JP2646218B2 - 定着器用加圧ローラー - Google Patents

定着器用加圧ローラー

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JP2646218B2 JP62318926A JP31892687A JP2646218B2 JP 2646218 B2 JP2646218 B2 JP 2646218B2 JP 62318926 A JP62318926 A JP 62318926A JP 31892687 A JP31892687 A JP 31892687A JP 2646218 B2 JP2646218 B2 JP 2646218B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、複写機やレーザービームプリンター等に用
いられる定着器の加圧ローラーに関する。
[開示の概要] 本明細書及び図面は、複写機やレーザービームプリン
ター等に用いられる定着器の加圧ローラーにおいて、芯
金上に多孔質のシリコーンゴム層を形成し、この上にシ
リコーンゴム層より薄いPFA樹脂層を形成することによ
り、定着ローラーへのトナーのオフセットを防止する技
術を開示するものである。
[従来の技術] 従来、複写機,レーザービームプリンター等に用いら
れる定着器の加圧ローラーとしては、芯金の周囲にシリ
コーンゴムを巻いたいわゆるソリッドのゴムローラー
や、芯金の上に多孔質のシリコーンゴム層を形成し、さ
らにこの多孔質のシリコーンゴム層の上に同じくシリコ
ーンゴムの薄層を形成したいわゆるスポンジローラーが
知られている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、ソリッドのゴムローラーは、熱容量が
大きいので加熱されにくく、低温環境時での定着性が良
くない。
また、一対のローラー間に60g/m2以下の薄紙や封筒な
どを通した場合、シワが発生しやすくなるという欠点が
ある。特に、封筒は重ね目が三重であったり、全体が2
枚の紙を重ね合わせたものである場合が多いので、ロー
ラー間に挟み込まれると、2枚の紙の間でストレスがた
まりやすくなり、シワは避け難い。
一方、スポンジローラーは熱容量が少なく、熱を伝え
にくいので低温時の定着性が良い。また、薄紙や封筒の
シワもソリッドのゴムローラーより発生しにくいという
長所を有する。しかし、スポンジローラーは構成が複雑
なため、高価になりやすいという欠点がある。また、従
来のスポンジローラーでは、定着ローラーへオフセット
されたトナーが、さらにスポンジローラーへオフセット
するという現象が避け難く、画像汚れの原因となってい
た。
本発明は、トナーのオフセットによる画像汚れを防止
した定着器用の加圧ローラーを提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は、芯金及び該芯金の外周側に形成された弾性
層を有する定着器用加圧ローラーにおいて、 該弾性層は、第1の弾性層及び該第1の弾性層より薄
くかつ該第1の弾性層の外周側に形成された第2の弾性
層を有しており、該第1の弾性層は、多孔質シリコーン
ゴムによって形成されており、該第2の弾性層は、PFA
樹脂のチューブによって形成されており、 該加圧ローラーは、該PFA樹脂のチューブの内面を粗
面化し、かつ粗面化された内面にプライマーを塗布した
後、該チューブを金型の内壁側に入れ、該芯金を金型の
内部中央に入れ、該金型内において、該芯金と該チュー
ブの内面との間に第1の弾性層を形成するためのシリコ
ーンゴム原料を入れ、加熱により該シリコーンゴム原料
を発泡及び加硫することにより多孔質シリコーンゴムを
形成し、該多孔質シリコーンゴムの外周と該粗面化され
たチューブの内面とを接着することにより形成されたも
のであることを特徴とする定着器用加圧ローラーに関す
る。
[作 用] 多孔質シリコーンゴムによって形成されている第1の
弾性層によって、ローラー間で発生するストレスを逃が
しやすいことから、薄紙や封筒を通した場合でもソリッ
ドゴムローラーに比べてシワが発生しにくくなると共
に、この第1の弾性層の外周側にPFA樹脂により形成さ
れている第2の弾性層によって、シリコーンオイルや、
その他紙からの成分の透過を防ぐことができることか
ら、内部の多孔質のシリコーンゴムの第1の弾性層の劣
化が防止され、かつ、PFA樹脂はトナーに対する付着性
が低いため、加圧ローラーへのオフセットが生じにくく
なり、汚れの少ない画像が得られる。
この第2の弾性層は、多孔質シリコーンゴムによって
形成された第1の弾性層の外周とPFA樹脂のチューブの
粗面化された内面とが、多孔質シリコーンゴムの発泡・
形成により接着することによって、第1の弾性層の外周
側に形成されていることから、第1の弾性層と第2の弾
性層との接着強度が高く、加圧ローラーの強度と耐久性
が向上する。
さらに、弾性層に導電性を有する物質が含有されてい
る場合には、PFA樹脂と転写紙との摩擦帯電によって発
生する摩擦電荷は、弾性層が含有する導電性を有する物
質によってリークできることから、定着ローラーへのト
ナーのオフセットが防止され、前記のPFA樹脂を用いる
ことで加圧ローラーへのトナーのオフセットが生じなく
なることと相俟って、さらに汚れの少ない画像が得られ
る。
[実施例] 実施例1 第1図は、本発明による加圧ローラーを用いた定着器
の構成図である。定着器は、定着ローラー2と、これと
対向して配置された加圧ローラー1とで概略構成されて
いる。
定着ローラー2は、アルミニウムまたはステンレスス
チールよりなる厚み0.7〜2.0mmの金属パイプ6と、その
外周に形成されたPFA(4フッ化エチレン樹脂とパーフ
ロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体)またはPTFE
(4フッ化エチレン樹脂)よりなる厚み50〜300μmの
樹脂層7から構成され、その内部中央には、加熱源であ
るハロゲンヒーター8が設けられている。
定着ローラー2の表面には、その表面温度を検出して
制御するために、サーミスタ等の検温素子12が定着ロー
ラー2に接触して摺動するように配置されている。定着
ローラー2の表面は、トナーが若干量オフセットされる
ため、オフセットしたトナーを清掃するためのクリーニ
ングパッド9が、定着ローラー2の表面に当接した状態
で配置されている。クリーニングパッド9は、離型剤を
含んだテフロン樹脂等の耐熱性フェルト10を、耐熱性樹
脂の枠11で固定したものである。なお、トナーのオフセ
ットに対しては、シリコーンオイル,界面活性剤等の離
型剤を塗布しても良い。
加圧ローラー1は、スチール製の丸棒の表面にメッキ
を施したもの、またはステンレス製の丸棒からなる芯金
3の表面に、多孔質シリコーンゴムのスポンジ層4が形
成されており、さらにその表面にPFA樹脂層5が形成さ
れている。
加圧ローラー1と定着ローラー2の前後には、ガイド
14及び17が配置されていて、トナー画像16の形成された
転写材15は、このガイドに導かれて搬送される。定着ロ
ーラー2の近傍には、定着ローラー2に転写材15が付着
した場合に、これをはがすための分離爪13が設けられて
いる。
前記ローラー間には、4〜10kgの圧力が付与され、定
着ローラー2は160〜190℃に加熱されている。
加圧ローラー1の芯金3は、強度上直径8〜14mmある
いはこれ以上が必要である。またスポンジ層4は、その
大半が独立気泡により形成され、その厚みは2〜3mmあ
るいはこれ以上が必要である。さらに、表面のPFA樹脂
層5は0.2〜1mmの厚みが適当である。
前記加圧ローラーは、次のようにして作製される。
まず、金型の内壁にPFA樹脂のチューブを隙間なく押
入し、次いでこの金型の内部中央に芯金を入れ、この芯
金とPFA樹脂のチューブの間にシリコーンゴム原料を入
れて、加熱することにより発泡及び加硫させて、多孔質
シリコーンゴムのスポンジ層4を形成する。
上記方法において、金型の表面にシリコーンゴムを設
けた場合、加硫時に高温にすることは難しくなる。しか
し、表面にPFA樹脂層5を形成すると従来より高温で加
硫することができる。このように本発明においては、高
温加硫型シリコーンゴムのスポンジ層4を形成できるの
で、気泡のセルの強度をより高くすることができる。た
だし、スポンジ層4とPFA樹脂層5はそのままでは接着
強度が不足するので、PFA樹脂層5の内面を粗く(粗面
化)して、さらにプライマーを用いる。
一方、芯金3とシリコーンゴムのスポンジ層4との接
着は、公知の技術で達成される。
上記加圧ローラーを用いると、スポンジローラーと同
じようにシワの発生は比較的少なくなり、かつ熱容量が
小さく熱が伝わりにくいので、低温時の定着性も良好と
なる。また、製造上、安価に作れるという利点もある。
さらには、PFA樹脂層5はシリコーンオイルや、その他
紙からの成分を透過しないので、内部のシリコーンゴム
のスポンジ層4の劣化を防止できるという効果も有す
る。
実施例2 前記実施例では、加圧ローラー1の表面層にPFA樹脂
層を用いたが、PFA樹脂層と転写材との間で摩擦帯電が
発生し、トナーがオフセットしやすくなることがある。
オフセットを防止するには加圧ローラー1の摩擦帯電電
位を減少させることが必要となる。具体的な例の一つと
しては、表面層のPFA樹脂層5に重量比1〜10%のカー
ボン粉末を含有させる。このような導電性を有する物質
を付与すると、摩擦電荷はリークするため、表面電位を
減衰させることができる。この表面電位を減衰させるの
をより速やかにするために、第2図に示すように、導電
性の除電ブラシ20を加圧ローラー1の表面に接触させて
も良い。
別の方法として、スポンジ層4に導電性を有する物質
を付与しても前述と同様の効果が得られる。この場合は
発泡前のシリコーンゴム中に例えばカーボン粉末等の導
電性粉体を混入して発泡を行うが、混入する物質によっ
ては発泡阻害を引き起こすことがあるので、混入する物
質の種類について注意する必要がある。なお、PFA樹脂
層やスポンジ層に導電性粉体を混入した場合は、芯金3
を接地しなければならない。
このように、加圧ローラーの表面に導電性を付与する
ことで、加圧ローラーの表面電位は2〜3kVから数百ボ
ルトに低下し、定着ローラーにオフセットするトナー量
を減少させることができる。
[発明の効果] 以上説明した通り、本発明の定着器用加圧ローラー
は、芯金の外周側に形成された弾性層が、第1の弾性層
及び該第1の弾性層より薄くかつ該第1の弾性層の外周
側に形成された第2の弾性層を有しており、該第1の弾
性層は、多孔質シリコーンゴムによって形成されてお
り、該第2の弾性層は、内面を粗面化されたPFA樹脂の
チューブによって形成されており、かつ、金型内での多
孔質シリコーンゴムの発泡・形成によって該第1の弾性
層の外周と該粗面化されたチューブの内面とが接着して
形成されたものであることから、一般的に接着強度が不
足しやすい多孔質シリコーンゴムとPFA樹脂の組合せで
あっても、本発明においては、第1の弾性層と第2の弾
性層との接着強度が高く、加圧ローラーの強度及び耐久
性に優れている。
よって、多孔質シリコーンゴムによって形成された第
1の弾性層の作用によりスポンジローラーと同じように
シワの発生は比較的少なくなり、かつ熱容量が小さく熱
が伝わりにくいので、低温時の定着性も良好となると共
に、PFA樹脂によって形成された第2の弾性層は、シリ
コーンオイルや、その他紙からの成分を透過しないの
で、内部の多孔質のシリコーンゴムの第1の弾性層の劣
化を防止でき、かつ、PFA樹脂はトナーに対する付着性
が低いため、加圧ローラーへのオフセットが生じにく
く、汚れの少ない画像が得られるという効果を耐久後ま
で良好に得ることができる。
さらに、弾性層に導電性を有する物質が含有されてい
る場合には、PFA樹脂によって形成された第2の弾性層
と転写紙との間で摩擦帯電によって発生する摩擦電荷を
リークできることから、定着ローラーへのトナーのオフ
セットが防止でき、前記のPFA樹脂を用いることで加圧
ローラーへのトナーのオフセットが生じにくくなるとい
う効果と相俟って、さらに汚れの少ない画像を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による加圧ローラーを用いた定着器の構
成図、第2図は加圧ローラーの他の実施例を示す説明図
である。 1……加圧ローラー 2……定着ローラー 3……芯金 4……スポンジ層(第1の弾性層) 5……PFA樹脂層(第2の弾性層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大関 行弘 東京都大田区下丸子3丁目3番20号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 奥田 幸一 東京都大田区下丸子3丁目3番20号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−225264(JP,A) 特開 昭57−146264(JP,A) 特開 昭62−34181(JP,A) 特開 昭60−186883(JP,A) 特開 昭62−153976(JP,A) 特開 昭64−34657(JP,A) 特開 昭62−116980(JP,A) 特開 昭63−300272(JP,A) 実開 昭60−159459(JP,U) 実開 昭60−184075(JP,U) 実開 昭63−92369(JP,U) 実開 昭58−79762(JP,U)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芯金及び該芯金の外周側に形成された弾性
    層を有する定着器用加圧ローラーにおいて、 該弾性層は、第1の弾性層及び該第1の弾性層より薄く
    かつ該第1の弾性層の外周側に形成された第2の弾性層
    を有しており、該第1の弾性層は、多孔質シリコーンゴ
    ムによって形成されており、該第2の弾性層は、PFA樹
    脂のチューブによって形成されており、 該加圧ローラーは、該PFA樹脂のチューブの内面を粗面
    化し、かつ粗面化された内面にプライマーを塗布した
    後、該チューブを金型の内壁側に入れ、該芯金を金型の
    内部中央に入れ、該金型内において、該芯金と該チュー
    ブの内面との間に第1の弾性層を形成するためのシリコ
    ーンゴム原料を入れ、加熱により該シリコーンゴム原料
    を発泡及び加硫することにより多孔質シリコーンゴムを
    形成し、該多孔質シリコーンゴムの外周と該粗面化され
    たチューブの内面とを接着することにより形成されたも
    のであることを特徴とする定着器用加圧ローラー。
  2. 【請求項2】該第1の弾性層及び該第2の弾性層の少な
    くとも一方には、導電性を有する物質が含有されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の定着器
    用加圧ローラー。
  3. 【請求項3】該第1の弾性層は、該導電性を有する物質
    を含有していることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    に記載の定着器用加圧ローラー。
  4. 【請求項4】該第2の弾性層は、該導電性を有する物質
    を含有していることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    に記載の定着器用加圧ローラー。
  5. 【請求項5】該導電性を有する物質は、導電性粉体によ
    り構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項乃至第4項のいずれかに記載の定着器用加圧ローラ
    ー。
  6. 【請求項6】該導電性粉体は、カーボン粉末を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の定着器用加
    圧ローラー。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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