JP2670458B2 - 加圧ローラ及びそれを有する定着装置 - Google Patents
加圧ローラ及びそれを有する定着装置Info
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- JP2670458B2 JP2670458B2 JP1269574A JP26957489A JP2670458B2 JP 2670458 B2 JP2670458 B2 JP 2670458B2 JP 1269574 A JP1269574 A JP 1269574A JP 26957489 A JP26957489 A JP 26957489A JP 2670458 B2 JP2670458 B2 JP 2670458B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） 本発明は、弾性及び離型性に優れたローラに関し、特
にトナー像に少なくとも圧力を加えて定着する定着用ロ
ーラに好適なローラに関する。
にトナー像に少なくとも圧力を加えて定着する定着用ロ
ーラに好適なローラに関する。
（従来技術） 従来、定着装置については、種々の形態が考案され実
施されているが、現状では熱効率の観点から少なくとも
一方に熱源を有するローラ対からなる、所謂熱ローラ定
着装置が主流を成している。第３図にその基本形態を示
す熱源（ここではハロゲン・ランプ）３を有し未定着ト
ナーと接する上ローラ１と、一般的に弾性層を有する下
ローラ２とが、適切なニツプ巾を以って圧接し、不図示
の駆動手段により図中矢印方向に回転駆動される。上ロ
ーラ１はサーミスタ４によりその表面温度が検知され、
適当な表面温度に維持される。上記一対のローラ間を転
写材が通過する事により転写材上の熱溶融性トナーが、
加熱・加圧され定着される仕組である。この様にトナー
と加熱源を有する上ローラとが直接接触するため他の方
式に比べ熱伝導効率が極めて優れるが、その反面、いく
つかの弊害もある。この弊害の最たるものがオフセツト
現象と呼ばれるトナーの上ローラ１への転移現象であ
る。オフセット現象は通常、定着不良気味で起きる低温
オフセツトと上ローラの昇温に伴う高温オフセツトに分
かれるが必ずしもそのメカニズムは明らかではない。た
だ、近年はこのオフセツト現象に対して上ローラ上に付
着したオフセツトトナーを機械的に除去する方法、例え
ば図中にある様なクリーニング手段５による離型剤を塗
布するのみならず、オフセツトトナーそのものを減少さ
せる対策が考えられている。特に上ローラが転写材、下
ローラとの摩擦帯電により数kVに帯電するため転写材上
の荷電トナーが静電的に上ローラに引き寄せられるとい
う観点から上ローラ及び下ローラの表面電位を下げる事
が有効とされる。そのためにローラに対して除電ブラシ
を用いたり、低抵抗離型剤を塗布したり、あるいはロー
ラの表層を低抵抗化し、かつ芯金を介してその表層を接
地する等の手段が講じられている。
施されているが、現状では熱効率の観点から少なくとも
一方に熱源を有するローラ対からなる、所謂熱ローラ定
着装置が主流を成している。第３図にその基本形態を示
す熱源（ここではハロゲン・ランプ）３を有し未定着ト
ナーと接する上ローラ１と、一般的に弾性層を有する下
ローラ２とが、適切なニツプ巾を以って圧接し、不図示
の駆動手段により図中矢印方向に回転駆動される。上ロ
ーラ１はサーミスタ４によりその表面温度が検知され、
適当な表面温度に維持される。上記一対のローラ間を転
写材が通過する事により転写材上の熱溶融性トナーが、
加熱・加圧され定着される仕組である。この様にトナー
と加熱源を有する上ローラとが直接接触するため他の方
式に比べ熱伝導効率が極めて優れるが、その反面、いく
つかの弊害もある。この弊害の最たるものがオフセツト
現象と呼ばれるトナーの上ローラ１への転移現象であ
る。オフセット現象は通常、定着不良気味で起きる低温
オフセツトと上ローラの昇温に伴う高温オフセツトに分
かれるが必ずしもそのメカニズムは明らかではない。た
だ、近年はこのオフセツト現象に対して上ローラ上に付
着したオフセツトトナーを機械的に除去する方法、例え
ば図中にある様なクリーニング手段５による離型剤を塗
布するのみならず、オフセツトトナーそのものを減少さ
せる対策が考えられている。特に上ローラが転写材、下
ローラとの摩擦帯電により数kVに帯電するため転写材上
の荷電トナーが静電的に上ローラに引き寄せられるとい
う観点から上ローラ及び下ローラの表面電位を下げる事
が有効とされる。そのためにローラに対して除電ブラシ
を用いたり、低抵抗離型剤を塗布したり、あるいはロー
ラの表層を低抵抗化し、かつ芯金を介してその表層を接
地する等の手段が講じられている。
また、上ローラ側に低抵抗物質を含有する離型性材質
（例えばフツ素樹脂等）で表層を形成し、アルミ等の芯
金によりその表層を接地させれている構成のものが考え
られている。しかしながら、前述オフセツト現象は環境
条件（温度、湿度条件）、用紙の種類、原稿条件（原稿
密度、原稿イメージパターン等）及び両面、多重コピー
モード等によっても現状の構成技術では未だ解決には到
っていないのが実状である。
（例えばフツ素樹脂等）で表層を形成し、アルミ等の芯
金によりその表層を接地させれている構成のものが考え
られている。しかしながら、前述オフセツト現象は環境
条件（温度、湿度条件）、用紙の種類、原稿条件（原稿
密度、原稿イメージパターン等）及び両面、多重コピー
モード等によっても現状の構成技術では未だ解決には到
っていないのが実状である。
また、下ローラは機能的にそれ自身やはりトナーとの
離型性に優れた表層を持っていなければならず、さらに
加圧時に自分自身が撓んで上ローラとの間で定着に必要
な適宜なニツプを形成する必要がある。
離型性に優れた表層を持っていなければならず、さらに
加圧時に自分自身が撓んで上ローラとの間で定着に必要
な適宜なニツプを形成する必要がある。
この、未定着トナーと接しない側の回転体である下ロ
ーラも摩擦帯電によりチヤージアツプする。
ーラも摩擦帯電によりチヤージアツプする。
この下ローラのチヤージアツプによっても静電的なオ
フセツト現象を発生する。
フセツト現象を発生する。
下ローラのチヤージアツプを防止するために表層に低
抵抗物質を含有させると表面の離型性が低下し、多数枚
定着後、下ローラへトナーが融着し、ローラ表面を汚し
てしまい、さらにひどい場合にはコピー紙の裏面に再度
ローラ表面上のトナーがオフセツトしてしまい、コピー
紙裏面を汚してしまうという欠点があった。
抵抗物質を含有させると表面の離型性が低下し、多数枚
定着後、下ローラへトナーが融着し、ローラ表面を汚し
てしまい、さらにひどい場合にはコピー紙の裏面に再度
ローラ表面上のトナーがオフセツトしてしまい、コピー
紙裏面を汚してしまうという欠点があった。
これは、下ローラが定着後のトナーと接する両面画像
形成装置や下ローラのクリーニング機構を持たない装置
で顕著である。
形成装置や下ローラのクリーニング機構を持たない装置
で顕著である。
また、弾性を有する加圧ローラ自身、加熱、加圧の負
荷サイクルを直接受ける事により、表層面と下地ゴム層
との間の接着強度が低抵抗物質を含有させた表層面を持
つ加圧ローラ側の方が同物質を含有させていない物に比
べ弱くなっており、使っているうちに内部はがれ（表層
面とゴム層との間がはがれる現象）が生じ、ローラ自身
つかいものにならなくなってしまうという問題がある。
荷サイクルを直接受ける事により、表層面と下地ゴム層
との間の接着強度が低抵抗物質を含有させた表層面を持
つ加圧ローラ側の方が同物質を含有させていない物に比
べ弱くなっており、使っているうちに内部はがれ（表層
面とゴム層との間がはがれる現象）が生じ、ローラ自身
つかいものにならなくなってしまうという問題がある。
（問題点を解決する手段） 上記問題点を解決するため本発明は、芯金の上に設け
られた絶縁性の弾性体層と、この弾性体層の上に設けら
れたプライマー層と、このプライマー層の上に設けられ
た絶縁性の表面離型層と、を有する加圧ローラにおい
て、前記プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下で
あり、プライマー層の表面から前記表面離型層表面まで
の厚みは50μｍ以下であることを特徴とするものであ
る。
られた絶縁性の弾性体層と、この弾性体層の上に設けら
れたプライマー層と、このプライマー層の上に設けられ
た絶縁性の表面離型層と、を有する加圧ローラにおい
て、前記プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下で
あり、プライマー層の表面から前記表面離型層表面まで
の厚みは50μｍ以下であることを特徴とするものであ
る。
また本発明は、熱源を備えた定着ローラと、この定着
ローラと圧接する加圧ローラと、を有し、この加圧ロー
ラは芯金の上に設けられた絶縁性の弾性体層と、この弾
性体層の上に設けられたプライマー層と、このプライマ
ー層の上に設けられた絶縁性の表面離型層とを有し、前
記定着ローラと加圧ローラの圧接部で未定着画像を担持
した記録材を挟持搬送し定着を行なう定着装置におい
て、前記プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下で
あり、プライマー層の表面から前記表面離型層表面まで
の厚みは50μｍ以下であることを特徴とするものであ
る。
ローラと圧接する加圧ローラと、を有し、この加圧ロー
ラは芯金の上に設けられた絶縁性の弾性体層と、この弾
性体層の上に設けられたプライマー層と、このプライマ
ー層の上に設けられた絶縁性の表面離型層とを有し、前
記定着ローラと加圧ローラの圧接部で未定着画像を担持
した記録材を挟持搬送し定着を行なう定着装置におい
て、前記プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下で
あり、プライマー層の表面から前記表面離型層表面まで
の厚みは50μｍ以下であることを特徴とするものであ
る。
（発明の実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。第１図は本
発明の定着装置の一例を示す断面図である。上ローラ１
は芯金（Sus,Al等）上に、カーボンブラツク等の低抵抗
物質を混入せしめた、四フツ化エチレン樹脂層を有して
成る。上ローラ１はハロゲンヒーター３を内包し、その
両端部は耐熱導電樹脂部材8,8′を介して、ボールベア
リング9,9′により定着装置の側板10,10′に回転自在に
支持されている。ローラの奥側（第１図で左側）は手前
側に比べ側板より著しく伸延し、ローラの芯金に耐熱性
絶縁樹脂製のギア11が嵌合している。そして、ギア11は
不図示の駆動手段の駆動ギア12と連結し、駆動力を受け
てローラ１を回転させる。
発明の定着装置の一例を示す断面図である。上ローラ１
は芯金（Sus,Al等）上に、カーボンブラツク等の低抵抗
物質を混入せしめた、四フツ化エチレン樹脂層を有して
成る。上ローラ１はハロゲンヒーター３を内包し、その
両端部は耐熱導電樹脂部材8,8′を介して、ボールベア
リング9,9′により定着装置の側板10,10′に回転自在に
支持されている。ローラの奥側（第１図で左側）は手前
側に比べ側板より著しく伸延し、ローラの芯金に耐熱性
絶縁樹脂製のギア11が嵌合している。そして、ギア11は
不図示の駆動手段の駆動ギア12と連結し、駆動力を受け
てローラ１を回転させる。
一方、下ローラ２は、やはりベアリング等の摺動自在
の軸受13,13′により保持され、軸受を介して両側板10,
10′に回転自在に保持されている。さらに、不図示の加
圧手段により、適正な圧力で上ローラ１に圧接されてお
り、上ローラ１に従動して回転する。
の軸受13,13′により保持され、軸受を介して両側板10,
10′に回転自在に保持されている。さらに、不図示の加
圧手段により、適正な圧力で上ローラ１に圧接されてお
り、上ローラ１に従動して回転する。
第２図に第１図実施例の加圧ローラの断面図を示す。
充填材が混入されていないピユアなフツ素樹脂（例え
ばパーフルオロアルコキシ．以下PFA）層20を、絶縁性
のゴム層７上にプライマー層６により接着している。
ばパーフルオロアルコキシ．以下PFA）層20を、絶縁性
のゴム層７上にプライマー層６により接着している。
ゴム層としてはシリコンゴムが好ましいが、フツ素ゴ
ムやフツ素ゴムとシリコンゴムの混合物等を用いても良
い。
ムやフツ素ゴムとシリコンゴムの混合物等を用いても良
い。
プライマー６の構成として、ゴム系あるいはレジン系
接着材に低抵抗物質（例えば、炭素繊維、グラフアイト
ウイスカあるいは炭化珪素繊維、炭化珪素ウイスカや酸
化チタン等の金属酸化物、ニツケル等）を含有させ、体
積抵抗率で101Ω・cm以下に設定したものである。さら
に、芯金14とゴム層７との接着にもプライマー６が必要
であるが、このプライマー層６′は前述したプライマー
層６と同等でも良いが、低抵抗物質を含有しないものが
好ましい。
接着材に低抵抗物質（例えば、炭素繊維、グラフアイト
ウイスカあるいは炭化珪素繊維、炭化珪素ウイスカや酸
化チタン等の金属酸化物、ニツケル等）を含有させ、体
積抵抗率で101Ω・cm以下に設定したものである。さら
に、芯金14とゴム層７との接着にもプライマー６が必要
であるが、このプライマー層６′は前述したプライマー
層６と同等でも良いが、低抵抗物質を含有しないものが
好ましい。
次に、第１図実施例の効果をプライマー層６を絶縁性
とした比較例と対比して説明する。
とした比較例と対比して説明する。
尚、第３図は断面図であり、第１図では不図示ではあ
るが、上ローラに対して表面温度を検出するサーミスタ
４、及びクリーニングのためのウエブ５が当接してい
る。
るが、上ローラに対して表面温度を検出するサーミスタ
４、及びクリーニングのためのウエブ５が当接してい
る。
表−１は、本発明の実施例と従来の加圧ローラを用い
た場合とを連続60枚の罫線原稿からコピーの記録紙の定
着時のオフセツト量として比べたものである。
た場合とを連続60枚の罫線原稿からコピーの記録紙の定
着時のオフセツト量として比べたものである。
本実施例では負帯電性のOPC感光体を正帯電特性のト
ナーで現像した像を記録紙に転写することで形成された
未定着トナーを定着している。
ナーで現像した像を記録紙に転写することで形成された
未定着トナーを定着している。
次に、表−１で行なった実験の加圧ローラの表面の帯
電状態を表−２に示す。
電状態を表−２に示す。
このように、従来例のものが数kV正電位を示すのに対
して、本実施例のものは高々＋400V程度であり、尚且
つ、最小値では＋200V程度しか示さない。
して、本実施例のものは高々＋400V程度であり、尚且
つ、最小値では＋200V程度しか示さない。
この結果から見ると元来正に摩擦帯電し易い、従来加
圧ローラを用いた場合、過大にローラ表面が正帯電する
一方で、ローラと摩擦される転写材及びトナーは、同極
性の正帯電させられ、下ローラからの静電的反発力が強
い為トナーは上ローラ側へ押し付けられ、たとえ完全に
熱溶融したとしても転写材から剥離し、定着ローラへオ
フセツト・トナーとして転移するものと考えられる。従
って、正帯電特性のトナーを用いた場合この傾向が強く
なるのは当然である。しかしながら、本発明のプライマ
ー６に低抵抗物質を含有させた加圧ローラでは表面電位
が低くおさえられるため、トナーを上ローラ側に飛ばそ
うとする静電的反発力がほとんど無くなり、オフセツト
を減少できる。
圧ローラを用いた場合、過大にローラ表面が正帯電する
一方で、ローラと摩擦される転写材及びトナーは、同極
性の正帯電させられ、下ローラからの静電的反発力が強
い為トナーは上ローラ側へ押し付けられ、たとえ完全に
熱溶融したとしても転写材から剥離し、定着ローラへオ
フセツト・トナーとして転移するものと考えられる。従
って、正帯電特性のトナーを用いた場合この傾向が強く
なるのは当然である。しかしながら、本発明のプライマ
ー６に低抵抗物質を含有させた加圧ローラでは表面電位
が低くおさえられるため、トナーを上ローラ側に飛ばそ
うとする静電的反発力がほとんど無くなり、オフセツト
を減少できる。
絶縁ゴム層と表面離型層との間に低抵抗のプライマー
層を設けることで加圧ローラの表面電位が減少すること
は次のように考えられる。
層を設けることで加圧ローラの表面電位が減少すること
は次のように考えられる。
ローラ表面が帯電した際、低抵抗のプライマー層にロ
ーラ表面とは逆極性が誘起され、この誘起された逆電荷
と表面電荷とが打ち消し合うことで実質的に表面電位が
低下するものと考えられる。
ーラ表面とは逆極性が誘起され、この誘起された逆電荷
と表面電荷とが打ち消し合うことで実質的に表面電位が
低下するものと考えられる。
尚、表面の絶縁性の離型層が厚くなると誘起電荷によ
る打ち消し効果が低下するため、表面離型層の厚みは50
μｍ以下とすることが好ましい。
る打ち消し効果が低下するため、表面離型層の厚みは50
μｍ以下とすることが好ましい。
また、プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下、
特には10Ω・cm以下が好ましい。
特には10Ω・cm以下が好ましい。
このように本実施例では表面層の離型性を低下させる
ことなく、且つ内部の弾性を損なうことなく、摩擦帯電
による加圧ローラ表面のチヤージアツプを防止できる。
ことなく、且つ内部の弾性を損なうことなく、摩擦帯電
による加圧ローラ表面のチヤージアツプを防止できる。
（発明の効果） 以上説明した通り本発明によれば、表面の離型性を低
下させることなく、また内部の弾性を損なうことなく表
面電位の増加おさえることができる。
下させることなく、また内部の弾性を損なうことなく表
面電位の増加おさえることができる。
第１図は本発明の実施例の定着装置の概略図、 第２図は第１図実施例に用いられる加圧ローラの断面
図、 第３図は第１図実施例の断面図である。 １……定着ローラ、２……加圧ローラ
図、 第３図は第１図実施例の断面図である。 １……定着ローラ、２……加圧ローラ
Claims (2)
- 【請求項１】芯金の上に設けられた絶縁性の弾性体層
と、この弾性体層の上に設けられたプライマー層と、こ
のプライマー層の上に設けられた絶縁性の表面離型層
と、を有する加圧ローラにおいて、 前記プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下であ
り、プライマー層の表面から前記表面離型層表面までの
厚みは50μｍ以下であることを特徴とする加圧ローラ。 - 【請求項２】熱源を備えた定着ローラと、この定着ロー
ラと圧接する加圧ローラと、を有し、この加圧ローラは
芯金の上に設けられた絶縁性の弾性体層と、この弾性体
層の上に設けられたプライマー層と、このプライマー層
の上に設けられた絶縁性の表面離型層とを有し、前記定
着ローラと加圧ローラの圧接部で未定着画像を担持した
記録材を挟持搬送し定着を行なう定着装置において、 前記プライマー層の体積抵抗値は103Ω・cm以下であ
り、プライマー層の表面から前記表面離型層表面までの
厚みは50μｍ以下であることを特徴とする定着装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269574A JP2670458B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 加圧ローラ及びそれを有する定着装置 |
| EP90311239A EP0424053B1 (en) | 1989-10-16 | 1990-10-15 | Mold releasing elastic roller |
| DE69024456T DE69024456T2 (de) | 1989-10-16 | 1990-10-15 | Adhäsionsfreie elastische Walze |
| KR1019900016469A KR0132422B1 (ko) | 1989-10-16 | 1990-10-16 | 로울러를 구비한 정착장치 |
| US08/272,613 US5561511A (en) | 1989-10-16 | 1994-07-11 | Releasing elastic roller and fixing device utlizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269574A JP2670458B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 加圧ローラ及びそれを有する定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03130792A JPH03130792A (ja) | 1991-06-04 |
| JP2670458B2 true JP2670458B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=17474258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1269574A Expired - Fee Related JP2670458B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 加圧ローラ及びそれを有する定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2670458B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6019178A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-01-31 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 電子写真装置用ロ−ラ |
| JPH0743555B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1995-05-15 | 昭和電線電纜株式会社 | 加熱ロ−ラ |
| JPH0746252B2 (ja) * | 1986-09-13 | 1995-05-17 | キヤノン株式会社 | 弾性回転体及び定着装置 |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP1269574A patent/JP2670458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03130792A (ja) | 1991-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |