JPH073618B2 - 加熱定着ロ−ル - Google Patents

加熱定着ロ−ル

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JPH073618B2
JPH073618B2 JP61097850A JP9785086A JPH073618B2 JP H073618 B2 JPH073618 B2 JP H073618B2 JP 61097850 A JP61097850 A JP 61097850A JP 9785086 A JP9785086 A JP 9785086A JP H073618 B2 JPH073618 B2 JP H073618B2
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JP
Japan
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heat
fixing roll
roll
fixing
heat fixing
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JP61097850A
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龍司 勝野
清宏 近藤
信幸 長谷部
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Fuji Xerox Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

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、ファクシミリ、プリンター
など電子写真プロセスを利用した機器に使用される定着
装置の加熱定着ロールに関する。
[従来の技術] 電子写真プロセスでは、一般に感光体上に形成されたト
ナー画像を転写装置によって記録支持体、例えば用紙上
に転写し、その後必要に応じてトナー画像を用紙表面に
定着して所望のコピー等を得ている。
トナー画像の定着方法としては、加熱定着法、圧力定着
法、溶剤定着法が知られている。
加熱定着法は加熱によってトナーを溶融させ、用紙上に
付着させる方法であり、広く採用されている。
加熱定着法にも熱風定着法、オーブン定着法、ヒートロ
ール定着法等種々あるが、ヒートロール定着法が最も一
般的である。
ヒートロール定着法とは、少なくとも一方を加熱した一
対のロール間に一定圧力を加え、未定着トナー画像を有
する用紙を通過させることにより定着を行なうものであ
り、他の加熱定着法に比べて、低電力、高速性、定着部
での紙詰りによる火災の危険性が少ない等の利点があ
る。
この定着装置の加熱定着ロールとしてはへふっ素樹脂
(例えばテフロン(商品名))やシリコーンゴム等の耐
熱離型性物質を表面にコーティングしたものが使われ、
加熱定着ロールと対をなして用紙を狭持通過させる加圧
ロールとしては加熱定着ロールと加圧接触した場合、あ
る接触幅(以下ニップと称する。)をもたせる為に、シ
リコーンゴムやふっ素ゴム等の耐熱弾性体からなるもの
が用いられている。
加熱定着ロールにコーティングする場合の膜厚はフッ素
樹脂を被覆する場合は数μm〜数10μmであり、シリコ
ーンゴムを被覆する場合は、約300μmである。
しかしながら、シリコーンゴムを用いて定着用ロールの
周面に耐熱弾性体を形成する場合、その膜厚が厚く、且
つシリコーンゴムの熱伝導率は4×10-4cal/cm,sec,℃
と悪いので、加熱定着ロールの周面の温度が所定の温度
に上昇するまでに長時間を要する。更に、連続コピーを
行う場合に、加熱定着ロールの周面温度が低下して定着
不良を生じやすいので、十分に大きな熱源を必要とす
る。
そこで、耐熱弾性体の内部に金属粉や金属酸化物を混練
することで、熱伝導率を良くすることが行なわれてい
る。
しかし、近年のようにトナーオフセット防止剤を使用し
ない定着装置にあっては、耐熱弾性体に金属粉や金属酸
化物を混練すると、記録紙を多数枚コピーしていくに従
って、加熱定着ロールの周面にトナーが付着し、一度コ
ピーした文字等が次の記録紙に再転写するというオフセ
ット現象が生じ、ロールの交換寿命が低下するという問
題があった。
そこで、加熱定着ロールの被覆層を多層、例えば2層に
して、下層を高熱伝導性の弾性体とし、表面層を5μm
〜100μmのうすい離型性物質とする方法が提案されて
いる(特開昭58−11976号)。
しかしながら、従来よく知られているふっ素系のコーテ
ィング材料やシリコーンラテックスを塗布して表面層と
したのでは、トナーオフセット防止剤を使用しない定着
装置にあってはコピー数が2万枚を越えるとオフセット
現象が発生してしまう。
また、室温加硫(RTV)シリコーンゴムをうすくコーテ
ィングしてもオフセット現象が発生するまでのコピー数
はたかだか5万枚程度である。
従って高速の複写機ではトラブル回数が増え、メインテ
ナンスのための費用及び労力を必要とするという問題が
ある。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記問題点を解消し、トナーオフセット防止
液体を使用せず、長期にわたって高熱伝導性を保持し、
かつ離型性に優れた加熱定着ロールを提供することを目
的とする。
[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明は、用紙上に形成されたトナー像を加熱定着ロー
ルと加圧ロールとの間に圧接搬送することによって熱融
着させる定着装置の加熱定着ロールにおいて、下層とし
て耐熱弾性体を用い、その上に a)ジメチルジクロルシランとモノメチルトリクロルシ
ランとを常法により共加水分解重合して得られるシリコ
ーンワニスの有機溶剤溶液; b)a)の硬化用触媒;および c)25℃の粘度が1,000,000cS以上のジメチルポリシロ
キサンの3成分をa)の樹脂成分100重量部に対する
c)の割合を5〜50重量部として有機溶剤に溶解したシ
リコーンワニス系溶液を塗布乾燥した上層を設けてなる
ことを特徴とする加熱定着ロールを提供する。
以下、添附図面を参照しながら本発明を説明する。
第1図は、本発明の加熱定着ロールを用いた定着装置の
概略図である。
同図において加熱定着ロールは円筒状の芯金1とこの芯
金を覆う耐熱弾性体2から成る。
この耐熱弾性体は高熱伝導性弾性体9の下層と耐熱離型
性物質10の上層の2層からなっている。
加圧ロール5は、棒状或いは円筒状の芯金の上に適宜な
弾力性をもつ耐熱弾性体を被覆してなっている。
用紙8上のトナー像6は、コルツランプ3によって所定
の温度に加熱された加熱定着ロールと加圧ロールによっ
て形成されるニップを通過することにより、溶融し、用
紙の繊維内に流れ込み、この後冷却されて固化し、永久
定着像となる。
本発明による加熱定着ロールの表面コーティング材料
は、以下の(a)、(b)、(c)の成分とこれら
(a)、(b)、(c)の成分を溶解しておく為の有機
溶剤とから成る。
(a)ジメチルジクロルシランとモノメチルトリクロル
シランとを65:35〜25:75の割合で配合して、常法により
共加水分解重合して得られるシリコーンワニスの有機溶
剤溶液; (b)(a)の硬化用触媒; (c)25℃の粘度が、1,000,000CS以上のジメチルポリ
シロキサン。
(a)成分のシリコーンワニスは、通常、樹脂分(105
℃/3時間での不揮発分%)10〜20%の芳香族系又は脂肪
族系有機溶媒溶液として得られるものである。
ジメチルジクロルシラン(以下D単位と略す。)とモノ
メチルトリクロルシラン(以下T単位と略す。)の配合
モル比は65:35〜25:75であり、好ましくは60:40〜30:70
である。D単位が65モル%より多い場合、又D単位が25
モル%より少ない場合には、いずれにおいてもトナー離
型性が悪く、コピー枚数が5万〜7万枚を越えるとオフ
セット現象が発生する。
(b)は(a)の硬化触媒である。これはFe、Pb、Co、
Mn、Zn、Sn、Al等の金属有機酸塩、例えばオクチル酸
塩、ナフテン酸塩等、或いはトリエチレンテトラミン、
エチレンジアミン等の有機アミン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシランの様なアミノシラン、或いはAlキレ
ート化合物であり、通常縮合反応型硬化触媒として使用
されるものである。添加量は金属として、(a)の樹脂
分(105℃/3時間の不揮発分)100重量部に対して0.005
〜1重量部程度の微量でよい。
(c)は25℃での粘度が1,000,000CS以上のジメチルポ
リシロキサンであり、(a)の樹脂分100重量部に対し
て5〜50重量部使用する。
粘度が1,000,000CSより低い場合にはトナー離型寿命が
短かく、やはり5万から7万枚でオフセット現象が発生
し始める。
また、使用量は5〜50重量部であるが10〜40重量部が好
ましい。5重量部より少ない場合にはトナー離型寿命が
短かく、又50重量部より多いとコーティング表面にシリ
コーンオイルが浮き出た状態となりそれが用紙に移行す
るので好ましくない。又、通紙部の段差も大きくなり紙
しわの原因となる。
[実施例] 次に実施例および比較例により本発明を説明する。
なお、下記の実施例において下地の高熱伝導性弾性体材
料としては、液状付加型の熱伝導率18×10-4cal/cm,se
c,℃のシリコーンゴムを使用し、表面コーティング層の
膜厚は5〜10μmとした。
実施例1 高熱伝導性弾性体材料を常法に従って、成型加工して30
0μmのゴム厚として仕上げた。
表面コーティング材料は、下記組成からなるものを使用
し、噴霧法によって、前記ゴム表面にコーティングし
た。これを室温にて風乾1時間の後、200℃にて1時間
乾燥させ本発明の加熱定着ロールを作成した。
表面コーティング材の組成; ジメチルジクロルシラン:モノメチルトリクロルシラン
=52:48のモル比で加水分解重合工程を経て得られたシ
リコーンワニスの樹脂分(105℃/3時間での不揮発分)2
0%のトルエン溶液を100重量部、Alキレート化合物のト
ルエン溶液(Alとして4%)を2重量部、25℃での粘度
が5,000,000CSである分子鎖両末端をトリメチル基で封
鎖したジメチルポリシロキサンの10%トルエン溶液を50
重量部及びn−ヘキサンを355重量部均一混合撹拌した
もの。
実施例2 実施例1においてジメチルポリシロキサンの粘度を60,0
00,000CSとしたこと以外は全て同じ組成であるコーティ
ング材料を用いて同様に加熱定着ロールを作成した。
実施例3 実施例1において、ジメチルジクロルシランとモノメチ
ルトリクロルシランの配合モル比を35:65とし、ジメチ
ルポリシロキサンの粘度を60,000,000CSとした以外全て
同じ組成であるコーティング材料を用いて同様に加熱定
着ロールを作成した。
実施例4 実施例1におけるジメチルポリシロキサンを分子両末端
が、ジメチルシラノール基である粘度50,000,000cSのジ
メチルポリシロキサンである以外は全て同じ組成である
コーティング材料を用いて、同様に加熱定着ロールを作
成した。
比較例1 下地の熱伝導率が18×10-4cal/cm,sec,℃である付加型
シリコーンゴムのみで、表面にコーティングを施さない
加熱定着ロールを作成した。
比較例2 実施例1においてジメチルポリシロキサンを混合しない
以外は、全て同じ組成であるコーティング材料を用いて
同様に加熱定着ロールを作成した。
以上の6種類の加熱定着ロールについてトナー離型性の
テストを行った。
試験条件は下記に示すとおりである。
複写機:富士ゼロックス製FX2830機 トナー:FX2830機用トナー 用紙:富士ゼロックス複写機用L−A4紙 複写速度:12枚/分 設定温度:160℃ 表1に各例のトナー離型寿命を示す。
なお寿命の判定は、ホットオフセットの発生温度がロー
ル表面温度で195℃となったときとする。
以上の結果から混合するジメチルシリコーンオイルは、
その粘度が1,000,000CS以上であれば、通常用いられて
いる定着ロール用ゴム材料よりはトナー離型寿命が長い
が、10,000,000CSを越え、更に60,000,000CSとなると一
層長寿命となることがわかる。またジメチルジクロルシ
ランとモノメチルトリクロルシランとの配合モル比につ
いてはジメチルジクロルシランが多い方がよいことが判
る。
比較例1については、下地の高熱伝導性付加型シリコー
ンゴムも、トナー離型性は改良されているが、たかだか
現在用いられている定着ロール用ゴム材料と同程度の寿
命である。
比較例2によって混合するジメチルポリシロキサン効果
が歴然となっている。
次に本発明のもう一つの狙いであるコピー開始待ち時間
について説明する。
前述の如く、シリコーンゴムの熱伝導率は約4×10-4ca
l/cm,sec,℃と低く通常の定着用ゴムロールであると少
なくとも200〜300μmの肉厚があるためコピー開始待ち
時間が長くなる。
第2図に示すように、テフロン樹脂を30〜60μmコーテ
ィングしている定着ロール(X)では、富士ゼロックス
製FX2830機の定着ロールにおいて160℃になるまでに30
秒要する。
FX2830機用芯金にベンガラなどの耐熱剤を混合したシリ
コーンゴムを300μmの肉厚でまくと(第2図中、
Y)、160℃になるまでに65秒要する。
ところが本発明の2層構造のゴム材料(Z)であると16
0℃までに45秒ですみ、連続コピーをとるとき、定着ロ
ール表面の温度の低下も少なくてすむ。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば、シリコーンオイル
などの離型材を塗布しない定着装置の耐熱弾性体を被覆
した加熱定着ロールのトナー離型寿命を、従来の約5万
枚から2〜3倍に延ばすことができるとともに、シリコ
ーンゴムなど耐熱弾性体を用いた加熱定着ロールの欠点
であったコピー開始待ち時間の長いことも解消できる。
また本発明によるゴム材料、コーティング材料は加熱定
着ロールばかりでなく加圧ロールの材料としても用いる
ことができることは言うまでもない。
また加熱定着ロールや加圧ロールに限らず、トナー付着
防止を目としたコーティング材料として用いることもで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の加熱定着ロールと、加圧ロールとを用
い、離型材供給装置のない定着装置の概略図、 第2図は本発明の加熱定着ロール例及び2種類の比較例
の加熱定着ロールの立上り時間を示すグラフである。 図中符号: 1……芯金;2……耐熱弾性体;3……コルツランプ;4……
ペーパーガイド;5……加圧ロール;6……トナー;7……分
離爪;8……用紙;9……高熱伝導性弾性体;10……耐熱離
型物質層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷部 信幸 群馬県安中市磯辺2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社磯辺工場内 (56)参考文献 特開 昭60−87376(JP,A) 実開 昭60−122956(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】用紙上に形成されたトナー像を加熱定着ロ
    ールと加圧ロールとの間を圧接搬送することによって熱
    融着させる定着装置の加熱定着ロールにおいて、下層と
    して耐熱弾性体を用い、その上に a)ジメチルジクロルシランとモノメチルトリクロルシ
    ランとを常法により共加水分解重合して得られるシリコ
    ーンワニスの有機溶剤溶液; b)a)の硬化用触媒;および c)25℃の粘度が1,000,000cS以上のジメチルポリシロ
    キサンの3成分をa)の樹脂成分100重量部に対する
    c)の割合を5〜50重量部として有機溶剤に溶解したシ
    リコーンワニス系溶液を塗布乾燥した上層を設けてなる
    ことを特徴とする加熱定着ロール。
  2. 【請求項2】上記a)のシリコーンワニスの有機溶剤溶
    液がジメチルジクロルシランとモノメチルトリクロルシ
    ランとを65:35〜25:75の割合で配合して、常法により共
    加水分解重合して得られるものである特許請求の範囲第
    1項に記載の加熱定着ロール。
JP61097850A 1986-04-30 1986-04-30 加熱定着ロ−ル Expired - Lifetime JPH073618B2 (ja)

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JPS62255981A JPS62255981A (ja) 1987-11-07
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JPH0830926B2 (ja) * 1989-01-27 1996-03-27 キヤノン株式会社 定着用回転体及び定着装置
DE68921563T2 (de) * 1988-12-07 1995-08-03 Canon Kk Drehelement zum Fixieren.
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