JP2654905B2 - 加圧ローラー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電記録方式の複写
機，プリンター，ファクシミリ等の未定着画像を加熱定
着せしめる装置の加圧ローラに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、プリンターなどの画像定着装置に使
用される加圧ローラは、加熱ローラ等の加熱体との間で
ニップを形成するために耐熱弾性体、例えばシリコーン
ゴムを芯金に被覆し、更にその外周にトナーとの離型性
を得るためにフッ素樹脂例えばテトラフルオロエチレン
とパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（以
下ＰＦＡと略称する）チューブを被膜せしめたものが多
く用いられている。そして、ニップにかかる圧力は一般
にプリンターで２００〜１０００ｋＰａであり、この圧
力で一定幅のニップを形成するために、前記した耐熱弾
性体であるシリコーンゴムのゴム硬度は１０〜３０Ｈｓ
（ＪＩＳ Ａ硬度）のものが用いられている。

【０００３】また、近時普及してきた小型プリンターな
どにおいては、スペース上の問題からより低荷重で広い
ニップ幅が得られるような加圧ローラが要求されてきて
いる。このため、弾性層としてシリコーンスポンジを用
い、その表面にフッ素樹脂チューブを被膜した加圧ロー
ラが提案されている。この加圧ローラによれば、低荷重
でニップ幅を得ることができ、しかもその表面がフッ素
樹脂で形成されているためオフセットによるローラ汚れ
もなくなるものである。そして、前記した弾性層である
シリコーンスポンジ材料の硬さは、フッ素樹脂チューブ
の被膜前で２０〜４０Ｈｃ（アスカーＣ硬度）のものが
使用されるのが一般的である。また、上記のような加圧
ローラに用いられるフッ素樹脂チューブの厚さは３０μ
ｍ〜１００μｍ程度である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記したような金属製
芯金の外周にシリコーンゴムあるいはシリコーンスポン
ジを被覆し、その表面にフッ素樹脂チューブを被膜した
加圧ローラにおいては、その外径が小径となるほど定着
時におけるニップ幅を確保する必要があるため、より低
硬度のシリコーン材料を使用し、加圧ローラの表面硬度
を下げる必要がある。しかしながら、加圧ローラの表面
硬度を下げると、加圧ローラと定着ローラとの間で紙へ
の押圧力が低下し、ニップ時における紙のすべりが比較
的自由状態となる。一方、定着加熱時において、紙はそ
の熱によって含有水分が失われることからローラ軸の方
向に縮みを生じることとなり、上記したすべりと縮みを
受けた状態で紙がニップされるので、紙にしわが残ると
いう問題がある。

【０００５】上記した問題点の解決策として、紙の両端
を引っ張るために、加圧ローラの軸方向の外径形状を逆
クラウン形状すなわち、ローラ中央部の外径よりも両端
部の外径が大きい形状とする方法が一般的に採用されて
いる。この逆クラウン形状によれば、加圧ローラはその
中央部に比し、両端部の周速が速くなるため、紙はニッ
プ時に加圧ローラの両端に向って張力を受けることとな
り、前記したすべりと縮みを緩和できるものである。

【０００６】しかしながら、前記した加圧ローラの軸方
向の外径形状を逆クラウン形状とするには、その逆クラ
ウン量の選定と公差の決定が難しく、テストに長時間を
要するばかりでなく、ときには数１０μｍレンジの公差
帯を強いられることにもなり、ローラ製造にも問題があ
った。更にその上、通紙時における温度，湿度等の環境
の影響を受け易く、高温・高湿時には、前記した加圧ロ
ーラの軸方向の外径形状を逆クラウン形状としても紙し
わが発生してしまうことが多いため、対策としては完全
ではないという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、上記した従来の加圧ロー
ラの問題点である定着加熱時における紙しわの問題を解
決し、高温・高湿時の環境下であっても紙しわを生じる
ことのない加圧ローラの提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の目的
を達成するために、種々検討した結果、前記した紙しわ
の要因がフッ素樹脂チューブ表面の摩擦抵抗の低さにあ
ることを見出し、本発明を完成するにいたったものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明にかゝる加圧ローラは、
金属製芯金の外周にシリコーンゴムあるいはシリコーン
スポンジの弾性体層を被覆し、その表面にフッ素樹脂チ
ューブ層を被膜した定着装置の加圧ローラにおいて、前
記フッ素樹脂層の表面にコロナ放電処理を施したことを
その特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明に係る加圧ローラは、金属製芯金の外周
に設けた弾性体層の表面に被膜したフッ素樹脂層の表面
をコロナ放電処理したので加圧ローラ表面の摩擦抵抗が
高くなるため、記録紙の定着時における水分蒸発に起因
して発生する紙のすべりが起こりにくく、紙しわの発生
を著しく軽減できるものである。

【００１１】

【実施例】本発明の加圧ローラの実施例を詳述する。図
１は、本実施例の加圧ローラの拡大断面図であり、図に
おいて、１は加圧ローラＡの金属製の芯金であり、２は
前記芯金の外周に被覆されたシリコーン弾性層、３は前
記弾性層の表面に被膜したフッ素樹脂チューブである。
そして、前記の金属製芯金１の外周に被覆されるシリコ
ーン弾性層２はシリコーンスポンジであり、発泡後の加
圧ローラ上での表面硬度は３０Ｈｃ（アスカーＣ硬度）
であった。

【００１２】また、本実施例においては、外径２４ｍｍ
の加圧ローラＡを製作するのに、芯金１の外径１４ｍ
ｍ、シリコーンスポンジの肉厚が５ｍｍに設定されてい
る。更に、所定の外径に研削した前記のシリコーンスポ
ンジ２の外周に、外表面にコロナ放電処理を施したフッ
素樹脂チューブ３をプライマーを介して被膜した。な
お、このときのチューブ表面の接触角を測定したところ
約８０度であった。そして、前記のフッ素樹脂チューブ
３はＰＦＡ材料にて厚みを５０μｍとし、被膜前の内面
はケミカルエッチング処理を施した。この結果、アスカ
ーＣ硬度にて４３度のＰＦＡチューブ付き加圧ローラを
得た。

【００１３】上記のようにして得られた加圧ローラＡ
を、Ａ４縦分速２０枚のレーザプリンタに投入し、実機
通紙試験を行った。このときの試験環境温度２０℃、湿
度５０％及び温度２７℃、湿度８０％の両環境下であっ
た。実機通紙試験の結果はいずれの環境下においても紙
しわの発生はなかった。

【００１４】

【比較例】前記の実施例と比較対象するため比較例とし
て、以下の比較加圧ローラを製作して試験した。すなわ
ち、加圧ローラの弾性層の表面に被膜されるＰＦＡチュ
ーブの外表面がコロナ放電処理されていないこと以外は
前記した実施例と同様に外径が２４ｍｍの加圧ローラを
製作し、実施例と同条件にて実機通紙試験を行った。な
お、本比較例のＰＦＡチューブ表面の接触角は約１１０
度であった。実機試験の結果、温度２０℃、湿度５０％
の環境においては紙しわの発生がみれなかったものの、
温度２７℃、湿度８０％においては紙しわの発生は著し
く、特に記録紙の中央付近に２〜３本のはっきりした折
り目じわがつき、この現象は３０枚の試験終了まで発生
し続けた。

【００１５】以上の実機通紙試験より明らかなように、
本発明の実施例は、比較例に比し明らかに優位性が現
れ、効果を確認できた。また、前記した実施例において
は、加圧ローラＡの金属製芯金１の外周に被覆される弾
性層２にシリコーンスポンジを用いたが、この弾性層と
してシリコーンゴムでもよく、場合によっては、シリコ
ーンゴムとシリコーンスポンジの組み合わせによる二層
の弾性層としてもよい。更に、加圧ローラの軸方向の外
径形状を逆クラウン形状とした場合、紙しわ防止効果は
更に顕著となるものである。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る加圧ローラは、金属製の芯
金の外周にシリコーンゴムあるいはシリコーンスポンジ
等の弾性体層を設け、その表面にフッ素樹脂層を被膜し
た定着装置の加圧ローラの前記フッ素樹脂層の外表面に
コロナ放電処理を施したので、加圧ローラ表面の摩擦抵
抗を上げることができたので、記録紙の紙しわをなくす
ことを可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧ローラの構造を示す拡大断面図

【符号の説明】

Ａ 加圧ローラ １ 金属芯金 ２ 弾性層 ３ フッ素樹脂層

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製芯金の外周に弾性体層を被覆し、
   該弾性体層の表面にフッ素樹脂層を被膜した定着装置の
   加圧ローラにおいて、前記フッ素樹脂層の外表面にコロ
   ナ放電処理を施したことを特徴とする加圧ローラ。
2. 【請求項２】 前記の弾性体層がシリコーンゴムあるい
   はシリコーンスポンジであることを特徴とする請求項１
   記載の加圧ローラ。
3. 【請求項３】 前記の弾性体層がシリコーンゴムとシリ
   コーンスポンジとの組合わせによる二層としたことを特
   徴とする請求項１記載の加圧ローラ。