JP2010271514A - Oil application roller and image fixing unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファックス等に用いられる定着ローラ、加圧ローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラ及び定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing roller used in a copying machine, a printer, a fax machine, and the like, an oil application roller for applying release oil to a pressure roller, and a fixing device.
複写機やプリンタ等において、記録材に転写されたトナー像を定着ローラと加圧ローラの間を通し、熱と圧力で画像を定着する方法が広く行われている。このような定着装置においては、定着時に定着ローラがトナーと接触するため、トナーの一部が定着ローラ表面に付着したまま残り、別の記録材と接触するときに記録材に付着して汚損したり、記録材がローラに付着して巻きついてしまうこともある。このような現象を防止するため、例えばローラにシリコーンオイル等の離型オイルを塗布したものがある。 2. Description of the Related Art In a copying machine, a printer, or the like, a method for fixing an image with heat and pressure by passing a toner image transferred to a recording material between a fixing roller and a pressure roller is widely performed. In such a fixing device, since the fixing roller comes into contact with the toner during fixing, a part of the toner remains attached to the surface of the fixing roller and adheres to the recording material when it comes into contact with another recording material. Or the recording material may adhere to the roller and wrap around it. In order to prevent such a phenomenon, for example, a roller is applied with a release oil such as silicone oil.
また、近年では、オイルレストナー機などトナー自体に離型成分を含有したものがあるが、特に高速機においてはトナー自体に離型成分を含有させることで、離型オイル塗布の必要量は少なくなったものの、シリコーンオイルなどの離型オイルを塗布する必要は依然としてある。 Also, in recent years, some toners such as oilless toner machines contain a release component, but particularly in high-speed machines, the amount of release oil applied is small by including the release component in the toner itself. However, it is still necessary to apply a release oil such as silicone oil.
また、定着部に離型オイルを塗布するための部材として、各種ローラ形状のものが考えられている。即ち、オイル塗布量の制御を可能とするものとして耐熱性フェルト又は多孔質材の表面に、即ちローラの表面に耐熱性の微多孔質膜の層を設け、これによりオイル透過量の制御を行わせることが考えられている。 Also, various roller-shaped members are considered as members for applying release oil to the fixing unit. In other words, a layer of a heat-resistant microporous film is provided on the surface of the heat-resistant felt or porous material, that is, on the surface of the roller so as to control the oil application amount, thereby controlling the oil permeation amount. It is considered to be.
このほか、更に微量なオイル量を精度良く均一に塗布することを可能とし、熱や汚れ、機械的な変形に強く、長期間にわたって安定して一定量のオイルを透過せしめるものとして、微多孔質膜の代りに、微多孔質膜の空隙部にシリコーンゴムとオイルの混合物を充填した複合膜をオイル透過制御層として使用することも考えられている。 In addition, it is possible to apply a minute amount of oil accurately and uniformly, and it is resistant to heat, dirt, and mechanical deformation, and can permeate a certain amount of oil stably over a long period of time. In place of the membrane, it is also considered to use a composite membrane in which a void portion of a microporous membrane is filled with a mixture of silicone rubber and oil as an oil permeation control layer.
従来、定着装置を構成する定着ローラ、加圧ローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラにおいては、オイル塗布ローラの芯金の周りに配置したシリコーンオイル含浸層からシリコーンオイルを供給するが、そのための機構として、肉厚多孔質組織材の表面に対して多孔質ポリテトラフルオロエチレンの空隙組織にシリコーンゴムと離型オイルとの混合物を含浸させた後、架橋して形成されるオイル透過量制御膜層を設けたものがある（特許文献１）。 Conventionally, in an oil application roller for applying release oil to a fixing roller and a pressure roller constituting a fixing device, silicone oil is supplied from a silicone oil-impregnated layer disposed around a core metal of the oil application roller. As a mechanism for this, oil permeation is formed by impregnating a porous polytetrafluoroethylene void structure on the surface of a thick porous tissue material with a mixture of silicone rubber and release oil, followed by crosslinking. There is one provided with a quantity control film layer (Patent Document 1).
ところで、従来の離型オイル塗布は、構造が複雑、且つ製造工程も複雑で、製造コス トが高く、更にオイル塗布のバラツキがあり、かつ耐久性が十分でないという問題があ った。 By the way, the conventional release oil application has a problem that the structure is complicated and the manufacturing process is complicated, the manufacturing cost is high, the oil application varies, and the durability is not sufficient.
この発明は、かかる実情を考慮してなされたもので、簡単な構成で、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能なオイル塗布ローラ及び定着装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an oil application roller and a fixing device that can perform stable quantitative application with a simple configuration, with less variation in oil application.
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成 した。 In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
請求項１に記載の発明は、定着装置を構成するローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラであって、
ローラ芯金の外周に離型オイル保持層を備え、
前記離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、
かつ、前記メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、
前記メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、
さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことを特徴とするオイル塗布ローラである。
The invention according to claim 1 is an oil application roller for applying release oil to a roller constituting the fixing device,
A release oil retaining layer is provided on the outer periphery of the roller core,
Using a melamine-based foam that is a porous structure as the release oil retaining layer,
And impregnating the melamine foam with silicone oil,
The surface portion of the melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil,
Furthermore, an oil application roller is characterized in that polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film.
請求項２に記載の発明は、定着装置を構成するローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラであって、
ローラ芯金の外周に離型オイル保持層を備え、
前記離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、
かつ、前記メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、
さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことを特徴とするオイル塗布ローラである。
The invention according to claim 2 is an oil application roller for applying release oil to a roller constituting the fixing device,
A release oil retaining layer is provided on the outer periphery of the roller core,
Using a melamine-based foam that is a porous structure as the release oil retaining layer,
And the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil,
Furthermore, an oil application roller is characterized in that polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film.
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のオイル塗布ローラを装着した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 oil application roller according to the first or second aspect.
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。 With the above configuration, the present invention has the following effects.
請求項１に記載の発明では、離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させたことで、メラミン系フォームを硬化させると共に、弾性を与え、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことで、簡単な構成で、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能である。 In the first aspect of the present invention, a melamine foam having a porous structure is used as the release oil retaining layer, and the melamine foam is impregnated with silicone oil, and a silicone varnish and a silicone are formed on the surface of the melamine foam. By impregnating a mixture of oils, the melamine-based foam is cured and given elasticity, and further, polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film. Can be supplied uniformly from the outer surface film, and variations in oil application can be suppressed to a low level and stable quantitative application is possible.
請求項２に記載の発明では、離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させたことで、メラミン系フォームを硬化させると共に、弾性を与え、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことで、簡単な構成で、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能である。 In the second aspect of the present invention, a melamine foam having a porous structure is used as the release oil retaining layer, and the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil. The system foam is cured and elastic, and polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film, so that the impregnated silicone oil can be evenly supplied from the outer surface film with a simple structure, and the oil is applied. Stable quantitative application is possible with less variation.
請求項３に記載の発明では、定着装置に、請求項１または請求項２に記載のオイル塗布ローラを装着することで、オイル塗布ローラが硬度と弾性を有し、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能である。 In the third aspect of the present invention, the oil application roller according to the first or second aspect is attached to the fixing device so that the oil application roller has hardness and elasticity, and the impregnated silicone oil is applied to the outer surface. It can be supplied uniformly from the face film, and variation in oil application can be minimized, and stable quantitative application is possible.
定着装置の寿命を容易に延ばすことが可能となる。 It is possible to easily extend the life of the fixing device.
以下、この発明のオイル塗布ローラ及び定着装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態のオイル塗布ローラは、図１に示すように、定着装置を構成するローラに離型オイルを塗布するためのものであり、図１（ａ）はローラ軸方向の断面図、図１（ｂ）はローラ軸半径方向の断面図である。オイル塗布ローラ１は、定着装置を構成するローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラであって、ローラ芯金２の外周に離型オイル保持層３を備える。離型オイル保持層３としては、多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、メラミン系フォームの表面部３ａに、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜４を設けている。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態のオイル塗布ローラは、図２に示すように、定着装置を構成するローラに離型オイルを塗布するためのものであり、図２（ａ）はローラ軸方向の断面図、図２（ｂ）はローラ軸半径方向の断面図である。オイル塗布ローラ１１は、定着装置を構成するローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラであって、ローラ芯金１２の外周に離型オイル保持層１３を備える。離型オイル保持層１３としては、多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜１４を設けている。
（ローラ芯金）
ローラ芯金に用いられる材料としては、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ、セラミック、プラスチック、各種焼結金属、発泡金属体等が自由に使用できる。しかし、強度と加工性の高さおよびコストの面から鉄にニッケルメッキを施したものがよく使用される。
Embodiments of the oil application roller and the fixing device according to the present invention will be described below. The embodiment of the present invention shows the most preferable mode of the present invention, and the present invention is not limited to this.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the oil application roller according to the first embodiment is for applying release oil to the rollers constituting the fixing device. FIG. 1 (a) is a sectional view in the roller axial direction. FIG. 1B is a sectional view in the radial direction of the roller shaft. The oil application roller 1 is an oil application roller for applying release oil to the rollers constituting the fixing device, and includes a release oil holding layer 3 on the outer periphery of the roller cored bar 2. As the release oil retaining layer 3, a melamine foam having a porous structure is used, and the melamine foam is impregnated with silicone oil, and the surface portion 3a of the melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil. Furthermore, the outer surface film 4 is provided by applying polytetrafluoroethylene.
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 2, the oil application roller of the second embodiment is for applying release oil to the rollers constituting the fixing device, and FIG. 2 (a) is a sectional view in the roller axial direction. FIG. 2B is a sectional view in the radial direction of the roller shaft. The oil application roller 11 is an oil application roller for applying release oil to the rollers constituting the fixing device, and includes a release oil holding layer 13 on the outer periphery of the roller metal core 12. As the release oil retaining layer 13, a melamine foam having a porous structure is used, and the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil, and further, polytetrafluoroethylene is applied. An outer surface film 14 is provided.
(Roller core)
As a material used for the roller metal core, aluminum, iron, SUS, ceramic, plastic, various sintered metals, foam metal bodies, and the like can be used freely. However, iron plated with nickel is often used from the viewpoint of strength, workability and cost.
（離型オイル保持層）
第１の実施の形態では、離型オイル保持層としては、多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させている。
(Release oil retaining layer)
In the first embodiment, as the release oil retaining layer, a melamine foam having a porous structure is used, and the melamine foam is impregnated with silicone oil. Impregnated with a mixture of silicone oils.
第２の実施の形態では、離型オイル保持層としては、多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させている。 In the second embodiment, a melamine foam having a porous structure is used as the release oil retaining layer, and the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil.
メラミン系フォームとは、メラミン樹脂とホルムアルデヒドを主原料として製造されたフォームを指し、通常はメラミン樹脂とホルムアルデヒドとの前縮合体に気泡安定剤、触媒、発砲剤、充填剤などを加えて加熱または電磁波加熱を加えて発泡並びに硬化させたものである。メラミン系フォームは、多孔質組織材であり、加工性はもとより、その空孔率の高さ、適当な孔径によるオイル保持性能、耐熱性及び高温時での弾性を有する点で特に好ましい。 Melamine-based foam refers to foam manufactured using melamine resin and formaldehyde as main raw materials. Usually, a foam stabilizer, catalyst, foaming agent, filler, etc. are added to the precondensate of melamine resin and formaldehyde and heated or Foamed and cured by applying electromagnetic wave heating. The melamine-based foam is a porous tissue material, and is particularly preferable in that it has high workability, high porosity, oil retention performance with an appropriate pore diameter, heat resistance, and elasticity at high temperatures.
メラミン系フォームの定形品を加熱成形するに当たり、メラミン系フォームは気孔が連泡であるために、圧縮して１６０℃以上の温度にて加熱する。加熱方法については特に限定は無いが、プレス板間あるいはオーブン等の加熱方法等がある。この場合の加熱温度並びに時間は、１５０℃〜３００℃、０．５分〜２５分、好ましくは１６０℃〜２５０℃、１分〜２５分である。 When thermoforming a melamine foam shaped product, the melamine foam is compressed and heated at a temperature of 160 ° C. or higher because the pores are open-celled. There is no particular limitation on the heating method, but there are heating methods such as between press plates or an oven. The heating temperature and time in this case are 150 to 300 ° C., 0.5 to 25 minutes, preferably 160 to 250 ° C. and 1 to 25 minutes.
メラミン系フォームの熱圧縮成形フォームを用いてフォームローラを製造する場合、製造するフォームローラのローラ軸方向と熱圧縮成形フォームの製造時に於ける定形品の厚さを除く他の一辺の圧縮方向とが同一になるようにして、熱圧縮成形フォームを切削加工することによってフォームローラの直径方向の寸法安定性が良いフォームローラを製造することができる。別の表現をするとフォームローラのローラ軸方向と熱圧縮成形フォームの製造時の主の圧縮方向とがほぼ同一方向になるようにして該熱圧縮成形フォームを円形に切削加工することになる。 When manufacturing a foam roller using a melamine foam hot compression molded foam, the direction of the roller axis of the foam roller to be manufactured and the compression direction of the other side excluding the thickness of the shaped product at the time of manufacturing the hot compression molded foam Thus, by cutting the hot compression molded foam, a foam roller having a good dimensional stability in the diameter direction of the foam roller can be manufactured. In other words, the hot compression molded foam is cut into a circular shape so that the roller axial direction of the foam roller and the main compression direction at the time of manufacturing the hot compression molded foam are substantially the same direction.
ここで得られたメラミン系フォームローラは寸法安定性が大きいが、特にメラミン系フォームの場合には熱硬化性が大きいことから熱成形後に元の寸法に復元しようとする力が大きいので、メラミン系フォームローラの製造はより効果的である。また、メラミン系フォームローラはメラミン樹脂の摩擦抵抗が大きいこと、メラミン樹脂の硬さが大きいこと並びに圧縮により気泡が小さくなって摩擦抵抗が更に大きくなっているため、トナーのクリーニングローラとして最適である。 The melamine foam roller obtained here has high dimensional stability, but especially in the case of melamine foam, since it has a large thermosetting property, the force to restore the original dimensions after thermoforming is large. The production of foam rollers is more effective. In addition, melamine-based foam rollers are ideal as toner cleaning rollers because the frictional resistance of melamine resin is large, the hardness of melamine resin is large, and bubbles are reduced by compression to further increase frictional resistance. .
メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、ここで使用するシリコーンオイルは、通常５０〜３００ｃＳｔ （２５℃）の低粘度シリコーンオイルが使用され、特にジメチルシリコーンオイルがよく用いられる。 A melamine-based foam is impregnated with silicone oil, and the silicone oil used here is usually a low-viscosity silicone oil of 50 to 300 cSt (25 ° C.), and particularly dimethyl silicone oil is often used.
第１の実施の形態では、メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させる。このメラミン系フォームの表面部としては、外表面からの深さが１〜３ｍｍが弾性を与える点で、好ましい。第２の実施の形態では、メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させる。 In the first embodiment, the surface portion of the melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil. As the surface portion of the melamine-based foam, a depth of 1 to 3 mm from the outer surface is preferable because it gives elasticity. In the second embodiment, the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil.
この実施の形態では、シリコーンワニス（ＳＷ）とシリコーンオイル（ＳＯ）との混合比が９０：１０〜２０：８０（ＳＷ：ＳＯ＝９０：１０〜２０：８０）である。混合比が９０：１０を下回り、例えば９５：０５となると、接着部分が多くシリコーンオイルの通油路が少なく塗布量が不足することになる。逆に、混合比が２０：８０を上回り、例えば１０：９０となると、接着部分が少なくなり接着強度が不足することになる。なお、将来的にはトナーの改良が進み、より少量のシリコーンオイルの塗布で定着ローラへのトナーの付着が抑制できるようになることも予想される。すなわち、現在は０．５〜数ｍｇ／ 枚（Ａ４換算）程度が要求されるオイル塗布量が、より少ないもの、例えば、０．２ｍｇ／ 枚程度以下の塗布量となることが予想される。このような場合は、混合物中におけるシリコーンワニスの配合割合を、例えば、シリコーンオイル１部に対してシリコーンワニス９９部とより大きくすることで対応することができる。従って、シリコーンワニスとシリコーンオイルとの混合比は９９：１〜２０：８０の範囲で使用できる。 In this embodiment, the mixing ratio of silicone varnish (SW) and silicone oil (SO) is 90:10 to 20:80 (SW: SO = 90: 10 to 20:80). When the mixing ratio is less than 90:10, for example, 95:05, there are many adhesion portions, the number of oil passages for silicone oil is small, and the coating amount is insufficient. On the other hand, when the mixing ratio exceeds 20:80, for example, 10:90, the bonded portion is reduced and the adhesive strength is insufficient. In the future, it is expected that the toner will be improved and the adhesion of the toner to the fixing roller can be suppressed by applying a smaller amount of silicone oil. That is, it is expected that the amount of oil applied at present is required to be about 0.5 to several mg / sheet (A4 equivalent), for example, less than about 0.2 mg / sheet. Such a case can be dealt with by, for example, increasing the blending ratio of the silicone varnish in the mixture to 99 parts of the silicone varnish with respect to 1 part of the silicone oil. Therefore, the mixing ratio of silicone varnish and silicone oil can be used in the range of 99: 1 to 20:80.
シリコーンワニスは、一般的にシリコーンワニスと称されるものが使用できる。すなわち、シリコーンゴムの架橋密度を極端に高くしたものがシリコーンレジンであり、シリコーンワニスは未反応のシリコーンレジンを溶剤に溶かして得られる。このシリコーンワニスは３〜４官能成分が多く、シリコーンゴムに比べて接着能力が優れる。シリコーンワニスの代わりにシリコーンゴムを使用しても、接着強度が大きく低下するか、あるいはオイル塗布量が制限されるなどして実用に耐えない。また、シリコーンワニスと混合させるシリコーンオイルの具体例としては、直鎖状メチルシリコーンオイル、分岐状メチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びジメチル基のいくつかを他の有機基に置換えられた変性シリコーンオイルが挙げられ、その粘度は、通常２５℃で、０．０５〜１，０００，０００ ｃＳｔ、好ましくは１００〜３００，０００ｃＳｔ、より好ましくは５０００〜３０，０００ｃＳｔ である。 As the silicone varnish, what is generally called a silicone varnish can be used. That is, a silicone resin having an extremely high crosslinking density of silicone rubber is a silicone resin, and a silicone varnish is obtained by dissolving an unreacted silicone resin in a solvent. This silicone varnish has many 3-4 functional components, and its adhesive ability is superior to silicone rubber. Even if silicone rubber is used in place of the silicone varnish, the adhesive strength is greatly reduced, or the amount of oil applied is limited, so that it is not practical. Specific examples of silicone oil to be mixed with silicone varnish include linear methyl silicone oil, branched methyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and modified silicone oil in which some dimethyl groups are replaced with other organic groups. The viscosity is usually 0.05 to 1,000,000 cSt, preferably 100 to 300,000 cSt, more preferably 5000 to 30,000 cSt at 25 ° C.
このように、メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、メラミン系フォームを加熱圧縮することなく発泡体にシリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させることで弾性体を得ることができた。シリコーンワニス（ＳＷ）とシリコーンオイル（ＳＯ）との混合比が９０：１０〜２０：８０（ＳＷ：ＳＯ＝９０：１０〜２０：８０）であり、メラミン系フォームの表面部に含浸して、自然乾燥後、１２０℃、４０分で混合物を固形化することにより、メラミン系フォームの弾性を得ることができた。 In this way, the surface of the melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil, and the foam is impregnated with the mixture of silicone varnish and silicone oil without heating and compressing the melamine foam. I was able to get it. The mixing ratio of silicone varnish (SW) and silicone oil (SO) is 90:10 to 20:80 (SW: SO = 90: 10 to 20:80), and impregnated on the surface portion of the melamine foam, After the natural drying, the elasticity of the melamine foam could be obtained by solidifying the mixture at 120 ° C. for 40 minutes.
すなわち、メラミン系フォームは、多孔質の連続気泡体構造になっているものであり、シリコーンワニスにシリコーンオイルを添加することにより、シリコーンオイルの気孔ができ多孔質の状態が得られる。この気孔をシリコーンワニスとシリコーンオイルの配合比の混合物によりメラミン系フォームの硬さ及び気孔の密度を調整することができる。 That is, the melamine-based foam has a porous open-cell structure, and by adding silicone oil to the silicone varnish, pores of the silicone oil can be formed and a porous state can be obtained. The porosity of the melamine foam and the density of the pores can be adjusted by mixing the pores with a mixture ratio of silicone varnish and silicone oil.
分岐度の高い三次元ポリマーからなるシリコーンワニスは、耐熱性、発揮性、絶縁性の特性を有し、この特性を利用して弾性体を得る。さらに、シリコーンワニスとシリコーンオイルを必要な比率で混合することにより弾性体を得ており、シリコーンワニスが多いと硬度が硬くなり、逆に少ないと柔らかくなることから必要な硬度になるように調整する。 A silicone varnish made of a three-dimensional polymer having a high degree of branching has heat resistance, performance, and insulating properties, and an elastic body is obtained using these properties. Furthermore, an elastic body is obtained by mixing silicone varnish and silicone oil in the required ratio, and the hardness increases when the silicone varnish is large, and conversely, the hardness becomes soft when it is small. .
（外表面膜）
ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けている。このポリテトラフルオロエチレンの表面状態は、多孔質体となっており、その構造は網目状態で、気孔があり、０．０１〜４μｍの気孔径を有し、この気孔による透気度によってトナーが付着しにくく、表面汚れが無くなるようにすることができる。また、この気孔径を改質して一定の気孔径にすることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレンは粒径を５μｍ以下のものを用いて塗布し、１２０℃で乾燥して厚さが４０〜８０μｍとし、直径が０．１〜４μｍである気孔を有する外表面膜４とした。このポリテトラフルオロエチレンの塗布は、乾燥重量で２ｇ／ｍ2〜２０ｇ／ｍ2の範囲であり、好ましくは６ｇ／ｍ2〜１２ｇ／ｍ2の範囲で塗布することで膜の透気度の制御が可能であり、この透気度の制御によってより安定してトナーが付着しにくく、表面汚れが無くなるようにすることができる。
(Outer surface membrane)
An outer surface film is provided by applying polytetrafluoroethylene. The surface state of this polytetrafluoroethylene is a porous body, the structure thereof is a mesh state, there are pores, and the pore diameter is 0.01 to 4 μm. It is difficult to adhere and surface contamination can be eliminated. Further, the pore diameter can be modified to obtain a constant pore diameter. For example, polytetrafluoroethylene is applied using a particle size of 5 μm or less, dried at 120 ° C. to a thickness of 40 to 80 μm, and an outer surface film 4 having pores with a diameter of 0.1 to 4 μm; did. Application of the polytetrafluoroethylene is in the range of 2g / m 2 ~20g / m 2 in dry weight, preferably of the membrane air permeability by applying a range of 6g / m 2 ~12g / m 2 It is possible to control the air permeability, and it is possible to prevent the toner from adhering to the surface more stably and to eliminate surface contamination.
（定着装置）
次に、第１の実施の形態または第２の実施の形態のオイル塗布ローラを装着した定着装置について説明する。図３は定着装置の概略構成図である。オイル塗布ローラ３３は、加熱ローラ３１に圧接し、シリコーンオイルなどの離型剤を供給する。加熱ローラ３１は、内部に石英ランプや抵抗過熱体などの熱源を有し、アルミニウムなどの円筒の表面を耐熱性弾性体で被覆したものである。加圧ローラ３２は、アルミニウムなどの円筒の表面を耐熱性弾性体で被覆したものである。加熱ローラ３１と加圧ローラ３２は定着ニップを形成し、そこを通過する用紙などの記録体上のトナー像を定着する。
(Fixing device)
Next, a fixing device equipped with the oil application roller of the first embodiment or the second embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the fixing device. The oil application roller 33 is pressed against the heating roller 31 and supplies a release agent such as silicone oil. The heating roller 31 has a heat source such as a quartz lamp and a resistance superheater inside, and a cylindrical surface such as aluminum is covered with a heat-resistant elastic body. The pressure roller 32 is formed by coating a cylindrical surface such as aluminum with a heat-resistant elastic body. The heating roller 31 and the pressure roller 32 form a fixing nip, and fix a toner image on a recording medium such as paper passing through the fixing nip.
図３（ａ）には、定着装置が停止しており、トナー４０が加熱ローラ３１に融着していることが示されている。 FIG. 3A shows that the fixing device is stopped and the toner 40 is fused to the heating roller 31.
図３（ｂ）には、オイル塗布ローラ３３の回転駆動をクラッチにより解除して、加熱ローラ３１を逆回転することが示されている。これにより、オイル塗布ローラ３３は加熱ローラ３１に従動回転するため、逆回転時の起動トルクは低減される。加熱ローラ３１に融着したトナー４０は、そのまま、所定角度の逆回転により、定着ニップ直前まで移動される。ただし、移動目標位置は、高々、定着ニップまででよく、途中の位置であってもよい。なお、オイル塗布ローラ３３が加熱ローラ３１に従動するため、オイル塗布ローラ３３表面に蓄積したトナーの加熱ローラ３１による引き剥がし量は減少し、加熱ローラ３１は清浄化する。 FIG. 3B shows that the rotation driving of the oil application roller 33 is released by the clutch and the heating roller 31 is rotated in the reverse direction. Thereby, since the oil application roller 33 is driven and rotated by the heating roller 31, the starting torque at the time of reverse rotation is reduced. The toner 40 fused to the heating roller 31 is moved to the position just before the fixing nip by reverse rotation at a predetermined angle. However, the movement target position may be at most up to the fixing nip, or may be an intermediate position. Since the oil application roller 33 is driven by the heating roller 31, the amount of toner that has accumulated on the surface of the oil application roller 33 is reduced by the heating roller 31 and the heating roller 31 is cleaned.
図３（ｃ）には、所定角度の逆回転を行った後、通常の正回転に戻り定着を開始することが示されている。正回転開始とともに加熱ローラの熱源をオンするため、固着していたトナー４１は溶融し、オイル塗布ローラ３３まで戻ると加熱ローラ３１から離脱する。 FIG. 3 (c) shows that after reverse rotation of a predetermined angle, fixing is started by returning to normal forward rotation. Since the heat source of the heating roller is turned on with the start of the normal rotation, the toner 41 that has been adhered is melted and separated from the heating roller 31 when returning to the oil application roller 33.
第１の実施の形態のオイル塗布ローラを用いると、離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させたことで、メラミン系フォームを硬化させると共に、弾性を与え、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことで、簡単な構成で、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能である。 When the oil application roller of the first embodiment is used, a melamine-based foam having a porous structure is used as a release oil retaining layer, and the melamine-based foam is impregnated with silicone oil, so that the surface portion of the melamine-based foam is used. By impregnating a mixture of silicone varnish and silicone oil, the melamine-based foam is cured and given elasticity, and further, polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film. The impregnated silicone oil can be uniformly supplied from the outer surface film, and variation in oil application can be suppressed and stable quantitative application is possible.
第２の実施の形態のオイル塗布ローラを用いると、離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、かつ、メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させたことで、メラミン系フォームを硬化させると共に、弾性を与え、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことで、簡単な構成で、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能である。 When the oil application roller according to the second embodiment is used, a melamine foam having a porous structure is used as a release oil retaining layer, and the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil. In addition to curing the melamine-based foam, it gives elasticity, and furthermore, by applying polytetrafluoroethylene to provide an outer surface film, the impregnated silicone oil can be uniformly applied from the outer surface film with a simple configuration. It can be supplied, and variation in oil application can be minimized and stable quantitative application is possible.
直径５ｍｍ長さ３００ｍｍの鉄にニッケルメッキを施したローラ芯金を、柱状に切り出したメラミン系フォームに突き刺し、エポキシ系接着剤で固定した。このメラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させてから、ローラ表面からはみ出た分をブレードで掻き落とした後、メラミン系フォームの表面部に、表面から深さ３ｍｍに、シリコーンワニスとシリコーンオイルとの混合比を５０：５０とした混合液を塗布し、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を有するオイル塗布ローラを得た。このオイル塗布ローラを定着装置に用い、オイル塗布ローラを加熱ローラに圧接し、シリコーンオイルを供給するようにすると、オイル塗布ローラは、メラミン系フォームを硬化させると共に、弾性を与え、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことで、簡単な構成で、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布ができた。 A roller metal core obtained by applying nickel plating to iron having a diameter of 5 mm and a length of 300 mm was pierced into a melamine foam cut out in a columnar shape and fixed with an epoxy adhesive. After impregnating this melamine foam with silicone oil, scraping off the portion that protrudes from the roller surface with a blade, and then mixing the silicone varnish and the silicone oil on the surface of the melamine foam to a depth of 3 mm from the surface. A liquid mixture having a ratio of 50:50 was applied, and polytetrafluoroethylene was applied to obtain an oil application roller having an outer surface film. When this oil application roller is used in a fixing device and the oil application roller is pressed against a heating roller and silicone oil is supplied, the oil application roller hardens the melamine-based foam and gives elasticity. By applying fluoroethylene and providing an outer surface film, the impregnated silicone oil can be uniformly supplied from the outer surface film with a simple configuration, and variation in oil application can be suppressed and stable quantitative application can be achieved.
鉄にニッケルメッキを施したローラ芯金を、柱状に切り出したメラミン系フォームに突き刺し、エポキシ系接着剤で固定した。このメラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させてから、ローラ表面からはみ出た分をブレードで掻き落とした後、メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルとの混合比を５０：５０とした混合液を塗布し、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を有するオイル塗布ローラを得た。このオイル塗布ローラを定着装置に用い、オイル塗布ローラを加熱ローラに圧接し、シリコーンオイルを供給するようにすると、オイル塗布ローラは、メラミン系フォームを硬化させると共に、弾性を与え、さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことで、簡単な構成で、含浸させたシリコーンオイルを外表面膜から均一に供給でき、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布ができた。 A roller metal core in which nickel was plated on iron was stabbed into a melamine-based foam cut out in a columnar shape and fixed with an epoxy-based adhesive. After impregnating this melamine foam with silicone oil, scraping off the portion protruding from the roller surface with a blade, and then mixing the entire melamine foam with a mixing ratio of silicone varnish and silicone oil of 50:50 The liquid was applied, and polytetrafluoroethylene was applied to obtain an oil application roller having an outer surface film. When this oil application roller is used in a fixing device and the oil application roller is pressed against a heating roller and silicone oil is supplied, the oil application roller hardens the melamine foam and gives elasticity, and further polytetra By applying fluoroethylene and providing an outer surface film, the impregnated silicone oil can be uniformly supplied from the outer surface film with a simple configuration, and variation in oil application can be suppressed and stable quantitative application can be achieved.
この発明は、複写機、プリンタ、ファックス等に用いられる定着ローラ、加圧ローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布ローラ及び定着装置に適用でき、簡単な構成で、オイル塗布のバラツキを少なく抑え、安定した定量塗布が可能である。 The present invention can be applied to a fixing roller used in a copying machine, a printer, a fax machine, etc., an oil application roller for applying release oil to a pressure roller, and a fixing device, and has a simple configuration and less oil application variation. Stable and quantitative application is possible.
１、１１ オイル塗布ローラ
２，１２ ローラ芯金
３，１３ 離型オイル保持層
３ａ メラミン系フォームの表面部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Oil application roller 2,12 Roller core metal 3,13 Release oil retention layer 3a Surface part of melamine foam
Claims (3)
ローラ芯金の外周に離型オイル保持層を備え、
前記離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、
かつ、前記メラミン系フォームにシリコーンオイルを含浸させ、
前記メラミン系フォームの表面部に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、
さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことを特徴とするオイル塗布ローラ。 An oil application roller for applying release oil to a roller constituting the fixing device,
A release oil retaining layer is provided on the outer periphery of the roller core,
Using a melamine-based foam that is a porous structure as the release oil retaining layer,
And impregnating the melamine foam with silicone oil,
The surface portion of the melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil,
Further, an oil application roller characterized in that polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film.
ローラ芯金の外周に離型オイル保持層を備え、
前記離型オイル保持層として多孔質構造であるメラミン系フォームを用い、
かつ、前記メラミン系フォームの全体に、シリコーンワニスとシリコーンオイルの混合物を含浸させ、
さらに、ポリテトラフルオロエチレンを塗布して外表面膜を設けたことを特徴とするオイル塗布ローラ。 An oil application roller for applying release oil to a roller constituting the fixing device,
A release oil retaining layer is provided on the outer periphery of the roller core,
Using a melamine-based foam that is a porous structure as the release oil retaining layer,
And the entire melamine foam is impregnated with a mixture of silicone varnish and silicone oil,
Further, an oil application roller characterized in that polytetrafluoroethylene is applied to provide an outer surface film.
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