JP2001228736A

JP2001228736A - 定着用ローラおよび定着装置

Info

Publication number: JP2001228736A
Application number: JP2000041891A
Authority: JP
Inventors: Toru Saito; 齋藤　　亨
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】定着ローラ、加圧ローラとされる定着用ロー
ラの弾性層に低硬度ゴムを用い、そのローラを大きな変
形率で使用するに際し、ローラのシワやクラックを防止
して、ローラ寿命の向上を可能とすることである。【解決手段】定着装置の定着ローラ１を、アルミニウ
ム芯金６上に、シリコーンゴム（熱伝導率約０．９×１
０^-3Ｃａｌ／ｃｍ・秒・Ｋ、伸び約４００％、引張り強
度１．３ＭＰａ、アスカーＣ硬度約２０〜３５°）製の
厚さ約２．１ｍｍの弾性層５、フッ素ゴム製の厚さ約５
０〜７０μｍのシワ防止層４、ＰＦＡ粒子入りフッ素ゴ
ム製の厚さ約１０μｍの接着・緩衝層３、および厚さ約
１０〜３０μｍのＰＦＡコートの離型層２を設けた複層
構造に形成した。加圧ローラ７は、弾性層５、芯金６の
厚さが多少異なる他は、同様の構造とした。それぞれロ
ーラ硬度が約６０〜６８°、約６３〜７３°で、定着ニ
ップ幅が約８〜１０．５ｍｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等を
利用した画像形成装置において、転写材上に転写したト
ナー像を定着する定着装置に関し、特に定着に使用する
ローラの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式等の画像形成装置に
おいて、転写材上に転写したトナー像を定着するのに使
用する定着装置として、低硬度のゴムによる小径ロール
を用いて定着ニップ幅を広く取り、定着ニップ部の圧力
を下げることにより、低光沢なカラー画像を得るように
したものが知られている。

【０００３】従来の定着装置の一例を図４に示す。定着
装置は、定着ローラ１とこれに圧接して定着ニップを形
成した加圧ローラ７とを有し、これらローラ１、７の内
部には熱源としてのハロゲンヒータ８が配置され、また
表面には表面温度検知手段であるサーミスタ９、および
表面から少し離れて安全素子のサーモスイッチ１０が配
置されている。定着ローラ１および加圧ローラ７の定着
ニップの前方には入口ガイド１１が、後方には２つの出
口ガイド１２、１２が設置され、出口ガイド１２、１２
の間には排紙ローラ１３が設置される。

【０００４】定着ローラ１および加圧ローラ７は、本例
では同一構造をとっており、アルミニウム（Ａｌ６０６
３）の芯金６上に、シリコーンゴムからなる弾性層５、
フッ素ゴムラッテクスからなる中間層２０およびＰＦＡ
コートからなる離型層２を設けた３層構造に形成されて
いる。芯金６の内部に上記のハロゲンヒータ８が設置さ
れる。

【０００５】弾性層５のシリコーンゴムは、熱伝導率が
約０．９×１０^-3Ｃａｌ／ｃｍ・秒・Ｋ、テストピース
硬度がアスカーＣ硬度で約１５〜３５°（総荷重１ｋｇ
ｆで測定）（高分子計器（株）製Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計
使用）であり、定着ローラ１では約２．１ｍｍ、加圧ロ
ーラ７では約１．９ｍｍの肉厚を有している。中間層２
０のフッ素ゴムラテックスは、フッ素ゴム中にＰＦＡ粒
子を分散させたもので、厚さ約４０〜６０μｍに設けて
いる。離型層２のＰＦＡコートは厚さ約２０μｍであ
る。

【０００６】定着ローラ１、加圧ローラ７とも外径４０
ｍｍで、ローラ硬度は定着ローラ１が約５５〜６５°、
加圧ローラ７が約６０〜７０°（アスカーＣ、１ｋｇｆ
荷重）であり、総荷重４０ｋｇｆで約９〜１１ｍｍのニ
ップ幅を得ている。有効ローラ長は約２３０ｍｍであ
る。

【０００７】このように、小径ローラの薄いゴム肉厚
で、広い定着ニップ幅を得、ニップ部の圧力をたとえば
約１．７ｋｇｆ／ｃｍ²程度に下げることにより、定着
温度１８０℃、定着スピード１２０ｍｍ／秒において、
良好な定着性を有し、かつ出力画像の光沢が約１０〜３
０°（２本電色工業（株）製光沢計ＰＧ−３Ｄを用いて
測定。７５°での光沢値）と低光沢な画像を得ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、以下のような問題があった。

【０００９】小径でゴム肉厚の薄いローラで広いニップ
幅を得ているため、ローラのニップ部の変形率が大き
く、このため中間層や離型層が伸びてシワになったり、
クラックが発生したりして、定着ローラ１、加圧ローラ
７の寿命が短い問題があった。

【００１０】そこで、定着ローラ１、加圧ローラ７の寿
命を高くするために、中間層２０の伸び、強度が、従
来、伸び約１００％、引張り強度約１００ｋｇｆ／ｃｍ
²であったのを、伸び約１７０％、引張り強度約１３０
ｋｇｆ／ｃｍ²に改善した。

【００１１】この改善は、中間層２０のフッ素ゴムラッ
テクスのフッ素ゴムとＰＦＡの比率をフッ素ゴムリッチ
にして行ったが、これ以上フッ素ゴムリッチにしてＰＦ
Ａを少なくすると、中間層２０とＰＦＡコートの離型層
２との接着強度が弱くなってしまい、これ以上ＰＦＡを
減らすことは難しいところまで行った。

【００１２】しかしながら、この改善によっても、毎分
フルカラー４枚の定着速度で約２〜６万枚の定着を行う
と、ローラのシワが発生してしまい、依然としてローラ
寿命が短い問題があった。

【００１３】本発明の目的は、転写材上に転写したトナ
ー像を定着する定着ローラおよび加圧ローラの少なくと
も一方の定着用ローラの弾性層に低硬度ゴムを用い、そ
のローラを大きな変形率で使用するに際し、ローラのシ
ワやクラックを防止して、ローラ寿命を向上することを
可能とした定着用ローラ、および定着装置を提供するこ
とである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
定着用ローラおよび定着装置にて達成される。要約すれ
ば、本発明は、転写材上に転写したトナー像の定着に用
いるローラであって、前記ローラは、芯金上に弾性層、
中間層および離型層を積層してなり、前記弾性層に低硬
度ゴム用い、弾性層の変形率を大きくして使用する定着
用ローラにおいて、前記中間層を、高強度ゴムからなる
シワ防止層、およびその上の接着・緩衝層の２層構成に
したことを特徴とする定着用ローラである。

【００１５】本発明によれば、前記弾性層がアスカーＣ
硬度３５°以下の低硬度ゴムからなり、前記弾性層の変
形率が２０％以上で使用する。前記シワ防止層はフッ素
ゴムラッテクスからなる。前記接着・緩衝層はＰＦＡ入
りフッ素ゴムラテックスからなる。前記離型層はＰＦＡ
からなる。また前記ローラが転写材のトナー像を転写し
た側に接する定着ローラおよび／または転写材のトナー
像を転写した側とは反対側に接する加圧ローラである。

【００１６】また本発明は、転写材上に転写したトナー
像を、前記転写材のトナー像を転写した側に接する定着
ローラと、前記転写材のトナー像を転写した側とは反対
側に接する加圧ローラとで定着する定着装置において、
前記定着ローラおよび／または加圧ローラに上記の定着
用ローラを用いることを特徴とする定着装置である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００１８】図１は、本発明の定着装置の一実施例を示
す概略構成図である。

【００１９】定着装置は、定着ローラ１とこれに圧接し
て定着ニップを形成した加圧ローラ７とを有し、これら
ローラ１、７の内部には熱源としてのハロゲンヒータ８
が配置され、定着ローラ１および加圧ローラ７の定着ニ
ップの前方には入口ガイド１１が、後方には２つの出口
ガイド１２が設置され、その出口ガイド１２、１２間に
排紙ローラ１３が設置されている。

【００２０】トナー像１５が転写された用紙１４は、入
口ガイド１１を経て、定着ローラ１と加圧ローラ７とが
当接した定着ニップ部に導かれる。そして所定温度に加
熱保持された回転する定着ローラ１と加圧ローラ７とに
よる駆動により用紙１４がニップを通過する間に、用紙
１４のトナー像を転写した側に接触する定着ローラ１と
その反対側に接触する加圧ローラ７とから熱および圧力
を加えられ、トナー像が用紙１４の表面に定着され、永
久固定画像とされる。

【００２１】定着ローラ１は、肉厚２．５ｍｍのアルミ
ニウム（Ａｌ６０６３）の芯金６上に、プライマーを介
してシリコーンゴムからなる厚さ約２．１ｍｍの弾性層
５を設け、この弾性層５上にプライマーを介してフッ素
ゴムラッテクスからなる厚さ約５０〜７０μｍのシワ防
止層４を設け、このシワ防止層４上にフッ素ゴムラッテ
クスからなる厚さ約１０μｍの接着・緩衝層３を設け、
そしてこの上にＰＦＡコートからなる厚さ約１０〜３０
μｍの離型層２を設けて、４層構造に形成されている。

【００２２】弾性層５のシリコーンゴムは、熱伝導率が
約０．９×１０^-3Ｃａｌ／ｃｍ・秒・Ｋ、伸び約４００
％、引張り強度１．３ＭＰａで、テストピース硬度がア
スカーＣ硬度で約２０〜３５°（総荷重１ｋｇｆで測
定）（高分子計器（株）製Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計使用）
である。シワ防止層４のフッ素ゴムラテックスはフッ素
ゴム１００％からなる。接着・緩衝層３のフッ素ゴムラ
テックスは、フッ素ゴム中にＰＦＡ粒子を分散させたも
のである。

【００２３】加圧ローラ７も定着ローラ１と同様の構造
であり、ただし、その弾性層５の肉厚を約１．９ｍｍ
と、定着ローラ１よりも薄くすることにより、用紙１４
の排紙方向を水平近くにして、分離爪等を用いることな
く用紙１４の巻き付きを防いで、排紙できるようにして
いる。また加圧ローラ７の芯金６の厚さは、弾性層５を
薄くしたので約２．７ｍｍに厚くし、これにより加圧ロ
ーラ７の熱容量を定着ローラ１とほぼ同様に保ってい
る。

【００２４】熱源としてのハロゲンヒータ８は、定着ロ
ーラ１、加圧ローラ７の芯金６の内部に設置され、それ
らのローラ表面に配置した表面温度検知手段であるサー
ミスタ９により検知した表面温度に基づいて、定着ロー
ラ１、加圧ローラ７の表面温度が目標温度になるよう
に、図示しないヒータ駆動回路によってそれぞれのヒー
タ８を駆動している。また定着ローラ１、加圧ローラ７
の表面近傍に安全素子のサーモスイッチ１０が設置さ
れ、これらはローラ表面に傷を付けないように、表面か
ら約０．５〜１ｍｍを隔てて非接触に配置されている。

【００２５】本実施例では、定着ローラ１は、外径４０
ｍｍ、ローラ硬度約６０〜６８°（アスカーＣ、約１ｋ
ｇ加重）、加圧ローラ７は、外径４０ｍｍ、ローラ硬度
約６３〜７３°（アスカーＣ、約１ｋｇ加重）で、定着
ニップ幅約８〜１０．５ｍｍを得ている。ローラ有効長
はＡ４サイズに対応して約２３０ｍｍとしてある。また
定着温度は約１８０℃、定着スピードは約１２０ｍｍ／
秒であり、毎分フルカラー４枚のスループットで良好な
定着性を有し、出力画像の光沢も約１０〜３０°（角度
７５°）と低光沢を得ている。

【００２６】図２に、本発明の定着装置を具備した画像
形成装置の概略を示す。

【００２７】図２に示すように、画像形成装置本体内に
は、像担持体としてドラム状の電子写真感光体、すなわ
ち感光ドラム１０１が配置されている。この感光ドラム
１０１は、アルミニウム等の導電性のシリンダ上に有機
光半導体等からなる感光層を形成してなっており、矢印
Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆
動され、その表面に画像形成プロセスが繰り返し施され
る。

【００２８】この感光ドラム１０１の表面が一次帯電器
１０２により帯電される。本実施例では、一次帯電器１
０２は接触式の帯電ローラとされており、帯電ローラ１
０２は図示しない付勢手段により所定の押圧力で感光ド
ラム１０１の表面に押圧され、感光ドラム１０１の回転
にともない従動回転する。この帯電ローラ１０２には、
バイアス電源１２１により所定の帯電バイアスが印加さ
れ、これにより、感光ドラム１０１の表面が所定の極性
・電位に一様に帯電される。

【００２９】ついで露光装置１０３（カラー原稿画像の
色分解に基づく結像露光光学系、画像情報の時系列電気
デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービーム
を出力するレーザースキャナによる走査露光光学系等）
による画像露光Ｌを反射ミラー１３１等を介して、感光
ドラム１０１の表面を照射し、照射部分を除電して、目
的のカラー画像の１色目の色成分像、たとえばマゼンタ
成分像に対応した静電潜像が形成される。

【００３０】感光ドラム１０１に対し複数個の回転式の
現像器１０４と１個の固定式の現像器１４２とが設置さ
れている。回転式現像器１０４は、本例では、有彩色の
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の１成
分非磁性トナー（粉体荷電粒子）を収容した３つの現像
器１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃとされ、これら現像器
１０４Ｙ〜１０４Ｃは、感光ドラム１０１と対向する現
像位置に回転移動させる回転体１０４ａに搭載されてい
る。固定式現像器１４２は無彩色のブラック（Ｋ）の１
成分磁性トナーを収容している。

【００３１】感光ドラム１０１上に形成された１色目の
静電潜像は、回転体１０４ａの回転により現像位置に移
動されたマゼンタ現像器１０４Ｍによって現像され、マ
ゼンタトナー像として可視化される。回転体１０４ａに
よる現像器１０４Ｙ〜１０４Ｃの回転方向は、回転時の
トナー飛散、落下等を少なくするため、感光ドラム１０
１の回転方向Ｒ１とは逆のＲ２方向とされる。

【００３２】本画像形成装置は、感光ドラム１０１に対
して第２の像担持体となる中間転写体、本例では中間転
写ドラム１０５を備えている。中間転写ドラム１０５は
感光ドラム１０１に対して所定の押圧力で圧接させてあ
り、感光ドラム１０１の周速度と同じ周速もしくは所定
の周速差を持たせて、感光ドラム１０１の矢印Ｒ１の回
転方向に対し矢印Ｒ５の順方向に回転される。

【００３３】この中間転写ドラム１０５は、芯金１５１
上にウレタンゴム、ＥＰＤＭゴム、クロロプレンゴム等
のゴム材料、あるいはこれらゴム材料にカーボン、酸化
亜鉛、酸化スズ等の導電性粒子を分散させて、１０⁵〜
１０¹⁰Ω程度の中抵抗、好ましくは１０⁷〜１０¹⁰Ωの
弾性層１５２を設けたもので、その硬度は２０〜５０°
（アスカーＣ）、好ましくは３０〜４０°とされる。

【００３４】本実施例では、中間転写ドラム１０５は、
抵抗値が１０⁸Ω、硬度が３５°で、その表面は、表面
研磨により表面粗さが十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０
６０１）で１画素の直径（約４２μｍ）の１／２より小
さい値である約１５μｍとなるように仕上げている。

【００３５】中間転写体としてベルトを使用した場合、
ベルトの伸び縮み（画像の副走査方向）によるズレ、さ
らには回動方向に対して直角方向（画像の主走査方向）
にベルトが移動すること（ベルトの寄り）によるズレな
どがあるので、２色以上のトナー像を重ねる場合には色
ズレが生じて、高画質な画像を得ることが難しい。中間
転写体として中間転写ドラム１０５を使用すれば、この
ような不都合がない。

【００３６】中間転写ドラム１０５の周長は、トナー像
を転写する用紙の搬送方向の長さよりも若干長く設定さ
れるが、本実施例では、色ズレをさらに少なくするた
め、中間転写ドラム１０５の周長を感光ドラム１０１の
周長の整数倍となるように設定してある。

【００３７】前述した感光ドラム１０１上に形成された
マゼンタトナー像は、感光ドラム１０１と中間転写ドラ
ム１０５とが接触した転写ニップ部Ｎ１において、中間
転写ドラム１０５の表面に転写される（１次転写）。こ
の転写は、転写バイアス電源１０７から第１スイッチ１
７１を介して、トナーと逆極性（正）の所定電圧の転写
バイアスを中間転写ドラム１０５の芯金１５１に印加
し、感光ドラム１０１と中間転写ドラム１０５との間に
転写電界を形成することにより行われる。

【００３８】マゼンタトナー像の転写を終了した感光ド
ラム１０１は、表面に残留した転写残りトナーをドラム
クリーナ１２０により清掃、除去された後、つぎの色の
画像形成に使用される。

【００３９】以下、同様に、感光ドラム１０１に対する
帯電、２色目のたとえばシアンの成分色画像の露光走
査、シアン現像器１０４Ｃによる現像、シアントナー像
の中間転写ドラム１０５への転写、感光ドラム１０１の
清掃；感光ドラム１０１に対する帯電、３色目のたとえ
ばイエローの成分色画像の露光走査、イエロー現像器１
０４Ｙによる現像、イエロートナー像の中間転写ドラム
１０５への転写、感光ドラム１０１の清掃；４色目のた
とえばブラックの成分色画像の露光走査、ブラック現像
器１０４Ｋによる現像、ブラックトナー像の中間転写ド
ラム１０５への転写、感光ドラム１０１の清掃のプロセ
スを実行する。

【００４０】これにより、中間転写ドラム１０５の表面
上に目的のカラー画像に対応した画像が、マゼンタ、シ
アン、イエロー、ブラックの４色のトナー像を重畳転写
した合成カラー画像（鏡像）として得られる。

【００４１】上記の転写において、２色目のシアントナ
ー像の転写バイアスは、極性は１色目のマゼンタトナー
像のときと同じであるが、電圧の絶対値は若干大きく設
定される。２色目の転写バイアスが形成する電界を、中
間転写ドラム１０５に既に転写されている１色目のトナ
ー像の電荷が弱めるように作用するので、これを補償す
るためである。

【００４２】同様の理由から、３色目のイエロートナー
像の転写バイアスは、２色目のときよりも若干大きく設
定され、４色目のブラックトナー像の転写バイアスは、
３色目のときよりも若干大きく設定される。つまり、転
写バイアスの絶対値は、１色目よりは２色目、２色目よ
りは３色目と順次大きくなり、４色目で最大となる。

【００４３】１色目から４色目までのトナー像の形成順
は、上記のマゼンタ→シアン→イエロー→ブラックの順
によらずに変更可能であるが、カラー画像形成装置の効
果を最大限に発揮させるには、ブラックトナー像の形成
だけは最後の４色目とすることが好ましい。残りの３色
のマゼンタ、シアン、イエローのトナー像は適宜の形成
順にすることができる。

【００４４】中間転写ドラム１０５の感光ドラム１０１
側とは反対の側に、２次転写装置の転写ローラ１０６が
設置され、その中間転写ドラム１０５回転方向下流側に
クリーナ１１０が配置されている。これらは、中間転写
ドラム１０５へのトナー像の転写が行われている間は、
トナー像を乱さないように、中間転写ドラム１０５から
離間している。

【００４５】中間転写ドラム１０５への４色目のトナー
像の転写が終了すると、転写ローラ１０６が中間転写ド
ラム１０５へ当接して転写ニップＮ２を形成し、この転
写ニップ部Ｎ２にレジストローラ１１１から送り出され
た用紙が転写入口ガイド１１２を経て給送される。これ
と同時に、転写ローラ１０６に転写バイアス電源１０８
からトナーの帯電極性と逆極性（正）の転写バイアス
が、スイッチ１８１を介して印加される。このとき中間
転写ドラム１０５の芯金１５１は、スイッチ１７１によ
りグランドアースに接続される（もしくは、芯金１５１
にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加しても
よい）。

【００４６】これにより、中間転写ドラム１０５上の重
畳転写された４色のトナー像が用紙に一括して転写され
（２次転写）、用紙上に目的のカラー画像に対応した画
像が、４色のトナー像を重畳した合成カラー画像（正
像）として得られる。

【００４７】４色のトナー像を転写された用紙は、除電
装置１１３により中間転写ドラム１０５への吸着を除電
して分離され、搬送ガイド１１４を経て定着装置１０９
に搬送され、図１の定着入口ガイド１１を経て、定着ロ
ーラ１と加圧ローラ７とが当接した定着ニップ部に導か
れる。そして用紙１４がニップ部を通過する間に、約１
８０℃に加熱保持された定着ローラ１と加圧ローラ７と
により熱および圧力を加えられ、トナー像が用紙１４の
表面に定着され、永久固定画像とされる。

【００４８】本実施例では、回転式現像器１０４で使用
する１成分非磁性トナーとして、低軟化点物質を５〜３
０重量％含み、形状係数ＳＦ−１が１００〜１１０であ
る実質的に球形な、重合法により製造されたトナー（重
合トナー）を用いた。

【００４９】重合トナーの低軟化点物質は、ＡＳＴＭ
Ｄ３４１８−８に準拠して測定された主体極大ピーク値
が４０〜９０℃を示す化合物である。重合トナーの極大
ピーク値の温度測定には、たとえばパーキンエレマー社
製のＤＳＣ−７を用いる。装置検出部の温度補正は、イ
ンジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはイ
ンジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニ
ウム製のパン（皿）を用い、対照用に空パンをセット
し、昇温−降下を１回させて全履歴をとった後、昇温速
度１０℃／分で測定を行う。

【００５０】低軟化点物質は、具体的には、パラフィン
ワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロ
ピッシュワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、エス
テルワックス、およびこれらの誘導体、またはこれらの
グラフト／ブロック化合物等が利用できる。

【００５１】好ましくは、下記化学式（１ａ）〜（１
ｃ）の一般構造式で示す炭素数が１０以上の長鎖エステ
ル部分を１個以上有するエステルワックスである。

【００５２】

【化１】

【００５３】

【化２】

【００５４】

【化３】本発明において、好ましく用いられるエステルワックス
は、硬度０．５〜５．０を有するものである。エステル
ワックスの硬度は、直径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒形
状のサンプルを作成した後、島津製作所製ダイナミック
超微小硬度計（ＤＵＨ−２００）を用い、ビッカース硬
度を測定した値である。測定は、０．５ｇの荷重、負荷
速度９．６７ｍｍ／秒で１０μｍ変位させた後、１５秒
間保持し、得られた打痕形状を測定することによりビッ
カース硬度を求めた。

【００５５】好ましい硬度０．５〜５．０のエステルワ
ックスの具体的化合物を、下記の化学式（２）〜（４）
に示す。

【００５６】

【化４】

【００５７】

【化５】

【００５８】

【化６】

【００５９】

【化７】上記の形状係数ＳＦ−１とは、図３に示すように、球状
物質の形状の丸さの度合いを示す数値であり、球状物質
を２次元平面上に投影してできる楕円上の図形の最大長
ＭＸＬＮＧの２乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００
π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数
ＳＦ−１は、ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥＡ｝×（１００
π／４）で定義される。

【００６０】本発明では、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ
（Ｓ−８００）を用い、倍率５００倍に拡大したトナー
粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情
報をインターフェースを介してニコレ社製の画像解析装
置（Ｌｕｓｅｘ３）に導入し、解析を行い、上式から算
出した。このＳＦ−１の値が１００に近いほど球形に近
くなり、完全な球状では１００となる。

【００６１】このように、低軟化点物質を含む成功トナ
ーを用いることにより、従来、カラー画像形成装置で必
要であった定着ローラ１へのオイル塗布が不要になり、
オイルレスカラー定着が実現される。

【００６２】さて、本発明は、上述したように、従来例
と異なり、定着ローラ１および加圧ローラ７の中間層
を、フッ素ゴム１００％のフッ素ゴムラッテクスからな
るシワ防止層４と、ＰＦＡ粒子入りフッ素ゴムラッテク
スからなる接着・緩衝層３の２つに分けた構成とした。
このように中間層をＰＦＡ粒子入りフッ素ゴムラッテク
スだけにせず、フッ素ゴム１００％のラッテクスも用い
るので、中間層の膜の物性も向上し、シワ防止層４と接
着・緩衝層３からなる中間層の伸びを約２００％、引張
り強度を約１５０ｋｇｆ／ｃｍ²にでき、伸び、引張り強
度を従来品に比べて大きく改善することができた。

【００６３】定着ローラ１、加圧ローラ７の外径をＤｍ
ｍ、ニップ幅Ｎｍｍ、ローラの弾性層５のゴム肉厚ｄｍ
ｍとすると、弾性層５の変形率は次式で表される。

【００６４】弾性層変形率（％）＝｛（Ｄ／２）／ｄ｝×｛（１／２）×（Ｎ／Ｄ）²｝ ×１００＝｛Ｎ²／（４×ｄ×Ｄ）｝×１００本実施例は、Ｎ＝８〜１２．５ｍｍで、定着ローラ１で
は、Ｄ＝４０ｍｍ、ｄ＝２．１ｍｍなので、弾性層の変
形率は１９．０〜４６．５％、加圧ローラ７では、Ｄ＝
４０ｍｍ、ｄ＝１．９ｍｍなので、弾性層の変形率は２
１．１〜５１．４５％になる。

【００６５】本実施例のように、定着ローラ１、加圧ロ
ーラ７の弾性層５に変形率が約２０〜４０％の大きな変
形が加わっても、そのシワ防止層４に十分な伸びと強度
があるので、ローラの長寿命化を図ることができ、毎分
フルカラー４枚のスループットで約５〜１０万枚の定着
を行っても、ローラのシワ、クラックの発生が見られな
かった。

【００６６】以上の実施例では、定着装置の定着ローラ
１および加圧ローラ７の両方を低硬度ゴムを用いたロー
ラとしたが、本発明はこれに限られず、定着ローラまた
は加圧ローラの一方だけを低硬度ゴムを用いた変形率２
０％以上のローラとする場合にも、その一方のローラに
適用することができ、同様な効果を有する。また低硬度
ゴムでない方は必ずしもローラではなくともよく、エン
ドレスベルト等とすることができる。またシワ防止層と
してフッ素ゴムを用いたが、高強度のシリコーンゴムを
用いてもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来、定着ローラおよび加圧ローラを弾性層、中間層お
よび離型層の３層構成としていたのを、中間層をシワ防
止層および接着・緩衝層の２つに分けて、これらの層を
機能分担に応じて最適化したので、ローラのシワ、クラ
ックを防止して、ローラの寿命が長い長寿妙な定着装置
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【図２】図１の定着装置が使用される画像形成装置を示
す概略図である。

【図３】トナーの形状係数ＳＦ−１の概念を示す説明図
である。

【図４】従来の定着装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１定着ローラ２離型層３接着・緩衝層４シワ防止層５弾性層６芯金７加圧ローラ８ハロゲンヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H033 AA11 AA26 BB04 BB14 BB15 BB26 BB29 BB30 BB31 3J103 AA02 AA15 AA33 AA41 AA51 BA03 BA34 BA41 BA43 GA02 GA66 GA68 HA03 HA04 HA05 HA12 HA15 HA37 HA41 HA53 HA54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材上に転写したトナー像の定着に用
いるローラであって、前記ローラは、芯金上に弾性層、
中間層および離型層を積層してなり、前記弾性層に低硬
度ゴム用い、弾性層の変形率を大きくして使用する定着
用ローラにおいて、前記中間層を、高強度ゴムからなるシワ防止層、および
その上の接着・緩衝層の２層構成にしたことを特徴とす
る定着用ローラ。
【請求項２】前記弾性層がアスカーＣ硬度３５°以下
の低硬度ゴムからなり、前記弾性層の変形率が２０％以
上で使用する請求項１の定着用ローラ。
【請求項３】前記シワ防止層はフッ素ゴムラッテクス
からなる請求項１または２の定着用ローラ。
【請求項４】前記接着・緩衝層はＰＦＡ入りフッ素ゴ
ムラテックスからなる請求項１〜３のいずれかの項に記
載の定着用ローラ。
【請求項５】前記離型層はＰＦＡからなる請求項１〜
４のいずれかの項に記載の定着用ローラ。
【請求項６】前記ローラが転写材のトナー像を転写し
た側に接する定着ローラである請求項１〜５のいずれか
の項に記載の定着用ローラ。
【請求項７】前記ローラが転写材のトナー像を転写し
た側とは反対側に接する加圧ローラである請求項１〜５
のいずれかの項に記載の定着用ローラ。
【請求項８】前記ローラが転写材のトナー像を転写し
た側に接する定着ローラ、および転写材のトナー像を転
写した側とは反対側に接する加圧ローラである請求項１
〜５のいずれかの項に記載の定着用ローラ。
【請求項９】転写材上に転写したトナー像を、前記転
写材のトナー像を転写した側に接する定着ローラと、前
記転写材のトナー像を転写した側とは反対側に接する加
圧ローラとで定着する定着装置において、前記定着ローラに請求項１〜５の定着用ローラを用いる
ことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】転写材上に転写したトナー像を、前記
転写材のトナー像を転写した側に接する定着ローラと、
前記転写材のトナー像を転写した側とは反対側に接する
加圧ローラとで定着する定着装置において、前記加圧ローラに請求項１〜５の定着用ローラを用いる
ことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】転写材上に転写したトナー像を、前記
転写材のトナー像を転写した側に接する定着ローラと、
前記転写材のトナー像を転写した側とは反対側に接する
加圧ローラとで定着する定着装置において、前記定着ローラおよび加圧ローラに請求項１〜５の定着
用ローラを用いることを特徴とする定着装置。