JP6387990B2

JP6387990B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus

Info

Publication number: JP6387990B2
Application number: JP2016043360A
Authority: JP
Inventors: 信司山根
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2036-03-07
Also published as: JP2017161583A

Description

本発明は、トナー像を用紙に定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a sheet and an image forming apparatus including the fixing device.

画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体を帯電させ、帯電した像担持体を画像データに基づいて露光して像担持体の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置でトナー像に現像している。像担持体の表面に形成されたトナー像は、用紙に転写された後、定着装置によって加熱及び加圧されて用紙に定着される。 In an image forming apparatus, an image carrier such as a photosensitive drum is charged, and the charged image carrier is exposed based on image data to form an electrostatic latent image on the surface of the image carrier. The image is developed into a toner image by a developing device. The toner image formed on the surface of the image carrier is transferred to a sheet, and then heated and pressed by a fixing device to be fixed on the sheet.

定着装置の定着方式としては、加熱される定着ローラーと加圧ローラーとを用いるローラー定着方式や、加熱される定着ベルトと加圧ローラーとを用いるベルト定着方式などが主流である。これらの方式では、定着ローラーや定着ベルト等の定着部材と加圧ローラーとの間に定着ニップが形成され、定着ニップを用紙が通過する際に、トナー像が加熱及び加圧されるようになっている。定着部材は、一般的に、導電層と、この導電層にプライマー層を介して設けられる離型層と、を有している。 As a fixing method of the fixing device, a roller fixing method using a heated fixing roller and a pressure roller, a belt fixing method using a heated fixing belt and a pressure roller, and the like are mainstream. In these methods, a fixing nip is formed between a fixing member such as a fixing roller or a fixing belt and a pressure roller, and the toner image is heated and pressed when the paper passes through the fixing nip. ing. The fixing member generally has a conductive layer and a release layer provided on the conductive layer via a primer layer.

このような定着部材においては、用紙に転写されたトナーが定着ニップで定着部材に静電的に付着する「静電オフセット」と呼ばれる現象が発生する場合がある。静電オフセットは、定着部材の離型層が用紙との摩擦等によって電荷を帯び、この電荷に、用紙に転写されたトナーが静電的に引き寄せられ、引き寄せられたトナーが用紙に再転写されて定着される現象である。 In such a fixing member, a phenomenon called “electrostatic offset” may occur in which the toner transferred onto the paper is electrostatically attached to the fixing member at the fixing nip. In the electrostatic offset, the release layer of the fixing member is charged by friction with the paper, and the toner transferred to the paper is electrostatically attracted to the charge, and the attracted toner is retransferred to the paper. This phenomenon is fixed.

静電オフセットに対する対策として、特許文献１には、非線形抵抗特性を有する粒子を離型層に含有させた加圧ローラーが記載されている。この加圧ローラーでは、離型層の厚さ方向にかかる電圧が一定値を超えると、非線形抵抗特性の粒子によって離型層の抵抗値が急激に低下して導電性となり、離型層の帯電電位の上昇を一定まで抑えて、加圧ローラーと定着部材との電位差を保つようになっている。 As a countermeasure against electrostatic offset, Patent Document 1 describes a pressure roller in which particles having nonlinear resistance characteristics are contained in a release layer. In this pressure roller, when the voltage applied in the thickness direction of the release layer exceeds a certain value, the resistance value of the release layer rapidly decreases due to the non-linear resistance characteristic particles and becomes conductive, and the release layer is charged. The potential difference between the pressure roller and the fixing member is maintained by suppressing the increase in potential to a certain level.

また、特許文献２には、複数の針状突起物を有するテトラポット型の導電性粒子をプライマー層に含有させた定着部材が記載されている。この定着部材では、複数の針状突起物によって導電経路が形成され、離型層の電荷を逃がしやすくなっている。 Patent Document 2 describes a fixing member in which tetrapot type conductive particles having a plurality of needle-like protrusions are contained in a primer layer. In this fixing member, a conductive path is formed by a plurality of needle-like protrusions, and the charge of the release layer is easily released.

特開２００９−１２８６４６号公報JP 2009-128646 A 特開２０１１−７１１８３号公報JP 2011-71183 A

しかしながら上記特許文献１に記載の定着部材においては、離型層に粒子を含有させているので、低温定着トナーを用いた場合に、離型層に紙粉やトナー成分が付着又は固着して離型性が低下するという問題がある。一方、上記特許文献２に記載の定着装置においては、導電性粒子をプライマー層に含有させているので離型性低下の問題はないが、導電経路が局部的に形成されることでリークが起こり、ピンホールの発生等の局部的な絶縁破壊が起こる虞がある。 However, since the fixing member described in Patent Document 1 contains particles in the release layer, when low-temperature fixing toner is used, paper powder or toner components adhere to or adhere to the release layer. There is a problem that the moldability deteriorates. On the other hand, in the fixing device described in Patent Document 2, since the conductive particles are contained in the primer layer, there is no problem of releasability, but leakage occurs because the conductive path is locally formed. There is a risk of local dielectric breakdown such as the occurrence of pinholes.

そこで、本発明は上記事情を考慮し、局部的な絶縁破壊を防ぎつつ離型層の表面に蓄積した電荷を確実に除電できる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention provides a fixing device capable of reliably removing charges accumulated on the surface of a release layer while preventing local dielectric breakdown, and an image forming apparatus including the fixing device. Objective.

上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、加熱される定着部材と、該定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップにおいてトナー転写後の用紙を挟持搬送しつつトナーを加熱及び加圧して用紙に定着する定着装置であって、前記定着部材は、導電層と、該導電層の表面に設けられるプライマー層と、該プライマー層の表面に設けられる絶縁性の離型層と、を備え、前記プライマー層は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂中に分散される導電性フィラーと、を有し、前記導電性フィラーは、前記離型層の表面に沿う方向に配向されて、該方向に先細形状に突出する尖鋭部を有していると共に前記バインダー樹脂よりも高い導電性を有していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a fixing member to be heated and a pressure member that forms a fixing nip between the fixing member, and after the toner transfer in the fixing nip. A fixing device that heats and pressurizes toner while fixing a sheet while fixing the sheet, and the fixing member includes a conductive layer, a primer layer provided on a surface of the conductive layer, and a surface of the primer layer. An insulating release layer provided, wherein the primer layer has a binder resin and a conductive filler dispersed in the binder resin, and the conductive filler is formed of the release layer. It has a sharp portion that is oriented in a direction along the surface and projects in a tapered shape in the direction, and has higher conductivity than the binder resin.

このような構成を採用することにより、離型層の表面に帯電した電荷は、バインダー樹脂内では離型層の表面の法線方向に沿って導電性フィラーにリークし、導電性フィラー内では離型層の表面に平行な方向に沿って拡散するので、離型層の表面と導電層との間に複数の階段状の導電経路が形成される。そして、このような階段状の導電経路に沿って蓄積した電荷がリークするので、離型層の表面と導電層との間にピンホール等の局部的な絶縁破壊が発生し難い。したがって、摩擦等によって離型層の表面に発生した電荷は、ピンホール等の局部的な絶縁破壊を生じさせずに速やかに除電されるので、静電オフセットの発生を確実に防止することができる。 By adopting such a configuration, the electric charge charged on the surface of the release layer leaks to the conductive filler along the normal direction of the surface of the release layer in the binder resin, and releases in the conductive filler. Since it diffuses along a direction parallel to the surface of the mold layer, a plurality of stepped conductive paths are formed between the surface of the release layer and the conductive layer. And since the electric charge accumulate | stored along such a step-like conductive path leaks, local dielectric breakdowns, such as a pinhole, are hard to generate | occur | produce between the surface of a mold release layer, and a conductive layer. Accordingly, since the charge generated on the surface of the release layer due to friction or the like is quickly eliminated without causing local dielectric breakdown such as pinholes, it is possible to reliably prevent the occurrence of electrostatic offset. .

さらに、離型層表面の摩擦帯電により発生した電荷は、導電性フィラーの尖鋭部により集中的にリークしやすいので、導電性フィラー内を離型層の表面に沿う方向に拡散させる距離を長くできる。したがって、離型層の表面と導電層との間に直線状の絶縁破壊を起こしにくくできる。 Furthermore, since the charge generated by frictional charging on the surface of the release layer tends to leak intensively due to the sharp part of the conductive filler, the distance for diffusing in the direction along the surface of the release layer can be increased. . Therefore, it is difficult to cause a linear dielectric breakdown between the surface of the release layer and the conductive layer.

本発明の定着装置において、前記バインダー樹脂は、前記導電性フィラーと前記離型層の表面との間の放電開始電界以下では絶縁性を有していることを特徴としても良い。 In the fixing device of the present invention, the binder resin may have an insulating property below a discharge start electric field between the conductive filler and the surface of the release layer.

このような構成を採用することにより、離型層の表面に帯電した電荷を、バインダー樹脂ではなく導電性フィラーに確実にリークさせることができる。 By adopting such a configuration, the charge charged on the surface of the release layer can be surely leaked to the conductive filler instead of the binder resin.

本発明の定着装置において、前記導電性フィラーは、鱗片形状を有していることを特徴としても良い。 In the fixing device of the present invention, the conductive filler may have a scale shape.

このような構成を採用することにより、リークした電荷を速やかに拡散することができる。 By adopting such a configuration, leaked charges can be quickly diffused.

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices described above.

本発明によれば、離型層の表面に蓄積した電荷を、絶縁破壊を起こすことなく速やかに除電することができる。 According to the present invention, charges accumulated on the surface of the release layer can be quickly eliminated without causing dielectric breakdown.

本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an outline of a printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着部材のプライマー層を模式的に示す図であり、図３（Ａ）は断面図、図３（Ｂ）は平面図である。3A and 3B are diagrams schematically showing a primer layer of a fixing member in a fixing device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view and FIG. 3B is a plan view. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、離型層の除電過程を模式的に説明する図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a charge removal process of a release layer in a fixing device according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について説明する。 Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下の説明では、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きプリンターを正面から見た方向を基準とする。 First, the overall configuration of the printer 1 (image forming apparatus) will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a printer according to an embodiment of the present invention. In the following description, the front side of the paper in FIG. 1 is the front side (front side) of the printer 1, and the direction when the left and right orientation printers are viewed from the front is used as a reference.

プリンター１は、箱型形状の筐体２を備えており、筐体２の下部には用紙を収納する給紙カセット３が着脱可能に収容されている。給紙カセット３の右上には、給紙カセット３から用紙を給紙する給紙装置４が設けられている。また、筐体２の上面には排紙トレイ５が設けられている。 The printer 1 includes a box-shaped housing 2, and a paper feed cassette 3 that stores paper is detachably housed in a lower portion of the housing 2. A paper feeding device 4 that feeds paper from the paper feeding cassette 3 is provided at the upper right of the paper feeding cassette 3. A paper discharge tray 5 is provided on the upper surface of the housing 2.

給紙カセット３の上方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光装置７と、画像形成部８とが設けられている。画像形成部８は、回転可能に設けられる感光体ドラム９を有し、感光体ドラム９の周囲には、帯電装置１０と、現像装置１１と、転写ローラー１２と、クリーニング装置１３とが、感光体ドラム９の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。現像装置１１は、トナーを収容するトナーコンテナ１４に接続されている。画像形成部８の上方には定着装置１６が設けられ、定着装置１６の上方には、排紙装置１７が設けられている。 Above the paper feed cassette 3, an exposure device 7 composed of a laser scanning unit (LSU) and an image forming unit 8 are provided. The image forming unit 8 includes a photosensitive drum 9 that is rotatably provided. Around the photosensitive drum 9, a charging device 10, a developing device 11, a transfer roller 12, and a cleaning device 13 are photosensitive. It arrange | positions along the rotation direction (refer arrow X of FIG. 1) of the body drum 9. FIG. The developing device 11 is connected to a toner container 14 that contains toner. A fixing device 16 is provided above the image forming unit 8, and a paper discharge device 17 is provided above the fixing device 16.

さらに、筐体２の内部には、給紙装置４から、感光体ドラム９と転写ローラー１２との間に形成される転写部２０と、定着装置１６とを通って排紙装置１７に向かう用紙の搬送経路２２が設けられている。搬送経路２２の右側には、両面印刷用の反転経路２３が設けられている。 Further, inside the housing 2, paper is fed from the paper feeding device 4 to the paper discharge device 17 through the transfer unit 20 formed between the photosensitive drum 9 and the transfer roller 12 and the fixing device 16. Transport path 22 is provided. On the right side of the conveyance path 22, a reverse path 23 for double-sided printing is provided.

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。帯電装置１０によって感光体ドラム９の表面が帯電された後、露光装置７からのレーザー光（図１の一点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム９に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム９の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置１１において、トナーコンテナ１３から供給されるトナーによってトナー像に現像される。 Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described. After the surface of the photosensitive drum 9 is charged by the charging device 10, exposure corresponding to image data is performed on the photosensitive drum 9 by laser light from the exposure device 7 (see the dashed line P in FIG. 1). An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 9. The electrostatic latent image is developed into a toner image by the toner supplied from the toner container 13 in the developing device 11.

一方、給紙装置４によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて画像形成部８へと搬送され、転写部２０で感光体ドラム９上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路２２を下流側へと搬送されて定着装置１６に進入し、この定着装置１６において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙装置１７によって排紙トレイ５に排出される。感光体ドラム９上に残留したトナーは、クリーニング装置１３によって回収される。 On the other hand, the sheet taken out from the sheet feeding cassette 3 by the sheet feeding device 4 is conveyed to the image forming unit 8 in synchronization with the image forming operation described above, and the toner image on the photosensitive drum 9 is transferred by the transfer unit 20. Transferred to paper. The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed downstream in the conveyance path 22 and enters the fixing device 16 where the toner image is fixed on the sheet. The paper on which the toner image is fixed is discharged to the paper discharge tray 5 by the paper discharge device 17. The toner remaining on the photosensitive drum 9 is collected by the cleaning device 13.

次に、定着装置１６について、図２及び図３を参照して説明する。図２は定着装置を模式的に示す側面図、図３は定着装置のプライマー層を模式的に説明する図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は断面図である。 Next, the fixing device 16 will be described with reference to FIGS. 2 is a side view schematically illustrating the fixing device, FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a primer layer of the fixing device, FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view. .

図２に示されるように、定着装置１６は、内側から加熱される定着部材としての定着ローラー３１と、定着ローラー３１を加熱するハロゲンヒーター３２と、定着ローラー３１に圧接される加圧部材としての加圧ローラー３３と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the fixing device 16 includes a fixing roller 31 as a fixing member that is heated from the inside, a halogen heater 32 that heats the fixing roller 31, and a pressure member that is pressed against the fixing roller 31. And a pressure roller 33.

定着ローラー３１は、導電層である円筒状の芯金３５と、芯金３５の外周面に設けられるプライマー層３６と、プライマー層３６の外周面に設けられる離型層３７と、を有している。芯金３５は、例えば、厚さが０．５５ｍｍ、径が３０ｍｍのアルミニウム管を使用できる。 The fixing roller 31 includes a cylindrical core metal 35 that is a conductive layer, a primer layer 36 provided on the outer peripheral surface of the core metal 35, and a release layer 37 provided on the outer peripheral surface of the primer layer 36. Yes. As the core metal 35, for example, an aluminum tube having a thickness of 0.55 mm and a diameter of 30 mm can be used.

図３に示されるように、プライマー層３６は、図３に示されるように、絶縁性のバインダー樹脂３９と、バインダー樹脂３９中に分散される導電性フィラー４０と、を有している。プライマー層３６の厚さは、例えば、５μｍ〜１０μｍである。バインダー樹脂３９としては、ＰＦＡ（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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂やＰＩ（ポリイミド）等を使用できる。 As shown in FIG. 3, the primer layer 36 has an insulating binder resin 39 and a conductive filler 40 dispersed in the binder resin 39 as shown in FIG. 3. The thickness of the primer layer 36 is, for example, 5 μm to 10 μm. As the binder resin 39, fluorine-based resins such as PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) and PTFE (polytetrafluoroethylene), PI (polyimide), and the like can be used.

導電性フィラー４０は、先細形状に突出する尖鋭部４０ａを少なくとも一つ有する鱗片形状であり、バインダー樹脂３９よりも高い導電率を有している。導電性フィラー４０の導電率は、例えば、１．０×１０^−３〜１．０×１０^８（Ｓ／ｍ）である。言い換えると、バインダー樹脂３９は、離型層３７の表面と芯金３５との間に電界が生じた際に、離型層３７の表面と導電性フィラー４０間で最初に放電が開始され、この放電開始電界まで、離型層３７の表面とバインダー樹脂３９との間に放電は生じず、バインダー樹脂３９は絶縁性を保っている。 The conductive filler 40 has a scale shape having at least one pointed portion 40 a protruding in a tapered shape, and has a higher conductivity than the binder resin 39. The conductivity of the conductive filler 40 is, for example, 1.0 × 10 ^{−3 to} 1.0 × 10 ⁸ (S / m). In other words, when an electric field is generated between the surface of the release layer 37 and the cored bar 35, the binder resin 39 starts discharging first between the surface of the release layer 37 and the conductive filler 40. No discharge is generated between the surface of the release layer 37 and the binder resin 39 up to the discharge start electric field, and the binder resin 39 maintains insulation.

導電性フィラー４０は、図３（Ａ）に示されるように、離型層３７の表面に平行な面に沿う姿勢に配向されて、バインダー樹脂３９に分散されている。すなわち、尖鋭部４０ａは、離型層３７の表面に平行な方向に突出している。導電性フィラー４０のバインダー樹脂３９に対する含有率は、例えば、０．１〜１０ｗｔ％である。 As shown in FIG. 3A, the conductive filler 40 is oriented in a posture along a plane parallel to the surface of the release layer 37 and dispersed in the binder resin 39. That is, the sharp portion 40 a protrudes in a direction parallel to the surface of the release layer 37. The content rate with respect to the binder resin 39 of the electroconductive filler 40 is 0.1-10 wt%, for example.

導電性フィラー４０としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、導電性酸化チタン、チタン酸カリウム等を使用することができる。 As the conductive filler 40, for example, carbon black, graphite, conductive titanium oxide, potassium titanate, or the like can be used.

離型層３７は、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂等の絶縁性樹脂によって形成され、厚さは、例えば、１０μｍ〜１５μｍである。 The release layer 37 is formed of an insulating resin such as a fluorine-based resin such as PFA or PTFE, and has a thickness of 10 μm to 15 μm, for example.

定着ローラー３１は回転可能に支持されている。また、芯金３５は筐体２を介して接地されている。 The fixing roller 31 is rotatably supported. The core bar 35 is grounded via the housing 2.

図２に示されるように、ハロゲンヒーター３２は、定着ローラー３１の内部に配置され、定着ローラー３１の内周面に対して輻射熱を放射して定着ローラー３１を加熱する。 As shown in FIG. 2, the halogen heater 32 is disposed inside the fixing roller 31, and radiates heat to the inner peripheral surface of the fixing roller 31 to heat the fixing roller 31.

加圧ローラー３３は、円筒状の芯金と、芯金の外周面に設けられた弾性層と、弾性層の外周面に接着層を介して設けられた離型層と、を有している。加圧ローラー３３は回転可能に支持されて、定着ローラー３１に圧接して定着ローラー３１との間に定着ニップ４３を形成する。 The pressure roller 33 has a cylindrical metal core, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the metal core, and a release layer provided on the outer peripheral surface of the elastic layer via an adhesive layer. . The pressure roller 33 is rotatably supported and presses against the fixing roller 31 to form a fixing nip 43 with the fixing roller 31.

上記構成を有する定着装置１６において、用紙にトナーを定着させる際には、ハロゲンヒーター３２を稼働させて定着ローラー３１を加熱する。搬送経路２２に沿って搬送されてきた用紙は、定着ニップ４３を通過する際にトナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着される。このように定着ニップ４３を用紙が通過すると、定着ローラー３１が用紙と摩擦して帯電する場合がある。具体的には、用紙と直接接触する離型層３７が帯電する。 In the fixing device 16 having the above configuration, when the toner is fixed on the paper, the halogen heater 32 is operated to heat the fixing roller 31. When the paper transported along the transport path 22 passes through the fixing nip 43, the toner image is heated and pressurized and fixed on the paper. When the paper passes through the fixing nip 43 in this manner, the fixing roller 31 may be charged by friction with the paper. Specifically, the release layer 37 that is in direct contact with the paper is charged.

次に、離型層３７の表面に蓄積した電荷が除電される過程について、図４を参照して説明する。図４は除電過程を模式的に示す断面図である。離型層３７の表面に電荷Ｑが蓄積されると、蓄積された電荷Ｒは、絶縁性の離型層３７を通過して、プライマー層３６中の導電性フィラー４０に選択的にリークする。この際、導電性フィラー４０の尖鋭部４０ａ近傍の電界が強く、蓄積された電荷Ｑの放電を誘発するため、尖鋭部４０ａに特にリークしやすい。導電性フィラー４０にリークした電荷Ｑは、導電性フィラー４０内を面方向に拡散した後、最も近くに存在する導電性フィラー４０にリークし、最後に芯金３５にリークする。 Next, a process of removing charges accumulated on the surface of the release layer 37 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the charge removal process. When the charge Q is accumulated on the surface of the release layer 37, the accumulated charge R passes through the insulating release layer 37 and selectively leaks to the conductive filler 40 in the primer layer 36. At this time, since the electric field in the vicinity of the sharp portion 40a of the conductive filler 40 is strong and induces the discharge of the accumulated charge Q, it particularly tends to leak to the sharp portion 40a. The charge Q leaked to the conductive filler 40 diffuses in the surface direction in the conductive filler 40, leaks to the nearest conductive filler 40, and finally leaks to the metal core 35.

つまり、離型層３７の表面に蓄積した電荷Ｑは、離型層３７とバインダー樹脂３９内では離型層３７の表面の法線方向に沿ってリークし、導電性フィラー４０内では離型層３７の表面に平行な方向に沿って拡散する。このように、離型層３７の表面と芯金３５との間に、図４の矢印で示されるような複数の階段状の導電経路が選択的に形成される。この階段状の導電経路に沿って蓄積した電荷Ｑがリークするので、離型層３７の表面と芯金３５との間にピンホール等の局部的な絶縁破壊が発生し難い。 That is, the charge Q accumulated on the surface of the release layer 37 leaks along the normal direction of the surface of the release layer 37 in the release layer 37 and the binder resin 39, and the release layer in the conductive filler 40. It diffuses along a direction parallel to the surface of 37. As described above, a plurality of step-like conductive paths as shown by arrows in FIG. 4 are selectively formed between the surface of the release layer 37 and the cored bar 35. Since the charge Q accumulated along the stepped conductive path leaks, local dielectric breakdown such as pinholes hardly occurs between the surface of the release layer 37 and the cored bar 35.

また、離型層３７の表面に摩擦帯電により発生した電荷は、導電性フィラー４０の尖鋭部４０ａにより集中的にリークしやすいので、導電性フィラー４０内を離型層の表面に沿う方向に拡散させる距離を長くできる。したがって、離型層３７の表面と導電層との間に直線状の絶縁破壊を起こしにくくできる。 In addition, since the charge generated by frictional charging on the surface of the release layer 37 is likely to leak intensively by the sharp portion 40a of the conductive filler 40, it diffuses in the direction along the surface of the release layer in the conductive filler 40. The distance to be made can be lengthened. Therefore, it is difficult to cause a linear dielectric breakdown between the surface of the release layer 37 and the conductive layer.

次に、本発明の定着装置１６を備えた画像形成装置を用いて画像形成実験を行った際の画像と定着ローラーとを評価した結果について説明する。 Next, the results of evaluating the image and the fixing roller when an image forming experiment is performed using the image forming apparatus including the fixing device 16 of the present invention will be described.

定着装置１６は、φ３０ｍｍの定着ローラー３１とφ３０ｍｍの加圧ローラー３３とを有するローラー定着方式とした。定着ローラー３１として、φ３０ｍｍのアルミニウム製の芯金３５の表面に、プライマー層３６と離型層３７とを積層したものを使用した。プライマー層３６のバインダー樹脂３９は、フッ素系絶縁樹脂を使用し、導電性フィラー４０は、鱗片状の低抵抗フィラーを使用した。導電性フィラー４０の導電率は、３．７×１０^７Ｓ／ｍ、バインダー樹脂３９に対する含有率は５ｗｔ％である。プライマー層３６の厚さは５μｍである。離型層３７としては、厚さ２０μｍのＰＦＡを使用した。 The fixing device 16 is a roller fixing system having a fixing roller 31 having a diameter of 30 mm and a pressure roller 33 having a diameter of 30 mm. As the fixing roller 31, a material obtained by laminating a primer layer 36 and a release layer 37 on the surface of an aluminum core bar 35 having a diameter of 30 mm was used. The binder resin 39 of the primer layer 36 was a fluorine-based insulating resin, and the conductive filler 40 was a scaly low resistance filler. The conductivity of the conductive filler 40 is 3.7 × 10 ⁷ S / m, and the content ratio with respect to the binder resin 39 is 5 wt%. The thickness of the primer layer 36 is 5 μm. As the release layer 37, PFA having a thickness of 20 μm was used.

前記の定着ローラー３１において、離型層３７と芯金３５との間に電圧をかけた際の放電現象を観察した。その結果、３００Ｖの電圧をかけた際に、離型層３７の表面と導電性フィラー４０との間に放電が生じた。一方、比較例として、導電性フィラー４０を添加していないプライマー層３６を有する定着部材においては、１ｋＶ以上の電圧をかけた際に、離型層３７の表面とプライマー層３６との間に放電が生じた。このように、離型層３７の表面に存在する電荷は、バインダー樹脂３９よりも導電性フィラー４０に放電しやすいことが確認された。 In the fixing roller 31, a discharge phenomenon was observed when a voltage was applied between the release layer 37 and the cored bar 35. As a result, discharge was generated between the surface of the release layer 37 and the conductive filler 40 when a voltage of 300 V was applied. On the other hand, as a comparative example, in a fixing member having a primer layer 36 to which the conductive filler 40 is not added, a discharge is generated between the surface of the release layer 37 and the primer layer 36 when a voltage of 1 kV or more is applied. Occurred. Thus, it was confirmed that the electric charge existing on the surface of the release layer 37 is more easily discharged to the conductive filler 40 than the binder resin 39.

この定着ローラー３１を備える定着装置１６を用いて画像形成を行った結果、静電オフセットのない良好な画像が得られた。また、耐久試験後も、定着ローラー３１の離型性が低下せず、定着ローラー３１にピンホール等の局部的な絶縁破壊が生じなかった。 As a result of image formation using the fixing device 16 having the fixing roller 31, a good image without electrostatic offset was obtained. Further, even after the durability test, the releasability of the fixing roller 31 did not deteriorate, and local insulation breakdown such as pinholes did not occur in the fixing roller 31.

比較例として、導電性フィラー４０として粒状低抵抗フィラーを使用した場合、前述と同様の画像形成実験の結果、静電オフセットが発生した。また、耐久試験の結果、ピンホール等の局部破壊が観測された。これは以下の理由によると考えられる。離型層３７の表面に蓄積した電荷Ｗは、粒状低抵抗フィラーにリークされるが、粒状低抵抗フィラー内では、離型層３７の表面と平行な方向へはほとんど拡散されない。したがって、離型層３７の表面と平行な方向への拡散距離が短いので、離型層３７の表面と芯金３５との間に形成される直線状の導電経路に沿って集中的にリークすることで、ピンホールが発生しやすい。 As a comparative example, when a granular low resistance filler was used as the conductive filler 40, electrostatic offset occurred as a result of the same image formation experiment as described above. As a result of the durability test, local destruction such as pinholes was observed. This is considered to be due to the following reason. The charge W accumulated on the surface of the release layer 37 is leaked to the granular low-resistance filler, but is hardly diffused in the direction parallel to the surface of the release layer 37 in the granular low-resistance filler. Therefore, since the diffusion distance in the direction parallel to the surface of the release layer 37 is short, the leakage leaks intensively along the linear conductive path formed between the surface of the release layer 37 and the cored bar 35. As a result, pinholes are likely to occur.

上記説明したように本実施形態に係る定着装置１６においては、定着ローラー３１のプライマー層３６のバインダー樹脂３９に導電性フィラー４０を添加したので、離型層３７の表面に蓄積した電荷が、導電性フィラー４０を介して芯金３５にリークしやすくなる。したがって、離型層３７の帯電を防止でき、静電オフセットを防ぐことができる。 As described above, in the fixing device 16 according to the present embodiment, since the conductive filler 40 is added to the binder resin 39 of the primer layer 36 of the fixing roller 31, the electric charge accumulated on the surface of the release layer 37 becomes conductive. It becomes easy to leak to the metal core 35 through the conductive filler 40. Therefore, charging of the release layer 37 can be prevented, and electrostatic offset can be prevented.

さらに、離型層３７の表面に蓄積した電荷は、階段状の導電経路を介して芯金３５にリークするので、離型層３７とプライマー層３６とを直線状に貫通するような局部破壊が発生しづらい。したがって、ピンホールの発生を防止でき、定着ローラー３１を高寿命化できる。 Furthermore, since the electric charge accumulated on the surface of the release layer 37 leaks to the cored bar 35 via the step-like conductive path, local destruction that penetrates the release layer 37 and the primer layer 36 linearly is prevented. Hard to occur. Therefore, the occurrence of pinholes can be prevented and the life of the fixing roller 31 can be extended.

また、導電性フィラー４０は、離型層３７の表面に平行な方向に突出する尖鋭部４０ａを有する鱗片形状であるので、離型層３７の表面に蓄積した電荷は、この尖鋭部４０ａに特にリークしやすい。そして、導電性フィラー４０の面内を拡散するので、離型層３７の表面に沿う方向への電荷の拡散距離を長くできる。 In addition, since the conductive filler 40 has a scaly shape having a sharp portion 40a projecting in a direction parallel to the surface of the release layer 37, the charge accumulated on the surface of the release layer 37 is particularly generated in the sharp portion 40a. Easy to leak. And since it diffuses within the surface of the conductive filler 40, the diffusion distance of charges in the direction along the surface of the release layer 37 can be lengthened.

なお、導電性フィラー４０は、鱗片形状ではなく、尖鋭な端部を有する繊維状や針状の形状であってもよい。この場合、導電性フィラー４０の長さ方向が離型層３７の表面と平行な姿勢となるように配向して、バインダー樹脂３９に分散する。このような姿勢とすることで、尖鋭な端部にリークした電荷は、導電性フィラー４０内を離型層の表面と平行な方向に拡散するので、鱗片状の場合と同様に階段状の導通経路が形成される。そして、離型層３７の表面に蓄積した電荷はこの導通経路を通って芯金にリークするので、静電オフセットの発生を防止できる。 In addition, the conductive filler 40 may be a fiber-like or needle-like shape having a sharp end instead of a scale shape. In this case, the conductive filler 40 is oriented so that the length direction of the conductive filler 40 is parallel to the surface of the release layer 37 and dispersed in the binder resin 39. By adopting such a posture, the charge leaked to the sharp end portion diffuses in the conductive filler 40 in the direction parallel to the surface of the release layer, so that the step-like conduction is similar to the scale-like case. A path is formed. And since the electric charge accumulated on the surface of the release layer 37 leaks to the cored bar through this conduction path, generation of electrostatic offset can be prevented.

また、本実施形態では、定着ローラー３１を用いるローラー定着方式の定着装置１６について説明したが、定着ベルトを用いるベルト定着方式の定着装置にも本発明を適用することができる。 In this embodiment, the roller fixing type fixing device 16 using the fixing roller 31 has been described. However, the present invention can also be applied to a belt fixing type fixing device using a fixing belt.

さらに、本発明の実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。 Further, in the embodiment of the present invention, the case where the configuration of the present invention is applied to the printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus other than the printer 1 such as a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine. You may apply the structure of invention.

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Furthermore, since the above description of the embodiments of the present invention describes preferred embodiments of the fixing device and the image forming apparatus according to the present invention, various technically preferable limitations may be imposed. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments unless specifically described to limit the present invention. That is, the above-described components in the embodiment of the present invention can be appropriately replaced with existing components and the like, and various variations including combinations with other existing components are possible. The description of the embodiment of the present invention described above does not limit the contents of the invention described in the claims.

１プリンター（画像形成装置）
３１定着ローラー（定着部材）
３３加圧ローラー（加圧部材）
３５芯金（導電層）
３６プライマー層
３７離型層
３９バインダー樹脂
４０導電性フィラー
４０ａ尖鋭部
４３定着ニップ 1 Printer (image forming device)
31 Fixing roller (fixing member)
33 Pressure roller (Pressure member)
35 Core (conductive layer)
36 Primer layer 37 Release layer 39 Binder resin 40 Conductive filler 40a Sharp portion 43 Fixing nip

Claims

加熱される定着部材と、該定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップにおいてトナー転写後の用紙を挟持搬送しつつトナーを加熱及び加圧して用紙に定着する定着装置であって、
前記定着部材は、導電層と、該導電層の表面に設けられるプライマー層と、該プライマー層の表面に設けられる絶縁性の離型層と、を備え、
前記プライマー層は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂中に分散される導電性フィラーと、を有し、
前記導電性フィラーは、前記離型層の表面に沿う方向に配向されて、該方向に先細形状に突出する尖鋭部を有していると共に前記バインダー樹脂よりも高い導電性を有していることを特徴とする定着装置。 A fixing member that is heated, and a pressure member that forms a fixing nip between the fixing member, and the toner is heated and pressurized while nipping and conveying the paper after toner transfer in the fixing nip. A fixing device for fixing to
The fixing member includes a conductive layer, a primer layer provided on the surface of the conductive layer, and an insulating release layer provided on the surface of the primer layer,
The primer layer has a binder resin and a conductive filler dispersed in the binder resin,
The conductive filler is oriented in a direction along the surface of the release layer, has a sharp portion protruding in a tapered shape in the direction, and has higher conductivity than the binder resin. A fixing device characterized by the above.

前記バインダー樹脂は、前記導電性フィラーと前記離型層の表面との間の放電開始電界以下では絶縁性を有していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the binder resin is insulative below a discharge start electric field between the conductive filler and the surface of the release layer.

前記導電性フィラーは、鱗片形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the conductive filler has a scale shape.

請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置を備え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 1.