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JP2018077302A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2018077302A
JP2018077302A JP2016218017A JP2016218017A JP2018077302A JP 2018077302 A JP2018077302 A JP 2018077302A JP 2016218017 A JP2016218017 A JP 2016218017A JP 2016218017 A JP2016218017 A JP 2016218017A JP 2018077302 A JP2018077302 A JP 2018077302A
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広貴 川崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device that can reduce the occurrence of unevenness in glossiness of an image while reducing the occurrence of electrostatic offset to a heating member.SOLUTION: A fixing device comprises: a heating member that has an endless multilayer structure, and is in contact with a medium on which a toner image is formed while rotating around the axis with heat applied thereto to heat the medium; and a pressure member that rotates around the axis to apply pressure to the medium with the heating member. A material of a surface layer of the heating member contains an insulating resin and conductive particles; the content of the conductive particles is 2 wt.% or more and 5 wt.% or less; the Martens hardness of the heating member is 0.49 N/mm2 or more and 0.74 N/mm2 or less when the temperature of the surface layer is 100°C; after the lapse of a predetermined time from when the heating member is negatively charged for 0.5 seconds, the minimum surface potential of the surface layer is -0.478 kV or more and -0.041 kV or less.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

例えば、フッ素系樹脂の表層からなる定着ローラー(加熱部材)と、加圧ローラー(加圧部材)とを備え、トナー像が形成された状態で搬送される媒体に、定着ベルトと加圧ローラーとで、トナー像を定着させる定着装置が知られている(特許文献1参照)。また、定着ローラーにフッ素系の樹脂を用いることは、トナーの離型性を持たせるために一般的である。   For example, a fixing roller (heating member) made of a surface layer of a fluorine-based resin and a pressure roller (pressure member) are provided on a medium conveyed with a toner image formed thereon. A fixing device for fixing a toner image is known (see Patent Document 1). Further, it is common to use a fluorine-based resin for the fixing roller in order to provide toner releasability.

特開2006−133624号公報JP 2006-133624 A

ところで、上記の定着装置の場合、定着ローラーの表層がフッ素系樹脂であること、すなわち、定着ローラーの表層が絶縁性を有することから、一度定着ローラーが帯電すると静電気が抜け難く、いわゆる静電オフセットが発生する場合がある。そこで、導電性粒子をフッ素樹脂と混合して表層を定着ローラーの表層に用いることで定着ローラーの帯電を抑えることができる。しかしながら、フッ素樹脂に対する導電性粒子の混合比を高くすることに伴い定着ローラーの表面の硬度が高くなることで、定着ローラーの表層が紙などの媒体の微小な凹凸に対して追従しなくなり、画像光沢斑が発生し得る。   By the way, in the case of the above fixing device, since the surface layer of the fixing roller is a fluororesin, that is, the surface layer of the fixing roller has an insulating property, once the fixing roller is charged, it is difficult to remove static electricity, so-called electrostatic offset. May occur. Therefore, charging of the fixing roller can be suppressed by mixing the conductive particles with a fluororesin and using the surface layer as the surface layer of the fixing roller. However, as the mixing ratio of the conductive particles to the fluororesin increases, the surface hardness of the fixing roller increases, so that the surface layer of the fixing roller does not follow the minute irregularities of the medium such as paper, and the image Glossy spots can occur.

本発明は、加熱部材への静電オフセットの発生を抑制しつつ、画像光沢斑の発生を抑制することができる定着装置の提供を目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device that can suppress the occurrence of image gloss while suppressing the occurrence of electrostatic offset on a heating member.

本発明の定着装置は、無端状の多層構造とされ、熱を付与されつつ軸周りに回転しながらトナー像が形成された媒体に接触して、前記媒体を加熱する加熱部材と、軸周りに回転して前記加熱部材とで前記媒体を加圧する加圧部材と、を備え、前記加熱部材の表層の材質は、絶縁性樹脂と導電性粒子とを含み、前記導電性粒子の含有率が2wt%以上5wt%以下とされ、前記加熱部材のマルテンス硬さは、前記表層の温度が100℃である場合に0.49N/mm以上0.74N/mm以下とされ、前記加熱部材を0.5秒間負帯電させて所定時間経過した時点における、前記表層の最小表面電位は、−0.478kV以上−0.041kV以下である。 The fixing device of the present invention has an endless multi-layer structure, and is heated around the axis while being heated and contacting the medium on which the toner image is formed. A pressure member that rotates and pressurizes the medium with the heating member, and the material of the surface layer of the heating member includes an insulating resin and conductive particles, and the content of the conductive particles is 2 wt% The Martens hardness of the heating member is 0.49 N / mm 2 or more and 0.74 N / mm 2 or less when the temperature of the surface layer is 100 ° C., and the heating member is set to 0%. The minimum surface potential of the surface layer is negative −0.478 kV or higher and −0.041 kV or lower when a predetermined time elapses after negative charging for 5 seconds.

本発明の画像形成装置は、媒体にトナー像を形成するトナー像形成部と、前記定着装置であって、前記トナー像形成部により媒体に形成されたトナー像を媒体に定着する定着装置と、を備えている。   An image forming apparatus of the present invention includes a toner image forming unit that forms a toner image on a medium, the fixing device, and a fixing device that fixes the toner image formed on the medium by the toner image forming unit to the medium; It has.

本発明の定着装置は、加熱部材への静電オフセットの発生を抑制しつつ、画像光沢斑の発生を抑制することができる。   The fixing device according to the present invention can suppress the occurrence of image gloss while suppressing the occurrence of electrostatic offset on the heating member.

本発明の画像形成装置は、加熱部材への静電オフセットの発生及び画像光沢斑の発生に伴う画像形成不良が抑制される。   In the image forming apparatus of the present invention, image formation defects due to the occurrence of electrostatic offset on the heating member and the occurrence of image gloss spots are suppressed.

本発明を実施するための形態(以下、本実施形態という。)の画像形成装置の斜視図である。1 is a perspective view of an image forming apparatus according to a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment). 本実施形態の画像形成装置を正面側から見た概略図である。1 is a schematic view of an image forming apparatus according to an embodiment as viewed from the front side. 本実施形態の画像形成装置を構成する制御部と、定着装置を構成する各構成要素との関係を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a relationship between a control unit configuring the image forming apparatus of the present embodiment and each component configuring the fixing device. 本実施形態の画像形成装置を構成する定着装置を正面側から見た概略図(断面図)である。1 is a schematic view (cross-sectional view) of a fixing device that constitutes an image forming apparatus according to an exemplary embodiment as viewed from the front side. 本実施形態の定着装置を構成する加熱ローラーの被覆層の部分断面図(縦断面図)である。It is a fragmentary sectional view (longitudinal sectional view) of the coating layer of the heating roller constituting the fixing device of the present embodiment. 定着装置についての評価試験の条件及び結果を示す表である。It is a table | surface which shows the conditions and result of the evaluation test about a fixing device. 変形例の定着装置を正面側から見た概略図(断面図)である。FIG. 6 is a schematic view (cross-sectional view) of a fixing device according to a modification as viewed from the front side.

≪概要≫
以下、本実施形態の画像形成装置10(図1及び図2参照)の全体構成及び画像形成装置10による画像形成動作、本実施形態の要部である定着装置60(図4参照)の構成並びに本実施形態の効果について、これらの記載順で説明する。
≪Overview≫
Hereinafter, the entire configuration of the image forming apparatus 10 (see FIGS. 1 and 2) of the present embodiment, the image forming operation by the image forming apparatus 10, the configuration of the fixing device 60 (see FIG. 4) which is the main part of the present embodiment, and The effect of this embodiment will be described in the order of description.

本明細書では、図中における矢印Fr及び矢印Rrで示す方向をそれぞれ装置奥行き方向手前側及び奥側、矢印R及び矢印Lで示す方向をそれぞれ装置幅方向右側及び左側、矢印U及び矢印Loで示す方向をそれぞれ装置高さ方向上側及び下側とする。また、本明細書では、画像形成装置10を装置奥行き方向手前側から見た側を画像形成装置10の正面側として説明する。   In the present specification, the directions indicated by arrows Fr and Rr in the figure are the front and back sides of the apparatus depth direction, respectively, the directions indicated by arrows R and L are the right and left sides of the apparatus width direction, arrows U and arrows Lo, respectively. The directions shown are the upper side and the lower side of the apparatus height direction, respectively. Further, in this specification, the side of the image forming apparatus 10 viewed from the front side in the apparatus depth direction is described as the front side of the image forming apparatus 10.

≪画像形成装置の全体構成≫
画像形成装置10の全体構成については、図1及び図2を参照しつつ説明する。画像形成装置10は、本体20と、給紙カセット30と、搬送装置40と、トナー像形成部50と、定着装置60と、制御部CUとを含んで構成される電子写真方式の装置とされている。
<< Overall configuration of image forming apparatus >>
The overall configuration of the image forming apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The image forming apparatus 10 is an electrophotographic apparatus that includes a main body 20, a paper feed cassette 30, a conveying device 40, a toner image forming unit 50, a fixing device 60, and a control unit CU. ing.

本体20は、その内部に給紙カセット30と、搬送装置40と、トナー像形成部50と、定着装置60と、制御部CUとを収容する機能を有する。本体20は、箱状の外装とされている。本体20の上面の一部は、トナー像が定着された(画像が形成された)媒体Sが排出される排出トレイ22とされている。なお、正面側から見た本体20の左端面には蓋24が設けられており、本体20には、蓋24が倒れた状態で(図1参照)、後述する定着装置60が着脱可能とされている。   The main body 20 has a function of accommodating a paper feed cassette 30, a transport device 40, a toner image forming unit 50, a fixing device 60, and a control unit CU therein. The main body 20 is a box-shaped exterior. A part of the upper surface of the main body 20 is a discharge tray 22 from which the medium S on which the toner image is fixed (image is formed) is discharged. Note that a lid 24 is provided on the left end surface of the main body 20 as viewed from the front side, and a fixing device 60 described later can be attached to and detached from the main body 20 in a state where the lid 24 is tilted (see FIG. 1). ing.

給紙カセット30は、本体20の下側に配置され、画像が形成される媒体Sを重ねて収容するようになっている。搬送装置40は、給紙カセット30に収容されていた媒体Sを、給紙カセット30から排出トレイ22まで搬送経路Pに沿って搬送する機能を有する。搬送装置40は、複数の従動ローラー及び駆動ローラーと、複数の駆動ローラーを駆動する駆動源(図示省略)とを備えている。ここで、図中の矢印Yの指す方向は、媒体Sの搬送方向とされている。   The paper feed cassette 30 is arranged on the lower side of the main body 20 and accommodates the medium S on which an image is formed in an overlapping manner. The transport device 40 has a function of transporting the medium S stored in the paper feed cassette 30 along the transport path P from the paper feed cassette 30 to the discharge tray 22. The conveying device 40 includes a plurality of driven rollers and driving rollers, and a driving source (not shown) that drives the plurality of driving rollers. Here, the direction indicated by the arrow Y in the figure is the transport direction of the medium S.

トナー像形成部50は、搬送装置40により搬送される媒体Sにトナー像を形成する機能を有する。トナー像形成部50は、正面側から見て本体20内の中央に配置されている。トナー像形成部50は、感光体51と、帯電装置52と、露光装置53と、現像装置54と、転写ローラー55とを含んで構成されている。   The toner image forming unit 50 has a function of forming a toner image on the medium S conveyed by the conveying device 40. The toner image forming unit 50 is disposed in the center of the main body 20 when viewed from the front side. The toner image forming unit 50 includes a photoconductor 51, a charging device 52, an exposure device 53, a developing device 54, and a transfer roller 55.

トナー像形成部50は、帯電装置52により軸周りに回転する感光体51を帯電し、露光装置53により感光体51を露光して潜像を形成し、現像装置54により潜像をトナー像として現像し、転写ローラー55により媒体Sにトナー像を転写するようになっている。以上のようにして、トナー像形成部50は、媒体Sにトナー像を形成するようになっている。   The toner image forming unit 50 charges the photoconductor 51 rotating around the axis by the charging device 52, exposes the photoconductor 51 by the exposure device 53 to form a latent image, and forms the latent image as a toner image by the developing device 54. The toner image is developed and the toner image is transferred to the medium S by the transfer roller 55. As described above, the toner image forming unit 50 forms a toner image on the medium S.

定着装置60は、トナー像形成部50によりトナー像が転写された媒体S(トナー像が形成された媒体)にトナー像を定着する機能を有する。定着装置60は、正面側から見て本体20内の左側に配置されている。定着装置60は本実施形態の要部であることから、定着装置60の具体的な構成については後述する。   The fixing device 60 has a function of fixing the toner image on the medium S (the medium on which the toner image is formed) on which the toner image is transferred by the toner image forming unit 50. The fixing device 60 is disposed on the left side in the main body 20 when viewed from the front side. Since the fixing device 60 is a main part of the present embodiment, a specific configuration of the fixing device 60 will be described later.

制御部CUは、外部装置(図示省略)から画像データを受け取り、当該画像データに基づいて画像形成装置10を構成する各要素を制御する機能を有する。制御部CUの具体的な機能については、後述する画像形成動作及び定着動作の説明の中で説明する。   The control unit CU has a function of receiving image data from an external device (not shown) and controlling each element constituting the image forming apparatus 10 based on the image data. Specific functions of the control unit CU will be described in the description of the image forming operation and the fixing operation described later.

≪画像形成動作≫
次に、本実施形態の画像形成装置10による画像形成動作について図2及び図3を参照しながら説明する。
≪Image formation operation≫
Next, an image forming operation by the image forming apparatus 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、外部装置(図示省略)から画像データを受け取った制御部CUは、トナー像形成部50を作動させる。そして、帯電装置52が感光体51を帯電し、露光装置53が感光体51を露光して潜像を形成し、現像装置54が潜像をトナー像として現像することで、感光体51にトナー像が形成される。   First, the control unit CU that has received image data from an external device (not shown) operates the toner image forming unit 50. Then, the charging device 52 charges the photoconductor 51, the exposure device 53 exposes the photoconductor 51 to form a latent image, and the developing device 54 develops the latent image as a toner image. An image is formed.

また、制御部CUは、搬送装置40を作動させて、感光体51に形成されたトナー像が感光体51の軸周りの回転により転写位置(感光体51と転写ローラー55とが接触する部分)に到達するタイミングに合わせて、媒体Sを転写位置に送り込む。そして、転写ローラー55が感光体51に形成されたトナー像を媒体Sに転写させて、媒体Sにトナー像が形成される。   In addition, the control unit CU operates the conveying device 40 so that the toner image formed on the photoconductor 51 is transferred around the axis of the photoconductor 51 (the portion where the photoconductor 51 and the transfer roller 55 are in contact). The medium S is sent to the transfer position in accordance with the timing of reaching the position. Then, the transfer roller 55 transfers the toner image formed on the photoconductor 51 to the medium S, and the toner image is formed on the medium S.

次いで、制御部CUは、定着装置60を作動させて、転写ローラー55により媒体Sに転写されたトナー像を媒体Sに定着させる。そして、トナー像が定着された媒体S、すなわち、画像が形成された媒体Sは、搬送装置40により更に搬送方向下流側に搬送され、本体20の排出トレイ22に排出されて、画像形成動作が終了する。   Next, the control unit CU operates the fixing device 60 to fix the toner image transferred to the medium S by the transfer roller 55 on the medium S. Then, the medium S on which the toner image is fixed, that is, the medium S on which the image is formed, is further transported downstream in the transport direction by the transport device 40 and is discharged to the discharge tray 22 of the main body 20 to perform the image forming operation. finish.

≪要部(定着装置)の構成≫
次に、本実施形態の要部である定着装置60の構成について図4及び図5(主に図4)を参照しながら詳しく説明する。
≪Configuration of main part (fixing device) ≫
Next, the configuration of the fixing device 60 which is a main part of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5 (mainly FIG. 4).

定着装置60は、加熱ローラー61(加熱部材の一例)と、加圧ローラー62(加圧部材の一例)と、熱源63と、温度センサー66と、ハウジングHGと、一対の側板(図示省略)とを含んで構成されている。加熱ローラー61、加圧ローラー62、及び熱源63は、それぞれ長尺とされており、互いにそれらの長手方向を(装置奥行き方向に)沿わせた状態で、一対の側板に位置決めされている。そして、定着装置60は、長尺とされており、その長手方向を装置奥行き方向に沿わせた状態で、画像形成装置10の本体20に取り付けられている(図1参照)。なお、定着装置60を構成するハウジングHG以外の構成要素は、ハウジングHG内に収容されている。   The fixing device 60 includes a heating roller 61 (an example of a heating member), a pressure roller 62 (an example of a pressure member), a heat source 63, a temperature sensor 66, a housing HG, and a pair of side plates (not shown). It is comprised including. The heating roller 61, the pressure roller 62, and the heat source 63 are each long, and are positioned on the pair of side plates in a state where their longitudinal directions are aligned with each other (in the apparatus depth direction). The fixing device 60 is long, and is attached to the main body 20 of the image forming apparatus 10 with the longitudinal direction thereof aligned with the apparatus depth direction (see FIG. 1). Note that components other than the housing HG constituting the fixing device 60 are accommodated in the housing HG.

<加熱ローラー>
加熱ローラー61は、トナー像形成部50により媒体Sに形成されたトナー像(を構成するトナー)及び媒体Sを加熱する機能を有する。加熱ローラー61は、長尺のパイプ61Aと、パイプ61Aの外周を覆う弾性層61Bと、弾性層61Bの外周を覆う表層61Cを含んで構成されたローラーとされている。すなわち、加熱ローラー61は、無端状とされている。
<Heating roller>
The heating roller 61 has a function of heating the toner image (the toner constituting the toner image) formed on the medium S by the toner image forming unit 50 and the medium S. The heating roller 61 is a roller including a long pipe 61A, an elastic layer 61B that covers the outer periphery of the pipe 61A, and a surface layer 61C that covers the outer periphery of the elastic layer 61B. That is, the heating roller 61 is endless.

加熱ローラー61は、後述する熱源63により熱を付与されつつ、後述する加圧ローラー62に従動して軸周りに回転するようになっている。ここで、図3における符号Oは加熱ローラー61の軸(回転中心)を示しており、矢印Aは加熱ローラー61の回転方向を示している。そして、加熱ローラー61は、搬送装置40により搬送されるトナー像が形成された媒体Sを、後述するニップNにおいて加圧ローラー62とで加圧するようになっている。その結果、加熱ローラー61は、軸周りに回転しながらトナー像が形成された媒体Sに接触して、媒体Sを加熱し、加圧ローラー62とでニップNを通過する媒体Sを加圧して、媒体Sにトナー像を定着させるようになっている。   The heating roller 61 is rotated about an axis by being driven by a pressure roller 62 described later while being heated by a heat source 63 described later. Here, the symbol O in FIG. 3 indicates the axis (rotation center) of the heating roller 61, and the arrow A indicates the rotation direction of the heating roller 61. The heating roller 61 presses the medium S on which the toner image conveyed by the conveying device 40 is formed with the pressure roller 62 at a nip N described later. As a result, the heating roller 61 contacts the medium S on which the toner image is formed while rotating around the axis, heats the medium S, and pressurizes the medium S passing through the nip N with the pressure roller 62. The toner image is fixed on the medium S.

加熱ローラー61の両端の部分にはフランジ(図示省略)が嵌め込まれており、加熱ローラー61は各フランジに接着されて固定されている。そして、各フランジは、それぞれに嵌め込まれたシャフト(図示省略)を介して一対の側板に回転可能に支持されている。   Flange (not shown) is fitted to both ends of the heating roller 61, and the heating roller 61 is bonded and fixed to each flange. And each flange is rotatably supported by a pair of side plate via the shaft (illustration omitted) each fitted.

次に、加熱ローラー61の構成について詳しく説明する。   Next, the configuration of the heating roller 61 will be described in detail.

パイプ61Aは、一例として、外径φ35mm、厚み0.7mmのアルミ素管とされている。また、弾性層61Bは、一例として、厚み100μmのシリコーンゴムとされている。   As an example, the pipe 61A is an aluminum elementary tube having an outer diameter of 35 mm and a thickness of 0.7 mm. Moreover, the elastic layer 61B is made of silicone rubber having a thickness of 100 μm as an example.

表層61Cは、フッ素樹脂(以下、PFAと記載する。絶縁性樹脂の一例)と、導電性カーボンブラック(以下、CBと記載する。導電性粒子の一例)とで構成されている、一例として厚み20μmの層とされている。ここで、表層61Cについて別の見方をすると、表層61Cは、PFAにCBを分散させた厚み20μmの層といえる。なお、表層61CにおけるCBの含有率は、一例として、2wt%以上5wt%以下とされている。   The surface layer 61C is composed of a fluororesin (hereinafter referred to as PFA. An example of an insulating resin) and conductive carbon black (hereinafter referred to as CB. An example of conductive particles). The layer is 20 μm. Here, from another viewpoint of the surface layer 61C, it can be said that the surface layer 61C is a layer having a thickness of 20 μm in which CB is dispersed in PFA. In addition, the content rate of CB in the surface layer 61C is 2 wt% or more and 5 wt% or less as an example.

加熱ローラー61のマルテンス硬さは、表層61Cの温度が100℃である場合に、0.49N/mm以上0.74N/mm以下とされている。ここで、加熱ローラー61のマルテンス硬さは、ISO14577規格に基く超微小硬度計HM2000(株式会社フィッシャー・インスツルメンツ製)を用いて、100℃に加熱した加熱ローラー61に対し、最大試験荷重20mN、荷重アプリケーション時間20秒の試験条件で測定したものである。 The Martens hardness of the heating roller 61 is 0.49 N / mm 2 or more and 0.74 N / mm 2 or less when the temperature of the surface layer 61C is 100 ° C. Here, the Martens hardness of the heating roller 61 is a maximum test load of 20 mN with respect to the heating roller 61 heated to 100 ° C. using an ultra-micro hardness meter HM2000 (manufactured by Fischer Instruments Co., Ltd.) based on ISO14577 standard. It is measured under the test conditions of a load application time of 20 seconds.

なお、前述のとおり、加熱ローラー61の硬さについて本明細書では「マルテンス硬さ」を用いて特定しているが、その技術的意味は、以下のとおりである。すなわち、前述のとおり、表層61Cは、その厚みが一例として20μmの薄膜であることから、マイクロビッカーズ硬さでの特定は適さず、マルテンス硬さで特定することが適していることによる。また、マイクロ領域とナノ領域との試験では、押し込み量が非常に小さいため、試験片の表面粗さは測定精度に大きく影響することによる。さらに、表層61Cの表面(外周)の凹凸が媒体Sの画像光沢斑の発生に関連することによる。以上の3つの理由により、本明細書では、加熱ローラー61の硬さについて「マルテンス硬さ」を用いて特定している。   As described above, the hardness of the heating roller 61 is specified using “Martens hardness” in the present specification, and the technical meaning thereof is as follows. That is, as described above, the surface layer 61C is a thin film having a thickness of 20 μm as an example, and therefore it is not appropriate to specify the micro Vickers hardness but to specify the Martens hardness. Further, in the micro region and nano region tests, the amount of indentation is very small, so that the surface roughness of the test piece greatly affects the measurement accuracy. Furthermore, the unevenness on the surface (outer periphery) of the surface layer 61C is related to the occurrence of image gloss spots on the medium S. For the above three reasons, in the present specification, the hardness of the heating roller 61 is specified using “Martens hardness”.

加熱ローラー61は、コロナ放電を0.5秒間行い負極性に帯電させた場合に、所定時間経過後の最小表面電位が−0.478kV以上−0.041kV以下となる。ここで、所定時間とは、一例として30秒とされている。また、最小表面電位とは帯電量の大きさを意味する。また、最小表面電位の値は、JIS61340−2−1規格(国際機関IEC61340−2−1)に基く静電気拡散測定機NS−D100(株式会社ナノシーズ製)を用いて、加熱ローラー61をアースに設置した金属板上に置き、測定環境25℃、湿度50%のもと、コロナ放電時間0.5秒、帯電電極を負極性として測定したものである。   The heating roller 61 has a minimum surface potential of −0.478 kV or more and −0.041 kV or less after a predetermined time when the corona discharge is performed for 0.5 seconds to be negatively charged. Here, the predetermined time is 30 seconds as an example. Further, the minimum surface potential means the amount of charge. In addition, the minimum surface potential is determined by installing the heating roller 61 on the ground using an electrostatic diffusion measuring device NS-D100 (manufactured by Nano Seeds Co., Ltd.) based on the JIS 61340-2-1 standard (International Organization IEC 61340-2-1). The sample was placed on a metal plate, measured under a measurement environment of 25 ° C. and a humidity of 50%, with a corona discharge time of 0.5 seconds and a charged electrode as negative polarity.

<加圧ローラー>
加圧ローラー62は、トナー像形成部50により媒体Sに形成されたトナー像(を構成するトナー)及び媒体Sを、加熱ローラー61とともに加圧する機能を有する。加圧ローラー62は、長尺のシャフトと、当該シャフトの外周を覆う被覆層(一例としてシリコンゴム製)とを含んで構成されたローラーとされている。加圧ローラー62は、装置奥行き方向から見て、加熱ローラー61の下側に配置されている。また、加圧ローラー62の上側の部分には、加圧ローラー62の外周に沿って凹んだ状態の加熱ローラー61の下側の部分が接触している。そして、前述のニップNとは、加圧ローラー62と加熱ローラー61とにより形成される、加圧ローラー62と加熱ローラー61との接触部分を意味する。
<Pressure roller>
The pressure roller 62 has a function of pressing the toner image (the toner constituting the toner image) formed on the medium S by the toner image forming unit 50 and the medium S together with the heating roller 61. The pressure roller 62 is a roller including a long shaft and a coating layer (made of silicon rubber as an example) that covers the outer periphery of the shaft. The pressure roller 62 is disposed on the lower side of the heating roller 61 when viewed from the apparatus depth direction. Further, the lower part of the heating roller 61 in a state of being recessed along the outer periphery of the pressure roller 62 is in contact with the upper part of the pressure roller 62. The above-described nip N means a contact portion between the pressure roller 62 and the heating roller 61 formed by the pressure roller 62 and the heating roller 61.

加圧ローラー62のシャフトの一端には、駆動源(図示省略)が連結されている。そして、加圧ローラー62は、駆動源により駆動され、軸周りに回転して、加熱ローラー61を周回させるようになっている。ここで、図3における矢印Bは、加圧ローラー62の回転方向を示している。   A driving source (not shown) is connected to one end of the shaft of the pressure roller 62. The pressure roller 62 is driven by a drive source, rotates around the axis, and rotates the heating roller 61. Here, an arrow B in FIG. 3 indicates the rotation direction of the pressure roller 62.

<熱源>
熱源63は、加熱ローラー61が媒体Sを加熱するための熱を、加熱ローラー61に付与する機能を有する。熱源63は、一例として、棒状のハロゲンランプとされている。熱源63は、加熱ローラー61内に配置され、自身の軸を軸Oに重ねた状態で加熱ローラー61の内周に対向している。そして、熱源63は、電源(図示省略)から電圧が印加されると、発光して加熱ローラー61に熱を付与するようになっている。
<Heat source>
The heat source 63 has a function of applying heat to the heating roller 61 so that the heating roller 61 heats the medium S. As an example, the heat source 63 is a rod-shaped halogen lamp. The heat source 63 is disposed in the heating roller 61 and faces the inner periphery of the heating roller 61 with its own axis overlapped with the axis O. The heat source 63 emits light and applies heat to the heating roller 61 when a voltage is applied from a power source (not shown).

<温度センサー>
温度センサー66は、加熱ローラー61の温度を検知する機能を有する。温度センサー66は、一例として、加熱ローラー61の外周に対向して配置されている。なお、温度センサー66に検知された温度(温度に関するデータ)は、定められた周期で制御部CUに送信されるようになっている。
<Temperature sensor>
The temperature sensor 66 has a function of detecting the temperature of the heating roller 61. For example, the temperature sensor 66 is disposed so as to face the outer periphery of the heating roller 61. In addition, the temperature (data regarding temperature) detected by the temperature sensor 66 is transmitted to the control unit CU at a predetermined cycle.

≪効果≫
次に、本実施形態の効果について図6の表を参照しながら説明する。本実施形態の効果は、後述する2つの評価実験から導かれる総合評価から得られたものである。
≪Effect≫
Next, the effect of this embodiment will be described with reference to the table of FIG. The effect of the present embodiment is obtained from comprehensive evaluation derived from two evaluation experiments described later.

<各サンプルの説明>
図6の表に示されるように、サンプルとして、サンプル1〜8の加熱ローラーを用意し、各サンプルに対して、マルテンス硬さと、最小表面電位とを測定した。これらの測定方法は、前述のとおりである。なお、各サンプルは、表層61CにおけるCBの含有率が異なっている。その結果、マルテンス硬さと、最小表面電位との測定結果が異なっている。
<Description of each sample>
As shown in the table of FIG. 6, heating rollers of Samples 1 to 8 were prepared as samples, and Martens hardness and minimum surface potential were measured for each sample. These measuring methods are as described above. Each sample has a different CB content in the surface layer 61C. As a result, the measurement results of Martens hardness and minimum surface potential are different.

<評価方法の説明>
各サンプルの評価実験として、画像光沢斑についての評価実験と、静電オフセットについての評価実験とを行った。
<Description of evaluation method>
As an evaluation experiment for each sample, an evaluation experiment for image gloss spots and an evaluation experiment for electrostatic offset were performed.

画像光沢斑についての評価実験では、各サンプルの加熱ローラーを備えた定着装置60をプリンタFS−4300DN(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製)に搭載したうえで、媒体Sに画像を形成し(媒体Sに画像サンプルを印字し)、試験者により画像光沢斑の発生の有無を評価した。その結果、画像光沢斑が発生していない場合を「良好」とし、発生している場合を「発生」と評価し、やや発生している場合を「やや発生」とした。そして、画像光沢斑についての評価実験では、「良好」であれば合格とした。   In an evaluation experiment for image gloss spots, a fixing device 60 having a heating roller for each sample is mounted on a printer FS-4300DN (manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.), and an image is formed on the medium S (on the medium S). An image sample was printed) and the tester evaluated the presence or absence of image gloss spots. As a result, the case where no image gloss spots were generated was evaluated as “good”, the case where it was generated was evaluated as “occurrence”, and the case where it was generated was determined as “slightly generated”. In the evaluation experiment on the glossy image, if it was “good”, it was accepted.

また、静電オフセットについての評価実験では、各サンプルの加熱ローラーを備えた定着装置60をプリンタFS−4300DN(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製)に搭載したうえで、媒体Sを500枚通紙させた後、媒体Sに画像サンプルを印字した。そして、試験者により各サンプルの加熱ローラーに静電オフセットが発生しているかを確認した。当該確認は、各サンプルの加熱ローラーにトナーが付着しているか否かで確認した。その結果、静電オフセットが発生していない場合を「良好」とし、発生している場合を「発生」と評価し、やや発生している場合を「やや発生」とした。そして、静電オフセットについての評価実験では、「良好」であれば合格とした。   In an evaluation experiment for electrostatic offset, a fixing device 60 having a heating roller for each sample was mounted on a printer FS-4300DN (manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd.), and 500 sheets of medium S were passed. Thereafter, an image sample was printed on the medium S. And it was confirmed by the tester whether the electrostatic offset has generate | occur | produced in the heating roller of each sample. The confirmation was made based on whether or not the toner adhered to the heating roller of each sample. As a result, the case where electrostatic offset did not occur was evaluated as “good”, the case where it occurred was evaluated as “occurrence”, and the case where it occurred slightly was determined as “somewhat occurred”. And in the evaluation experiment about electrostatic offset, if it was "good", it was set as the pass.

本評価実験では、画像光沢斑についての評価実験と、静電オフセットについての評価実験とにおいて、何れの場合も「良好」の場合を「合格」とした。   In this evaluation experiment, in both the evaluation experiment for image gloss spots and the evaluation experiment for electrostatic offset, the case of “good” was set to “pass”.

<画像光沢斑についての評価試験の結果>
図8の表に示されるように、サンプル1〜5では、「良好」であった。サンプル6では「やや発生」であった。サンプル7及び8では、「発生」であった。すなわち、CB含有率が5wt%以下の場合、加熱ローラーのマルテンス硬さが0.74N/mm以下の場合、及び、最小表面電位が−0.041kV以下の場合は、画像光沢斑について「良好」であった。
<Results of evaluation test on glossy image>
As shown in the table of FIG. 8, Samples 1 to 5 were “good”. In sample 6, it was “slightly occurring”. In samples 7 and 8, it was “occurrence”. That is, when the CB content is 5 wt% or less, when the Martens hardness of the heating roller is 0.74 N / mm 2 or less, and when the minimum surface potential is −0.041 kV or less, “Good” "Met.

<静電オフセットについての評価試験の結果>
図8の表に示されるように、サンプル3〜8では、「良好」であった。サンプル2では「やや発生」であった。サンプル1では、「発生」であった。すなわち、CB含有率が2wt%以上の場合、加熱ローラーのマルテンス硬さが0.49N/mm以上の場合、及び、最小表面電位が−0.478kV以上の場合は、静電オフセットについて「良好」であった。
<Results of evaluation test for electrostatic offset>
As shown in the table of FIG. 8, Samples 3 to 8 were “good”. In sample 2, it was “slightly occurring”. In sample 1, it was “occurrence”. That is, when the CB content is 2 wt% or more, when the Martens hardness of the heating roller is 0.49 N / mm 2 or more, and when the minimum surface potential is −0.478 kV or more, the electrostatic offset is “good” "Met.

<総合評価の結果>
前述のとおりであるから、総合評価では、サンプル3〜5のみが「合格」であった。
<Result of comprehensive evaluation>
Since it is as above-mentioned, only the samples 3-5 were "pass" by comprehensive evaluation.

<考察>
CB含有率が高いほど、加熱ローラーのマルテンス硬さの値が大きくなる。そして、加熱ローラーのマルテンス硬さの値が0.8N/mmの当たりから、画像光沢斑が発生し始める。これは、加熱ローラーの表面の硬度が高くなることで、加熱ローラーの表層が媒体Sの微小な凹凸に対して追従できなくなったためと考えられる。しかしながら、加熱ローラーのマルテンス硬さの値が0.8N/mmを超えている場合であっても、静電オフセットは発生していない。これは、CB含有率が高いことで加熱ローラーの静電気がリークし易いためと考えられる。
<Discussion>
The higher the CB content, the greater the Martens hardness value of the heating roller. Then, when the value of the Martens hardness of the heating roller is about 0.8 N / mm 2 , image gloss spots start to occur. This is thought to be because the surface layer of the heating roller cannot follow the minute irregularities of the medium S due to the increased hardness of the surface of the heating roller. However, even when the Martens hardness value of the heating roller exceeds 0.8 N / mm 2 , no electrostatic offset is generated. This is considered because the static electricity of the heating roller is likely to leak due to the high CB content.

サンプル3〜5の加熱ローラーは、サンプル1及び2の加熱ローラーに比べて、静電オフセットの発生の点で優位である。また、サンプル3〜5の加熱ローラーは、サンプル6〜9の加熱ローラーに比べて、画像光沢斑の発生の点で優位である。以上より、サンプル3〜5の加熱ローラーは、サンプル1、2、6〜8の加熱ローラーに比べて、静電オフセットの発生の点及び画像光沢斑の発生の点で優位である。なお、サンプル3〜5の加熱ローラーは本発明の技術的範囲に含まれる形態であり、サンプル1、2、6〜8の加熱ローラーは本発明の技術的範囲に含まれない形態である。   The heating rollers of samples 3 to 5 are superior to the heating rollers of samples 1 and 2 in terms of generation of electrostatic offset. In addition, the heating rollers of Samples 3 to 5 are superior to the heating rollers of Samples 6 to 9 in terms of occurrence of image gloss spots. From the above, the heating rollers of Samples 3 to 5 are superior to the heating rollers of Samples 1, 2, and 6 to 8 in terms of generation of electrostatic offset and image gloss. In addition, the heating roller of samples 3-5 is a form included in the technical scope of the present invention, and the heating roller of samples 1, 2, 6-8 is a form not included in the technical scope of the present invention.

以上の総合評価によれば、本実施形態の加熱ローラー61は、定着装置60に用いた場合に、静電オフセットの発生を抑制しつつ、画像光沢斑の発生を抑制することができる。これに伴い、本実施形態の定着装置60は、加熱ローラー61への静電オフセットの発生を抑制しつつ、画像光沢斑の発生を抑制することができる。また、本実施形態の画像形成装置10は、加熱ローラー61への静電オフセットの発生及び画像光沢斑の発生に伴う画像形成不良が抑制される。   According to the above comprehensive evaluation, when the heating roller 61 of the present embodiment is used in the fixing device 60, it is possible to suppress the occurrence of image gloss while suppressing the occurrence of electrostatic offset. Accordingly, the fixing device 60 of the present embodiment can suppress the occurrence of image gloss while suppressing the occurrence of electrostatic offset to the heating roller 61. Further, in the image forming apparatus 10 of the present embodiment, image formation defects due to the occurrence of electrostatic offset on the heating roller 61 and the occurrence of image gloss spots are suppressed.

以上のとおり、本発明について本実施形態を例として説明したが、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の技術的範囲には、下記のような形態も含まれる。   As described above, the present embodiment has been described by taking the present embodiment as an example, but the technical scope of the present invention is not limited to the present embodiment. For example, the following forms are also included in the technical scope of the present invention.

例えば、本実施形態の説明では、表層61Cを構成する絶縁性樹脂の一例をPFAであるとして説明したが、絶縁性樹脂はPFAでなくてもよい。例えば、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂その他の絶縁性の樹脂であってもよい。   For example, in the description of the present embodiment, an example of the insulating resin constituting the surface layer 61C has been described as PFA, but the insulating resin may not be PFA. For example, silicone resin, polyamide resin, or other insulating resin may be used.

また、本実施形態の説明では、表層61Cを構成する導電性粒子の一例をCBであるとして説明したが、導電性粒子はCBでなくてもよい。例えば、鉄の粒子、アルミニウムの粒子その他の導電性の粒子であってもよい。   In the description of the present embodiment, an example of the conductive particles constituting the surface layer 61C has been described as CB, but the conductive particles may not be CB. For example, iron particles, aluminum particles, or other conductive particles may be used.

また、本実施形態の定着装置60では、加熱部材の一例を加熱ローラー61として説明した。しかしながら、加熱部材はローラー状でなくてもよい。例えば、図7の変形例の定着装置60Dのように、加熱部材は、加熱ベルト61Dであってもよい。   In the fixing device 60 of the present embodiment, an example of the heating member has been described as the heating roller 61. However, the heating member may not be in the form of a roller. For example, like the fixing device 60D of the modification of FIG. 7, the heating member may be a heating belt 61D.

10 画像形成装置
50 トナー像形成部
60 定着装置
61 加熱ローラー(加熱部材の一例)
61C 表層
62 加圧ローラー(加圧部材の一例)
S 媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming apparatus 50 Toner image forming part 60 Fixing apparatus 61 Heating roller (an example of a heating member)
61C surface layer 62 pressure roller (an example of a pressure member)
S Medium

Claims (2)

無端状の多層構造とされ、熱を付与されつつ軸周りに回転しながらトナー像が形成された媒体に接触して、前記媒体を加熱する加熱部材と、
軸周りに回転して前記加熱部材とで前記媒体を加圧する加圧部材と、
を備え、
前記加熱部材の表層の材質は、絶縁性樹脂と導電性粒子とを含み、前記導電性粒子の含有率が2wt%以上5wt%以下とされ、
前記加熱部材のマルテンス硬さは、前記表層の温度が100℃である場合に0.49N/mm以上0.74N/mm以下とされ、
前記加熱部材を0.5秒間負帯電させて所定時間経過した時点における、前記表層の最小表面電位は、−0.478kV以上−0.041kV以下である、
定着装置。
A heating member that has an endless multi-layer structure, contacts the medium on which the toner image is formed while rotating about an axis while being heated, and heats the medium;
A pressure member that rotates about an axis and pressurizes the medium with the heating member;
With
The material of the surface layer of the heating member includes an insulating resin and conductive particles, and the content of the conductive particles is 2 wt% or more and 5 wt% or less,
The Martens hardness of the heating member is 0.49 N / mm 2 or more and 0.74 N / mm 2 or less when the temperature of the surface layer is 100 ° C.,
When the heating member is negatively charged for 0.5 seconds and a predetermined time has elapsed, the minimum surface potential of the surface layer is −0.478 kV or more and −0.041 kV or less,
Fixing device.
媒体にトナー像を形成するトナー像形成部と、
請求項1に記載の定着装置であって、前記トナー像形成部により媒体に形成されたトナー像を媒体に定着する定着装置と、
を備えた画像形成装置。
A toner image forming unit for forming a toner image on a medium;
The fixing device according to claim 1, wherein the toner image formed on the medium by the toner image forming unit is fixed on the medium.
An image forming apparatus.
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