JPH03294886A - 熱ローラ定着装置及びローラ - 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、例えば電子複写機及びファクシミリなどに用
いられる熱ローラ定着装置及びローラに関する。

［従来の技術］ 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、いわゆる熱ローラ
定着装置か主流を成している。第３図にその基本形態を
示す。すなわち、熱ローラ定着装置は、熱源（ここでは
ハロゲン・ランプ）３を有する上ローラｌと、一般的に
弾性層を有する下ローラ２とか適切なニップ幅を以って
圧接し、図示しない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ｌ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。そして
前記一対のローラ１，２間を転写材か通過することによ
り転写材上で未定着トナー像を形成する熱溶融性トナー
か、加熱・加圧され定着される仕組である。このように
、従来の熱ローラ定着装置は、トナーと熱源を有する上
ローラｌとか直接接触するために熱伝導効率か極めて優
れているか、その反面、いくつかの弊害も有している。

この弊害の最たるものかオフセット現象と呼ばれるトナ
ーの上ローラｌ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ットと上ローラ
ｌの昇温に伴う高温オフセットに分かれるか必すしもそ
のメカニズムは明らかてはない。ただ、近年はこのオフ
セット現象に対して上ローラｌの外周表面に付着したオ
フセットトナーを機械的に除去する方法、例えば図中に
あるようなりリーニンク装置５による離型剤の塗布に対
する考案のみならず、オフセットトナーそのものを減少
させる対策か考案されている。特に上ローラｌが転写材
や下口〜う２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か静電力により上ローラｌに引
き寄せられるという観点から上ローラｌ及び下ローラ２
の表面電位を下げることが有効とされる。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
金な介してその表層を接地する等の手段が講しられてい
る。最も一般的なものとしては、アルミニウム等からな
る芯金の外周に、例えばフッ素樹脂等の低電気抵抗物質
を含有する離型材層を被覆して表層を形成し、この芯金
により表層を接地させているものかある。

［発明か解決しようとする課題］ ところて、前述のようなオフセット現象は、環境条件（
温度、湿度なと）、転写材の種類、原稿条件（原稿密度
、原稿イメージパターンなど）及び両面、多重コピーモ
ード等によっても左右される。そのため、上ローラ及び
下ローラともに、前述のローラすなわち低抵抗せしめる
ために表層に低電気抵抗物質を含有するローラを、採用
できれば良い。しかし、両面コピー時なとの場合は、下
ローラについても上ローラと同様、やはりトナーとの離
型性に優れた表層を有していなければならず、また通常
下ローラは上ローラに加圧接触して従動回転するもので
あり、その加圧時に下ローラ自身か撓んて上ローラとの
間で定着のためのニップ部を形成する必要かあるため、
芯金と表層との間に弾性体層を有することか一般的であ
る。

しかるに、下ローラに、表層に低電気抵抗物質を含有さ
せたローラを使用すると、長期使用後には表層の摩耗に
よって低電気抵抗物質が露出してくることにより、低電
気抵抗物質を含有させていない下ローラよりトナーとの
離型性を低下させることとなる。したかって、両面コピ
ーなどて多数枚コピーした場合には、トナーか下ローラ
へ付着して下ローラを汚してしまい、さらに最悪の場合
には転写材の裏面に、下ローラ表面に付着したトナーか
オフセットして転写材裏面を汚してしまうという問題点
を有している。

また、下ローラはそれ自身、加熱、加圧の負荷サイクル
を直接受けるため、表層と弾性体層との間の接着強度か
、表層に低電気抵抗物質を含有させていない下ローラよ
り弱く、このため使用しているうちに表層と弾性体層と
の間かはかれる現象が生し、これによりトナーの転写材
への定着性を低下させ、またオフセットを助長し、最終
的には下ローラ自身使いものにならなくなってしまうと
いう問題点を有している。

本発明は、以上のような従来の技術を背景になされたも
のであり、ローラを構成する弾性体層に低電気抵抗物質
を含有させることにより静電的なオフセ・＝、　ト現象
を防止して定着性の向上を図ることかてきるとともに離
型性、耐久性にも優れた熱ローラ定着装置及びそのため
のローラを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的は、熱定着ローラ装置に関し
ては、 芯金の外周に弾性体層及び離型材層か順次積層されたロ
ーラを少なくとも一方に有するローラ対からなり、かつ
該ローラ対の少なくとも一方に熱源を有する熱ローラ定
着装置において、上記弾性体層に低電気抵抗物質を含有
させた、ことにより達成される。

また、上記熱定着ローラ装置のためのローラに関しては
、 芯金の外周に低電気抵抗物質を含有させた弾性体層と、
離型材層を順次積層する、 ことにより達成される。

［作用コ 本発明によれば熱ローラ定着装置のローラを構成する弾
性体層に低電気抵抗物質を含有させたため、転写材との
摩擦帯電によるローラ表面を帯電を軽減してトナーのオ
フセット量象か防止される。また、ローラ表層は低電気
抵抗物質を含有しない離型材層で形成されているために
定着性、耐久性に優れる。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明するが、
本発明はこれに限定されるものてはない。

第１図及び第２図は本発明の熱ローラ定着装置の一実施
例を示す断面図である。

上ローラ１０はステンレス鋼、アルミニウムなどの芯金
１１上に、カーボンブラック等の低抵抗物質を混入せし
めた、四フッ化エチレン樹脂層１２を有して成る。また
、上ローラ１０は、ハロケンヒータ２０を内包し、その
両端部は、耐熱性導電樹脂部材２１．２１’を介してボ
ールベアリンク２２．２２’により定着装置の側板２３
，２３’に回転自在に支持されている。上ローラ１０の
奥側（第１図て左側）は手前側に比べ側板より著し・〈
延出した軸部を有しており、該軸部に耐熱性絶縁樹脂製
のギア２４か嵌着されている。そして、ギア２４は図示
しない駆動手段の駆動ギア２５と連結し、駆動力を受け
て上ローラ１０を回転させるようになっている。

一方、下ローラ３０は、やはり、ベアリンク等の慴動自
在な軸受３１，３１’により保持され、この軸受３１．
３１’を介して、両側板３２，３２°に回転自在に保持
されている。また、図示しない加圧手段により、適正な
圧力で上ローラ１０に圧接されており、上ローラ１０に
従動して回転している。

下ローラ３０は、ステンレス等の芯金３０′の外周に低
抵抗物質を含有せしめた弾性体層４０と、離型材層５０
とを順次積層してなるものである。低抵抗物質を含有せ
しめた弾性体層４０としては、例えば炭素繊維、グラフ
ァイトウィスカ、若しくは炭化珪素繊維・炭化珪素フィ
スカまたは酸化チタンなとの金属酸化物、ニッケル等の
低抵抗物質をシリコンゴム層に含有させて体積抵抗率１
０５Ω・Ｃ■以下に設定したものかコスト、強度面から
は好ましいか、場合によってはシリコンゴム層に変えて
フッ素ゴムまたはフッ素ゴムとシリコンゴムとの混合物
とすることもてきる。

離型材層５０としては通常離型性に優れたフッ素樹脂な
どを使用し、その種類としては例えばペルフルオロアル
コキシ（以下ＰＦＡという）１などか一般的である。

また、芯金３０′と低抵抗物質を含有せしめた弾性体層
４０、該骨性体層４０と離型材層５０の接着は通常プラ
イマ６０．７０によりてなされるか、このプライマ６０
，７０の材質は、強度及び加工時のことを考慮してそれ
ぞれ同質のものを使用してもよく、また場合によっては
別の材質を使用してもよい。

なお、本実施例の熱ローラ定着装置は、芯金の外周に、
低抵抗物質を含有させて弾性体層４０と、離型材層５０
を順次積層して成るローラを下ローラ３０側にのみ使用
しているか、本発明の趣旨から明らかなように、該ロー
ラを上ローラ側にのみ使用することまたは上ローラ及び
下ローラともに使用することかできることはいうまでも
ない。また、熱源についても同様である。

次に本実施例の熱ローラ定着装置（以下１本実施例とい
う）の作用及び効果を従来例この比較において説明する
。

なお、従来例としては本実施例の熱ローラ定着装置の下
ローラ３０の弾性体層に低抵抗物質を含有させていない
ものを採用した（以下、従来例という）。

表−１は従来例と本実施例の各下ローラとを、連続６０
枚の転写材（罫線原稿）からのコピー時のオフセット量
を比較したものである。

表−１ なお、本実験に際しては静電潜像担持体として負帯電、
転写特性のＯＰＣトラムを使用し、また正帯電特性のト
ナーを使用した。

次に、従来例の下ローラと本実施例の下ローラとの帯電
状態の比較を表−２に示す。

表−２ 表−２より従来例及び本実施例の下ローラともに転写材
の搬送時、非搬送時に拘らず一定の電位を示すか、絶対
値として両者を比較すると従来例の下ローラは数ｋＶの
正電位を示すのに対し本実施例の下ローラては高々＋４
００ｖ程度であり、かつ最小値ては＋２００Ｖ程度しか
示していない。

この結果から見ると元来、正に摩擦帯電し・易い、従来
の下ローラを用いた場合、過大に下ローラ表面か正帯電
する一方で、上ローラと摩擦される転写材及びトナーも
同極性に正帯電させれらるため、トナーは下ローラから
の静電的反発力により上ローラ側へ飛ばされ、たとえト
ナーか完全に熱溶融したとしても転写材から剥離し、上
ローラヘオフセットトナーとして転移するものと考えら
れる。したかって、正帯電特性のトナーを用いた場合こ
の傾向か強くなるのは当然である。しかしながら、本実
施例の弾性体層の低抵抗物質を含有させた下ローラては
この摩擦帯電特性が軽減されるためか、あるいは静電容
量か小さくなるために結果的に電位か下がり、トナーを
上ローラ側へ飛ばす反発力か小さくなって、転写材に熱
溶融して残るトナー量か多くなり、したかって上ローラ
へのオフセット量か軽減するものと考えられる。

また、本実施例の下ローラにおいては、前述のプライマ
層を低抵抗化して、芯金へ流れる電荷量を増やし、下ロ
ーラに帯電する静電容量をより少なくすることによりオ
フセット現象の防止をより向上させることも可能である
。

また、弾性体層及びプライマ層のどの部分あるいはどち
らの層（両方含む）を低抵抗化するかは装置の使用条件
、使用目的などに応して適宜決定すればよい。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されているので静電的なオフ
セット現象を防止して定着性の向丘を図り、均一て高品
質な画質が得られるとともに離型性、耐久性にも優れた
熱ローラ定着装置及びローラとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である熱ローラ定着装置の断
面図、第２図は該定着装置に使用する下ローラの断面図
、第３図は従来の熱ローラ定着装置の断面図を示す。 １０・・・・・・上ローラ ２０・・・・・・ハロゲンヒータ ３０・・・・・・下ローラ ４０・・・・−・低抵抗５１１１ｇ質を含有させた弾性
体層５０・・・・・・離型材層 ６０・・・・・・プライマ ７０・・・・・・プライマ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯金の外周に弾性体層及び離型材層が順次積層さ
   れたローラを少なくとも一方に有するローラ対からなり
   、かつ該ローラ対の少なくとも一方に熱源を有する熱ロ
   ーラ定着装置において、上記弾性体層に低電気抵抗物質
   を含有させた、ことを特徴とする熱ローラ定着装置。
2. （２）芯金の外周に低電気抵抗物質を含有させた弾性体
   層と、離型材層を順次積層してなるローラ。