JP3100801B2 - 定着ローラ及び定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真プロセスを利用
する複写装置の技術分野において利用され、特に記録材
上のトナーを該記録材上に定着させるための定着ローラ
及び定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な電子写真複写機等の画像
形成装置に用いられる定着ローラ及び定着装置において
は、様々なものが提案され、実施されているが、現在で
はその優れた離型性能からフッ素系樹脂をオフセット防
止層に使用する定着ローラが、又、熱効率の観点から少
なくとも一方のローラを熱源により加熱する一対のロー
ラを有する、いわゆる加熱ローラ型定着装置が主流とな
っている。

【０００３】その基本的な構成は図３に示すごとくであ
る。すなわち図３において、３は定着ローラであり、内
部にハロゲンヒータ３ｄ等の発熱源を有し、さらにアル
ミニウム等の芯金３ｃの表層には、ＰＡＩ（ポリアミド
イミド）等を含有するプライマ層３ｂを介し、さらにオ
フセット現象の発生を防止するためのＰＴＦＥ等のフッ
素樹脂から成るオフセット防止層３ａが被覆されてい
る。このような定着ローラ３の下方には、加圧ローラ２
が配設されており、該加圧ローラ２は、表層がゴム等の
弾性体２ａにより被覆されている。

【０００４】上記定着ローラ３と加圧ローラ２は圧接し
ており、適当な挟圧部（以下、ニップ部とする）をもっ
て対を成しており、駆動手段（図示せず）により本体か
ら駆動を受けて回転する。そして、未定着画像を担持し
た記録材を両ローラのニップ部にて挟持搬送することに
より、熱及び圧力を与えて該未定着画像を記録材に定着
するようになっている。

【０００５】しかしながら、上記加熱ローラ型定着装置
においては、定着ローラ３の表面上に記録材が直接接す
るため、記録材上のトナーの一部が、定着ローラ３の表
層に付着し、この付着トナーが、定着ローラ３の回転に
より再び記録材上に転写される、いわゆるオフセット現
象の発生を免れえない。この現象を防止するために、一
般的に定着ローラ３の表層３ａには、上述したようにフ
ッ素樹脂等の高離型性材料の被膜を形成して離型性の向
上を図っているが、これらの材料は高抵抗であるためそ
の表層が記録材との摩擦帯電により大きく帯電し、その
結果として、記録材上のトナーが静電作用により定着ロ
ーラ３の表層３ａに吸着されて、いわゆる静電オフセッ
ト現象が発することがあった。

【０００６】又一方で、近年、低コスト化傾向、サービ
ス性の向上、産業廃棄物の規制等から定着ローラを含む
各種部品の高耐久化が強く求められているが、純粋なフ
ッ素樹脂は、耐摩耗性に関しては、それ程強靱さを備え
ていない。

【０００７】そこで、以上第一の問題点である静電オフ
セット現象の発生を防止する目的として、定着ローラ３
の表層３ａを形成する樹脂材中にカーボンブラックや二
酸化チタン等の低抵抗の微粉末、又はチタン酸カリウム
等のウィスカー状単結晶繊維を混入させることにより、
定着ローラ３の表層３ａを低抵抗化させ、表層３ａの摩
擦帯電を防止することにより、静電オフセット現象の発
生を防止するという技術等が提案されている（特公昭５
８−２３６２６号公報、特開昭６３−１９２０７１号公
報）。

【０００８】さらに、近年では定着ローラの重要な特性
である耐オフセット性及び第二の問題点である耐摩耗性
を左右するフッ素樹脂への充填剤の開発が行われている
が、これらの充填剤へ要求される特性として、それ自身
がある程度の強靱さをもち、、かつ低抵抗であり、さら
にフッ素樹脂中での分散性が良好であること等が挙げら
れる。

【０００９】一例では、無定形シリカ又はシリカ含有物
質をアンチモン含量が酸化スズの１〜約３０重量％の範
囲であるアンチモン含有酸化スズ結晶子の二次元ネット
ワークと共に包含する導電性組成物で、本物質がアンチ
モン含有酸化チタン結晶子の二次元ネットワークで表面
被覆された、無定形シリカ又はシリカ含有物質の成形粒
子、又は無定形シリカ被覆もしくはシリカ含有被覆を有
する不活性コア物質を包含する粒子を包含する粉末、さ
らに成形粒子が無定形シリカもしくはシリカ含有物質の
中空シェルである、いわゆる中空二重殻導電性物質等
（特開平２−２１８７６８号公報）、又は表面を酸化ス
ズ（IV）もしくは三酸化アンチモン等で導電化処理した
マイカ等が挙げられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
定着装置に用いていた定着ローラ３においては、一般的
に、耐オフセット性及び耐摩耗性という重要特性を同時
に満足させるという点においては難点を持っていた。

【００１１】すなわち、先ず第一に、表層３ａの低抵抗
化を主目的として、カーボン粉末又はウィスカー状単結
晶繊維等をフッ素樹脂中に含有させるタイプのもので
は、これらの物質が数μｍ〜１０μｍ程度の比較的微粉
末であるために、オフセット防止層３ａの表面性を劣化
させることはなく、定着ローラ３の使用の初期時におい
ては優れたオフセット性能を示す。

【００１２】しかしながら、これらの充填剤では、一般
にフッ素樹脂を強靱化するという効果はあまり認められ
ず、定着ローラの耐摩耗性を向上させることはできなか
った。これは、カーボン粉末は、それ自身の粒径が非常
に微細で樹脂を強靱化させるいわゆるフィラー効果はな
く、又、ウィスカー状単結晶繊維については、材料の形
状がウィスカー状であるため、比較的もろく、かつ、フ
ッ素樹脂中で樹脂の強度を補強するために要求される三
次元橋かけ構造を取りにくいからであると考察される。

【００１３】一方で、表層３ａの耐摩耗性を主目的とし
て、上記中空二重殻導電性粒子又はマイカ等をフッ素樹
脂中に含有させるタイプのものでは、これらの物質自身
が比較的強靱であり、又、樹脂中で樹脂の強度を補強す
べく、三次元橋かけ構造を形成するので、非常に耐摩耗
性に優れている。

【００１４】しかしながら、これらの物質は５μｍ〜数
１０μｍ程度の比較的大きな粒子径であるために、オフ
セット防止層３ａの表面性を劣化させる弊害をもち、フ
ッ素樹脂本来の離型性能を妨げてしまう場合がある。そ
の結果、オフセットの発生又は定着ローラ表面のトナー
による汚れが発生する場合があった。

【００１５】本発明は、上記問題点を解決し、耐オフセ
ット性及び耐トナー汚れ性並びに耐摩耗性に優れた定着
ローラ及びこれを用いた定着装置を提供することを目的
としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願第一発明によれば、
上記目的のうち定着ローラに関しては、導電性芯材上に
オフセット防止層を有する定着ローラにおいて、芯材上
側から順に、第一層目にプライマー、第二層目に充填剤
を含む離型性樹脂、さらに第三層目に離型性樹脂単体が
積層されていることにより達成される。

【００１７】また、本願第二発明によれば、上記目的の
うち定着ローラに関しては、導電性芯材上にオフセット
防止層を有する定着ローラにおいて、芯材上側から順
に、第一層目にプライマー、第二層目に充填剤を含む離
型性樹脂、さらに第三層目に該充填剤よりも粒径が小さ
い他の充填剤を含む離型性樹脂が積載されていることに
より達成される。

【００１８】さらに、本願第三発明によれば、上記目的
のうち定着装置に関しては、上記本願第一発明あるいは
第二発明による定着ローラと、芯金上に弾性層を有し該
定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラと、
少なくとも上記定着ローラに配設された発熱体とを備え
たことにより達成される。

【００１９】

【作用】本発明者等は、鋭意検討の結果、以上の問題点
はフッ素樹脂等の離型性樹脂に含有させる充填剤のもつ
特徴を生かすように定着ローラのオフセット防止層に配
することで解決できることが判った。

【００２０】すなわち、本願第一発明によれば、フッ素
樹脂等の離型性樹脂を強靱化するための中空二重殻導電
性物質又は、導電化したマイカ等を離型性樹脂に含有さ
せ、該離型性樹脂を定着ローラの表層から一層下の第二
層に配し、表層の第三層にフッ素樹脂等の離型性樹脂の
みを配すことにより、耐オフセット性及び耐摩耗性及び
耐ローラ汚れを同時に満足することが可能になったので
ある。つまり、強靱化された第二層で、耐摩耗性を満足
し、同時に定着ローラを低抵抗化し、さらに第三層で表
層を平滑することにより、耐オフセット性及び耐ローラ
汚れを満足させるのである。

【００２１】又、本願第二発明によれば、フッ素樹脂等
の離型性樹脂を強靱化するべく、比較的大粒径の中空二
重殻導電性粒子、又は、マイカ等をフッ素樹脂等の離型
性樹脂に含有させ、該離型性樹脂を定着ローラの表層か
ら一層下の第二層に配し、表層の第三層にフッ素樹脂等
の離型性樹脂を低抵抗化させるべくカーボン粉末又はウ
ィスカー状単結晶繊維を含むフッ素樹脂等の離型性樹脂
を配すことにより、耐オフセット性及び耐摩耗性を同時
に満足することが可能になったのである。

【００２２】上記構成をとることにより、定着ローラの
もつ層の第三層の表面は、平滑性をもち、又、表層から
一層下の第二層は充填剤の効果により強靭化され、定着
ローラのフッ素樹脂等の離型性樹脂層全域を強靭化させ
る効果をもつ。そして、耐オフセット性、耐摩耗性、耐
トナー性を満足すべく優れた特性を呈するものである。

【００２３】さらに、上記第一発明あるいは第二発明に
よる定着ローラと、加圧ローラにより、未定着像を担持
した記録材を挟持搬送し、少なくとも定着ローラに配設
した発熱体により未定着像を加熱することにより、長期
間に亘り、オフセットのない良好な定着動作が行われ
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２５】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１及び図２に基づいて説明する。図１に示す本実施例の
定着装置において、１は定着ローラであり、内部にハロ
ゲンヒータ１ｅ等の発熱源を有している。２は加圧ロー
ラであり、表層がゴム等の弾性体２ａにより被覆されて
いる。

【００２６】定着ローラ１と加圧ローラ２は圧接してお
り、適当な挟圧部（以下、ニップ部とする）をもって対
をなしている。このローラは駆動手段（図示せず）によ
り、本体から駆動を受けて回転する。従って、未定着像
を担持した記録材が上記ニップ部に進入すると、該ニッ
プにおいて熱及び圧力を受け、該未定着像が記録材に定
着されるようになっている。

【００２７】上記定着ローラ１は、アルミニウム等の金
属の芯金１ｄの第一層目に、常法に従ってＰＡＩ（ポリ
アミドイミド）等を含むプライマー層１ｃを塗布し、さ
らにその上に第二層１ｂとして中空二重殻導電性物質を
含有するＰＴＦＥ及びＰＡＩ等を塗布し、さらに第三層
１ａとして、ＰＴＦＥ及びＰＦＡのフッ素樹脂を積層し
たものである。

【００２８】ここで使用した充填剤について説明する。
中空二重殻導電性物質は、図２の如く、中空の内殻ｂ
と、この内殻の表層を被覆し実質的に導電性酸化物から
成る外殻ａとを備える導電性物質である。ここで内殻ｂ
としては無定形シリカを、外殻ａとしては、酸化スズ及
び三酸化アンチモンを使用し、それぞれの殻の厚みが５
〜２００ｎｍであるものを使用した。又該物質は粒径が
５〜数１０μｍの中空の平板ないし球状粒子であり、密
度が、０．３〜０．４（ｇ／ｃｃ）と小さく、又比表面
積が４０〜６０（ｍ²／ｇ）と大きいため、分散性に非
常に優れている。

【００２９】次に、本実施例における定着ローラ１の製
造について簡単に説明する。すなわち定着ローラ１は直
径４０ｍｍのアルミニウムパイプから作成した基板表面
を＃１００アルミナ粉末でホーニング処理により粗面化
し、次にプライマを５μｍ程度の厚みで塗布し、１５℃
／１５分の乾燥を行った。その後第二層として規定の充
填剤を含有するフッ素樹脂を１０μｍ程度の厚さに塗布
し、最後にフッ素樹脂のみを規定の厚さに塗布し、４０
０℃／２０分の焼成を行った。その後第三層１ａの平滑
化を目的として＃１０００のサンドペーパーで研摩仕上
げを行った。

【００３０】ここで、本実施例による定着装置の評価結
果を、従来技術の場合と比較説明する。従来例の定着装
置は、定着ローラ３以外は、本実施例と同様のものであ
る。従来例で使用した定着ローラ３はアルミニウムの金
属の芯金３ｃの表層に、常法に従ってＰＡＩ（ポリアミ
ドイミド）等を含むプライマー層３ｂを塗布し、さらに
表層３ａとしてカーボンブラック又はチタン酸カリウム
単結晶繊維を含有するＰＴＦＥ及びＰＦＡ等を塗布し、
もしくは、上記中空二重殻導電性物質を含有するＰＴＦ
Ｅ及びＰＦＡ等を塗布し、焼成後研摩したものである。
ここで特にカーボンブラック又はチタン酸カリウム単結
晶繊維を使用したものを従来例１、中空二重殻導電性物
質を使用したものを従来例２とする。

【００３１】本実施例及び従来例１及び２における定着
装置の評価結果を表１及び表２にまとめた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】 なお、表１及び表２における注釈＊１）〜＊６）の内容
は以下の通りである。 ＊１）うず電流式膜厚計 Ｆｉｓｃｈｅｒ社製 Ｍｐ−
３にて測定 ＊２）摩耗量 ＪＩＳ Ｋ７２０４のテーパー摩耗試験
機で測定 試験条件：荷重１ｋｇ ＊３）実機評価 ＮＰ−４６８０（キャノン（株）製）
で評価 ・オフセット性−−−罫線状チャート及びハーフトーン
チャートを１００枚連続複写して評価 ◎−−全く問題なし ○−−５００枚中１〜２枚軽微なオフセットがでるが実
用上問題なし △−−５００枚中数枚〜十数枚オフセットがでる ×−−５００枚中１０％以上の比率でオフセット発生 ・耐久寿命−−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
削れ量により評価 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上摩耗及び傷が判別できるが画像上問題な
し △−−ハーフトーン画像で軽微な傷発生 ×−−線画でも傷等の発生による画像筋等の欠陥が認め
られる ・ローラ汚れ−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
汚れを目視判定 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上に軽微な汚れが見られる △−−ローラ上に汚れが見られる ×−−ローラ上に著しい汚れが見られる ＊４）無定形シリカを内殻とし、酸化スズ及び三酸化ア
ンチモンを外殻とする物質 平均粒径＝３μｍ程度 ＊５）導電化したチタン酸カリウムのウィスカー状単結
晶 平均粒径＝長径（５μｍ）×短径（０．３μｍ） ＊６）三菱化成（株）カーボンブラックＣＢ＃４４ 平
均粒径＝１μｍ以下程度

【００３４】これらの結果より、本実施例においては、
比較例１、従来例１，２に比較して優れた耐オフセット
性及び耐久寿命性（耐摩耗性）及び耐トナー汚れ性を呈
することが明らかになった。

【００３５】先ず、従来例１では、これらの定着ローラ
３が耐久寿命（耐摩耗性）に劣るため耐久後に表面粗度
が低下し、オフセット性及びローラ汚れも悪くなってい
る。又従来例２では、初期時から表面粗度が大きく平滑
性に劣るため、ローラの汚れを助長している傾向があ
る。これらに対して、本実施例では第三層が、ＰＴＦＥ
及びＰＦＡのみで構成されるため非常に平滑性に優れ、
かつ、第二層に中空二重殻導電性物質を添加することに
より、定着ローラの外層全域を強靱化させ、耐オフセッ
ト性、耐久寿命（耐摩耗性）、耐ローラ汚れを向上させ
ているのである。

【００３６】一方、比較例においては、実験Ｎｏ１で
は、第三層１ｃの膜厚が薄すぎるため、十分に表層を平
滑化させることができず、耐オフセット性能に劣り、
又、実験Ｎｏ２では、膜厚が逆に厚すぎるため、フッ素
樹脂本来の脆弱な性質を呈し、第三層が摩耗してしまう
傾向があった。

【００３７】これらの実験結果より、第二層１ｂへの中
空二重殻導電性物質の添加量は５〜２５重量％が、第三
層１ａの平均膜厚は１〜５μｍが適切であることが判明
した。

【００３８】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２につ
いて説明する。なお、実施例１との共通箇所には、同一
符号を付して説明を省略する。

【００３９】本実施例の定着装置に使用する定着ローラ
は、第二層に使用する充填剤として導電性マイカを使用
することを特徴とする。

【００４０】本実施例及び従来例３における定着装置の
評価結果を表３にまとめた。本実施例においては平均粒
径５０（μｍ）の表層を酸化スズ及び三酸化アンチモン
で導電化処理したマイカを使用した。

【００４１】

【表３】 なお、表３における注釈＊１）〜＊４）の内容は以下の
通りである。 ＊１）うず電流式膜厚計 Ｆｉｓｃｈｅｒ社製 Ｍｐ−
３にて測定 ＊２）摩耗量 ＪＩＳ Ｋ７２０４のテーパー摩耗試験
機で測定 試験条件：荷重１ｋｇ ＊３）実機評価 ＮＰ−４６８０（キャノン（株）製）
で評価 ・オフセット性−−−罫線状チャート及びハーフトーン
チャートを１００枚連続複写して評価 ◎−−全く問題なし ○−−５００枚中１〜２枚軽微なオフセットがでるが実
用上問題なし △−−５００枚中数枚〜十数枚オフセットがでる ×−−５００枚中１０％以上の比率でオフセット発生 ・耐久寿命−−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
削れ量により評価 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上摩耗及び傷が判別できるが画像上問題な
し △−−ハーフトーン画像で軽微な傷発生 ×−−線画でも傷等の発生による画像筋等の欠陥が認め
られる ・ローラ汚れ−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
汚れを目視判定 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上に軽微な汚れが見られる △−−ローラ上に汚れが見られる ×−−ローラ上に著しい汚れが見られる ＊４）導電化マイカ 平均粒径＝５０μｍのマイカの表
層を酸化スズ及び三酸化アンチモンにて導電化処理した
もの

【００４２】本実施例においても実施例１と同様に優れ
た耐オフセット性及び耐久寿命性（耐摩耗性）及び耐ロ
ーラ汚れ性を示した。

【００４３】〈参考例〉 次に、本発明に関する参考例について説明する。なお、
実施例１との共通箇所には、同一符号を付して説明を省
略する。

【００４４】本参考例の定着装置に使用する定着ローラ
は、第二層に使用する充填剤として上述の導電性マイカ
及び中空二重殻導電性物質を合わせて使用することを特
徴とする。

【００４５】本参考例及び従来例４における定着装置の
評価結果を表４にまとめた。

【００４６】

【表４】 なお、表４における注釈＊１）〜＊５）の内容は以下の
通りである。 ＊１）うず電流式膜厚計 Ｆｉｓｃｈｅｒ社製 Ｍｐ−
３にて測定 ＊２）摩耗量 ＪＩＳ Ｋ７２０４のテーパー摩耗試験
機で測定 試験条件：荷重１ｋｇ ＊３）実機評価 ＮＰ−４６８０（キャノン（株）製）
で評価 ・オフセット性−−−罫線状チャート及びハーフトーン
チャートを１００枚連続複写して評価 ◎−−全く問題なし ○−−５００枚中１〜２枚軽微なオフセットがでるが実
用上問題なし △−−５００枚中数枚〜十数枚オフセットがでる ×−−５００枚中１０％以上の比率でオフセット発生 ・耐久寿命−−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
削れ量により評価 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上摩耗及び傷が判別できるが画像上問題な
し △−−ハーフトーン画像で軽微な傷発生 ×−−線画でも傷等の発生による画像筋等の欠陥が認め
られる ・ローラ汚れ−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
汚れを目視判定 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上に軽微な汚れが見られる △−−ローラ上に汚れが見られる ×−−ローラ上に著しい汚れが見られる ＊４）無定形シリカを内殻とし、酸化スズ及び三酸化ア
ンチモンを外殻とする物質 平均粒径＝３μｍ程度 ＊５）導電化マイカ 平均粒径＝５０μｍのマイカの表
層を酸化スズ及び三酸化アンチモンにて導電化処理した
もの

【００４７】本参考例においても、実施例１，２と同様
に優れた耐オフセット性及び耐久寿命性（耐摩耗性）及
び耐ローラ汚れ性を示した。

【００４８】〈実施例３〉 次に、本発明の実施例３について説明する。なお、実施
例１との共通箇所には、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００４９】本実施例の定着ローラ１は、アルミニウム
等の金属の芯金１ｄの第一層目に、常法に従ってＰＡＩ
（ポリアミドイミド）等を含むプライマー層１ｃを塗布
し、さらにその上に第二層１ｂとして中空二重殻導電性
物質又はマイカを含有するＰＴＦＥ及びＰＦＡ等を塗布
し、さらに第三層１ａとして、カーボン粉末又はウィス
カー状単結晶繊維を含有するＰＴＦＥ及びＰＦＡ等のオ
フセット防止層を積層したところが実施例１と異なる。

【００５０】なお、中空二重殻導電性粒子の構成は実施
例１と同様である。

【００５１】一方、第三層１ａに使用したカーボン粉末
は、市販のカーボンブラック（三菱化成Ｂ＃４４）を使
用し、又、ウィスカー状単結晶繊維としては、チタン酸
カリウムの単結晶繊維を使用した。これらの粒径は、そ
れぞれカーボンブラックが１μｍ以下程度、チタン酸カ
リウムの単結晶繊維が短軸方向が０．１〜０．５μｍ程
度、長軸方向が３〜５μｍ程度の針状結晶体を使用し
た。

【００５２】又、定着ローラの製造方法も実施例１とほ
ぼ同様であるが、第三層に規定の充填剤を含有するフッ
素樹脂を３〜５μｍ程度の厚さに塗布したところが実施
例１と異なる。

【００５３】本実施例の評価結果を表５及び表６に示
す。なお、従来例１及び２は上記実施例で説明したもの
と同様のものである。

【００５４】

【表５】

【００５５】

【表６】 なお、表５及び表６における注釈＊１）〜＊６の内容は
以下の通りである。 ＊１）うず電流式膜厚計 Ｆｉｓｃｈｅｒ社製 Ｍｐ−
３にて測定 ＊２）摩耗量 ＪＩＳ Ｋ７２０４のテーパー摩耗試験
機で測定 試験条件：荷重１ｋｇ ＊３）実機評価 ＮＰ−４６８０（キャノン（株）製）
で評価 ・オフセット性−−−罫線状チャート及びハーフトーン
チャートを１００枚連続複写して評価 ◎−−全く問題なし ○−−５００枚中１〜２枚軽微なオフセットがでるが実
用上問題なし △−−５００枚中数枚〜十数枚オフセットがでる ×−−５００枚中１０％以上の比率でオフセット発生 ・耐久寿命−−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
削れ量により評価 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上摩耗及び傷が判別できるが画像上問題な
し △−−ハーフトーン画像で軽微な傷発生 ×−−線画でも傷等の発生による画像筋等の欠陥が認め
られる ・ローラ汚れ−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
汚れを目視判定 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上に軽微な汚れが見られる △−−ローラ上に汚れが見られる ×−−ローラ上に著しい汚れが見られる ＊４）無定形シリカを内殻とし、酸化スズ及び三酸化ア
ンチモンを外殻とする物質 平均粒径＝３μｍ程度 ＊５）導電化したチタン酸カリウムのウィスカー状単結
晶 平均粒径＝長径（５μｍ）×短径（０．３μｍ） ＊６）三菱化成（株）カーボンブラックＣＢ＃４４ 平
均粒径＝１μｍ以下程度

【００５６】本実施例においては、従来例１、２に比較
して、優れた耐オフセット性及び耐久寿命（耐摩耗性）
及び耐トナー汚れ性を呈した。先ず、従来例１では、こ
れらの定着ローラ３が耐久寿命（耐摩耗性）に劣るた
め、耐久後に表面粗度が低下し、オフセット性及びロー
ラの汚れも悪くなっている。又、従来例２では、初期か
ら表面粗度が劣るため、ローラの汚れを助長している傾
向がある。これらに対して、本実施例では、第三層がウ
ィスカー及びカーボンブラックを添加するにことによ
り、表層が低抵抗化され、かつ、これらの充填剤の大き
さが比較的小さいため、表面の平滑性が優れ、耐オフセ
ット性、耐汚れに優れる。又、第二層に中空二重殻導電
性物質を添加することにより、フッ素樹脂全域を非常に
強靭化させ、耐久寿命（耐摩耗性）を向上させている。

【００５７】〈実施例４〉 次に、本発明の実施例４について説明する。なお、実施
例３との共通箇所には、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００５８】本実施例の定着装置に使用する定着ローラ
は、第二層に使用する充填剤として導電性マイカを使用
することを特徴とする。

【００５９】本実施例及び従来例３における定着装置の
評価結果を表５にまとめた。本実施例においては平均粒
径５０μｍの表層を酸化スズ（IV）及び三酸化アンチモ
ンで導電化処理したマイカを使用した。

【００６０】

【表７】 なお、表７における注釈＊１）〜＊６）の内容は以下の
通りである。 ＊１）うず電流式膜厚計 Ｆｉｓｃｈｅｒ社製 Ｍｐ−
３にて測定 ＊２）摩耗量 ＪＩＳ Ｋ７２０４のテーパー摩耗試験
機で測定 試験条件：荷重１ｋｇ ＊３）実機評価 ＮＰ−４６８０（キャノン（株）製）
で評価 ・オフセット性−−−罫線状チャート及びハーフトーン
チャートを１００枚連続複写して評価 ◎−−全く問題なし ○−−５００枚中１〜２枚軽微なオフセットがでるが実
用上問題なし △−−５００枚中数枚〜十数枚オフセットがでる ×−−５００枚中１０％以上の比率でオフセット発生 ・耐久寿命−−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
削れ量により評価 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上摩耗及び傷が判別できるが画像上問題な
し △−−ハーフトーン画像で軽微な傷発生 ×−−線画でも傷等の発生による画像筋等の欠陥が認め
られる ・ローラ汚れ−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
汚れを目視判定 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上に軽微な汚れが見られる △−−ローラ上に汚れが見られる ×−−ローラ上に著しい汚れが見られる ＊４）導電化したチタン酸カリウムのウィスカー状単結
晶 平均粒径＝長径（５μｍ）×短径（０．３μｍ） ＊５）三菱化成（株）カーボンブラックＣＢ＃４４ 平
均粒径＝１μｍ以下程度 ＊６）平均粒径５０μｍのマイカの表層を酸化スズ及び
三酸化アンチモンにて導電化処理をしたもの

【００６１】本実施例においても実施例１と同様に優れ
た耐オフセット性及び耐久寿命性（耐摩耗性）及び耐ロ
ーラ汚れ性を示した。

【００６２】〈実施例５〉 次に、本発明の実施例５について説明する。なお、実施
例３との共通箇所には、同一符号を付して説明を省略す
る。

【００６３】本実施例の定着装置に使用する定着ローラ
は、第二層に使用する充填剤として上述の導電性マイカ
及び中空二重殻導電性物質を合わせて使用することを特
徴とする。

【００６４】本実施例及び従来例４における定着装置の
評価結果を表８にまとめた。

【００６５】

【表８】 なお、表８における注釈＊１）〜＊７）の内容は以下の
通りである。 ＊１）うず電流式膜厚計 Ｆｉｓｃｈｅｒ社製 Ｍｐ−
３にて測定 ＊２）摩耗量 ＪＩＳ Ｋ７２０４のテーパー摩耗試験
機で測定 試験条件：荷重１ｋｇ ＊３）実機評価 ＮＰ−４６８０（キャノン（株）製）
で評価 ・オフセット性−−−罫線状チャート及びハーフトーン
チャートを１００枚連続複写して評価 ◎−−全く問題なし ○−−５００枚中１〜２枚軽微なオフセットがでるが実
用上問題なし △−−５００枚中数枚〜十数枚オフセットがでる ×−−５００枚中１０％以上の比率でオフセット発生 ・耐久寿命−−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
削れ量により評価 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上摩耗及び傷が判別できるが画像上問題な
し △−−ハーフトーン画像で軽微な傷発生 ×−−線画でも傷等の発生による画像筋等の欠陥が認め
られる ・ローラ汚れ−−−−実機にて連続通紙を行い、表面の
汚れを目視判定 ◎−−全く問題なし ○−−ローラ上に軽微な汚れが見られる △−−ローラ上に汚れが見られる ×−−ローラ上に著しい汚れが見られる ＊４）無定形シリカを内殻とし、酸化スズ及び三酸化ア
ンチモンを外殻とする物質 平均粒径＝３μｍ程度 ＊５）導電化したチタン酸カリウムのウィスカー状単結
晶 平均粒径＝長径（５μｍ）×短径（０．３μｍ） ＊６）三菱化成（株）カーボンブラックＣＢ＃４４ 平
均粒径＝１μｍ以下程度 ＊７）平均粒径５０μｍのマイカの表層を酸化スズ（I
V）及び三酸化アンチモンにて導電化処理をしたもの

【００６６】本実施例においても、実施例１，２と同様
に優れた耐オフセット性及び耐久寿命性（耐摩耗性）及
び耐ローラ汚れ性を示した。

【００６７】

【発明の効果】以上説明した様に、本願第一発明によれ
ば、定着ローラの第二層目にローラの耐久寿命（耐摩耗
性）を向上させることを主目的とした中空二重殻導電性
物質の比較的大きい充填剤を含有するフッ素樹脂等の離
型性樹脂を、さらに第三層目にローラの表面の平滑化を
向上させることを主目的としたフッ素樹脂等の離型性樹
脂単体を配して定着ローラを構成し、また、本願第二発
明によれば、定着ローラの第二層目にローラの耐久寿命
（耐摩耗性）を向上させることを主目的とした中空二重
殻導電性物質の比較的大きい充填剤を含有するフッ素樹
脂等の離型性樹脂を、さらに第三層目にローラの低抵抗
化及び表面の平滑化を向上させることを主目的としたウ
ィスカー又はカーボン等の比較的小さい充填剤を含有す
るフッ素樹脂等の離型性樹脂を配して定着ローラを構成
し、さらに本願第三発明によれば、上記第一及び第二発
明による定着ローラと加圧ローラと発熱体を用いて定着
装置を構成することにより、ローラ表面層の摩擦帯電を
抑止し、かつ平滑性を向上させることにより、正負いず
れのトナーに対しても、そのオフセット発生量を問題に
ならないレベルまで軽減させることが可能となり、同時
に、これらの充填剤はフッ素樹脂を強靱化する効果をも
ち、耐久寿命（耐摩耗性）も著しく向上させ、全体とし
て定着装置の寿命を、著しく向上させることが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における定着ローラの構造を
表す断面図である。

【図２】図１の定着ローラで用いた中空二重殻導電性物
質の概略図である。

【図３】従来の定着ローラの構造を表す断面図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ １ａ オフセット防止層（第三層） １ｂ オフセット防止層（第二層） １ｃ プライマー層（第一層） １ｄ 芯金（導電性芯材） １ｅ 加熱用ヒータ（発熱体） ２ 加圧ローラ ２ａ 弾性層 ２ｂ 芯金（導電性芯材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−298778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−195573（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−137871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−27871（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310379（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−205560（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−150366（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性芯材側から順に、第一層目にプラ
   イマー、第二層目に充填剤を含む離型性樹脂、第三層目
   に離型性樹脂単体が積層された定着ローラにおいて、第
   二層目の離型性樹脂に含まれる充填剤は、中空の内殻
   と、該内殻の表面を被覆する導電性酸化物から成る外殻
   とを具備した中空二重殻導電性物質であることを特徴と
   する定着ローラ。
2. 【請求項２】 第二層目及び第三層目の離型性樹脂は、
   フッ素系樹脂であることとする請求項１に記載の定着ロ
   ーラ。
3. 【請求項３】 第二層目の離型性樹脂は更にマイカを含
   むこととする請求項１又は請求項２に記載の定着ロー
   ラ。
4. 【請求項４】 第二層目の離型性樹脂に含まれる充填剤
   の含有量は、５〜２５重量％であることとする請求項１
   乃至請求項３のいずれかに記載の定着ローラ。
5. 【請求項５】 第三層目の離型性樹脂の膜厚は、１〜５
   μｍであることとする請求項１乃至請求項４のいずれか
   に記載の定着ローラ。
6. 【請求項６】 導電性芯材上に離型層を有する定着ロー
   ラにおいて、芯材側から順に、第一層目にプライマー、
   第二層目に充填剤を含む離型性樹脂、第三層目に該充填
   剤よりも粒径が小さい他の充填剤を含む離型性樹脂が積
   層されていることを特徴とする定着ローラ。
7. 【請求項７】 第二層目及び第三層目の離型性樹脂は、
   フッ素系樹脂であることとする請求項６に記載の定着ロ
   ーラ。
8. 【請求項８】 第二層目の離型性樹脂に含まれる充填剤
   は、中空の内殻と、該内殻の表面を被覆する導電性酸化
   物から成る外殻とを具備した中空二重殻導電性物質であ
   ることとする請求項６又は請求項７に記載の定着ロー
   ラ。
9. 【請求項９】 第二層目の離型性樹脂に含まれる充填剤
   は、マイカであることとする請求項６又は請求項７に記
   載の定着ローラ。
10. 【請求項１０】 第三層目の離型性樹脂に含まれる充填
    剤は、カーボン粉末であることとする請求項６乃至請求
    項９のいずれかに記載の定着ローラ。
11. 【請求項１１】 第二層目の離型性樹脂に含まれる充填
    剤の含有量は、５〜２５重量％であり、第三層目の離型
    性樹脂に含まれる充填剤の含有量は、２〜２０重量％で
    あることとする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記
    載の定着ローラ。
12. 【請求項１２】 第二層目の離型性樹脂に含まれる充填
    剤は、マイカ及び中空二重殻導電性物質であることとす
    る請求項６に記載の定着ローラ。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至請求項１２のいずれかに
    記載の定着ローラと、芯金上に弾性層を有し該定着ロー
    ラに圧接するように配設された加圧ローラと、少なくと
    も上記定着ローラに配設された発熱体とを備えたことを
    特徴とする定着装置。