JP2003307961A - 定着器用ローラ及び定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】定着の際に紙しわが発生することを防止した定
着器用ローラを提供する。 【解決手段】芯金２２の外周面に複数の溝２２ａを形成
し、これらの溝２２ａによって、芯金２２の長手方向中
央部と長手方向両端部とをつなぐ空間を形成した。従っ
て、スポンジ層２４を構成する材料が加熱されてこのス
ポンジ層２４内の気泡の気体が膨張した場合、膨張した
気体は気泡から出て上記の空間（溝２２ａ）を通り、定
着器用ローラ２０の長手方向両端部から排出される。ス
ポンジ層２４の長手方向両端部における気体だけでなく
長手方向中央部における気体も溝２２ａを通って定着器
用ローラ２０の長手方向両端部から容易に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写像（現像像）
の形成された記録媒体にこの転写像を定着する定着器に
組み込まれる定着器用ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやワークステーションの出
力装置として、現像剤などを用いて記録媒体に画像を形
成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。こ
の画像形成装置では、例えば、感光ドラムに静電潜像を
形成してこの静電潜像を現像剤で現像して現像像を形成
し、この現像像を記録媒体に転写して転写像を形成し、
この転写像を熱や圧力を利用して記録媒体に定着させ
る。この定着の際には、一般に、発熱体が内蔵された定
着ローラと、この定着ローラに記録媒体を押し付けて加
圧する加圧ローラとが筐体（ケーシング）に組み込まれ
た定着器が用いられる。定着器では、上記した加圧ロー
ラのような定着器用ローラが組み込まれている。

【０００３】ところで、近年、画像形成装置の小型化や
軽量化が図られており、これに伴って定着器の小型化や
軽量化も図られている。このため、定着器に組み込まれ
る定着器用ローラも小型化や軽量化が図られている。こ
のように小型化や軽量化を図った定着器用ローラの一例
を、図９と図１０を参照して説明する。

【０００４】図９は、従来の定着器用ローラを示す斜視
図である。図１０は、図９のＡ―Ａ断面図である。

【０００５】定着器用ローラ１０は、円柱状の芯金１２
の外周面にスポンジ層１４が形成され、このスポンジ層
１４の外周面に表面被覆層１６が形成されたものであ
る。定着器用ローラ１０ではスポンジ層１４が形成され
ているので、表面硬度が低く、ロール径が小さくなって
も熱定着に必要なニップ幅を充分に確保できるだけでな
く、軽量化を達成できる。

【０００６】定着器用ローラ１０の製造方法を説明す
る。

【０００７】先ず、円柱状の芯金１２を作製し、この芯
金１２の外周面に接着剤を塗布して原料ゴムを巻装する
（巻き付ける）。その後、原料ゴムを加熱して加硫発泡
させてスポンジ層１４を形成する。このスポンジ層１４
には多数の気泡が含まれている。スポンジ層１４を形成
する他の方法を説明する。押出機を用いて原料ゴムチュ
ーブを連続的に押し出して予め成形しておき、この原料
ゴムチューブを加熱して加硫発泡させてスポンジチュー
ブを作製する。このスポンジチューブの内部空間に芯金
１２を挿入して芯金１２の外周面にスポンジ層１４を形
成する。

【０００８】上記のようにして形成したスポンジ層１４
の外周面に、型を使って液状ゴムを注ぐ（注型する）。
その後、この液状ゴムを硬化させて表面被覆層１６を形
成する。以上のようにして定着器用ローラ１０が製造さ
れる。なお、表面被覆層１６を形成する他の方法とし
て、フッ素樹脂等からなるチューブを予め成形してお
き、スポンジ層１４が形成された芯金１２をこのチュー
ブの内部空間に挿入する方法を採用してもよい。

【０００９】上記の定着器用ローラ１０が組み込まれた
定着器では、熱定着を行うために約１５０℃〜２００℃
の範囲内の熱が定着器用ローラ１０に加えられる。この
熱によってスポンジ層１４が熱膨張すると共にその内部
の気泡も熱膨張する。このため、定着器用ローラ１０の
外径も大きくなってニップ幅も広くなる。これらの変化
は、スポンジ層１４に代えて高分子層を形成したときよ
りも大きい変化となる。

【００１０】ところで、定着器用ローラ１０の表面温度
がその長手方向で不均一になることがある。この不均一
な表面温度に起因して定着器用ローラ１０の外径が長手
方向で不均一になり易い。このような場合、定着器用ロ
ーラ１０の長手方向でニップ幅が不均一になり易い。

【００１１】上記のように定着器用ローラ１０の表面温
度がその長手方向で不均一になる例としては、定着器を
通る記録媒体のサイズが変わる場合が挙げられる。例え
ば、定着器を通る記録媒体のサイズが大サイズから小サ
イズに変わったときは、定着器用ローラ１０の長手方向
全体ではなくて部分的にしか記録媒体が接触しない。定
着器用ローラ１０のうち記録媒体が接触している部分
（通紙部）からは記録媒体に熱が奪われてこの部分の温
度は上昇しない。しかし、記録媒体が接触していない部
分（非通紙部）からは熱が奪われないので、この部分の
温度は上昇する。

【００１２】上記のように通紙部と非通紙部とで温度が
相違した場合、これらの部分の熱膨張も相違するのでニ
ップ幅が長手方向で相違する。ニップ幅が長手方向で相
違した場合、このニップ部に挟持されている記録媒体に
皺（紙しわ）が発生するおそれがある。

【００１３】また、上記したスポンジ層１４が加熱され
た場合、このスポンジ層１４の内部の気泡が膨張してそ
の圧力が上昇し、この結果、定着器用ローラ１０の外径
が大きくなる。一方、気泡内の圧力が上昇すると同時
に、気泡内の気体が気泡膜を通って定着器用ローラ１０
の外部に出る（排出される）ことにより圧力を平衡にし
ようとする作用が働く。従って、外径が一旦大きくなっ
た定着器用ローラ１０は徐々に細くなる。しかし、上記
した表面被覆層１６は気体を通しにくい。

【００１４】定着器用ローラ１０の長手方向両端部で
は、図９に示すように、表面被覆層が無いので気泡内部
の気体が排出され易いが、長手方向中央部は表面被覆層
で被覆されているので気泡内部の気体が排出されにく
い。この結果、定着器用ローラ１０の長手方向両端部と
長手方向中央部とでは、その外径の変化が不均一にな
り、上述したように定着の際に紙しわが発生することが
ある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、定着の際に紙しわが発生することを防止した定着
器用ローラ及び定着装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の定着器用ローラは、円柱状の芯金と、この芯金の外周
面に形成されたスポンジ層と、このスポンジ層の外周面
に形成された表面被覆層とを備えた定着器用ローラにお
いて、（１）前記芯金の長手方向中央部と長手方向端部
とをつなぐ空間が前記芯金と前記スポンジ層との間に形
成されたことを特徴とするものである。

【００１７】ここで、（２）前記空間は、前記芯金の長
手方向中央部と長手方向両端部とをつなぐものであって
もよい。

【００１８】また、（３）前記芯金の外周面に溝を形成
することにより前記空間が形成されたものであってもよ
い。

【００１９】さらに、（４）前記溝は、前記芯金の長手
方向に延びると共に前記芯金の周方向に並んだ複数のも
のであってもよい。

【００２０】さらにまた、（５）前記溝は、前記芯金の
外周面に螺旋状に形成されたものであってもよい。

【００２１】さらにまた、（６）前記表面被覆層は、１
０^６Ω・ｃｍ以上１０^１０Ω・ｃｍ以下の範囲内の体積
抵抗率を有するものであってもよい。

【００２２】さらにまた、（７）前記表面被覆層は、２
０μｍ以上１００μｍ以下の厚さをもつフッ素樹脂から
なるものであってもよい。

【００２３】また、上記目的を達成するための本発明の
定着装置は、（８）上記した定着器用ローラと、（９）
内部に熱源を有すると共に前記定着器用ローラが押し付
けられたヒートローラとを備え、（１０）前記定着器用
ローラの前記表面被覆層は接地されたものであることを
特徴とするものである。

【００２４】ここで、（１１）前記表面被覆層は、この
表面被覆層のうち記録媒体が通過しない非通紙領域に、
静電気を除去するための除電ブラシを接触させることに
より、接地したものであってもよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。 ［第１実施形態］

【００２６】図１から図３までを参照して、本発明の第
１実施形態を説明する。

【００２７】図１（ａ）は、第１実施形態の定着器用ロ
ーラを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ―Ｂ断
面図である。図２は、図１の定着器用ローラの長手方向
における外径変化を示すグラフである。図３は、従来の
定着器用ローラの長手方向における外径変化を示すグラ
フである。

【００２８】定着器用ローラ２０は、円柱状の芯金２２
を備えている。この芯金２２の外周面には、その長手方
向に延びる複数本（ここでは８本）の溝２２ａが形成さ
れている。各溝２２ａは、芯金２２の円周方向に等間隔
で形成されている。溝２２ａの深さは１．５ｍｍ程度で
ある。また、各溝２２ａは、芯金２２の長手方向一端か
ら他端まで延びている。従って、各溝２２ａの端面は外
部に露出している。

【００２９】芯金２２の外周面には所定厚さのスポンジ
層２４が形成されており、芯金２２の外周面はスポンジ
層２４で覆われている。スポンジ層２４は内部に多数の
気泡が形成された円筒状のものであり、内部空間に芯金
２２が挿入されたような構造になっている。なお、芯金
２２の長手方向両端部の外周面はスポンジ層２４で覆わ
れておらずに露出している。スポンジ層２４の材質とし
ては、ＥＰＤＭゴムスポンジ、シリコーンゴムスポン
ジ、及びフッ素ゴムスポンジ等が挙げられる。

【００３０】スポンジ層２４の外周面には所定厚さの表
面被覆層２６が形成されており、スポンジ層２４の外周
面は表面被覆層２６で覆われている。スポンジ層２４と
表面被覆層２６の芯金長手方向の長さはほぼ同じであ
る。従って、スポンジ層２４の外周面の全ては表面被覆
層２６で覆われている。表面被覆層２６の材質として
は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及びフッ素樹脂など
が挙げられる。

【００３１】上述したように芯金２２の外周面には複数
の溝２２ａが形成されており、これらの溝２２ａによっ
て、芯金２２の長手方向中央部と長手方向両端部とをつ
なぐ空間が形成されている。従って、スポンジ層２４を
構成する材料が加熱されてこのスポンジ層２４内の気泡
の気体が膨張した場合、膨張した気体は気泡から出て上
記の空間（溝２２ａ）を通り、定着器用ローラ２０の長
手方向両端部から排出される。スポンジ層２４の長手方
向両端部における気体だけでなく長手方向中央部におけ
る気体も溝２２ａを通って定着器用ローラ２０の長手方
向両端部から容易に排出される。このため、膨張した気
体がスポンジ層２４に貯まらないので、スポンジ層２４
が膨張することが抑制される。この結果、定着器用ロー
ラ２０の外径変化が抑制されるので、定着の際に紙しわ
が発生することが防止される。

【００３２】定着器用ローラ２０の製造方法を説明す
る。

【００３３】先ず、シリコーンゴム（商品名：ＫＥ９０
３Ｕ，信越化学工業株式会社製）１００重量部、シリコ
ーンゴム用加硫剤（商品名：Ｃ−１，信越化学工業株式
会社製）１重量部、シリコーンゴム用加硫剤（商品名：
Ｃ−３，信越化学工業株式会社製）３重量部、シリコー
ンゴム用発泡剤（商品名：ＫＥ−Ｐ−１３，信越化学工
業株式会社製）２重量部、を十分に混合してシリコーン
ゴムコンパウンド（Ｓｉ混合物）を製造する。

【００３４】次に、上記のＳｉ混合物を原料として、押
出機を使用して原料ゴムチューブを連続的に押し出して
成形した。続いて、この原料ゴムチューブを２５０℃で
２０分間加熱して加硫発泡させてシリコーンゴムスポン
ジチューブを作製した。シリコーンゴムスポンジチュー
ブは、その長手方向に延びる中空部分が横断面の中央部
に形成されたものである。また、シリコーンゴムスポン
ジチューブの肉厚は１０ｍｍを超える。

【００３５】上記したシリコーンゴムスポンジチューブ
とは別工程で芯金２２を製造する。芯金２２は、上述し
たように、その外周面に、その長手方向に延びる複数本
（ここでは８本）の溝２２ａが形成されたものである。
芯金２２の外径は、シリコーンゴムスポンジチューブの
中空部分の内径とほぼ同じであり、１４ｍｍである。こ
の芯金２２の外周面に接着剤を塗布し、これをシリコー
ンゴムスポンジチューブの中空部分に挿入する。

【００３６】次に、芯金２２の外周面に塗布した接着剤
を硬化させ、その後、シリコーンゴムスポンジチューブ
の外径が２４ｍｍになるまでこれを研磨してスポンジ層
２４を得る。これにより、芯金２２とスポンジ層２４と
の間（境界部分）には、芯金２２の溝２２ａによって、
スポンジ層２４の長手方向中央部から長手方向両端部に
つながる空間が形成されたこととなる。

【００３７】上記のようにして芯金２２と一体になった
スポンジ層２４の外周面に、注型法によってシリコーン
ゴム（商品名：ＫＥ１２ＲＴＶ，信越化学工業株式会社
製）を注型して硬化させる。その後、外径が２５ｍｍに
なるまでシリコーンゴム層を研磨して表面被覆層２６を
得る。以上により定着器用ローラ２０が製造される。

【００３８】上記のようにして製造した定着器用ローラ
２０（第１実施形態）、及び溝２２ａを除いて定着器用
ローラ２０と同じ形状の定着器用ローラ（従来例）双方
の外径を測定した。外径の測定に際しては、１８０℃で
１０分間加熱したときの最大外径と、１８０℃で３０分
間加熱したときの最大外径をそれぞれ測定した。なお、
２つの定着器用ローラを加熱する前の外径は共に２５．
００ｍｍであった。

【表１】

【００３９】表１に示すように、定着器用ローラ２０の
外径変化は、従来の定着器用ローラの外径変化に比べ
て、約０．３ｍｍ程度少ない。

【００４０】また、定着器用ローラ２０及び従来の定着
器用ローラそれぞれを、１８０℃で１０分間加熱した後
の長手方向における外径を測定した。この測定結果を図
２と図３に示す。

【００４１】図２は、第１実施形態の定着器用ローラを
１８０℃で１０分間加熱した後の長手方向における外径
を測定した結果を示すグラフである。図３は、従来の定
着器用ローラを１８０℃で１０分間加熱した後の長手方
向における外径を測定した結果を示すグラフである。

【００４２】図３に示すように、従来の定着器用ローラ
では、その長手方向両端部において外径が大きくなっ
た。これに対し、第１実施形態の定着器用ローラでは、
その長手方向全体にわたって一様に（略均一に）膨張し
ている。さらに、本発明の定着器用ローラを用いた定着
器に連続して小サイズの記録媒体を通紙すると、定着器
用ローラの長手方向の外径の変化は従来の定着器用ロー
ラと比較すると充分に小さい。 ［第２実施形態］

【００４３】図４を参照して、本発明の定着器用ローラ
の第２実施形態を説明する。

【００４４】図４は、第２実施形態の定着器用ローラを
示す斜視図であり、図１に示された構成要素と同一の構
成要素には同一の符号が付されている。

【００４５】定着器用ローラ３０の特徴は、芯金３２の
外周面に８本の螺旋状の溝３２ａが形成されている点に
ある。この溝３２ａは、第１実施形態の定着器用ローラ
２０の溝２２ａに代えて形成したものである。各溝３２
ａは、芯金３２の長手方向一端部から長手方向他端部ま
で延びており、これらの溝３２ａによって芯金３２の長
手方向中央部と長手方向両端部とをつなぐ空間が芯金３
２とスポンジ層２４との間に形成されていることとな
る。なお、図４では、各螺旋状の溝の間隔（ピッチ）を
均一にしているが、スポンジ層のうち熱によって膨張し
易い部分のピッチを密にしてもよい。

【００４６】上記した溝３２ａが形成された定着器用ロ
ーラ３０を使用した場合も、第１実施形態の定着器用ロ
ーラ２０と同様に、その外径変化が抑制されるので、定
着の際に紙しわが発生することが防止される。 ［第３実施形態］

【００４７】図５を参照して、本発明の定着器用ローラ
の第３実施形態を説明する。

【００４８】図５は、第３実施形態の定着器用ローラを
示す斜視図であり、図１に示された構成要素と同一の構
成要素には同一の符号が付されている。

【００４９】定着器用ローラ４０の特徴は、芯金４２の
外周面に１本の螺旋状の溝４２ａが形成されている点に
ある。この溝４２ａは、第２実施形態の定着器用ローラ
３０の８本の螺旋状溝３２ａに代えて形成したものであ
る。溝４２ａは、芯金４２の長手方向一端部から長手方
向他端部まで延びており、この溝４２ａによって芯金４
２の長手方向中央部と長手方向両端部とをつなぐ空間が
芯金４２とスポンジ層２４との間に形成されていること
となる。

【００５０】上記した溝４２ａが形成された定着器用ロ
ーラ４０を使用した場合も、第１実施形態の定着器用ロ
ーラ２０と同様に、その外径変化が抑制されるので、定
着の際に紙しわが発生することが防止される。 ［第４実施形態］

【００５１】図６と図７を参照して、本発明の定着装置
について説明する。

【００５２】図６は、定着装置の一実施形態を模式的に
示す断面図である。図７は、図６の定着装置の一部を拡
大して示す斜視図である。これらの図では、図１に示さ
れた構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付され
ている。

【００５３】定着装置５０は、内部に熱源が配置された
ヒートローラ８０と、このヒートローラ８０に押し付け
られた加圧ローラ６０（本発明にいう定着器用ローラの
一例である）とを備えている。ヒートローラ８０が駆動
源（図示せず）によって矢印方向に回転することにより
加圧ローラ６０も矢印方向に従動回転する。転写像が形
成された記録媒体Ｐがヒートローラ８０と加圧ローラ６
０とに挟持されながら搬送されることにより、転写像が
記録媒体Ｐに定着する。

【００５４】加圧ローラ６０について説明し、続いて、
ヒートローラ８０について説明する。

【００５５】加圧ローラ６０の基本的な構成は、定着器
用ローラ２０（図１参照）の構成と同じである。加圧ロ
ーラ６０が定着器用ローラ２０とは異なる点を説明す
る。

【００５６】加圧ローラ６０が定着器用ローラ２０とは
異なる点は、スポンジ層７２を表面被覆層６２で被覆す
る方法と表面被覆層６２の成分とにある。

【００５７】芯金７０と一体になったスポンジ層７２の
外周面に表面被覆層６２を接着させるための接着剤とし
て、この外周面に一液型ＲＴＶシリコーン（商品名：Ｋ
Ｅ４５，信越化学工業株式会社製）を塗布する。一方、
別工程で、四弗化エチレン−パーフロロアルコキシエチ
レン共重合体にカーボンブラックを添加した厚さ５０μ
ｍのチューブを作製しておく。このチューブの体積抵抗
率は１×１０^８Ω・ｃｍになっている。

【００５８】上記した一液型ＲＴＶシリコーンが塗布さ
れたスポンジ層７２を、上記した厚さ５０μｍのチュー
ブに差し込む。これにより、厚さ５０μｍの表面被覆層
６２が形成された加圧ローラ６０が製造される。

【００５９】上述のようにして製造された加圧ローラ６
０は、芯金７０の外周面にスポンジ層７２を介して体積
抵抗率１×１０^８Ω・ｃｍの表面被覆層６２が形成され
たものであり、且つ、芯金７０とスポンジ層７２との間
（境界部分）には、芯金７０の長手方向に平行に延びる
と共に芯金７０の周方向に並んだ複数の溝７０ａが形成
された構成になっている。

【００６０】表面被覆層６２のうち加圧ローラ６０の長
手方向一端部に位置する部分６２ａには、図７に示すよ
うに、アルミニウムのような金属製の除電ブラシ６４が
接触している。この除電ブラシ６４が接触している部分
は、記録媒体Ｐが接触しない（通過しない）非通紙部分
（非通紙領域）である。除電ブラシ６４はアース線６６
によって接地されており、このため表面被覆層６２は接
地されていることとなる。従って、表面被覆層６２が帯
電した場合、その電荷は除電ブラシ６４とアース線６６
を通って大地６８に逃げる。

【００６１】上記した表面被覆層６２の体積抵抗率につ
いて説明する。

【００６２】表面被覆層６２は、１０^６Ω・ｃｍ以上１
０^１０Ω・ｃｍ以下の範囲内の体積抵抗率を有するもの
であることが好ましい。この理由は、表面被覆層の体積
抵抗率が１０^６Ω・ｃｍ以上のときは、体積抵抗率を下
げるためにフッ素樹脂（表面被覆層の素材）に添加する
カーボン類や金属粉等のフィラーの量を適宜に抑えられ
るので、高離型性を維持できるからである。一方、１０
^１０Ω・ｃｍ以下のときは、トナーがヒートローラに静
電的に移動するような電位に定着器用ローラがならない
からである。従って、表面被覆層６２の体積抵抗率を上
記の範囲内に設定した場合は、静電オフセット（トナー
がヒートローラへ移動すること）及び離型性（トナーが
定着器用ローラの表面に付着しにくいこと）双方を満足
する定着器用ローラが得られる。

【００６３】また、表面被覆層６２は、２０μｍ以上１
００μｍ以下の厚さをもつフッ素樹脂からなるものであ
ることが好ましい。この理由は、表面被覆層６２の厚さ
が２０μｍ未満のときは、表面被覆層が短時間で摩耗し
てしまい、一方、表面被覆層６２の厚さが１００μｍを
超えるときは、表面被覆層が高硬度になるので充分なニ
ップ幅が得られないからである。

【００６４】ここで、図８を参照して、加圧ローラ６０
の表面被覆層６２の体積抵抗率と、通紙によるヒートロ
ーラ８０の表面電位と、加圧ローラ６０の表面電位との
関係を説明する。

【００６５】図８は、加圧ローラの表面被覆層の体積抵
抗率と、通紙によるヒートローラの表面電位と、加圧ロ
ーラの表面電位との関係を示すグラフである。

【００６６】表面被覆層６２の体積抵抗率が１×１０
^１０Ω・ｃｍを超えたあたりから、ヒートローラ８０の
表面電位が＋側に転じることが図８から判る。また、図
８には、通紙による各ローラ６０，８０の表面電位の最
大値をプロットしているが、加圧ローラ６０の体積低効
率が高くなるほど、その表面電位の変動幅も大きくな
る。従って、表面被覆層６２の体積低効率が１×１０
^１０Ω・ｃｍを超えた場合、ヒートローラ８０の表面電
位が＋側に転じると共に、加圧ローラ６０の表面電位の
変動幅も大きくなる。このため、加圧ローラ６０の表面
電位がヒートローラ８０の表面電位よりも小さくなる確
率が増えることになる。すなわち、負帯電のトナーを用
いた本実施例においては、トナーは電位的にヒートロー
ラ８０の側の付着力が強くなるので、静電オフットがい
っそう発生し易い条件となる。

【００６７】一方、表面被覆層６２体積抵抗率が１×１
０^８Ω・ｃｍ以下になるあたりから加圧ローラ６０の表
面電位は＋１０Ｖ前後に安定すると共に、ヒートローラ
８０の表面電位は−２０Ｖ前後に安定するようになる。
このような場合は、電気的に静電オフセットが発生し難
い関係となる。しかし、表面被覆層６２の体積抵抗率を
下げるためには、カーボン類や金属粉等のフィラーを表
面被覆層６２に混入するので、体積抵抗率を１×１０^６
Ω・ｃｍ未満にした場合は、フッ素樹脂としての高離型
性に悪影響を与えることになり、離型性が低下すること
によるトナー付着を招くことになる。従って、高離型性
を維持するには表面被覆層６２の体積抵抗率を１×１０
^６Ω・ｃｍ以上にすることが望ましい。

【００６８】ヒートローラ８０について説明する。

【００６９】ヒートローラ８０は、図６や図７に示すよ
うに、肉厚０．８５ｍｍのアルミニウム製のパイプ状部
材からなる良導電体の芯金８２を有する。この芯金８２
の外周面には、プライマ等を介してＰＴＦＥやＰＦＡな
ど離型性や耐熱性に優れた樹脂層８４が被覆されてい
る。芯金８２の内部には、ハロゲンヒータ８６が配置さ
れている。また、芯金８２の長手方向両端部には、樹脂
層８４が形成されていない露出部分８２ａが形成されて
いる。この露出部分８２ａは、記録媒体Ｐが接触しない
（通過しない）非通紙部分（非通紙領域）である。露出
部分８２ａには、アース（接地）された除電ブラシ８８
が接触しており、芯金８２に帯電している電荷は、除電
ブラシ８８を経由して大地に逃げる。このため、樹脂層
８４に存在する電荷は、芯金８２と除電ブラシ８８を経
由して大地に逃げる。

【００７０】上述した定着装置５０を用いて記録媒体を
通紙する実験を行った。

【００７１】この実験結果を表２に示す。また、比較例
として２種類の定着装置を用いて同様の実験を行った。
一つの定着装置は、ヒートローラ８０から除電ブラシ８
８を取り除いた構成である。その実験結果を表３に示す
（比較例１）。もう一つの定着装置は，ヒートローラ８
０の樹脂層８４を絶縁体にして、除電ブラシ８８を取り
除いた構成である。その結果を表４に示す（比較例
２）。この実験では、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔは負に
帯電されているものとした。

【表２】

【表３】

【表４】

【００７２】この実験では、プリント前半（一枚の記録
媒体の進行方向先端から半分位を定着した時）とプリン
ト後半（一枚の記録媒体の進行方向半分位から後端を定
着した時）とにおけるヒートローラ表面電位と加圧ロー
ラ表面電位を測定した。各表中の「紙間」とは、一枚目
の記録媒体とその次の（二枚目の）記録媒体との間をい
い、この紙間においてもヒートローラ表面電位と加圧ロ
ーラ表面電位を測定した。また、各表中「変動」とは、
プリント後半と紙間との電位差をいう。さらに、通紙を
開始した直後（初期）と５００枚の記録媒体を通紙した
後（耐久後）においても上述の表面電位を測定した。

【００７３】本実施例の定着装置５０を用いた実験で
は，表２に示すように、プリント前後半においても、初
期でも耐久後においても、ヒートローラ表面電位と加圧
ローラ表面電位はほとんど変化しない。このため、記録
媒体Ｐ上のトナーＴは、加圧ローラ６０の側に引き付け
られて、ヒートローラ８０に付着しにくいので、静電オ
フセットは発生せず、異常画像も無かった。

【００７４】これに対し、比較例１と比較例２では、プ
リント前半やプリント後半、及び初期や耐久後におい
て、加圧ローラ表面電位が大きく変動した。特に比較例
２では、初期において加圧ローラ表面電位が激しく変動
した。このため表２と表３に示すように、静電オフセッ
トが発生した。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の定着器用ロ
ーラによれば、スポンジ層を構成する材料が加熱されて
このスポンジ層内の気泡の気体が膨張した場合、膨張し
た気体は気泡から出て、定着器用ローラの長手方向端部
から排出される。このため、膨張した気体がスポンジ層
に貯まらないので、スポンジ層が膨張することが抑制さ
れる。この結果、定着器用ローラの外径変化が抑制され
るので、定着の際に紙しわが発生することが防止され
る。

【００７６】ここで、前記空間は、前記芯金の長手方向
中央部と長手方向両端部とをつなぐものである場合は、
膨張した気体が定着器用ローラの長手方向両端部から速
やかに排出されるので、紙しわの発生をいっそう確実に
防止できる。

【００７７】また、前記芯金の外周面に溝を形成するこ
とにより前記空間が形成されたものである場合は、空間
をいっそう確実に形成できる。

【００７８】さらに、前記溝は、前記芯金の長手方向に
延びると共に前記芯金の周方向に並んだ複数のものであ
る場合は、膨張した気体をいっそう確実に排出できる。

【００７９】さらにまた、前記溝は、前記芯金の外周面
に螺旋状に形成されたものである場合も、膨張した気体
を排出できる。

【００８０】さらにまた、前記表面被覆層は、１０^６Ω
・ｃｍ以上１０^１０Ω・ｃｍ以下の範囲内の体積抵抗率
を有するものである場合は、静電オフセット（トナーが
ヒートローラへ移動すること）及び離型性（トナーが定
着器用ローラの表面に付着しにくいこと）双方を満足す
る定着器用ローラが得られる。この理由は、表面被覆層
の体積抵抗率が１０^６Ω・ｃｍ以上のときは、体積抵抗
率を下げるためにフッ素樹脂（表面被覆層の素材）に添
加するカーボン類や金属粉等のフィラーの量を適宜に抑
えられるので、高離型性を維持できるからである。一
方、１０^１０Ω・ｃｍ以下のときは、トナーがヒートロ
ーラに静電的に移動するような電位に定着器用ローラが
ならないからである。

【００８１】さらにまた、前記表面被覆層は、２０μｍ
以上１００μｍ以下の厚さをもつフッ素樹脂からなるも
のである場合は、表面被覆層の厚さが２０μｍ未満のと
きは、表面被覆層が短時間で摩耗してしまい、一方、表
面被覆層の厚さが１００μｍを超えるときは、表面被覆
層が高硬度になるので充分なニップ幅が得られないから
である。

【００８２】また、本発明の定着装置では、定着器用ロ
ーラの表面被覆層が接地されているので、この表面被覆
層が帯電されにくくなって静電オフセットが抑えられ
る。

【００８３】ここで、前記表面被覆層は、この表面被覆
層のうち記録媒体が通過しない非通紙領域に、静電気を
除去するための除電ブラシを接触させることにより、接
地したものである場合は、表面被覆層から静電気をいっ
そう確実に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、第１実施形態の定着器用ローラを示
す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ―Ｂ断面図であ
る。

【図２】図１の定着器用ローラの長手方向における外径
変化を示すグラフである。

【図３】従来の定着器用ローラの長手方向における外径
変化を示すグラフである。

【図４】第２実施形態の定着器用ローラを示す斜視図で
ある。

【図５】第３実施形態の定着器用ローラを示す斜視図で
ある。

【図６】定着装置の一実施形態を模式的に示す断面図で
ある。

【図７】図６の定着装置の一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図８】加圧ローラの表面被覆層の体積抵抗率と、通紙
によるヒートローラの表面電位と、加圧ローラの表面電
位との関係を示すグラフである。

【図９】従来の定着器用ローラを示す斜視図である。

【図１０】図９のＡ―Ａ断面図である。

【符号の説明】

２０，３０，４０ 定着器用ローラ ２２，３２，４２ 芯金 ２２ａ，３２ａ，４２ａ 溝 ２４ スポンジ層 ２６，６２ 表面被覆層 ６０ 加圧ローラ ８０ ヒートローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA09 AA15 BA13 BB29 BB30 BB31 3J103 AA02 AA13 AA22 AA23 AA33 AA37 AA51 AA85 BA02 BA41 CA02 EA05 EA11 FA18 GA02 GA58 HA04 HA43

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状の芯金と、この芯金の外周面に形
   成されたスポンジ層と、このスポンジ層の外周面に形成
   された表面被覆層とを備えた定着器用ローラにおいて、 前記芯金の長手方向中央部と長手方向端部とをつなぐ空
   間が前記芯金と前記スポンジ層との間に形成されたこと
   を特徴とする定着器用ローラ。
2. 【請求項２】 前記空間は、前記芯金の長手方向中央部
   と長手方向両端部とをつなぐものであることを特徴とす
   る請求項１に記載の定着器用ローラ。
3. 【請求項３】 前記芯金の外周面に溝を形成することに
   より前記空間が形成されたものであることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の定着器用ローラ。
4. 【請求項４】 前記溝は、前記芯金の長手方向に延びる
   と共に前記芯金の周方向に並んだ複数のものであること
   を特徴とする請求項３に記載の定着器用ローラ。
5. 【請求項５】 前記溝は、前記芯金の外周面に螺旋状に
   形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載
   の定着器用ローラ。
6. 【請求項６】 前記表面被覆層は、 １０^６Ω・ｃｍ以上１０^１０Ω・ｃｍ以下の範囲内の体
   積抵抗率を有するものであることを特徴とする請求項１
   から５までのうちのいずれか一項に記載の定着器用ロー
   ラ。
7. 【請求項７】 前記表面被覆層は、 ２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さをもつフッ素樹脂か
   らなるものであることを特徴とする請求項１から６まで
   のうちのいずれか一項に記載の定着器用ローラ。
8. 【請求項８】 請求項１から７までのうちのいずれか一
   項に記載の定着器用ローラと、内部に熱源を有すると共
   に前記定着器用ローラが押し付けられたヒートローラと
   を備え、 前記定着器用ローラの前記表面被覆層は接地されたもの
   であることを特徴とする定着装置。
9. 【請求項９】 前記表面被覆層は、 この表面被覆層のうち記録媒体が通過しない非通紙領域
   に、静電気を除去するための除電ブラシを接触させるこ
   とにより、接地したものであることを特徴とする請求項
   ８に記載の定着装置。