with an adhesive constituting the adhesive layer.

Description

本発明は、定着装置用ローラ、及び、その製造方法に関し、さらに詳しくは電子写真方式の画像形成装置の定着プロセスに使用される加圧ローラとしての利用に適する定着装置用ローラおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a fixing device roller and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a fixing device roller suitable for use as a pressure roller used in a fixing process of an electrophotographic image forming apparatus and a manufacturing method thereof. .

電子写真方式の画像形成装置における定着プロセスでは、記録紙の上に形成されたトナー像を、この記録紙を互いに押し当てられた定着ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップを通過させ、同時に、加熱することで記録紙に定着させている。   In a fixing process in an electrophotographic image forming apparatus, a toner image formed on a recording sheet is passed through a nip formed between a fixing roller and a pressure roller that are pressed against each other. At the same time, it is fixed on the recording paper by heating.

このとき、加圧ローラは芯金の周囲に断熱性に優れた発泡シリコーンゴムや多孔質材料であるセラミックスからなる発泡材料層を、次いでその表層側にはニップ形成のために、シリコーンゴムなどの弾性層を設け、さらにその表面にはトナーの固着防止のために、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)などのフッ素樹脂からなる離型層がフッ素樹脂からなるチューブ状体を用いて設けられる(特開2008−122907号公報)。このようなローラとして、紙搬送時のしわ防止のためにローラ形状としてローラ中央部から端部に向かうにつれて外径が大きくなる形状(以下、この形状を指して鼓形状と称する。)が採用されることもある。   At this time, the pressure roller is provided with a foamed material layer made of foamed silicone rubber having excellent heat insulating properties or a porous material ceramic around the core metal, and then on the surface layer side such as silicone rubber for forming a nip. An elastic layer is provided on the surface, and a release layer made of a fluororesin such as tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) is formed on the surface of the tube to make the tube a fluororesin. (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-122907). As such a roller, in order to prevent wrinkling at the time of paper conveyance, a roller shape having an outer diameter that increases from the center to the end of the roller (hereinafter referred to as a drum shape) is adopted. Sometimes.

このようなローラは、長期間使用すると、上記発泡材料層の破泡破壊蓄積によって突然の強度低下が生じるという問題があり、そのために、より高い断熱性を得るために空隙率を高めることが困難であり、このために、加温開始から定着可能となるまでの初期時間を短縮できないという問題があった。   When such a roller is used for a long period of time, there is a problem that the strength is suddenly reduced due to the bubble breakage accumulation of the foamed material layer. Therefore, it is difficult to increase the porosity in order to obtain higher heat insulation. For this reason, there is a problem that the initial time from the start of heating to the time when fixing is possible cannot be shortened.

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、発泡材料層の破泡破壊蓄積によって突然の強度低下が生じることのない定着装置用ローラとその製造方法とを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a roller for a fixing device that does not cause a sudden drop in strength due to bubble breakage accumulation of a foam material layer, and a method for manufacturing the same. .

本発明の定着装置用ローラは、上記課題を解決するために、請求項1に記載の通り、芯金上に、連続気泡を有する発泡材料層、ソリッド弾性層、接着剤層、及び、離型層をこの順で積層してなる定着装置用ローラにおいて、前記ソリッド弾性層に前記接着剤層側から前記発泡材料層側に至る貫通孔が設けられ、かつ、前記貫通孔に前記接着剤層を構成する接着剤が充填されていることを特徴とする定着装置用ローラである。   In order to solve the above problems, a fixing device roller according to the present invention has a foam material layer having open cells, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a mold release on a mandrel as described in claim 1. In the fixing device roller in which the layers are laminated in this order, the solid elastic layer is provided with a through hole from the adhesive layer side to the foamed material layer side, and the adhesive layer is formed in the through hole. It is a roller for a fixing device, which is filled with a constituent adhesive.

また、本発明の定着装置用ローラは、請求項2に記載の通り、請求項1に記載の定着装置用ローラにおいて、前記発泡材料層が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing device roller according to the first aspect, wherein the foam material layer is made of water-foamed silicone rubber. .

また、本発明の定着装置は、請求項3に記載の通り、請求項1または請求項2に記載の定着装置用ローラが備えられていることを特徴とする定着装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing device comprising the fixing device roller according to the first or second aspect.

また、本発明の画像形成装置は、請求項4に記載の通り、請求項3に記載の定着装置が備えられていることを特徴とする画像形成装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the fixing device according to the third aspect.

本発明の定着装置用ローラの製造方法は、請求項5に記載の通り、芯金上に、連続気泡を有する発泡材料層、ソリッド弾性層、接着剤層、及び、離型層をこの順で積層してなる定着装置用ローラの製造方法において、前記芯金上に前記発泡材料層を形成させる発泡材料層形成工程、前記発泡材料層上に前記ソリッド弾性層を形成するソリッド弾性層形成工程、前記ソリッド弾性層の表面から前記発泡材料層に至る貫通孔を形成させて、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を得る貫通孔形成工程、及び、前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を内面に接着剤が塗布された離型層用筒状体の内面側に挿入させて前記貫通孔内部に該接着剤を充填させる離型層被覆工程をこの順で有していることを特徴とする定着装置用ローラの製造方法である。   According to the method for manufacturing a roller for a fixing device of the present invention, a foam material layer having open cells, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are arranged in this order on a cored bar. In the method for manufacturing a fixing device roller, the foaming material layer forming step of forming the foaming material layer on the core metal, the solid elastic layer forming step of forming the solid elastic layer on the foaming material layer, A through-hole forming step of forming a through-hole from the surface of the solid elastic layer to the foamed material layer to obtain a roll-shaped intermediate laminate in which the through-hole is formed, and a roll shape in which the through-hole is formed A release layer coating step in which the intermediate laminate is inserted into the inner surface of the release layer cylindrical body with the adhesive applied to the inner surface, and the adhesive is filled in the through holes in this order. Manufacture of rollers for fixing devices It is the law.

本発明の定着装置用ローラの製造方法は、請求項6に記載の通り、芯金上に、連続気泡を有する発泡材料層、ソリッド弾性層、接着剤層、及び、離型層をこの順で積層してなる定着装置用ローラの製造方法において、前記芯金上に前記発泡材料層を形成させる発泡材料層形成工程、前記発泡材料層上に表面から該発泡材料層に至る貫通孔を有する有孔ソリッド弾性層を前記ソリッド弾性層として形成させ、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を形成させる有孔ソリッド弾性層形成工程、及び、前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を内面に接着剤が塗布された離型層用筒状体の内面側に挿入させ前記貫通孔内部に該接着剤を充填させる離型層被覆工程をこの順で有していることを特徴とする定着装置用ローラの製造方法である。   According to the method for manufacturing a roller for a fixing device of the present invention, a foam material layer having open cells, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are formed in this order on a cored bar. In the method for manufacturing a roller for a fixing device, the foaming material layer forming step for forming the foaming material layer on the core metal, and a through hole extending from the surface to the foaming material layer is provided on the foaming material layer. A perforated solid elastic layer forming step for forming a hole solid elastic layer as the solid elastic layer to form a roll-shaped intermediate laminate having through-holes formed therein, and a roll-shaped intermediate laminate having the through-holes formed therein It has a release layer coating step in this order for inserting the body into the inner surface side of the release layer cylindrical body with the adhesive applied on the inner surface and filling the adhesive into the through hole. Is a method for manufacturing a fixing device roller.

また、本発明の定着装置用ローラの製造方法は、請求項7に記載の通り、請求項5または請求項6に記載の定着装置用ローラの製造方法において、前記発泡材料層が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a fixing device roller manufacturing method according to claim 7, wherein the foaming material layer is a water-foamed silicone rubber. It is characterized by comprising.

また、本発明の定着装置用ローラの製造方法は、請求項8に記載の通り、請求項5ないし請求項7のいずれか1項に記載の定着装置用ローラの製造方法において、前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体の表面に溝を形成させる表面溝形成工程を有していることを特徴とする。   The fixing device roller manufacturing method according to the present invention is the fixing device roller manufacturing method according to any one of claims 5 to 7, wherein the through hole is formed as described in claim 8. It has the surface groove | channel formation process which forms a groove | channel on the surface of the formed roll-shaped intermediate | middle laminated body, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の定着装置用ローラによれば、ソリッド弾性層に前記接着剤層側から前記発泡材料層側に至る貫通孔が形成され、かつ、前記貫通孔に前記接着剤層を構成する接着剤が充填されている構成により、発泡材料層の破泡破壊蓄積によって突然の強度低下が防止される。このために、発泡材料の空孔率を従来品よりも高いものとすることが可能となり、より高い断熱性が得られ、スタンバイ状態から定着可能状態への移行時間の一層の短縮が可能となる。   According to the fixing device roller of the present invention, a through hole extending from the adhesive layer side to the foamed material layer side is formed in the solid elastic layer, and the adhesive constituting the adhesive layer is formed in the through hole. The filled configuration prevents a sudden drop in strength due to the bubble breaking accumulation of the foam material layer. For this reason, the porosity of the foam material can be made higher than that of the conventional product, higher heat insulation can be obtained, and the transition time from the standby state to the fixable state can be further shortened. .

本発明の定着装置用ローラの製造方法によれば、上記のような優れた定着装置用ローラを製造することが可能となるともに、上記のような表面に離型層を備えたローラにおいて離型層とソリッド弾性層との間に気泡が入り、画像むらの原因となったり、あるいは、不良品となって歩留まりを低下させ、コストを上昇させると云う問題も同時に解決される。   According to the fixing device roller manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture the excellent fixing device roller as described above, and in the roller having a release layer on the surface as described above, the mold release is performed. The problem that air bubbles enter between the layer and the solid elastic layer, causing image unevenness, or becoming defective and reducing the yield and increasing the cost, is solved at the same time.

本発明のローラを応用する画像形成装置の一例を示すモデル図である。1 is a model diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which a roller of the present invention is applied. 本発明に係る定着装置の一例をモデル的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a fixing device according to the present invention. 図3本発明の定着装置用ローラAの一例を示すモデル図である。図1(a)斜視図である。(b)図1(a)のLLにおける断面図(定着装置用ローラAの軸に対して垂直な断面)である。(c)部分拡大断面図である。3 is a model diagram showing an example of a fixing device roller A of the present invention. FIG. 1A is a perspective view. (B) It is sectional drawing in LL of Fig.1 (a) (cross section perpendicular | vertical with respect to the axis | shaft of the roller A for fixing devices). (C) It is a partial expanded sectional view. ソリッド弾性層を形成する際の金型を説明するためのモデル図である。It is a model figure for demonstrating the metal mold | die at the time of forming a solid elastic layer. 貫通孔形成装置を示すモデル図である。It is a model figure which shows a through-hole formation apparatus. 離型層被覆装置を示すモデル図である。It is a model figure which shows a release layer coating | coated apparatus. 表面溝が形成されたソリッド弾性層を示すモデル図である。It is a model figure which shows the solid elastic layer in which the surface groove | channel was formed. 螺旋状溝加工装置を示すモデル図である。It is a model figure which shows a spiral groove processing apparatus.

以下、本発明の一実施形態を、図に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1にて、画像形成装置(カラープリンタの例)全体の構成・動作について説明する。   First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus (example of a color printer) will be described with reference to FIG.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図2は、画像形成装置(プリンタ)全体の構成・動作について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 illustrates the configuration and operation of the entire image forming apparatus (printer).

このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像をそれぞれ対応した感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bk(像担持体)の表面上に形成するために電子写真方式の4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bk(像形成手段)を備えている。   This printer uses four sets of electrophotographic systems to form toner images of four colors, yellow, magenta, cyan, and black, on the surfaces of corresponding photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk (image carriers), respectively. Image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10Bk (image forming means).

これら画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの下方には、各画像形成部を通して用紙(記録材)を搬送するための搬送ベルト20が張架されている。   Below these image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10Bk, a conveying belt 20 is stretched to convey a sheet (recording material) through each image forming unit.

各画像形成部10Y、10M、10C、10Bkの感光体ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、搬送ベルト20にそれぞれ転接配置され,用紙(記録材)は搬送ベルト20の表面に静電的に吸着される。   The photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk of the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10Bk are respectively arranged in contact with the conveyance belt 20, and the sheet (recording material) is electrostatically applied to the surface of the conveyance belt 20. Adsorbed.

4組の画像形成部10Y、10M、10C、10Bkは、略同じ構造を有する。よって、ここでは用紙の搬送方向最上流側に配設されたイエロー用の画像形成部10Yについて代表して説明し、他の色用の画像形成部10M、10C、10Bkについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。   The four sets of image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10Bk have substantially the same structure. Therefore, here, the yellow image forming unit 10Y disposed on the most upstream side in the sheet conveyance direction will be described as a representative, and the other color image forming units 10M, 10C, and 10Bk are denoted by the same reference numerals. Detailed description is omitted.

画像形成部10Yは、その略中央位置に搬送ベルト20に転接された感光体ドラム1Yを有する。感光体ドラム1Yの周囲には、感光体ドラム1Yの表面を所定の電位に帯電させる帯電装置2Y、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置3Y、ドラム表面上に形成された静電潜像にイエロートナーを供給して現像する現像装置4Y、現像したトナー像を搬送ベルト20を介して搬送される用紙上に転写する転写ローラ5Y(転写装置)、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ6Y、および図示しないドラム表面に残留した電荷を除去する除電ランプが、感光体ドラム1Yの回転方向に沿って順に配設されている。   The image forming unit 10Y has a photosensitive drum 1Y that is in contact with the conveyance belt 20 at a substantially central position. Around the photosensitive drum 1Y, a charging device 2Y for charging the surface of the photosensitive drum 1Y to a predetermined potential, the charged drum surface is exposed based on the color-separated image signal, and the surface of the drum is electrostatically charged. An exposure device 3Y that forms a latent image, a developing device 4Y that supplies yellow toner to the electrostatic latent image formed on the drum surface and develops it, and a developed toner image on a sheet that is conveyed via a conveyance belt 20 A transfer roller 5Y (transfer device) for transferring, a cleaner 6Y for removing residual toner remaining on the drum surface without being transferred, and a charge eliminating lamp for removing electric charge remaining on the drum surface (not shown) are provided in the rotational direction of the photosensitive drum 1Y. Are disposed in order.

搬送ベルト20の図中右下方には、用紙を搬送ベルト20上に給紙するための給紙機構30が配設されている。   A paper feed mechanism 30 for feeding paper onto the transport belt 20 is disposed on the lower right side of the transport belt 20 in the drawing.

搬送ベルト20の図中左側には、後述する本発明の実施の形態に係る定着装置40が配設されている(この図中では、励磁コイルなどは省略)。搬送ベルト20によって搬送された用紙は、搬送ベルト20から連続して定着装置40を通って延びた搬送路を搬送され、定着装置40を通過する。   A fixing device 40 according to an embodiment of the present invention, which will be described later, is disposed on the left side of the conveyance belt 20 in the figure (excitation coils and the like are omitted in this figure). The paper transported by the transport belt 20 is transported through a transport path continuously extending from the transport belt 20 through the fixing device 40 and passes through the fixing device 40.

定着装置40は、搬送された用紙、すなわちその表面上に各色のトナー像が転写された状態の用紙を加熱および加圧する。そして、各色のトナー像を溶融して用紙に浸透させて定着させる。また、定着装置40の搬送経路下流側に排紙ローラを介して排紙する。   The fixing device 40 heats and pressurizes the conveyed paper, that is, the paper on which the toner images of the respective colors are transferred. Then, the toner images of the respective colors are melted and permeated into the paper to be fixed. In addition, the paper is discharged to the downstream side of the conveyance path of the fixing device 40 via a paper discharge roller.

次に、本発明に係る定着装置40を図2を用いて説明する。   Next, the fixing device 40 according to the present invention will be described with reference to FIG.

ハロゲンヒータ5を内部に備えた加熱ローラ1と、加熱ローラ1と並行に配置された定着ローラ2と、加熱ローラ1と定着ローラ2とで張り渡され、これらの何れかのローラの回転により矢印A方向に回転する無端帯状の耐熱性の定着ベルト3と、ベルト3を介して定着ローラ2に圧接されるとともにベルト3に対して順方向に回転する加圧ローラ4とから構成されている。   A heating roller 1 having a halogen heater 5 therein, a fixing roller 2 arranged in parallel with the heating roller 1, and a heating roller 1 and a fixing roller 2 are stretched over, and an arrow is generated by rotation of any of these rollers. An endless belt-like heat-resistant fixing belt 3 that rotates in the A direction, and a pressure roller 4 that is pressed against the fixing roller 2 via the belt 3 and rotates in the forward direction with respect to the belt 3.

加熱ローラ1は、ローラ内部のハロゲンヒータ5からの熱を当接する定着ベルトへ伝熱することを目的とする。そのため、内面に黒色塗装を施すことで、ハロゲンヒータからの熱を効率良く集光しローラの発熱効率を向上させることができる。   The purpose of the heating roller 1 is to transfer the heat from the halogen heater 5 inside the roller to the fixing belt that comes into contact therewith. Therefore, by applying black coating on the inner surface, the heat from the halogen heater can be efficiently collected and the heat generation efficiency of the roller can be improved.

材質はアルミニウム、炭素鋼等の金属からなり、特にアルミニウムは金属の中でも熱伝導率が高いことから、加熱ローラで使用するに適している。また、ベルト基材との摺動面にはフッ素樹脂等の摩擦係数の小さい樹脂で被覆し、磨耗を低減するのも好適である。   The material is made of a metal such as aluminum or carbon steel, and aluminum is particularly suitable for use with a heating roller because of its high thermal conductivity. In addition, it is also preferable that the sliding surface with the belt base material is coated with a resin having a small friction coefficient such as a fluororesin to reduce wear.

定着ローラ2は、例えばステンレス、炭素鋼等の金属製の芯金2aと、耐熱性を有するシリコーンゴム等をソリッド状または発泡状にして芯金を被覆した弾性部材2bとからなる。そして、加圧ローラ4からの押圧力で加圧ローラ4と定着ローラ2の間に所定幅の接触部(定着ニップ部N)を形成する。外径は30〜40mm程度、弾性部材は肉厚を3〜10mm程度、硬度を10〜50°(JIS−A)程度としている。   The fixing roller 2 includes a metal core 2a made of, for example, stainless steel or carbon steel, and an elastic member 2b covered with a core metal in a solid or foamed heat-resistant silicone rubber or the like. Then, a contact portion (fixing nip portion N) having a predetermined width is formed between the pressure roller 4 and the fixing roller 2 by the pressing force from the pressure roller 4. The outer diameter is about 30 to 40 mm, and the elastic member has a thickness of about 3 to 10 mm and a hardness of about 10 to 50 ° (JIS-A).

定着ベルト3は、基材の上に弾性層、離型層をこの順で積層して構成されている。   The fixing belt 3 is configured by laminating an elastic layer and a release layer in this order on a base material.

基材に求められる特性として、定着ベルトを構成したときの耐久性、柔軟性、及び、定着温度での使用に耐え得る耐熱性が挙げられる。基材は絶縁性の耐熱樹脂材料、すなわち、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、フッ素樹脂等が適している。厚さは定着ベルトを構成したときの要求される熱容量、強度の関係から30μm以上200μm以下であることが望ましい。   Properties required for the substrate include durability when the fixing belt is configured, flexibility, and heat resistance that can withstand use at the fixing temperature. As the substrate, an insulating heat-resistant resin material, that is, polyimide, polyimide amide, polyether ether ketone (PEEK), polyether sulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), fluororesin, or the like is suitable. The thickness is desirably 30 μm or more and 200 μm or less from the relationship between the heat capacity and strength required when the fixing belt is formed.

弾性層は光沢むらのない均一な画像を得るために、ベルト表面に柔軟性を与える目的で形成され、ゴム硬度は5〜50°(JIS−A)、厚さは50〜500μmが望ましい。また、定着温度における耐熱性から、材質としてはシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が用いられる。   The elastic layer is formed for the purpose of giving flexibility to the belt surface in order to obtain a uniform image without uneven glossiness, and the rubber hardness is preferably 5 to 50 ° (JIS-A) and the thickness is preferably 50 to 500 μm. Also, from the viewpoint of heat resistance at the fixing temperature, silicone rubber, fluorosilicone rubber or the like is used as the material.

また、離型層に使用される材料として、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(FEP)などのフッ素樹脂、もしくはこれらの樹脂の混合物、あるいは一般的な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。   The materials used for the release layer include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer. Examples thereof include a fluororesin such as coalescence (FEP), a mixture of these resins, or a general heat resistant resin in which these fluororesins are dispersed.

弾性層を離型層が被覆すると、シリコーンオイル等を使用しなくともトナー離型性、紙粉固着防止が可能になる(オイルレス化)。しかし、これらの離型性を有する樹脂は一般にゴム材料のような弾性を持たないことから、弾性層上に離型層を厚く形成するとベルト表面の柔軟性を損ない、形成される画像に光沢むらが発生してしまう。離型性と柔軟性とを両立させるためには、離型層の膜厚として5μm以上50μm以下、望ましくは10μm以上30μm以下とすることが好ましい。   When the release layer covers the elastic layer, toner release properties and prevention of paper powder adhesion can be achieved without using silicone oil or the like (oilless). However, since these resins having releasability generally do not have elasticity like rubber materials, if the release layer is formed thick on the elastic layer, the flexibility of the belt surface is impaired and uneven glossiness is formed on the formed image. Will occur. In order to achieve both releasability and flexibility, the thickness of the release layer is preferably 5 μm or more and 50 μm or less, and preferably 10 μm or more and 30 μm or less.

また、必要に応じて、各層間にプライマー層を設けても良く、また、基材の内面に摺動時の耐久性を向上させる層、例えば、フッ素樹脂のPFAやPTFEからなる層を設けても良い。   Further, if necessary, a primer layer may be provided between the respective layers, and a layer for improving durability during sliding, for example, a layer made of fluororesin PFA or PTFE is provided on the inner surface of the base material. Also good.

加圧ローラ4は、本発明に係る定着装置用ローラの一例により構成されている。   The pressure roller 4 is composed of an example of a fixing device roller according to the present invention.

この加圧ローラ4のモデル斜視図を図3(a)に、そのLLにおけるモデル断面図を図3(b)に示す。   A model perspective view of the pressure roller 4 is shown in FIG. 3A, and a model cross-sectional view at LL is shown in FIG.

金属製の円筒部材からなる芯金11上に、連続気泡を有する発泡材料層12、第2のソリッド弾性層13、接着剤層14、及び、離型層15の順にそれぞれ積層した構造を有しており、ベルト3を介して定着ローラ2を押圧して定着ニップ部を形成している。加圧ローラ4の外径は一般的に20〜40mm程度である。   It has a structure in which a foamed material layer 12 having open cells, a second solid elastic layer 13, an adhesive layer 14, and a release layer 15 are laminated in this order on a metal core 11 made of a metal cylindrical member. The fixing roller 2 is pressed via the belt 3 to form a fixing nip portion. The outer diameter of the pressure roller 4 is generally about 20 to 40 mm.

芯金11は一般的なステンレスやアルミニウムなどの金属やセラミックスなどが使用可能である。強度が許すのであればローラの熱容量を下げるために、中空で可能な限り肉薄のものが望ましい。   The metal core 11 can be made of a general metal such as stainless steel or aluminum, ceramics, or the like. If the strength allows, it is desirable to be hollow and as thin as possible in order to reduce the heat capacity of the roller.

この芯金11の周囲に、必要に応じてプライマ層を介して発泡材料層12が形成されている。発泡材料層12は断熱性を必要とするために、空孔を持ち、それぞれの空孔同士が連続して繋がっている構造を必要とし、このようなものとして、多孔質セラミックスや発泡ゴムが材質として適している。後者としては耐熱性を有する点で発泡シリコーンゴムを使用し、例えばシリコーンコンパウンドに発泡剤、架橋剤、連通化剤を練り、発泡加硫させて得る。または、液状シリコーンゴムに水、吸水ポリマー、硬化触媒を添加攪拌し、金型内で硬化させて得る。上記のような発泡シリコーンゴムにおいて、発泡倍率が1.5〜3.0であれば、低熱容量と充分な強度とを確保できるので好ましい。   A foam material layer 12 is formed around the core metal 11 with a primer layer as necessary. Since the foam material layer 12 requires heat insulation, it requires a structure in which pores are provided and the pores are continuously connected to each other. As such, porous ceramics or foam rubber is used as the material. Suitable as As the latter, foamed silicone rubber is used because it has heat resistance. For example, a foaming agent, a cross-linking agent, and a communicating agent are kneaded into a silicone compound and foamed and vulcanized. Alternatively, the liquid silicone rubber is obtained by adding water, a water-absorbing polymer, and a curing catalyst to the liquid silicone rubber and stirring and curing in a mold. In the foamed silicone rubber as described above, an expansion ratio of 1.5 to 3.0 is preferable because a low heat capacity and sufficient strength can be secured.

ここで発泡ゴムにおける後者の、水、アルコール類などの沸点が室温より高い液状化合物を配した発泡性シリコーン組成物を発泡されて得る、いわゆる水発泡シリコーンとして特開2003−96223号公報等で提案された技術によって形成されていると、気泡が微細となり、かつ、連続気泡となるので、加熱時の熱膨張によるローラ外径の増加や破泡による硬化低下を防止でき、耐久性が向上するので好ましい。   Here, the latter foamed rubber is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-96223 as so-called water-foamed silicone obtained by foaming a foamable silicone composition in which a liquid compound having a boiling point higher than room temperature, such as water and alcohols, is provided. If the technology is used, the bubbles become fine and open, so the increase in the outer diameter of the roller due to thermal expansion during heating and the decrease in hardening due to bubble breakage can be prevented, and durability is improved. preferable.

ソリッド弾性層13を構成する材料としては、ニップを形成するための弾性を有し、150℃以上の耐熱性を持つことからシリコーンゴムなどが適している。具体的には信越化学工業(株)のKE−1353などが使用可能である。弾性層の厚みはローラの低熱容量化のため1mm以下であることが望ましく、ローラ表面の平滑性を得る為に0.2mm以上であることが好ましい。   As a material constituting the solid elastic layer 13, silicone rubber or the like is suitable because it has elasticity for forming a nip and has heat resistance of 150 ° C. or higher. Specifically, KE-1353 of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be used. The thickness of the elastic layer is preferably 1 mm or less for reducing the heat capacity of the roller, and preferably 0.2 mm or more for obtaining smoothness of the roller surface.

さらに、図3(c)に部分断面図を示すように、ソリッド弾性層13には、接着剤層14側から発泡材料層12側に至る貫通孔13aが形成され、この貫通孔13aには接着剤層14を構成する接着剤14aが充填されている。   Further, as shown in a partial cross-sectional view in FIG. 3 (c), the solid elastic layer 13 is formed with a through hole 13a from the adhesive layer 14 side to the foamed material layer 12 side. An adhesive 14 a constituting the agent layer 14 is filled.

貫通孔13aの太さ(接着剤14aの充填太さ)としては0.3mm以上0.5mm以下であると、シリコーンを基材とするような高粘度の接着剤でも浸透可能であり、かつ画像形成装置における定着装置としての使用時に画像品質に影響を与えないので好ましい。   When the thickness of the through hole 13a (filling thickness of the adhesive 14a) is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less, even a highly viscous adhesive such as a silicone base material can be penetrated, and the image This is preferable because it does not affect image quality when used as a fixing device in a forming apparatus.

この貫通孔に充填された接着剤により、発泡材料層の破泡破壊蓄積によって突然の強度低下が生じることのない定着装置用ローラ(樹脂被覆ローラ)となる。このために、貫通孔13aの形成個数は、あらかじめ検討して決定するが発泡材料層表面での貫通孔同士の距離が5mm以下3mm以上となるように貫通孔を設けることが好ましい。貫通孔同士の距離が大きすぎると本発明の効果が得られにくく、小さすぎるとローラ表面平滑性が十分とならない恐れがあり、形成される画像にむらが発生しやすくなる。   By the adhesive filled in the through-holes, a fixing device roller (resin-coated roller) that does not cause a sudden drop in strength due to the foam breakage accumulation of the foamed material layer is obtained. For this reason, the number of through holes 13a to be formed is determined in advance, but it is preferable to provide the through holes so that the distance between the through holes on the surface of the foam material layer is 5 mm or less and 3 mm or more. If the distance between the through holes is too large, it is difficult to obtain the effect of the present invention. If the distance between the through holes is too small, the roller surface smoothness may not be sufficient, and unevenness is likely to occur in the formed image.

接着剤としては弾性層13と離型層15の材質に合わせて適切なものを選定する。具体的には定着装置用ローラとしての耐熱性が求められるためにシリコーン系の接着剤であることが好ましく、信越化学等から入手できる。   An appropriate adhesive is selected according to the materials of the elastic layer 13 and the release layer 15. Specifically, since a heat resistance as a roller for a fixing device is required, a silicone-based adhesive is preferable and can be obtained from Shin-Etsu Chemical.

ソリッド弾性層の貫通孔に充填された部分とそうでない部分とに特性差が現れないようにするために、使用する弾性層材料と同じか近い熱伝導率、および、硬度を有するものであることが好ましい。接着剤層の厚さはローラの低熱容量化のために50μm以下でることが好ましい。   It must have the same thermal conductivity and hardness as the elastic layer material to be used, so that there will be no difference in characteristics between the part filled in the through hole of the solid elastic layer and the part that does not. Is preferred. The thickness of the adhesive layer is preferably 50 μm or less in order to reduce the heat capacity of the roller.

離型層15は耐熱性とトナーの付着防止とを考慮し、フッ素樹脂等を用いる。例えば、PFAやPTFEが一般的である。厚さは表面硬度が上がるのを抑えるために、0.1mm以下とすることが好ましい。   The release layer 15 is made of fluorine resin or the like in consideration of heat resistance and toner adhesion prevention. For example, PFA and PTFE are common. The thickness is preferably 0.1 mm or less in order to suppress an increase in surface hardness.

離型層15には離型性と耐熱性に優れた材料として、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(FEP)などのフッ素樹脂、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使用される。   For the release layer 15, as materials having excellent release properties and heat resistance, tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), and tetrafluoroethylene · A fluororesin such as a hexafluoropropylene copolymer (FEP), a mixture of these resins, or a resin in which these fluororesins are dispersed in a heat resistant resin is used.

離型層15の厚さはローラの低熱容量化と弾性層13の弾性を活かすため50μm以下であることが好ましい。本発明においては押出成形などにより予め円筒形状に成形されたものを離型層15として用いる。   The thickness of the release layer 15 is preferably 50 μm or less in order to make use of the low heat capacity of the roller and the elasticity of the elastic layer 13. In the present invention, a mold formed in a cylindrical shape by extrusion molding or the like is used as the release layer 15.

弾性層13の上に被覆する前の円筒の内径は弾性層に密着させるために、弾性層外径の97〜99%のものが適している。   The inner diameter of the cylinder before being coated on the elastic layer 13 is suitably 97 to 99% of the outer diameter of the elastic layer in order to adhere to the elastic layer.

本発明の定着装置用ローラは、円柱状、すなわち、ストレート形状のローラであってもよく、また、図3(a)にモデル的に示したような鼓形状のローラであっても良い。後者の場合、弾性層13の厚みを軸方向に変化させることで鼓形状のローラとすることができる。ここで一般的な鼓形状としては、ローラ両端の径に対し、中央部が0.3mm〜0.5mm小さい径を有する形状である。   The roller for the fixing device of the present invention may be a cylindrical roller, that is, a straight roller, or may be a drum-shaped roller as schematically shown in FIG. In the latter case, the drum-shaped roller can be obtained by changing the thickness of the elastic layer 13 in the axial direction. Here, a general drum shape is a shape in which the central portion has a diameter smaller by 0.3 mm to 0.5 mm than the diameters of both ends of the roller.

このようなローラの製造方法としては、まず、必要に応じて芯金の上に接着剤を塗付したのち、金型内にセットして、発泡シリコーンゴム組成物を注型成形して発泡材料層12を形成する。あるいは発泡材料層が多孔質セラミックスからなる場合にはスラリー成形工法などの方法によって形成する(発泡材料層形成工程)。   As a method for producing such a roller, first, if necessary, an adhesive is applied onto a cored bar, then set in a mold and cast-molded with a foamed silicone rubber composition to form a foamed material. Layer 12 is formed. Or when a foam material layer consists of porous ceramics, it forms by methods, such as a slurry shaping | molding construction method (foam material layer formation process).

次いで、ソリッド弾性層を形成する。形成方法としてはシリコーンゴムを用いる場合にはディップ工法、ブレードコート工法、注型工法など公知の工法を利用することができる。   Next, a solid elastic layer is formed. As a forming method, when silicone rubber is used, a known method such as a dip method, a blade coat method, or a casting method can be used.

注型工法による場合には、図4にモデル的に示すように発泡材料層12が周囲に形成された芯金11を金型21内にセットし、導入口22からソリッド弾性層形成ゴム組成物を導入する。このとき金型21内の空気は空気孔23から排出される。空気孔23からソリッド弾性層形成ゴム組成物が溢出したとき、金型21内部にソリッド弾性層形成ゴム組成物の導入を終了し、その後、この組成物に適した条件で加硫させてソリッド弾性層を形成した後、金型21から取り出す(ソリッド弾性層形成工程)。   In the case of the casting method, as shown in FIG. 4 as a model, the core metal 11 around which the foam material layer 12 is formed is set in the mold 21, and the solid elastic layer forming rubber composition is introduced from the inlet 22. Is introduced. At this time, the air in the mold 21 is discharged from the air hole 23. When the solid elastic layer-forming rubber composition overflows from the air holes 23, the introduction of the solid elastic layer-forming rubber composition into the mold 21 is terminated, and then vulcanized under conditions suitable for this composition. After forming the layer, it is taken out from the mold 21 (solid elastic layer forming step).

次いで、ソリッド弾性層の表面から前記発泡材料層に至る貫通孔を形成させる貫通孔形成工程を行う。このとき図5にモデル的に示した貫通孔形成装置を用いることで迅速に行うことができる。   Next, a through hole forming step is performed in which a through hole is formed from the surface of the solid elastic layer to the foamed material layer. At this time, it can be performed quickly by using the through-hole forming apparatus shown in FIG.

すなわち、表面に発泡材料層12とソリッド弾性層13とがこの順で形成された芯金11をこの装置の軸受け台34にセットする。軸受け台34により芯金はその軸を中心に回転可能に保持される。   That is, the metal core 11 having the foam material layer 12 and the solid elastic layer 13 formed in this order on the surface is set on the bearing base 34 of this apparatus. The cored bar is held by the bearing base 34 so as to be rotatable about its axis.

芯金11の長さ方向に平行に針昇降シリンダとしてのアクチュエータ33によって保持された針取付け台32に設けられた多数の貫通孔形成用針31を、上記アクチュエータ33を下方に稼働させることにより、発泡材料層12に達するようソリッド弾性層13に突き刺させて、貫通孔を形成する。再度アクチュエータ32を稼働させて、貫通孔形成用針31を上方に後退させた後、軸受け台34の上の芯金11を所望の角度ずつ回転させてこれらの作業を繰り返し、必要な個数の貫通孔を形成して、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を得る。   By operating a large number of through-hole forming needles 31 provided on a needle mounting base 32 held by an actuator 33 as a needle raising / lowering cylinder parallel to the length direction of the core metal 11, the actuator 33 is operated downward. The solid elastic layer 13 is pierced to reach the foam material layer 12 to form a through hole. The actuator 32 is operated again, and the through hole forming needle 31 is retracted upward, and then the core 11 on the bearing base 34 is rotated by a desired angle, and these operations are repeated to obtain the necessary number of penetrations. Holes are formed to obtain a roll-shaped intermediate laminate in which through holes are formed.

上記装置において、貫通孔形成用針31同士の間隔は、本発明の効果を十分に得て、同時に気泡除去能力とローラ表面平滑性を両立させるため3mm以上5mm以下であることが好ましい。   In the above apparatus, the interval between the through-hole forming needles 31 is preferably 3 mm or more and 5 mm or less in order to obtain the effects of the present invention sufficiently and at the same time to achieve both the bubble removing ability and the roller surface smoothness.

次いで、離型性樹脂からなる筒状体の内面側に前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を挿入させ、該筒状体の内面と前記中間積層体のロールの側面とを接着させるとともに貫通孔内部に接着剤を充填させる離型層形成工程を行う。   Next, a roll-shaped intermediate laminate in which the through-hole is formed is inserted into the inner surface side of the cylindrical body made of a releasable resin, and the inner surface of the cylindrical body and the side surface of the roll of the intermediate laminate are bonded. And a release layer forming step of filling the through hole with an adhesive.

このとき、図6にモデル的に示す離型層被覆装置Bを使うと容易に行うことができる。この装置では、まず図6(a)に示すように、有底円筒形のセット部41の上縁部に袋状に形成されたフッ素樹脂からなる離型層15を被せるようにセットし、次いで、真空ポンプ42によって、減圧することにより有底筒状の離型層(離型層用筒状体)14をセット部内面に密着するように拡径させ、次いで、その内面に接着剤層15用接着剤を塗布する。接着剤の塗布はスプレー工法、ディップ工法など公知の工法を用いることができる。   At this time, it can be easily performed by using a release layer coating apparatus B shown in model form in FIG. In this apparatus, first, as shown in FIG. 6A, the upper edge of the bottomed cylindrical set 41 is set so as to cover the release layer 15 made of fluororesin formed in a bag shape, and then The bottomed cylindrical release layer (cylinder for release layer) 14 is expanded in diameter so as to be in close contact with the inner surface of the set portion by reducing the pressure by the vacuum pump 42, and then the adhesive layer 15 is formed on the inner surface. Apply adhesive. The adhesive can be applied by a known method such as a spray method or a dip method.

なお、この離型層用筒状体の太さは、目的とする定着装置用ローラの太さに応じて決定する。また、有底円筒形のセット部41によって拡径された状態の有底筒状の離型層の内径は、上記の貫通孔が形成されたロール状の中間積層体の外径の101〜105%であることが、塑性変形を起こさない弾性域を維持し、かつ、ロール状積層体を離型層用筒状体内にセットする時に接着剤に接触しないように十分な隙間を形成可能となるために好ましい。   Note that the thickness of the release layer cylindrical body is determined according to the thickness of the target fixing device roller. In addition, the inner diameter of the bottomed cylindrical release layer expanded by the bottomed cylindrical set portion 41 is 101 to 105 of the outer diameter of the roll-shaped intermediate laminate in which the above through holes are formed. %, It is possible to maintain an elastic range that does not cause plastic deformation and to form a sufficient gap so as not to come into contact with the adhesive when the roll-shaped laminate is set in the release layer cylinder. Therefore, it is preferable.

そして、有底筒状の離型層(離型層用筒状体)15の内面側に、あらかじめ離型層被覆装置Bのチャック部44によって保持された、上記で貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を、アクチュエータ43を動作させることにより、挿入させ、次いでセット部41の減圧を解除することで、離型層15の接着剤層と貫通孔13aが形成されたロール状の中間積層体とを密着させて接着させ、本発明の定着装置用ローラが得られる。この接着の際に、接着剤層14が形成されるとともに、離型層15の収縮力により、ソリッド弾性層13と離型層15との間の空気は貫通孔13を通じて発泡材料層12へ抜け、次いで、接着剤が貫通孔13aに充填される。   And the roll by which the through-hole was formed above was hold | maintained beforehand by the chuck | zipper part 44 of the release layer coating | coated apparatus B on the inner surface side of the bottomed cylindrical release layer (cylinder body for release layers) 15 The intermediate layered product is inserted by operating the actuator 43, and then the decompression of the set part 41 is released, so that the adhesive layer of the release layer 15 and the roll-shaped intermediate layer in which the through holes 13a are formed are formed. The laminated body is brought into intimate contact with each other to obtain the fixing device roller of the present invention. During the bonding, an adhesive layer 14 is formed, and air between the solid elastic layer 13 and the release layer 15 escapes to the foamed material layer 12 through the through holes 13 due to the shrinkage force of the release layer 15. Then, the adhesive is filled in the through holes 13a.

このようにソリッド弾性層13と離型層15との間の空気は残留しないので、残留気泡による、形成画像へのむら発生を未然に防ぐことができる。   Thus, since the air between the solid elastic layer 13 and the release layer 15 does not remain, it is possible to prevent occurrence of unevenness in the formed image due to residual bubbles.

なお、上記では中間積層体に貫通孔を形成する際に、無孔のソリッド弾性層に貫通孔形成用針を突き刺すことにより貫通孔を設けたが、ソリッド弾性層を形成する際に、図4に示す金型の代わりに内部に複数の貫通孔形成用棒状凸部を備えた金型を用いることにより、表面から発泡材料層に至る貫通孔を有する有孔ソリッド弾性層を設けた貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を形成させる工程(有孔ソリッド弾性層形成工程)を行うことにより、貫通孔形成工程を省くことができる。   In the above description, when the through-hole is formed in the intermediate laminate, the through-hole is formed by piercing the non-porous solid elastic layer with a through-hole forming needle, but when forming the solid elastic layer, FIG. A through-hole provided with a perforated solid elastic layer having a through-hole extending from the surface to the foamed material layer by using a mold having a plurality of through-hole forming rod-shaped convex portions inside instead of the mold shown in FIG. By performing the step of forming the formed roll-shaped intermediate laminate (perforated solid elastic layer forming step), the through-hole forming step can be omitted.

また、前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体(ソリッド弾性層13)の表面に溝(図7中符号61)を形成させる表面溝形成工程を行うことで、離型層とソリッド弾性層との間の気泡の残留をなくすことができ、残留気泡による、形成画像へのむら発生を未然に、そして、より確実に防ぐことができる。   Further, by performing a surface groove forming step of forming grooves (reference numeral 61 in FIG. 7) on the surface of the roll-shaped intermediate laminate (solid elastic layer 13) in which the through holes are formed, the release layer and the solid elastic layer are formed. Bubbles remaining between the layers can be eliminated, and unevenness of the formed image due to the remaining bubbles can be prevented in advance and more reliably.

このような溝は例えば図8にモデル的に示すような螺旋状溝加工装置を用いることで容易に、かつ、迅速に形成することができる。   Such a groove can be easily and quickly formed by using a spiral groove processing apparatus as schematically shown in FIG.

貫通孔が形成されたロール状の中間積層体をその芯金11を保持することでその軸を中心に回転可能に保持する保持台を有し、モータ73によって中間積層体を回転させ、そのソリッド弾性層13の表面にバイト71をアクチュエータ72によって芯金11の長さ方向に移動させながら当接させることにより、弾性層13の表面に図7に示した螺旋溝を設けることができる。   A roll-shaped intermediate laminated body in which a through-hole is formed has a holding base for holding the core metal 11 so as to be rotatable about its axis, and the intermediate laminated body is rotated by a motor 73 to obtain a solid. 7 can be provided on the surface of the elastic layer 13 by bringing the cutting tool 71 into contact with the surface of the elastic layer 13 while moving the cutting tool 71 in the length direction of the metal core 11 by the actuator 72.

以下の実施例で本発明の定着装置用ローラの具体例を示す。   The following examples show specific examples of the fixing device roller of the present invention.

鉄鋼部材からなる芯金(太さ:20mm、長さ:370mm)の側面に中央に、発泡材料層12として、特開2003−96223号公報記載の技術による水発泡シリコーンゴム(東レ・ダウコーニングシリコーン社製)と金型とを併用して、連続気泡を有する多孔質シリコーンゴムからなる長さ330mm、外径32mmの発泡材質層を形成した。   Water-foamed silicone rubber (Toray Dow Corning Silicone) according to the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-96223 as a foam material layer 12 in the center on the side of a cored bar (thickness: 20 mm, length: 370 mm) made of steel A foam material layer having a length of 330 mm and an outer diameter of 32 mm made of porous silicone rubber having open cells was formed by using a combination of a mold and a mold.

次いで、発泡材料層の上に図4にモデル的に示した金型を用い、シリコーンゴムとしては信越化学工業社製 KE1853を用い、その成形条件に従い、空孔のないソリッド弾性層(外径34mm)を形成した。   Next, the mold shown in FIG. 4 is used on the foamed material layer, and KE1853 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is used as the silicone rubber. According to the molding conditions, a solid elastic layer (outside diameter 34 mm) having no pores is used. ) Was formed.

次いで鼓形状への加工のためにソリッド弾性層の研削を行う。周速2000m/分、送り67.3mm/分、切り込み量0.02mm、砥石粒度#60の条件で研削を行い、中央部の太さを33.7mmとした。   Next, the solid elastic layer is ground for processing into a drum shape. Grinding was performed under the conditions of a peripheral speed of 2000 m / min, a feed of 67.3 mm / min, a cutting amount of 0.02 mm, and a grindstone particle size of # 60, and the thickness of the center portion was set to 33.7 mm.

次に図5にモデル的に示した装置を用いて、ソリッド弾性層に発泡材料層12に至る貫通孔を設けた。   Next, a through hole reaching the foamed material layer 12 was provided in the solid elastic layer using the apparatus schematically shown in FIG.

軸受け台34に弾性層成形済みの芯金11を載せる。貫通孔形成用針は長さ20mm、外径は0.5mm、ピッチ5mmで67本並べ、針昇降シリンダ(アクチュエータ)33を速度5mm/sec、荷重536N以上で下降させ、針を弾性層へと突き刺した。針の先端が空孔層12にまで達し下降が停止したらアクチュエータ33を上昇させた。   The core metal 11 having been molded with an elastic layer is placed on the bearing base 34. The 67 through-hole forming needles are 20 mm long, 0.5 mm in outer diameter, and 5 mm in pitch, and the needle lifting cylinder (actuator) 33 is lowered at a speed of 5 mm / sec and a load of 536 N or more to move the needle to the elastic layer. Stabbed. When the tip of the needle reached the hole layer 12 and the descent stopped, the actuator 33 was raised.

芯金を15度ずつ回転させながら、上記作業を計24回繰り返し、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を得た。このとき、弾性層表面における貫通孔の互いの距離は4.1〜5.0mmとなった。   The above operation was repeated a total of 24 times while rotating the core metal by 15 degrees to obtain a roll-shaped intermediate laminate having through holes. At this time, the distance between the through holes on the surface of the elastic layer was 4.1 to 5.0 mm.

次いで図6にモデル的に示した装置を用いて、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体に離型層を接着剤層を介して積層した。   Next, using the apparatus schematically shown in FIG. 6, a release layer was laminated on the roll-shaped intermediate laminate having the through holes through an adhesive layer.

内径34.5mm、深さ370mmの有底円筒形のセット部41内に被覆するチューブ(有底筒状のPFAチューブ グンゼ社製)を取り付けた。チューブは内径33.5mm、厚さ50μm、長さ500mmのものを用いた。   A tube (bottomed cylindrical PFA tube made by Gunze) was attached to the bottomed cylindrical set portion 41 having an inner diameter of 34.5 mm and a depth of 370 mm. A tube having an inner diameter of 33.5 mm, a thickness of 50 μm, and a length of 500 mm was used.

真空ポンプ42を動作させ拡径用金型とチューブとの空間を0.01Mpaに減圧することで、チューブを拡径させ、拡径したチューブの内面に接着剤(信越化学工業社製 KE1880)を厚さ50μmとなるようにディッピングにより塗布し、このチューブ内に上記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を挿入し、減圧を解除し、チューブの不要部を除去して、本発明に係る定着装置用ローラ(実施例1)を得た。   The vacuum pump 42 is operated to reduce the space between the diameter expansion mold and the tube to 0.01 Mpa, thereby expanding the diameter of the tube and applying an adhesive (KE1880 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to the inner surface of the expanded diameter tube. Applying by dipping so that the thickness is 50 μm, inserting the roll-shaped intermediate laminate in which the through-holes are formed in this tube, releasing the reduced pressure, removing unnecessary portions of the tube, A roller for fixing device (Example 1) was obtained.

このとき、同様に作製した計10個の定着装置用ローラ(実施例1)全てにおいて、離型層と接着剤層の間に気泡はなかった。   At this time, there were no bubbles between the release layer and the adhesive layer in all the ten fixing device rollers (Example 1) produced in the same manner.

それに対して、同様に、ただし、貫通孔を設けることなしに作製した計10個の定着装置用ローラ(従来例1)のうち、8個に、離型層と接着剤層の間に気泡があった。   On the other hand, in the same manner, however, among the total of 10 fixing device rollers (conventional example 1) produced without providing through holes, air bubbles are present between the release layer and the adhesive layer in 8 of them. there were.

また、上記従来例1同様にただし鼓形状への加工を行わずに作製した外径がストレート形状のものでは10個中1個に離型層と接着剤層の間に気泡があった。   Further, in the same manner as in the conventional example 1 described above, however, in the case where the outer diameter was made without processing into a drum shape, one out of 10 had air bubbles between the release layer and the adhesive layer.

これら従来例の定着装置用ローラのうち、気泡がなかったローラ、及び、実施例1のローラを、それぞれ図2にモデル示す定着装置の定着ローラとし、図1に示す画像形成装置で連続画像形成テストをおこなった。   Among these conventional rollers for fixing devices, the rollers without bubbles and the rollers of Embodiment 1 are used as the fixing rollers of the fixing device shown in FIG. 2, and continuous image formation is performed by the image forming device shown in FIG. Tested.

その結果、本発明の実施例1に係る定着装置用ローラでは40万枚までの画像形成後も、何ら問題は生じなかったが、従来技術に係る従来例1の定着装置用ローラでは、1万〜10万枚目で発泡材料層の急激な強度低下により以降の画像形成ができなくなった。   As a result, the fixing device roller according to Example 1 of the present invention did not cause any problems even after the image formation of up to 400,000 sheets, but the fixing device roller according to Example 1 of the related art has 10,000. With the 100,000th sheet, the subsequent image formation could not be performed due to a sudden drop in strength of the foam material layer.

さらに、発泡材料層がセラミックスからなる本発明に係る定着装置用ローラを作製した。すなわち、上記で作製した実施例1に係る定着装置用ローラにおける連続気泡を有する多孔質シリコーンゴム層の代わりに芯金にスラリー状にしたセラミックスを成形、加熱により乾燥させることによってして連続気泡を有する多孔質セラミックス層を発泡材料層として形成し、定着装置用ローラ(実施例2)を10個得た。また、同様にして、ただし、ソリッド弾性層に貫通孔を設けることなく、定着装置用ローラ(従来例2)を10個作製した。   Further, a fixing device roller according to the present invention in which the foam material layer is made of ceramics was produced. That is, instead of the porous silicone rubber layer having open cells in the fixing device roller according to Example 1 produced as described above, the slurry is formed on the metal core and dried by heating to form open cells. The porous ceramic layer was formed as a foam material layer, and ten fixing device rollers (Example 2) were obtained. In the same manner, however, ten fixing device rollers (conventional example 2) were produced without providing through holes in the solid elastic layer.

実施例2に係る定着ローラ10個全てにおいて、離型層と接着剤層の間に気泡はなかったが、従来例2に係る定着装置用ローラでは8個に、離型層と接着剤層との間に気泡があった。   In all 10 fixing rollers according to Example 2, there were no air bubbles between the release layer and the adhesive layer, but in the fixing device roller according to Conventional Example 2, the release layer, the adhesive layer, and There were bubbles in between.

また、上記従来例2に係る定着装置用ローラと同様に、ただし鼓形状への加工を行わずに作製した外径がストレート形状のものでは10個中1個に離型層と接着剤層との間に気泡があった。   Further, in the same manner as the fixing device roller according to the above-described conventional example 2, except that the outer diameter is a straight shape manufactured without processing into a drum shape, one of ten release layers and an adhesive layer are provided. There were bubbles in between.

実施例2に係る定着装置用ローラと従来例2に係る定着装置用ローラのうち、気泡のないものについて、上記同様に画像形成テストを行った。その結果、本発明の実施例2に係る定着装置用ローラでは40万枚までの画像形成後も、何ら問題は生じなかったが、従来技術に係る従来例2の定着装置用ローラでは、1万5千枚目で発泡材料層の急激な強度低下により以降の画像形成ができなくなった。   Of the roller for the fixing device according to Example 2 and the roller for the fixing device according to Conventional Example 2, those having no bubbles were subjected to the image formation test in the same manner as described above. As a result, the fixing device roller according to Example 2 of the present invention did not cause any problems even after the image formation of up to 400,000 sheets, but the fixing device roller of Conventional Example 2 according to the prior art has 10,000. At the 5,000th sheet, the subsequent image formation could not be performed due to the sudden drop in strength of the foam material layer.

11 芯金
12 発泡材料層
13 ソリッド弾性層
13a 貫通孔
14 接着剤層
15 離型層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Core metal 12 Foam material layer 13 Solid elastic layer 13a Through-hole 14 Adhesive layer 15 Release layer

特開2008−122907JP2008-122907

Claims (8)

芯金上に、連続気泡を有する発泡材料層、ソリッド弾性層、接着剤層、及び、離型層をこの順で積層してなる定着装置用ローラにおいて、
前記ソリッド弾性層に前記接着剤層側から前記発泡材料層側に至る貫通孔が設けられ、かつ、
前記貫通孔に前記接着剤層を構成する接着剤が充填されている
ことを特徴とする定着装置用ローラ。
In a roller for a fixing device in which a foam material layer having open cells, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are laminated in this order on a core metal,
A through hole extending from the adhesive layer side to the foamed material layer side is provided in the solid elastic layer; and
A fixing device roller, wherein the through hole is filled with an adhesive constituting the adhesive layer.
前記発泡材料層が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の定着装置用ローラ。   The fixing device roller according to claim 1, wherein the foam material layer is made of water-foamed silicone rubber. 請求項1または請求項2に記載の定着装置用ローラが備えられていることを特徴とする定着装置。   A fixing device comprising the fixing device roller according to claim 1. 請求項3に記載の定着装置が備えられていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 3. 芯金上に、連続気泡を有する発泡材料層、ソリッド弾性層、接着剤層、及び、離型層をこの順で積層してなる定着装置用ローラの製造方法において、
前記芯金上に前記発泡材料層を形成させる発泡材料層形成工程、
前記発泡材料層上に前記ソリッド弾性層を形成するソリッド弾性層形成工程、
前記ソリッド弾性層の表面から前記発泡材料層に至る貫通孔を形成させて、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を得る貫通孔形成工程、及び、
前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を内面に接着剤が塗布された離型層用筒状体の内面側に挿入させて前記貫通孔内部に該接着剤を充填させる離型層被覆工程
を順次有していることを特徴とする定着装置用ローラの製造方法。
In a method for manufacturing a roller for a fixing device in which a foam material layer having open cells, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are laminated in this order on a core metal,
A foam material layer forming step of forming the foam material layer on the metal core;
A solid elastic layer forming step of forming the solid elastic layer on the foam material layer;
A through-hole forming step of forming a through-hole from the surface of the solid elastic layer to the foamed material layer to obtain a roll-shaped intermediate laminate in which the through-hole is formed; and
A release layer in which the roll-shaped intermediate laminate having the through holes formed therein is inserted into the inner surface side of the release layer cylindrical body having an adhesive applied to the inner surface, and the adhesive is filled in the through holes. A method for manufacturing a roller for a fixing device, comprising sequentially covering steps.
芯金上に、連続気泡を有する発泡材料層、ソリッド弾性層、接着剤層、及び、離型層をこの順で積層してなる定着装置用ローラの製造方法において、
前記芯金上に前記発泡材料層を形成させる発泡材料層形成工程、
前記発泡材料層上に表面から該発泡材料層に至る貫通孔を有する有孔ソリッド弾性層を前記ソリッド弾性層として形成させ、貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を形成させる有孔ソリッド弾性層形成工程、及び、
前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体を内面に接着剤が塗布された離型層用筒状体の内面側に挿入させて前記貫通孔内部に該接着剤を充填させる離型層被覆工程を
順次有していることを特徴とする定着装置用ローラの製造方法。
In a method for manufacturing a roller for a fixing device in which a foam material layer having open cells, a solid elastic layer, an adhesive layer, and a release layer are laminated in this order on a core metal,
A foam material layer forming step of forming the foam material layer on the metal core;
A perforated solid in which a perforated solid elastic layer having through-holes extending from the surface to the foamed material layer is formed as the solid elastic layer on the foamed material layer to form a roll-shaped intermediate laminate having through-holes formed therein. Elastic layer forming step, and
A release layer in which the roll-shaped intermediate laminate having the through holes formed therein is inserted into the inner surface side of the release layer cylindrical body having an adhesive applied to the inner surface, and the adhesive is filled in the through holes. A method for manufacturing a roller for a fixing device, comprising sequentially covering steps.
前記発泡材料層が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の定着装置用ローラの製造方法。   The method for manufacturing a roller for a fixing device according to claim 5 or 6, wherein the foam material layer is made of water-foamed silicone rubber. 前記貫通孔が形成されたロール状の中間積層体の表面に溝を形成させる表面溝形成工程を有していることを特徴とする請求項5ないし請求項7のいずれか1項に記載の定着装置用ローラの製造方法。   The fixing according to any one of claims 5 to 7, further comprising a surface groove forming step of forming a groove on a surface of the roll-shaped intermediate laminated body in which the through-hole is formed. Manufacturing method of apparatus roller.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9817348B2 (en) 2015-06-16 2017-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Roller and fixing device
JP2018036595A (en) * 2016-09-02 2018-03-08 富士ゼロックス株式会社 Fixing roll, fixing device, and image forming apparatus

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