JP3236091B2 - Fixing roller and fixing device - Google Patents

Fixing roller and fixing device

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JP3236091B2
JP3236091B2 JP32023192A JP32023192A JP3236091B2 JP 3236091 B2 JP3236091 B2 JP 3236091B2 JP 32023192 A JP32023192 A JP 32023192A JP 32023192 A JP32023192 A JP 32023192A JP 3236091 B2 JP3236091 B2 JP 3236091B2
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竹内  昭彦
貴康 弓納持
宏明 酒井
秀夫 七▲瀧▼
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置に用いられ、未定着画像を定着するための定
着用ローラ及び、このローラを用いた定着装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing roller for fixing an unfixed image used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and a fixing device using the roller.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に従来の定着装置の縦断面図を示
す。定着ローラは芯金11上にPFAやPTFE等の
フッ素樹脂などより成る離型層12を設けたもので矢印
方向に回転する。加圧ローラは芯金21上にシリコン
ゴム等の弾性層22及びPFAやPTFE等のフッ素樹
脂などより成る離型層23を設けたもので、定着ローラ
に従動して矢印方向に回転する。定着ローラの芯金
11内にはヒータ3が配設され内部より定着ローラ
加熱する。定着ローラの表面温度は温度センサ4によ
り測定され、不図示の温度調節回路に入力される。ヒー
タ3は温度調節回路により通電をオン・オフされて定着
ローラの表面温度はほぼ一定値に制御される。加圧ロ
ーラは不図示の付勢手段により定着ローラに押圧さ
れ、定着ニップNが形成される。紙葉体5上に周知の電
子写真プロセスにより静電転写された未定着トナー6は
不図示のガイド手段を経て定着ニップNに挿通され、加
熱・加圧されて紙葉体5に永久固定される。芯金11に
はバイアス電源7が接続されており、トナー6の固有電
荷と同極性の電圧が芯金11に付与され、トナー6を定
着ローラの表面から静電的に反発するようにして、定
着ローラの表面にトナー6が転移して後続の画像を汚
すオフセット現象を防いでいる。定着ニップN中の反発
電解を大きくするためには、弾性層22は導電性である
ことが好ましく、一例としてカーボンを分散したシリコ
ンゴムより成る弾性層22を用いることができる。離型
層12及び離型層23は電気的に絶縁性としてバイアス
電源7の電流漏洩を防止している。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional fixing device. The fixing roller 1 is provided with a release layer 12 made of a fluororesin such as PFA or PTFE on a metal core 11 and rotates in the direction of the arrow. The pressure roller 2 is provided with an elastic layer 22 made of silicon rubber or the like and a release layer 23 made of a fluororesin such as PFA or PTFE on a core metal 21.
It is rotated in the direction of the arrow following 1 . The inside core metal 11 of the fixing roller 1 for heating the fixing roller 1 than the internal heater 3 is disposed. The surface temperature of the fixing roller 1 is measured by a temperature sensor 4 and input to a temperature control circuit (not shown). The heater 3 is turned on and off by a temperature control circuit, and the surface temperature of the fixing roller 1 is controlled to a substantially constant value. The pressure roller 2 is pressed against the fixing roller 1 by a biasing unit (not shown), and a fixing nip N is formed. The unfixed toner 6 electrostatically transferred onto the paper sheet 5 by a well-known electrophotographic process is inserted into the fixing nip N via guide means (not shown), and is heated and pressed to be permanently fixed to the paper sheet 5. You. A bias power source 7 is connected to the metal core 11, and a voltage having the same polarity as the intrinsic charge of the toner 6 is applied to the metal core 11 so that the toner 6 is electrostatically repelled from the surface of the fixing roller 1. This prevents an offset phenomenon in which the toner 6 is transferred to the surface of the fixing roller 1 and stains a subsequent image. In order to increase the repulsion electrolysis in the fixing nip N, the elastic layer 22 is preferably conductive. For example, the elastic layer 22 made of silicon rubber in which carbon is dispersed can be used. The release layer 12 and the release layer 23 are electrically insulating to prevent current leakage of the bias power supply 7.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では定着ニップNから紙葉体5が排出される時に紙
葉体5と離型層12或いは離型層23の間で剥離帯電を
生じ、電源7により生起される定着ニップN内の反発電
界を弱めるように作用することが判った。その結果、オ
フセット防止効果が減殺され、特に紙葉体5が高抵抗と
なる低湿環境下でオフセットが生じることがあった。剥
離帯電は紙葉体5の後端部が定着ニップNを出る時に特
に強く生じ、離型層12及び離型層23が新品状態の時
にとりわけ強い後端の剥離帯電が観察され、後端相当部
の表面電位が局所的にバイアス電源7とは逆の極性、す
なわちトナー6と逆極性となり、その部分に当接した未
定着トナー像が剥ぎ取られ、後続の画像上にオフセット
することがある。図3(A)及び(B)には、先行する
紙葉体51の後端部で生じた強い剥離帯電により、後続
の紙葉体52上でこの剥ぎとりオフセットが生じる様子
を示した。図4は紙葉体52上のオフセット画像を示す
もので、X部で剥ぎとられたトナー6が定着ローラ
周長Lだけ後ろの画像上にオフセットしている様子を示
す。剥ぎとりオフセットは図4の(a)のようなハーフ
トン画像で最も明瞭に発生し、図4の(b)のような文
字画像の場合には剥ぎとりによる文字欠けは生じない
が、後続部分へのオフセットが生じる。
However, in the above-mentioned conventional example, when the paper sheet 5 is discharged from the fixing nip N, a separation charge is generated between the paper sheet 5 and the release layer 12 or the release layer 23, It has been found that it acts to weaken the repulsive electric field in the fixing nip N generated by the power supply 7. As a result, the offset prevention effect is reduced, and offset may occur particularly in a low-humidity environment where the sheet 5 has high resistance. Peeling charging is particularly strong when the trailing end of the sheet 5 exits the fixing nip N. Particularly strong peeling charging of the trailing end is observed when the release layer 12 and the release layer 23 are new, which corresponds to the trailing end. The surface potential of the portion locally has a polarity opposite to that of the bias power supply 7, that is, a polarity opposite to that of the toner 6, and the unfixed toner image in contact with the portion is peeled off and may be offset on a subsequent image. . FIGS. 3A and 3B show a state in which this peeling offset occurs on the succeeding paper sheet 52 due to strong peeling charging generated at the rear end of the preceding paper sheet 51. FIG. 4 shows an offset image on the paper sheet 52, and shows a state in which the toner 6 peeled off in the X portion is offset on an image behind by the circumferential length L of the fixing roller 1 . The stripping offset is most clearly generated in a halfton image as shown in FIG. 4A, and in the case of a character image as shown in FIG. Offset occurs.

【0004】この剥離帯電を防止するために離型層12
もしくは13を導電性にすることが考えられるが、紙葉
体5の画像を保持する電荷が導電性の離型層を介して漏
洩して逆にオフセットが発生することがある。
In order to prevent the separation charging, the release layer 12
Alternatively, it is conceivable to make 13 electrically conductive, but the charge holding the image of the paper sheet body 5 may leak through the conductive release layer to cause an offset.

【0005】また、定着ローラ1もしくは加圧ローラ2
にバイアス電圧を印加する場合には、電流の漏洩を生じ
て必要なバイアス電圧が維持できないことがある。これ
は、離型層12を導電性とした場合には、長期間の使用
後に温度センサ4の絶縁性保護シートが摩耗して、温度
センサ4部に電流が流れたり、離型層23を導電性とし
た場合には、やはり長期間の使用後に温度センサ4に当
接する絶縁性離型層12が摩耗して、加圧ローラに電
流が流れたりするからである。
Further, a fixing roller 1 or a pressure roller 2
When a bias voltage is applied to the IGBT, the required bias voltage may not be maintained due to current leakage. This is because, when the release layer 12 is made conductive, the insulating protective sheet of the temperature sensor 4 is worn out after a long period of use, and current flows through the temperature sensor 4 or the release layer 23 becomes conductive. This is because the insulating release layer 12 that comes into contact with the temperature sensor 4 also wears out after long-term use, and current flows through the pressure roller 2 .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、定着ローラ対で未定着画像を支持した支持材を挟
持搬送して定着を行なう定着装置において、初期時のみ
に上記ローラ対の少なくとも一方の表面を定着回数が進
むにつれ消失する導電層で被覆したことを特徴とするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a fixing device that fixes a sheet by holding and transporting a supporting material supporting an unfixed image by a pair of fixing rollers. At least one surface is coated with a conductive layer that disappears as the number of fixings increases.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明の実施例の定着装置の断面図、
図5は図1の定着装置で用いている定着用ローラである
加圧ローラ2のα−α′に沿った要部の横断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part along α-α ′ of a pressure roller 2 which is a fixing roller used in the fixing device of FIG.

【0008】尚、図2に示した装置と同部材には同一符
号を符し説明は省略する。
The same members as those of the apparatus shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0009】加圧ローラは芯金21上に絶縁性の発泡
シリコンゴムより成るスポンジ層24を形成した上に導
電性シリコンゴムより成る導電性弾性層22を形成し、
更に本発明の離型層23′を表層として形成したもので
ある。ここに導電性弾性層22はスポンジ層24と離型
層23′の接着層として長期間の使用に耐える密着性を
有する。導電性弾性層22は端面にて電極板25と接触
しており、電極板25に先端にカーボンチップを1体成
形した導電性の摺動子26が接触して、摺動子26と導
電性弾性層22が同電位に保たれるように為されてい
る。
The pressure roller 2 is formed by forming a sponge layer 24 made of insulating foamed silicon rubber on a metal core 21 and then forming a conductive elastic layer 22 made of conductive silicon rubber.
Further, the release layer 23 'of the present invention is formed as a surface layer. Here, the conductive elastic layer 22 has an adhesive property that can withstand long-term use as an adhesive layer between the sponge layer 24 and the release layer 23 '. The conductive elastic layer 22 is in contact with the electrode plate 25 at the end face, and a conductive slider 26 formed by molding a carbon chip at the tip of the electrode plate 25 comes into contact with the electrode plate 25, thereby making contact with the slider 26. The elastic layer 22 is maintained at the same potential.

【0010】離型層23′はPFAにカーボン・酸化亜
鉛・酸化スズ・酸化チタン等の導電性付与粒子を分散し
て抵抗値を1014〜1017Ω・cmに調整したもので、
高抵抗PFAチューブ23′として成形したものを、予
め芯金上に形成したスポンジ層24とともに金型内に配
置した後、チューブ23′とスポンジ層24の間に液状
の導電性シリコンゴムを注入して成形し、加圧ローラ
を得る。スポンジ層24の端部は面取りしておき、導電
性弾性層22の端面の露出量が大きくなるようにして電
極板25と導電性弾性層22の接触が確実になるように
形成されている。
The release layer 23 'is formed by dispersing conductive particles such as carbon, zinc oxide, tin oxide and titanium oxide in PFA to adjust the resistance to 10 14 to 10 17 Ω · cm.
A high-resistance PFA tube 23 'is placed in a mold together with a sponge layer 24 previously formed on a cored bar, and then a liquid conductive silicone rubber is injected between the tube 23' and the sponge layer 24. Pressing roller 2
Get. The end of the sponge layer 24 is chamfered so that the exposed amount of the end surface of the conductive elastic layer 22 is increased so that the contact between the electrode plate 25 and the conductive elastic layer 22 is ensured.

【0011】次に、具体的な実験例について説明する。Next, specific experimental examples will be described.

【0012】<実験例1>定着ローラとして外径3
0.0mm・長さ230mm・肉厚3.0mmのアルミ
ニウム芯金上に50μm厚のPFAチューブ(絶縁性・
抵抗値は1018Ω・cm以上)を被覆したものを用い、
周速100mm/secで駆動し、表面温度が180℃
になるように設定した。
<Experimental Example 1> The fixing roller 1 has an outer diameter of 3
PFA tube of 50μm thickness (insulating property) on aluminum core metal of 0.0mm, length 230mm, thickness 3.0mm
Resistance value is 10 18 Ω · cm or more)
Drive at a peripheral speed of 100 mm / sec, surface temperature is 180 ° C
It was set to become.

【0013】加圧ローラとして直径16.0mmの芯
金21上に5.5mm厚さの発泡シリコンゴム層24
(絶縁性・抵抗値は1018Ω・cm)・1.5mm厚さ
の導電性シリコンゴム層22(抵抗値は100〜104Ω
・cm)・50μm厚さの高抵抗離型層23′(PFA
にカーボンを分散してチューブとしたもので抵抗値は1
14〜1015Ω・cm)を形成して外径30.0mm・
長さ220mm・硬度40°(アスカーC)としたもの
を、総厚9.0N(ニュートン)で定着ローラに押圧
し、定着ニップN5.0mmを得た。
As a pressure roller 2 , a 5.5 mm thick foamed silicone rubber layer 24 is formed on a core metal 21 having a diameter of 16.0 mm.
(Insulating property / resistance value is 10 18 Ω · cm) · 1.5 mm thick conductive silicon rubber layer 22 (resistance value is 10 0 to 10 4 Ω)
· Cm) · 50 µm thick high resistance release layer 23 '(PFA
Into a tube by dispersing carbon in it, and the resistance value is 1
0 14 to 10 15 Ω · cm) with an outer diameter of 30.0 mm
A sheet having a length of 220 mm and a hardness of 40 ° (Asker C) was pressed against the fixing roller 1 with a total thickness of 9.0 N (Newton) to obtain a fixing nip N of 5.0 mm.

【0014】芯金11には電源7より−500Vを印加
し、導電性弾性層22には電極板25・摺動子26を介
してダイオード8を接続した。
A voltage of -500 V was applied from the power supply 7 to the metal core 11, and the diode 8 was connected to the conductive elastic layer 22 via an electrode plate 25 and a slider 26.

【0015】紙葉体5として秤量75gr/m2及び1
20gr/m2の普通紙又OHP用トランスペアレンシ
イ(OHT)用紙を用いて通史テストを行なった。初期
性能及び75gr/m2紙を10万枚通紙した後の性能
をオフセットに着目して、チェックした結果は以下のと
おりであった。
The paper sheet 5 weighed 75 gr / m 2 and 1
A history test was carried out using plain paper of 20 gr / m 2 or transparency (OHT) paper for OHP. The results of checking the initial performance and the performance after 100,000 sheets of 75 gr / m 2 paper were paid attention to the offset were as follows.

【0016】尚、比較例として、離型層23の抵抗値の
みを変えたものを示す。(比較例1:103〜105Ωc
m,比較例2:1018Ωcm以上)
As a comparative example, a case where only the resistance value of the release layer 23 is changed is shown. (Comparative Example 1: 10 3 to 10 5 Ωc
m, Comparative Example 2: 10 18 Ωcm or more)

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】比較例1(導電性離型層23)では初期に
は剥離オフセットその他の画像汚れは生じないが、耐久
後に定着ローラの離型層12の温度センサ4当接部に
傷が入り電源7のバイアス電圧がリークして、印加され
なくなるため厚紙やOHTの場合、オフセットが生じ
た。又、バイアス電圧リーク時に導電性離型層23が焼
損して離型性低価を招き、両面プリント画像が汚れると
いう弊害も生じた。
In Comparative Example 1 (conductive release layer 23), no peeling offset or other image contamination occurs at the initial stage, but after the endurance, the contact portion of the release layer 12 of the fixing roller 1 with the temperature sensor 4 is damaged. Since the bias voltage of the power supply 7 leaks and is not applied, an offset occurs in the case of thick paper or OHT. In addition, when the bias voltage leaks, the conductive release layer 23 is burned, resulting in low releasability, and the double-sided printed image is stained.

【0019】比較例2(絶縁性離型層23)は従来例で
述べたとおり初期に剥離オフセットが発生した。
In Comparative Example 2 (insulating release layer 23), a peeling offset occurred at the initial stage as described in the conventional example.

【0020】本実施例の高抵抗離型層23は、初期・耐
久後ともに良好な画像を示した。
The high-resistance release layer 23 of this embodiment showed a good image both at the initial stage and after the endurance.

【0021】尚、各々の離型層の抵抗値は、定着ローラ
の代りにアルミニウムの芯金11のみのローラを装着
し、芯金11と導電性弾性層22の間にDC100Vを
印加した時に得られる電流値より実測抵抗値[Ω]をも
とに、体積抵抗率[Ω・cm]を算出したものである。
例えば、本実験例に用いた離型層23の場合、100V
印加時0.1nA(ナノアンペア)の電流が流れたの
で、1×1012[Ω]の抵抗値であるが、これはニップ
幅0.5[cm]×長さ22[cm]×厚さ0.005
[cm]の離型層23に対応した抵抗値であり、その体
積抵抗は1×1012×(0.5×22/0.005)=
2×1014[Ω・cm]となる。
The resistance value of each release layer is determined by the fixing roller.
A roller having only the aluminum core bar 11 is mounted in place of 1 and the volume is determined based on the actually measured resistance value [Ω] from the current value obtained when DC 100 V is applied between the core bar 11 and the conductive elastic layer 22. The resistivity [Ω · cm] is calculated.
For example, in the case of the release layer 23 used in this experimental example, 100 V
Since a current of 0.1 nA (nanoampere) flowed during the application, the resistance value was 1 × 10 12 [Ω], which was 0.5 [cm] in nip width × 22 [cm] in length × thickness. 0.005
[Cm] is a resistance value corresponding to the release layer 23, and its volume resistance is 1 × 10 12 × (0.5 × 22 / 0.005) =
It becomes 2 × 10 14 [Ω · cm].

【0022】又、比較例1に用いた耐久後の定着ローラ
を用いて、離型層23の抵抗値を変えて電源7のバイ
アス電圧が漏洩する抵抗値限界を求めた処、1013Ω・
cm以下で電流漏洩が始まりバイアス電圧が低下するこ
とが判った。1014Ω・cm以上であれば漏洩は生じな
かった。
Further, the fixing roller after the durability used in Comparative Example 1
With 1, by changing the resistance value of the release layer 23 processing the bias voltage of the power supply 7 was determined resistance limit of leaking, 10 13 Omega ·
It was found that current leakage started at less than 1 cm, and the bias voltage was lowered. If it was 10 14 Ω · cm or more, no leakage occurred.

【0023】尚、PFAに対するカーボンの分散量は1
〜8重量%とすることで1014〜1017Ωcmのチュー
ブを得ることができる。また比較例1は10重量%のカ
ーボンを含有させたチューブ、比較例2はピュアなPF
Aのチューブである。
The amount of carbon dispersed in PFA is 1
By setting the content to 88% by weight, a tube of 10 14 〜1010 17 Ωcm can be obtained. Comparative Example 1 was a tube containing 10% by weight of carbon, and Comparative Example 2 was a pure PF.
A tube.

【0024】以上述べたように高抵抗離型層23はオフ
セット防止効果を示すが、加圧ローラの成型時に金型
内にPFAチューブを配置する際、ピュアPFAチュー
ブに比べてカーボンを含有する高抵抗PFAチューブは
剛性が高いので金型へのチューブの密着が良好であり、
成型時の導電シリコンゴムの注入が容易に行なえピュア
PFAチューブに比べて成型時の形状の収率が良好であ
るというメリットもある。
As described above, the high-resistance release layer 23 has an effect of preventing offset, but when the PFA tube is placed in the mold at the time of molding the pressure roller 2 , it contains more carbon than the pure PFA tube. The high-resistance PFA tube has high rigidity, so the tube adheres well to the mold,
Another advantage is that the conductive silicone rubber can be easily injected at the time of molding and the yield of the shape at the time of molding is better than that of a pure PFA tube.

【0025】図6に本発明の別の実施例の定着装置の縦
断面図を示す。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a fixing device according to another embodiment of the present invention.

【0026】本実施例の特徴はトナー6に接触する回転
体が薄肉の定着ベルト1′である点で、熱容量の小さな
板状ヒータ3′を温度センサの出力にもとづいてオン・
オフすることにより瞬時に定着可能状態を実現できる省
エネルギータイプの定着装置とした点である。定着ベル
′は厚さ30〜100μmのポリイミド等の樹脂フ
ィルム10をベースとし、その上に厚さ5〜10μmの
接着層でもある導電層11′及び厚さ30〜100μm
のPTFE或はPFA等のフッ素樹脂より成る絶縁性の
離型層13を有しており、駆動ローラ9、9′により回
動される。導電層11′はダイオード8′を介して接地
されており加圧ローラ′の芯金21に接続されたダイ
オード8と協働して定着ニップN内に静電的に離型層1
3からトナー6を反発する電界を形成してオフセットを
防止する。
The feature of this embodiment is that the rotating body that comes into contact with the toner 6 is a thin fixing belt 1 ', and the plate heater 3' having a small heat capacity is turned on and off based on the output of the temperature sensor.
This is an energy-saving type fixing device which can instantaneously realize a fixing-possible state by being turned off. The fixing belt 1 'is based on a resin film 10 of polyimide or the like having a thickness of 30 to 100 [mu] m, on which a conductive layer 11' also serving as an adhesive layer having a thickness of 5 to 10 [mu] m and a thickness of 30 to 100 [mu] m.
Has an insulating release layer 13 made of a fluororesin such as PTFE or PFA, and is rotated by drive rollers 9 and 9 '. The conductive layer 11 'is grounded via a diode 8' and cooperates with the diode 8 connected to the metal core 21 of the pressure roller 2 'to electrostatically release the release layer 1 in the fixing nip N.
An electric field repelling the toner 6 from 3 is formed to prevent offset.

【0027】加圧ローラは芯金21上に導電性スポン
ジ層22を設け、表面に実施例1で開示したのと同様の
高抵抗PFAチューブ23′を形成したものである。導
電性スポンジ層22は、芯金21上にカーボンを分散し
たシリコンゴムを発泡形成した後、切削研磨して形状を
整えた後、高抵抗PFAチューブ23′を接着したもの
である。
The pressure roller 2 has a conductive sponge layer 22 provided on a metal core 21 and a high-resistance PFA tube 23 'similar to that disclosed in the first embodiment is formed on the surface thereof. The conductive sponge layer 22 is formed by foaming silicon rubber in which carbon is dispersed on the metal core 21, cutting and polishing the resulting shape, and then bonding the high-resistance PFA tube 23 ′.

【0028】本実施例においてもオフセットの発生は初
期・耐久後を通じて防げることが判った。
Also in this embodiment, it was found that the occurrence of offset can be prevented at the initial stage and after the endurance.

【0029】本実施例のように省エネルギータイプの定
着装置の場合、加圧ローラは断熱性の良いスポンジロ
ーラとすることが好ましい。
In the case of an energy-saving type fixing device as in this embodiment, it is preferable that the pressure roller 2 is a sponge roller having good heat insulating properties.

【0030】図7に本発明の更に別の実施例を示す。FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention.

【0031】本実施例は定着ローラ1の表面に高抵抗離
型層12′を設けたものである。前出実施例では離型層
23′は高抵抗PFAチューブの形態として成形する例
を示したが、本実施例は芯金11上にPFA又はPTF
E中に酸化スズの微粉末を分散させた溶液をスプレー法
或はディッピング法によって塗布した後に焼成したもの
である。
In this embodiment, a high-resistance release layer 12 'is provided on the surface of the fixing roller 1. In the above embodiment, the example in which the release layer 23 'is formed in the form of a high-resistance PFA tube is shown.
A solution obtained by dispersing a fine powder of tin oxide in E is applied by a spray method or a dipping method and then baked.

【0032】加圧ローラは芯金21上に体積抵抗値1
2〜103Ω・cmのソリッド状の導電性シリコンゴム
22を形成した上に絶縁性PFAチューブ23を被覆し
たものである。
The pressure roller 2 has a volume resistance value of 1
0 on the formation of the 2 ~10 3 Ω · cm solid shaped conductive silicone rubber 22 is obtained by coating the insulating PFA tube 23.

【0033】高抵抗離型層12′の抵抗値としては、定
着ローラに対向するローラとして加圧ローラから絶
縁性PFAチューブ23を剥がした形態の導電性ローラ
を配置して、芯金11と導電性弾性層22に電圧を印加
して測定した処、実施例1に述べたのと同様の実測値と
して1014〜1017Ω・cmの範囲で剥離オフセットや
転写電荷漏洩によるオフセットの無い定着装置が実現出
来た。
As the resistance value of the high-resistance release layer 12 ′, a conductive roller in which the insulating PFA tube 23 is peeled off from the pressure roller 2 as a roller facing the fixing roller 1 is arranged. And a voltage was applied to the conductive elastic layer 22. As a result, there was no peeling offset or offset due to transfer charge leakage in the range of 10 14 to 10 17 Ω · cm, which was the same measured value as described in Example 1. A fixing device was realized.

【0034】次に本発明の更に別の実施例について説明
する。
Next, still another embodiment of the present invention will be described.

【0035】表1の比較例2でわかるように体積抵抗値
1018Ωcm以上の離型層を用いても耐久後は剥ぎとり
オフセットは生じない。
As can be seen from Comparative Example 2 in Table 1, even if a release layer having a volume resistance value of 10 18 Ωcm or more is used, no peeling offset occurs after durability.

【0036】これは剥ぎとりオフセットを生じる剥離帯
電は、紙葉体5の挿通に伴い離型層12或いは離型層2
3上にその履歴を残すが、挿通する紙葉体5の増加に伴
い剥離帯電の履歴は重なり合い、離型層12或いは離型
層23上の表面電位が急激に変化する部分がなくなるた
めと考えられる。
This is because the peeling charge that causes the peeling offset is applied to the release layer 12 or the release layer 2 with the insertion of the paper sheet 5.
3, the history of peeling charge overlaps with the increase in the number of paper sheets 5 to be inserted, and there is no portion where the surface potential on the release layer 12 or the release layer 23 changes rapidly. Can be

【0037】そこで本実施例は初期時の剥離帯電を防止
したものである。
Therefore, in this embodiment, the peeling charge at the initial stage is prevented.

【0038】図8にこの実施例の要部斜視図を示す。FIG. 8 is a perspective view of a main part of this embodiment.

【0039】定着ローラは芯金11上にピュアなPF
Aチューブより成る離型層12を有し、加圧ローラ2は
芯金21上に導電性シリコンゴム等より成る弾性層22
を形成し、更に最上層にピュアなPFAチューブより成
る離型層23を有する。定着ローラ1の表面の斜線部A
にはジメチルシリコンオイル中に界面活性剤を分散配合
した導電性オイルが薄層に塗布されている。ジメチルシ
リコンオイルとしては20℃にて粘度1〜5万CPSの
ものにフッ素系界面活性剤EF−122B(商標:三菱
マテリアル株式会社製)を5〜30wt%混合したもの
を用い、フェルト布等に浸潤させたものを定着ローラ
に当接させて定着ローラを回転して2〜8μg/cm
2の塗布量で斜線域Aに付与した。斜線域Aの幅l1は定
着ローラの離型層12の幅l2よりも端部にてΔlだ
け狭く、紙葉体5の幅l0よりも広くなるように選ぶ。
(l0<l1<l2)又、加圧ローラの離型層23の幅
3に対してl1<l3となるようにする。
The fixing roller 1 has a pure PF
The pressure roller 2 has an elastic layer 22 made of conductive silicon rubber or the like on a metal core 21.
And a release layer 23 formed of a pure PFA tube on the uppermost layer. The shaded area A on the surface of the fixing roller 1
Is coated with a thin layer of conductive oil in which a surfactant is dispersed and mixed in dimethyl silicone oil. As dimethyl silicone oil, a mixture of 5 to 30 wt% of a fluorine-based surfactant EF-122B (trademark: manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) mixed with a viscosity of 10,000 to 50,000 CPS at 20 ° C. is used for a felt cloth or the like. Fixing roller 1 after infiltration
And the fixing roller 1 is rotated to rotate the fixing roller 1 at 2 to 8 μg / cm.
2 was applied to the shaded area A. The width l 1 of the hatched area A is selected to be smaller by Δl at the end than the width l 2 of the release layer 12 of the fixing roller 1 and to be wider than the width l 0 of the paper sheet 5.
(L 0 <l 1 <l 2 ) Further, the width l 3 of the release layer 23 of the pressure roller 2 is set to l 1 <l 3 .

【0040】以上のように斜線域Aに導電性薄層を形成
することにより、定着ローラや加圧ローラが新品状
態でも、紙葉体5の後端部が定着ニップNから排出され
る際に局所的な強い剥離帯電を防ぐことが出来、剥離オ
フセットを生じることはない。又、紙葉体5の通紙枚数
の増加に伴い導電域Aは、シリコンオイルが紙葉体5に
転移して漸次消失するが、その消失に至る過程で離型層
12には強い局所帯電が生じることはなく、導電域Aが
消失してしまう程多数枚の紙葉体5を通紙した状態では
離型層12は全体的に帯電を受けており、局所的に強い
剥離帯電は観測されない。ここで多数枚とは100〜1
000枚の程度の通紙枚数である。
By forming the conductive thin layer in the shaded area A as described above, the rear end of the sheet 5 is discharged from the fixing nip N even when the fixing roller 1 and the pressure roller 2 are new. In this case, local strong peeling charging can be prevented, and peeling offset does not occur. In addition, as the number of sheets passed through the sheet 5 increases, the conductive area A gradually disappears due to the transfer of the silicone oil to the sheet 5, but in the course of the disappearance, the release layer 12 has a strong local charge. The release layer 12 is entirely charged when a large number of sheets 5 have passed through so that the conductive area A disappears, and strong peeling charging is observed locally. Not done. Here, a large number is 100 to 1
The number of sheets passed is about 000 sheets.

【0041】導電域Aは上述した範囲に限定塗布されて
いるため、そこに形成された導電性の薄層はフロート電
極としての作用を有する。導電域24を定着ローラ1の
幅l2にまで広げた場合、剥離帯電を防ぐ点は上述のと
おりであるが、導電性薄層が芯金11と接したり、或は
導電性弾性層22と接することにより紙葉体5の保持す
べき転写電荷が接地にリークすることにより、却ってト
ナー6の保持力が減少し特に絶縁フィルムに導電処理を
施したOHPフィルム等の紙葉体5においては定着ロー
へオフセットする不具合があるので、導電オイルの
非塗布域Δlを設けることが望ましい。
Since the conductive region A is applied only in the above-described range, the conductive thin layer formed thereon has a function as a float electrode. When the conductive area 24 is expanded to the width l 2 of the fixing roller 1, the point of preventing peeling charging is as described above. However, the conductive thin layer is in contact with the core 11, or the conductive elastic layer 22 is not in contact with the conductive elastic layer 22. The transfer charge to be held by the sheet body 5 leaks to the ground due to the contact, so that the holding force of the toner 6 is reduced, and the fixing is particularly performed on the sheet body 5 such as an OHP film in which an insulating film is subjected to a conductive treatment. Since there is a problem of offset to the roller 1 , it is desirable to provide the non-application region Δl of the conductive oil.

【0042】このように本実施例によれば1018Ωcm
以上の離型層を用いることができる。
As described above, according to the present embodiment, 10 18 Ωcm
The release layer described above can be used.

【0043】新品状態において一時的に発生する剥離オ
フセットを防止する目的で、必要な期間だけ存在する導
電薄層を設けるのが本実施例の主旨であり、防止すべき
剥離オフセットの発生の心配が無くなった時点では導電
薄層も消失するという特徴を有する。
The purpose of the present embodiment is to provide a conductive thin layer that exists only for a necessary period for the purpose of preventing a peeling offset that is temporarily generated in a new state. At the time of disappearance, the conductive thin layer also has the characteristic of disappearing.

【0044】従来、離型性オイルを定着ローラに持続
的に供給するようにオイルを含浸したパッド等を定着ロ
ーラに押圧するものは知られているが、これは定期的
にパッド交換を要す等ユーザが不便を感じるものであっ
た。本実施例の定着器は、かかるパッド等のクリーニン
グ手段を用いずにオフセット等による画像汚れを防ぐも
のであり、ユーザが交換するものも無く、メンテナンス
不要の定着器を提供するものである。
[0044] Conventionally, which presses the impregnated pad or the like the oil to the fixing roller 1 is known to be continuously supplied releasability oil to the fixing roller 1, which is periodically pad exchange The user feels inconvenience, such as the need. The fixing device of the present embodiment prevents image contamination due to offset or the like without using such a pad or other cleaning means, and provides a fixing device that does not require replacement by a user and requires no maintenance.

【0045】図9に本発明の更に別の実施例を示す。FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention.

【0046】本実施例は図6に示した実施例と同様に薄
肉の定着ベルト1と低熱容量の板状ヒータ3′を有して
いる。
This embodiment includes a thin fixing belt 1 and a plate heater 3 'having a low heat capacity, as in the embodiment shown in FIG.

【0047】定着ベルト′は厚さ30〜100μmの
ポリイミド等の樹脂フィルム11′をベースとし、その
上に厚さ5〜10μmの接着層でもある導電層12′及
び厚さ30〜100μmのPTFE或はPFA等のフッ
素樹脂より成る離型層13を有しており、駆動ローラ
9、9′により回動される。導電層12′はダイオード
8′を介して接地されており加圧ローラ′の芯金21
に接続されたダイオード8と協働して定着ニップN内に
静電的に離型層13からトナー6を反発する電界を形成
してオフセットを防止する。25は加圧ローラの表面
に形成された導電性薄層であり、前述の実施例と同様に
導電性シリコンオイルを塗布し、フロート電極として作
用するようにしたものである。
The fixing belt 1 'is based on a resin film 11' of polyimide or the like having a thickness of 30 to 100 .mu.m, on which a conductive layer 12 'serving as an adhesive layer having a thickness of 5 to 10 .mu.m and PTFE having a thickness of 30 to 100 .mu.m. Alternatively, it has a release layer 13 made of a fluororesin such as PFA, and is rotated by the drive rollers 9 and 9 '. The conductive layer 12 'is grounded via the diode 8', and the core 21 of the pressure roller 2 'is grounded.
Cooperates with the diode 8 connected to the fixing member N to form an electric field that electrostatically repels the toner 6 from the release layer 13 in the fixing nip N to prevent offset. Reference numeral 25 denotes a conductive thin layer formed on the surface of the pressure roller 2 , which is coated with conductive silicon oil and acts as a float electrode in the same manner as in the above-described embodiment.

【0048】本構成においては紙葉体5の後端が定着ニ
ップNより排出されるときに導電薄層25が離型層13
と接することにより後端部の剥離帯電が防止され、剥ぎ
とりオフセットは生じない。又、通紙枚数の増加に伴い
導電薄層24は消失するが、それ迄には離型層13の帯
電は加圧ローラより転移した導電性オイルの効果も相
俟って平均化されるので、導電薄層25の消失後も局所
的に強い帯電が生じることはなく、剥ぎとりオフセット
は発生しない。
In this configuration, when the rear end of the sheet 5 is discharged from the fixing nip N, the conductive thin layer 25 is separated from the release layer 13.
By contacting with, the peeling charge of the rear end portion is prevented, and no peeling offset occurs. Further, the conductive thin layer 24 disappears with an increase in the number of sheets passed, but by then the charging of the release layer 13 is averaged due to the effect of the conductive oil transferred from the pressure roller 2. Therefore, even after the disappearance of the conductive thin layer 25, strong local electrification does not occur, and no peeling offset occurs.

【0049】図10及び図11に本発明の更に別の実施
例を示す。
FIGS. 10 and 11 show still another embodiment of the present invention.

【0050】定着ローラは芯金11上に30〜100
ミクロンの絶縁性のPFAチューブ12を被覆した後、
アルミニウムを真空蒸着して厚さ0.1〜0.5ミクロ
ンの薄膜の導電層26を形成したものである。蒸着時に
はマスキングを行なって、両端部には絶縁性チューブ1
2がそれぞれΔlの長さにわたって露出するようにして
導電性薄膜24′が芯金11と導通することなく、電気
的にフロート状態に保たれるように為されている。
The fixing roller 1 is placed on the cored bar 11 by 30 to 100.
After coating the micron insulating PFA tube 12,
Aluminum is formed by vacuum evaporation to form a thin conductive layer 26 having a thickness of 0.1 to 0.5 μm. Masking is performed at the time of vapor deposition.
2 are exposed over the length of Δl so that the conductive thin film 24 ′ is kept electrically floating without conducting to the metal core 11.

【0051】導電性薄膜26は極めて薄く形成されてお
り、定着ローラの導電域26をミクロに観察すると離
散したアルミニウムの電極がPFAチューブ12上に形
成されるように為されている。つまり、導電層26とし
て余りに厚いアルミニウム層を形成した場合、PFA表
面が覆われてしまい、離型性が著しく低下するためオフ
セットが生じてしまうが、上述した範囲の膜厚に収める
ことで、PFAチューブの離型性は大きく低下すること
なく、オフセット画像は生じなかった。又、導電性薄層
26はミクロ的には離散したアルミニウムの電極だが、
紙葉体5の後端剥離帯電を防ぐのには十分な効果があ
り、剥離オフセットは発生しないことが確認された。
The conductive thin film 26 is formed to be extremely thin. When the conductive area 26 of the fixing roller 1 is observed microscopically, discrete aluminum electrodes are formed on the PFA tube 12. In other words, if an excessively thick aluminum layer is formed as the conductive layer 26, the PFA surface will be covered and the releasability will be remarkably reduced, causing an offset. The releasability of the tube was not significantly reduced, and no offset image was generated. The conductive thin layer 26 is a microscopically discrete aluminum electrode,
It was confirmed that there was a sufficient effect to prevent the trailing end peeling electrification of the paper sheet 5, and no peeling offset occurred.

【0052】本実施例においても紙葉体5を数1000
枚通紙することで導電性薄層26は消失するが、その時
点では局所的剥離帯電は目立たなくなっており、剥離オ
フセットは発生しないことが確認された。
Also in this embodiment, several thousand paper sheets 5 are used.
The conductive thin layer 26 disappears by passing the sheet, but at that time, the local peeling charge has become inconspicuous, and it has been confirmed that the peeling offset does not occur.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば支持材
の未定着画像を支持する電荷を消失させることなく、剥
離帯電により発生するオフセットを防止できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent offset generated due to peeling charging without losing the charge supporting the unfixed image of the support material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の定着装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a fixing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の定着装置の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional fixing device.

【図3】オフセットの発生を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating occurrence of an offset.

【図4】オフセットの発生を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating occurrence of an offset.

【図5】加圧ローラの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a pressure roller.

【図6】本発明の別の実施例の定着装置の断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view of a fixing device according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の更に別の実施例の定着装置の断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view of a fixing device according to still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の更に別の実施例の定着装置の要部斜視
図である。
FIG. 8 is a perspective view of a main part of a fixing device according to still another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の更に別の実施例の定着装置の断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view of a fixing device according to still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の更に別の実施例の定着用ローラの部
分斜視図である。
FIG. 10 is a partial perspective view of a fixing roller according to still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の更に別の実施例の定着装置の断面図
である。
FIG. 11 is a sectional view of a fixing device according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 定着ローラ 加圧ローラ 3・3′ ヒータ 4 温度センサ 5 紙葉体 6 トナー 7 電源 8・8′ ダイオード 9 駆動ローラ 11・21 芯金 12・23 絶縁性チューブ 23′ 高抵抗チューブ 24 スポンジ層 25・26 導電層[Description of Signs] 1 Fixing roller 2 Pressure roller 3 ・ 3 ′ Heater 4 Temperature sensor 5 Paper leaf 6 Toner 7 Power supply 8.8 ′ Diode 9 Driving roller 11.21 Core 12 ・ 23 Insulating tube 23 ′ High Resistance tube 24 Sponge layer 25/26 Conductive layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 宏明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 七▲瀧▼ 秀夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−274472(JP,A) 特開 平1−161278(JP,A) 特開 平4−93875(JP,A) 特開 平4−340579(JP,A) 特開 昭62−291685(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroaki Sakai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor 7 ▲ Taki ▼ Hideo 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo (56) References JP-A-4-274472 (JP, A) JP-A-1-161278 (JP, A) JP-A-4-93875 (JP, A) JP-A-4-340579 (JP, A) JP-A-62-291685 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 定着ローラ対で未定着画像を支持した支
持材を挟持搬送して定着を行なう定着装置において、 初期時のみに上記ローラ対の少なくとも一方の表面を定
着回数が進むにつれ消失する導電層で被覆したことを特
徴とする定着装置。
An image forming apparatus comprising: a fixing roller for nipping and transporting a supporting material supporting an unfixed image by a fixing roller pair to perform fixing, wherein only a surface of at least one of the roller pair disappears as the number of times of fixing progresses only at an initial stage. A fixing device characterized by being coated with a layer.
【請求項2】 上記導電層はフロート状態にあることを
特徴とする請求項1に記載の定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the conductive layer is in a floating state.
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