JP3093303B2 - 定着用ローラ及び定着装置 - Google Patents
定着用ローラ及び定着装置Info
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- JP3093303B2 JP3093303B2 JP03065830A JP6583091A JP3093303B2 JP 3093303 B2 JP3093303 B2 JP 3093303B2 JP 03065830 A JP03065830 A JP 03065830A JP 6583091 A JP6583091 A JP 6583091A JP 3093303 B2 JP3093303 B2 JP 3093303B2
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- tube
- layer
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置に使用され未定着画像を定着するための定着
用ローラ及び定着装置に関する。
像形成装置に使用され未定着画像を定着するための定着
用ローラ及び定着装置に関する。
【０００２】［背景技術］定着装置の一例を図２に示
す。
す。
【０００３】１は未定着トナー５，５´と接する定着ロ
ーラ、２は定着ローラ１と圧接する加圧ローラでニップ
Ｎを形成している。
ーラ、２は定着ローラ１と圧接する加圧ローラでニップ
Ｎを形成している。
【０００４】定着ローラ１は剛体金属パイプより成る芯
金１１上にＰＦＡ又はＰＴＦＥ等の耐熱性・高離型性を
有する表面層１２をプライマ等により接着焼成したもの
が用いられる。
金１１上にＰＦＡ又はＰＴＦＥ等の耐熱性・高離型性を
有する表面層１２をプライマ等により接着焼成したもの
が用いられる。
【０００５】ヒータ３により定着ローラ１は内面加熱さ
れ、ローラ表面温度を温度センサー（不図示）によりモ
ニターして、ヒータ３をオン・オフすることにより一定
の表面温度に保たれる。加圧ローラ２は金属棒より成る
芯金２１上に弾性ゴム層２２を形成し、その上にＰＦＡ
又はＰＴＦＥ等の耐熱性、高離型性を有する表面層２３
をプライマ等により接着焼成される。
れ、ローラ表面温度を温度センサー（不図示）によりモ
ニターして、ヒータ３をオン・オフすることにより一定
の表面温度に保たれる。加圧ローラ２は金属棒より成る
芯金２１上に弾性ゴム層２２を形成し、その上にＰＦＡ
又はＰＴＦＥ等の耐熱性、高離型性を有する表面層２３
をプライマ等により接着焼成される。
【０００６】加圧ローラ２はバネ等の付勢手段（不図
示）により定着ローラ１に押圧される。
示）により定着ローラ１に押圧される。
【０００７】未定着の粉体トナーを支持した紙葉体４
は、矢印方向が回転するローラ対のニップＮに挿通さ
れ、加熱、加圧作用によりトナー５は紙葉体４に永久定
着される。
は、矢印方向が回転するローラ対のニップＮに挿通さ
れ、加熱、加圧作用によりトナー５は紙葉体４に永久定
着される。
【０００８】６は芯金１１にトナー５と同極性のバイア
ス電圧を付与するバイアス電源で、ニップＮ内でトナー
５を定着ローラ１から引離す静電界を形成し、表面層１
２へのトナー５の吸着を防ぎ、後続の紙葉体４の被画像
部の汚れ（所謂オフセット現象）を防ぐものである。
ス電圧を付与するバイアス電源で、ニップＮ内でトナー
５を定着ローラ１から引離す静電界を形成し、表面層１
２へのトナー５の吸着を防ぎ、後続の紙葉体４の被画像
部の汚れ（所謂オフセット現象）を防ぐものである。
【０００９】またバイアス電圧を加えてオフセットを防
止するためにはダイオード等を使用することもできる。
止するためにはダイオード等を使用することもできる。
【００１０】このようにバイアス電圧による電界により
静電的にオフセットを防止する場合、バイアス電圧のリ
ークを防止するために定着ローラ１の表面層１２は絶縁
性とし、できる限りピンホール等の局部的な電気的ブレ
イクダウンの生じない層構成とすることが好ましい。
静電的にオフセットを防止する場合、バイアス電圧のリ
ークを防止するために定着ローラ１の表面層１２は絶縁
性とし、できる限りピンホール等の局部的な電気的ブレ
イクダウンの生じない層構成とすることが好ましい。
【００１１】このためＰＦＡやＰＴＦＥをスプレー塗布
して加熱溶融させて層と成すコーティング法によるもの
よりも、熱収縮チューブ状に形成されたＰＦＡやＰＴＦ
Ｅを芯金１１に被覆して加熱溶融させて層と成すチュー
ブ法による方が層の均一性が得られるために優れてい
る。
して加熱溶融させて層と成すコーティング法によるもの
よりも、熱収縮チューブ状に形成されたＰＦＡやＰＴＦ
Ｅを芯金１１に被覆して加熱溶融させて層と成すチュー
ブ法による方が層の均一性が得られるために優れてい
る。
【００１２】また、加圧ローラの表面層としても層がよ
り均一に構成出来るチューブを用いた方が、コーティン
グ法によるものよりも紙葉体４の通紙を繰返した時の紙
葉体の末端部の摩耗が少ない等強度的に優れている。更
には紙葉体４との摩擦帯電により加圧ローラ２がチャー
ブアップして、電源６による静電界を打ち消し、オフセ
ット減少を招来することがあるので、表面層２３として
は例えばＰＦＡにカーボンを分散して体積抵抗率１０7-
10Ω・ｃｍとした導電性チューブを用いることが好まし
い。
り均一に構成出来るチューブを用いた方が、コーティン
グ法によるものよりも紙葉体４の通紙を繰返した時の紙
葉体の末端部の摩耗が少ない等強度的に優れている。更
には紙葉体４との摩擦帯電により加圧ローラ２がチャー
ブアップして、電源６による静電界を打ち消し、オフセ
ット減少を招来することがあるので、表面層２３として
は例えばＰＦＡにカーボンを分散して体積抵抗率１０7-
10Ω・ｃｍとした導電性チューブを用いることが好まし
い。
【００１３】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、芯金１１に
電源６よりバイアス電圧を印加してトナー５を載せた紙
葉体４を通紙すると、表面層１２のチューブ上にトナー
５が局所的に付着することがある。図３に、その様子を
示した。実際に付着したトナー５をアルコール拭き等で
除去するとチューブ１２の該当箇所には白化した跡が認
められるが、所謂ピンホールの如き光学的に認定できる
“穴”は生じていない。このトナー付着のメカニズム
は、以下のように推定される。チューブ１２の成形時に
ＰＦＡやＰＴＦＥが熱変性し、特に押出し成形機内の滞
留を生ずるような箇所では炭化が生じるため、このよう
な電気的には導電的な異物がチューブ１２内に混入する
ことにより、目視では一見して均一に見えるものの電気
的にはブレイクダウンを生じ易い弱い箇所７（以下、リ
ークサイト７と称する）が発生する。リークサイト７は
ローラが使用されるに従い、電気的にブレイクダウンし
てそこに電流が集中しチューブ１２の白化が生じる。電
界はリークサイト７部に集中するため、トナー５は誘電
分極してリークサイト７に吸引される。又、トナー５の
中に微量に混じっている反対極性のトナー５´は、特に
リークサイト７に吸引され易く、リークサイト７部にト
ナー５、トナー５´の塊が形成される。
電源６よりバイアス電圧を印加してトナー５を載せた紙
葉体４を通紙すると、表面層１２のチューブ上にトナー
５が局所的に付着することがある。図３に、その様子を
示した。実際に付着したトナー５をアルコール拭き等で
除去するとチューブ１２の該当箇所には白化した跡が認
められるが、所謂ピンホールの如き光学的に認定できる
“穴”は生じていない。このトナー付着のメカニズム
は、以下のように推定される。チューブ１２の成形時に
ＰＦＡやＰＴＦＥが熱変性し、特に押出し成形機内の滞
留を生ずるような箇所では炭化が生じるため、このよう
な電気的には導電的な異物がチューブ１２内に混入する
ことにより、目視では一見して均一に見えるものの電気
的にはブレイクダウンを生じ易い弱い箇所７（以下、リ
ークサイト７と称する）が発生する。リークサイト７は
ローラが使用されるに従い、電気的にブレイクダウンし
てそこに電流が集中しチューブ１２の白化が生じる。電
界はリークサイト７部に集中するため、トナー５は誘電
分極してリークサイト７に吸引される。又、トナー５の
中に微量に混じっている反対極性のトナー５´は、特に
リークサイト７に吸引され易く、リークサイト７部にト
ナー５、トナー５´の塊が形成される。
【００１４】また、加圧ローラにチューブを設ける場
合、成形時にチューブの破損を生じることがある。
合、成形時にチューブの破損を生じることがある。
【００１５】図４に成形方法の一例を示す。
【００１６】金型８の内壁に内面に接着剤を付与したチ
ューブ２３を沿わせ、チューブを金型８の外側に折り返
してストッパ９で固定する。次に芯金２１をセットし、
蓋１０，１０´を閉めて液状ゴムを蓋１０の注入口より
入れ、余剰分を蓋１０´の排出口より出す。金型８内に
液状ビムが充満した時点で加熱し、ゴムを架橋させて弾
性層２２とする。架橋工程終了後、蓋１０，１１を外
し、芯金２１上に弾性層２２及びチューブ２３が形成さ
れたものを取出し、両端をカットして加圧ローラ２と
し、再度加熱して、加圧ローラ２が完成する。
ューブ２３を沿わせ、チューブを金型８の外側に折り返
してストッパ９で固定する。次に芯金２１をセットし、
蓋１０，１０´を閉めて液状ゴムを蓋１０の注入口より
入れ、余剰分を蓋１０´の排出口より出す。金型８内に
液状ビムが充満した時点で加熱し、ゴムを架橋させて弾
性層２２とする。架橋工程終了後、蓋１０，１１を外
し、芯金２１上に弾性層２２及びチューブ２３が形成さ
れたものを取出し、両端をカットして加圧ローラ２と
し、再度加熱して、加圧ローラ２が完成する。
【００１７】成形工程において、チューブ２３を金型８
にセットし、上・下でチューブ２３の径を引き延ばす際
にチューブ２３の破損が生じることがある。特にＰＦＡ
中にカーボンを分散した導電性チューブの場合には、純
粋ＰＦＡチューブに比べて強度が下がるので、破損が生
じ易く、加圧ローラ２成形工程の歩留りを低下させる大
きな要因である。
にセットし、上・下でチューブ２３の径を引き延ばす際
にチューブ２３の破損が生じることがある。特にＰＦＡ
中にカーボンを分散した導電性チューブの場合には、純
粋ＰＦＡチューブに比べて強度が下がるので、破損が生
じ易く、加圧ローラ２成形工程の歩留りを低下させる大
きな要因である。
【００１８】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ため本発明は、表面にチューブを有する定着用ローラに
おいて、前記チューブは複数層のチューブであり、一層
はピュアなフッ素樹脂チューブで、もう一層は導電性フ
ッ素樹脂チューブであることを特徴とするものであり、
また未定着像を記録材上に定着するための定着用ローラ
を有し、前記定着用ローラは表面にチューブを有する定
着装置において、前記チューブは複数層のチューブであ
り、一層はピュアなフッ素樹脂チューブで、もう一層は
導電性フッ素樹脂チューブであることを特徴とするもの
である。
ため本発明は、表面にチューブを有する定着用ローラに
おいて、前記チューブは複数層のチューブであり、一層
はピュアなフッ素樹脂チューブで、もう一層は導電性フ
ッ素樹脂チューブであることを特徴とするものであり、
また未定着像を記録材上に定着するための定着用ローラ
を有し、前記定着用ローラは表面にチューブを有する定
着装置において、前記チューブは複数層のチューブであ
り、一層はピュアなフッ素樹脂チューブで、もう一層は
導電性フッ素樹脂チューブであることを特徴とするもの
である。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
【００２０】尚、同一部材には同一番号を符してある。
【００２１】図１は本発明の参考例の定着用の定着ロー
ラ１の斜視図である。１２１及び１２２はともにＰＦＡ
又はＰＴＦＥ等の耐熱性・離型性に優れたピュアなフッ
素樹脂からなるチューブである。
ラ１の斜視図である。１２１及び１２２はともにＰＦＡ
又はＰＴＦＥ等の耐熱性・離型性に優れたピュアなフッ
素樹脂からなるチューブである。
【００２２】このチューブ１２１，１２２は同一材料か
らなり、押出し成形により２層構成チューブ１２´とし
て、芯金１１上に接着剤を介して加熱成形したものであ
る。オフセット現象防止の目的ではチューブ１２´の総
厚は３０〜２００μｍの範囲であるのが好ましい。チュ
ーブ１２´を構成するチューブ１２１及びチューブ１２
２の厚さは、成形工程管理上は同じ厚さがある方が好ま
しいが、以下に述べるリークサイト７に起因するトナー
塊の発生を防止する上では、チューブ１２１とチューブ
１２２の厚さが異なる場合でも同様の効果が期待でき
る。
らなり、押出し成形により２層構成チューブ１２´とし
て、芯金１１上に接着剤を介して加熱成形したものであ
る。オフセット現象防止の目的ではチューブ１２´の総
厚は３０〜２００μｍの範囲であるのが好ましい。チュ
ーブ１２´を構成するチューブ１２１及びチューブ１２
２の厚さは、成形工程管理上は同じ厚さがある方が好ま
しいが、以下に述べるリークサイト７に起因するトナー
塊の発生を防止する上では、チューブ１２１とチューブ
１２２の厚さが異なる場合でも同様の効果が期待でき
る。
【００２３】図５に図２に示される装置で図１に示され
る参考例の定着ローラを用いた定着装置のニップの拡大
断面図を示す。
る参考例の定着ローラを用いた定着装置のニップの拡大
断面図を示す。
【００２４】単層のチューブ１２を用いた場合、リーク
サイトによるトナー付着は１０％のローラで発生した
が、２層チューブ１２´としたことでトナー付着の発生
率は１％未満に減少した。これは、チューブ１２１の中
のリークサイト７とチューブ１２２の中のリークサイト
が重なり合わぬ限り電界集中は生じないためで、こうし
た重なり合いの確率はチューブ１２´を２層構成とする
ことにより、単層におけるリークサイト７の存在確率
（≪１）の２乗の存在確率となるために、トナー付着の
発生率が大きく減少する。
サイトによるトナー付着は１０％のローラで発生した
が、２層チューブ１２´としたことでトナー付着の発生
率は１％未満に減少した。これは、チューブ１２１の中
のリークサイト７とチューブ１２２の中のリークサイト
が重なり合わぬ限り電界集中は生じないためで、こうし
た重なり合いの確率はチューブ１２´を２層構成とする
ことにより、単層におけるリークサイト７の存在確率
（≪１）の２乗の存在確率となるために、トナー付着の
発生率が大きく減少する。
【００２５】尚、リークサイト７のような電気的局部欠
陥の箇所を除けば、層が均一に形成されている限りはＰ
ＦＡ又はＰＴＦＥの場合チューブ１２１，１２２の厚さ
が２５μあれば１ＫＶの耐圧を十分に有している。この
ように２層チューブ１２´とすることにより、定着ロー
ラ１の成形歩留りが飛躍的に向上する。
陥の箇所を除けば、層が均一に形成されている限りはＰ
ＦＡ又はＰＴＦＥの場合チューブ１２１，１２２の厚さ
が２５μあれば１ＫＶの耐圧を十分に有している。この
ように２層チューブ１２´とすることにより、定着ロー
ラ１の成形歩留りが飛躍的に向上する。
【００２６】又、同様の効果は芯金１１上に一旦チュー
ブ１２１を加熱成形した上で、更にチューブ１２２を加
熱成形することでも得られるが、２層チューブ１２´を
一度に加熱成形する方が工程数が減らせるというメリッ
トがある。
ブ１２１を加熱成形した上で、更にチューブ１２２を加
熱成形することでも得られるが、２層チューブ１２´を
一度に加熱成形する方が工程数が減らせるというメリッ
トがある。
【００２７】図６は本発明の実施例の定着用の加圧ロー
ラ２を示すもので、前出と同符号は同部材を示す。２３
´は２層チューブであり、２３１はＰＦＡチューブであ
り、２３２はカーボンを分散したＰＦＡチューブであ
る。つまり、加圧ローラ２は金型８に２層チューブ２３
´をチューブ２３１が内面となり、チューブ２３２が壁
面に沿うようにしてセットされ、導電性の液状シリコン
ゴムを注型して成形される。弾性層２２は、１０2〜１
０10Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、ＰＦＡチューブ２３
１は２５〜１００μｍ、低抵抗物質であるカーボンを分
散した導電性ＰＦＡチューブ２３２は２５〜１００μｍ
の厚さで、２層チューブ２３´の総厚は５０〜１５０μ
ｍとすることで、オフセット現象は防止出来る。
ラ２を示すもので、前出と同符号は同部材を示す。２３
´は２層チューブであり、２３１はＰＦＡチューブであ
り、２３２はカーボンを分散したＰＦＡチューブであ
る。つまり、加圧ローラ２は金型８に２層チューブ２３
´をチューブ２３１が内面となり、チューブ２３２が壁
面に沿うようにしてセットされ、導電性の液状シリコン
ゴムを注型して成形される。弾性層２２は、１０2〜１
０10Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、ＰＦＡチューブ２３
１は２５〜１００μｍ、低抵抗物質であるカーボンを分
散した導電性ＰＦＡチューブ２３２は２５〜１００μｍ
の厚さで、２層チューブ２３´の総厚は５０〜１５０μ
ｍとすることで、オフセット現象は防止出来る。
【００２８】本実施例のように、強度的に弱い低抵抗物
質を分散した導電性ＰＦＡチューブ２３２を強度の十分
に大きな純粋ＰＦＡチューブ２３１と組合せて２層チュ
ーブ２３´とすることで、総合的な強度を従来の単層の
導電性ＰＦＡチューブ２３よりも向上させ、金型８への
チューブ２３´セットの時の破損が防止出来て、成形上
の歩留りが向上するとともに、最表層に導電性ＰＦＡチ
ューブ２３２があり、加圧ローラ２全体としても抵抗値
が１０5〜１０11Ω程度に維持されることで紙葉体４と
の摩擦帯電が効果的に防止出来、オフセット現象が防止
される。
質を分散した導電性ＰＦＡチューブ２３２を強度の十分
に大きな純粋ＰＦＡチューブ２３１と組合せて２層チュ
ーブ２３´とすることで、総合的な強度を従来の単層の
導電性ＰＦＡチューブ２３よりも向上させ、金型８への
チューブ２３´セットの時の破損が防止出来て、成形上
の歩留りが向上するとともに、最表層に導電性ＰＦＡチ
ューブ２３２があり、加圧ローラ２全体としても抵抗値
が１０5〜１０11Ω程度に維持されることで紙葉体４と
の摩擦帯電が効果的に防止出来、オフセット現象が防止
される。
【００２９】図８の参考例の定着ローラと実施例の加圧
ローラを共に用いた定着装置の断面図であり、更に装置
としての信頼性を高めることができる。
ローラを共に用いた定着装置の断面図であり、更に装置
としての信頼性を高めることができる。
【００３０】尚、本実施例においてもダイオード等によ
りバイアス電圧を加えてもよい。
りバイアス電圧を加えてもよい。
【００３１】以上の参考例及び実施例においては、２層
構成のチューブ１２´，２３´につき説明したが、本発
明の主旨は２層に限定されるものではなく、例えば図７
に示すように３層構成のチューブ１２″により、リーク
サイト７起因のトナー付着は参考例よりも更に有効に防
止出来ることは明らかである。つまり、この場合は実質
的なリークサイト７の存在確率は単層チューブ１２にお
けるリークサイト７の存在確率（≪１）の３乗の存在確
率となり、参考例におけるよりも更にトナー付着が発生
する確率が減る。
構成のチューブ１２´，２３´につき説明したが、本発
明の主旨は２層に限定されるものではなく、例えば図７
に示すように３層構成のチューブ１２″により、リーク
サイト７起因のトナー付着は参考例よりも更に有効に防
止出来ることは明らかである。つまり、この場合は実質
的なリークサイト７の存在確率は単層チューブ１２にお
けるリークサイト７の存在確率（≪１）の３乗の存在確
率となり、参考例におけるよりも更にトナー付着が発生
する確率が減る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば成形の
歩留が非常に向上し、且つ、オフセットの発生を大きく
減少させることができる。
歩留が非常に向上し、且つ、オフセットの発生を大きく
減少させることができる。
【図１】本発明の参考例である定着ローラの斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の背景となる定着装置の断面図である。
【図３】図２に示した装置のニップＮ付近の拡大断面図
である。
である。
【図４】加圧ローラの成形方法を示す説明図である。
【図５】本発明の定着装置のニップＮ付近の拡大断面図
である。
である。
【図６】本発明の実施例の加圧ローラの斜視図である。
【図７】本発明に関わる定着ローラの斜視図である。
【図８】本発明の別の実施例の定着装置の断面図であ
る。
る。
１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ３ ヒータ ４ 紙葉体 ５ トナー ６ 電源 ７ リークサイト ８ 金型 ９ ストッパ １０，１０´ 蓋 １１ 芯金 １２ 単層チューブ １２´ ２層チューブ １２″ ３層チューブ ２１ 芯金 ２２ 弾性層 ２３ 単層チューブ ２３´ ２層チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−10735（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−96970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−155585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53514（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/20
Claims (4)
- 【請求項１】 表面にチューブを有する定着用ローラに
おいて、 前記チューブは複数層のチューブであり、一層はピュア
なフッ素樹脂チューブで、もう一層は導電性フッ素樹脂
チューブであることを特徴とする定着用ローラ。 - 【請求項２】 前記ピュアなフッ素樹脂チューブの上に
前記導電性フッ素樹脂チューブが設けられていることを
特徴とする請求項１記載の定着用ローラ。 - 【請求項３】 未定着像を記録材上に定着するための定
着用ローラを有し、前記定着用ローラは表面にチューブ
を有する定着装置において、 前記チューブは複数層のチューブであり、一層はピュア
なフッ素樹脂チューブで、もう一層は導電性フッ素樹脂
チューブであることを特徴とする定着装置。 - 【請求項４】 前記ピュアなフッ素樹脂チューブの上に
前記導電性フッ素樹脂チューブが設けられていることを
特徴とする請求項３記載の定着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03065830A JP3093303B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 定着用ローラ及び定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03065830A JP3093303B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 定着用ローラ及び定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301669A JPH04301669A (ja) | 1992-10-26 |
| JP3093303B2 true JP3093303B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13298333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03065830A Expired - Fee Related JP3093303B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 定着用ローラ及び定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093303B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP03065830A patent/JP3093303B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04301669A (ja) | 1992-10-26 |
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