JPH01197780A - 定着器用加圧ローラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一対のローラー間に転写材を通紙させてトナ
ー像を転写材に定着させる定着器の加圧ゴムローラーに
関するものである。

［従来の技術］ 従来、複写機、レーザービームプリンター等に用いられ
る熱ローラ一定着器には、芯金の周囲にシリコンゴ、ム
を形成したいわゆるソリッドのゴムローラーや、芯金の
上に多孔質のシリコンゴム層を形成し更にこの多孔質の
シリコンゴム層の上にシリコンゴムの薄層を形成した、
いわゆるスポンジローラーが知られている。

［発明が解決しようとする課Ｉｎ］ しかしながら、ソリッドローラーは熱容量が大きいので
加熱されにくく低温環境時での定着性が良くない、また
一対のローラー間で発生するしわ、特に８０ｇ／ｍ２以
下の薄紙や封筒のしわは比較的発生しやすい、ことに封
筒は重ね目が３重になっていたり、全体が２枚の紙を重
ねた形をしているので２本のローラーではさんでいくと
、２枚の紙の間で、ストレスがたまりやすく、しわは避
けがたい。

一方、スポンジローラーは、その構成が複雑であるので
、どうしても高価になりやすいという欠点を有する。ま
た従来のスポンジローラーではト　　・ナーが定着ロー
ラーへオフセットするという現象を避けがたく、画像汚
れの原因となっていた。

もっとも、スポンジローラーは熱容量が少なく熱を伝え
にくいので低温時の定着性が良く、薄紙や封筒のしわも
ソリッドローラーよりも発生しにくいという長所を有す
る。この理由はスポンジローラーの内部が表面層にくら
べて軟く、ニップで発生するストレスを逃がしやすいた
めと考えられる。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、芯金の外周に第１の弾性層と、更にこの弾性
層の外周に第２の弾性層を有する定着器用加圧ローラー
において、第１の弾性層が硬度５〜１５°（ＪＩＳ　Ａ
に基づく）、厚みが２■−以上のゴムであって、第２の
弾性層が硬度３０〜５０＠、厚みが０．２〜２■層のゴ
ムであることを特長とする定着器用加圧ローラーである
。

ここに本発明の弾性層には、シリコンゴム、フッ素ゴム
等が使用できるが、硬度、耐久性、接着性の点でシリコ
ンゴムが最も望ましい。

以下、弾性層にシリコンゴムを用いた加圧ローラーの実
施例を示して本発明を具体的に説明する。

［実施例］ 第１図は本発明のゴムローラーを用いた定着器の実施例
である。

図中、２は定着ローラーであり、内部の加熱源テするハ
ロゲンヒーター８によって加熱される。

ここで定着ローラー２は厚み０．７〜２．Ｏ１鳳の円筒
状のアルミニウム又はステンレススチールの金属バイブ
ロの外周にＰＦＡ又はＰＴＦＥ　（四フッ化エチレン樹
脂）の層７を５０〜３００＃Ｌｍの厚みで形成している
。定着ローラーの表面にはその表面温度を検出して制御
するためにサーミスタ等の検温素子１２を定着ローラー
に接触して摺動するように配置している。定着ローラー
２の表面は、トナーが若干量、オフセットするためにシ
リコンオイル、界面活性剤等の離型剤を塗布したり、オ
フセットしたトナーを清掃するためのクリーニングパッ
ド９を定着ローラー表面に押し当てている。クリーニン
グパッド９は離型剤を含んだテフロン樹脂等の耐熱性フ
ェル）１０を耐熱性樹脂の枠１１で固定している。

定着ローラー２と対向している加圧ローラー１は、鉄の
上にメツキをしているか又はステンレススチール製の芯
金３の上に、硬度５〜１５＠（ＪＩＳＡ）、厚みが２■
ｍ以上のシリコンゴム層４を形成し、さらにこの歌いシ
リコンゴム層の上に硬度３０〜５０＠、厚みが０．２〜
２層■のシリコンゴム層を形成したものである。

この一対のローラーのニップの間に紙等の転写材１５の
上に形成されたトナー像１６を進入させて定着させるＬ
　１４は転写材を一対のローラー間に進入させるガイド
であり、１７は定着後の転写材を案内するためのガイド
である。１３は定着ローラーに転写材が付着した時には
がすための分離爪である。

２つのローラー間には４〜１０ｋｇの圧力が印加されて
おり、定着ローラーは１６０〜１９０℃に加熱されてい
る。また通常、加圧ローラーの芯金は１強度上、直径８
〜１４■脂以上が必要である。

ここで硬度３０〜５０°の表層のシリコンゴムは。

すでに市販されているＬＴＶ又はＲＴｖゴムの中から選
択すればよい。

内部の硬度５〜１５＠の軟いゴムは液状シリコンゴムを
硬化させる時に触媒の作用を制御することによって達成
される。

このような軟いゴムの一つの特性を以下に示す。

比　　　　　重　　　　　１．０７ 硬さ（ＪＩＳ　Ａ）　　　　８　” 引っばり強さ　　２３ｋｇ／ｃ■２ 永久伸び　　５００％ 反発弾性率　　　２０％ ローラーの製造方法の一実施例を次に述べる。

芯金を型に入れて、この型の中に第１の弾性体を作る、
液状シリコンゴムを注入する。この時、芯金の上にプラ
イマーを塗り第１の弾性体と芯金との接着性を向上させ
てもよい、この硬度５〜１５°のシリコンゴムを硬化さ
せる時には触媒の添加を制御する必要がある。さらにこ
の軟いシリコンゴムのローラーを再び型に入れて１表層
の硬度３０〜５０°のシリコンゴム層を形成する。この
時２つのシリコンゴム層の境界の接着力を強化するため
にプライマーを用いたり、第１の弾性層の表面を研磨し
たり、第１の弾性層を形成する時の型の内面を研磨する
ことによって表面を荒らし、接着力を向上させることが
できる。

また、第２の弾性層を形成する時の型の内面が境面であ
ると、転写材とローラー間の摩擦が大きくなりすぎるの
で、型の内面を２〜２０μ■の範囲で荒らすのが好まし
い、このようにすると、ローラーの表面も２〜２０１の
範囲の表面粗さとなり、転写材のしわやローラーの汚れ
防止に効果を有する。

このゴムローラーの表面を逆クラウン形状にするときに
は、型の内面形状をローラーが型から抜ける程度（約１
００１程度）の逆クラウン形状としてもよい。

なお、第１の弾性層と第２の弾性層の関係は定着性、し
わの発生頻度、表面層の耐久性、表面のトナーの汚れの
程度、ローラーの強度等によって決定される。

表面層の厚みは１通紙による削れやトナーのオフセット
防止のためにシリコンゴムに混入するシリコンオイルの
量、しわの頻度から０．２〜２層腸程度が適当である。

これより薄いと強度、トナーによる汚れ等に問題が発生
し、これより厚いと充分なニップがとれなくなったり、
しわ防止の効果が少なくなったりする。

また第１の弾性層の軟いシリコンゴムの厚みは２ｍ層以
上必要で、これより薄いと適正な１．５〜４■のニップ
がとれなかったり、しわ防止の効果が少なくなる。

上述のような２層構成のローラーかしわ防止に効果を有
するのは、次の理由によると考えられる。

一対のローラー間に転写材が通紙されていくと、駆動ロ
ーラー側と従動ローラー側で若干の速度差が発生し、特
に封筒などのように２枚の紙を重ねたものは、上下の紙
の間で「ずれ」が発生する。このような「ずれ」がたま
ることによって、しわが発生する。しわの発生の原因の
他の一つは、上、下の２本のローラーの軸方向への力の
差によっても発生する。上、下のローラーによって軸方
向へ引っ張られる力は、ローラーの表面形状（例えば、
逆クラウン量の差）、紙の厚み、材質に依存し、転写材
の上と下側で異ってくるので、転写材によっては、この
上、下の力の差が大きくなり、ついにはしわが発生する
。

このような転写材の上と下に発生する力の差は、２層ロ
ーラーを用いるとたまりにくい、これは表面層が硬いの
で転写材がローラー表面をすべりやすいことと、内部が
軟いので主、下ローラーの力の差を適度に制御すること
によるものである。

本発明においては、トナーのオフセットを防止したり、
ローラーへの紙の巻き付きを防止するために、加圧ロー
ラーのゴムの中にフッ素系界面活性剤を混入してもよい
。

即ち、通常の通紙において、加圧ローラーは、−３ＫＶ
以上に帯電するが、フッ素系界面活性剤を混入すること
によって、−１ＫＶ以下とすることができ、トナーのオ
フセットを大巾に減少することができる。このときゴム
ローラーは表面に導電性の除電ブラシを接触させたり、
芯金を受ける軸受を導電性とすることによって、表面の
電荷を逃がす必要がある。

効果のあるフッ素系界面活性剤として、フッ素化アルキ
ルエステルの他にパーフルオロアルキルポリオキシエチ
レンエタノール、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、
パーフルオロアルキルアンモニウム塩、パーフルオロア
ルキルベタイン。

パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロ
アルキルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキ
ルリン酸エステル、非解離性パーフルオロアルキル化合
物等がある。混入する量としては、シリコンゴム全体の
０．Ｏ１％〜０．５％が適当である。またフッ素系界面
活性剤は少なくとも表面の第２の弾性層か又は２層の弾
性層の両方に混入すると良い。

以上のようにすることにより、トナーのオフセットは大
巾に減少でき、耐久性をさらに伸ばすことができるよう
になる。

以下に実際に検討した例を述べる。

約５０腸腸／ｓｅｃのプロセススピードで負極性のトナ
ーを用いたレーザービームプリンターを用いてｌＯ万枚
通紙を行った。定着器は第１図に示す定着器を用いた。

加圧ローラーは芯金径として１２φ、第１の弾性層とし
て硬度８°のシリコンゴムを３層層の厚みで形成し、さ
らにこの外周に第２の弾性層として硬度４０＠のシリコ
ンゴムを１■の厚みで形成した。

このようなテストにおいて、上記定着器ではしわの発生
もなく定着性、耐久性とも良好であった。特にスポンジ
ローラーでは、セルの破壊によるしわの発生があるがこ
のような現象もなかった。

なお、本発明の実施例を、表面が硬い薄層で内部が軟く
比較的厚い層の２層構成のローラーで説明してきたが、
本発明の内容を実質的に変えない範囲で変形してもよい
０例えば、内部の軟いシリコンゴム層において、その大
部分が軟いシリコンゴム層であって、このシリコンゴム
層の表面に面する薄層だけが、若干硬度が高めのシリコ
ンゴムであるローラーであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、硬質・軟質の２層のゴムローラー
とすることによって、しわの発生が少なく、かつ安価で
小型材に適したゴムローラー及びこのゴムローラーを使
用した定着装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加圧ローラーを用いた定着器の構
成図である。 １・・・加圧ローラー、　　　２・・・定着ローラー、
３・・・芯金、　　　　　　　４・・・第１の弾性層、
５・・・第２の弾性層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯金の外周に第１の弾性層と、更にこの弾性層の
   外周に第２の弾性層を有する定着器用加圧ローラーにお
   いて、第１の弾性層が硬度５〜１５゜（ＪＩＳＡに基づ
   く）、厚みが２ｍｍ以上のゴムであって、第２の弾性層
   が硬度３０〜５０゜、厚みが０．２〜２ｍｍのゴムであ
   ることを特徴とする定着器用加圧ローラー。